• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.40-50
• /
• 2023

최근 스마트폰의 부품 수는 급격히 증가하고 있는 반면, PCB 기판의 크기는 지속적으로 감소하고 있다. 따라서 부품의 실장밀도를 개선하기 위해 PCB를 쌓아서 올리는 stacked PCB 구조의 3D 실장 기술이 개발되어 적용되고 있다. Stacked PCB에서 PCB 간 솔더 접합 품질을 확보하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 stacked PCB의 신뢰성을 향상시키기 위하여, 인터포저(interposer) PCB 및 sub PCB의 프리프레그의 물성, PCB 두께, 층수에 대한 휨의 영향을 실험과 수치해석을 통해 분석하였다. 또한 솔더 접합부의 응력을 최소화하기 위해 인터포저 패드 설계 구조에 따른 접합강도를 분석하였다. 인터포저 PCB의 휨은 프리프레그의 열팽창계수가 적을수록 감소하였으며, 유리전이온도(Tg)가 높을수록 감소하였다. 그러나 온도가 240℃ 이상이면 휨의 개선 효과는 크지 비교적 크지 않다. 또한 FR-4 프리프레그에 비하여 FR-5을 적용할 경우에 휨은 더 감소하였으며, 프리프레그의 층수와 두께가 높을수록 휨은 감소하였다. 한편 sub PCB의 경우, 휨은 프리프레그의 Tg 보다 열팽창계수가 더 중요한 변수임을 확인하였고, 두께를 증가시키는 것이 휨 감소에 효과적이었다. 솔더 접합력을 향상시키기 위하여 다양한 인터포저 패드 디자인을 적용하여 전단력 시험을 수행한 결과, 더미 패드를 추가하면 접합강도가 증가하였다. 또한 텀블 시험 결과, 더미 패드가 없을 때의 크랙 발생율은 26.8%이며, 더미 패드가 있으면 크랙 발생율은 0.6%로 크게 감소하였다. 본 연구의 결과는 stacked PCB의 설계 가이드라인 제시를 위한 유용한 결과로 판단된다.

• 한국광학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.266-275
• /
• 2021

본 논문은 Korsch 망원경의 열분석을 통한 광학계 성능 평가 방법 및 비열화 구조를 연구하였다. 비대칭성의 복잡한 구조를 가진 광학계의 경우, 광학 설계 소프트웨어에 열팽창 계수를 적용하여 인공위성 구조를 구현하는데 한계가 있어 온도 변화에 대한 광학계 성능 평가가 이루어지기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 기계 설계 소프트웨어를 이용하여 온도에 따라 광학계에 영향을 주는 모든 구조체에 길이 변화를 구현하였고, 온도 변화에 대한 광학 부품 사이의 거리 변화량을 정리하였다. 또한 광학 설계 소프트웨어를 이용하여 온도 변화에 대한 광학 부품의 형상 및 두께 변화량을 정리하였다. 두 소프트웨어에서 도출한 모든 변화량을 광학 소프트웨어에 적용하여 광학계의 성능 평가를 진행하였다. 그 결과 공간 분해능 71.4 cycles/mm에 대한 변조전달함수(MTF)가 9 ℃에서 33 ℃까지의 범위에서 25% 이상 유지되는 것을 확인하였다. 또한 광학계 성능 변화에 가장 영향을 많이 주는 구조체를 찾아, 영향을 줄이도록 비열화 구조를 도출하여 개선된 구조물을 적용한 광학계의 성능 평가를 진행하였다. 그 결과, 분해능 71.4 cycles/mm에 대한 변조전달함수가 9 ℃에서 33 ℃까지의 범위에서 67% 이상 유지되는 것을 확인하였다.

