• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.319.2-319.2
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• 2013

투명 발열체는 심미적인 기능을 부가할 수 있기 때문에 다양한 용도의 어플리케이션이 가능하여 저온용 뿐 아니라 고온용 발열체에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 스퍼터링과 솔루션 공정으로 제작된 ITO와 ZnO를 이용하여, 투명 면상 발열체를 제작하였다. ITO 발열 테스트 결과 온도가 상승함에 따라 발열이 일부분에 집중되는 현상을 확인하였으며, ITO층 위에 용액공정을 통해 film-like의 ZnO 나노구조체를 형성한 기판의 경우 열이 균일하게 분산되는 것을 알 수 있었다. 발열체의 특성을 최적화 하기 위해 씨드층 및 film-like ZnO 나노구조체의 두께에 따라 발열 특성을 비교하였고, 제작된 발열체는 $350^{\circ}C$이상에서 안정적으로 발열이 되었다. 4 Point Probe, UV-Visible spectrometer, FE-SEM와 XRD를 이용하여 제작된 발열체의 특성을 비교분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.473.2-473.2
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• 2014

투명 면상 발열체는 심미적인 기능을 부가할 수 있기 때문에 다양한 용도의 어플리케이션이 가능하여 저온용 뿐 아니라 고온용 발열체에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 ITO/ZnO의 투명 면상 발열체를 제작하였으며, 발열체의 특성을 최적화하기 위해 씨드층 및 수열합성법으로 제작된 film-like ZnO 나노구조체의 두께에 따라 발열 특성을 비교분석 하였다. 제작된 발열체는 $350^{\circ}C$이상에서 안정적으로 발열을 확인하였다. 발열체를 제품 적용 가능성을 확인하기 위해 발열량, 온도균일성, 발열 유지 안정도, 내마모성 등의 신뢰성 평가를 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.295-296
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• 2015

최근 indium tin oxide (ITO)의 높은 전기 전도도 및 광투과율을 이용하여 줄 발열을 기초로 하는 투명 면상 발열체에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 하지만 단일 ITO박막으로 제작한 투명 면상 발열체는 다양한 문제점들을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 단일 ITO박막을 이용한 투명 면상 발열체의 단점을 보완하기 위하여 하이브리드 구조 투명 면상 발열체를 제작하여 금속 삽입층의 두께에 따른 전기전도도, 광투과율, 면 발열성능을 평가 하였다. 그 결과 하이브리드 구조의 투명 면상발열체의 발열량, 온도 균일성 등이 기존의 단일 ITO 박막의 투명 면상 발열체보다 효율이 크게 향상 된 것을 확일 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.160-160
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• 2016

최근 indium tin oxide (ITO)의 높은 전기 전도도 및 광투과율을 이용하여 줄 발열을 기초하는 투명 면상 발열체에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 하지만 단일 ITO박막으로 제작한 투명 면상 발열체는 다양한 문제점들을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 단일 ITO박막을 이용한 투명 면상 발열체의 단점을 보완하는 하이브리드 구조 투명 면상 발열체를 제작하여 금속 삽입층의 두께에 따른 전기전도도, 광투과율을 관찰 하였다. 그 결과 하이브리드 구조의 투명 면상발열체의 발열량, 온도 균일성등이 기존의 단일 ITO 박막의 투명 면상 발열체보다 효율이 크게 향상 된 것을 확일 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.168.2-168.2
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• 2017

발열체는 전기 에너지를 열 에너지로 변환시키는 전기 저항체인데, Ni-Cr계 합금이 발열 가능 온도가 범위가 크고 열 효율 및 내 산화성, 내 부식성이 우수하여 발열체로 많이 사용되고 있다. 그리고 기존의 선형 발열체의 효율성을 개선한 면상 발열체가 개발되었고, 최근 나노 기술의 발달로 나노크기의 ITO(Indium Tin Oxide) 입자나 탄소나노튜브가 코팅된 형태의 투명 면상 발열체가 개발되어 주목을 받고 있다. 투명 면상 발열체는 발열체의 형태를 거시적으로 확인할 수 없기 때문에 자동차의 전면 유리 히터 및 건축용 기능성 창호 등의 심미적 효과를 요구하는 제품에 사용될 수 있다. 본 연구에서는 PVP(Poly vinyl Pirrolidone)을 이용하여 Ni-Cr Nanofiber 제조를 위한 효율적인 전기 방사 조건을 도출한다. PVP 질량에 따라서 Ethanol과 Methanol, 물을 이용하여 viscosity와 ion conduciviy를 조절하였고, 전기방사 조건으로 bead를 최소화 하는 나노섬유를 얻었다. 이어서 Ni-Cr/PVP 용액은 Metal Precursor wt.% 조절 및 방사조건으로 100~300nm의 직경을 가진 나노 섬유를 얻을 수 있었다. 산화/환원 열처리 후 PVP와 Oxide가 제거된 Ni-Cr nanofiber를 합성하였다. Nanofiber 형상은 FE-SEM으로 측정하였으며, XRD, FT-IR 분석을 통해 제작된 나노 섬유의 구조적 특성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.182.2-182.2
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• 2015

