• 제목/요약/키워드: Micro-electric Component

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전기자동차 파워 인버터용 전력반도체 소자의 발전: SiC 및 GaN (Advances in Power Semiconductor Devices for Automotive Power Inverters: SiC and GaN)

  • 김동진;방정환;김민수
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.43-51
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    • 2023
  • 본 논문에서는 전기차 전력변환 시스템의 근간이 되는 전력반도체 소자의 발전 방향과 차세대 전력반도체 소자인 wide bandgap (WBG)의 특징에 관해 소개하고자 한다. 현재까지의 주류인 Si insulated gate bipolar transistor (IGBT)의 특징에 관해 소개하고, 제조사 별 Si IGBT 개발 방향에 대해 다루었다. 또한 대표적인 WBG 전력반도체 소자인 SiC metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET)이 가지는 특징을 고찰하여 종래의 Si IGBT 소자 대비 SiC MOSFET이 가지는 효용 및 필요성에 대해 서술하였다. 또한 현 시점에서의 GaN 전력반도체 소자가 가지는 한계 및 그로 인해 전기자동차용 전력변환모듈 용으로 사용하기에 이슈인 점을 서술하였다.

한 쌍의 전극으로 전기 삼투 유동과 세포 분쇄 기능을 동시에 구현한 연속적인 세포 분쇄기 (A Continuous Electrical Cell Lysis Chip using a DC Bias Voltage for Cell Disruption and Electroosmotic Flow)

  • 이동우;조영호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제32권10호
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    • pp.831-835
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    • 2008
  • We present a continuous electrical cell lysis chip, using a DC bias voltage to generate the focused high electric field for cell lysis as well as the electroosmotic flow for cell transport. The previous cell lysis chips apply an AC voltage between micro-gap electrodes for cell lysis and use pumps or valves for cell transport. The present DC chip generates high electrical field by reducing the width of the channel between a DC electrode pair, while the previous AC chips reducing the gap between an AC electrode pair. The present chip performs continuous cell pumping without using additional flow source, while the previous chips need additional pumps or valves for the discontinuous cell loading and unloading in the lysis chambers. The experimental study features an orifice whose width and length is 20 times narrower and 175 times shorter than the width and length of a microchannel. With an operational voltage of 50 V, the present chip generates high electric field strength of 1.2 kV/cm at the orifice to disrupt cells with 100% lysis rate of Red Blood Cells and low electric field strength of 60 V/cm at the microchannel to generate an electroosmotic flow of $30{\mu}m/s{\pm}9{\mu}m/s$. In conclusion, the present chip is capable of continuous self-pumping cell lysis at a low voltage; thus, it is suitable for a sample pretreatment component of a micro total analysis system or lab-on-a-chip.

A study on the TiN coating applied to a rolling wire probe

  • Song, Young-Sik;S. K. Yang;Kim, J.
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2003년도 추계학술발표회초록집
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    • pp.118-118
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    • 2003
  • In a rolling wire probe, a key component of an inspection apparatus for PDP electrode patterns, the electric performance of it is known to be strongly dependent on the surface condition of a collet pin, a needle pin, and a wire. However, the collet and needle pins rotate very rapidly in contact with each other, which results in the degradation of the surface by the heat and friction and finally the formation of black wear marks on the surface after a several hundred hours test. Once the black wear marks appear on the surface, the electric resistance of the probe increases sharply and so the integrity of the probe is severely damaged. In this experiment, TiN coating, which has excellent electric conductances and good wear-resistance, has been applied on the surface of collect and needle pins for preventing the surface damages. In order to achieve the homogeneous coating with a good adhesion property, special coating substrate stages and jigs were designed and applied during coating. TiN has been deposited using 99.999% Titanium target by a DC reactive sputtering method. According to the components and jigs, processing parameters, such as DC power, RF bias and the flow rate ratio of Ar and N$_2$ used as reactive gases, has been controlled to obtain good TiN films. Detailed problems and solutions for applying the new substrate stages and jigs will be discussed.

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급전선과 직교된 전자기결합 마이크로스트립 다이폴 배열안테나의 해석 (Analysis of the Transversely fed EMC Microstrip Dipole Array Antenna)

  • 손영수;윤현보
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.105-116
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    • 1996
  • 급전선과 직교된 전자기결합 마이크로스트립 다이폴안테나는 주로 주파수 영역의 적분방정식 및 모멘트법에 의해, 다이폴의 전류분포를 구하므로써 설계 및 해석이 이루어졌으나, 본 연구에서는 FDTD 방법을 이용하여 각 다이폴의 전류분포를 직접 계산하여, 전자기결합 다이폴 배열안테나의 설계 및 해석 가능성을 제시하였다. 이 경우, 맥스웰방정식 적분형을 유한차분형태로 표현한 수식을 적용하였으며, 계산된 각 다이폴의 전류분포에 의해 복사전계를 구하므로써, 표면전류 및 자류밀도를 계산하여 복사패턴을 구하는 방법에 비해 계산과정과 시간이 크게 단축됨을 보였다.

