• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권5호
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• pp.454-462
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• 2023

금속 나노 입자의 플래시 램프 어닐링 공정은 빠른 가공 속도(밀리초 단위), 저온 공정, 롤투롤 공정과의 호환성 등 이유로 유연한 기판 위에 고성능 전극을 제조하기 위한 강력한 솔루션으로 제공되어 왔다. 그러나 금속 나노 입자[예를 들면, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등]는 저온 공정을 위한 미세 금속 나노 입자(직경 10 nm 미만)의 제조가 어렵고, 고가이며, 잉크보관 및 플래시 램프 어닐링 과정에서 산화가 발생하는 등의 한계가 존재했다. 이러한 이유로 유기금속화합물 잉크는 금속 나노 입자를 대체할 수 있는 재료로서 저렴한 가격(기존 금속 나노 잉크 대비 1/100의 가격)과 저온 공정성, 높은 재료 안정성으로 인해 제안되었다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고, 유기금속화합물의 플래시 램프 어닐링 처리를 통한 유연한 전극의 제조는 광범위하게 연구되지 않고 있다. 본 논문에서는 사전 경험 없이 은 유기금속화합물을 플래시 램프 어닐링하는 과정에서 발생할 수 있는 어려움을 최소화하기 위해 재료 매개변수와 플래시광 처리 매개변수(에너지 밀도, 펄스 지속시간 등)를 고려하여 유연 기판에 전극을 제조하기 위한 최적의 조건을 결정하는 방법을 실험적으로 가이드하고자 한다.

• 자원리싸이클링
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• 제23권1호
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• pp.33-39
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• 2014

본 연구에서는 폐 PCB의 주성분인 Cu와 $CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO$계 슬래그의 평형실험에 의해 Cu의 용해도에 대하여 조사하였다. 1673 K~1825 K 범위에서 일정한 비율로 미리 용융된 4원계 슬래그와 Cu를 흑연 도가니에 각각 20 g 장입한 후, 10시간동안 평형 을 유지하였다. 분위기 중의 산소분압은 CO가스와 Ar가스의 비율을 조절하여 $10^{-17.23}{\sim}10^{-15.83}$ atm 범위로 제어하였다. 평형산소 분압과 염기도 및 MgO 농도가 증가할수록 슬래그 중 Cu의 농도는 증가하였다. 그리고 반응 온도가 높을수록 슬래그 중의 Cu의 농도는 감소하였다. 슬래그 중으로 용해되는 Cu의 반응은 발열반응이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.61.1-61.1
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• 2010

$CuIn_{1-x}-GaxSe_2$ based materials with direct bandgap and high absorption coefficient are promising materials for high efficiency hetero-junction solar cells. CIGS champion cell efficiency(19.9%, AM1.5G) is very close to polycrystalline silicon(20.3%, AM1.5G). A reduction in the price of CIGS module is required for competing with well matured silicon technology. Price reduction can be achieved by decreasing the manufacturing cost and by increasing module efficiency. Manufacturing cost is mostly dominated by capital cost. Device properties of CIGS are strongly dependent on doping, defect chemistry and structure which in turn are dependent on growth conditions. The complex chemistry of CIGS is not fully understood to optimize and scale processes. Control of the absorber grain size, structural quality, texture, composition profile in the growth direction is important to achieving reliable device performance. In the present work, CIS nanoparticles were prepared by a simple wet chemical synthesis method and their structural and optical properties were investigated. XRD patterns of as-grown nanopowders indicate CIS(Cubic), $CuSe_2$(orthorhombic) and excess selenium. Further, as-grown and annealed nanopowders were characterized by HRTEM and ICP-OES. Grain growth of the nanopowders was followed as a function of temperature using HT-XRD with overpressure of selenium. It was found that significant grain growth occurred between $300-400^{\circ}C$ accompanied by formation of ${\beta}-Cu_{2-x}Se$ at high temperature($500^{\circ}C$) consistent with Cu-Se phase diagram. The result suggests that grain growth follows VLS mechanism which would be very useful for low temperature, high quality and economic processing of CIGS based solar cells.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권3호
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• pp.77-82
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• 2012

본 연구에서는 칩을 기판에 내장하기 위해 상용화된 CSR사의 bluetooth chip을 이용하여 표면의 솔더볼을 제거하고 PCB소재와 공정을 이용하는 embedded active PCB 공정에 관한 연구를 하였다. 솔더볼이 제거된 칩과 PCB는 구리 도금 공정으로 연결되었으나 열 충격시 표면처리를 하지 않았을 시 칩의 표면과 ABF 간의 de-lamination 현상이 발견되었고, 이를 해결하기 위해 칩의 polyimide passivation layer에 디스미어와 플라즈마 공정을 이용하여 조도 형성을 하는 연구를 진행하였다. SEM(Scanning Electron Microscope) 과 AFM(Atomic Force Micrometer)을 통하여 표면을 관찰하였고, XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)를 이용하여 표면의 화학적 구조의 변화를 관찰하였다. 실험결과 플라즈마 처리 시 표면 조도형성이 되었으나 그 밀도가 조밀하지 못하였지만 디스미어 공정과 함께 처리하였을 시 조도의 조밀도가 높아 열 충격을 가하였을 시에도 칩의 polyimide layer와 ABF간의 de-lamination 현상이 발견되지 않았다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권3호
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• pp.3-11
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• 2007

