CVD (chemical vapor deposition) PVD (physical vapor deposition) 의 이해1. 건식도금법의 발달 흔히 알고 있는 도금법으로는 대부분 습식도금을 많이 사용해왔다 . 이것은 시편을 특정한 용액속에 담가 전기 도금 또는 무전해도금등의 방법으로 시편 표면에 원하는 물질을 석출 시키는 방법이다 . 건식 도금의 장점 -. 이 방법은 매우 간단하며 저렴하다 -. 시편의 모양에 그다지 영향 받지 않는다 . -. 한번에 많은 양의 도금을 할 수 있다 . 건식 도금의 단점 -. 원하는 화합물의 조성을 마음대로 조절 하기 힘들다 . -. 크롬도금으서 발생하는 6 가 크롬의 문제 , 중금속 오염 , 다량의 폐수 발생문제 -. 환경오염 및 인류 건강 문제 그래서 도금시 액체를 사용하지 않는 건식도금법이 발전하였다 .2. 건식도금법의 종류 화학적 기상 증착법 (CVD) 특징 -. 접착력이 우수 -. 복잡한 형태의 기판에 균일한 증착 가능 -. 고순도 물질의 증착 용이 -. 선택적으로 국부적인 증착 가능 기본 원리 -. 기판에 증착 하고자 하느느 물질을 고체가 아닌 기체상태인 가스로 주입하고 , 반응 챔버 내의 기판위에서 고온 분해 또는 고온화학반응을 통해 증착시키는 방법 -. 보통 1000 도 정도의 고온에서 작업한다 . 적용범위 -. 내마모 , 내식성 코팅에 사용2. 건식도금법의 종류 화학적 기상 증착법 (CVD) - APCVD -. 상압 or 대기압 화학 기상 증착이라고 하며 반응으로 안을 일정한 온도로 유지시킨 후 , 특정한 Gas 를 넣어 화학적 반응을 일으켜 Wafer 위에 원하는 재질의 막을 입히는 공정 Microelectronics 에서 가장 먼저 사용된 CVD 시스템 대기압 분위기 , 300 ~ 500 ℃ 의 온도 특징 반응 장비 제작이 용이 낮은 온도와 높은 증착률 (1000 Å / min ) 스텝 커버리지가 나쁘다 . 박막 균일도가 상대적으로 떨어짐 – 불순물 오염 가스 소비가 큼2. 건식도금법의 종류 화학적 기상 증착법 (CVD) – LPCVD -. 저합 화학 기상 증착 -, 0.2~2.0torr 의 압략과 300~900 도 온도 특징 스텝 커버리지와 박막 균일도가 좋다 . 낮은 불순물 입자 유입률 증착률이 낮다 (100 ~ 500 Å / min 높은 온도 화학적 기상 증착법 (CVD) – PECVD -. 플라즈마 보강 기상증착 으로 source gas 의 분해를 플라즈마를 이용함으로써 비교적 낮은 온도에서 gas 를 분해 시킴으로써 박막 증착을 하는 방법 특징 저온 프로세스 스텝 커버리지와 박막균일도가 좋다 Good adhesion 적은 동공 밀도 Films are not stoichiometric Variety and complex parameters for optimization condition2. 건식도금법의 종류 물리증착법 (PVD) 특징 -. 증착성의 조성이 원활함 . -. 무정형 등 미세구조의 증착층 형성 가능 -. 기판온도를 넓은 범위에서 변화 시킬 수 있음 -. 고순도 증착층 가능 -. 우수한 표면 조도 기본 원리 -. 고 순도 금속 코팅 재료는 열에 의한 기화 또는 이온 충격으로 기화되어 모재에 코팅됨 . -. 유입된 반응 가스는 기상 상태에서 금속과 반응하여 화합물을 형성 , 부품 표면에 강한 밀착력을 가진 박막을 형성한다 . -. 균일한 코팅 두께를 형성하기 위해 일정한 속도로 회전 시킨다 . -. 보통 150~500 도 정도의 고진공 상태에서 에서 작업한다 .수 마이크론의 직경으로 형성된 아크에 의하여 금속 코팅 재료가 증발되는 것이 기본 원리 증발된 재료는 높은 전류 밀도 및 전력 밀도에 의하여 거의 대부분이 이온화된 상태이므로 높은 에너지를 가진 플라즈마를 형성 금속 이온들은 진공조에 유입된 가스와 반응하여 코팅하고자 하는 공구 또는 부품의 표면에 높은 에너지로 충돌하여 높은 밀착력의 박막을 형성 물리증착법 (PVD) – 아크 증발법 특징 고진공이 필요 (10-4~10-7 Torr ) 진공도가 나쁘면 증발금속이 기판 표면에 도달못함 . 진공도가나쁘면 증발금속이 잔류 공기와 만나 산화 2. 건식도금법의 종류물리증착법 (PVD) – 이온 주입법 이온 주입법은 반응성 전자 빔 증발법으로 물리적 기상 증착법의 한 종류 스퍼터링은 알곤 이온의 충돌에 의하여 금속 표면으로부터 코팅 재료를 분리시키는 방법이지만 이온 주입법은 저 전압 아크를 이용 하여 금속 코팅재료 ( 티타늄 , 또는 크롬 ) 를 증발시키는 방법 특징 피막과 기판의 치밀성이 좋다 . 