휴대이동전화의 고성능화, 소형화에 따라서 전자부품들은 고집적화가 요구되고 있다. 이에 따라서 많은 수의 수동부품을 회로 기판 내에 내장화하기 위한 LTCC(Low Temperature Cofired Ceramic: 저온동시소성)기술이 적용된 부품의 출현이 계속되고 있다. 본 연구에서는 이러한 저온동시소성 기술을 활용하여 제품을 개발하기 위해서 고주파수 대역의 소자의 특성을 측정 하였다. 측정된 소자의 특성을 적용하기 위해서 소자 쿠폰을 제작하으며 고주파 회로 분석과 시뮬레이션 결과를 통해서 수동소자가 내장된 PAM( 전력증폭기), FBAR용 모듈 기판을 제작하였다.
전류에 의한 자속변화를 검출하는 로고스키코일은 자성체를 코어로 이용하는 종전의 변류기 (Current Transformer) 와는 달리 공심이거나 비자성재료를 사용하기 때문에 자기적으로 포화되지 않으므로 일반적으로 디지털 적산 전력량계의 전류센서로 활용되고 있다. 본 연구는 저온소성 다층 세라믹 기판상에 로고스키코일을 적용한 전자식 전력량계의 정밀 전류측정용 센서 개발에 관한 것이며. 3차원 전자기장 해석 프로그램인 MWS를 하여 기판의 소재와 코일의 패턴의 크기 등을 달리하여 그 특성을 알아보고 실제 구현된 센서의 측정된 값과 비교해 보았다.
두가지 부분수산법, 즉 부분수산법(1)과 수정된 부분수산법에 의해 합성한 미분말을 사용하여 PZT 세라믹스를 저온소성하고 그 전기적 제특성을 조사하였다. 두가지 부분수산법에 의해 합성한 분말의 소결거동을 조사해본 결과 고상반응법보다 훨씬 낮은 소결온도인 950.deg.C에서도 단일상의 페로브스카이트상이 얻어지고 치밀화가 이루어졌을 뿐만 아니라 비유전율, 전기기계 결합계수, 압전정수 등 유전 및 압전특성이 고상반응법에 비해 손색이 없었다. 특히 두가지의 부분수산법에 의해 얻어진 PZT 세라믹스는 물리적 전기적 제특성이 서로 비슷하게 나타났으며 이 결과로부터 부분수산법(1)에서 수반되는 ZTO 분말을 따로 합성하는 공정이 불필요한 수정된 부분수산법이 편리함을 알았다.
최근 통신용 전자부품의 소형화, 저가격화, 고기능화의 요구가 점점 더 증대되고 있으며 이를 위해서 기판의 배선밀도를 높이는 것과 개별 부품 또는 모듈의 크기와 무게를 줄이는 것이 절실히 필요하다. 본 연구에서는 저융점의 phosphate계 유리 프릿의 첨가를 통해 LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) 에 적용 가능한 조성을 개발하고자 하였다. 마이크로파 용 유전재료로서 널리 사용되고있는 BNT (BaO-Nd$_2$O$_3$-TiO$_3$) 계 세라믹스에 저융점 유리 프릿의 양을 10-30wt% 범위로 변화시키면서 900-110$0^{\circ}C$ 범위에서 소결하여 이에 따른 수축률 변화와 상대밀도의 변화를 조사하였다 유리 프릿으로 P$_2$O$_{5}$-ZnO-BaO-Nd$_2$O$_3$ 계, P$_2$O$_{5}$-SnO-ZnO 계 2가지 조성의 유리를 사용하였다 그 결과로 소결체의 상대밀도는 소성온도가 900-110$0^{\circ}C$ 로 증가함에 따라 85-96% 로 증가하였고, 그 수축률은 소결온도 100$0^{\circ}C$ 에서 급격히 증가하였다. 이러한 결과는 저온 동시소성 세라믹 조성의 사용을 위해 좋은 결과가 예상된다.