현재 금의 대부분은 금광과 납, 구리 등의 비철금속을 제련하는 공정에서 발생되는 부산물인 양극 슬라임으로부터 제련되고 있다. 뿐만 아니라 금은 사용 후 수거되는 치과 의료용 재료와 폐도금액 그리고 폐인쇄회로기판(폐PCBs) 등의 폐기물로부터 상당량이 제련되고 있다. 금광과 수거되는 고 함량 금함유 폐기물로부터 금을 제련하는 방법에는 크게 염화법, 청화법, 아말감법 등이 있으며, 비철금속 제련공정상의 부산물인 양극 슬라임으로부터 금을 제련하는 방법에는 전기분해법이 있다. 전기분해법은 크게 배소-고온용융-전기분해 공정으로 구성되어 진다. 또한 폐PCBs 같은 저 함량 금함유 폐기물로부터 금을 제련하는 방법에는 주로 건식법이 사용되고 있다. 본 고에서는 금을 제련하는 기술 현황에 대하여 소개하고, 이어서 최근에 국내에서 개발 중인 금제련 기술개발을 간략히 소개하고자 한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권2호
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• pp.112-117
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• 2008

3D MEMS 소자 또는 적층형 패키지에 응용하기 위해서 실리콘 관통 비아를 이용한 새로운 수직 접속 방법을 제안하고 그 실효성을 증명하기 위해 제작하였다. 제안된 실리콘 관통 비아는 기존의 관통 비아에서 도전 물질로 사용되던 구리대신 실리콘을 적용하였다. 그 결과 열팽창 계수 차이에 의한 열응력 줄일 수 있어 높은 온도에서 이루어지는 MEMS 공정과 병행 가능하게 되었다. $30{\mu}m$ 두께의 실리콘 기판 2층이 적층되었으며 $40{\mu}m$와 $50{\mu}m$의 간격을 가지는 관통 비아 배열을 제작하였다. 관통 비아의 전기적 특성을 측정하고 분석하였다. 측정된 저항 값은 $169.9\Omega$이었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권6호
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• pp.623-627
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• 2014

최근에 인체 중심의 무선통신 기술에 대한 관심이 증가하면서 입을 수 있는 안테나에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 GPS 주파수를 수신할 수 있는 입을 수 있는 안테나를 제안하였다. 두께 0.7mm의 염소가죽을 유전체 기판으로 사용하고, 두께 0.08mm의 구리 폴리에스터 천을 방사체 및 접지판으로 사용하여 안테나를 제작하였다. 원형 편파 특성을 얻기 위해 정사각형의 패치에 대각선 방향에 놓인 모서리를 짤라서 방사체를 만들었고, 도전성 천과 가죽을 에폭시를 사용하여 접착하였다. 먼저 염소가죽의 유전율을 구하기 위해 크기가 다른 3개의 정사각형 패치 안테나를 만들고, 실험 및 시뮬레이션을 통해 염소가죽의 유전상수를 구하였다. 이것을 바탕으로 GPS 대역에서 동작하는 안테나를 설계하고, 제작하여 실험을 통해 안테나의 성능을 검증하였다. 옷의 어깨 부분에 설치하여, 사람이 입고 측정하여 특성의 변화를 실험하였고, 상용 세라믹 GPS 안테나와 수신 감도 특성을 비교하여 제작된 안테나가 비슷한 수준의 감도를 갖고 있음을 확인하였다.

• Progress in Superconductivity
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• 제7권2호
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• pp.145-151
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• 2006

Nickel and nickel-tungsten alloy were electroplated on a cold rolled and heat treated copper(Cu) substrate. 4 mm-thick high purity commercial grade Cu was rolled to various thicknesses of 50, 70, 100 and 150 micron. High reduction ratio of 30% was applied down to 150 micron. Rolled texture was converted into cube texture via high temperature heat treatment at $400-800^{\circ}C$. Grain size of Cu was about 50 micron which is much smaller compared to >300 micron for the Cu prepared using smaller reduction pass of 5%. 1.5 km-long 150 micron Cu was fabricated with a rolling speed of 33 m/min and texture of Cu was uniform along length. Abnormal grain growth and non-cube texture appeared for the specimen anneal above $900^{\circ}C$. 1-10 micron thick Ni and Ni-W film was electroplated onto an annealed cube-textured Cu or directly on a cold rolled Cu. Both specimens were annealed and the degree of texture was measured. For electroplating of Ni on annealed Cu, Ni layer duplicated the cube-texture of Cu substrate and the FWHM of in plane XRD measurement for annealed Cu layer and electroplated layer was $9.9^{\circ}\;and\;13.4^{\irc}$, respectively. But the FWHM of in plane XRD measurement of the specimen which electroplated Ni directly on cold rolled Cu was $8.6^{\circ}$, which is better texture than that of nickel electroplated on annealed Cu and it might be caused by the suppression of secondary recrystallization and abnormal grain growth of Cu at high temperature above $900^{\circ}C$ by electroplated nickel.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.566-566
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• 2012

