VCR 주행장치의 2축 플랜지 반력 측정장치 개발

주진원,김승환,김갑순,이경원,Joo, Jin-Won,Kim, Seung-Hwan,Kim, Gap-Soon,Lee, Kyeong-Won 대한기계학회 1996 大韓機械學會論文集A Vol.20 No.7

This paper presents the design process and evaluaation results of a two-axis force transducer for measuring flange reaction forces. A double-cantilever beam structure is used as a sensing element, and its optimal configuration is determined based on the derived strain equations to maximize the sensitivity and minimize the regid body displacements. To reduce the coupling errors between two-axis forces, strain distributions by finite elemetns analysis are utilized and the Wheaststone bridge cricuits composed of strain gages are built such that the output voltage should be zero, although strains of four strain gages are not zero. Calibration test shows that the two-azxis force transducer developed in this paper is useful in measuring flange reaction forces within the coupling error of 5.53%.

스트레인 게이지의 온도특성과 극저온 환경에서의 거동

주진원 대한기계학회 1992 大韓機械學會誌 Vol.32 No.6

스트레인 게이지를 이용하여 변형측정을 할 때 온도변화의 영향으로 나타나는 겉보기 변형도와 게이지 상수의 변화에 대하여 설명하였고 실제 측정시 정확한 측정값을 얻기위한 온도보상 방 법에 대하여 기술하였다. 온도변화에 의한 겉보기 변형도의 값은 기계적 하중에 의한 변형도에 비하여 무시할 수 없는 큰 값을 나타내기 때문에 적절한 보상에 의하여 정확한 측정값을 얻어 내야 한다. 항공우주산업, 원자력산업 등의 분야에서 널리 응용되는 극저온 환경에서 겉보기 변 형도와 게이지 상수의 측정결과를 제시하였다. 극저온에서는 자체 온도보상된 스트레인 게이지라 할지라도 대단히 큰 온도영향을 받기 때문에 본시험에서 제시한 바와 같이 측정결과를 온도보 상하여 처리해야만 의미있는 결과를 얻을 수 있다. 본 시험에서 4차식으로 구해진 겉보기 변형 도에 대한 특성곡선과 게이지 상수에 대한 시험결과는 극저온에서 변형을 측정할 때 직접적으로 보상하여 사용될 수 있다.

수술용 강선에 대한 인장력 측정센서의 설계 및 특성평가

주진원,이봉식,Joo, Jin-W,Lee, Bong-S 대한기계학회 1997 大韓機械學會論文集A Vol.21 No.2

This paper presents the design process and characteristic test results of tension sensors for measuring the ultimate tension forces of surgical wires. Three types of sensor were designed and tested for calibration. The first two types which transfer the wire tension to the sensing element by direct contact have too much hysterisis errors due to the firctional effect. This error can be considerably reduced in the modified structure, where a cover and a loading button is used to transfer force and moment to the sensing element. The strains predicted by theoretical equations agree well with those by finite element calculations neglecting friction and the strains by finite element analysis considering friction are in good agreement with those measured by four strain gages. The modified ring type tension sensor developed in this paper is expected to be useful for measuring the tension of surgical wires with nonlinearity of 1.31%FS, hysterisis of 5.74%FS and repeatability of 0.19%FS.

Wire Bonding PBGA 패키지의 솔더볼 그리드 패턴에 따른 열-기계적 거동

주진원,Joo, Jin-Won 한국마이크로전자및패키징학회 2009 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.16 No.2