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Study on the Voltage Stabilization Technology Using Photovoltaic Generation Simulator in Three-Level Bipolar Type DC Microgrid

  • Kim, Taehoon;Kim, Juyong;Cho, Jintae;Jung, Jae-Seung
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권3호
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    • pp.1123-1130
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    • 2018
  • Voltage stabilization is an essential component of power quality in low voltage DC (LVDC) microgrid. The microgrid demands the interconnection of a number of small distributed power resources, including variable renewable generators. Therefore, the voltage can be maintained in a stable manner through the control of these distributed generators. In this study, we did research on the new advanced operating method for a photovoltaic (PV) simulator in order to achieve interconnection to a bipolar LVDC microgrid. The validity of this voltage stabilization method, using the distributed generators, is experimentally verified. The test LVDC microgrid is configured by connecting the developed PV simulator and DC load, DC line, and AC/DC rectifier for connecting the main AC grid. The new advanced control method is applied to the developed PV simulator for the bipolar LVDC grid in order to stabilize the gird voltage. Using simulation results, the stabilization of the grid voltage by PV simulator using the proposed control method is confirmed the through the simulation results in various operation scenarios.

DSC를 활용한 상용전력변환 시스템에 관한 연구 (A study on the power conversion system using Dye-Sensitized Solar cell)

  • 김진영;박성준;박해명;김우성;김휘영;김희제
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.195-198
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    • 2006
  • The technology of Solar Power conversion System is defined as a solar cell that changes the sol ar energy into the direct electric energy, power conversion and control technology that convert the dc power into ac power The solar cell module, power conversion, and a control part in component parts consisting a solar power conversion system have influence on its performance. The roles of power conversion and a control part supply the direct current generated by solar cell module for a load with high efficiency as conveniently as possible in this study, the power conversion systen that can generate solar power using DSC module was developed and its characteristics was experimented. The characteristics of the DSC power conversion system including MOSFET and DSP micro processor, high speed devices, was simulated using Psim. According to the results, converter and inverter was manufactured in detail and the performance characteristics were studied.

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금속분말 사출성형된 순-구리의 미세조직에 미치는 고온 소결조건의 영향 (Effect of High-Temperature Sintering Condition on Microstructure Evolution of Pure-Cu Subjected to Metal Injection Molding)

  • 한다인;수하르토노 트리;김동주;이은혜;김종하;고영건
    • 소성∙가공
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    • 제31권4호
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    • pp.240-245
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    • 2022
  • In this study, to achieve good electrical conductivity of a charging terminal component in electric vehicles, we investigated the microstructure evolution of pure-Cu subjected to metal injection molding by controlling the sintering variables, such as temperature and time. Thus, three samples were sintered at temperatures ranging from 1000 ℃ to 1050 ℃ near to the melting temperature of 1085 ℃ for 1 and 10 h after thermal evaporation of binder at 730 ℃. Both procedures were made using a unified furnace under Ar+H2 gas with high purity. The structural observation displayed that the grain size as well as the compactness (a reciprocal of porosity) increased simultaneously as temperature and time increased. This gave rise to high thermal conductivity of 90% IACS together with high density, which was mainly attributed to decrease in fractions of grain boundaries and micro-pores working as effective scattering center for electron movement.

DSI 성형을 이용한 금속/플라스틱 복합 부품 제조에 관한 연구 (A study on the manufacturing of metal/plastic multi-components using the DSI molding)

  • 하석재;차백순;고영배
    • Design & Manufacturing
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    • 제14권4호
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    • pp.71-77
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    • 2020
  • Various manufacturing technologies, including over-molding and insert-injection molding, are used to produce hybrid plastics and metals. However, there are disadvantages to these technologies, as they require several steps in manufacturing and are limited to what can be reasonably achieved within the complexities of part geometry. This study aims to determine a practical approach for producing metal/plastic hybrid components by combining plastic injection molding and metal die casting to create a new hybrid metal/plastic molding process. The integrated metal/plastic hybrid injection molding process developed in this study uses the proven method of multi-component technology as a basis to combine plastic injection molding with metal die casting into one integrated process. In this study, the electrical conductivity and ampacity were verified to qualify the new process for the production of parts used in electronic devices. The electrical conductivity was measured, contacting both sides of the test sample with constant pressure, and the resistivity was measured using a micro ohmmeter. Also, the specific conductivity was subsequently calculated from the resistivity and contact surface of the conductor path. The ampacity defines the maximum amount of current a conductive path can carry before sustaining immediate or progressive deterioration. The manufactured hybrid multi-components were loaded with increasing currents, while the temperature was recorded with an infrared camera. To compare the measured infrared images, an electro-thermal simulation was conducted using commercial CAE software to predict the maximum temperature of the power loaded parts. Overall, during the injection molding process, it was demonstrated that multifunctional parts can be produced for electric and electronic applications.

