• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.223-223
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• 2016

산업 및 기술의 발전에 의해 많은 신소재들이 개발되고 있다. 그 중에서 금속 나노 분말의 경우, 자성소재, 차세대 MLCC, 전도성 페이스트, 살균 등 여러 산업분야에서 관심을 보이면서, 다양한 재료들이 개발되고 있는 추세이다. 그 중에서 금속 나노 분말은 입자 미세화에 따른 경도, 인성, 연성들의 기계적 특성 향상, 전자기적 기능의 향상 등 기존재료에 비해 우수한 물성, 새로운 기능의 발현이 입증되면서 차세대 소재로서 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 최근에는 단순한 나노입자의 제조단계를 뛰어넘어 입경 및 입도의 제어 형상제어를 통한 입자 균일성이 요구되고 있다 DC 열 플라즈마를 이용한 나노입자 합성 방법은 초고온의 온도의 달성이 가능하여, 모든 금속원소에 대한 나노화 및 고순도화가 용이할 뿐만 아니라, 제조공정이 단순한 친환경 공법으로 저비용으로 나노입자를 제조할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 이송식 DC 열 플라즈마를 이용한 Cu 나노분말 제조, 비이송식 DC 열 플라즈마를 이용한 Fe 나노분말 합성 연구를 통해 반응기의 압력과 플라즈마 파워, Gas 유량등의 공정 변수가 나노입자 생성 특성에 미치는 영향을 확인 하였다. 또한 DC 열플라즈마 나노입자 합성 시스템에 대한 장비와 기술도 소개한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.91-92
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• 2013

산업이 고도화, 다원화, 세계화되고 있는 현대사회는 다기능성, 고물성, 극한 내구성을 가지며 환경 친화적이면서 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 다기능 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 시점에서 다양한 물성을 동시에 발현이 가능한 코팅 소재는 향후 미래에 중요한 원천 소재로서 주목되고 있다. 특히, 환경에 의해 쉽게 물성 및 구조의 변화가 쉬운 종래의 코팅소재와는 달리, 다양한 외부환경에서도 미세 구조 및 물성을 안정적으로 유지할 수 있는 신개념의 코팅 소재의 개발이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해서는 코팅소재의 다 성분화가 필수적이다. 최근의 코팅 기술은 2가지 이상의 물성, 특히 서로 상반되는 물성을 동시에 구현할 수 있는 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 물성의 구현을 위하여 더 많은 성분으로 구성되며 더욱 복잡한 조직으로 구성된 코팅층에 대한 개발이 필요하다. 본 연구에서 목표로 하는 신 개념의 원천소재기술은 4성분계 이상의 원료 물질을 단일 타겟으로 제조하여, 단순한 코팅공정으로서 단일 코팅층 내에 다양한 성분상이 10 nm 미만 크기의 나노 결정립/나노 비정질로 구성된 나노 복합 구조로 형성되도록 하는 기술을 개발하고자 하는 것이다. 이는 복합기능 3 이상의 다기능성 부여는 물론, 그림 1에 명시되어 있는 극한 기능성(광대역 윤활성, 전자 이동 제어에 의한 온도 저항 계수 및 전기 저항 조절, 고온 열적 안정성, 내산화성, 고열전도율, 초저마찰/내구성/초고경도성 등)이 구현되도록 하는 소재 개발과 원하는 물성을 구현할 수 있는 나노 복합 코팅층의 형성 공정으로 구성된다. 다성분계 모물질의 개발이 중요한 이유는 다수의 성분 원소를 합금 상태로 형성시킴으로서, 단일 소스에 의해 다양한 원소를 동시에 스퍼터링 및 증착이 가능하도록 할 수 있다는 장점을 가지기 때문이다. 특히, 타겟의 미세구조를 나노구조화 하는것을 통해, 스퍼터링 yield의 차이가 큰 원소일지라도 균일하게 증착시킬 수 있는 방법을 제시하고자한다. 이러한 연구는 다수의 성분 타겟을 사용함으로서 장비의 복잡성, 코팅의 재현성, 대형화 등의 문제점을 본질적으로 갖고 있는 기존 PVD 공정의 문제점을 해결하기 위한 최적의 대안이라할 수 있다. 본 발표에서는 3가지 이상의 다기능성 구현을 위한 가장 중요한 원천기술이라 할 수 있는 다성분계 타겟 모물질 제조 기술과 제조된 모물질을 이용하여 제조된 저마찰 코팅층과 그 물성에 대해 소개하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.501-501
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• 2011

