• 한국항행학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.172-178
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• 2019

본 논문에서는 LTCC 다층기판으로 구현할 수동 소자를 수축공정과 무수축공정으로 구분하여 설계, 제작하고 분석하였다. 유전율 7 또는40의 두 종류 세라믹 소재를 사용하여 기본 형태의 수동소자를 다양하게 두 가지 공정으로 제작하여 특성을 비교하였다. 유전율40 기판을 사용할 때 수축공정은 X, Y 방향에서 17%, Z 방향에서 36%의 수축율을 보이는 것과 비교하여, 무수축공정은 X,Y 방향에서 변화하지 않고 Z 방향으로만 43% 수축하여 평면상에서 높은 치수 정밀도와 표면 평탄도를 얻을 수 있다. 측정 값으로 부터 매개 변수를 이용한 경험적 해석 식을 이용하여 제작한 LTCC 소자의 인덕턴스 및 커패시턴스를 추정하였으며 설계 라이브러리 형태로 구현하였다. 유전율과 제작 공정에 따라 인덕터의 권선수와 단위 면적에 따른 커패시턴스를 측정하여 권선수 및 단위면적에 따른 소자값을 예측할 수 있는 다항식을 제시하였다.

• 대한치과기공학회지
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• 제41권2호
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• pp.71-80
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• 2019

Purpose: In this study, to evaluate the effect of oxide changes on the shear bond strength according to the composition of Ni-Cr alloys for porcelain fused matal crown, T-4 alloys, Zeroy alloys and Zeroy-X alloys were selected. Methods: 20 specimens were fabricated using selected Ni-Cr alloys and porcelain powders. A Ni-Cr alloy having a diameter of 5 mm and a height of 25 mm was produced and the metal surface was polished. Porcelain powder was fired on the polished metal surface to a diameter of 5 mm and a height of 3 mm. The experiment group consisted of three groups, T-4(TNA), Zeroy(ZNA) and Zeroy-X(ZXA). The fabricated specimens were mounted on a jig of a universal testing machine(UTM) and fracture strength was measured by applying a shear force at a UTM crosshead speed of 0.5 mm/min. The fracture strength was calculated as the bond strength between the porcelain and the alloy. The surface of the fractured alloy was analyzed by X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM), and the components of the oxide were measured by energy dispersive X-ray spectroscopy(EDX) line profile method. Results: In SEM, XRD and EDX analysis, yttrium tended to increase the mechanical and chemical bonding forces. The shear bond strength of ZXA group containing yttrium showed the highest value at 27.53 MPa. Conclusion: Based on the results of this study, it is considered that the yttrium-added Ni-Cr alloy is clinically acceptable in porcelain shear bond strength.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.79-85
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• 2023

(1-4x)Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇-3xBi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇-2xLiZnNbO₄(x=0.03-0.21) 조성의 새로운 저온 동시 소성 세라믹(LTCC) 유전체는 Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇-xLi₂CO₃(x=0.03-0.21) 혼합물을 850℃~920℃에서 4 시간 반응성 액상소결(reactive liquid phase sintering)을 하여 제조하였다. 소결이 진행되는 동안 Li₂CO₃는 Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇과 반응하여 Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇과 LiZnNbO₄를 생성하였고 얻어진 소결체의 상대 소결밀도는 이론 밀도의 96% 이상이었다. 초기 Li₂CO₃ 함량(x)을 조절하여 최종 소결체내에 존재하는 Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇, Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇ 및 LiZnNbO₄ 상의 상대적인 함량을 제어함으로써 높은 유전율(ε_r), 낮은 유전손실(tan δ) 및 NP0 특성(TCε ≤ ±30 ppm/℃)의 유전율 온도계수(TCε)를 갖는 유전체를 개발할 수 있었다. Li₂CO₃의 첨가가 x=0.03 mol에서 x=0.15 mol로 증가함에 따라 얻어진 복합체 내의 Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇와 LiZnNbO₄의 부피 분율은 증가하였고, Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇의 부피 분율은 감소하였다. 그 결과 복합체의 유전율(ε_r)은 148.38에서 126.99로 유전손실(tan δ)은 5.29×10^-4에서 3.31×10^-4로 그리고 유전율 온도계수(TCε)는 -340.35 ppm/℃에서 299.67 ppm/℃로 변화되었다. NP0 특성을 갖는 유전체는 Li₂CO₃의 함량이 x=0.09일 때 얻을 수 있었고, 이 때의 유전율(ε_r)은 143.06, 유전손실(tan δ)값은 4.31×10^-4, 그리고 유전율 온도계수(TCε)값은 -9.98 ppm/℃ 이었다. Ag전극과의 화학적 호환성 실험은 개발된 복합 재료는 Ag 전극과 동시 소성 과정에서 전극과 반응이 없음을 보여주었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권1호
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• pp.28-37
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• 2018

