고점도 잉크를 위한 니들 타입 젯 디스펜서의 액적 형성에 관한 해석적 연구

주영철(Youngcheol Joo),이혜민(Hyemin Lee),권계시(Kye-Si Kwon) 한국산학기술학회 2022 한국산학기술학회논문지 Vol.23 No.2

OLED 증착을 위한 선형증발원 히터 위치선정

주영철(Youngcheol Joo),한충환(Choong Hwan Han),엄태준(Tai Joon Um),이상욱(Sang-Wook Lee),김국원(Kug Weon Kim),권계시(Kye-Si Kwon) 제어로봇시스템학회 2008 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.14 No.6

Organic light emitting diode(OLED) is one of the most promising type of future flat panel display. A linear source is used to deposite organic vapor to a large size OLEO substrate. An electric heater which is attached on the side of linear source heats the organic powder for the sublimation. The nozzle of heater, which is attached at the top of the linear source has an optimal temperature. An numerical analysis has been performed to find optimal heater position for the optimal nozzle temperature. A commercial CFD program, FLUENT, is used on the analysis. Two-dimensional and three-dimensional analysis have been performed. The analysis showed that the heater should be attached at the outer side of crucible wall rather than inner side of housing, which was original design. Eighteen milimeter from the top of the linear source was suggested as the optimal position of heater. Improving thermal performance of linear source not only helps the uniformity of organic vapor deposition on the substrate but also increase productibity of vapor deposition process.

레버형 CO 마이크로 가스센서의 열적성능에 관한 연구

주영철(Joo Youngcheol),임준형(Im, Jun-Hyoung) 한국산학기술학회 2005 한국산학기술학회논문지 Vol.6 No.4

대기중의 일산화탄소 가스 농도를 측정하기 위한 마이크로 가스센서들 MEMS 공정을 이용하여 제작하였다. SnO₂ 가스 감응물질을 작동온도까지 가열하기 위하여 마이크로 히터를 설치하였다. 마이크로 히터에서 발생한 열이 효율적으로 감응물질에만 전달되고 실리콘 베이스로 누설되는 것을 최소화하기 위하여 마이크로 히터와 전극을 레버 형으로 만들어 다리처럼 공중에 뜨게 하였으며, 이 위에 감응물질을 올려놓았다. 마이크로 가스센서의 열전달 현상을 상용 열유동 해석 전용 프로그램인 FLUENT를 이용하여 해석하였다. 해석 결과 실리콘 웨이퍼 베이스의 온도가 거의 상온에 가까워 마이크로 히터에서 발생한 열이 가스 감응물질을 효과적으로 가열하여서 가스 감응물질의 열적 고립 상태를 유지하고 있는 것을 알 수 있었다. 또한 감응물질을 작동온도까지 가열하기 위하여 마이크로 히터에 가하여야 하는 전류의 양을 예측할 수 있었다. A lever type CO micro gas sensor was fabricated by MEMS technology. In order to heat up the gas sensing material, SnO₂, to a target temperature, a micro heater was built on the gas sensor. The heater and electrodes were hanged on the air as a bridge type to minimize the heat loss to the silicon base. The sensing material laid on the heater and electrodes and did not contact with the silicons base. The temperature distribution of micro gas sensor was analyzed by a CFD program, FLUENT. The results showed that the temperature of silicon wafer base was almost similar to that of the room temperature, which indicates that the heat generated at the micro heater heated up effectively the sensing material. The required electric current of micro heater to heat up the sensing material to the target temperature could be predicted.

수술중 감염방지를 위한 공조시스템의 개선방안에 대한 연구

주영철(Joo Youngcheol),김천숙(Kim Chun-Sook),권순정(Kwon Soonjung) 한국산학기술학회 2004 한국산학기술학회논문지 Vol.5 No.6

수술중 감염방지를 위해 수술실의 공조시스템의 개선방안에 대한 연구를 수행하였다. 대학병원들의 수술실과 공조 시스템을 조사하였다. 수술실 내부의 여러 부위에서 공기 샘플을 채취하여 세균을 배양함으로써 수술실내 세균의 분포를 측정하였다. 수술실 단면을 2차원 모델화 하여 공기의 유통을 전산유체해석하였다. 준공한지 오래된 병원의 수술실은 공조시스템이 정화된 신선한 공기를 수술이 진행되는 부위에 효과적으로 공급하지 못하는 것으로 판단되어졌다. 시설비의 큰 증가 없이 환자의 수술부위에 효율적으로 신선한 공기를 공급할 수 있는 시스템을 제안하였다. The air ventilation system of operation rooms has been studied for the prevention of cross infection during the operation. Operation rooms and air ventilation systems of three University hospitals are investigated. The distribution of microbe is measured by cultivating air samples in the operation room. A two-dimensional model for the cross-section of an operation room is developed. for the CFD analysis. The characteristics of air flow inoperation room are calculated by using a CFD program. The current air ventilation system of an old hospital does not deliver the clean air to the operation area efficiently. A new air ventilation method which improves air venting with little increase of the cost of equipment is suggested.

