• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.480-480
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• 2008

Vacuum circuit breaker(VCB) is now emerging as an alternative of gas circuit breaker(GCB) which uses SF6 gas as insulating material whose dielectric strength is outstanding. But we have to reduce SF6 gas because SF6 gas is one of greenhouse gas and efforts to reduce greenhouse gas are now trend of the world. Therefore, we can say VCB is the optimal alternative of GCB because vacuum is environmentally friendly. The vacuum interrupter is the core part of VCB to interrupt arcing current. There are mainly two methods to extinguish arc. One is radial magnetic field (RMF) method and the other is axial magnetic field (AMF) method. We deals with RMF method in this paper. Compared with AMP, RMF arc quenching method has different principle to extinguish arc. In case of RMF method, pinch effect is much larger than AMF method. Because of pinch effect RMF type contact electrodes have the single large spot which is severly damaged and melted while AMF type contact electrodes have small and multiple spots which are slightly damaged and melted. To prevent contact electrode being damaged and melted from high temperature-arc, RMF method uses Lorentz force to move arc. In this paper we calculated and compared the arc driving force of two cases and we analyzed the force acting on each part of arc by means of commercial finite element method software Maxwell 3D. They have 3petals and we considered two cases. One is the case when fixed(upper) and movable(lower) contacts are in mirror arrangement (Case 1). The other is the case when one of two contacts (movable contact) is revolved at maximum angle as possible as it can be (Case 2). And at each case above, we analyzed arc driving force at two positions, position 1 is the closest to the center of contact and position 2 is near the edge of petal on fixed contact. As a result we could find that Case 2 generated stronger arc driving force than Case 1 at position 1. But at position 2 Case 1 generated stronger arc driving force than Case 2. This simulation method can contribute to optimizing spiral-type electrode designs in a view of arc driving force.

• Journal of Computational Design and Engineering
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• 제1권1호
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• pp.27-36
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• 2014

Similar to the essential components of many mechanical systems, the geometrical properties of the teeth of spiral bevel gears greatly influence the kinematic and dynamic behaviors of mechanical systems. Logarithmic spiral bevel gears show a unique advantage in transmission due to their constant spiral angle property. However, a mathematical model suitable for accurate digital modeling, differential geometrical characteristics, and related contact analysis methods for tooth surfaces have not been deeply investigated, since such gears are not convenient in traditional cutting manufacturing in the gear industry. Accurate mathematical modeling of the tooth surface geometry for logarithmic spiral bevel gears is developed in this study, based on the basic gearing kinematics and spherical involute geometry along with the tangent planes geometry; actually, the tooth surface is a parametric surface defined on a parallelogrammic domain. Equivalence proof of the tooth surface geometry is then given in order to greatly simplify the mathematical model. As major factors affecting the lubrication, surface fatigue, contact stress, wear, and manufacturability of gear teeth, the differential geometrical characteristics of the tooth surface are summarized using classical fundamental forms. By using the geometrical properties mentioned, manufacturability (and its limitation in logarithmic spiral bevel gears) is analyzed using precision forging and multiaxis freeform milling, rather than classical cradle-type machine tool based milling or hobbing. Geometry and manufacturability analysis results show that logarithmic spiral gears have many application advantages, but many urgent issues such as contact tooth analysis for precision plastic forming and multiaxis freeform milling also need to be solved in a further study.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권2호
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• pp.31-43
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• 2019

본 연구에서는 유연한 접속부를 갖는 유연전자 패키지 플립칩 접속을 위해 폴리머 탄성범프를 제작하였으며, 범프의 온도 및 하중에 따른 폴리머 탄성 범프의 점탄성 및 점소성 거동을 해석 및 실험적으로 분석하고 비교 평가하였다. 폴리머 탄성 범프는 하중에 의한 변형이 용이하여 범프 높이 평탄도 오차의 보정이 용이할 뿐만 아니라 소자가 형성된 칩에 가해지는 응력 집중이 감소하는 것을 확인하였다. 폴리머 탄성 범프의 과도한 변형에 따른 Au Metal Cap Crack 현상을 보완하여 $200{\mu}m$ 직경의 Spiral Cap Type, Spoke Cap type 폴리머 탄성 범프 형성 기술을 개발하였다. 제안된 Spoke Cap, Spiral Cap 폴리머 탄성 범프는 폴리머 범프 전체를 금속 배선이 덮고 있는 Metal Cap 범프에 비해 범프 변형에 의한 응력 발생이 적음을 확인할 수 있으며 이는 폴리머 범프 위의 금속 배선이 부분적으로 패터닝되어 있어 쉽게 변형될 수 있는 구조이므로 응력이 완화되는데 기인하는 것으로 판단된다. Spoke cap type 범프는 패드 접촉부와 전기적 접속을 하는 금속 배선 면적이 Spiral Cap type 범프에 비해 넓어 접촉 저항을 유지하면서 동시에 금속 배선에 응력 집중이 가장 낮은 결과를 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.344-344
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• 2011

