• 산업경영시스템학회지
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• 제31권3호
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• pp.17-23
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• 2008

In this research article, scheduling a casting sequence in a job-shop type foundry involving a variety of casts made of an identical alloy but with different shapes and II weights, has been investigated. The objective is to produce the assigned mixed orders satisfying due dates and obtaining the highest ingot efficiency simultaneously. Implementing simple integer programming instead of complicated genetic algorithms accompanying rigorous calculations proves that it can provide a feasible solution with a high accuracy for a complex, multi-variable and multi-constraint optimization problem. Enhancing the ingot efficiency under the constraint of discrete ingot sizes is accomplished by using a simple and intelligible algorithm in a standard integer programming. Employing this simple methodology, a job-shop type foundry is able to maximize the furnace utilization and minimize ingot waste.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.94-97
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• 2005

For the fabrication of poly-crystalline silicon ingot, CCCC (Cold Crucible Continuous Casting) method under a high frequency alternating magnetic field, was utilized in order to prevent crucible consumption and ingot contamination and to increase production rate. In order to effectively and continuously melt and cast silicon, which has a high radiation heat loss due to the high melting temperature and a low induction heating efficiency due to a low electric conductivity, Joule and pinch effects were optimized. Throughout the present investigation, poly-crystalline Si ingot was successfully produced at the casting speed of above 1.5 mm/min under a non-contact condition.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제22권3호
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• pp.21-27
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• 2023

In this article, a plate-type megasonic cleaning system with cooling pins is proposed for the sliced ingot, which is a raw material of silicon (Si) wafers. The megasonic system is operated with a lead zirconate titanate (PZT) actuator, which has high electric resistance, thus when it is being operated, it dissipates much heat. So this article proposes a megasonic system with cooling pins. In the design process, finite element analysis was performed and the results were used for the design of the waveguide. The frequency with the maximum impedance value was 998 kHz, which agreed well with the measured value of 997 kHz with 0.1 % error. Based on the results, the 1 MHz waveguide was fabricated. Acoustic pressures were measured, and analyzed. Finally, cleaning tests were performed, and 90 % particle removal efficiency (PRE) was achieved over 10 W power. These results imply that the developed 1 MHz megasonic will effectively clean sliced ingot wafer surfaces.

• 한국주조공학회지
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• 제42권1호
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• pp.3-11
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• 2022

본 연구에서는 전산모사를 활용하여 오스테나이트계 내열강인 HR3C 합금의 수축 결함 파라미터를 확보하고, 건전부 85% 이상의 잉곳 몰드 설계 및 제작을 진행하였다. 잉곳 몰드 설계 단계에서 전산모사를 활용하여 최적의 잉곳 몰드를 설계 및 제작하였으며, 제작한 잉곳 몰드를 통해 시험조업을 수행하였다. 시험조업 후, 절단 및 비파괴 검사를 통해 결함 양상을 분석하여 수축 결함 파라미터와 잉곳 몰드 설계를 검증하였다. 검증 결과를 기반으로 HR3C 합금의 수축 결함 파라미터 (Niyama 인자, 급탕효율인자, 열간 균열 인자 등)를 확보하였으며, 확보한 파라미터를 통해 건전부 85% 이상의 잉곳 몰드 설계 방안을 확보하였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.325-328
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• 2004

This paper deals with void crushing behavior by ingot forging process which consists of sequential operations of upset forging and bloom forging. The predicted results of void crushing behavior by the simplified global-local method using F.E. analysis showed that the inherent void at the top region of the ingots remains incompletely crushed even after several forging operations. From the results of the hot upset forging test using the billets with drilled voids, it was found that the bonding efficiency of the void after forging process increases with an increase in deformation, and a decrease of initial diameter of voids.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권6호
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• pp.775-780
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• 2016

최근 태양전지 산업에서는 효율과 더불어서 생산성을 높이고 원가를 절감할 수 있는 설계가 요구되고 있다. 생산성의 향상을 위하여 반응기의 크기를 키우면 기존의 8 inch 잉곳에서 12 inch 잉곳으로 생산이 가능하다. 또한 연속공정법을 사용하여 생산성 증대를 극대화 시킬 수 있다. 본 연구에서는 12인치 잉곳이 최적 컨디션의 수율향상을 위한 소비전력 감소와 생산성 향상에 관한 시뮬레이션을 진행하였다. 인출속도 별 계면 형상과 폰-미제스 스트레스, 온도구배, 소비전력을 비교하여 최적의 인출속도를 찾았다. 그 결과, 생산성 향상과 에너지를 절감할 수 있는 최적 공정 파라미터를 도출할 수 있었다. 이러한 연구는 실제 태양전지 산업에서 생산성 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대 된다.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권6호
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• pp.209-216
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• 2018