웨이퍼 프로버 척의 저온 온도균일도 향상에 관한 연구

주영철(Joo Youngcheol),신휘철(Shin, Hwi-Chul),강명구(Kang, Myung-Koo) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.10

반도체 양산공정에 사용되는 웨이퍼 프로버의 척은 고온이건 저온이건 항상 일정한 온도균일도가 요구된다. 저온으로 운전 시에 온도분포를 써모커플을 이용하여 측정한 결과 온도균일도를 향상할 필요가 있음을 발견하였다. FLUENT를 이용한 전산해석을 하여 온도분포를 해석하였으며, 이 결과를 이용하여 냉각수 회로 배치의 변경과 국부 적인 회로 폭의 확대 등 개선안을 제시하였다. 제시된 개선안과 현재 척의 온도분포를 비교한 결과 온도균일도가 향상되었음을 확인하였다. The wafer prober is used in mass production process of semiconductor chips. The chuck in wafer prober must have a uniform temperature distribution when the chuck is heated or cooled. The temperature distribution of prober chuck is measured by using a thermocouple when the chuck is cooled. The temperature distribution is also calculated by using a CFD program, FLUENT. The measured temperature and calculated temperature show similar distributions. A modified coolant circuit distribution for the improving temperature uniformity is suggested based on the numerical analysis results.

피에조 잉크젯 헤드의 액적 토출 형상 전산해석

주영철(Youngcheol Joo),박상국(Sangkug Park),권계시(Key-Si Kwon) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.7

피에조 DOD(drop-on-demand) 잉크젯 프린팅 방식은 다양한 종류의 잉크를 사용할 수 있기 때문에 최근에 첨단 산업 에 적용이 활발히 연구되고 있다. 피에조 잉크젯 헤드에서 토출되는 액적의 형성 과정을 VOF(Volume-of-Fluid) 기법을 이용 한 전산해석으로 예측하고 이를 측정결과와 비교하였다. 작동유체는 에틸렌 글리콜 50%와 IPA(Isopropil alchol) 50%의 혼합 액을 사용하였다. 노즐 출구에서 메니스커스 변위의 시간에 따른 변화를 직접 측정하여 노즐 입구의 속도분포를 예측하고 이를 해석의 초기조건 입력자료로 사용하였다. 측정치와 해석치를 비교한 결과 전산해석이 측정치의 액적 형성 과정을 잘 예측함을 알 수 있었다. 주액적 형성과정보다 위성액적 형성과정 예측에 오차가 약간 컸는데, 이는 정지중의 공기에 큰 질량 의 주액적이 날아가는 것을 예측할 때는 해석오차가 적지만 주액적에 의해서 주변 공기 유동이 활발해진 상태에서 적은 질량 의 위성액적이 날아가는 것을 예측할 때는 해석오차가 상대적으로 커지기 때문이다. 또한 에틸렌 글리콜과 IPA의 혼합 비율 을 달리하여 물성치를 변화시킨 다른 잉크에 대해서도 잉크 액적 형상을 예측한 결과 실험 결과를 비교적 정확히 예측할 수 있었다. A drop-on-demand inkjet is used widely for various applications. Therefore, it is important to understand the jetting behavior of the drop from the piezo inkjet. In this study, to predict the jetting behavior, VOF (Volume-of-Fluid) simulation techniques were used and compared with the experimental results. The experimentally measured meniscus movement was used as the input data for the simulation. To verify the simulation, the measured jetting behavior of the mixture fluids of ethylene glycol and IPA (isopropyl alcohol), which has a mixing ratio of 50:50, was used. The numerical simulation of the drop formation using various mixture ratios and its comparison with the measured drop formation confirmed that the proposed method can predict the actual jetting. On the other hand, the satellite drop behavior showed slight differences because the small sized droplet is subject to a more aerodynamic effect during flight because the kinetic energy of the satellite droplet is far smaller than that of the main droplet.

