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T<SUB>J</SUB> 모니터링을 통한 전력반도체 파워사이클링 가속시험의 온도제어
최성순,이우영,노성대,이관훈 한국신뢰성학회 2015 한국신뢰성학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5
자동차, 신재생에너지 등 분야에서 전력반도체의 활용이 높아지고 있는데, 해당 용도와 관련된 신뢰성에 관련하여 파워 사이클링 이슈에 대한 관심도 높아지고 있다. 전력반도체는 스위치로서 반복 동작을 하는데, 그로 인해 고온, 온도변화 스트레스를 주로 받게 된다. 그로 인해 칩의 열화, 본딩 영역의 크랙 등의 고장이 주로 보고되고 있다. 또한 전력반도체의 핵심 연구개발 동향은 에너지밀도의 증가인데, 이를 위해 반도체 칩 수준에서는 설계 개선, SiC나 GaN과 같은 차세대 반도체 소자 개발 등을 통해 파워 용량을 높이고 있고, 패키지 수준에서는 방열 개선을 위해 새로운 구조 및 재료에 대한 연구 관심도가 높아지고 있다. 이와 같은 전력반도체의 개발동향에 따라 와이어 및 칩의 본딩 소재, 기판의 소재 및 구조 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 이러한 개발은 신뢰성과 연계하여 고려되어야 한다. 해당 신뢰성 검증을 위한 대표적 가속시험법은 파워 사이클링인데, 정량적 가속시험을 위해서 접합 온도 TJ를 정확히 제어해야 한다. 본 연구에서는 TJ 를 실시간으로 측정하여 온도변화량 ? TJ를 제어하는 방법을 개발하고, 이 방법을 통해 구현된 파워사이클링 시험에 대해 고찰하였다.
최성순,김초현,마병진,이관훈 한국신뢰성학회 2021 한국신뢰성학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
파워반도체의 열화는 소자 측면에서 보자면 아레니우스 모델을 따르는 고온 스트레스가 주요하며, 패키징 측면에서 보자면 피로 스트레스에 의한 크랙이 주요 고장원인으로 주목받고 있다. 고온 스트레스 및 온도변화에 의한 피로 스트레스는 방열 특성에 의해 결정되므로 방열 특성은 파워모듈에 있어 매우 중요한 요소이다. 특히 전기차의 핵심부품인 파워모듈은 최근 SiC WBG 반도체 중심으로 전환되고 있다. SiC 소자는 Si 소자 대비 게이트의 산화물 절연층이 얇고 산화물과 SiC 계면 사이의 결함(defects) 측면에서 상대적으로 취약하여 신뢰성이 비교적 낮아질 수 있으나 데이터가 많이 누적되지 못하였다. 파워반도체 소자의 열화 메커니즘을 전반적으로 살펴보고, 열화 메커니즘을 검증할 수 있는 시험방법에 대하여 살펴보고자 한다.
열특성과 상관성을 갖는 전기적특성 측정기술과 이를 이용한 반도체 패키징 고장진단기술의 최적화
최성순,오솔빈,마병진,이관훈 한국신뢰성학회 2021 한국신뢰성학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.6
반도체의 신뢰성은 junction temperature(T<sub>J</sub>)를 기준으로 고려되어야 하는데, 써모커플이나 열화상 등으로 직접적으로 정밀하게 측정이 불가능하다. 대안으로서 온도와 상관성을 갖는 전기적 파라미터(TSEP)로부터 T<sub>J</sub>의 추정이 가능한데, 선형성을 갖는다면 열해석에 용이하고 shift 변화에 대한 보정도 가능하다. 반도체에서 활용되는 대표적 전기적 파라미터는 forward voltage drop(V<sub>F</sub>)이다. V<sub>F</sub>의 측정은 기생성분(저항)의 배제, 발열효과 최소화, 낮은 잡음특성 등이 요구되므로 낮은 전류범위에서 측정되는데, 경우에 따라 임피던스로 환산 시 수~수십 MΩ 이상에 해당하여 정밀한 측정기술이 요구된다. 특히 신뢰성진단은 미세한 변화량의 검출이 요구되므로, 분해능과 정밀도가 높을수록 진단이 용이하다. 본 논문에서는 이러한 계측환경에 요구되는 측정시스템의 특성을 살펴보고, 열화 발생 시 나타나는 전기적 파라미터의 변화를 검출하는 최적의 방안을 고찰하여 보았다.
사람의 접합상피의 치주 염증시 변화에 관한 전자현미경적 연구
최성순,이재현,정진형 단국대학교 치의학연구소 1992 논문집 Vol.4 No.-
The purpose of this study was to investigate the ultrastructural features of human inflammed junctional epithelium. The tissue specimens were taken from a patient with severe periodontitis. After extraction of tooth with not detached junctional epithelium, the tissue were fixed with 2.5% glutaraldehyde in 0.1 M cacodylate buffer (pH 7.4) for 5 hours and decalcified with 0.1M EDTA solution for 12 weeks. The tissue was postfixed with 1% osmium tetroxide in 0.1M cacodylate buffer and dehydrated and embedded in Epon 812. For light microscopic observation, the specimen was cut into the 1㎛ semithin sections and stained with toluidine blue. For electron microscopic observation, the specimen was cut into the 80-90 ㎚ and stained with uranylacetate and lead citrate and examined with JEOL 1200 electron microscope. The results were as follows: 1. At light microscope, the outer surfaces of inflamed junctional epithelium were attached to cementum, it's inner surface were projected digitally to connective tissue. 2. Electron microscope revieled that the basal cell of inflammed junctional epithelium showed numerous desmosomes and basal lamina, but basal lamina had lost it's continuity. 3. Intercellular spaces of junctional epithelium of periodontal pocket were wider than that of normal junctional epithelium and reduced number of desmosomes. 4. Many vacuoles and loss of continuity of basal lamina were observed at the attached junctional epithelium to the tooth surface.