그래핀(Graphene)은 모든 탄소 동소체의 기본구성 요소로 2 차원 결정구조를 가지며, 양자홀 효과(quantum Hall effect), 뛰어난 열 전도도, 고 탄성, 광학적 투과성 등과 같은 탁월한 물리적 성질을 보이는 물질이다. 이러한 그래핀의 우수한 특성은 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor), 화학/바이오 센서, 투명 전극(transparent electrode) 등의 다양한 전자소자를 개발하는 응용 가능하다. 그 중, 그래핀 투명전극의 제조는 가장 응용가능성이 높은 분야이다. 현재 투명전극 물질로는 인듐-주석 산화물(indium tin oxide; ITO)가 널리 이용되고 있으나, 인듐의 고갈로 인한 공급부족 문제 및 고 생산비용, 휘어지지 않는 취성 등의 단점을 지니고 있다. 따라서, 우수한 광학적 투과성과 전기전도성을 지닌 그래핀이 ITO의 대체 물질로서 각광받고 있다.[1-5] 본 연구에서는 그래핀의 투명전도필름의 응용을 위해 면저항을 낮추기 위한 방법으로 화학적 도핑(doping)을 이용하였다. 그래핀은 구리(copper; Cu) 호일을 촉매로 사용하여 열 화학증착법(Thermal Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 합성하였다. 합성된 그래핀은 PMMA(Poly(methyl methacrylate)) 전사법을 이용하여 산화실리콘(SiO2) 기판에 전사 후, 염화은(AgCl)과 클로로벤젠(C6H5Cl)으로 만든 콜로이드(colloid) 용액에 디핑(dipping)하여 그래핀에 은 입자를 도핑 하였다. 그 결과, 은 입자 도핑 농도에 따라 면저항이 감소하는 양상을 보였다. 제작된 그래핀 투명전도성 필름의 투과도는 자외선-가시광선-근적외선 분광법(UV-Vis-NIR spectroscopy)를 이용하여 측정하였고, 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통해 그래핀 필름의 질적 우수성과 성장 균일도를 조사하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.292-292
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• 2012

현재 투명전극은 주로 ITO를 사용하고 있으며, ITO는 인듐산화물(In2O3)과 주석산화물(SnO2)이 9대 1의 비율로 혼합된 화합물로 인듐이 주성분이다. 따라서 ITO 사용량의 증가는 인듐의 수요 증가를 이끌어 2003년 이후 인듐 잉곳의 가격이 급등하였다. LCD에 응용되는 금속재료의 가격추이를 비교해보면, 인듐이 가장 큰 변화를 보이고 있으며, 2005년 인듐 가격은 2002년 대비 1,000% 이상 상승하였다가 2007년 이후 500%p 하락하여 2008년 2월 22일 기준으로 톤당 49만 달러에 거래되고 있다. 같은 기간 동안 알루미늄의 가격은 76.6% 상승하였으며 구리는 394%, 주석은 331% 상승하였다. 이러한 인듐의 가격 상승폭은 동일한 기간 동안 다른 금속 재료와 비해 매우 크며, 단위 질량당 가격도 20배 이상 높은 수준이다. ITO의 주성분인 인듐의 이러한 가격의 급등 및 향후 인듐의 Shortage 예상으로 인해 ITO 대체재 확보의 필요성이 증가되고 있다. 태양광 발전산업에서 현재 주류인 결정질 실리콘 태양전지의 변환효율은 꾸준히 향상되고 있으나, 태양전지의 가격이 매년 서서히 하강되고 있는 실정에서 결정질 실리콘 가격의 상승 등으로 고부가 가치 산업유지에 어려움이 있으며, 생산 원가를 낮출 수 있는 태양전지 제조기술로는 2세대 태양전지로 불리는 박막형이 현재의 대안으로 자리매김하고 있으며, 박막태양전지 산업분야가 현재의 정부정책 지원 없이 자생력을 갖추고 또한 시장 경쟁력을 확보하기 위해서는 박막태양전지 개발과 더불어 저가의 재료개발도 시급한 상황이다. 본 연구에서는 In-line magnetron sputtering system을 사용하여 소다라임 유리기판 위에 박막태양전지용 투명전도성 ZnO(Al) 박막을 제작하였고, 특히 이 박막은 n-형 반도체 특성을 가져야하기 때문에 홀이동도와 개리어농도의 상관관계 및 박막의 두께, 광투과율 특성, 온도 의존성을 조사하였고, 이를 논하고자 한다. (본 연구는 중소기업청의 기술혁신개발사업 연구지원금으로 이루어졌음).