피복력이 양호 처리온도가 낮아 치수 안정 무공해 2. 건식도금법의 종류물리증착법 (PVD) – 스퍼터링 반응 스퍼터링 공정 중 첫번째 단계는 진공조안에 코팅할 제품을 가열 가열된 제품은 이온화된 알곤 가스에 의하여 표면이 에칭 ( 표면층 제거 ). 표면 에칭 공정으로 금속표면은 오염되지 않은 순수한 금속 상태를 유지함과 동시에 미세한 원자단위의 표면 오염도 방지 에칭 공정이 끝나면 코팅재료에 높은 음 전압이 가해지고 알곤 가스의 이온화가 시작 알곤 양이온이 코팅재료 표면에 빠른 속도로 충돌하여 원자 상태의 코팅 원료를 표면으로부터 발생 기화된 금속 원자 입자들은 유입된 가스와 반응하여 경질의 비금속 화합물 코팅층을 형성하여 제품에 증착 그 결과 원하는 구조와 조성을 가진 박막이 제품의 표면에 형성 2. 건식도금법의 종류{nameOfApplication=Show}
알기 쉬운 열역학에너지에 대한 정의 넓은 과학적 의미에서 에너지는 일을 할 수 있는 능력이다 . 물체가 E 라는 크기의 일을 할 수 있는 상태에 있을 때 , 이 물체는 E 라는 크기의 에너지를 가지고 있다고 말한다 . 물리적인 의미에서 높은 곳에 있는 물체는 그 높이에 상응하는 위치에너지를 가지고 있으며 , 또 움직이고 있는 물체는 그 속도에 의해서 결정되는 운동에너지를 가지고 있다고 한다 . 물질 내에 보유되어 있는 화학 변화에 따라 방출되는 화학에너지 , 원자핵의 변환에 따라 생기는 원자 에너지를 비롯하여 열에너지 , 전자기적 에너지 등 자연계에는 여러 가지 물리적 상태에 따라서 그 크기가 결정되는 많은 에너지가 있다 .에너지에 대한 개념 화학이나 물리학에서 사용되는 ' 에너지 ' 의 의미는 일상 생활이나 신문 기사 등에서 쓰이는 ' 에너지의 소비 ' 나 ' 에너지 절약 ' 이라고 할 때의 ' 에너지 ' 와는 의미가 다르다 . 예를 들어 일상생활에서 ' 에너지 소비 ' 라는 말을 사용할 수 있지만 화학이나 물리학의 관점에서 볼 때 ' 에너지 전환 ' 이라는 말이 올바르다고 할 수 있다 . 왜냐하면 화학이나 물리학에서는 ' 에너지는 불멸하며 소비되지 않고 전환될 뿐이다 ' 라고 단정짓기 때문이다 . 또 다른 예를 들어보면 , 엘리베이터 1 층 입구에 ' 에너지 절약을 위해 2 층까지는 걸어갑시다 ' 라는 벽보가 있다고 하자 . 이는 일상생활의 관점에서는 쉽게 이해가 되지만 , 엄밀하게 말해서 에너지라는 말을 충분히 이해하지 못한 결과다 . 단지 ' 전기 에너지를 아끼기 위해서라는 의미일 뿐이지 , 걸어서 올라가기 위해서 소모되는 음식물 에너지의 소비가 전력 소비보다 커지기 때문에 진정한 의미의 에너지 절약이 되지 않는다 . 즉 일상 생활에서 사용하는 에너지를 대개 유용한 에너지를 의미한다 . 그러나 물리학이나 화학에서의 에너지는 유용한 에너지만을 뜻하지는 않는다 .에너지에 형태 , 열과 일 일 어떤 과정에 의해서 주위에 있는 물체의 높이가 변할 때는 이 변화과정에서 일이 이루어지게 된다 . 기체가 피스톤을 내밀면서 추를 밀어 올리거나 , 고무줄을 잡아 늘릴 때 , 또는 태엽을 감는 일들이 이러한 예이다 . 저항을 통해서 전류를 흐르게 하는 것도 일의 한 예이다 . 이것은 이와 똑같은 전류를 모터를 통해서 흐르게 하면 추를 들어올릴 수 있기 때문이다 . 외부 전원으로부터의 전류를 가지고 축전지를 충전시킬 때는 축전지에다 일을 해 준 결과가 된다 . 우리는 주위에서 추의 높이가 올라갔을 때는 계가 일을 한 것이고 또 추의 위치가 내려갔을 때는 계에 일이 하여진 것이라고 한다 . 일의 양을 측정할 때는 힘과 거리의 곱으로 나타낸다 . 일 = 힘 X 이동거리 에너지는 일을 할 수 있는 용량이다 . 고립계에 일을 하여 주면 가령 , 기체를 압축시키거나 또는 태엽을 감아주면 이 계의 일을 할 수 있는 용량이 증가하며 따라서 계의 에너지가 증가한다 . 그러나 계가 일을 할 때 , 즉 피스톤이 움직여 나가거나 또는 태엽이 풀리면 그만큼 일을 할 수 있는 용량이 감소하므로 계의 에너지가 감소한다 . 이러한 일의 단위는 J(Joule, 줄 ) 이다 . 줄은 1N(Newton, 뉴톤 ) 의 힘이 작용하여 그 방향으로 1m 움직였을 때의 일을 의미한다 . 또한 1 초 동안 1J 의 일을 했을 때 그 일률은 1W(Watt, 와트 ) 이다 . 일의 단위는 에너지 단위이기도 하다 .에너지에 형태 , 열과 일 열 움직이는 물체의 운동에너지나 중력장내에서 존재하는 물체가 갖는 위치에너지 이외에도 눈으로 쉽게 볼 수 있는 것은 아니지만 내부에너지 (internal energy) 가 있다 . 