중간 전력(1W∼4W)의 LED 스트링을 이용하는 애플리케이션이 증가하면서 초소형, 고효율, 고성능인 LED 드라이버의 수요가 높아지고 있다. 여기서는 45V, 750mA 전원 스위치, 낮은 누설의 쇼트키 다이오드, 보상 부품을 비롯해 다수의 필수 부품들을 통합한 리니어 테크놀로지의 4W LED 드라이버에 대해 살펴본다. 리니어 테크놀로지의 LED 드라이버(LT3519)는 여러 가지 필요한 부품들이 통합되어 있어 LCD 디스플레이, 자동차, 항공 애플리케이션, 건축 및 산업용 조명, 휴대용 프로젝션 및 스캐너를 비롯하여 다양한 종류의 애플리케이션 요구를 만족시킨다. 드라이버는 16핀 MSOP 패키지에 정밀한 LED 전류 레귤레이션, 작은 크기, 높은 효율, 휘도 제어를 위한 PWM 및 아날로그 디밍, 오류 검출 기능이 있다. 특히 LED 스트링이 끊어졌을 때 회로를 보호(Open LED Protection)하는 기능을 제공한다. 간편한 레이아웃…전원 스위치, 보상 부품, 쇼트키 다이오드 내장 이 LED 드라이버는 내장형 750mA 45V 피크 전원 스위치, 보상 부품 및 낮은 누설의 쇼트키 다이오드를 통합하고 있어 간편하면서도 작은 설계를 구현
세계 각국이 신재생 에너지의 보급 확대와 전력설비 지능화에 심혈을 기울이고 있는 가운데, 사용국가, 전력회사, 제작사에 관계없이 태양광 등 신재생에너지 분산전원을 지능형 전력망(스마트그리드)에 손쉽게 접속할 수 있도록 하는 핵심 연계 기술이 국내에서 처음 개발됐다. 추후 관련 기기 수출증대 효과는 물론 분산전원 보급 확대를 통한 전력설비 증설부담 완화와 전력에너지 사용효율 증대에도 기여할 것으로 예상된다. 신재생에너지 연구개발 현황 전 세계적으로 친환경적인 그린에너지를 얻기 위한 노력은 계속되고 있으며 이에 따라 태양광 및 풍력발전의 발전용량과 그 수는 기하급수적으로 늘고 있다. 노르웨이, 스웨덴과 같은 북유럽 국가들은 2012년 기준으로 신재생 공급 비율이 30%를 넘어섰으며 미국, 일본 등 선진국들은 2030년까지 11%의 에너지를 신재생에너지로 공급할 계획을 세운 상태다. 그림 1. IEC 61850 기반 태양광발전 시스템 인터페이스 개발 우리나라의 경우 2010년 기준으로 신재생에너지의 공급률이 2%에도 미치지 못해 OECD 국가들 중 꼴찌를 기록했지만 향후 2030년까지 12%의 에너지를 신재생에너지로 공급할 계획을 가지고 있다. 이러한 세계적인 신
신형 항공여객기 제조에서 일본의 생산 협력 비율은 미국 항공기 메이커를 예로 들더라도 엔진·기체 모두 그 비율은 크다. 그 항공여객기에서 유럽·미국 메이커를 불문하고 주력이 되는 것은 중장거리 운용형이며, 미국을 예로 들면 신형기에 대해 종래의 동형기와 비교해 20%의 효율 개선이 목표였다. 연비에 대한 요구 사양은 높고, 기체 경량화와 고출력, 그리고 저연비의 추진장치를 갖는 것이 필수였다고 할 수 있다. 기체 경량화에 큰 공헌을 하는 것이 기체 구조 재료 전체에 대한 복합재와 티탄합금의 증가이다. 구성 중량비로 본 경우, 종래의 기체와 최신예 기체에서는 비강도·비강성이 높은 재료가 증가하고 있다. 복합재가 1%에서 50%, 티탄합금이 4%에서 15%로 대폭적인 증가이다. 양 재료가 나란히 사용 비율이 증가한 배경에는 복합재와 티탄이 갈바닉 부식을 잘 유발하지 않는 점에 있으며, 열팽창률 차이에서 복합재에 대해 티탄이 알루미늄합금보다 적합성이 있는 것에도 있다. 복합재=CFRP(탄소섬유강화 복합재료)는 대형 일체화 성형이 가능한 것이나 피로강도가 높고 내식성이 우수하다는 등의 특징도 있어 기체 구성 비율에서 경량화의 반영이 큰 부위(주날개·동체)에 사용되
