• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.105-105
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• 2000

현재 급격히발전하는 이동통신기술로 미루어 보아 앞으로는 모든 정보통신이 무선통신으로 이루어질 것이다. 그런데 무선통신은 이동성과 대용량의 정보전송에 초점을 맞추어 발전하고 있다. 많은 정보량을 전달하기 위해서 현재 사용되는 주파수 대역보다 고주파의 전파가 사용되어야 한다. 또한 이동성을 향상시키기 위해서는 통신기기의 소형화를 이루어야 하고 그러기 위해서 궁극적으로 모든 소자를 하나의 칩(chip)으로 집적화하는 것이 필요하다. 따라서 벌크상태로 사용되고 있는 유전체 공진기를 소형화, 즉 박막화해야만 한다. 결국 유전체 박막의 마이크로파 대역에서의 유전특성을 연구하고 그 특성을 향상시켜야만 한다. 통신기기에서 사용되는 유전체 공진기는 소형화를 위해 높은 유전율과 낮은 유전손실(tan$\delta$), 즉 높은 품질계수 (Q)를 가져야 한다. 마이크로파 대역에서 사용되고 있는 유전체 중에서 TiO2는 벌크 상태의 rutile 상에서 100정도의 높은 유전율과, 4 GHz에서 10,000 정도의 높은 품질계수를 나타낸다고 보고되어 있다. 따라서 본 연궁서는 TiO2 박막의 마이크로파 유전특성을 연구하였고 anatase 박막의 유전특성도 측정하였다. TiO2 박막을 RF magnetron reactive sputtering 방법으로 Ar (15 sccm)과 O2 (1.5 sccm) 기체를 사용하여 상온에서 증착하였다. 4mTorr의 증착압력에서 안정한 rutile 박막을 얻었고, 15 mTorrdo서 준안정한 anatase 박막을 얻을 수 있었다. 그리고 그 중간의 압력에서 두 상이 혼합된 박막이 증착되었다. 위와 같은 방법으로 형성한 TiO2 박막의 마이크로파 유전특성을 측정하기 위해 마이크로스트립 링공진기 (microstrip ring resonator)를 제작하였다. 마이크로스트립 링 공진기는 링의 원주길이가 전자기파 파장길이의 정수배가 되면 공진이 일어나는 구조이다. Fused quartz를 기판으로 하여 증착압력을 변수로 하여 TiO2 박막을 증착하였다. 그리고 그 위에 은 (silver)을 사용하여 링 패턴을 형성하였다. 이와 같이 공진기를 제작하여 network analyzer (HP 8510C)로 마이크로파 대역에서의 공진특서을 측정하였다. 공진특성으로부터 전체 품질계수와 유효유전율, 그리고 TiO2 박막의 품질계수를 얻어내었다. 측정결과 rutile에서 anatase로 박막의 상이 변할수록 유전율은 감소하고 유전손실은 증가하는 결과를 나타내었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권4호
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• pp.369-376
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• 2002

마이크로파 자유공간전송기법을 이용하여 생물자원인 곡류의 유전특성을 비파괴 방법으로 측정하였다. 마이크로파를 송신하고 수신할 수 있는 혼 안테나, 샘플홀더, network analyzer 를 이용하여 9.5 GHz에서의 마이크로파 측정 시스템을 구성하였다. 여러 가지 수분함량에서 산물밀도가 서로 다른 시료를 투과하여 나오는 마이크로파의 감쇠와 위상 변이로부터 유전상수와 유전손실을 측정하였다. 시료의 유전상수와 유전손실은 샘플홀더 내에 충진되는 시료의 수분함량과 산물밀도가 증가함에 따라 증가하였으며 수분함량과 산물밀도의 팝으로 표시되는 수분밀도를 이용할 경우 산물밀도와 시료 품종의 변이를 보정할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2003년도 춘계학술발표논문집
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• pp.87-90
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• 2003

B₂O₃침가에 따른 (Zn/sub 0.8.Mg/sub 0.2/)TiO₃계 세라믹스의 마이크로파 유전특성에 대하여 연구하였다. B₂O₃의 침가량에 비례하여 B₂O₃와 (Zn/sub 0.8.Mg/sub 0.2/)TiO₃와외 반응에 의한 TiO₂ 석출물의 양이 증가하며 공진주파수 온도계수가 증가하였다. 소결온도에 따라 액상의 양, 미세조직, TiO₂와 2차상의 석출거동이 상이하게 나타났다. 6.19mo1.％ B₂O₃물 첨가한 시편을 900℃에서 5시간 소결시 ε/sub r/ = 23.5, Q×f/sub o/ = 67,500 ㎓, T/sub f/ = -1.42 ppm/℃의 우수한 마이크로파 유전특성을 얻을 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.196-199
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• 2000

마이크로파용 세라믹 유전체로 사용되는 MgTiO$_3$-CaTiO$_3$계 유전체에 Li을 첨가하여 이때 얻어지는 마이크로파 유전특성과 소결특성에 대하여 알아보았다. 94MgTiO$_3$-6CaTiO$_3$으로 주조성을 고정시키고 여기에 Li$_2$CO$_3$를 Li원자 기준으로 0 ~ 10 mol% 범위 안에서 첨가하여 1200~140$0^{\circ}C$의 온도에서 4시간 소결하였다. Li의 첨가량이 적을 때에는 유전체의 품질계수와 유전상수가 모두 감소하였으나 약 lmol% 이상 되면 다시 증가하였으며, 이후 첨가량이 과도해지면 다시 서서히 감소하는 경향을 볼 수 있었다. 1.0 ~ 3.0 mol%의 첨가량 범위 안에서 Li은 MgTiO$_3$-CaTiO$_3$계 유전체의 품질계수를 증가시켜주는 역할을 하는 것으로 나타났다 1.5mol%의 Li을 첨가하고 1275$^{\circ}C$에서 4시간 소결한 시편에서 유전상수는($\varepsilon$$_{r}$) 20.0, Qf는 78,000 그리고 공진주파수 온도계수($\tau$$_{f}$)는 -1.6ppm/$^{\circ}C$의 결과를 얻을 수 있었다.다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.371-374
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• 2004