이것은 물체를 구성하고 있는 원자의 상대적 운동이나 위치에 기인한다 . 용기 내에서 전체적인 기체의 흐름이 없더라도 기체 분자는 일정한 운동상태에 있으며 이는 액체나 고체의 경우에도 마찬가지이다 . 뜨거운 금속 조각을 물 속에 넣게 되면 분자가 빠르게 움직여 수온이 증가하게 되며 이만큼 물의 내부에너지는 증가한다 . 물체 사이에서의 이러한 유형의 에너지 전달행위를 열 (heat) 이라고 부른다 . 뜨거운 물체가 차가운 물체와 접촉하면 물체의 온도가 서로 같아질 때까지 변화된다 . 이러한 과정을 흔히 뜨거운 물체에서 차가운 물체로 열이 흐른다고 표현한다 . 열은 일과 마찬가지로 계와 주위 사이를 오가는 에너지를 전달한다 . 어떤 물질의 비열 (specific heat) 은 그 물질을 1℃ 올리는데 필요한 열량이다 . 열이 두 배로 전달되면 비열이 온도에 따라 변하지 않는다고 가정하면 온도의 변화도 두 배가 될 것이다 . 즉 일정량의 어떤 물질에 대한 온도변화는 전달된 열량을 측정하는 척도로 이용할 수 있다 . 이것은 다음 식으로 나타낼 수 있다 . 비열이 c 이고 물체의 질량이 M 인 물체의 온도를 ΔT 만큼 변화시키기 위해 필요한 열량 q 는 다음의 식으로 나타낸다 . q = M x c x ΔT열역학 법칙열역학 0 법칙 (zeroth law of thermodynamics ) : 열적 평형 상태를 설명하는 법칙 어떤 계의 물체 A 와 B 가 열적 평형상태에 있고 , B 와 C 가 열적 평형상태에 있으면 , A 와 C 도 열평형상태에 있다 .“ 열역학 제 1 법칙 (The first law of thermodynamics ) : 어떤 계의 내부 에너지의 증가량은 계에 더해진 열 에너지에서 계가 외부에 해준 일을 뺀 양과 같다 .“ 열의 이동에 따라 계 내부의 에너지가 변하는데 이때 열에너지 또한 변한다 . 이 에너지는 계 내부의 원자 · 분자의 역학적 에너지 등을 일컫는다 . 일반적으로 , 어떤 체계에 외부로부터 어떤 에너지가 가해지면 그만큼 체계의 에너지가 증가한다 . 이와 같이 , 물체에 열을 가하면 그 물체의 내부 에너지가 가해진 열 에너지만큼 증가한다 . 또한 물체에 역학적인 일이 더해져도 역시 내부 에너지는 더해진 일의 양만큼 증가한다 . 따라서 물체에 열과 일이 동시에 가해졌을 때 물체의 내부 에너지는 가해진 열과 일의 양만큼 증가한다 . 이것을 열역학의 제 1 법칙이라고 한다열역학 2 법칙 (second law of thermodynamics ) : 열적으로 고립된 계의 총 엔트로피가 감소하지 않는다는 법칙이다 . 총 일의 생산에 있어 , 열의 이동은 뜨거운 열원에서 차가운 열원으로 향한다 . 따라서 영구 기관은 존재할 수 없다 . 어떠한 과정에서 엔트로피 증가가 적다는 것은 그 과정의 에너지 효율이 좋다는 것을 뜻한다 . Naver 지식 백과 참조 ΔS ≥ 0 부등호 ( ) 는 비가역과정에 적용되고 엔트로비의 변화 (ΔS) 는 0 보다 크다 . 즉 항상 증가한다는 말과 같다 . 등호 (=) 는 가역과정에 적용된다 . ( 제 2 법칙은 에너지가 흐르는 방향을 규제하는 성격을 띠고 있다 . 즉 에너지의 흐름은 엔트로피가 증가하는 방향으로 흐른다는 것이다 . 따라서 이 법칙에 따르면 , 하나의 열원에서 열을 받아 이것을 일로 바꾸되 그외 어떤 외부의 변화도 일으키지 않는 열기관인 제 2 종 영구기관의 제작은 불가능하다고 할 수 있다 . 제 2 종 영구기관은 100% 열을 받아서 100% 운동에너지로 바꿀 수 있는 기관이다 . 그렇지만 켈빈 - 플랑크의 기술에 의하면 제 2 종 영구기관의 제작은 불가능하다고 했다 . 효율이 좋은 기관의 제작은 가능하지만 영구기관을 만드는 것은 불가능하다 .)열역학 3 법칙 (third law of thermodynamics ) : 절대 영도에서 계의 엔트로피는 0 이 된다 절대 영도에서 계는 반드시 최소의 에너지를 가지는 상태 , 즉 바닥 상태에만 존재할 수 있다 . 이러한 최소의 에너지를 가질 수 있는 상태가 한가지 뿐이라면 엔트로피는 0 이 된다 . 한편 보다 일반적인 표현으로 절대 영도에서 계의 엔트로피는 상수가 된다 절대온도 (T) 가 0 으로 접근 (approach) 할 때 계의 엔트로피 (S) 는 어떤 일정한 값 (constant value) 을 갖는다 .알기 쉬운 열역학 법칙 -. 열역학 제 1 법칙 : 에너지 보존 법칙 에너지는 형태가 변할 수 있을 뿐 새로 만들어지거나 없어질 수 없다 우주의 에너지 총량은 시간이 시작된 때로 부터 종말에 이르기까지 일정하기 고정 되어 있다 . 