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후속 열처리조건이 스크린 프린팅 Ag 박막과 폴리이미드 사이의 필강도에 미치는 영향
배병현,이현철,손기락,박영배,Bae, Byung-Hyun,Lee, Hyeonchul,Son, Kirak,Park, Young-Bae 한국마이크로전자및패키징학회 2017 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.24 No.2
인쇄전자소자 금속 배선의 고온 신뢰성 평가를 위해 스크린 프린팅 기법으로 도포된 Ag 박막과 폴리이미드 기판 사이의 계면접착력을 $200^{\circ}C$ 후속 열처리 시간에 따라 $180^{\circ}$ 필 테스트를 통해 평가하였고, 박리 계면 미세구조를 분석하였다. 후속 열처리 전 필 강도는 약 16.7 gf/mm 이었고, 열처리 24 시간 후 필 강도는 29.4 gf/mm까지 증가하였는데, 이는 초기 열처리에 의해 접합계면에서 Ag-O-C 화학 결합의 증가와 바인더의 organic bridges 효과가 주 원인인 것으로 판단된다. 한편, 열처리 시간이 48, 100, 250, 500 시간으로 더욱 증가함에 따라 필 강도는 각각 22.3, 3.6, 0.6, 0.1 gf/mm으로 급격히 감소하는 거동을 보였다. 이는 $200^{\circ}C$의 고온에서 장시간 노출되었을 때 Cu/Ag 계면 산화막 형성이 주 원인인 것으로 판단된다. Effect of post-annealing treatment times at $200^{\circ}C$ on the peel strength of screen-printed Ag film/polyimide substrate were systematically investigated by $180^{\circ}$ peel test for thermal reliability assessment of printed interconnect. Initial peel strength around 16.7 gf/mm increased up to 29.4 gf/mm after annealing for 24hours, and then sharply decreased to 22.3, 3.6, 0.6, and 0.1 gf/mm after 48, 100, 250, and 500 hours, respectively. Ag-O-C chemical bonding as well as binder organic bridges formations seemed to be responsible for interfacial adhesion improvement after the initial annealing treatment, while excessive Cu oxide formation at Cu/Ag interface seems to be closely related to sharp decrease in peel strength for longer annealing times.
배병현(Byunghyun Bae),강한영(Hanyoung Kang),류재섭(Jaesub Ryu),김영근(Youngkeun Kim) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.4
본 논문은 전력기기에서 문제가 되는 온도상승에 대응하여 제품 개발시 선행 해석을 통한 온도 안정성 확보와 제품 신뢰성 향상, 설계 기간 단축을 위한 방안에 대하여 서술하고 있다. 전력기기의 온도 상승을 예측하기 위한 방법으로 전자계 해석과 열유동 해석을 동시에 수행하는 연계 해석법을 제안하며, 이 해석법의 검증을 위해 기중 차단기의 통전시 온도 상승에 대한 해석을 수행하였고, 실험을 통해 이름 검증하였다.
다단연소사이클 엔진 적용을 위한 Ni-Cr 코팅에 관한 연구
배병현(Byung-Hyun Bae),황양진(Yang-Jin Hwang),이규환(Kyu-Hwan Lee),이병호(Byong-ho Rhee),한영민(Yeoung-Min Han),김영준(Young-June Kim),노용오(Yong-Oh Noh),조황래(Hwang-Rae Cho),현성윤(Seong-Yoon Hyun),방정석(Jeong-Suk Bang) 한국추진공학회 2017 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.5
본 논문은 다단연소사이클 엔진의 연소실 내벽을 고온, 고압의 환경으로부터 보호하기 위한 열차폐 코팅 공정 개발에 관한 내용이다. 기존 연소기 내벽에는 열차폐 특성이 우수한 Zr 기반의 세라믹용사코팅을 적용했지만, 세라믹의 특성상 연소실 내벽(금속)과 열팽창계수 차이로 인해 박리가 발생할 수 있다. 때문에 로켓 선진국에서는 열차폐 효과를 다소 희생 하더라도 밀착력 향상을 위하여 금속계 코팅인 Ni-Cr 도금을 적용하고 있다. 본 연구에서는 연소기에 적용 가능한 상향 순환식 유동셀을 적용한 도금조를 개발했으며, 반복적인 공정 개선을 통해 도금 두께 100㎛이상, ±10%의 두께 균일도를 만족하는 Ni, Cr 도금 공정조건을 확립했다. In this paper, the process of electro Ni and electro Cr plating is studied for the purpose of thermal barrier to protect the inner wall combustion chamber. The chamber is under the environment of very high temperature and high pressure when propellants burn in there. As one of the thermal barrier coatings, Zr-based thermal spray coating has been applied to the chamber. However, peeling of coating layer can occur under such a hard condition because of the difference of thermal expansion coefficients between the ceramic and the metallic wall. We study the characteristics of Ni-Cr coating and establish its process. It is found that the thickness of over 100 ㎛ of Ni and Cr coating layers with the uniformity of ±10% can be obtained with the used of as-developed plating bath.