• 폴리머
• /
• 제34권3호
• /
• pp.191-197
• /
• 2010

이방성 전도필름(ACF)의 경화방법을 개선하기 위하여 이미다졸계 경화제 대신에 저온에서도 경화가 빠른 열잠재성 양이온 개시제형 경화제를 사용한 에폭시 수지의 경화를 연구하였다. 경화특성의 분석을 위해 유리전이온도, 저장모듈러스, 열팽창계수를 포함한 열적기계적 특성을 조사하였으며 열사이클, 고온고습 신뢰성을 관찰하였다. 열잠재성 양이온 개시제형 경화제를 사용한 ACF가 이미다졸계 경화제를 사용한 경우보다 경화속도는 빨랐으며, 열팽창계수는 낮았고, $T_g$가 높아서 고온안정성도 우수하였다. 또 낮은 온도와 빠른 경화에도 불구하고 안정적인 접속 저항을 유지하여 높은 신뢰성을 나타내었다. 본 연구를 통하여 에폭시 경화방법은 ACF의 열적기계적 특성과 신뢰성에 큰 영향을 미치는 중요한 인자임을 확인하였다.

• 폴리머
• /
• 제30권2호
• /
• pp.140-145
• /
• 2006

디스플레이용 기판으로 사용하고 있는 유리기판은 무겁고 깨지기 쉬우므로 이를 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 환상형 올레핀 고분자 등의 플라스틱으로 대체하는 연구가 많이 이루어지고 있다. 플라스틱 기판은 가볍고, 내충격성이 뛰어나며, 유연하고 연속가공이 가능한 장점을 가지고 있다. 그러나 여러 유기용매에 녹는 특성을 가지고 있다. 디스플레이 제조 공정에서는 여러 유기용매에 노출되므로 이에 대한 내화학성이 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 폴리설폰에 곁가지로 이미드 가교기를 도입하여 내화학성을 향상시키는 연구를 하였다. 곁사슬기에 의해 가교된 폴리설폰 필름은 용해도 조사 결과 내화학성이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 내화학성 측정 결과 MeOH, THF, DMSO, NMP 등의 유기용매에 불용성을 보였다. 또한 15% 이상 낮은 열팽창계수를 보여 열에 대한 치수안정성이 개선되었으며 유리 전이 온도도 이미드기의 도입에 따라 $180^{\circ}C$ 에서 $252^{\circ}C$ 로 증가하였다. 이와 같이 제조한 이미드 곁가지로 가교된 폴리설폰은 광학적 특성이 우수하면서도 내화학성이 뛰어나 유연성 플라스틱 기판으로 사용이 가능하다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제58권4호
• /
• pp.262-270
• /
• 2021

Consumption of Liquefied Natural Gas (LNG) has increased due to environmental pollution; therefore, the need for LNG carriers can efficiently transport large quantities of LNG, is increased. In various types of LNG Cargo Containment System (CCS), Membrane-type MARK-III composed of composite materials is generally employed in the construction of an LNG carrier. Among composite materials in a Mark-III system, glass-fiber composites act as a secondary barrier to prevent the inner hull structure from leakage of LNG when the primary barrier is damaged. Nevertheless, several cases of damage to the secondary barriers have been reported and if damage occurs, LNG can flow into the inner hull structure, causing a brittle fracture. To prevent those problems, this study conducted the applicability assessment of composite material manufactured by bonding glass-fiber and aluminum with epoxy resin and increasing layer from three-ply (triplex) to five-ply (pentaplex). Tensile tests were performed in five temperature points (25, -20, -70, -120, and -170℃) considering temperature gradient in CCS. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Coefficient of Thermal Expansion (CTE) analyses were carried out to evaluate the microstructure and thermos-mechanical properties of the pentaplex. The results showed epoxy resin and increasing layer number contributed to improving the mechanical properties over the whole temperature range.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.101-105
• /
• 2019