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.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2003년도 춘계학술발표논문집
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• pp.91-94
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• 2003

하소온도에 따른 (Zn/sub 0.8.Mg/sub 0.2/)TiO₃ 마이크로파 유전체 세라믹스의 소결거동과 마이크로파 유전특성의 변화를 연구하였다. 저온소결을 위하여 0.45 wt.％Bi₂O₃와 0.55wt.％V₂O/sub 5/를 첨가하였으며, 1000℃이하의 온도에서 소결하여 치밀한 소결체를 얻을 수 있었다. 800℃～1000℃의 범위의 여러 온도에서 하소를 하고 소결 전ㆍ후의 존재상과 미세구조의 분석을 통하여, 하소한 분말에 존재하는 미반응상 및 이차상이 최소화 될 때 높은 Q×f/sub o/값을 갖는 것을 알 수 있었다. 1000℃에서 하소한 후 900℃에서 소결했을 때, 주상이 Hexagonal이고 미세구조가 균일하였으며, 이때 Q×f/sub o/ = 42,000㎓, ε/sub r/ = 22를 나타냈다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권2호
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• pp.9-13
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• 2001

$(Ba_{0.5}Pb_{0.5})Nd_2Ti_5O_{14}$(마이크로파 유전체 세라믹스에 borosilicate계 유리를 첨가하여 저온소결 특성과 마이크로파 특성을 조사하였다. Borosilicate계 유리가 2~3 wt% 첨가된 경우 $950^{\circ}C$의 소결 온도에서 소결성이 향상됨과 동시에 품질계수도 놀아지는 것을 확인할 수 있었다. BPNT에 3 wt%의 유리를 첨가함으로써 $950^{\circ}C$에서 유전율은 90에서 75 정도로 약간의 감소를 보였으나 마이크로파 품질계수 (Q$\times$f)는 4500 정도로 잘 유지되었고 공진주파수의 온도계수도 +10 $ppm/^{\circ}C$로서 잘 유지되는 결과를 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제7권9호
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• pp.723-727
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• 1997

Nd치환이 Ag의 용융점 이하인 94$0^{\circ}C$에서 소결한 $Bi_{1-x}$$Nd_{x}$N$bO_{4}$세라믹스의 소결거동과 마이크로파 유전특성에 미치는 영향을 연구하였다. Nd치환량(x)이 증가함에 따라 사방점에서 삼사정으로 변하는 양이 증가하였고 결정립의 크기, 겉보기밀도, 유전상수는 감소하였다. Q$xf_{0}$값은 Nd 치환량이 0.025mole 이하의 경우 큰 변화가 없으나, 그 이상에서는 증가하여 0.1mol일 때 최고값을 보이고 다시 급격히 감소하였다. TCF값은 Nd치환량이 증가할수록(+)방향으로 증가하였다. 가장 우수한 마이크로파 유전특성은 Nd 치환량이 0.025mole일 때 얻어졌으며, 이때 유전상수는 43.7, Qxf/ sub 0/값은 11,046GHz, TCF값은 -1.82ppm/$^{\circ}C$이었다.

• 한국재료학회지
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• 제6권12호
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• pp.1186-1191
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• 1996

CuO의 첨가가 BiNbO4 세라믹스의 마이크로파 유전특성과 소결거동에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. CuO의 첨가량이 증가함에 따라 액상의 생성에 의해 소결성이 증가하여 시편의 밀도는 증가하며 유전상수는 소결온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. Qxfo값은 CuO 첨가량이 0.065wt%이고 소결온도가 94$0^{\circ}C$일 때 최대값을 나타내며 그 이상 CuO 첨가량을 증가하였다. 소결온도 92$0^{\circ}C$-96$0^{\circ}C$, 소결시간 2시간일 때의 고주파 유전특성으로는 유전상수가 43.6, Qxfo값이 13,200 이상, $\tau$f =-14.36ppm/$^{\circ}C$을 얻었다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2000년도 추계 기술심포지움 논문집
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• pp.81-85
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• 2000

마이크로파대역에서 우수한 유전적 특성을 가지며 소결이 90$0^{\circ}C$ 이하에서 가능하여 Ag와 동시 소결이 가능한 유전체 조성을 개발하여 RF MCM-C(Multi-chip Module on Ceramic) 제조를 위한 유전체 테잎 제조에 대한 기초적인 실험과 Ag 전극과 동시소성에 대한 반응성 실험을 하였다. 본 실험에 앞서 개발된 유전체 조성의 마이크로대역에서의 유전특성은 유전율 24, 품질계수 30,000 이상, 공진주파수 온도계수 37 ppm/$^{\circ}C$ 이었고 소결온도는 85$0^{\circ}C$이었다. 이 유전체를 이용결함 없는 테잎 제조를 위한 유기용매의 선택, 바인더 및 가소제의 량 및 비에 따른 테잎의 소결 전 .후의 상태를 비교.분석하여 최적의 조성비를 결정하였다. 테잎과 은전극과의 반응성 실험결과 은과 유전체의 상호확산은 거의 이루어지지 않음을 확인하였다.