진공인터럽터는 진공차단기에서 실제 사고전류차단시 발생하는 아크소호 및 차단을 담당하는 매우 중요한 부분이다. 일반적으로 교류차단기는 일시적으로 에너지가 공급되지 않는 전류 영점에서 아크소호 및 전류차단이 이루어진다. 일반적으로 아크가 발생하는 전극분리시점에서 아크가 소호되는 전류영점까지의 시간을 아크지속시간(arcing time)이라고 한다. 일단 진공 인터럽터 내부의 접점이 분리됨과 동시에 아크가 발생하게되면 이때 진공인터럽터는 아크지속시간동안 고온의 아크에 의한 접점손상을 최소화하기 위해 아크의 거동을 적절히 제어하여 아크에너지를 접점표면상에 골고루 분산시켜야 한다. 현재 진공인터럽터에 사용되는 아크제어 방식에는 크게 횡자계 방식과 축자계 방식이 있다. 본 논문에서는 횡자계 방식 중 spiral type 접점을 사용하여 25 kA의 전류차단시험을 진행하면서 아크전압을 취득하는 동시에 아크이미지를 촬영하여 아크지속시간동안의 아크의 거동을 분석하였는데 특히 본 실험에서는 전체 아크지속시간동안의 아크상태천이과정이 가장 잘 관찰되는 비교적 긴 아크지속시간을 설정하여 실험을 진행하였으며 이때 접점손상이 아크거동 및 차단성능에 미치는 영향을 중점적으로 다루었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.285-291
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• 2014

본 논문은 펌프에서 비접촉식 실로 사용되는 홈 실 적용에 의한 누설 손실을 줄임으로서 고성능 원심펌프의 효율 향상에 관한 것이다. 경사 및 평형 홈 로터와 스테이터의 조합을 포함한 홈 실 형상의 다양한 조합을 실험적으로 연구하였다. 그리고 관련해서 수력성능 및 축추력의 크기를 10가지 케이스에 대하여 측정하고 계산하였다. 그 결과로부터 로터와 스테이터 양쪽 모두에 나선 홈 실(나선 각 : $0.98^{\circ}$)을 가지는 타입이 가장 효과적임을 알 수 있었다. 이 경우 설계 유량($340m^3/h$)에서 기존 설계보다 양정과 효율은 각각 2.1%와 2.3% 향상 되었고 축추력은 10% 감소 되었다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.25-30
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• 2024

High-temperature superconducting rotors offer advantages in terms of output-to-weight ratio and efficiency compared to conventional phase conduction motors or generators. The rotor can be cooled by conduction cooling, which attaches a cryocooler, and by refrigerant circulation, which uses circulating liquid or gas neon, helium and hydrogen. Recent work has focused on environmental issues and on high-temperature superconducting motors cooled with liquid hydrogen that can be combined with fuel cells. However, to ensure smooth supply and return of the cryogenic cooling fluid, a cryogenic rotational coupling between the rotating and stationary parts is necessary. Additionally, the development of a sealing structure to minimize fluid leakage applicable to the coupling is essential. This study describes the design and performance evaluation of a non-contact sealing method, specifically a labyrinth seal, which avoids power loss and heat load caused by friction in contact sealing structures. The seal design incorporates a spiral flow path to reduce leakage using centrifugal force, and computational fluid dynamics (CFD) simulations were conducted to analyze the flow path and rotational speed. A performance evaluation device was configured and employed to evaluate the designed seal. The results of this study will be used to develop a cryogenic rotational coupling with supply and return flow paths for cryogenic applications.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권7호
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• pp.733-740
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• 2013