칩 패키지에는 생산 공정 및 운송, 보관 과정에서 발생하는 외부 환경 변화로부터 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)을 보호하기 위해 에폭시 몰딩(epoxy molding compound, EMC)이 사용된다. PCB와 EMC의 접합 신뢰성은 제품의 품질 및 수명에 중요한 요소이며 이를 보증하기 위해 제품 설계 및 생산 단계에서 그 접합 에너지를 정밀하게 측정하고, 이에 영향을 끼치는 요소를 통제하여 공정을 최적화 시켜야 한다. 본 논문은 이중 외팔보(double cantilever beam, DCB) 시험을 이용하여 휨(warpage)이 있는 칩 패키지의 EMC와 PCB의 계면 접합 에너지를 측정하고 보정하는 방법에 대해 소개한다. DCB 시험법은 이종 재료의 계면 접합 에너지를 측정하는 전통적인 방법이며 정밀한 접합 에너지 측정을 위해 평평한 기판이 필수적이다. 그러나 칩 패키지는 내부 구성 요소들의 열팽창 계수 차이로 인해 휨이 발생하기 때문에 평평한 기판을 제작하여 정밀한 접합 에너지를 측정하는데 어려움이 있다. 이를 극복하고자 본 연구에서는 휨이 있는 칩 패키지로 DCB 시험법을 위한 시편을 제작하고, 기판의 복원력을 보정하여 접합 에너지를 계산하였다. 보정된 접합에너지는 동일 조건에서 제작된 칩 패키지 중 휨이 없는 시편을 선별하여 측정한 접합 에너지와 비교, 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권2호
• /
• pp.187-194
• /
• 2012

일반적으로 복합재의 강도에 대한 크기 효과는 입자강화 알루미늄 복합재 제조시, 입자와 기지재를 압밀한 후 냉각할 때 입자와 기지재 사이의 열팽창계수 차에 의하여 기지재에 펀칭되는 기하적 필수 전위와, 변형 중 입자와 기지재사이의 탄소성 강성도 차로 인해 발생하는 변형률 구배 소성으로 인한 기하적 필수 전위가 주로 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 이러한 두 종류의 기하적 필수 전위를 전위 소성 이론에 입각하여 강도로 환산한 후 계층적으로 입자 주위 유한요소 영역에 할당하여 동일한 체적비에서 입자의 크기에 따라 변화하는 복합재의 파손 거동을 효과적으로 예측하였다. 이 방법을 적용함으로써 구형입자의 경우 간단한 축대칭 유한요소 모델링과 실험데이터를 연계하여 입자강화 복합재의 입자 크기 의존 강도 및 파손 효과를 수월하게 예측할 수 있음을 보였다. 또한 서로 다른 입자의 체적비 및 크기에 대하여SiC강화 알루미늄 2124-T4 복합재의 강도와 파손 거동이 분명한 차이가 있음을 보인다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권3호
• /
• pp.275-282
• /
• 2014

입자강화 금속기지 복합재는 입자와 기지재간의 열팽창계수 차이와 탄소성 강성도의 차이에 따라 변형률 구배가 발생하고 이로 인한 기하적 필수 전위가 입자 주위에 형성됨에 따라 변형시 입자 크기 의존 길이 스케일에 의한 강화 효과를 가지고 있다. 본 연구에서는 유한요소법을 활용하여 복합재를 압밀 성형할 때 입자 주위에 펀칭되는 기하적 필수 전위에 의한 강도 증가를 입자 주위 영역에 부가시켜 입자 의존 길이 스케일이 복합재의 입자 경계 파손 및 기지재의 연성 파손에 미치는 영향을 살펴 보았다. 파손 거동은 입자의 크기와 체적비를 달리하고, 특히 분리 에너지와 강도 등의 경계 파손 물성값을 변화시켜가는 매개변수적 계산을 수행하여 관찰하였다. 두 개의 파손 모드는 서로 영향을 미치면서 입자 크기 의존 길이 스케일에 밀접하게 연관됨을 보였다. 즉 입자의 크기가 작은 경우에 입자의 크기가 큰 경우에 비하여 입자를 둘러싸고 있는 기하적 필수 전위가 상대적으로 더 집적됨으로 인해 입자경계와 기지재의 연성 파손에 의한 복합재의 파손 개시가 지연되고 파손이 진행되는 동안의 유동 응력 감소도 상대적으로 작은 것을 보였다.