산업이 고도화, 다원화, 세계화되고 있는 현대사회는 다기능성, 고물성, 극한 내구성을 가지며 환경 친화적이면서 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 다기능 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 시점에서 다양한 물성을 동시에 발현이 가능한 코팅 소재는 향후 미래에 중요한 원천소재로서 주목되고 있다. 특히, 환경에 의해 쉽게 물성 및 구조의 변화가 쉬운 종래의 코팅소재와는 달리, 다양한 외부환경에서도 미세 구조 및 물성을 안정적으로 유지할 수 있는 신개념의 코팅 소재의 개발이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해서는 코팅소재의 다 성분화가 필수적이다. 최근의 코팅 기술은 2가지 이상의 물성, 특히 서로 상반되는 물성을 동시에 구현할 수 있는 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 물성의 구현을 위하여 더 많은 성분으로 구성되며 더욱 복잡한 조직으로 구성된 코팅층에 대한 개발이 필요하다. 본 연구에서 목표로 하는 신 개념의 원천소재기술은 4 성분계 이상의 원료 물질을 단일 타겟으로 제조하여, 단순한 코팅공정으로서 단일 코팅층 내에 다양한 성분상이 10 nm 미만 크기의 나노 결정립/나노 비정질로 구성된 나노 복합 구조로 형성되도록 하는 기술을 개발하고자 하는 것이다. 이는 복합기능 3 이상의 다기능성 부여는 물론, 그림 1에 명시되어 있는 극한 기능성(광대역 윤활성, 전자 이동 제어에 의한 온도 저항 계수 및 전기 저항 조절, 고온 열적 안정성, 내산화성, 고열전도율, 초저마찰/내구성/초고경도성 등)이 구현되도록 하는 소재 개발과 원하는 물성을 구현할 수 있는 나노 복합 코팅층의 형성 공정으로 구성된다. 다성분계 모물질의 개발이 중요한 이유는 다수의 성분 원소를 합금 상태로 형성시킴으로서, 단일 소스에 의해 다양한 원소를 동시에 스퍼터링 및 증착이 가능하도록 할 수 있다는 장점을 가지기 때문이다. 특히, 타겟의 미세구조를 나노구조화 하는것을 통해, 스퍼터링 yield의 차이가 큰 원소일지라도 균일하게 증착시킬 수 있는 방법을 제시하고자한다. 이러한 연구는 다수의 성분 타겟을 사용함으로서 장비의 복잡성, 코팅의 재현성, 대형화 등의 문제점을 본질적으로 갖고 있는 기존 PVD 공정의 문제점을 해결하기 위한 최적의 대안이라할 수 있다. 본 발표에서는 3가지 이상의 다기능성 구현을 위한 가장 중요한 원천기술이라 할 수 있는 다성분계 타겟 모물질 제조 기술에 대해 소개하고자 한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.35-42
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• 2024

최근 반도체 칩의 소형화 및 고집적화에 따라 미세 피치에 의한 범프 브리지 (bump bridge) 현상이 문제점으로 주목받고 있다. 이에 따라 범프 브리지 현상을 최소화할 수 있는 Cu pillar bump가 미세 피치에 대응하기 위해 반도체 패키지 산업에서 널리 적용되고 있다. 고온의 환경에 노출될 경우, 접합부 계면에 형성되는 금속간화합물(Intermetallic compound, IMC)의 두께가 증가함과 동시에 일부 IMC/Cu 및 IMC 계면 내부에 Kirkendall void가 형성되어 성장하게 된다. IMC의 과도한 성장과 Kirkendall void의 형성 및 성장은 접합부에 대한 기계적 신뢰성을 약화시키기 때문에 이를 제어하는 것이 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 CS(Cu+ Sn-1.8Ag Solder) 구조 Cu pillar bump의 등온 시효 처리에 따른 접합부 특성 평가가 수행되었으며 그 결과가 보고되었다.

