• Design & Manufacturing
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• 제16권1호
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• pp.1-8
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• 2022

The importance of fast and accurate body temperature measurement with a portable thermometer is increasing. In order to reduce the temperature measurement response time of the infrared ear thermometer, it is very important to develop a structure for a thermometer having an efficient heat transfer path. Most of the existing ear thermometers are single structures that do not consider thermal efficiency, which may delay measurement time and reduce measurement accuracy. Therefore, in this study, the upper part of the thermometer in contact with the ear is made of a thermally conductive material, and the lower part of the thermometer is made of a thermal barrier material so that heat can be concentrated on the infrared sensor of the thermometer by blocking the upper part of the heat. For the efficiency of production, it was intended to be manufactured through the double injection process, and for this purpose, in this paper, the optimal process parameters were derived through the double injection process analysis.

• Design & Manufacturing
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• 제16권3호
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• pp.39-43
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• 2022

In this study, we designed an vibration cutting tool that can achieve improvements such as low cutting force, interrupted chip evacuation and better surface quality of cutting performance to obtain high-quality surface roughness and improvement of tool wear, which is an issue in the machining of high-hardness mold steel. Among the resonance frequency modes of the vibration cutting tool, the bending mode was used to maximize the driving amplitude of the vibration tool tip, and the resonance frequency was confirmed through the finite element method. After measuring the actual resonant frequency of the designed tool using an optical fiber sensor, the cutting force and machining surface of vibration cutting and conventional cutting were compared and analyzed in the turning process of high hardness mold steel (STAVAX). As a result of the experiment, the cutting force was reduced by about 20 % compared to the conventional cutting process, and the surface roughness was also improved by about 60 %. This study suggested that the tool wear and surface quality of high-hardness steel can be improved through the vibration cutting method in the machining of high hardness mold steel.

• Design & Manufacturing
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• 제16권4호
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• pp.17-23
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• 2022

Recently, several studies are being conducted to achieve a curvature of 180° or more for the edge of the display glass. The thermocompression molding process is applied to the manufacture of curved glass, and high hardness G5 graphite is used as the mold material to withstand the impact applied to the mold. G5 graphite has high hardness and strong brittleness, which makes tool wear and surface damage easy during machining. Therefore, the demand for diamond-coated tools with good mechanical properties is increasing in the G5 machining field. In this study, the optimal cutting conditions and machinability of a nanodiamond (NCD) coated ball end mill being developed by a tool manufacturer were analyzed and evaluated. For this purpose, the same test was performed on the microdiamond (MCD) coated ball end mill and compared together. In summary, the machinability of MCD and NCD coated tools showed better cutting performance at a cutting speed of 282 m/min, a feed rate of 1,400 mm/min, and a radial depth of cut of 0.08 to 0.1 mm.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.482-489
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• 2020

본 연구의 목적은 소비자 및 현장의 니즈에 부합하면서 다이캐스팅으로 생산할 수 있는 커플링 부품을 개발하고자 하였으며, 유동 및 응고해석을 기반으로 다이캐스팅 금형 설계, 제작, 및 사출조건 최적화 도출을 실시하였고 사출된 제품의 측정 및 평가를 수행하였다. 유동해석을 통하여 캐비티 내부가 100 % 충진되기 위한 적정한 사출조건은 용탕의 온도 670 ℃, 사출속도 1.164 m/s, 충진압력 6.324~18.77 MPa로 분석되었다. 또한, 응고율이 69.47 %일 때 4개의 캐비티 모두에서 100 %에 근접하는 응고가 발생됨을 알 수 있었으며, 이를 기초로 시사출 조건설정 등에 응용하였으며 그 결과 사이클 타임은 약 6.5초로 도출되었다. 다이캐스팅으로 시사출된 제품의 표면 및 내부의 품질 검사를 수행한 결과 성형불량 및 기공 등의 결함은 전혀 발견되지 않았으며, 주요 개소의 치수를 측정한 결과 모든 항목에서 허용하는 공차 이내의 값을 보였다. 또한, 게이트로부터 약 45 mm 이격된 곳의 평균 경도값은 97.7(Hv)로 나타나는 등 전체적으로 양호한 치수 및 품질의 부품을 제작할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권1호
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• pp.31-39
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• 2014

