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냉각용 초음파 웨이브가이드의 진동 특성
Vibration characteristics of an ultrasonic waveguide for cooling
원문보기
한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.39 no.6, 2020년, pp.568 - 575
김현세 (Energy Systems Research Division, Korea Institute of Machinery and Materials) , 임의수 (Energy Systems Research Division, Korea Institute of Machinery and Materials)
초록
초음파는 다양한 산업 분야에서 널리 사용이 되고 있다. 그 중에 도전적인 분야로 전자부품의 냉각이 있다. 초음파 냉각 기술은 작동 유체로, 기존의 지구온난화를 유발하는 프레온 가스 대신에 Ar(아르곤), N2(질소) 등의 기체로 대체가 가능하다. 또한 움직이는 부품이 없어 높은 내구성을 가질 수 있다. 그러므로 이러한 환경 문제와 내구성 관점에서 초음파 냉각 장치의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 설계와 제작 공정에 대하여 설명하고 있다. 이 시스템을 설계할 때, 냉각기 시제품을 이용하여 유효성 테스트를 수행하였다. 이 결과를 바탕으로, ANSYS 프로그램을 사용한 유한요소해석을 수행하였다. 반공진 주파수는 34.8 kHz로 예측이 되었으며, 이는 실험치인 34.6 kHz과 0.6 %의 오차로 잘 일치하였다. 또한 초음파 웨이브가이드의 반공진 주파수는 39.4 kHz로 예측이 되었고, 역시 실험치인 39.8 kHz과 1.0 %의 오차로 잘 일치함을 알 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 볼 때, 개발된 초음파 웨이브가이드는 마이크로칩의 냉각에 활용 될 수 있을 것으로 보인다.
Abstract
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Ultrasound has been widely used in various industrial fields. One of challenging application areas is cooling microelectronics. Ultrasonic cooling systems can work with air, argon (Ar) and nitrogen (N2) instead of conventional refrigerant such as freon gas, which can cause global warming. Furthermor...
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- Firstly, the PZT actuator was modeled with the analysis tool as shown in Fig. 7. For the analysis, it was modeled axis-symmetrically and the nodes of the top and bottom electrodes were coupled to apply voltages. To obtain a solution, a series of calculations were performed from 30.
- The result is shown in Fig. 8. The frequency of the minimum impedance value can be found before the peak. At this point, the current through the PZT is high, thus a large amount of heat is generated.
참고문헌 (16)
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- DOI : 10.7776/ASK.2020.39.6.568 [무료]
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