저온 동시소성용 glass-ceramics의 소결 경향성 연구를 위해 lead-borosilicate계 glass를 frit화하여 알루미나분말과 $TiO_2$분말을 $10{\sim}50\;vol%$로 각각 혼합한 후 여러 온도에서 소결하여 소결과 유전 특성을 조사하였다. 그 결과 glass의 연화온도(Ts)가 낮을수록 최대 치밀화 온도가 낮았으며, 반면에 소결밀도는 Ts가 높을수록 높았는데, 이는 glass-ceramicss에서의 결정화도와 관계하였다. 본 연구를 통해 glass-ceramic에서의 소결특성은 glass와 ceramic의 반응성에 의한 2상 석출 정도에 큰 영향을 받음을 알 수 있었으며, ceramic filler로서 알루미나와 $TiO_2$를 이용하여 $900^{\circ}C$에서 소성이 가능하였다. 알루미나의 경우 유전특성$({\epsilon}r=8.5,\;Q{\times}fo=6000)$이 기판용 저유전율 재료로 사용이 가능하였고, $TiO_2$의 경우도 유전특성($({\epsilon}r=17,\;Q{\times}fo=4000)$)이 필터용 고유전율 재료로 사용 가능하도록 높게 나타났다.
본 논문에서는 산업부산물인 불소 함유 반도체 슬러지를 재활용하기 위하여 광화제로써 시멘트 클링커 소성온도 저감 효과를 증명하기 위하여 시멘트 클링커 및 시멘트 품질에 미치는 영향을 연구하였다. 또한, 기존 광화제로 사용되는 천연 형석을 사용하였을 때의 온도별 클링커 및 시멘트 특성을 비교하기 위한 검증 연구도 진행됐다. 연구 결과, 반도체 슬러지는 광화제로써 충분한 효과를 보여지고 있으며, 기존 광화제인 천연형석을 대체할 수 있는 것으로 나타났다.
저온동시 소성용(low temperature co-fired ceramics, LTCC) 마이크로파 유전체을 만들기 위해 $Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3$ 마이크로파 유전체 세라믹스에 zinc-borosililcate glass를 첨가하여 소결 특성과 마이크로파 유전 특성을 조사하였다. $Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3$과 $0.7Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-0.3CaTiO_3$에 zinc-borosilicate를 $5{\sim}30wt%$ 첨가하여 소결한 결과 $875{\sim}925^{\circ}C$에서 동시 소성이 가능한 것으로 확인되었으며 zinc-borosilicate glass의 함량이 증가할수록 저온에서 소성이 가능하였지만 과량의 액상과 2차상이 형성되면서 유전율과 품질계수가 저하되는 경향을 나타내었다. $Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3$에 5wt%의 zinc-borosilicate를 첨가하여 $900^{\circ}C$에서 소성한 결과 가장 우수한 유전 특성$(\epsilon_r=17.45,\;Q{\times}f_0=5487)$을 나타내었고, 유전율을 높이기 위해 $CaTiO_3$를 0.3mol% 첨가한 $0.7Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-0.3CaTiO_3$에 10wt%의 zinc-borosilicate를 첨가하여 $925^{\circ}C$에서 소성한 결과 가장 우수한 유전특성$(\epsilon_r=44.92,\;Q{\times}f_0=5567)$을 나타내었다.
Cu-Mn과 Cu-Zn 촉매를 침전제로 다르게 하거나, 금속의 몰비율, 소성온도를 다르게 하여 공침법으로 제조하였고 CO산화반응을 수행하여 혼합산화물 촉매에서 Cu, Mn 과 Zn의 영향 및 소성온도가 미치는 영향을 조사하였다. 촉매의 물리 화학적 특성을 알아보기 위하여 XRD, $N_2$ 흡착 및 SEM의 분석을 수행하였다. $Na_2CO_3$로 침전시켜 $270^{\circ}C$로 소성하여 제조한 2Cu-1Mn 산화물 촉매가 저온에서 CO 산화반응 활성이 가장 좋았으며 2Cu-1Mn 산화물 촉매는 $43m^2/g$으로 가장 높은 비표면적과 촉매 활성을 나타내었다. XRD로 촉매의 결정구조를 분석하였을 때 $Cu_{0.5}Mn_{2.5}O_4$의 결정구조를 갖는 촉매는 낮은 활성을 보였다. $270^{\circ}C$에서 소성한 촉매가 좋은 활성을 나타냈으며 Pt 촉매와 비교하여도 저온에서 CO산화반응이 더욱 우수함을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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