예컨대 일정량의 열을 일로 바꾸었을 대 그 열을 소명된 것이 아니라 다른 장소로 이동하였거나 다른 형태의 에너지로 바뀌었을 뿐이다 . -. 열역학 제 2 법칙 : 엔트로피 증가의 법칙 에너지 전달에는 방향이 있다 . 고립계에서 총 엔트로피 ( 무질서도 ) 의 변화는 항상 증가하거나 일정하며 절대로 감소하지 않는다 . 열은 고온의 물체에서 저온의 물체쪽으로 흘러가고 스스로 저온에서 고온으로 흐르지 않는다 . 일정한 온도의 물체로부터 열을 빼앗아 이것을 모두 일로 바꾸는 순환과정 ( 장치 ) 은 존재하지 않는다 -. 열역학 제 3 법칙 : 절대 0 도 (0K) 에 도달 할 수 없다 . 절대영도 0K 에서도 모든 입자들이 운동에너지가 0 이되고 엔트로피도 0 이 된다 . 그러나 0K 에 도달하는 것을 불가능하다 . 엔트로피가 0 이 되는 것도 불가능{nameOfApplication=Show}
공장 자동화 (Automated test systems) 학과 : 학번 : 날짜 : 이름 :공장자동화 개념 기계의 조작을 사람에 의하지 않고 제어하는 기계적 · 전기적 메커니즘 . 자동화라고도 한다 . 1948 년 미국의 포드자동차회사에서 신설한 엔진가공의 자동화 연구 부문을 오토메이션부라고 한 것이 처음으로 , 오토매틱 (automatic) 과 오퍼레이션 (operation) 을 합성한 신조어이다 자동화 시스템의 분류 다양한 제품 생산을 자동으로 행하는 유연 자동화의 개념에 의하여 자동 생산 관리 기술 ( 여러대의 공작기계와 산업용 로봇 , 자동 착탈 장치 , 무인운반차등 ) 과 이들을 종합적으로 관리 , 제어 하는 컴퓨터 , 소프트웨어 등의 생산관리 기술을 생산시스템으로 합성한 자동 생산시스템으로 초기 투자비용이 크다 . 1. 유연생산 시스템 : (FMS: Flexible manufacturing system) 2. 셀형 생산시스템 ( CMS:cellular manufacturing system) GT 의 개념을 NC 공장기계와 산업용 로봇을 생산하는 생산공정에 연결시켜 생산의 유연성을 높이는 방식으로 GT 내지 NC 공작기계과 FMS 의 중간형태라고 할 수 있다 . 이 생산시스템은 기능식 공정이 비교적 복합하게 얿혀 있는 공정흐름을 갖고 있는 반면 기계가 유사 부품군에 필요한 모든 작업을 처리 할 수 있도록 배치되어 있어 모든 부품들이 동일 경로를 따르게 되어 있다 .3. 컴퓨터 종합 생산시스템 (CIM: Computer integrated manufacturing ) CIM 의 개념은 컴퓨터를 비롯한 정보시스템 및 시스템 경형의 지원을 받아 제품 설계 공정 설계 및 관리 , 제조 종합관리 기술등의 생산시스템을 전체적으로 통합하는 것으로 궁극적인 목표는 고객의 주문에서부터 제조 및 출고에 이르기 까지 생산의 모든 단계를 자동으로 통합하는 것이다 . FMS 보다 한층 더 자동화된 시스템의 형태로 일본을 포함한 다수의 국가에서 FA( 공장자동화 ) 로 미국에M 으로 표현한다 .모듈러 생산 시스템 (Modular production system) 소품종 다량 생산 시스템에서 다양한 수요와 수요변동에 신축성있게 대응하기 위해서 보다 적은 부품으로 보다 많은 종류의 다양한 제품을 생산하려는 방식이다 . 즉 표준화 자재 내지 구성부품으로 다양한 제품을 만드는 것으로 많은 종료의 제품에 의해서 다양한 수요를 흡수하고 , 부분품의 표준화에 의해서는 표준화의 이익 , 즉 경제적 생산을 달성하려는 것이다 . 시뮬레이션 기법을 활용한 제조 유연화 설비 기업간의 경쟁이 심화되어 감에 따라 많은 기업들은 고객의 요구에 보다 신속하고 유연한 대응력을 갖추도록 요구 받고 있다 . 하지만 국내의 대부분의 중소기업은 소비자의 요구에 맞는 제품을 개발하고 적시에 생산하는데 어려움을 안 고 있는 것이 현실이다 . 예측하지 못한 상태에서 주문을 받고 일정에 쫓기다보면 과거의 경험이나 노하우를 가지고 있는 관리자가 공정 개선을 하는 경우가 흔하게 발생한다 . 이러한 관리자 경험에 의존하여 문제를 해결하는 방법은 관리자의 개인적인 능력이 중시되며 오랜 시일이 요구되기 때문에 쉽게 적용 할 수 없다 . 따라서 이러한 문제점을 해결하는 효율정인 방안으로 최근 많은 연구자들에 의해 제안된 방법이 시뮬레이션 기법을 활용한 생산라인 구축 , 측정 및 개선안 도출이다 .시뮬레이션은 실제로 대상시스템을 현장에 구축하지 않고 컴퓨터 상에서 모델을 만들어 실행하고 예측결과를 얻음으로써 실제 현장에서와 거의 흡사한 수준의 평가자료를 얻을 수 있다 . 