저온에서 소성이 가능한 NTC 서미스터의 제조를 위해 $Mn_{1.85}Ni_{0.25}Co_{0.9}O_4$ 기본 조성의 NTC 서미스터의 전기적 특성에 미치는 무연계 프릿트(frit)와 $RuO_2$ 첨가의 영향에 대하여 연구하였다. 기본 NTC 조성에 프릿트를 10 wt% 첨가하여 $1000^{\circ}C$에서 소결한 시편의 소결특성이 프릿트를 첨가하지 않고 $1200^{\circ}C$에서 소결한 시편과 유사하였다. 그러나 프릿트의 첨가량이 증가할수록 전기저항과 B 정수는 높게 나타났다. 저항을 낮추기 위해 프릿트를 10 wt% 첨가한 조성에 $RuO_2$를 0, 2, 5 wt% 첨가하여 $1000{\sim}1200^{\circ}C$에서 소결하여 NTC 서미스터를 제조 한 후 소결 및 전기적 특성을 측정하였다. $RuO_2$ 첨가량이 많을수록 전기저항과 B 정수는 감소하는 경향을 나타내었으나, $RuO_2$를 5 wt% 첨가하여 $1000^{\circ}C$의 소결온도에서 소결한 소결체가 저항이 가장 낮았고 이후 소결온도 증가에 따라 저항은 오히려 증가하는 경향을 나타내었다. 기본 NTC 조성에 10 wt%의 프릿트와 5 wt%의 $RuO_2$를 첨가하여 $1000^{\circ}C$에서 소결한 NTC 서미스터가 프릿트를 첨가하지 않은 기본 조성의 NTC를 $1200^{\circ}C$에서 소결한 경우와 소결특성과 전기적 특성이 유사하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.53-59
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• 2015

본 연구에서는 발전소의 혼합연료로서 바이오매스인 호두껍질(Walnut Shell)에 대한 연소특성을 조사하기 위하여 열중량 분석기(TGA)와 분류층 반응기(DTR)를 이용하여 실험을 수행하였다. 바이오매스 WS는 기존 석탄과 비교하여 낮은 온도 영역에서 활발한 연소반응을 보였고, 활성화 에너지 또한 낮은 값을 가짐으로써 연소반응속도가 더욱 증가함을 확인할 수 있었다. 바이오매스 WS와 역청탄의 혼소에 있어서 고정층 분석에서는 혼소 영향이 선형적으로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 그렇지만 분류층 반응기에서는 바이오매스 혼소율을 5%증가 시에는 UBC가 감소하다가 이후에 다시 UBC가 증가하는 Non-additive 현상을 확인할 수 있었다. 이는 바이오매스의 급격한 연소로 주위에 산소 부족현상이 생겨 석탄의 연소가 지연되는 것을 보여준다. 이 현상을 해결하기 위하여 산소를 증가시켜주었을 때 더 높은 혼소율을 성취할 수 있음을 보여주었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.844-853
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• 2008

본 논문에서는 전력 검출 기능을 포함하는 이동 통신 단말기용 프런트 앤드 모듈(FEM) 설계에 관하여 기술한다. 설계된 FEM은 전력 증폭기 MMIC 칩, SAW 송신 여파기 및 듀플렉서, 다이오드 전력 검출 회로, 스트립선로 구조의 정합 회로로 구성되며, 소형화를 위하여 LTCC 기술로 제작된다. 설계 주파수 대역은 CDMA 단말기 상향 송신 대역인 $824{\sim}849$ MHz이며, 최종 설계된 FEM의 크기는 전력 검출 회로까지 포함했음에도 불구하고 $7.0{\times}5.5{\times}1.5\;mm^3$로 초소형이다. 각각의 개별 구성 요소가 모두 개발되어 측정이 완료되었으며, 이를 토대로 FEM 설계가 완성된다. 측정된 성능을 보면, 송신 대역에서의 출력 전력과 이득이 각각 27 dBm과 27 dB 이상이며, ACPR 특성은 885 kHz와 1.98 MHz의 offset에서 각각 -46.59 dBc, -57 dBc 이하의 우수한 값을 갖는다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제34권5호
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• pp.342-347
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• 2021

