• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.12a
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• pp.275-278
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• 2009

프레스 금형의 가공 및 제작 공정의 자동화란 불필요한 반복 작업을 피하여 시간을 절약하고 표준 품질의 가공물을 얻고자 하는 것이다. 자동화의 범위는 3차원 금형설계, 머시닝 센터, 와이어 컷 방전 가공, 도면작업까지를 포함하는 것이다. 자동화 공정이 구축이 완료되면 동일한 품질의 가공품을 얻을 수 있고 가공정보는 3D 카탈로그 및 다이 셋을 기준으로 작업을 한다. 1개의 부품을 금형설계자동화 모듈을 이용하여 3차원으로 금형설계를 완료하고 난후에 동일한 환경에서 프레스 금형의 가공 및 제작을 할 때 이의 공정자동화에 관하여 연구한 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.406-406
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• 2012

반도체 공정의 대부분은 plasma를 사용한 공정이 주를 이루고 있다. 이러한 공정에서 최근 선폭의 초 미세화가 진행되면서 pulse modulation plasma에 대한 관심을 가지게 되고 있다. Pulse modulation plasma는 RF 인가 시 일정 간격으로 on, off 시켜주게 된다. 이 때, chamber 내부에서 발생하는 plasma역시 on, off 되게 되는데 이러한 현상을 이용하면 plasma 내의 전자온도가 떨어져서 식각 공정 시 선택비의 개선을 기대할 수 있다. 실제 장비회사에서는 pulse를 이용하기 위한 장비개선 연구가 한창이다. 본 연구에서는 유도결합플라즈마 chamber에서 source와 bias에 RF pulse modulation plasma를 발생시켜 기존 CW (Continuous wave) 방전시킨 plasma의 밀도와 전자온도를 측정하여 차이를 비교, 분석 해보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.165-165
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• 2017

지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.4
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• pp.322-329
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• 1997

ECR 마이크로 플라즈마 CVD법에 의하여 단결정 Si기판위에서 대면적에 걸쳐 방향성을 가진 다이아몬드박막을 성공적으로 성장시키고, 막 증착공정을 바이어스처리 단계와 성막단계의 2단계로 나누어 실시할 때 바이어스처리 단계에서 여러 공정 매개변수들이 다리아몬드 핵생성밀도에 미치는 효과에 관하여 조사하였다. 기판온도$600^{\circ}C$, 압력 10Pa, 마이크로파 전력 3kW, 기판바이어스 +30V의 조건으로 바아어스 처리할 때, 핵생성에 대한 잠복기간은 5-6분이며, 핵생성이 완료되기 까지의 시간은 약 10분이다. 10분 이후에는 다이아몬드 결정이 아닌 비정질 탄소막이 일단 형성된다. 그러나 성장단계에서 이러한 비정질 탄소막은 에칭되어 제거되고 남아있는 다이다몬드 핵들이 다시 성장하게 된다. 또한 기판온도의 증가는 다이아몬드 막의 결정성을 높이고 핵생성 밀도를 증가시키는 데에 별로 효과가 없다. ECR플라즈마 CVD법에서 바이어스처리 테크닉을 사용하면, 더욱 효과적임을 확인하였다. 총유량 100 sccm의 CH$_{3}$OH(15%)/He(85%)계를 사용하여 가스압력 10Pa, 바이어스전압 +30V마이크로파 전력 3kW, 온도 $600^{\circ}C$의 조건하에서 40분간 바이어스처리한 다음 다이아몬드막을 성장시켰을 때 일시적으로나마 제한된 지역에서 완벽한 다이아몬드의 에피성장이 이루어졌음을 SEM으로 확인하였다. 이것은 Si기판상에서의 다이아몬드의 에피성장이 가능함을 시사하는 것이다. 그밖에 라만분광분석과 catodoluminescence 분석에 의한 다이아몬드의 결정질 조사결과와 산소방전 및 수소방전에 의한 챔버벽의 탄소오염효과 등에 관하여 토의하였다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.21 no.5
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• pp.106-111
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• 2007

After the semiconductor processing, wafer is attracted by ESC(Electrostatic Chuck) with remaining electric charge. That causes too many problems for examples, sliding of wafer, popping or broken. This paper presents the model of ESC for silicon wafer, which is modeled by electrical circuit component such as capacitor. The simulations using PSpice result in the phenomenon of silicon wafer was charged by ESC. In this paper we suggest the discharging method. for wafer.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.28 no.10
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• pp.1217-1223
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• 2011

In this paper, the dielectric barrier discharge plasma generator has been studied for producing of the high concentration ozone gas. Proposed plasma generator has the structure of extremely narrow discharge air gap(0.15mm) in order to realize the high electric field discharge. We investigate the performance of the dielectric barrier discharge plasma generator experimentally and the results show that the generator has very high ozone concentration characteristics of 13.7[wt%/$O_2$] at the oxygen flow rate of 1[${\ell}$/min] of each discharge cell. So, we confirmed that the proposed plasma generator is suitable for the high concentration ozone production facility of the eco-friendly ozone functional water cleaning system in the electronic components cleaning process.