제조업에서는 이러한 시뮬레이션 기법들을 이용하여 대상 시스템의 기존전략의 효울성을 평가하고 , 더불어 새로운 대안의 적용 결과를 예측함으로써 대안의 타당성을 평가하여 신뢰성 있는 평가 근거와 선택기준을 마련하는 수단으로 활용하고 있으며 , 기업의 경쟁력인 생산성을 향상시키는데 있어서 여러가지 도움을 줄 수 있다 . 이러한 장점들을 활용하여 새로운 투자없이 생산성을 향상 시키는 대안 및 최소한의 투자로 최대한의 효과를 볼 대안들에 대해 검증 및 평가를 할 수 있다 .공장 자동화의 변화 산업혁명 이후 1960 년대 후반부터 현장에 등장하기 시작한 생산 자동화 : 조립작업 중심의 발전 ( 자동차 , 반도체 ) • 1980 년대 : 제품의 다양화 ( 여러 종류의 제품이 혼합 되어 생산 라인에 흐르는 상황 ) • 1990 년대 : 다양한 소비자의 기호 , 짧은 제품 주기 = 기존의 생산 라인의 유동성 결여 = 셀 생산 방식 도 입 ( 거대 생산 라인의 단순 반복 작업에서 단순한 생 산라인의 복잡한 작업으로 ..) • 1995 년 이후부터 도입된 IT 기술 • 2010 년 이후 : 소형화 , 모듈화 , 자율분산화 등의 요소 기술 + 생산 하드웨어 기술의 발전 = 자율분산 시스 템 , 마이크로 모듈 ( 에이전트 ) = 스마트 팩토리 4새로운 생산 시스템의 변화 • 자율분산형 생산 시스템 – 자율성을 갖는 구성요소가 복수로 모여있으며 이들의 상호 협조로 전체 기능을 유지하는 시스템 – 서브시스템의 고장이나 확장에 다른 서브시스템이 자 율적으로 제어 , 협조하여 시스템 전체 기능을 유지하 는 개념 • HMS ( 홀론 방식의 생산 시스템 ) – 생산 시스템이 Holon 이라는 단위 기능 조직으로 구 성됨 – 생산 설비 , 반송설비 , 공작물 등을 홀론으로 부름 . – 홀론들이 자율적으로 의사결정을 하며 다른 홀론과 협조하면서 프로세스 실행PLC(Programmable logic controller) 기존에 사용되던 제어반 내의 릴레이 , 타이머 , 카운터 등의 기능을 LSI, 트랜지스터 등의 반도체 소자로 대체시켜 , 기본적인 시퀀스 제어 기능에 수치 연산 기능을 추가하여 프로그램 제어가 가능하도록 한 자율성이 높은 제어 장치이다 . 미국 전기 공업회 규격 ( NEMA:National Electrical Manufactrurers Association) 에서는 디지털 또는 아날로그 입출력 모듈을 통하여 로직 , 시퀀싱 , 타이밍 , 카운팅 , 연산과 같은 특수한 기능을 수행하기 위하여 프로그 메모리를 사용하고 여러 종류의 기계나 프로세서를 제어하는 디지털 동작의 전자 장치 로 정의하고 있다 . PLC(Programmable logic controller) 적용 분야 설비의 자동화와 고 능률화의 요구에 따라 PLC 의 적용 범위는 확대되고 있습니다 . 특히 공장 자동화와 FMS(Flexible Manufacturing System) 에 따른 PLC 의 요구는 과거 중규모 이상의 릴레이 제어반 대체 효과에서 현재 고기능화 , 고속화의 추세로 소규모 공작 기계에서 대규모 시스템 설비에 이르기까지 적용되고 있습니다 .자동화 시스템의 특징 공장 자동화는 수년간에 걸쳐 거대한 변화를 겪어오고 있다 . 자동차 제조 공장에 처음 적용된 자동화 펀치 카드는 제품 가격을 낮춤과 동시에 질적 향상을 가져다 주었다 . 자동화된 기계화의 적용으로 사람들이 대량 생산 시 발생되는 실수는 많이 줄어들게 되었다 . 자동화된 제조설비는 공장 방식으로 제품을 생산하기 위한 자동화 어플리케이션이다 . 자동화 기술의 대부분 장점은 제조 프로세서에 영향을 미친다 . 자동화된 제조설비의 주요한 장점은 신뢰성과 품질 향상이며 제품 생산 소요시간 , 간소화된 생산 , 취급 공정 , 작업 플로우를 줄여 주어 작업자들의 사기를 고취시킨다 . 산업 자동화는 정확한 측정과 컨트롤 기술에 의한 에너지 효율성 시스템의 최적화를 지향한다 . 최근 산업 프로세서에서의 에너지 효율성은 산업 장비 프로세서와 함께 중요한 정보 기술이며 에너지 효율면에서 컨트롤 시스템의 모니터링과 디자인 , 실행을 도와준다 . 산업 컨트롤 시스템의 대표적인 예는 PLC 이다 . PLC 는 물리적 센서에서의 인풋 플로우와 아웃풋의 플로우를 동시에 발생하도록 하는 특화된 컴퓨터이다 . 휴먼 머신 인터페이스 (HMI) 는 PLC 그리고 , 다른 컴퓨터들과 통신하여 사용하도록 되어 있으며 서비스 직원들은 장비가 하고 있는 작업을 보기 위하여 이러한 장치들을 감시한다 . 