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미세피치용 Cu/SnAg 더블 범프 플립칩 어셈블리의 신뢰성에 관한 연구
손호영,김일호,이순복,정기조,박병진,백경욱,Son, Ho-Young,Kim, Il-Ho,Lee, Soon-Bok,Jung, Gi-Jo,Park, Byung-Jin,Paik, Kyung-Wook 한국마이크로전자및패키징학회 2008 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.15 No.2
본 논문에서는 유기 기판 위에 $100{\mu}m$ 피치를 갖는 플립칩 구조인 Cu(60 um)/SnAg(20 um) 더블 범프 플립칩 어셈블리를 구현하여 이의 리플로우, 고온 유지 신뢰성, 열주기 신뢰성, Electromigration 신뢰성을 평가하였다. 먼저, 리플로우의 경우 횟수와 온도에 상관없이 범프 접속 저항의 변화는 거의 나타나지 않음을 알 수 있었다. 125도 고온 유지 시험에서는 2000시간까지 접속 저항 변화가 관찰되지 않았던 반면, 150도에서는 Kirkendall void의 형성으로 인한 접속 저항의 증가가 관찰되었다 또한 Electromigration 시험에서는 600시간까지 불량이 발생하지 않았는데 이는 Al금속 배선에서 유발되는 높은 전류 밀도가 Cu 칼럼의 높은 두께로 인해 솔더 영역에서는 낮아지기 때문으로 해석되었다. 열주기 시험의 경우, 400 cycle 이후부터 접속 저항의 증가가 발견되었으며, 이는 열주기 시험 동안 실리콘 칩과 Cu 칼럼 사이에 작용하는 압축 변형에 의해 그 사이에 있는 Al 및 Ti 층이 바깥쪽으로 밀려나감으로 인해 발생하는 것으로 확인되었다. In this study, reliabilities of Cu (60 um)/SnAg (20 um) double-bump flip chip assemblies were investigated for the flip chip interconnections on organic substrates with 100 um pitch. After multiple reflows at $250^{\circ}C\;and\;280^{\circ}C$, bump contact resistances were almost same regardless of number of reflows and reflow temperature. In the high temperature storage test, there was no bump contact resistance change at $125^{\circ}C$ up to 2000 hours. However, bump contact resistances slightly increased at $150^{\circ}C$ due to Kirkendall voids formation. In the electromigration test, Cu/SnAg double-bump flip chip assemblies showed no electromigration until about 600 hours due to reduced local current density. Finally, in the thermal cycling test, thermal cycling failure mainly occurred at Si chip/Cu column interface which was found out the highest stress concentration site in the finite element analysis. As a result, Al pad was displaced out under thermal cycling. This failure mode was caused by normal compressive strain acting Cu column bumps along perpendicular direction of a Si chip.
심성흠 ( Sung Heum Sim ),감철우 ( Cheol Woo Kam ),김진영 ( Jin Young Kim ),백상인 ( Sang In Baek ),이병권 ( Byung Gwon Lee ),손호영 ( Ho Young Son ) 대한경락경혈학회 2009 Korean Journal of Acupuncture Vol.26 No.4
Objectives: The object of this study is to report on the theory of Ohaeng-Hwa Acupuncture Therapy. Methods: The theory of Ohaeng-Hwa Acupuncture Therapy(OHAT; 五行和針法) is a part of the Five Elements Theory unique to Korea. This research Classic of Difficulty Issues-Nan Jing review Ohaeng-Hwa Acupuncture Therapy. Results: OHAT, created and developed by Jae-hoon Song, integrates the victor-vanquished as well as the son-mother relationship of the Five Elements of breakdown and restoration of balance between yin and yang. And also, it provides resources and data on The seventy fifth Nan(75難), The sixty ninth Nan(69難) of Classic of Difficulty Issues-Nan Jin 75, 69. OHAT establishes objectiveness and accuracy of diagnosis based upon the traditional method and procedure of pulse taking. In OHAT, a person`s state of illness is diagnosed by applying the comparative examination of the palpitation of the pulse. It is the fact that the pulse varies according to the state, and that OHAT treatment has proven the positive results by using the victor-vanquished relationship on The Nan Jin 75. On the basis of this, it is necessary to add the sixty ninth Nan(69難), to research the theory of the generation of the Five Element. Conclusions: Ohaeng-Hwa Acupuncture is very effective in treating the wide range of illness, and thus it has gained an increasing attention of many scholars and practitioners in the field of traditional Korean oriental medicine. However, it is the first theoretical attempt to the clinical research and scientific methodology of Ohaeng(Five) Ohaeng-Hwa Acupuncture, and more active Ohaeng-Hwa Acupuncture R&D is being conducted nationwide.