모아레 간섭계를 이용하여 와이어 본딩 플라스틱 볼 그리드 (WB-PBGA) 패키지의 열-기계적인 거동 특성을 연구하였다. 실시간 모아레 간섭계를 이용하여 각 온도단계 에서 변위분포를 나타내는 간섭무늬를 각각 얻고, 그로부터 굽힘변형 거동 및 솔더볼의 변형률에 대한 해석을 비교하여 수행하였다. 본 실험에서는 full grid와 perimeter with central connections 및 perimeter의 배열 형태를 갖는 세 가지 패키지를 사용하였으며, 이 배열 형태를 비교하여 굽힘변형 및 솔더볼의 평균변형률을 자세하게 해석하였다. 솔더볼의 유효변형률은 WB-PBGA-FG의 경우 칩 가장자리 바로 바깥쪽 솔더볼에서, WB-PBGA-P/C의 경우 가운데 연결 솔더볼의 가장 바깥 솔더볼에서, WB-PBGA-P의 경우는 칩과 가장 기까운 안쪽 솔더볼에서 최대값을 가지는 것으로 나타났다. Thermo-mechanical behaviors of wire-bond plastic ball grid array (WB-PBGA) package assemblies are characterized by high-sensitivity moire interferometry. Using the real-time moire setup, fringe patterns are recorded and analyzed for several temperatures. Experiments are conducted for three types of WB-PBGA package that have full grid pattern and perimeter pattern with/without central connections. Bending deformations of the assemblies and average strains of the solder balls are investigated, with an emphasis on the effect of solder interconnection grid patterns, Thermal strain distributions and the location of the critical solder ball in package assemblies are quite different with the form of solder ball grid pattern. For the WB-PBGA-PC, The largest of effective strain occurred in the inner solder ball of perimeter closest to the chip solder balls. The critical solder ball is located at the edge of the chip for the WB-PBGA-FG, at the most outer solder ball of central connections for the WB-PBGA-P/C, and at the inner solder ball closest to the chip for the WB-PBGA-P.

[설비] ‘사람과 소통하는 제품’을 만들기 위해 노력하는 (주)루테크

주진원 한국조명·전기설비학회 2021 조명.전기설비 Vol.35 No.2

평면 응력 Bore Expanding 에 있어서의 평면이방성 의 영향

주진원,이중홍,양동열 대한기계학회 1984 대한기계학회논문집 Vol.8 No.5

본 연구에서는 반경 방항으로 균일하게 잡아당기는 문제에 대하여 등방성, 직 교 이방경, 평면 이방성의 해를 비교하고, 성형성에 중요한 의미를 갖는 두께방항 변 형도와 원주방항 응력의 분포에 대하여 해석한다. 또 냉간 압연된 철판을 사용하여 평저 펀치(flat punch)에 의한 스트레칭(stretching) 실험을 하고, 실험과 같은 경계 조건으로 시뮬레이션(simulation)하여 결과를 비교한다. The matrix method, as an effective FEM formulation for the analysis of rigid-plastic deformation, was applied to the bore expanding of anisotropic sheet metal. The effect of planar anisotropy on sheet metal deformation was studied for bore expanding process under the uniform radial stretching condition, and the results were compared with isotropic and normal anisotropic solutions. Experiments were carried out using a flat punch for cold-rolled sheet metal. The experimental results were compared with computations from the matrix method with the boundary conditions corresponding to actual experiment. Both in theory and experiment, it is found that the maximum thinning which results in necking occurs in the direction of the minimum R-value. The results also suggest that the matrix method is efficient for analyzing planar anisotropic sheet metal. The comparison between theory and experiment suggests that Hill's theory of planar anisotropy is somewhat exaggerated. However, the theoretical predictions are in qualitative agreement with the experimental results.

Flip Chip PBGA 패키지의 온도변화에 대한 변형거동 해석

주진원,김도형,Joo, Jin-Won,Kim, Do-Hyung 한국마이크로전자및패키징학회 2006 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.13 No.4

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. Thermo-mechanical behavior of flip-chip plastic ball grid array (FC-PBGA) packages are characterized by high sensitive $moir\'{e}$ interferometry. $Moir\'{e}$ fringe patterns are recorded and analyzed for several temperatures. Deformation analysis of bending displacements of the packages and average strains in the solder balls for both single and double-sided package assemblies are presented. The bending displacement of the double-sided package assembly is smaller than that of the single-sided one because of its symmetric structure. The largest effective strain occurred at the solder ball located on the edge of the chip and its magnitude of the double-sided package assembly is greater than that of single-sided one by 50%.

