MLCC Bar 변형 예측을 위한 미시역학적 모델의 개발

Abstract

본 연구에서는 온도에 의한 MLCC Bar변형을 예측하기 위하여 bar변형을 측정하였고 미시역학적 모델을 이용하여 유한요소해석을 수행하였다. 이를 위해 MLCC Bar 구조물의 index zone과 chip zone을 구별하여 반복 단위 구조를 정의하였으며, 단위 셀을 이용한 유한요소모델을 생성하였다. 미시적 유한요소해석을 위해 경계조건 및 하중조건을 이용하여 각 RVE의 등가 물성치를 계산하였다. 일정 형태의 단위 셀이 반복적으로 구성되어 있는 각 RVE에 대하여 구성 물질의 물성치와 볼륨비를 수학적으로 계산하여 비교함으로써 타당성을 확인하였다. Bar변형 측정은 온도 변화에 따라서 변형량을 측정하였고, Bar변형 예측은 3-D Finite element Method(FEM)을 기반으로 RVE를 고려하여 구조해석을 수행하였고, 실제 MLCC Bar변형과 비교, 검증해 보았다. Index-zone의 형상변화로 bar변형의 영향을 알아보았고 bar변형을 줄일 수 있는 방안에 대해서 예측해 보았다. 본 논문에서는 미시역학적인 접근방법은 Bar변형을 예측하는데 사용될 수 있음을 증명하였다.; A micromechanics model has been developed to predict a bar deformation of a Multi-Layer Ceramic Capacitor (MLCC) during the pressing process. The MLCC bar is modeled by taking into account an index zone and a chip zone separately. Effective material properties of stiffness and coefficients of thermal expansion of each zone are obtained using unit cells. After the green chips are layered during the laminating process, the bar is heated and pressed at the same time. In this pressing process, the bar freely expands according to the thermal expansion of the baseplate. The bar is then hardened and shrinks after cooling down to a room temperature. Such residual deformations and stresses cause misalignment of the chips. It is found that the unequal thermal expansion of the index and chip zones during the heating process has a great effect on the overall bar deformation.