최고 수준의 티탄 절삭량에 도전 항공기의 기체나 엔진 및 로켓 부품에서 경량이면서 높은 강도, 우수한 내식성 특성을 가진 티탄재는 반드시 필요하다. 항공우주 분야에서는 전 세계의 금속 티탄 생산량의 거의 절반이 사용되고 있으며, 항공기의 용도에서는 플랩 레일 엔진(팬·압축기 부품)·착륙장치용 거어더 부품·공기 덕트·조종석 전면 창틀·장착 금구(홀더나 용수철)·신형 여객기의 주날개나 동체의 구조재 CFRP의 결합재에 각종 티탄이 이용되고 있다. 대형 부재에 대해서는 대형 프레스에 의한 단조에 의해 성형되지만, 소형 부품의 경우는 설계 변경에 맞춰 부품 형상이 변한 만큼, 금형 수정을 하는 수고가 들기 때문에 머시닝센터 등에 의한 절삭이 티탄합금의 가공 기술 진보에 의해 증가하고 있다. 그 중에서 동사는 항공기, 건설기계, 반도체, 금형 등의 대형 부품에 대응할 수 있는 대형 5축 MC를 라인업하고 있는 공작기계 메이커이다. 여기서는 수평형 MC에 의한 티탄합금의 고능률 가공을 소개한다. 이 글은 일본공업출판 기계와공구지에 실린 三井정기공업(주)의 유다 아키라가 저술한 내용이다. 본 기사는 일본공업출판이 발행하는 <기계와공구>지와의 저작권 협정에 의
동사는 초미세 정밀 플라스틱 성형 부품을 제조·판매하고 있다. 손목시계 부품으로는 인서트 성형으로서 세계 최소 수준의 로터(제품 직경 1.4mm, 기어 이끝 원 직경 0.44mm)을 취급하고 있으며, 그 밖에도 미세 인서트 성형이나 카메라의 드로잉 날개 등의 초박육 성형(두께 0.8mm)을 전문으로 하고 있다. 그러나 최근 디지털 가전 시장은 동사의 주력 상품이었던 PC나 디지털 카메라 등이 스마트폰과 태블릿 PC라는 새로운 디지털 기기로 바뀌고 있다. 이러한 시장의 변화로 동사는 디지털 기기 관련에서 자동차용 시장으로 전환하기 위해 활동을 계속하고 있다. 정밀·미세한 플라스틱 성형을 실현하고 있는 이유 중 하나로서, 독자적인 노하우가 담긴 금형 제작 기술이 있다. 3차원 CAD에 의한 신속한 설계와 유동해석, 선지름 20μm의 초극세 와이어 방전가공 등의 최신 가공기계를 많이 구비하여 고객의 까다로운 요구에 대응하고 있다. 또한 성형기에도 독자적인 아이디어를 담아 안정된 성형을 가능하게 하고 있다. 이 글은 일간공업신문사 형기술지에 실린 hakka(주)의 아카이 아키라가 저술한 내용이다. 본 기사는 일본 일간공업신문사가 발행하는 <형기술>지와의 저작권 협
최근 환경 문제를 배경으로 자동차의 경량화가 요구되고 있다. 가전 등에도 휴대의 편리성을 높이기 위해 경량화에 관심이 높아지고 있다. 경량이면서 고강도인 CFRP는 금속 대체 재료로서 주목받고 있다. 그러나 종래의 열경화성 CFRP에는 성형 사이클타임이나 리사이클성에 문제가 있어, 열가소성 수지를 이용한 CFRP(CFRTP) 성형 기술의 개발이 활발해지고 있다. 동사에서는 수년 전부터 고주파 전류를 금형에 통전하여 가열하는 방법으로 CFRTP의 핫 스탬핑 성형 기술을 개발해 왔다. 금형의 온도를 400℃까지 올림으로써 부형과 수지 함침을 한 번에 하는 성형 방법이나 마그네슘합금과 티탄합금 등의 난성형 재료의 프레스 성형 기술 개발을 추진하고 있다. 연속 탄소섬유 강화수지는 알루미늄합금을 상회하는 강도를 가지며, 사출성형 부품의 보강 부재로서 이용함으로써 복잡한 형상을 고강도로 성형할 수 있다. 여기서는 이들의 새로운 성형 기술에 대해 소개한다. 이 글은 일간공업신문사 형기술지에 실린 (주)CAP의 요시다 토루가 저술한 내용이다. 본 기사는 일본 일간공업신문사가 발행하는 <형기술>지와의 저작권 협정에 의거하여 제공받은 자료입니다.