모아레 간섭계를 이용한 WB-PBGA 패키지의 온도변화 및 굽힘하중에 대한 거동 해석 ( Thermomechanical and Flexural Behavior of WB-PBGA Package Using Moire Interferometry )

주진원,이창희,Bong Tae Han,Seung Min Cho 대한기계학회 2001 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.1 No.1

극저온 환경에서 스트레인 게이지의 겉보기 변형률 특성에 관한 연구

주진원,김갑순 대한기계학회 1992 대한기계학회논문집 Vol.16 No.6

본 연구에서는 극저온에서의 스트레인 게이지의 특성을 결정하기 위하여 이태 리의 표준기관인 IMGC (Istituto Di Metrologia "G.Colonnett")를 중심으로 세계의 측 정표준 기관과 대학이 참여하는 라운드 로빈(round robin) 시험이 진행되고 있다. 국내에서도 이 계획에 참여하여 본 연구를 수행하였다. 라운드 로빈 시험계획의 궁 극적인 목적은 세계의 주요 스트레인 게이지에 대해 여러가지 험조건에 의한 시험결과 를 가지고 극저온 환경에서의 변형측정에 이용될 수 있는 최적의 스트레인 게이지, 시 험재료, 전선연결, 시험장치 등의 시험조건을 선택하는 것이다. 이 목적을 위하여 본 연구에서는 가장 널리 쓰이는 3종류의 스트레인 게이지-미국Micro-Measurement, 일본 Kyowa, 독일 Hottinger Baldwin Mestechnik-에 대한 겉보기 변형률 대 온도의 곡선을 시험을 통하여 4.2K로 부터 293K까지의 온도 범위에서 구한다. 사용된 시편 은 스테인레스 강(AISI 316LN), 구리(Cu), 알루미늄(Al)이고 온도는 액체헬륨과 액체 질소를 이용하여 변화시켰으며, 그외의 모든 시험조건은 국제 법정계량기구(OIML) 규 정에 따라 모든 기관이 통일되도록 하였다.통일되도록 하였다. The apparent strain of temperature self-compensated strain gages at cryogenic temperature is presented. By joining the international round robin test on electrical strain gages at cryogenic temperatures, apparent strain curves of up to the fourth order with respect to the temperature are obtained with different strain gages and different materials. The liquid nitrogen and the liquid helium are employed to get the cryogenic environment. The results can be effectively utilized to determine the real strains by mechanical loading at cryogenic temperature. This paper also describes the optimal selection of strain gages and test materials for the use of strain gages at cryogenic temperature.

온도변화에 따른 MEMS 자이로스코프 패키지의 미소변형 측정

주진원,최용서,좌성훈,김종석,정병길,Joo Jin-Won,Choi Yong-seo,Choa Sung-Hoon,Kim Jong-Seok,Jeong Byung-Gil 한국마이크로전자및패키징학회 2004 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.11 No.4

MEMS 소자의 패키지는 일반적으로 패키징 과정에서 큰 온도변화를 받게 되는데, 이에 의한 패키지의 변형은 패키지 및 소자의 신뢰성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 진동형 MEMS 자이로스코프 센서의 패키지를 대상으로 하여, 온도변화로 인한 열변형 거동에 대한 광학실험과 해석을 수행하였다. 이를 위하여 실시간 모아레 간섭계를 이용하여 각 온도단계에서 변위분포를 나타내는 간섭무늬를 얻고, 그로부터 MEMS 패키지의 굽힘변형 거동 및 인장변형에 대한 해석을 수행하였다. MEMS 칩과 EMC 및 PCB의 열팽창계수 차이로 인하여 패키지는 $125^{\circ}C$ 이하에서는 전체적으로 아래로 볼록한 굽힘변형이 발생하였으며, 온도 $140^{\circ}C$를 정점으로 그 이상의 온도에서는 반대의 굽힘변형이 발생하였다. MEMS의 주파수에 영향을 줄 수 있는 칩 자체의 수축변형률은 약 $481{\times}10^{-6}$로 측정되어서 MEMS 설계시 이를 고려하여야 함을 알 수 있다. 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 temperature change is investigated using high-sensitivity moire interferometry. Using the real-time moire 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 compound and the PCB. Detailed global and local deformations of the package by temperature change are investigated, concerning the variation of natural frequency of MEMS gyro chip.