• Journal of Industrial Technology
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• v.30 no.A
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• pp.127-132
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• 2010

We analyzed the effects of several process variables on the $SO_2$ removal and particle growth by the dielectric barrier discharge - photocatalysts hybrid process. In this process, $SO_2$ was converted into the ammonium sulfate ($(NH_4)_2SO_4$) particles. The size and crystallinity of ammonium sulfate particles were examined by using TEM and XRD analysis. The dielectric barrier discharge reactor consisted of two zones: the first is for plasma generation and the second is for ammonium sulfate particles formation and growth. The first zone of reactor was filled with glass beads as a dielectric material. To enhance $SO_2$ removal process, the $TiO_2$ photocatalysts were coated on glass beads by dip-coating method. As the voltage applied to the plasma reactor or the pulse frequency of applied voltage increases, the $SO_2$ removal efficiency increases. Also as the initial concentration of $SO_2$ decreases or as the residence time increases, the $SO_2$ removal efficiency increases. $(NH_4)_2SO_4$ particles continue to grow by particle coagulation and surface reaction, moving inside the reactor. Larger particles in site are produced according to the increase of residence time or $SO_2$ concentrations.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2006.05a
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• pp.499-500
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• 2006

The electrode wear in micro-EDM significantly deteriorates the machining accuracy. In this regard, electrode wear needs to be compensated in-process to improve the product quality. Therefore, there are substantial amount of research about electrode wear. In this study a control method for micro-EDM using discharge pulse counting is proposed. The method is based on the assumption that the removed workpiece volume is proportional to the number of discharge pulses, which is verified from experimental results analyzing geometrically machined volume according to various number of discharges. Especially, the method has an advantage that electrode wear does not need to be concerned. The proposed method is implemented to an actual micro-EDM system using high speed data acquisition board, simple counting algorithm with 3 axis motion system. As a result, it is demonstrated that the volume of hole machined by EDM drilling can be accurately estimated using the number of discharge pulses. In EDM milling process a micro groove without depth variation caused by electrode wear could be machined using the developed control method. Consequently, it is shown that machining accuracy in drilling and milling processes can be improved by using process control based on the number of discharge pulses.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.23 no.12
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• pp.184-190
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• 2009

Tri-acetyl-cellulose(TAC) film surface was modified by atmospheric-pressure plasma technique to obtain the hydrophilic functional groups and improve the contact angle. TAC film was modified with N2 plasma ionized in dielectric barrier discharge(DBD) reactor under atmospheric pressure. We measured the change of the contact angle and the surface energy with respect to the plasma treatment conditions such as plasma treatment power, discharge gap and Ｎ2 gas flow rate. As the plasma treatment speed of 100[mm/sec], the plasma treatment power of 1.5[kW], discharge gap 2[mm] and the $N_2$ gas flow rate 140[LPM], the best contact angle and the highest surface energy were obtained. The degree of hydrophilization depended strongly on the plasma-treating time and discharge power.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.12
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• pp.1216-1221
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• 1999

GaN films were deposited on sapphire [$Al_2O_3(0001)$] substrates at relatively low temperature by MOCVD using N-atom source based on a Dielectric Barrier Discharged method. Ammonia gas($NH_3$is commonly used as an N-source to grow GaN films in conventional MOCVD process, and heating to high temperature is required to provide sufficient dissociation of $NH_3$. We used a dielectric barrier discharge method instead of $NH_3$ to grow GaN film relatively low temperature. DBD is a type of discharge, which have at least one dielectric material as a barrier between electrode. DBD is a type of controlled microarc that can be operated at relatively high gas pressure. Crystallinity and surface morphology depend on growth temperature and buffer layer growth. With the DBD-MOCVD method, wurtzite GaN which is dominated by the (0001) reflection was successfully grown on sapphire substrate even at $700^{\circ}C$.