• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.29 no.4 s.235
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• pp.526-533
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• 2005

Reliability problem in inkjet printhead, one of MEMS devices, is also very important. To eject an ink drop, the temperature of heater must be high so that ink contacting with surface reaches above $280^{o}C$ on the instant. Its heater is embedded in the thin multi-layer in which several materials are deposited. MEMS processes are the main sources of residual stresses development. Residual stress is one of the factors reducing the reliability of MEMS devices. We measured residual stresses of single layers that consist of multilayer. FE analysis is performed using design of experiment(DOE). Transient analysis for heat transfer is performed to get a temperature distribution. And then static analysis is performed with the temperature distribution obtained by heat transfer analysis and the measured residual stresses to get a stress distribution in the structure. Although the residual stress is bigger than thermal stress, thermal stress is more influential on fatigue life.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.23 no.7 s.184
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• pp.168-176
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• 2006

Nowadays, Three dimensional printing (3DP) technique that is one of solid freeform fabrication (SFF) technology has been notable issue, and has been applied by various fields. The SFF system can fabricate three dimensional objects of solid freeform with high speed and low cost using ink jet printing technology. In this research, a SFF system to analyze 3DP process technology is developed. We applied sliding mode control with sliding perturbation observer (SMCSPO) algorithm and minimized position error to the developed SFF system. We analyzed and optimized process variables such as jetted volume, layer thickness, powder bed and so on experimentally. Also. the dimensional error of a developed SFF system is evaluated. Finally, the feasibility of application to bio manufacturing is presented through successful fabrication of teeth and cranium model.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.11a
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• pp.187-188
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• 2012

magnetron-sputtering법을 사용하여 $Cr_{1-x}Al_xN$ 박막을 증착함에 있어 Al 함량의 변화를 주었다. 그 후 열처리를 통하여 thermal inkjet 방식 print head의 heater resistor 소재로서의 특성 향상을 도모하였다. Al의 함량이 증가할수록 결정구조는 NaCl에서 wurtzite HCP 구조로 변화하였으며 전기적 특성 또한 다르게 나타났다. 비열처리 시 Al 함량이 클수록 결정성은 떨어진다는 것을 확인하였고, 열처리 시 Al 함량이 적을 수 록 더 안정한 온도 저항 계수를 나타내는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.961-964
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• 2007

본 논문에서는 FEM (Finite Element Method)을 이용한 압전세라믹의 특성해석을 통하여 잉크젯 프린트헤드를 설계, 제작하였다. 압전세라믹의 물질특성과 잉크유체 특성을 고려한 굽힘 모드방식의 구동원리와 이론정립을 하였다. 압전방정식은 압전구조에 의한 공진주파수로 압전 파라미터를 구할 수 있고, 실험을 통하여 이러한 측정값을 얻을 수 있었다. 제작된 압전세라믹 프린트헤드의 잉크드롭 실험결과 통하여 이에 대한 특성을 알 수 있었다. 이때 잉크유체의 음파와 압전 공진주파수 범위 내에서 압전세라믹 응력(변형)의 이득을 발생할 수 있음을 제작한 128노즐의 압전세라믹 잉크젯 프린트헤드로부터 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.379-379
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• 2013

본 논문에서는 Normal ink jetting 공법으로 OTFT를 제작할 때 coffee stain effect에 의해서 반도체 소자의 특성이 저하되는 것을 극복하기 위해서 동일한 위치에 동일한 부피로 Droplet을 형성하는 Multiple ink jetting 공법을 통해 TIPS pentacene 결정의 Morphology와 전기적 특성이 어떻게 변화하는지 알아 보았다. Multiple ink jetting의 drop 횟수가 증가할수록 coffee stain effect에 의해서 형성된 가운데 영역의 Dendrite grain이 점점 작아지다가 7 Drops 이후로는 Big grain 만 남게 되었다. Active layer의 표면 Roughness는 drop 횟수가 증가할수록 낮아지다가 일정 count 이후로는 다시 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 전계 이동도(mobility)는 drop 횟수가 증가할수록 커지다가 일정 count 이후로는 saturation되는 것을 확인할 수 있었다. Multiple ink jetting에 의해서 만들어진 OTFT 소자의 전계 이동도(mobility)는 1 drop과 10 drops에서 각각 0.0059, 0.036 cm2/Vs 로 6배 정도 차이가 있었다. 이것은 첫 drop에 의해 만들어진 가운데 Dendrite grain 영역이 Multiple ink jetting을 반복하면서 점점 작아지게 되어 사라지고 두꺼운 Grain 영역만 남게 된 것으로 판단된다. Vth 와 On/Off ratio는 1 drop과 10 drops에서 각각 -3 V, -2 V 그리고 $3.3{\times}10^3$, $1.0{\times}10^4$를 보였다. OTFT의 substrate로 Flexible한 polyethersulfone (PES) 기판을 사용하였고, 절연체로 Spin coating된 Poly-4-vinylphenol (PVP)가 사용되었으며, Gate 및 Source/Drain 전극은 Au를 50 nm 두께로 증착하였다. Channel의 width와 length는 각각 100 um, 40 um 였고, Gate 전극 위에 Active layer를 형성한 Bottom gate 구조로 제작되었다. Ink jet으로 제작된 TIPS pentacene의 결정성은 x-ray diffraction (XRD)와 광학 현미경으로 분석하였고 Thickness profile은 알파스텝 측정기를 이용하였으며, OTFT의 전기적 특성은 Keithley-4,200을 사용하여 측정하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.31 no.1 s.256
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• pp.11-17
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• 2007

In this paper, we present a design, analysis, fabrication and performance test of the novel DoD metal-jet system for application to the high-density and high-temperature-melting materials. The theoretical analysis of the metal-jet nozzle system is derived by using electro-mechanical analogy. Based on the theoretical analysis results, we design the metal-jet print head system and fabricate the metal-jet system, which can eject the droplet of lead-free metal solder in high-temperature. In the experimental test, we set up the test apparatus for visualization of the droplet ejection and measure the ejected droplet volume and velocity. As a result, the diameter, volume and the velocity of the ejected droplet are about 65 $\mu$m $\sim$ 70 $\mu$m, 145p1 $\sim$ 180 pl and 4m/s, which shows quite good agreement with the theoretical analysis results of the 75 $\mu$m-diameter and 220 pl-volume of droplet. In comparison with the experimental result, the errors of diameter and volume are 7% $\sim$ 13% and 18 $\sim$ 34%, respectively.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11a
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• pp.1742-1746
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• 2008

An EHD (Electro-Hydro-Dynamic) jet for electrostatic inkjet head shows advantages to print micro-size patterns using various inks because it can generate sub-micron droplets and can use highly viscous inks. Thus, many researchers in industrial fields are concerned about the EHD jet in these days. Since the basic principle of the EHD jet is to form a droplet from an apex of meniscus at the end of the nozzle, the ejection mechanism can be changed by the shape of the meniscus. The stable ejection of the droplet is greatly affected by the shape of the meniscus which is also influenced by surface characteristics of the nozzle, electric potential and ink properties. Experiments have been performed using the nozzles with hydrophilic and hydrophobic coatings in this study. The hydrophobic nozzle forms the stable droplets in wider range of the electric potential than the hydrophilic nozzle does.