동사의 특징적인 대응의 하나로서 ‘전략적기반기술 고도화지원사업(서포인사업)’으로 대응한 ‘탄소섬유강화 플라스틱용 3차원 형상의 프레스 절단 금형 및 성형/절단 금형의 개발’이 있다. 2010년~2012년도의 3년에 걸쳐 에히메 대학·에히메현 산업기술연구소·도레이·에히메 산업진흥재단과 함께 실시, 일정 성과를 얻을 수 있었다. 연구 개발의 배경으로서는 당연하지만 탄소섬유강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic 이하 CFRP)의 특징을 살린 ‘경량화’, ‘고강도’의 제품 개발이 있다. CFRP의 특성을 유지하면서 자동차 부품 등의 양산화에 대응하는 것을 목적으로 했다. 2010년 당시는 CFRP라고 하면 열경화성 CFRP를 의미하고, 성형에는 오토 크레이브를 사용했다. 더구나 트리밍(절단이나 펀칭)의 후가공에는 공작기계를 사용한 절삭이나 워터제트의 가공이 일반적이었다. 그러나 이들 가공 방법으로는 생산 택트가 올라가지 않아 항공기 등의 소량 생산에는 문제가 없지만 자동차 부품과 같은 대량 생산에는 대응할 수 없었다. 그래서 CFRP를 프레스의 1숏으로 트리밍이나 성형을 실현하는 금형과 CFRP 성형/절단 기술의 개발에 대응했다.
최근 연료 가격의 급등과 지구온난화 등의 문제로 자동차의 저연비, CO2 배출 저감 요구가 점점 증가하고 있다. 뿐만 아니라 충돌 안전 성능 향상 요구도 높아지고 있는 가운데, 안전성 확보와 차체 경량화를 모두 만족시키기 위한 차체 부품에 대한 고장력 강판(High Tensile Strength Steel : 이하 하이텐재)의 적용 확대가 추진되고 있다. 하이텐재는 인장강도에서 440MPa급부터 980MPa급까지 폭넓게 사용되고, 이들 고강도재를 사용함으로써 강판의 판두께를 얇게 할 수 있어 보강 부품을 줄이는 등 경량화가 가능해지고 있다. 일반적으로 강판은 인장강도를 높이면 연성이 저하한다. 이 연성 저하는 프레스 성형 시의 성형성에 크게 영향을 주기 때문에 강도를 높여 박육화하고 싶은 차체 골격 부재에 대해 적용을 확대하는 것이 과제였다. 동사에서는 초하이텐재(이 글에서는 780MPa 이상 급을 초하이텐재로 정의한다)의 적용 확대를 목적으로, 지금까지의 최고 강도인 980MPa급 하이텐재(이하 980MPa재)보다도 강도와 연성을 더욱 양립시켜 복잡한 골격 부재의 성형을 견딜 수 있는 1.2GPa급 고성형성 하이텐재(이하 1.2GPa재)를 철강 메이커 각
지구환경 부하 저감을 위해 자동차의 연비·CO2 배출 규제는 최근 더욱 엄격해지고 있으며, 이 대응을 위해 차체를 경량화하는 개발이 추진되고 있다. 이 차체 경량화책의 하나로서 자동차 패널에 종래 강판을 대신해 알루미늄합금을 적용하는 움직임이 진행되고 있다. 자동차 패널에 대한 알루미늄합금 적용은 스포츠카나 고급차의 엔진 후드가 중심이었지만, 최근에는 토요타자동차의 프리우스나 닛산자동차의 리프 등 환경 대응 자동차나 중급차로도 적용 차종이 확대되고 있다. 또한 보다 더 경량화하기 위해 사이드도어나 백도어, 트렁크 리드, 루프, 펜더 등 알루미늄합금을 적용하는 부위가 점점 확대되고 있다. 그러나 이들 부품에 알루미늄을 적용할 경우, 엔진 후드에 비해 성형 과제가 많고, 재료 기술 및 성형 기술에 의한 성형한계의 향상이 더욱 요구되고 있다. 여기서는 자동차 패널용 알루미늄합금 판재의 개발 동향 및 성형 기술에 대해서 해설한다. 이 글은 일간공업신문사 형기술지에 실린 (주)神戶제강소의 타메히로 신야와 타카키 야스오가 저술한 내용이다. 본 기사는 일본 일간공업신문사가 발행하는 <형기술>지와의 저작권 협정에 의거하여 제공받은 자료입니다.
