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Die to Wafer Hybrid Bonding을 위한 Flexure 적용 Bondhead 개발
장우제(W. J. Jang),정용진(Y. J. Jeong),이학준(H. J. Lee) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
적층 반도체 제조 공정 중 Die to Wafer (D2W) Hybrid Bonding 은 Wafer Direct Bonding 중 하나로 전 세계적으로 다양한 연구가 진행 중이다. 현재 Die to Wafer 공정에서 주목할 부분은 본딩 시 Die 의 접합면상에 Void 가 많이 발생한다는 점이다. 본 연구에서는, D2W Hybrid Bonding 공정 중 발생하는 Void 의 제거를 위한 제시 방법으로 Bondhead에 적용할 다이 접착용 Convex 구현 유연 기구 메커니즘을 제안하며, 유연 기구 메커니즘의 모델링, 정/동적 특성의 해석 및 제작/제어/평가를 수행한다. 제안한 시스템은 Capacitive Sensor (Lion Precision, CPL 290), Piezo Actuator (P-888.91), dSpace 로 제어를 수행하였다. 본 Flexure Mechanism 은 Reverse Bridge Type Mechanism 과 Leaf Spring Guide를 적용하여 Working Range 100 μm 를 구현했고, 동시에 Die Edge 와 Center 간 최대 6 μm 단차를 구현하였다. 본 연구 결과는 D2W Hybrid Bonding 공정에 적용되어 Void 제거를 통한 반도체 수율 상승의 효과를 가져다줄 것으로 예상한다. 더하여, 유연 기구에 결합된 Piezo Actuator 의 신장량을 정밀단위로 조절해 디바이스별로 필요한 Convex 가변량을 충족하는 시스템으로써 활용 가능할 것으로 기대된다.
실험계획법을 이용한 판형핵연료집합체 스웨이징 가공조건 최적화
송화영(Hwayoung Song),권선칠(S. C. Kwon),정용진(Y. J. Jeong),최성일(Sung il Choi),박상호(Sangho Park) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集A Vol.45 No.10
한국원자력연구원에서는 수출형 신형 연구로를 위한 판형핵연료집합체의 연구 및 개발을 진행하고 있다. 다수의 핵연료판과 좌·우 측면판의 조립에 스웨이징 기술을 사용하고 있으며, 조사 시험 내 구조 안전성과 추후 기계가공을 위해 높은 스웨이징 강도와 낮은 변형 크기를 갖는 것이 유리하다. 본 연구에서는 다구찌 실험계획법과 신호 대 잡음의 비 분석을 통해 판형핵연료집합체의 스웨이징 가공조건 최적화를 진행하였다. 실험 인자로는 스웨이징 롤러 깊이, 롤러 높이 및 롤러 이동속도로 하였으며, 각각 세 개 수준을 갖는 조건으로 실험을 실시하였다. 이러한 실험 자료는 추후 판형핵연료집합체 및 연구로 핵연료 제조기술 향상에 도움을 줄 수 있다. The Korea Atomic Energy Research Institute has developed a plate-type fuel assembly for a new research reactor. Swaging technology was used to assemble the fuel plates with the side plates, and this structure has advantages of high tensile strength and low deformation for stability during irradiation tests and machining. In this study, the swaging process was optimized using the Taguchi method, with the roller depth, roller height, and roller moving speed as the variables. This research is expected to contribute to the improvement of manufacturing technologies for other plate-type fuel assemblies.