The high-velocity electromagnetic forming (EMF) process is based on the Lorentz force and the energy of the magnetic field. The advantages of EMF include improved formability, wrinkle reduction, and non-contact forming. In this study, numerical simulations were conducted to determine the practical parameters for the EMF process. A 2-D axis-symmetric electromagnetic model was used, based on a spiral-type forming coil. In the numerical simulation, an RLC circuit was coupled to the spiral coil to measure various design parameters, such as the system input current and the electromagnetic force. The simulation results show that even though the input peak current levels were at the same level in each case, the forming condition varied due to differences in the frequency of the input current. Thus, the electromagnetic forming force was affected by the input current frequency, which in turn, determined the magnitude of the current density and the magnetic flux density.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.1023-1028
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• 2012

본 논문에서는 비접촉 마이크로웨이브 프루브 시스템의 I/Q demodulator를 위한 MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) mixer chip을 GaAs p-HEMT 공정의 Schottky 다이오드를 이용하여 설계 및 제작하였다. 프루브 시스템의 I/Q demodulator 구조를 단순화하기 위해 single balanced 구조의 mixer를 채택하였다. Single balanced mixer에서 $90^{\circ}$hybrid coupler와 ${\lambda}/4$ 전송선로를 이용하여 $180^{\circ}$hybrid를 설계하였으며 이를 MIM 커패시터와 spiral 인덕터를 이용하여 구현함으로써 mixer chip의 크기를 줄일 수 있었다. On-wafer 측정 결과, 본 논문의 MMIC mixer는 1650MHz ~ 2050MHz의 RF 및 LO 주파수 대역을 포함하고 있으며, 응용 주파수 대역 내에서 RF 및 LO의 변화에 대해 약 12dB 이하의 평탄한 변환손실(conversion loss) 특성을 나타내었다. 또한, MMIC mixer chip은 $2.5mm{\times}1.7mm$의 초소형 크기를 가지며 LO-IF 및 RF-IF의 격리도는 각각 43dB 및 23dB 이상의 특성을 나타내었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제4권4호
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• pp.300-306
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• 2004

This paper reports a novel tunable bandpass filter using two-state switched inductor with direct-contact MEMS switches for wireless LAN applications. In our filter configuration, the switched inductor is implemented to obtain more stable and much larger frequency tuning ratio compared with variable capacitor-based tunable filter. The proposed tunable filter was fabricated using a micromachining technology and electrical performances of the fabricated filter were measured. The filter consists of spiral inductors, MIM capacitors and direct-contact type MEMS switches, and its frequency tunability is achieved by changing the inductance that is induced by ON/OFF actuations of the MEMS switches. The actuation voltage of the MEMS switches was measured of 58 V, and they showed the insertion loss of 0.1 dB and isolation of 26.3 dB at 2 GHz, respectively. The measured center frequencies of the fabricated filter were 2.55 GHz and 5.1 GHz, respectively. The passband insertion loss and 3-dB bandwidth were 4.2 dB and 22.5 % at 2.55 GHz, and 5.2 dB and 23.5 % at 5.1 GHz, respectively.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.484-487
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• 2014

본 논문에서는 근거리에서 심박동, 호흡, 맥박 등 인체 신호를 효율적으로 검출할 수 있는 소출력 안테나 특성에 대하여 분석하였다. 이러한 환경에서 안테나는 펄스 신호를 사용하므로 광대역에서 임피던스가 주파수에 안정적인 특성이 요구된다. 이러한 요구 특성은 이득과 trade-off 관계가 있으나 본 논문에서는 근거리에서 사용하므로 방향성 및 이득을 높이기 위한 어레이 형태는 고려하지 않았다. 일반적으로 이러한 요구 사항을 만족하는 안테나는 주파수 독립(Frequency Independent) 안테나로 분류된다. 스파이럴(spiral), 시뉴어스(sinuous), 대수 주기(log-periodic) 안테나 등이 해당되며 소형으로 구현될 수 있다. 본 논문에서는 중심 주파수가 5 GHz인 UWB 펄스 트랜시버에 원형 패치 안테나와 시뉴어스 안테나를 접속하고 시험한 결과를 분석해서 기술하였다.