최근 지구환경 대책을 위한 기술 개발이나 메인티넌스프리화 등의 관점에서 볼트·나사의 체결 부재에 대한 스테인리스강의 적용이 증가하고 있다. 가장 일반적인 오스테나이트계 스테인리스강은 SUS304나 SUS316, SUSXM7 등으로, 내식성·성형성에 따라 구분해 사용된다. 그러나 보다 심각한 부식 환경 및 강도가 필요한 환경에서 사용 가능한 재료가 유저로부터 요구되고 있으며, 요구 특성에 대응한 재료가 개발되고 있다. 질소는 스테인리스강의 강도 향상, 내식성 개선에 효과가 있기 때문에 중요한 첨가 원소로서 오래 전부터 이용되고 있으며, 질소를 첨가한 다양한 오스테나이트계 및 마르텐사이트계 스테인리스강이 개발되어 실용화에 이르렀다. 동사는 질소의 효과를 최대한으로 이용한 고강도·고내식 오스테나이트계 스테인리스강의 개발을 추진하고 있다. 그러나 통상 대기압 용해 프로세스에서는 첨가 가능한 질소량에 한계가 있고 질소가 과잉 첨가된 경우, 용해·주조 시에 질소의 배출에 의해 블로홀 결함을 초래한다고 하는 문제점이 있다. 그렇기 때문에 대기압 용해에서 실용화되고 있는 강종의 질소 함유량은 오스테나이트계 스테인리스강에서는 0.2~0.7mass%이고, 마르텐사이트계 스테
엔지니어링 플라스틱(엔플라)은 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 범용 수지에 비해 성형 온도가 높고 또한 용융점도도 높으며, 성형 조건이 까다로운 것이 많아 일반적으로는 난성형성을 나타낸다. 공업적으로 이용되고 있는 대표적인 열가소성 수지의 분류를 표에 나타냈다. 엔플라를 비롯한 난성형성을 나타내는 수지 재료를 성형가공하는 경우, 수지의 분자구조나 고차 구조, 용융·고화(p -v -T 특성이나 결정화거동 등) 특성, 유동성(용융 점도), 점탄성적 성질 등의 레올로지적 성질 및 열안정성, 열적 특성 등의 재료 특성은 물론이고, 필러 등의 충전재를 복합화한 경우에는 이들의 형상·입자 지름·분포·배향·표면 특성·계면 상태 및 복합화한 재료의 레올로지적 성질이나 열적 성질 등이 큰 영향을 미친다. 그렇기 때문에 제품이나 금형을 설계하는데 있어 어떻게 이들의 ‘신뢰성 있는 데이터를 취득하고, 그들을 조합시켜 활용해 가는지’가 매우 중요해진다. 또한 엔플라를 중심으로 한 수지 재료의 최근 개발 및 연구 동향은 재료의 종류나 용도에 따라 다양한 검토가 이루어지고 있기 때문에 일괄적으로 정리하는 것은 어렵지만, 그 대부분은 환경을 배려한 지속형 사회를 형성하는 것을 목적으
제품을 고기능화하기 위해 새로운 재료가 프레스 성형되어 왔다. 자동차의 연비 및 충돌 안전성 향상을 목적으로 자동차의 경량화가 요구되고 있으며, 고장력 강판의 자동차 부품에 대한 이용이 증가하고 있다. 고장력 강판의 강도는 눈에 띄게 향상되고 있으며, 인장강도가 1GPa를 넘는 초고장력 강판도 개발되고 있다. 또한 경량 재료로서 알루미늄합금판도 자동차에 많이 적용되고 있다. 또한 티탄합금판은 항공기 부품에 적용이 증가하고 있으며, 실용 금속으로서 가장 가벼운 마그네슘합금판은 휴대용 노트북 퍼스널컴퓨터의 케이스 등에 사용되고 있다. 이들 재료로부터 고기능 제품을 제조할 수 있는데, 고강도, 저연성, 고마찰 등의 재료 특성을 갖는 난성형 재료이기 때문에 프레스 성형은 쉽지 않다. 여기서는 고장력 강판·스테인리스 강판·알루미늄합금판·티탄합금판·마그네슘합금판의 프레스 성형에서 금형 기술과 성형 기술에 관해 설명을 하고, 재료 특성이 미치는 영향에 대해서 해설한다. 이 글은 일간공업신문사 형기술지에 실린 豊橋기술과학대학의 모리 켄이치로 교수가 저술한 내용이다. 본 기사는 일본 일간공업신문사가 발행하는 <형기술>지와의 저작권 협정에 의거하여 제공받은 자료입니다.
