• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.90-95
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• 2001

Thermo-mechanical and flexural behavior of a wire-bond plastic ball grid array (WB-PBGA) are characterized by high sensitive $moir{\acute{e}}$ interferometry. $Moir{\acute{e}}$ fringe patterns are recorded and analyzed at several various bending loads and temperature steps. At the temperature higher that $100^{\circ}C$, the inelastic deformation in solder balls became more dominant. As a result the bending of the molding compound decreased while temperature increased. The strain results show that the solder ball located at the edge of the chip has largest shear strain by the thermal load while the maximum average shear strain by the bending moment occurs in the end solder. The results also show that $moir{\acute{e}}$ interferometry is a powerful and effective tool in experimental studies of electronic packaging.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1407-1412
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• 2003

In MEMS devices, packaging induced stress or stress induced structure deformation become increasing concerns since it directly affects the performance of the device. In this paper, deformation behavior of MEMS gyroscope package subjected to temparature change is investigated using high-sensitivity $Moir{\acute{e}}$ interferometry. Using the real-time $Moir{\acute{e}}$ setup, fringe patterns are recorded and analyzed at several temperatures. Temperature dependent analyses of warpages and extensions/contractions of the package are presented. Linear elastic behavior is documented in the temperature region of room temperature to $125^{\circ}C$. Analysis of the package reveals that global bending occurs due to the mismatch of thermal expansion coefficient between the chip, the molding compond and the PCB.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권6호
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• pp.556-562
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• 2007

This paper presents the use of a novel fiber optic accelerometer system to monitor ambient vibration (both wind-induced one and vehicle-induced) of a real bridge structure. This sensor system integrates the $Moir\'{e}$ fringe phenomenon with fiber optics to achieve accurate and reliable measurements. A low-cost signal processing unit implements unique algorithms to further enhance the resolution and increase the dynamic bandwidth of the sensors. The fiber optic accelerometer has two major benefits in using this fiber optic accelerometer system for monitoring civil engineering structures. One is its immunity to electromagnetic (EM) interference making it suitable for difficult applications in such environments involving strong EM fields, electrical spark-induced explosion risks, and cabling problems, prohibiting the use of conventional electromagnetic accelerometers. The other is its ability to measure both low- and high-amplitude vibrations with a constantly high resolution without pre-setting a gain level, as usually required in a conventional accelerometer. The second benefit makes the sensor system particularly useful for real-time measurement of both ambient vibration (that is often used for structural health monitoring) and strong motion such as earthquake. Especially, the semi-strong motion and the small ambient one are successfully simulated and measured by using the new fiber optic accelerometer in the experiment of the structural health monitoring of a real bridge.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권4호
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• pp.1-8
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• 2003

고감도 모아레 간섭계를 이용하여 세라믹 ball grid array 패키지 결합체의 열-기계적 거동을 분석하였다. 한 온도 사이클의 선택된 몇 개의 온도 단계에서 모아레 간섭무늬를 기록하고 해석하였다. 패키지 결합체의 온도변화에 따른 전체적인 변형과 국부적인 변형거동을 정량적으로 나타내었고, 패키지의 굽힘변형과 맨 바깥쪽 솔더볼의 전단변형률에 대한 거동을 토의하였다. 높은 온도에서는 저온 융점 솔더의 응력완화로 인하여 심각한 비선형 거동이 발생되었으며. 솔더볼의 변형을 해석한 결과 높은 온도에서 저온용융 솔더부에 비탄성 변형이 축적되었음을 알 수 있었다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권2호
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• pp.123-129
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• 2015

A pulse is generated when the heart pumps blood into the arterial system. The heart pumps blood only when it contracts, not when it relaxes; therefore, blood enters the arterial system in a cyclical form. Artery beating is visible in some parts of the body surface, such as the radial artery of the wrist. This paper mainly uses the feature in which near-infrared spectroscopy penetrates skin to construct a non-invasive measurement system that can measure small vibration in the subcutaneous tissue of the human body, and then uses it for the pulse measurement. This measurement system uses the optical moir$\acute{e}$ principle, together with the fringe displacement made by small vibration in the subcutaneous tissue, and an image analysis program to calculate the height variation from small vibrations in the subcutaneous tissue. It completes a measurement system that records height variation with time, and that together with a fast Fourier transform (FFT) program, they can convert the pulse waveform generated by vibration (time-amplitude) to heartbeat frequency (frequency-amplitude). This is a new and non-invasive medical assistance system for measuring the pulse of the human body, with the advantages of being simple, fast, safe and objective.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권4호
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• pp.17-25
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• 2006