머신 자동화의 예는 아주 많이 있으며 아래 세 종류는 어드밴텍 가장 많이 적용되고 있는 분야들이다 .사출 성형기 - 사출 프레스로 잘 알려진 이 기계는 사출성형 프로세서를 거쳐 플라스틱 제품을 제조하는 것이다 . 이것은 두개의 메인 부분 주입부분과 지지대 부분 2 개로 나누어져 있다 . 대다수 기계들은 수평적 경향을 띄고 있으나 사출성형과 같은 틈새 어플리케이션을 위한 수직형 기계이며 중력의 이점을 취할 수 있다 . 몇몇 수직형 기계들은 고정된 몰드 ( 틀 ) 이 필요하지 않다 . 플래톤 ( 압반 ) 에 툴을 고정하기 위한 방법은 여러가지가 있다 . 가장 흔한 것은 수동 클램프 ( 두 개는 플래톤 ( 압반 ) 에 볼트로 체결됨 ) 이며 수압 클램프 ( 초크는 위치한 툴 고정에 사용됨 ), 자기 클램프에도 사용된다 . 자기 클램프와 수압 클램프는 신속한 교체가 필요한 툴에 사용된다 . 자동화 시스템 장비자동 튜브 벤딩 머신 – 튜브 벤딩 머신은 프레스 벤딩 , 로터리 드로잉 벤딩 , 롤 벤딩등의 다양한 방법으로 사용된다 . HMI 시스템을 사용하여 컨트롤이 가능한 휘어짐 각도등과 같은 정교하고 세밀한 목표 달성을 위한 것이다 . 윈딩 머신 ( 권선기 ) – 권선기는 줄 . 노끈 , 실 가닥 , 밧줄 , 와이어 , 리본 , 테이프 등을 실 패 , 보빈 , 릴에 감는 기계이다 . 자동화된 기계를 이용하여 생산성 향상을 가져왔으며 품질 컨트롤을 하여 낭비를 줄일 수 있게 되었다 자동화 시스템 장비머신 비전 – 머신비전 (MV) 은 이미지 기반의 자동화된 검사와 분석을 위한 기술과 방법을 사용하는 것이다 . 예를 들면 자동 검사 , 프로세서 컨트롤 , 로봇 안내등과 같은 어플리케이션에 적용 가능하다 . MV 의 연속적인 실행의 첫번째 단계는 이미지 수집이며 일반적으로 카메라 , 렌즈 , 그리고 라이트를 사용하여 연속적인 프로세싱에 필요한 차이점을 제공하기 위한 것이다 . 공장 자동화 어플리케이션은 계속 변화 , 발전하고 있으며 자동화된 무인 기계를 선두하는 자동화를 만들 것이다 자동화 시스템 장비{nameOfApplication=
콘크리트의 이해콘크리트의 이해 목차 콘크리트의 의해 -------------------------------- 3 콘크리트의 개요 -------------------------------- 3 콘크리트의 구성 -------------------------------- 4 콘크리트의 종류 -------------------------------- 5 콘크리트의 특징 -------------------------------- 5 콘크리트의 장점 -------------------------------- 10 콘크리트의 단점 -------------------------------- 10 콘크리트 강도에 미치는 영향 -------------------- 11콘크리트의 이해 가장 보편적이고 많이 사용되어지고 있는 재료이며 , 목재 , 강재 , 석재와 더불어 구조용 재료로써 중요한 위치를 차지하고 있는 재료이다 . 시멘트와 모래 , 가갈 등의 골재를 물과 혼합하여 만드는 복합재료인 콘크리트는 19 세기에 포틀랜드 시멘트의 발명에 따라 생산과 시공기술이 발달하여 왔으며 이후 약 150 년간 구조용 재료로써 널리 쓰여져 왔다 . 콘크리트의 의의 콘크리트의 개요 콘트리트는 시켄트 , 배핪 , 잔골재 및 굵은골재 그리고 필요에따라 성능개선이 필요한 혼합재료를 적정한 비율로 섞에서 만든 혼합물을 말한다 . 모르터 ( mortat ) : 콘크리트에 굵은골재를 사용하지 않는 것 시멘트 페이스트 (cement paste) : 골재를 사용하지 않는 것콘크리트의 구성 시멘트 시멘트는 흔히 얼려진 대로 석회함과 점토를 섭씨 1400 내지 1600 도의 고온에 서 태워서 만들어지는 화합물의 혼합체이다 . 일반적으로 포틀랜드 시멘트의 생산은 석회함의 채석에서 시작됩니다 . 거대한 파쇄기로 팍파된 석회석을 작은 조각으로 부수고 , 파쇄된 석회석은 점토 또는 혈암 , 모래 , 철광석과 함께 혼합되어 균질한 분말로 분쇄된다 . 2. 물 물을 중요한 요소도러 , 시멘트와 혼합되는 골재를 서로 결합시산방법이나 시공방법에 의해 - 레디믹스콘크리트 , 프리팩트콘크리트 , 프리스트 레스드콘크리트 , 해양콘크리트 , 수중콘크리트 , 포장콘크리트 , 댐콘크리트 콘크리트의 특성 (1) 깬자갈콘크리트 - 깬자갈콘크리트는 강자갈콘크리트에 비하여 슬럼프가 적고 , 점성이 부족하여 워커빌리티가 나쁘나 한편 강도는 상당히 크다 . 