최근 모바일 응용 제품에 사용되는 반도체 패키지는 고밀도, 초소형 및 다기능을 요구하고 있다. 기존의 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package, WLP)는 fan-in 형태로, I/O 단자가 많은 칩에 사용하기에는 한계가 있다. 따라서 팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지(fan-out wafer level package, FOWLP)가 새로운 기술로 부각되고 있다. FOWLP에서 가장 심각한 문제 중의 하나는 휨(warpage)의 발생으로, 이는 FOWLP의 두께가 기존 패키지에 비하여 얇고, 다이 레벨 패키지 보다 휨의 크기가 매우 크기 때문이다. 휨의 발생은 후속 공정의 수율 및 웨이퍼 핸들링에 영향을 미친다. 본 연구에서는 FOWLP의 휨의 특성과 휨에 영향을 미치는 주요 인자에 대해서 수치해석을 이용하여 분석하였다. 휨을 최소화하기 위하여 여러 종류의 epoxy mold compound (EMC) 및 캐리어 재질을 사용하였을 경우에 대해서 휨의 크기를 비교하였다. 또한 FOWLP의 주요 공정인 EMC 몰딩 후, 그리고 캐리어 분리(detachment) 공정 후의 휨의 크기를 각각 해석하였다. 해석 결과, EMC 몰딩 후에 발생한 휨에 가장 영향을 미치는 인자는 EMC의 CTE이며, EMC의 CTE를 낮추거나 Tg(유리천이온도)를 높임으로서 휨을 감소시킬 수 있다. 캐리어 재질로는 Alloy42 재질이 가장 낮은 휨을 보였으며, 따라서 가격, 산화 문제, 열전달 문제를 고려하여 볼 때 Alloy 42 혹은 SUS 재질이 캐리어로서 적합할 것으로 판단된다.

• Design & Manufacturing
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• 제15권2호
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• pp.11-16
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• 2021

Recently, three-dimensional (3D) cell culture systems, which are superior to conventional two-dimensional (2D) vascular systems that mimic the in vivo environment, are being actively studied to reproduce drug responses and cell differentiation in organisms. Conventional two-dimensional cell culture methods (scaffold-based and non-scaffold-based) have a limited cell growth rate because the culture cannot supply the culture medium as consistently as microvessels. To solve this problem, we would like to propose a 3D culture system with an environment similar to living cells by continuously supplying the culture medium to the bottom of the 3D cell support. The 3D culture system is a structure in which microvascular structures are combined under a scaffold (agar, collagen, etc.) where cells can settle and grow. First, we have manufactured molds for the formation of four types of microvessel-mimicking chips: width / height ①100 ㎛ / 100 ㎛, ②100 ㎛ / 50 ㎛, ③ 150 ㎛ / 100 ㎛, and ④ 200 ㎛ / 100 ㎛. By injection molding, four types of microfluidic chips were made with GPPS (general purpose polystyrene), and a 100㎛-thick PDMS (polydimethylsiloxane) film was attached to the top of each microfluidic chip. As a result of observing the flow of the culture medium in the microchannel, it was confirmed that when the aspect ratio (height/width) of the microchannel is 1.5 or more, the fluid flows from the inlet to the outlet without a backflow phenomenon. In addition, the culture efficiency experiments of colorectal cancer cells (SW490) were performed in a 3D culture system in which PDMS films with different pore diameters (1/25/45 ㎛) were combined on a microfluidic chip. As a result, it was found that the cell growth rate increased up to 1.3 times and the cell death rate decreased by 71% as a result of the 3D culture system having a hole membrane with a diameter of 10 ㎛ or more compared to the conventional commercial. Based on the results of this study, it is possible to expand and build various 3D cell culture systems that can maximize cell culture efficiency by cell type by adjusting the shape of the microchannel, the size of the film hole, and the flow rate of the inlet.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권3호
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• pp.31-35
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• 2013

TSOP(Thin Small Outline Package)는 가전제품, 자동차, 모바일, 데스크톱 PC등을 위한 저렴한 비용의 패키지로, 리드 프레임을 사용하는 IC패키지이다. TSOP는 BGA와 flip-chip CSP에 비해 우수한 성능은 아니지만, 저렴한 가격 때문에 많은 분야에 널리 사용되고 있습니다. 그러나, TSOP 패키지에서 몰딩공정 할 때 리드프레임의 열적 처짐 현상이 빈번하게 일어나고, 반도체 다이와 패드 사이의 Au 와이어 떨어짐 현상이 이슈가 되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 리드프레임의 구조를 개선하고 낮은 CTE를 갖는 재료로 대체해야 한다. 본 연구에서는 열적 안정성을 갖도록 리드프레임 구조 개선을 위해 수치해석적 방법으로 진행하였다. TSOP 패키지에서 리드프레임의 열적 처짐은 반도체와 다이 사이의 거리(198 um~366 um)에서 안티-디플렉션의 위치에 따라 시뮬레이션을 진행하였다. 안티-디플렉션으로 TSOP 패키지의 열적 처짐은 확실히 개선되는 것을 확인 했다. 안티-디플렉션의 위치가 inside(198 um)일 때 30.738 um 처짐을 보였다. 이러한 결과는 리드프레임의 열적 팽창을 제한하는데 안티-디플렉션이 기여하고 있기 때문이다. 그러므로 리드프레임 패키지에 안티-디플렉션을 적용하게 되면 낮은 CTE를 갖는 재료로 대체하지 않아도 열적 처짐을 향상시킬 수 있음을 기대할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.113-119
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• 2013

