The purpose of this study is examining thermal dissipation materials for the lighting and radiate efficiency improvement of 8W LED and confirming the properness of the thermal dissipation materials for LED heat sink. Solid Works flow simulation on 8W class COB was done based on the material characteristics of thermal conductive polymer materials. According to the result of simulation, Al had better thermal dissipation performance than PET. Highest temperature was $7.6^{\circ}C$ higher while lowest temperature was $7.8^{\circ}C$ lower. The test on the heat sinks made by the materials, highest temperature was $4.1^{\circ}C$ higher and lowest temperature was $3.9^{\circ}C$ lower. It is possible to confirm that Al heat sink has better thermal dissipation efficiency because it has better dispersion of heat generated at junction temperature and less heat cohesion. The weight of PET heat sink was reduced than Al heat sink by 46.9% by the density difference between Al and PET. In conclusion, thermal dissipation performance of thermal conductive polymer is lower than Al material however, it is possible to lighting heat sink because thermal conductive polymer has better formability, has lower specific weight and enables various design options.
Nanocrystalline diamond(NCD) coated aluminium plates were prepared and applied as heat sinks for LED modules. NCD films were deposited on 1 mm thick Al plates for times of 2 - 10 h in a microwave plasma chemical vapor deposition reactor. Deposition parameters were the microwave power of 1.2 kW, the working pressure of 90 Torr, the $CH_4/Ar$ gas ratio of 2/200 sccm. In order to enhance diamond nucleation, DC bias voltage of -90 V was applied to the substrate during deposition without external heating. NCD film was identified by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. The Al plates with about 300 nm thick NCD film were attached to LED modules and thermal analysis was carried out using Thermal Transient Tester (T3ster) in a still air box. Thermal resistance of the module with NCD/Al plate was 3.88 K/W while that with Al plate was 5.55 K/W. The smaller the thermal resistance, the better the heat emission. From structure function analysis, the differences between junction and ambient temperatures were $12.1^{\circ}C$ for NCD/Al plate and $15.5^{\circ}C$ for Al plate. The hot spot size of infrared images was larger on NCD/Al than Al plate for a given period of LED operation. In conclusion, NCD coated Al plate exhibited better thermal spreading performance than conventional Al heat sink.
Head up display’s cooling system is auto-diagnosed resulting from the external environment. The quantity of heat depending on this Head up display’s cooling system layout determines the speed of FAN for system cooling. In other words, a system’s heat quantity is planned through the air density depending on altitude, the amount of wind in air depending on FAN control condition, and the algorithm that is proportional to delta temperature. To detect the altitude, we use the criteria of delta T, which is determined by the subtracted value of LED junction temperature, and atmospheric temperature that is recorded on the Head up display system. Depending on the classification of delta T value, the altitude section is determined. While we can use GPS as the tool to detect the altitude, we should predict the change of the air density as the altitude alters, and should not just measure the altitude. And the value of delta T is used as the criterion of detecting the altitude for increasing the cooling efficiency of the car’s inner Head up display system with reflecting the speed of the FAN dependent upon the air density. In our theory, altitude is depending on the value of delta T and stabilizing or maintaining the system’s temperature by changing FAN’s rpm depending on determined value of altitude.
긴 수명, 높은 효율, 색 재현성 및 친화경등의 많은 장점을 가진 발광다이오드는 높은 접합온도로 인하여 광 효율이 저하되고 이는 신뢰성 저하 및 방열부 장착으로 인한 비용 상승 등의 문제로 발전에 악영향을 받고 있다. 본 논문에서는 방열부인 HeatSink의 구조적 변화가 방열성능에 어떠한 영향을 끼치는지 알아보기 위해 열화상 적외선 카메라와 적분구를 이용하여 서로 다른 HeatSink를 가지고 각각의 열적 광학적 특성을 파악하였다. HeatSink의 Fin 길이를 길게 하여 방열면적을 상승시키는 것보다 Fin 두께를 작게 함으로써 Fin 개수를 늘리는 것이 방열성능을 크게 개선시킬 수 있었고 이는 광 출력으로 이어졌다.
This paper analyzes the effects of various operating voltages on the electrical and light output characteristics of 20mW(5mm-Ф), 1W and 5W high-power RGB LEDs. Operating voltages of three types are compared on a simple LED circuit: DC, full-wave rectified DC. and square-wave DC. As a result, it is found that the 1W and 5W high-power LEDs should be provided with appropriate heat sinks that hold down the increase of junction temperature. As for the operating efficiency the case of full-wave rectification gives the highest value.
In this study, we proposed a new method that can be measure ECG (Electrocardiography) and PPG (Photoplethysmography) in realtime on the site of the wrist for check the state of health in daily life. For convenience measurement of ECG the lead I method was used on the wrist, and omit the reference junction ECG I was measured in the right hand and the left hand of the potential difference. Then the measured electrocardiogram was amplified by the differential amplifier and the signals were passed HPF, LPF, and BPF filters. For removing the PPG's noise from the Motion artifact and temperature, we apply the reflective photoelectric volume pulse wave measurement method using green LED as a light source. The circuits was designed to be able to check the waveform using higher active amplification method at weak signals. For the validation of our device, the measured signals were compared with E2-KIT on same time. The results shows that the error does not exceed the maximum one, most of the data is confirmed to be issued Peak inspection of the same number.