3차원 구조물 표면에 대한 임의 패터닝 및 3D 포토마스크 개발 「일본실장학회지」에 따르면 최근 곡면이나 요철면과 같은 비평면을 포함한 3차원 표면에 임의 패턴의 노출을 형성하는 기술이 반도체 기술과 MEMS(Micro Electro Mechanical System)의 융합 및 3차원 집적화가 시도되고 있는 패키징과 마이크로일렉트로닉스 등의 분야에서 수요가 높아지고 있다. 비평면에 패턴 노출을 형성하는 것은 섬유 형상 기재의 디바이스 제품화에서도 중요한 과제이다. 그 이유는 섬유 형상 기재가 반도체 분야에서 사용되는 웨이퍼에 비해 저렴하면서 간단히 제조할 수 있고 다양한 재료로 제조가 가능하기 때문인데, 이로 인해 유연성, 기계적 강도 및 뛰어난 화학적 안정성을 부가할 수 있다. 때문에 제조 기술을 이용해 시트형 디바이스 같은 플렉시블과 같은 형상에 응용할 수 있는 디바이스를 제조할 수 있을 것으로 기대된다. 섬유 형상 기재의 디바이스 제품화에는 섬유 형상 기재 원통면에 미세 패턴을 형성하는 것이 반드시 필요한데, 현재 반도체 분야 및 MEMS 분야에서는 웨이퍼나 기판 등 평면에 대한 패터닝이 주류를 이루고 있어 비평면에 미세 패턴을 형성하는 것이 쉬운 일은
부품내장 기판 조립 공정의 과제 해결을 위한 새로운 솔루션 스마트폰은 고기능화와 소형화를 동시에 실현한 제품이다. 이러한 흐름은 더욱 가속화되면서 웨어러블 기기로 향해 가고 있다. 이처럼 기기의 소형화가 진행되는 한편 소비전력의 증대를 위해 배터리의 대형화가 진행되면서 실장 기판을 사용할 수 있는 범위는 격감하고 있다. 지금까지는 전자 부품의 소형화나 고밀도 실장화를 통해 극복해 왔지만 그 속도를 따라가지 못하는 경우도 있어 실장 영역을 기판 내부에 마련하는 부품내장 기판을 지향하는 흐름이 강해지고 있다. 이에 「일본실장학회지」 최신호에서 Tadahiko SAKAI는 부품내장 기판의 조립 시 기존 공법에서 두드러진 과제에 대한 대응을 보고하는 한편, 기존 공법의 과제를 해결할 수 있는 새로운 공법을 제안했다. 이 글에서 제안한 새로운 공법은 다음과 같다. ESC5 공법을 이용한 부품내장 공법 부품내장 땜납 접속 방식과 비아 접속 방식은 각각 다음과 같은 과제가 있다. 땜납 방식의 문제점 •융점이 동일한 경우 재용융 시에 땜납 플래시가 발생 •플럭스 잔재의 세정이 필요 비아 접속 방식의 문제점 •비아 형성의 정밀도를 확보하기 위
박막 커패시터 내장 인터포저 개발 일렉트로닉스 제품은 경박단소, 뛰어난 장기적 신뢰성, 고기능·고속 동작 지원, 저소비전력 및 저렴한 가격이 요구된다. 이를 해결할 수 있는 기술이 바로 부품내장 기술이라고 생각한다. 예를 들어 스마트폰용 마더보드에 채용된 부품내장 기판을 보면, 기판 면적 절감을 실현하며 경박단소를 실현했으며, 프린트 배선판 수지에 둘러싸인 부품 접속점은 SMD의 땜납 필렛에 비해 낙하 충격 등에 신뢰성 향상이 기대된다. 하지만 고속 동작이 요구되는 LSI 패키지는 전원전압의 안정화를 위해 LSI 패키지 이면에 디커플링 커패시터를 배치하는데, 패키지 두께 및 층간 접속 Via의 연결에 기인하는 기생 인덕턴스로 인해 고주파 노이즈에 대한 전원전압의 안정화에는 한계를 보인다. 따라서 기판 내 적층 세라믹 콘덴서를 내장함으로써 LSI의 I/O에 대한 거리를 짧게 해 기생 인덕턴스를 줄임으로써 파워 인터그리티(PI)를 향상시켜, LSI의 고기능화에 대응한 부품내장 패키지가 도입되고 있다. 한편 LSI측에서 보면 PI가 향상되면 전원용 I/O의 핀 수가 절감되어 패키지 면적을 축소할 수 있다. 또한 LSI 내부에는 고비용의 반도체 프로세스로 전원 안정