단조하중 하에서 다중 적층 벨로우즈 신축이음관의 구조적 불확실성에 의한 대리모델 기반 전역 민감도 분석
손호영 ( Son Hoyoung ),전법규 ( Jeon Bub-gyu ),유진석 ( Yu Jin-seok ),주부석 ( Ju Bu-soeg ) 한국복합신소재구조학회 2023 복합신소재구조학회논문집 Vol.14 No.6
벨로우즈 신축이음관은 기하학적 특성으로 인해 배관 시스템의 변위성능을 향상시킬 수 있지만 벨로우즈의 제작과정에서 야기된 회선의 벽두께 감소와 같은 구조적 불확실성은 구조적 성능의 감소를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구는 구조적 불확실성이 벨로우즈 신축이음관의 단조하중 성능에 미치는 영향을 분석하기 위해 전역 민감도 분석을 수행하였다. 전역 민감도 분석은 주효과 및 n차 교호작용 효과까지 분석하기 때문에 비교적 많은 계산비용이 발생한다. 이러한 단점을 극복하기 위해 대리모델 기반의 전역 민감도 분석을 수행하였다. 인공신경망 기반으로 구축된 대리모델은 결정계수와 같은 성능평가지표를 이용하여 예측성능을 평가하였으며 높은 예측성능을 보였다. 2ply 및 3ply 벨로우즈의 주효과에 대한 민감도 지수는 각각 여섯 번째 회선에서 0.3340, 0.3233으로 가장 크게 발생하였다. 단조 휨 하중을 받는 벨로우즈 신축이음관의 최대 변형은 여섯 번째 회선 부근에서 발생하기 때문에 큰 민감도 지수를 보이는 것으로 판단된다. 교호작용 효과에 대한 민감도 지수는 작게 나타났기 때문에 각 회선의 불확실성 인자 사이의 상호작용은 미미한 것으로 보인다. 단조하중 보다 반복하중을 받는 벨로우즈 신축이음관의 거동은 복잡하며 첫 누수는 회선에서 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 추후연구는 반복하중을 받는 벨로우즈 신축이음관의 구조적 불확실성을 고려하여 대리모델 기반의 전역 민감도 분석을 수행하고자 한다. Bellows expansion joints enhance the displacement performance of piping systems owing to their unique geometrical features. However, structural uncertainties such as wall thinning in convolutions, a byproduct of the manufacturing process, can impair their structural integrity. This study addresses such issues by conducting a global sensitivity analysis to assess the impact of these uncertainties on the performance of bellows expansion joints under monotonic loading. Global sensitivity analysis, which examines main and nth order interaction effects, is computationally expensive. To mitigate this, we employed a surrogate model-based approach using an artificial neural network. This model demonstrated robust prediction capabilities, as evidenced by metrics such as the coefficient of determination. The sensitivity indices of the main effect for the 2-ply and 3-ply bellows at the sixth convolution were 0.3340 and 0.3233, respectively. The sensitivity index of the sixth convolution was larger than that of other convolutions because the maximum deformation of the bellows expansion joint under monotonic bending load occurs around it. Interestingly, the sensitivity index for the interaction effect was negligible (0.01%) compared to the main effect, suggesting minimal activity between uncertainty factors across convolutions. Notably, bellows expansion joints under repetitive loading exhibit more complex behaviors, with the initial leakage typically occurring at the convolution. Therefore, future studies should focus on the structural uncertainties of bellows expansion joints under cyclic loading and employ a surrogate model for comprehensive global sensitivity analysis.
손호영 ( Son Hoyoung ),전법규 ( Jeon Bubgyu ),유진석 ( Yu Jinseok ),주부석 ( Ju Buseog ) 한국복합신소재구조학회 2021 복합신소재구조학회논문집 Vol.12 No.6
배관 시스템은 다양한 산업영역에서 액체 및 기체로 이루어진 에너지를 수송을 담당하는 중요한 비구조요소로 지진과 같은 외부하중에 의해 손상될 경우 누수로 인한 홍수 및 가연성 가스 누출로 인한 화재 등의 2차피해가 발생할 수 있다. 배관 시스템은 구조물 내부에 설치되는 경우도 있으며 지반에 매립되어 설치되는 경우도 있다. 지반에 매립될 경우 지진으로 인한 과도한 상대변위에 의해 연결부의 손상을 초래할 수 있어 종종 벨로우즈 신축이음관을 적용하여 이러한 피해를 저감시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 벨로우즈 신축이음관의 반복가력 실험을 기반으로 유한요소 모델을 구축 하여 내진성능을 검토하였다. 반복가력실험은 ±28mm 변위에서 최대 ±123.4mm까지 증가시켜 변위제어를 통해 수행되었으며 추가적으로 유한요소 모델의 신뢰성을 높이기 위해 벨로우즈 배관에 사용된 재료인 STS304의 재료 인장실험을 수행하여 탄성계수 및 항복응력을 결정하였다. 에너지 소산량과 등가 점성 감쇠를 비교하여 개발된 모델의 타당성을 검토하였으며 적용되는 변위가 커짐에 따라 최대 10% 미만의 오차가 발생하여 실험 및 해석결과가 잘 일치하는 것으로 나타났다. The piping system is an important non-structural component responsible for transporting energy such as water and gas in various industrial fields. If the piping system is damaged by an external load such as an earthquake, secondary damages such as flooding and fire due to leakage may occur. In some cases, the piping system is installed inside the structure, while in others, it has been buried in the ground. If it is buried in the ground, it may cause damage to the connection part as a result of an earthquake's excessive relative displacement. Bellows expansion joints are frequently used to mitigate this damage. Therefore, in this study, the seismic performance was analyzed by developing a finite element model based on the cyclic loading test of the bellows expansion joint. Cyclic loading test was performed through displacement control by increasing the displacement from ±28 mm to a maximum of ±123.4 mm. In addition, to increase the reliability of the finite element model, a tensile test of STS304, a material used for bellows piping, was also performed to increase the elastic modulus and yield stress had been decided. The validity of the developed model was evaluated by comparing the energy dissipation and equivalent viscous damping. A large error occurred when the displacement was 50 mm or less, and a maximum error of less than 10% occurred when the displacement was 60 mm or greater. As the displacement increases, the experimental and analytical results agree well, indicating that the developed model can accurately simulate the static behavior of the bellows expansion joint.