연소 후 이산화탄소 포집용 흡수제의 비활성화 원인 규명 (Deactivation causes of dry sorbents for post-combustion CO2 capture)

  • 조민선;채호진;이수출;조성빈;김태영;이철호;백점인;김재창
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권2호
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    • pp.253-258
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    • 2019
  • 연소 후 이산화탄소 포집용 고속 유동층 공정에서 사용되는 흡수제를 대량생산할 때, 흡수제 강도를 위해 여러 가지 물질을 사용한다. 본 연구에서는 흡수제 설계시 사용하는 물질 중 하나인 Micro-cell C (MCC)를 사용하여 $K_2CO_3$ 기반 건식 흡수제(KMC)를 제조하였고, 흡수 및 재생 특성을 평가하였다. 흡수반응은 $60^{\circ}C$에서 실험하였고, 재생반응은 $200^{\circ}C$에서 실험하였다. KMC 흡수제의 연속실험 결과, 1 cycle임에도 불구하고 이론흡수능(95.4 mg $CO_2/g$ sorbent)의 약 22%인 21.6 mg $CO_2/g$ sorbent의 낮은 흡수능을 나타내었고, 5 cycle에서는 13.7 mg $CO_2/g$ sorbent의 낮은 흡수능을 나타내었다. XRD 및 TG 분석결과, MCC에 함유된 Ca계 성분으로 인해 제조 및 흡수 과정에서 부반응 물질인 $K_2Ca(CO_3)_2$ 구조가 생성됨에 따라 흡수제가 비활성화된 것을 확인하였다. 또한 흡수제 비활성화 문제를 해결하기 위해, MCC를 $850^{\circ}C$에서 먼저 소성하는 과정을 추가하여 흡수제(KM8)를 제조하였다. KM8 흡수제는 1 cycle에서 95.2 mg $CO_2/g$ sorbent의 높은 흡수능을 나타낼 뿐만 아니라 5 cycle 동안 우수한 재생성을 나타내었다. 따라서 소성단계를 추가함으로써 부반응 원인물질 제거방법을 통해 흡수제의 비활성화를 해결할 수 있음을 확인하였다.

데이터 마이닝 기법을 이용한 차량용 반도체의 불량률 예측 연구 (Prediction of field failure rate using data mining in the Automotive semiconductor)

  • 윤경식;정희운;박승범
    • 기술혁신연구
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    • 제26권3호
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    • pp.37-68
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    • 2018
  • 본 논문에서는 차량용 반도체가 제품 출하 후 사용 환경에 따라 발생되는 불량률을 데이터 마이닝 기법을 이용하여 분석하였다. 20세기 이후 가장 보편적인 이동수단인 자동차는 전자 컨트롤 장치와 자동차용 반도체의 사용량이 급격히 증가하면서 매우 빠른 속도로 진화하고 있다. 자동차용 반도체는 차량용 전자 컨트롤 장치 중 핵심 부품으로 소비자들에게 안정성, 연료 사용의 효율성, 운전의 안정감을 제공하기 위해 사용되고 있다. 자동차용 반도체는 가솔린엔진, 디젤 엔진, 전기 모터를 컨트롤하는 기술, 헤드업 디스플레이, 차선 유지 시스템 등 많은 부분에 적용되고 있다. 이와 같이 반도체는 자동차를 구성하는 거의 모든 전자 컨트롤 장치에 적용되고 있으며 기계적인 장치를 단순히 조합한 이상의 효과를 만들어 내고 있다. 자동차용 반도체는 10년 이상의 자동차 사용 기간을 고려하여 높은 신뢰성, 내구성, 장기공급 등의 특성을 요구하고 있다. 자동차용 반도체의 신뢰성은 자동차의 안전성과 직접적으로 연결되기 때문이다. 반도체업계에서는 JEDEC과 AEC 등의 산업 표준 규격을 이용하여 자동차용 반도체의 신뢰성을 평가하고 있다. 또한 자동차 산업에서 표준으로 제시한 신뢰성 실험 방법과 그 결과를 이용하여 개발 초기 단계 및 제품 양산 초기단계에서 제품의 수명을 예측 하고 있다. 하지만 고객의 다양한 사용 조건 및 사용 시간 등 여러 변수들에 의해 발생되는 불량률을 예측하는 데는 한계가 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 학계와 산업계에서 많은 연구가 있어왔다. 그 중 데이터 마이닝 기법을 이용한 연구가 다수의 반도체 분야에서 진행되고 있지만, 아직 자동차용 반도체에 대한 적용 및 연구는 미비한 상태이다. 이러한 관점에서 본 연구는 데이터 마이닝 기법을 이용하여 반도체 조립(Assembly)과 패키지 테스트(Package test) 공정 중 발생 된 데이터들간의 연관성을 규명하고, 고객 불량 데이터를 이용하여 잠재 불량률 예측에 적합한 데이터 마이닝 기법을 검증하였다.