• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.391-392
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• 2008

최근 나노 금속의 대량 생산에 대한 기술이 확보됨에 따라, 메탈젯을 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 메탈젯의 연구 범위는 RFID, PCB, MLCC 전극, 태양전지전극, PDP 전극, EMC용재료 등 그 응용 범위를 넓혀 가고 있다. 이러한 응용 기술 대표적인 배선형성 기술인 PCB 제조에 대한 연구는 40um 이하의 고해상도 기판 개발을 요구하고 있다. 선폭은 40um 이하를 유지하면서, 두께는 10um 이상으로 CCL을 대체 하기 위한 기판 형성 기술은 응용기술은 가장 어려운 난이도의 기술이다. 메탈젯 기술은 매우 복합적인 연구분야로 나노 재료의 개발, 인쇄공정의 개발, 기재 표면처리 기술, 헤드 기술의 개발을 동시에 만족할 때 가능하다. 배선 형성을 위하여 나노 잉크를 이용하여 직접 인쇄를 진행하고, 소결하여 전도성을 얻게 된다. 본 연구에서는 미세노즐에 토출 가능한 잉크젯용 잉크 조성을 결정하고, 기판과의 신뢰성을 확보하기 위하여 접착력의 평가, 전도도의 평가, 건조 시간 조절을 통한 Crack 문제 해결, 미세 선폭의 균일성 조절에 관한 실험을 진행하였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.36 no.5
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• pp.454-462
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• 2023

Flash lamp annealing (FLA) of metal nanoparticle (NP) ink has provided powerful strategies to fabricate high-performance electrodes on a flexible substrate because of its rapid processing capability (in milliseconds), low-temperature process, and compatibility with to roll-to-roll process. However, metal NPs [e.g., gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), etc.] have limitations such as difficulty in synthesizing fine metal NPs (diameter less than 10 nm), high price, and degradation during ink storage and FLA processing. In this regard, organometallic ink has been proposed as a material that can replace metal NPs due to their low-cost (usually 1/100 times cheaper than metal nano inks), low-temperature processability, and high material stability. Despite these advantages, the fabrication of flexible electrodes through FLA treatment of organometallic compounds has not been extensively researched. In this paper, we experimentally guide how to determine the optimal conditions for forming electrodes on flexible substrates by considering material parameters, and flashlight processing parameters (energy density, pulse duration, etc) to minimize the difficulties that may arise during the FLA of organometallic ink.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.413-413
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• 2008

최근 잉크젯, 스크린, 그라비아 등 기존의 인쇄 방식과 인쇄 기술을 이용하여 저가의 전자회로 혹은 전자 소자를 제조하고자 프린팅 소재 및 공정 개발에 대한 산업계의 관심이 증가하고 있다. 특히 PCB, RFID, 디스플레이, 태양전지 분야의 전극재료의 개발에 많은 연구가 진행 중에 있으며, 다양한 인쇄 방법 중 미세회로의 구현이 가능한 잉크젯 프린팅을 통한 전극 형성방법에 주목하고 있다. 본 연구는 잉크젯 프린팅 방식을 통해 배선을 형성하고자 이에 적합한 다양한 농도의 잉크를 배합하여 평가하였으며, 첨가제 및 소결, 건조 조건의 변화를 통해 기재와의 부착력, 배선의 크랙을 조절하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.49.1-49.1
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• 2018