• 한국측량학회지
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• 제36권2호
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• pp.75-84
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• 2018

본 연구의 목적은 MEMS 기반의 INS를 적용한 저가형 MMS를 개발하고, 개발된 MMS를 이용하여 x, y의 평면 거리오차가 0.546m인 정확도를 확보하여 도로시설물의 판독에 활용하고자 함에 있다. MMS 기술은 해외 유수의 측량장비제작 업체를 중심으로 지리정보 구축을 위한 새로운 측량기술로 활발하게 사용되고 있지만 국내에서는 아직 관련 연구가 초기단계에 있다. 또한, MMS 장비개발은 몇몇 연구원 및 업체에서 시도를 하였으나 안정화가 이루어지지 않은 시작품 단계에 불과하다. 이러한 MMS 기술은 빠른 시간 내에 지형 지물 데이터를 취득할 수 있어 정밀지도 제작과 도로시설물 데이터 취득에 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 MMS 제작에 사용하는 각종 센서(LiDAR, CCD camera, GPS/INS, DMI 등)를 동기화하여 MEMS 기반의 INS를 탑재한 저가형 MMS를 개발하고자 한다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.57-57
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• 2009

산업의 고도화에 따른 구조물의 사용 환경이 열악해지고 최근 에너지저감과 환경문제 개선을 위한 경화의 요구에 따라 뛰어난 내식성 및 우수한 고비강도 특성을 갖고 있는 타이타늄 및 타이타늄합금의 활용에 대한 연구가 많은 주목을 받고 있다. 이에 따라 타이타늄 신합금의 개발뿐만 아니라 기존에 개발되어 비교적 보편적으로 적용되고 있는 타이타늄 부품의 제조 및 성형기술에 대한 수요도 급증하고 있다. 특히, 기기 및 부품 제조를 위한 용접/접합기술도 매우 중요한 요소기술로 자리메김하고 있다. 타이타늄은 산소, 수소 등의 침입형 원소와의 친화력이 강한 활성이 큰 금속으로 용접시 고온에 노출되면 급격히 산화 및 취화 등의 문제를 발생한다. 따라서 타이타늄의 용접시에는 $426^{\circ}C$이상의 온도에서는 대기로부터 용접부가 차단되도록 하는 쉴딩기술이 매우 중요하다. 타이타늄의 용접은 일반적으로 아크용접, 전자빔 용접, 레이저 용접 및 확산접합 등이 적용되고 있으나 용접입열 조정이 용이하고 아크 안정성이 높고 용접부의 기계적 특성이 우수한 GTA 용접이 작업성을 고려하여 가장 많이 적용되고 있다. 본 연구에서는 미국용접학회(AWS)의 타이타늄 용접가이드를 분석 및 소개하였고, 1t 이하의 박판 CP Ti를 대상으로 GTAW 용접부 미세조직 및 기계적 특성을 분석하였다. 이때, 용접 비드폭 제어 및 펄스 용접기술을 통하여 박판 타이타늄의 최적 GTAW 공정변수 제어기술을 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.177-177
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• 2009

이동통신 시스템의 소형화 경량화 다기능화 추세에 따라 세라믹 모듈의 정밀도 및 집적도가 중요한 요소로 부각되고 있다. 이러한 모듈의 고집적화 추세에 대응하기 위하여 세라믹 소성시 수축율 제어가 필수적인 요소로 부각되고 있으며, 이에 따라 X, Y축의 소성 수축율을 0에 근접하게 제어하는 무수축 소성 기술이 요구되고 있다. 선행연구를 통하여 $Al_2O_3$/Glass/$Al_2O_3$ 구조의 glass infiltration법에 의한 무수축 소성 기술 구현 가능성을 확인하였으나, 아직 해결해야 할 문제점들이 있다. glass가 $Al_2O_3$층으로 infiltration되는 과정에서 glass층이 de-lamination 되는 결함이 발견되었으며 이는 유전체 기판의 Q값을 낮추고 기판의 신뢰성에 악영향을 줄 수 있어 이에 대한 개선이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 $Al_2O_3$/Glass/$Al_2O_3$ 구조의 glass infiltration법에 의한 선행 실험에서 관찰된 기판 내부의 de-lamination 현상에 대한 원인을 규명하고 해결책을 제시하고자 하였다. glass 유동과 바인더 burn-out이 동시에 진행됨에 따라 기공이 생성되며 glass가 점성유동함에 따라 이 기공이 glass층으로 모이게 되어 de-lamination 현상이 발생하는 것으로 사료된다. 이를 해결하기 위하여 de-lamination층에 $Al_2O_3$의 tamping을 시도하여 glass층의 기공이 빠져 나갈 수 있는 channel 을 형성하고, 남아있는 기공을 $Al_2O_3$로 채우는 효과를 얻을 수 있었다. 이에 따라 기판의 밀도와 Quality factor 값이 향상되었으며 미세구조가 치밀한 무수축 기판을 제작할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.39-39
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• 2008