Phase evolution, sintering behavior, microstructure, and microwave dielectric properties of (1-x) mol Ba₃V₄O₁₃ - (x) mol BaV₂O₆ system were investigated. The sintered specimens of all compositions consisted of Ba₃V₄O₁₃ and BaV₂O₆, and no secondary phase was observed. As x increased, the linear shrinkage decreased to the composition of x=0.5, and then increased again, implying that Ba₃V₄O₁₃ and BaV₂O₆ phases interfered mutually with each other during sintering. All compositions showed a dense microstructure with a large grain growth. Cracks were observed in some compositions because of the relatively high sintering temperature of 620~640℃. As x increased, the dielectric constant increased, while the quality factor was maintained from about 50,000 GHz to about 70,000 GHz up to the composition of x=0.9, and then decreased to 20,987~27,180 GHz at the composition of x=1.0. As x increased, the temperature coefficient of the resonance frequency showed a (+) value from a (-) value. The dielectric constant, the quality factor, and the temperature coefficient of resonant frequency of x=0.7 composition sintered at 640℃ for 4 hours were 10.61, 71,126 GHz, and -4.9 ppm/℃, respectively. This composition showed a good chemical compatibility with Al powder, indicating that the Ba₃V₄O₁₃-BaV₂O₆ ceramics are a candidate material for ULTCC (Ultra-Low Temperature Co-fired Ceramics) applications.

• 청정기술
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• 제29권3호
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• pp.193-199
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• 2023

국내외 석탄화력발전소에서 REC(Renewable energy certificate) 확보를 위해 혼소되고 있는 바이오매스는 기존의 목질계 바이오매스인 우드 펠릿에서부터 최근 들어 초본계 바이오매스로의 확대가 진행되고 있다. 초본계 바이오매스의 경우 목질계 바이오매스에 비해 K, Na 등의 알칼리계 금속 함량이 더 높아 회융점이 더 낮고, 이 때문에 보일러 튜브에의 회 점착을 늘려 보일러의 효율을 떨어뜨리는 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 초본계 바이오매스 연소시 회 융점을 높여 회 점착을 감소시키기 위해 많이 사용되고 있는 첨가제인 카올린(kaolin)이 석탄-바이오매스 혼소시 미치는 영향을 열화학 평형 계산을 통해 분석하고자 하였다. 이전 연구에서 수행된 80 kW_th 급 미분탄 - 바이오매스 혼소 실험에서 카올린을 사용하는 경우 오히려 회 점착량이 늘어나는 원인을 해석을 통해 분석하였으며, 해석을 수행한 결과 석탄에 많이 포함되어 있는 Al₂O₃ 때문에, Al-Si 계열 첨가제인 카올린 투입시 aluminosilicate 화합물의 생성이 촉진되어 용융점이 낮은 mullite가 많이 형성, 카올린을 더 사용할수록 슬래그 생성이 증가하는 것을 확인하였다. 추가적으로 바이오매스 혼소율을 0~100%까지 10% 간격으로 증가시켜가면서 해석을 수행하였으며, 그 결과 비선형적인 액상 슬래그 생성 특성을 확인하였다. 결과적으로는 바이오매스 혼소율 50~60% 조건일 때 가장 적은 량의 액상 슬래그가 생성됨을 파악하였다. phase diagram을 분석한 결과, 고용융점 화합물(leucite, feldspar)이 해당 조건에서 가장 많이 생성되는 것을 확인하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제45권2호
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• pp.169-181
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• 2007