마이크로 핫플레이트를 갖는 마이크로 가스센서의 열적성능에 관한 연구

朱永哲(Youngcheol Joo),任俊炯(Junhyoung Im),李周憲(Joohun Lee),金昌敎(C.K. Kim) 대한전기학회 2006 전기학회논문지C Vol.55 No.5

A micro hotplate for micro gas sensor was fabricated by MEMS technology. In order to heat up the gas sensing material to a target temperature, a micro hotplate was built on the gas sensor. The sensing material was deposited on the heater and electrodes, and did not contact with the silicon base to minimize the heat loss to the silicon base. The electric power to heat up the gas sensor was measured. The temperature distribution of micro gas sensor was analyzed by a CFD program. The predicted electric power to heat up the sensing material showed a good agreement with the measured data. The design of micro gas sensor could be modified to increase the temperature uniformity and to decrease the electric power consumption by optimizing the lavout of micro hotplate and electrodes.

NO₂ 마이크로 가스센서의 열적성능에 관한 연구

임준형(Junhyoung Im),주영철(Youngcheol Joo),이주헌(Joohun Lee),김창교(Changkyo Kim) 대한기계학회 2005 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2005 No.11

A lever type NO₂ micro gas sensor was fabricated by MEMS technology. In order to heat up the gas sensing material to a target temperature, a micro heater was built on the gas sensor. The sensing material laid on the heater and electrodes and did not contact with the silicon base to minimize the heat loss to the silicon base. The electric power to heat up the gas sensor to a target temperature was measured. The temperature distribution of micro gas sensor was analyzed by a CFD program. The predicted electric power of micro heater to heat up the sensing material to the target temperature showed a good agreement with the measured data. The design of micro gas sensor could be modified to show more uniform temperature distribution and to consume less electric power by optimizing the layout of micro heater and electrodes.

직접접합 실리콘/실리콘질화막//실리콘산화막/실리콘 기판쌍의 선형가열에 의한 보이드 결함 제거

정영순,송오성,김득중,주영철,Jung Youngsoon,Song Ohsung,Kim Dugjoong,Joo Youngcheol 한국재료학회 2004 한국재료학회지 Vol.14 No.5

The void evolution in direct bonding process of $Si/Si_3$$N_4$ ∥ $SiO_2$/Si silicon wafer pairs has been investigated with an infrared camera. The voids that formed in the premating process grew in the conventional furnace annealing process at a temperature of $600^{\circ}C$. The voids are never shrunken even with the additional annealing process at the higher temperatures. We observed that the voids became smaller and disappeared with sequential scanning by our newly proposed fast linear annealing(FLA). FLA irradiates the focused line-shape halogen light on the surface while wafer moves from one edge to the other. We also propose the void shrinking mechanism in FLA with the finite differential method (FDM). Our results imply that we may eliminate the voids and enhance the yield for the direct bonding of wafer pairs by employing FLA.

모바일 전자기기의 열점 제어를 위한 수평형 박막 열전 냉각 소자의 모사 해석

박상국,박홍범,주영창,주영철,Park, Sangkug,Park, Hong-Bum,Joo, Young-Chang,Joo, Youngcheol 한국마이크로전자및패키징학회 2017 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.24 No.2

본 연구에서는 수평형 열전 냉각 소자의 열전 냉각 성능 극대화를 위해 모사 해석을 수행하였다. ANSYS Workbench의 Thermal-Electric 프로그램을 활용한 모사 해석을 진행하였으며 해당 프로그램은 열전 효과에 초점이 맞춰 있어 보다 정확하고 효과적인 모사 해석이 가능하다. 수평형 열전 냉각 소자는 n-type의 $Bi_2Te_3$와 p-type의 $Sb_2Te_3$ 및 Au 금속 전극으로 가정하였으며, Joule 발열이 소자 중앙 하부에서 발생되는 것으로 가정하였다. 모사 해석을 통해 최대 $13^{\circ}C$의 냉각 효과를 확인하였으며, 이런 기하학적인 변수들로부터 냉각 성능을 최적화 할 수 있는 디자인을 제시하였다. Horizontal thin-film thermoelectric cooler has been simulated using a commercial software (ANSYS Workbench Thermal-electric). The thermoelectric cooler consists of thin-film n-type $Bi_2Te_3$, p-type $Sb_2Te_3$ thermoelectric elements, and Au electrode, respectively. The hot spot was placed under the center of device which represents Joule heating. Numerical analysis was conducted by geometric variable, and a maximum temperature difference of $13^{\circ}C$ was obtained. As from the simulation parameters, we presented an optimized design for high efficiency cooling.