• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.9 no.2
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• pp.47-52
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• 2010

Miniaturization and lightweight are increasingly the recent trend in the manufacture of electric appliances and machine parts. So technology of micro joining for joining materials is indispensable. This paper gives a description of an experimental study of the ultrasonic welding of metals. In ultrasonic metal welding, high frequency vibrations are combined with pressure to join two materials together quickly and securely, without producing significant amount of heat. Ultrasonic metal welder consists of Transducer, Booster, and Horn that are designed very accurately to get the natural frequencies and vibration mode. In this study, The horn was designed and analyzed the natural frequency by the modal analysis and harmonic analysis. And using a fiber optic sensor, we measured the amplitude and analyzed the Fast Fourier Transformed result. Using the horn, Ultrasonic metal welding between Ni sheet and Ni sheet of 0.1mm thickness was accomplished under the optimal conditions of static pressure 0.15MPa, vibration amplitude 45% and welding time of 0.28s. This result can be used for ultrasonic metal welding in manufacturing industry.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.48 no.2
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• pp.69-75
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• 1999

The characteristics of $H_2$ gas detection have been investigated using the Pt-MIS capacitor composed of the LPCVD nitride on the oxide. The flat band voltage shift is measured as 0.1 V in 1,000 ppm $H_2$ gas ambient and to be independent of Pt catalyst thickness. It is found that the flatband voltage shift is proportional to the hydrogen concentrations. The response and recovery time of Pt-MIS capacitor are 5 mins and 25 mins respectively. The samples of 30nm thick Pt revealed much higher sensitivity than that of 150nm samples. The samples of 150nm Pt showed that the flatband voltage shift of the device is due to the formation of the dipole layer of the adsorbed hydrogen atoms at the Pt-insulator interface.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.31 no.2
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• pp.190-196
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• 2014

The sol-gel method was used to prepare binary metal oxide ($IrO_2-RuO_2$) pH sensor. The electrodes that mole percent compositions (mol%) of $IrO_2$ and RuO2 were 70:30 and 30:70 were selected. The characterizations of Nernstian response over pH range, response rate, interference on alkaline metals and reproducibility were investigated. Also the electroanalytical properties of these electrodes were evaluated in comparison with a commercial glass pH electrode. The composition of $IrO_2:RuO_2$ 70:30 mol% was chosen as better electrode formulation. The electrode was not susceptible to the action of interfering ions such as $Li^+$, $Na^+$ and $K^+$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.274-274
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• 2010

최근 들어 나노선을 이용한 pn 접합 소자 연구 결과가 매우 활발하게 보고되고 있다. 그러나, 서로 다른 두 종류의 나노선으로 pn 접합 어레이 구조의 소자를 제작할 때, 나노선을 원하는 위치에 정렬하는 기술상의 어려움이 큰 걸림돌이 된다. 본 연구에서는 p-CNT와 n-$SnO_2$ 나노선을 이용한 pn 접합 어레이 구조를 제작할 수 있는 독창적인 공정기술을 제안한다. 먼저 $SiO_2$가 300 nm 성장된 Si 기판을 선택적으로 패터닝하여 BOE (6:1) 용액으로 $SiO_2$ 층을 80 nm 정도 선택적으로 에칭한 후, 선택적으로 에칭된 표면에 슬라이딩 장비를 이용하여 화학기상증착법(chemical vapor deposition: CVD)으로 성장된 n-$SnO_2$ 나노선을 전이시킨다. 그 다음 thermal tape를 이용하여 CVD 법으로 성장된 랜덤 네트워크 형태의 CNT를 $SnO_2$ 나노선이 전이된 기판 위에 전이 시킨다. 이때 성장된 CNT 필름 중 금속성 나노선을 통한 전하 이동을 감소시키기 위해, 촉매로 사용되는 페리틴의 농도를 낮춰서 전체적인 CNT의 농도를 줄이는 방법을 이용하였다. 따라서, 성장된 CNT 필름은 별도의 후처리 없이 p-형의 반도체성을 보였다. 제작된 pn-소자는 정류비가 ~103 인 정류특성을 보였으며, 254 nm 파장의 UV lamp를 조사하여 광전류가 발생하는 것을 확인하였다. 연구결과는 이종의 나노선 접합에 의한 다이오드 응용과 UV 센서응용 가능성을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.312.2-312.2
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• 2014

실리콘은 광센서, 태양전지, 발광다이오드 등 광소자 응용 분야에서 널리 사용되고 있는 물질이다. 그러나 실리콘의 높은 굴절율(n~3.5)은 표면에서 약 30% 이상의 Fresnel 반사를 발생시켜 소자의 효율을 감소시키는 원인이 된다. 따라서, 반사손실을 줄이기 위해서는 실리콘 표면에 효율적인 무반사 코팅을 필요로 한다. 기존의 단일 혹은 다중 박막을 이용한 무반사 코팅 기술은 물질간 열팽창계수의 불일치, 접착력 문제, 박막 두께 조절 및 적합한 굴절율을 갖는 물질 선택 어려움 등의 단점을 지니고 있다. 최근, 이러한 무반사 코팅 기술의 대안으로 곤충 눈 구조를 모방한 나노크기의 서브파장 격자구조 (subwavelength gratings, SWGs)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 SWGs 구조는 공기와 반도체 표면 사이에 점진적, 선형적으로 변화하는 유효굴절율을 갖기 때문에, 광대역 파장영역뿐만 아니라 다양한 각도에서 입사하는 빛에 대해서도 효과적으로 Fresnel 표면 반사를 낮출 수 있다. 본 연구에서는 실리콘 기판 표면 위에 효율적인 무반사 특성을 갖는 계층적 SWGs 나노구조를 제작하기 위해, 레이저간섭리소그라피 및 열적응집금속 입자를 이용한 식각 마스크 패터닝 방법과 유도결합플라즈마 식각 공정을 이용하였다. 제작된 무반사 실리콘 SWGs 나노구조의 표면 및 식각 프로파일은 전자주사현미경으로 관찰하였고, 표면 접촉각 측정 장비를 이용하여 샘플 표면의 젖음성을 확인하였다. 제작된 샘플의 광학적 특성을 조사하기 위해 UV-vis-NIR 스펙트로미터와 엘립소미터 측정 시스템들을 이용하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.47-47
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• 2018