배병현(Byunghyun Bae),이승욱(Seungwook Lee),최종웅(Jongung Choi),박석원(Seokweon Park) 대한전기학회 2013 전기학회논문지 Vol.62 No.4
In analysis of power transformer loss using calculation of magnetic field, Finite element method is commonly used. When using this method, calculation of magnetic field needs the very large number of elements and the performance of common work station is not sufficient to calculate the magnetic fields. In addition, the definition of boundary conditions may arise. However, When using Integral equation method, only ferromagnetic materials need to be modeled, since the domain is infinite. All the space in which the primary and secondary sources exist is regarded as free(μ=μ?).
배병술,최우정,한광현,한경화,류순호,노희명,Bae, Byung-Sul,Choi, Woo-Jung,Han, Gwang-Hyun,Han, Kyung-Hwa,Yoo, Sun-Ho,Ro, Hee-Myong Korean Society of Soil Science and Fertilizer 2003 한국토양비료학회지 Vol.36 No.1
Time domain reflectometry (TDR) is a newly developed method for measuring simultaneously solute concentrations and volumetric water content of soil. Bulk electrical conductivity ($EC_a$) of soil is obtained from TDR signal using several equations proposed, and electrical conductivity of soil solution ($EC_w$) can be calculated using the linear relationship $EC_a=EC_w\theta(a\theta+b)+EC_s$ between $EC_a$ and $EC_w$ at constant soil water content. The objectives of this study were to evaluate $EC_a$ proposed by several workers and to obtain the empirical constants (a, b, and $EC_s$) for $EC_w$ of the soils from A, Bl, and B2 horizon of an agricultural field (Coarse loamy, Fluvaquentic Eutrudepts). The $EC_a$ proposed by Yanuka et al. responded most sensitively to the KCl solute concentrations. The empirical constants of a, b, and $EC_s$ for $EC_w$ were -0.249, 1.358, and 0.054 for A horizon, -2.518, 2.708, and 0.097 for Bl horizon, and 2.490, -0.250, and 0.103 for B2 horizon, respectively. Therefore, the results of this study showed that Yanuka et al. equation was most useful one in determining $EC_a$, from TDR signal for agricultural soil with low salinity and that the empirical constants for the calculation of $EC_w$, from $EC_a$ can be obtained through a simple calibration experiment. Time Domain Reflectometry(TDR)은 토양의 순분함량과 전기전도도를 측정할 수 있는 비파괴적인 방법이다. 초기 전자파에 대한 TDR 반향파의 감쇄정도를 이용하여 토양의 총전기전도도($EC_a$)를 직접 계산할 수 있는 다양한 식들이 제안된 바 있다. 