뿌리기술로 불리는 생산기반기술은 국내 주력기간산업과 미래유망산업 관련 제품의 품질 및 생산성을 좌우하는 핵심기술로서 제조산업의 주류를 이루는 중소기업의 경쟁력 강화를 위한 최적의 생산기반기술 관련 지식의 공유 및 확산은 매우 중요하다. 그러나, 생산기반기술은 현장 경험과 숙련 정도에 의존도가 높은 공정기술이기 때문에 이를 지식의 형태로 표준화하여 시스템적으로 공유하기 어렵다. 본 연구에서는 대표적인 모바일 핵심부품 중 하나인 휴대폰 외장부품 제조를 위해 공통적으로 필요한 부품 설계, 금형설계, 금형가공, 사출성형공정 최적화, 표면처리 등의 주요 기반기술의 표준화 및 정보화를 수행하였다. 또한, 이를 쉽게 축적, 공유하도록 하기 위하여 지식저작도구, 의미기반 데이터베이스, 웹 포털 서비스로 구성된 웹 기반 지식공유 시스템을 구축하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권4호
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• pp.7-21
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• 2000

This paper describes an overview of the thixoforming and thixomolding processes. Semi-solid metalworking (SSM), which is called the thixoforming process of aluminium materials, incorporates the elements of both casting and for the manufacture of near net shape parts. The SSM has some advantages such as net shape or near net shape manufacturing, the ability to form thin walls, excellent surface finish, tight tolerance, and excellent dimensional precision. The thixomolding process of Mg alloy (AZ9l) is a combination of two technologies both conventional die casting and plastic injection molding. The feed material used is a machined chip with a geometry of approximately 1 mm square and a length of 2~3 mm. The semi-solid forming (SSF) of high quality aluminium and magnesium parts will be established in the automotive and electronic industry, in the future. The hybrid method of casting/forging has been caused attention. This process uses a preformed material made by casting instead of the wrought material and finishes it by a single forging process. This process is expected to lower costs without sacrificing the mechanical and finishes it by a single forging process. The process is expected to lower costs without sacrificing the mechanical properties. The authors, intending that the casting/forging process contributes to a reduction in production cost of aluminum automotive parts in Korea, describes the feature of the casting/forging process, aluminum alloys suitable for the cast preform, microstructure and mechanical properties of the cast preform, application examples of cast/forging, and further study.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.1-6
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• 2018

하이드로포밍 기술은 지난 20년간 자동차부품의 적용을 중심으로 비약적인 발전을 해 왔다. 이 기술은 자동차 산업응용분야에 많은 장점을 가지고 있는데 이는 더 나은 구조적 강건성, 부품수 감소에 기인한 비용절감, 재료절약, 무게감소, 낮은 스프링백현상, 개선된 강도, 내구성 향상, 설계 유연성 등이다. 하이드로포밍 부품의 성형성 검토를 위하여 다양한 컴퓨터 시뮬레이션 기술 등이 발달해 왔으며 이를 통해 성형 가능성을 검토하는 것과 동시에 성형을 위하여 벤딩 공정, 프리포밍공정, 다이클로징 공정 등의 효율적인 공정을 수립하여 하이드로포밍 부품들을 설계하고 있다. 이에 본 연구에서는 하이드로포밍 부품 설계 시 고려사항 중 성형량, 부품의 단면길이(하이드로포밍 프레스 용량에 맞는), 최소 곡률(하이드로포밍 압력에 따른 곡률 영향 평가) 등을 제시하고 실제 자동차용 리어 서브-프레임 부품의 단면분석을 실시함으로써 하이드로포밍 성형을 위한 설계 방안을 제시하고자 한다. 아울러 하이드로포밍 공정인자 중 프리벤딩, 축피딩, 유압 압력, 프레스 하중, 마찰 등의 효과를 분석하여 이들 공정이 직접적인 하이드로포밍 성형에 필요인자 인지 등을 고찰하였다.