단일벽 탄소나노튜브 (Single-walled carbon nanotubes, SWNTs)는 우수한 물리적 화학적 특성을 갖고 있어 나노전자소자, 투명전도막, 에너지소자, 센서 등 다양한 분야로의 응용이 기대되고 있다. 열화학기상증착(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)법은 SWNTs의 합성 공정이 간단하고 공정변수의 제어가 용이하다는 장점이 있어 SWNT 합성 연구에 가장 널리 사용되어 왔다. 일반적으로 금속 촉매의 박막이 증착된 합성 기판은 온도가 가장 높고 비교적 균일성이 보장되는 TCVD 반응기의 중심부에 위치시키고 공정변수를 변화해가며 연구를 진행해 왔다. 본 실험실에서는 수평형 반응기 전역에 합성 기판을 설치하여 SWNTs를 합성한 결과, 반응기의 중심보다 뒤의 영역에서 SWNTs의 합성 수율이 상당히 증가하는 것을 초기실험을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 SWNTs 합성 시 가스 유량과 합성 온도를 변화시켰을 때 기판 위치에 따른 SWNTs의 수율 및 물성변화를 구체적으로 조사하였다. 합성가스와 촉매로는 메탄가스와 철 박막을 사용하였으며, 합성 수율의 변화는 고분해능 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 그리고 합성된 SWNTs의 형태 및 결정성은 라만분광법과 원자간힘현미경을 이용하여 평가하였다. 결과적으로, 진행하였던 모든 합성 조건에서 반응기 중심보다 뒤의 영역에서 더 고수율의 SWNTs가 합성되었으며, 최적 합성 조건의 SWNTs 면밀도는 99% 이상이었다. 본 연구의 결과는 CVD 공정을 이용하는 다양한 저차원 나노 소재의 합성에도 적용될 수 있을 것으로 사료되며, 추후 이에 대한 연구가 필요하다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.16 no.3
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• pp.191-195
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• 2005

An optical fiber device is fabricated that is formed LPFGs only where pressure is applied, and the characteristics of the device are investigated. The fabricated device is composed of a 60cm-long metallic rod, with long period gratings of $720\;{\mu}m$ on the upper side and a rubber cover. In this device, gratings are only formed when pressure was applied to a spot, to which pressure was applied, and the formed gratings had the same transmission property regardless of spot, to which pressure was applied. We measured the optical transmission property of the fabricated device and found its usability as an optical fiber load sensor to measure weight.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.164-165
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• 2008

현재의 소자간 연결을 위해 사용되는 금속배선 PCB의 한계로 인해 보다 고속/대용량의 광PCB가 크게 각광받고 있다. 본 논문에서는 광PCB와 소자간의 전기적 연결을 위해 사용되는 솔더 범프를 전도성 에폭시를 사용하여 마이크로 머시닝 공정을 통해 구현하고 제작된 솔더 범프의 I-V 특성을 살펴보았다. 제작된 100 um $\times$ 100 um $\times$ 25 um 와 300 um $\times$ 300 um $\times$ 25 um 의 샘플에서 각각 30 m$\Omega$과 90m$\Omega$의 전기저항을 얻을 수 있었다. 이를 통해 향후 센서및 엑츄에이터 시스템과 광 MEMS 등의 여러 분야에서 전도성 에폭시 솔더 범프를 이용하여 우수한 성능의 플립칩 본딩을 구현할 수 있을 것이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.28 no.5
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• pp.532-538
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• 2004

MEMS technology applying to the sensors and micro-electro devices is complete system. These microsystems are made by variable processes. Especially, the mentallization process has very important functions to transfer the power operating the sensor and signal induced from sensor part. But in the structures of MEMS the local stress concentration and deformation are often yielded by an irregular geometrical shape and different constraint. Therefore, this paper studies the effect of supporting type and thickness ratio about thin film of the substrate on the residual stress variation when the thermal loads is applied to the multi-layer thin film fabricated by metallization process. Specimens were made from several materials such as Al, Au and Cu. Then, uniform thermal load was applied, repeatedly. The residual stress was measured by FE Analysis and nano-indentation method using AFM. Generally, the specimen made of Al induced the larger residual stress than that of made of other materials. Specimen made of Cu and Au having the low thermal expansion coefficient induces the minimum residual stress. Similarly, the lowest indentation length was measured by nano-indentation method in the Si/Au/Cu specimen. Particularly, clusters are created in the specimen made of Cu by thermal load and the indentation length became increasingly large by cluster formation.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.27 no.2
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• pp.115-122
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• 2016

Melanin is a common name used for a certain type of natural dark pigments existing in living organisms, particularly in human hair, eyes, and skin. The unique free radical scavenging effect of melanine could help protecting cells and tissues from harmful UV light. While their exact molecular structures in nature are not still well defined, their multifunctional properties including electrical and ionic conductivities, antioxidation, wet adhesion, and metal ion chelation, are highlighted for the potential applications in bioorganic electronics including biomedical sensors and devices. In this mini-review, we will discuss sources, synthesis methods, structures and multifunctional properties of melanin materials in addition to current research directions on a wide range of applications.