최근 강자갈의 부족으로 깬자갈을 점점 많이 사용하게 될 것이다 . 양질의 플라이애시 등 혼화재를 적량사용하면 분리가 적게 되고 워커빌리티가 양호하게 되는 효과를 얻을 수 있다 . 2) AE 콘크리트 - 보통콘크리트에 AE 제를 혼입한 것을 말한다 . AE 제의 사용에 따라 공기포에 의해 콘크리트의 분리 , 침하성이 적게 되고 , 유동성이 좋게 되어 슬럼프가 증대한다 . 하지만 공기량 1% 증가에 따라 압축강도가 약 4~5% 저하하고 철근과의 부착강도가 저하한다 .3) 경량콘크리트 - 기건단위 용적중량이 2.0 이하의 것을 말하며 , 주로 경량골재를 사용하여 경량화 하거나 기포를 혼입한 경량콘크리트이다 . 하중이 작아 건물의 중량을 경감할 수 있고 , 열전도율이 작고 , 내화성과 방음효과가 크며 , 흡음율도 보통콘크리트 보다 크다 . 하지만 시공이 번거롭고 , 다공질로써 강도가 작고 , 건조수축이 크다 . ① 기포콘크리트 - 콘크리트의 시멘트풀에 AE 제 , 알루미늄분말등의 기포를 함유하게 한 것으로서 일반적으로 굵은 골재는 쓰지 않으며 , 내수성이 크나 열전도율은 보통콘크리트의 1/10 정도이다 . ② 다공질콘크리트 - 콘크리트속에 미세한 구멍이 많이 있어 물이 자유로이 통과할 수 있게 된 경량콘크리트로써 수로등의 배수를 목적으로 하는 기초콘크리트에 쓰인다 . ③ 톱밥콘크리트 - 톱밥을 골재로 하고 못을 박을 수 있는 콘크리트로 배합은 시멘트 모래 톱밥의 용적비가 1:1:1 정도이고 , 슬럼프는 2.5~5Cm 정도로 한다 . 4) 중량콘크리트 - 기건단위 용적중량이 보통콘크리트보다 크고 , 보통 2.6kg/ℓ 이상의 것을 말한다 . 주로 방사선 차를 미리 거푸집 내에 밀실하게 채우고 파이프를 통하여 유동성이 좋은 모르타르를 적당한 압력으로 주입하여 만든 콘크리트이다 . 굵은 골재를 사용하므로 재료의 분리나 수축이 보통콘크리트의 1/2 정도 작다 . 높은 압력으로 모르타르를 주입하므로 수밀성이 크나 조기강도는 작다 . 시공이 비교적 쉽고 그라우트는 유동성이 크고 또 물과 잘 섞이지 않으므로 수중콘크리트시공이나 지수벽등에 쓰인다 . 9) 프리캐스트 (precast) 콘크리트 - 고정시설을 갖춘 공장에서 기둥 , 보 , 바닥판 등의 부재를 철제거푸집에 의하여 제작하고 고온다습한 전기보양실에서 단기보양하여 기성제품화한 콘크리트를 말한다 . 10) 프리스트래스드 ( prestressed ) 콘크리트 - 공장생산 제품으로 콘크리트 속에 철근대신 강도 높은 피아노선 또는 꼰 철선을 jack 등을 써서 안에서 늘여 배근한 후 콘크리트를 부어놓어 만든 기성 콘크리트제이다 . 11) 서중콘크리트 - 기온이 높고 , 슬럼프의 저하나 수분의 급격한 증발등의 위험이 있는 경우에 시공되는 콘크리트로 일반적으로 월평균 기온이 25℃ 를 넘을 때 사용한다 . 시멘트의 수화반응이 촉진되어 콘크리트의 응결이 빠르게 되고 , 콘크리트 운반 중 수분의 증발에 따라 콘시스텐시의 저하가 크고 , 콘크리트의 단위수량이 많게 된다 . 초기강도는 크나 장기강도는 적다 .1 12) 매스콘크리트 - 부재 또는 구조물의 단면치수가 상당히 큰 콘크리트의 시공에 있어서 시멘트의 수화열에 의한 온도상승으로 균열이 발생할 위험이 있을 때 사용한다 . 13) 포장콘크리트 - 무근콘크리트구조물의 일종인 콘크리트포장판에 이용된다 . 현재의 설계에서는 콘크리트판 1㎡ 당 3Kg 정도의 철망을 일반적으로 사용하나 , 이것은 균열의 확대를 방지하기 위한 것으로 철근콘크리트로서는 작용하지 않는다 . 14) 진공콘크리트 - 콘크리트를 부어넣은 후 콘크리트가 경화하기 전에 진공매트 또는 진공펌프 등에 의하여 대기압을 이용해 부어넣은 직후의 콘크리트로부터 수화에 필요한 수분과 같다 . a. 조기에 고강도의 발현이 가능하고 , 한랭지 또는 동기시공에 유리하다 . b. 고도의 수밀성과 함께 동결 융해에 대한 저항성이 아주 양호하다 . c. 레진의 종류에 따라 시멘트콘크리트 , 석재 , 금속 등의 각종 재료에 잘 접착한다 . d. 내마모성 , 내충격성 , 전기절연성 등이 우수하다 . ② 폴리머시멘트콘크리트 - 함수 또는 에멀젼상태의 폴리머를 시멘트와 더불어 결합 재로서 사용한 콘크리트이다 . 수분은 시멘트와 작용하여 경화하고 , 물을 소실한 폴리머는 골재상호 또는 시멘트경화제와 골재와의 접착 , 점결의 작용을 한다 . 폴 리마시멘트콘크리트는 보통시멘트콘크리트와 비교하여 다음과 같은 특성을 가지 고 있다 . a. 