본 논문에서는 FC-PBGA 패키지를 대상으로 하여 온도변화에 따른 열변형에 대한 실험과 해석을 수행하였다. 모아레 간섭계를 이용하여 각 온도단계에서 변위분포를 나타내는 간섭무늬를 얻고, 그로부터 굽힘변형 거동 및 솔더볼의 변형률에 대한 해석을 수행하였다. 한 개의 패키지가 PCB에 연결되어 있는 단면 패키지 결합체와 두 개의 패키지가 PCB의 양쪽에 연결되어 있는 양면 패키지 결합체의 변형 거동을 비교하였다. FC-PBGA의 단면 패키지 결합체 패키지의 최대 굽힘변위는 결합되지 않은 패키지보다 20%정도 작게 발생된 것으로 나타났으며 앙면 패키지의 경우는 대칭성으로 인하여 칩 윗면의 최대 굽힘변위가 단면패키지보다 반 정도 작게 발생되었다. 솔더볼의 파손에 큰 영향을 미치는 유효변형률은 단면 패키지 결합체의 경우 칩 가장자리의 바로 바깥쪽 솔더볼에서, 양면 패키지 결합체의 경우는 칩 가장자리의 바로 안쪽 솔더볼에서 가장 큰 값을 가졌으며, 그 최대값은 양면패키지 결합체의 경우가 50%정도 더 큰 것으로 나타났다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권4호
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• pp.141-148
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• 2019

모바일 기기로 사용되는 전자기판은 여러 가지 다양한 재료로 구성되어 있으며, 제조시나 사용 환경에서 온도가 변하면 각 재료의 열팽창 계수의 차이로 인하여 변형과 응력집중이 발생하게 된다. 그림자 무아레 방법은 비접촉으로 전체 영역에 걸친 면외변위를 측정하는 광학적 방법이지만 고감도 적용을 위해서는 탈봇 현상의 극복이 필요하다. 본 논문에서는 그림자 무아레 기법에서 발생하는 탈봇 현상을 극복하기 위하여 다양한 파장의 LED 광원을 이용하고, 파장의 변화가 탈봇 거리에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 위상 이동법을 이용함으로써 10 ㎛/fringe 이내의 측정 감도를 확보할 수 있는 실험방법을 제안하고 이를 평가하였으며, 이 방법을 모바일 회로 기판의 열변형 측정에 적용하였다. 백색광을 사용한 경우에서는 탈봇 현상으로 인하여 측정이 불가능한 영역이 여러 군데 존재하였으나, 파란색 LED 광을 사용한 경우에는 대부분의 영역에서 감도 6.25 ㎛/fringe의 정밀한 무아레 무늬를 얻어낼 수 있음을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권2호
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• pp.157-163
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• 2008

본 논문에서는 대형 구조물의 감시를 위한 새로운 광섬유 경사계를 제시한다. 이 경사계 시스템은 센서 헤드, 광 조절부 그리고 신호처리부로 이루어진다. 또한 본 시스템은 무아레 프린지 현상의 원리를 이용하며 광섬유라는 새로운 광측정 장치를 적용하였다. 이를 통해, 센서 시스템은 가격이 저렴하고 전자기학 잡음에 강하며 설치가 용이해 졌다. 실제로 본 논문에서는 저비용의 광전자 구동 시스템을 포함한 실제 시제품을 성공적으로 개발하였다. 그리고 실제 실험을 통해 센서의 선형성을 포함한 성능을 검증하였고 이를 통해 실제 토목구조물의 처짐각을 측정할 수 있는 광섬유 경사계 시스템으로서의 가능성과 성능을 입증하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권2호
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• pp.165-168
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• 2015

A simple method to determine the focal length of a lens using the Talbot image is presented. This method uses only one grating, requiring neither Moir$\acute{e}$ fringe analysis nor the angle between the gratings. The original Fourier transform was used to access the spectrum beyond the limitation set of the usual fast Fourier transform to determine the (de)magnification accurately enough to be used for the focal length. A set of Talbot images simulated numerically with the Fresnel diffraction integral was used to demonstrate the method. For focal lengths between 5550 mm and 5650 mm, the mean difference between the focal lengths determined from the Talbot images and the true values was 3.3 mm with the standard deviation of the difference being 3.8 mm. The true focal lengths can be recovered with an accuracy of 0.06%.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권6호
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• pp.601-608
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• 2011

This paper presents the damage assessment of a building structure by using a novel optical fiber accelerometer system. Especially, a sub-scaled building model is designed and manufactured to check up the feasibility of the optical fiber accelerometer for structural health monitoring. The novel accelerometer exploits the moir$\acute{e}$ fringe optical phenomenon and two pairs of optical fibers to measure the displacement with a high accuracy, and furthermore a pendulum to convert the displacement into acceleration. A prototype of optical fiber accelerometer system has been successfully developed that consists of a sensor head, a control unit and a signal processing unit. The building model is also designed as a 4-story building with a rectangular shape of $200{\times}300$ mm of edges. Each floor is connected to the next ones by 6 steel columns which are threaded rods. Basically, a random vibration test of the building model is done with a shaker and all of acceleration data is successfully measured at the assigned points by the optical fiber accelerometer. The experiments are repeated in the undamaged state and the damaged state. The comparison of dynamic parameters including the natural frequencies and the eigenvectors is successfully carried out. Finally, the optical fiber accelerometer is proven to be prospective to evaluate dynamic characteristics of a building structure for the damage assessment.