Sapphire is a substrate material that is widely used in optical and electronic devices. However, the processing of sapphire into a substrate takes a long time owing to its high hardness and chemical inertness. In order to process the sapphire ingot into a substrate, ingot growth, multiwire sawing, lapping, and polishing are required. The lap grinding process using pellets is known as one of the ways to improve the efficiency of sapphire substrate processing. The lap grinding process ensures high processing efficiency while utilizing two-body abrasion, unlike the lapping process which utilizes three-body abrasion by particles. However, the lap grinding process has a high material removal rate (MRR), while its weakness is in obtaining the required surface roughness for the final polishing process. In this study, we examine the effects of free abrasives in lap grinding on the material removal characteristics of sapphire substrate. Before conducting the lap grinding experiments, it was confirmed that the addition of free abrasives changed the friction force through the pin-on-disk wear test. The MRR and roughness reduction rate are experimentally studied to verify the effects of free abrasive concentration on deionized water. The addition of free abrasives (colloidal silica) in the lap grinding process can improve surface roughness by three-body abrasion along with two-body abrasion by diamond grits.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.479-482
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• 2005

To improve the efficiency of fossil power plant, the higher steam temperature and pressure are required. Ultra super critical(USC) system meets very well this requirement. The HIP rotor is one of the most important parts of turbine in USC system and its material is easy to crack during hot forging. In this study, the upsetting and cogging process far $12\%Cr$ ESR ingot was analyzed and it is suggested a optimum process to avoid surface crack. The results were verified by test product with 4,200 tonnage press.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.369-380
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• 2020

대부분의 단결정 실리콘 잉곳은 초크랄스키(Czochralski(Cz)) 공정으로 제조된다. 그러나 단결정 실리콘 잉곳을 제품화 및 태양 전지 기판으로 가공하였을 때 산소 불순물이 있는 경우 낮은 효율성을 나타내는 경향이 있다. 단결정 Si-잉곳의 생산을 위해서는 용융 Si를 녹인 다음 단결정 Si의 시드(Seed)로 결정화하는 초크랄스키(Cz) 공정을 도입한다. 용융된 다결정 Si-덩어리를 단결정 Si-잉곳으로 결정성장 될 때, 열 전달은 Cz-공정의 구조에서 중요한 역할을 한다. 본 연구에서 고품질 단결정 실리콘 잉곳을 얻기 위해 Cz-공정의 최적화된 설계를 구성하였다. 결정 성장 시뮬레이션로부터 결정성장을 위한 Pulling rate 및 Rotation speed에 최적의 변수값을 형성하기 위해 사용되었으며, 변형된 Cz-공정에 대한 연구 및 해당 결과가 논의되며 결정 성장 시뮬레이션을 사용하여 Cz-공정의 Pulling rate, Rotation speed 및 Melt charge level의 최적화된 설계로 인한 결정성장시 단결정 실리콘으로 유입되는 산소 농도 최소화를 설계하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.808-816
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• 2012

본 논문은 열 해석 시뮬레이션과 주조로의 구조 변경을 통한 실리콘 잉곳의 방향성 응고에 대한 연구이다. 열 해석 시뮬레이션에 의한 결과, 용융은 유지 시간이 80분일 때 실리콘이 전체적으로 고르게 용융 온도에 도달하였고 냉각은 상부 냉각 온도가 $1,400^{\circ}C$와 60분 냉각 시 가장 좋은 결과 값을 나타내었다. 제작된 웨이퍼가 기존의 상용웨이퍼보다 결정립계에서의 에칭이 훨씬 적게 이루어졌다. FTIR 측정결과 산소와 탄소 모두 모두 임계값 이하의 불순물로 존재함을 확인하였다. NAA 분석 결과 총 18가지 금속 불순물이 검출 되었지만, 농도 분포는 같은 위치에서 위와 아래의 차이는 크게 나지 않고, 어떤 특정한 위치에서 한쪽으로 집중되거나 어떤 경향성 없이 전체의 샘플의 모든 부분에서 농도가 거의 일정하게 분포를 나타냈다.