유동성이 증대하여 소정의 워커빌리티를 얻는데 필요한 물시멘트비가 감소되고 또한 보수성이 향상된다 . b. 휨 , 인장강도 및 신장능력이 증대한다 . c. 시멘트콘크리트나 모르타르 , 타일 , 강재 , 유리 , 목재 등의 각종 재료와 잘 접착 한다 . d. 방수성 및 수밀성이 우수하고 동결융해에 대한 저항성이 양호하다 . e. 약산 , 알칼리등에 대한 내약품성이 양호하다 . f. 내충격성이 10~15 배 , 내마모성이 수십 ~ 수백배까지 향상된다 . ③ 폴리머 함침콘크리트 - 경화한 콘크리트에 액상모노머 (monomer) 를 함침시킨 것 으로 시멘트콘크리트의 가공처리품이라 할 수 있다 . 폴리머 함침콘크리트의 제성 질을 보통시멘트콘크리트나 레진시멘트콘크리트와 비교하면 다음과 같다 . a. 폴리머함침률에 따라 다르나 일반적으로 레진콘크리트와 같은 정도이거나 그 이 상의 고강도를 얻을 수 있다 . 따라서 , 구조적 용도에서는 부재의 단면을 작게 할 수 있다는 장점이 있다 . b. 고도의 수밀성과 함께 동결융해에 대한 저항성이 우수하다 . c. 치수안정성이 극히 양호하다 . d. 내약품성이 우수하다 . e. 내마모성 , 내충격성 등이 우수하다 . 12) 매스콘크리트 - 부재 또는 구조물의 단면치수가 상당히 큰 콘크리트의 시공에 있어서 콘크리트 - 콘크리트의 비빔에 증기취입장치를 특수한 믹서를 사용하여 60~65℃ 로 비벼내는 콘크리트이다 . 콘크리트성형품 등의 제조에 응결 경화를 촉진시키는 것으로 최근에 나타난 방법이다 .콘크리트의 장점 -. 다른재료에 비해 압축 강도가 크다 -. 내구성 , 내화성 , 내수성 , 처음성 등이 양호하다 . -. 형태나 크기에 제한을 받지 않고 형상화가 용이하다 . -. 필요에 의한 임의의 강도를 만들 수 있다 . -. 강과의 접착이 잘되고 방청력이 우수하다 . -. 노출 콘크리트는 마감재료로 효과적이다 . -. 다른 구조재료에 비하여 수밀성이 크다 . -. 유지관리비가 저렴하다 . 콘크리트의 단점 -. 자중이 무겁다 . -. 인장강도와 휨강도가 적다 . -. 경화시 수축성이 있어 균열이 발생한다 . -. 보수나 철거가 어렵다 . -. 시공기간이 길어진다 .콘크리트 강도에 미치는 요인 일반적으로 콘크리트의 강도라 하면 보통 압축강도를 말한다 . 이것은 압축강도가 다른 강도 ( 휨 , 인장 , 전단 , 부착강도 ) 에 비하여 현저하게 크기 때문이다 . 특히 , 철근 콘크리트 부재의 설계예서도 압축강도만을 활용하는 경우가 많이 때문이며 , 또한 압축강도로부터 다른 강도와 콘크리트의 품질도 추정할 수 있기 때문이다 . 콘크리트의 강도는 일반적으로 표준양생한 재령 28 일의 압축강도를 기준으로 한다 . 단 , 댐콘크리트에서는 재령 91 일의 압축강도를 포장 콘크리트에서는 재령 29 일의 휨강도를 기준으로 한다 . 이러한 강도에 영향을 미치는 주된 요인은 사용재료의 품질 ( 시멘트 , 골재 , 혼합수 등 ), 배합 ( 물시멘트비 , 시멘트물비 , 시멘트공극비 등 ) 골기량 , 시공방법 ( 혼합방법 , 다짐방법 , 성형방법 등 ), 양상 방법 , 양생온도 , 재령 , 시험방법등이 있다 . 1. 시멘트 콘크리트의 강도는 사용 시멘트의 품질에 따라 달라진다 . 골재가 강경하고 , 물시멘트비 , 양생 , 기타 관련요인이 일정하다면 콘크리트의 압축강도는 시멘트 종류와 시멘트 강how}
1. 반도체 패키징 공정 반도체 제조 공정은 웨이퍼 위에 회로를 형성시키는 전 공정(FE:Front-End)과 후 공 정 (BE:Back-End)으로 구분되어지고, 전 공정은 다시 Wafer Diffusion 공정과 Wafer Test 공정으로 나뉘고, 후 공정은 다시 패키징 공정(또는 Assembly 공정)과 테스트 공 정으로 나뉘게 된다. 일반적으로 반도체 칩은 수많은 미세 전기 회로가 집적되어 있으나 그 자체로는 반 도체 완성품으로서의 역할을 할 수 없으며, 외부의 물리적 또는 화학적 충격에 의해 손상될 가능 성이 존재한다. 따라서 반도체를 패키징하는 가장 큰 목적은 1) 반도체 칩에 필요한 전원 공급, 2) 반 도체 칩과 메인 PCB간의 신호 연결, 3) 반도체 칩에서 발생되는 열 방출, 4) 반도체 칩을 외부의 습기나 불순물로부터 보호할 수 있게 포장하여 반도체로서의 기능을 할 수 있도록 해 주는 기술을 반도체 패키징(Packaging)이라고 한다.
CVD, PVD의 이해
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반도체 패키징 공정 기술 및 특성평가