We report on the light-emitting diode (LED) characteristics of core-shell CdSe/ZnS nanocrystal quantum dots (QDs) embedded in $TiO_2$thin films on a Si substrate. A simple p-n junction could be formed when nanocrystal QDs on a p-type Si substrate were embedded in ${\sim}5\;nm$ thick $TiO_2$ thin film, which is inherently an n-type semiconductor. The $TiO_2$ thin film was deposited over QDs at $200^{\circ}C$ using plasma-enhanced metallorganic chemical vapor deposition. The LED structure of $TiO_2$/QDs/Si showed typical p-n diode currentvoltage and electroluminescence characteristics. The colloidal core-shell CdSe/ZnS QDs were synthesized via pyrolysis in the range of $220-280^{\circ}C$. Pyrolysis conditions were optimized through systematic studies as functions of synthesis temperature, reaction time, and surfactant amount.
Ferromagnetic tunnel junctions, Ta/Cu/Ta/NiFe/Cu/$Mn_{75}$$Ir_{25}$$Co_{70}$$Fe_{30}$/Al-oxide, were fabricated by do magnetron sputtering and plasma oxidation process. The effect of annealing temperature on the local transport properties of the ferromagnetic tunnel junctions was studied using contact-mode Atomic Force Microscopy (AFM). The current images reflected the distribution of the barrier height determined by local I-V analysis. The contrast of the current image became more homogeneous and smooth after annealing at $280^{\circ}C$. And the average barrier height $\phi_{ave}$ increased and its standard deviation $\sigma_{\phi}$ X decreased. For the cases of the annealing temperature more than $300^{\circ}C$, the contrast of the current image became large again. And the average barrier height $\phi_{ave}$ decreased and its standard deviation $\sigma_{\phi}$ increased. Also, the current histogram had a long tail in the high current region and became asymmetric. This result means the generation of the leakage current that is resulted from the local generation of a low barrier height region. In order to obtain the high tunnel magnetoresistance(TMR) ratio, the increase of the average barrier height and the decrease of the barrier height fluctuation must be strictly controlled.led.
Electronic industry had required the finer size and the higher performance of the device. Therefore, 3-D die stacking technology such as TSV (through silicon via) and micro-bump had been used. Moreover, by the development of the 3-D die stacking technology, 3-D structure such as chip to chip (c2c) and chip to wafer (c2w) had become practicable. These technologies led to the appearance of HBM (high bandwidth memory). HBM was type of the memory, which is composed of several stacked layers of the memory chips. Each memory chips were connected by TSV and micro-bump. Thus, HBM had lower RC delay and higher performance of data processing than the conventional memory. Moreover, due to the development of the IT industry such as, AI (artificial intelligence), IOT (internet of things), and VR (virtual reality), the lower pitch size and the higher density were required to micro-electronics. Particularly, to obtain the fine pitch, some of the method such as copper pillar, nickel diffusion barrier, and tin-silver or tin-silver-copper based bump had been utillized. TCB (thermal compression bonding) and reflow process (thermal aging) were conventional method to bond between tin-silver or tin-silver-copper caps in the temperature range of 200 to 300 degrees. However, because of tin overflow which caused by higher operating temperature than melting point of Tin ($232^{\circ}C$), there would be the danger of bump bridge failure in fine-pitch bonding. Furthermore, regulating the phase of IMC (intermetallic compound) which was located between nickel diffusion barrier and bump, had a lot of problems. For example, an excess of kirkendall void which provides site of brittle fracture occurs at IMC layer after reflow process. The essential solution to reduce the difficulty of bump bonding process is copper to copper direct bonding below $300^{\circ}C$. In this study, in order to improve the problem of bump bonding process, copper to copper direct bonding was performed below $300^{\circ}C$. The driving force of bonding was the self-annealing properties of electrodeposited Cu with high defect density. The self-annealing property originated in high defect density and non-equilibrium grain boundaries at the triple junction. The electrodeposited Cu at high current density and low bath temperature was fabricated by electroplating on copper deposited silicon wafer. The copper-copper bonding experiments was conducted using thermal pressing machine. The condition of investigation such as thermal parameter and pressure parameter were varied to acquire proper bonded specimens. The bonded interface was characterized by SEM (scanning electron microscope) and OM (optical microscope). The density of grain boundary and defects were examined by TEM (transmission electron microscopy).
본 연구에서는 DC 마그네트론 스퍼터를 사용하여 Cr/Co/Al-Ox/Co/Ni-Fe 다층박막에 다양한 두께의 Cr 하지층을 삽입함에 따른 자기적 특성 및 전기적 특성에 관하여 연구하였다. 3 nm 두께의 Cr 하지층 증착시 자기저항비의 변화는 관찰할 수 없었고 적정한 Cr두께가 증가함에 따라 Co의 보자력이 크게 증가되었다 또한, 산화시간이 길수록 두 강자성층간에 보자력 차이 및 절연층의 저항이 점차 증가하였는데, 이는 산화시간에 따라 상부층 계면의 평탄성의 증가에 기인하는 것으로 생각되며 TEM을 통하여 확인할 수 있었다. Cr 하지층 유무에 관계없이 최고 자기저항비가 나타나는 절연층의 산화시간은 60~70초로 비슷하였지만 Cr 두께가 증가할수록 자기저항비는 감소하였다. 이는 전극간 계면의 거칠기의 증가로 인해 미반응 Al의 잔존 확률이 상대적으로 커짐에 따라 터널 전자의 산란이 증가함으로써 나타나는 것으로 생각된다. 이러한 결과로 Cr하지층의 두께는 3 nm로 고정하였으며 하지층의 증착 및 적정산화를 통하여 두 강자성층간에 큰 보자력 차이를 유도할 수 있었다. 이는 재현성에 있어서 가장 큰 문제점을 지닌 TMR 소자에 매우 긍정적인 해결방안을 제시할 수 있게 된다.̄
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[게시일 2004년 10월 1일]
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