신축성 디바이스는 다양한 디자인을 적용할 수 있고 형태에 대한 제약을 최소화 할 수 있어 수요가 점점 증가하고 있다. 신축성 디바이스의 핵심인 신축 전극에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 물결무늬나 코일 형태의 금속 전극, 탄소 소재를 사용한 전극, 하이드로젤 전극 등이 연구되었다. 하지만 이러한 방법들은 공정과정이 복잡하거나, 변형시 전기적 저항 변화가 크다. 또한 단일 소재를 활용한 신축성 전극은 물질적인 한계로 인하여 신축성을 향상시키는 데 한계가 있다. 신축 전극에 많이 사용되는 은 나노와이어는 용액에 분산되어 있어 공정이 쉽고, 좋은 전기적 특성을 가지는 소재이다. 은 나노와이어는 네트워크 형태로 얽혀있어 신축성 있는 배선의 재료로써 좋은 역할을 할 것으로 기대하지만, 은 나노 와이어만 사용하여 제작한 배선은 늘렸을 때 나노와이어들 간의 접촉 불량으로 저항이 증가한다. 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 배선을 형성하고 있는 금속 나노소재 간 전기적 접촉을 향상시키기 위해 은 나노와이어와 은 나노입자를 섞어 하이브리드 잉크를 제작하여 전극을 형성했다. 하이브리드 잉크로 제작한 전극을 신축성 있는 고분자에 함입하여 신축률에 따른 저항을 평가했다. $175^{\circ}C$에서 열처리한 전극을 5% 늘렸을 때, 단일 소재인 은 나노와이어나 은 나노입자만을 사용한 경우는 전극이 끊어지거나 저항이 175%나 증가했지만, 하이브리드 잉크를 사용했을 때는 16.5% 증가했다.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.17 no.2
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• pp.97-103
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• 2008

In this investigation, conductivity of conductive inks was measured. A particular attention has been given to the effect of metal powders with various conductivity on the overall conductivity of the bulk ink. The conductivity of various solutions simulating conductive inks consisting of copper and silver was measured and the results have been discussed in relation to various applications of conductive inks in practice. A conductivity model simulating systems consisting of various materials has been introduced and the results were discussed. Materials of good conductivity are adversely affected by mixing with materials of poor conductivity simply through serial connection. However, parallel connection has rather little effect on the overall conductivity. The practical implication of various mixtures of materials on conductive inks has been discussed.

• 프린팅코리아
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• v.14 no.8
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• pp.66-71
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• 2015

시장점유율을 확대 하고 수익을 올리기 위해 결정해야 할 여러 방법이 있다. 이에 앞서 브랜드와 소비자가 처음 대면하게 되는 패키지 외형에 특별한 부분 컬러나 차별화되는 폰트 등을 사용하고 금속 잉크와 같은 미려한 응용을 추가하는 것 등을 떠올릴 수 있다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.32 no.6
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• pp.18-24
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• 2019

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.550-550
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• 2007

Inkjet printed silver films were fabricated using nano particles with the size of ~ 20 nm. We can obtain very good conducting silver films with the resistivity of $7.3\;{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ even though they were sintered at the very low temperature of $200^{\circ}C$. The electrical and mechanical properties of inkjet printed silver lines were measured with the sintering time and analyzed with the micro-structural development. The measured resistivity of inkjet printed Ag films were $57.4\;{\sim}\;7.3\;{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$. And their hardness and Young's modulus were 0.98 ~ 1.72 GPa and 32 ~ 71 GPa, respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.105-105
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• 2006

