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본 논문은 초음파 혼에 위상최적화 기법을 적용하여 체계적인 설계 기법을 확립하는 과정에 대하여 서술하였다. 플립칩 접합은 마이크로시스템의 패키징에서 널리 쓰이는 방법이며 초음파 혼은 플립칩 접합의 핵심 부품이다. 최근까지 초음파 혼은 설계자의 직관이나 반복적인 설계에 의한 기법이 주를 이루었다. 이번 연구에서는 위상최적화 기법을 초음파 혼에 적용하여 체계적인 설계 기법을 확립하였다. SIMP 방법을 이용하여 초음파 혼에 대한 위상최적화 기법을 정식화 하였다. ...

본 논문은 초음파 혼에 위상최적화 기법을 적용하여 체계적인 설계 기법을 확립하는 과정에 대하여 서술하였다. 플립칩 접합은 마이크로시스템의 패키징에서 널리 쓰이는 방법이며 초음파 혼은 플립칩 접합의 핵심 부품이다. 최근까지 초음파 혼은 설계자의 직관이나 반복적인 설계에 의한 기법이 주를 이루었다. 이번 연구에서는 위상최적화 기법을 초음파 혼에 적용하여 체계적인 설계 기법을 확립하였다. SIMP 방법을 이용하여 초음파 혼에 대한 위상최적화 기법을 정식화 하였다. 설계변수 개선을 위한 알고리즘으로 OC 방법을 사용하였으며, 초음파 혼의 길이방향 진동모드를 추적하기 위하여 MAC을 도입하였다. 초음파 혼의 2차원 모델과 3차원 모델에 대한 위상최적화 결과를 비교하여, 3차원 최적화 모델을 실제로 제작하였다. 또한 레이저 진동계를 통하여 초음파 혼의 공진 주파수 및 진동 변위를 측정하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper presented the method of topology optimization for ultrasonic horn. Ultrasonic flipchip bonding is widely used methods in microsystem packaging and the ultrasonic horn is important part for the flipchip bonding. Until recent days, the trial-and-error approach is the most of practical way t...

This paper presented the method of topology optimization for ultrasonic horn. Ultrasonic flipchip bonding is widely used methods in microsystem packaging and the ultrasonic horn is important part for the flipchip bonding. Until recent days, the trial-and-error approach is the most of practical way to design ultrasonic horn. In this study, the method of topology optimization is introduced to establish systematic design technique for the ultrasonic horn. The Solid Isotropic Material with Penalization(SIMP) method is used to formulate topology optimization. For the update scheme, the Optimal Criteria(OC) method is introduced. The longitudinal mode is tracked by using Modal Assurance Criterion(MAC). Comparison between 2-D and 3-D optimized model, and the 3-D optimized model was manufactured. The resonance frequency and vibration displacement of the manufactured ultrasonic horn was measured by laser vibrometer. Key Words : Flipchip, Topology Optimization, Ultrasonic Horn.