Statement of problem: Titanium is well known as a proper metal for the dental restorations, because it has an excellent biocompatibility, resistance to corrosion, and mechanical property. However, adhesion between titanium and dental porcelains is related to the diffusion of oxygen to the reaction layers formed on cast-titanium surfaces during porcelain firing and those oxidized layers make the adhesion difficult to be formed. Many studies using mechanical, chemical and physical methods to enhance the titanium-ceramic adhesion have been actively performed. Purpose: This study meant to comparatively analyse the adhesion characteristics depending on different titanium surface coatings after coating the casts and wrought titanium surfaces with Au and TiN. Material and method: In this study, the titanium specimens (CP-Ti, Grade 2, Kobe still Co. Japan) were categorized into cast and wrought titanium. The wrought titanium was cast by using the MgO-based investment(Selevest CB, Selec). The cast and wrought titanium were treated with Au coating($ParaOne^{(R)}$., Gold Ion Sputter, Model PS-1200) and TiN coating(ATEC system, Korea) and the ultra low fusing dental porcelain was fused and fired onto the samples. Biaxial flection test was done on the fired samples and the porcelain was separated. The adhesion characteristics of porcelain and titanium after firing and the specimen surfaces before and after the porcelain fracture test were observed with SEM. The atomic percent of Si on all sample surfaces was comparatively analysed by EDS. In addition, the constituents of specimen surface layers after the porcelain fracture and the formed compound were evaluated by X-ray diffraction diagnosis. Result: The results of this study were obtained as follows : 1. The surface characteristics of cast and wrought titanium after surface treatment(Au, TiN, $Al_2O_3$ sandblasting) were similar and each cast and wrought titanium showed similar bonding characteristics. 2. Before and after the biaxial flection test, the highest atomic weight change of Si component was found in $Al_2O_3$ sandblasted wrought titanium(28.6at.% $\rightarrow$ 8.3at.%). On the other hand, the least change was seen in Au-Pd-In alloy(24.5at.% $\rightarrow$ 9.1at.%). 3. Much amount of Si components was uniformly distributed in Au and TiN coated titanium, but less amount of Si's was unevenly dispersed on Al2O3 sandblasting surfaces. 4. In X-ray diffraction diagnosis after porcelain debonding, we could see $Au_2Ti$ compound and TiN coating layers on Au and TiN coated surfaces and $TiO_2$, typical oxide of titanium, on all titanium surfaces. 5. Debonding of porcelain on cast and wrought titanium surface after the biaxial flection is considered as a result of adhesion deterioration between coating layers and titanium surfaces. We found that there are both adhesive failure and cohesive failure at the same time. Conclusion: These results showed that the titanium-ceramic adhesion could be improved by coating cast and wrought titanium surfaces with Au and TiN when making porcelain fused to metal crowns. In order to use porcelain fused to titanium clinically, it is considered that coating technique to enhance the bonding strength between coating kKlayers and titanium surfaces should be developed first.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권1호
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• pp.31-38
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• 2003

MEMS 소자는 현재의 전자산업환경에서 여러 요구조건을 만족시킬 수 있는 특징을 갖추고 있으며 이러한 MEMS 소자를 이용한 MEMS 구조물의 packaging 방법에 있어서는 내부 MEMS 소자의 동작을 위한 외부 환경으로부터의 보호를 위하여 Hermetic sealing에 대한 요구를 충분히 만족시켜야 한다. 본 논문에서는 이와 같은 MEMS device의 진공 패키지를 구현함에 있어서 기판내부에 수동소자를 실장할 수 있는 LTCC 기술$^{1)}$ 을 이용하여 진공 패키징하는 방법에 대하여 소개한다. 본 기술을 이용하는 경우 기존의 Hermetic sealing이외에 향후 적층 기판 내부에 수동소자를 내장시켜 배선 길이 및 노이즈 성분을 감소시켜 더욱 전기적 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있게된다. 본 논문에서는 LTCC기판을 이용하여 패키징 시킨 후, 내부 진공도에 영향을 줄 수 있는 계면들에서의 시간에 따른 진공도 변화로부터 leakage rate를 측정 (stacked via : $4.1{\pm}1.11{\times}10^{-12}$/Torr1/sec, LTCC 기판/AgPd/solder/Cu의 여러 가지 계면구조: $3.4{\pm}0.33{\times}10^{-12}$/ Torrl/sec)하여 LTCC 기판의 Hermetic sealing 특성에 관하여 조사하였다. 실제 적용의 한 예로 LTCC 기술을 이용하여 Bolometer를 성공적으로 진공패키징할 수 있었으며 실제 관찰된 이미지를 함께 소개한다.