이동통신 시스템의 소형화, 다기능화 추세에 따라 이동통신 부품들의 모듈화, 고집적화 추세로 급진전되고 있어, 고집적 세라믹 기판 모듈 제작을 위한 핵심공정 기술인 그린시트의 층간 정밀도 및 소성후 수축율 제어의 중요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 일축가압 이용한 PAS(Pressure Assisted Sintering) 법과 Al2O3를 희생층으로 이용한 Constrained Sintering법을 혼합하여 저온 동시소성 세라믹 기판의 x-y 축 수축율을 zero로 제어하고자하였다. $Al_2O_3$/LTCC/$Al_2O_3$인 샌드위치 구조로 세라믹 시트를 적층하여 Load 값과, LTCC 두께에 따른 x-y축, z축 소성 수축율 및 Edge Curvature의 Radius와 warpage 현상을 관찰하고, 이때 미세구조 및 밀도를 측정하였다. 그 결과 symmetic한 구조일 때 소성온도 $900^{\circ}C$에서 $Al_2O_3$ 두께가 $30{\mu}m$ 이상일 때 LTCC의 글라스가 $Al_2O_3$에 Infiltration 되는 두께는 $30{\mu}m$를 나타내었다. 또한 $Al_2O_3$ 두께 $500{\mu}m$, LTCC 두께 $2,000{\mu}m$, Load값이 800g/$cm^2$ 일 때 x-y 축 수축율<1%, z축 수축율 40%, 소결밀도는 2.99g/$cm^3$로 우수한 무수축 기판 특성을 나타내었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.551-558
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• 2021

IoT와 센서를 기반으로 원격으로 제어할 수 있는 액추에이터 모듈의 지능형 환기 기능을 구현하기 위해, 실내 가스/CO2/습도 온도 및 실내/외 미세먼지 관련 실외 환경을 감지하는 사전 설정된 개수의 데이터를 기반으로 환기 포트를 개폐하기 위한 알고리즘 설계 및 구동 회로를 구성하여 환기창시스템을 구현하였다. 실내공기 순환모듈의 전송데이터관련 센서와 조건이 많아 데이터 저장·관리·분석에 어려움을 겪고 있다. 빅데이터 기술은 실내 공기 순환 시스템에 채택되어야 한다. 원격 모니터링과 원격 무선 제어 화면은 환기구시스템의 상태를 추출하여 관리함으로써 분리 및 작동 조건을 자동화할 수 있도록 구축되었다. 엑츄에이터 및 센서로 구성된 환기창시스템의 제어 및 센싱용 대량의 데이터전송 안정성을 확보하기 위해 MQTT를 적용하고 시스템 오류를 대비하여 운용의 빅데이터 안정적인 전송 보장을 위해 RocketMQ를 활용하여 시스템을 구성하였다.

• 공업화학
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• 제16권2호
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• pp.169-179
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• 2005

다공성 소재는 바이오 및 전기전자소재 등 다양한 분야에 폭넓게 응용될 수 있다. 이러한 가공소재의 제조 및 공정은 주로 유기용매의 사용에 의해 이루어지고 있으나 유기용매는 대기 방출과 같은 많은 환경성 문제를 야기시키고 있다. 이에 반하여 초임계 유체는 기능성 기공 소재의 제조를 위한 대안 용매로서 수많은 물리적, 화학적 그리고 유독성 측면에서 유용한 장점을 보여주고 있다. 본 총설에서는 초임계 유체를 이용하여 나노/마크로 크기의 미세 기공구조 설계 및 형상 제어를 위한 공정 기술과 초임계 유체 내에서의 화학적 합성 반응을 통한 다공성 소재의 제조 기술을 소개하고자 한다.