또한, $EC_a$로부터 보다 실질적인 의미가 있는 토양 용액의 전기전도도($EC_w$)를 계산하기 위해서는 일정 토양 수분 함량에서 $EC_a$와 $EC_w$가 갖는 직선관계식[$EC_a=EC_w{\theta}(a{\theta}+b)+EC_s$]이 이용된다. 따라서 본 연구에서는 TDR 신호를 이용하여 $EC_a$를 계산할 수 있는 다양한 식을 비교하여 가장 적합한 식을 제안하고, 농경지 토양(강서통, A, B1, B2 층위)을 대상으로 $EC_a$로부터 $EC_w를 계산할 때 필요한 실험상수(a, b, $EC_s$)를 구하고자 하였다. $EC_a$는 KCl 농도가 증가함에 따라 직선적으로 증가하였고, 특히 Yanuka 등이 제안한 식으로 계산한 $EC_a$가 용질 농도에 가장 민감하게 반응하였다. 직선회귀식을 이용하여 $EC_a$와 $EC_w$의 상관관계식의 실험 상수 (a, b, $EC_s$)를 구한 결과, 각각 -0.249, 1.358, 0.054(A층), -2.518, 2.708, 0.097(B1층), 2.490, -0.250, 0.103 (B2층)으로 조사되었다. 따라서 이상의 연구 결과는 TDR 신호를 이용해서 염농도가 낮은 일반 농경지 토양의 $EC_a$를 계산할 때 Yanuka 등이 제안한 식을 적용하는 것이 바람직하며, $EC_w$를 계산할 때 이용되는 $EC_w$-$EC_a$ 상관관계식의 상수는 간단한 실험실내 보정 시험을 통해 구할 수 있음을 보여준다.
박막 적층 구조 및 필링 속도가 스크린 프린팅 Ag/Polyimide 사이의 필 강도에 미치는 영향
이현철,배병현,손기락,김가희,박영배 한국마이크로전자및패키징학회 2022 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.29 No.2
Effects of film stack structure and peeling rate on the peel strength of screen-printed (SP) Ag/polyimide (PI) systems were investigated by a 90o peel test. When PI film was peeled at PI/SP-Ag and PI/SP-Ag/electroplated (EP) Cu structures, the peel strength was nearly constant regardless of the peeling rate. When EP Cu was peeled at EP Cu/SPAg/ PI structure, the peel strength continuously increased as peeling rate increased. Considering uniaxial tensile test results of EP Cu/SP-Ag film with respect to loading rate, the increase of 90o plastic bending energy and peel strength was attributed to increased flow stress and toughness. On the other hand, viscoelastic PI film showed little variation of flow stress and toughness with respect to loading rate, which was assumed to result in nearly constant 90o plastic bending energy and peel strength. 연성인쇄회로기판에 사용되는 스크린 프린팅(screen-printing, SP) Ag/폴리이미드(polyimide, PI) 구조의 필 테스트 시 필링 속도 및 박막 적층 구조가 필 강도에 미치는 영향을 분석하기 위해, PI/SP-Ag, PI/SP-Ag/전해도금 Cu, 전해도금 Cu/SP-Ag/PI의 3가지 적층 구조에 대해 필링 속도에 따른 90o 필 테스트를 수행하였다. PI 박막을 필링하는 2가지 구조에서는 필링 속도에 상관없이 필 강도가 거의 일정하게 유지된 반면, Cu/Ag 금속 박막 필링 구조에서는 필링 속도가 증가할수록 필 강도가 크게 증가하는 경향을 보였다. 이는 필링 속도에 따른 90o 굽힘 소재의 소성변형에너지 차이에 기인한 것으로 판단된다. 인장속도에 따른 인장 시험 결과, 변형 속도 증가에 따른 Cu/Ag 금속 박막의 유동응력 및 인성 증가가 Cu/Ag/PI 구조에서의 필링 속도에 따른 금속 박막의 90o 굽힘 소성변형에너지 및 필 강도 증가의 주 원인으로판단된다. 반면, 점탄성 소재인 PI의 경우 변형 속도에 따른 기계적물성 차이가 금속에 비해 상대적으로 작아서, PI/Ag 및 PI/Ag/Cu 구조에서는 필링 속도에 따른 PI의 90o 굽힘 소성변형에너지 및 필 강도 변화가 상대적으로 적은 것으로 판단된다.