IT 산업 및 반도체 산업이 발전함에 따라 초소형, 고집적화 시스템의 요구에 대응하기 위해서 고해상도 및 고정밀의 패턴 구현에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구는 각종 산업제품의 PCB(Printed Circuit Board) 및 디스플레이 장치인 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display) 등에 적용되어 널리 응용되고 있다. 현재 널리 사용되는 인쇄 회로 기판은 마스킹 후 선택적 에칭 방식을 적용하여 금속 배선을 형성하는 방식을 적용하고 있다. 이러한 방식은 설계가 변경될 경우 마스크를 다시 제작해야 하는 번거로움이 있어 설계 변경이 용이하지 않고 더욱 길어진 생산시간의 증가로 인하여 생산성 및 집적도가 떨어지게 된다. 따라서 최근에는 이러한 한계를 극복하기 위한 방안이 여러 가지 측면에서 시도되고 있으며, 그 중에서도 Inkjet Printing 기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 Inkjet Printing 방식을 적용하여 금속 배선을 형성하고 선폭과 두께의 오차를 줄여 배선의 Tolerance 를 개선할 수 있는 방안을 제안하였다. Inkjet Printing 방식을 이용한 기존의 금속 배선 형성은 고해상도의 DPI(Dot Per Inch)에서 잉크 액적이 뭉치는 Bulge 현상이 발생되어 원하는 형상 및 배선의 폭을 구현하는데 어려움이 있었다. Bulge 현상은 배선의 불균일성을 야기할 뿐만 아니라 근접한 배선의 간섭에도 영향을 미처 금속 배선의 기능을 할 수 없는 단점을 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 이러한 Bulge 현상을 줄이고 배선간의 간섭을 방지하여 원하는 배선을 용이하게 형성할 수 있는 순차적 인쇄 방식을 적용하였다. 본 연구에서는 노즐직경 35um 의 Inkjet Head 와 나노 Ag 입자 잉크를 사용하여 Glass 표면 위에 배선을 형성하고 배선의 폭과 두께를 측정하였다. 또한 순차적 인쇄 방식을 적용하여 700DPI 이상의 고해상도에서 나타날 수 있는 Bulge 현상이 감소하였음을 관찰하였으며 금속 배선의 Tolerance를 10%내외로 유지할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.162-162
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• 2014

최근 들어 wearable computing에 대한 수요가 증가하면서 flexible device에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, flexible device를 구현하기 위해서는 기판의 damage를 줄이기 위한 저온공정, device life-time 향상을 위한 passivation, 와이어 본딩 등 다양한 문제들이 해결 되어야 한다. 이러한 문제들 중, polymer 기판과 금속간의 접착력을 향상시키기 위해서 많은 연구자들은 기판의 표면에 adhesive layer를 도포하거나 금속잉크의 solvent를 변화시키는 등의 연구를 진행해왔다. 종래의 연구는 기존 device를 대체 할 수 있을 정도의 생산성과 polymer 기판에 대한 열 적인 손상 이 문제가 되었다. 종래의 문제를 해결하기 위하여 저온공정, in-line system이 가능한 준 준 대기압 플라즈마를 사용하였다. 본 연구에서는 금속잉크를 Ink-jet으로 jetting하여 와이어 본딩 하는 과정에서 전도성 ink의 선폭을 유지시키고 접착력을 향상하기 위하여 준 대기압 플라즈마 공정을 이용하여 이러한 문제점을 해결하고자 하였다. Polymer 기판 표면에 roughness를 만들기 위해 대략 수백 nm 크기를 갖는 graphene flake를 spray coating하여 마스크로 사용하고 준 대기압 플라즈마를 이용하여 표면을 식각 함으로써 roughness를 형성시켰다. 준 대기압 플라즈마를 발생시키기 위해 double discharge system에서 6 slm/1.5 slm (He/O2) gas composition을 하부 전극에 흘려보내고 60 kHz, 5 kV 파워를 인가하였다. 동시에 상부 전극에는 30 kHz, 5 kV 파워를 인가하여 110초 동안 표면 식각 공정을 진행하였다. Graphene flake mask가 coating되어 있는 유연기판을 산소 플라즈마 처리 한 후 물에 3초 동안 세척하여 표면에 남아있는 graphene flake를 제거하고 6 slm/0.3 slm (He/SF6)의 유량으로 주파수와 파워 모두 동일 조건으로 110초 동안 표면 처리를 하였다. Figure 1은 표면 개질 과정과 graphene flake를 mask로 사용하여 얻은 roughness 결과를 SEM을 이용하여 관찰한 결과이다. 이와 같이 실험한 결과 ink와 기판간의 접촉면적을 늘려주고 접촉 각을 조절하여 Wenzel model 을 형성 할 수 있는 표면 roughness를 생성하였고 표면의 화학적 결합을 C-F group으로 치환하여 표면의 물과 접촉각 이 $47^{\circ}$에서 $130^{\circ}$로 증가하는 것을 확인하였다.