최근 학계나 산업계에서 투명 전자 소자에 대하여 활발한 연구가 진행되면서, 투명 전 도성 산화물(TCO: transparent conductive oxide)에 대한 관심이 높아지고 있다. 대표적인 TCO 물질인 Indium Tin Oxide (ITO)는 가시 광 영역에서의 높은 투과 및 높은 도전성을 가져 전압을 인가하면 발열이 가능하므로 이를 투명 면상 발열체에 적용시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, ITO는 발열 테스트 결과 온도가 상승함에 따라 발열이 일부분에 집중되는 현상이 있으며, 전도성을 높이기 위하여 추가공정이 필요하다. 또한, 글라스의 곡면 부분에서 ITO를 사용하면 유연성이 부족하므로 크랙이 발생한다는 단점이 있다. 따라서, 최근 Silver nanowire (AgNW), Single-walled Carbon nanotube (SWCNT), ITO를 기반으로 한 AgNW에 ITO를 증착 하거나 SWCNT를 코팅하여 우수한 전기적, 광학적 특성을 지닌 하이브리드 전극이 투명 면상 발열체 재료로서 사용되고 있다. 하지만 대체된 재료들도 다양한 문제점을 가지고 있다. 예를 들어 고온에서 발열을 유지하지 못하고 끊어지거나 가시광영역의 투과율이 낮은 점 등이 있다. 이런 다양한 문제점들을 보완 할 수 있는 새로운 투명 면상 발열체에 적용한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 GZO/Ag/GZO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일 성, 발열 유지 안정도를 확인하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 Non-alkali glass (삼성코닝 E2000) 기판 상에 DC마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 상온에서 GZO, Ag, GZO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 50 W, RF (GZO) power 200 W로 하였으며 GZO박막두께는 45 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 5~20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 GZO 세라믹 타깃 (2.27 wt. % Ga2O3) 과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, Ar을 40 sccm 주입 후 Working pressure는 고 순도 Ar을 사용하여 1.0 Pa로 고정하며 10분간 Pre-sputtering을하고 증착을 진행하였다. 앞선 실험을 통해 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, Shimadzu)를 사용해 측정 되었으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 FESEM으로 관찰하였다. 또한 표면온도 측정기infrared camera (IR camera)를 이용하여 4~12 V/cm의 전압을 인가 시 시간에 따른 투명 면상 발열체의 표면 온도변화를 관찰하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.10 no.3
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• pp.1-7
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• 2003

The crystallized stable cobalt silicide$(CoSi_2)$ films were prepared on $poly-Si/SiO_2/Si$substrates for the application of inkjet printing head as a heating element with omega shape. The structural images and temperature resistance coefficient were investigated. The value of temperature resistance coefficient of the heating element was found to be about $0.0014/^{\circ}C$. The maximum power of the heating element was 2 W at the applied voltage of 2 V, 10 kHz in frequency and $1{\mu}s$ in pulse width. From the investigation of fatigue property according to the repeated applied voltages, there was no drastic changes in the resistances of heating element under the condition of $10^8$ pulsed cycles at below 15 V biased voltage. In contrast, the resistance of heating element was greatly increased at $10^6$ pulsed cycles when the heating element was operated at 17 V.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.2
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• pp.683-688
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• 2018

In this study, we analyzed the heat generation state of a flat heating element by using image processing technology in conjunction with carbon fiber. The flat heating element is manufactured by chopping the carbon fiber to a small size and bonding it again using a dispersing agent. The solution of carbon fiber, bound together using the dispersant, is then filtered onto the nonwoven fabric. The last step is to obtain flat carbon fibers in the form of nonwoven fabrics for the purpose of drying the filtered carbon fibers. In the flat heating element, electricity may be applied to the carbon fiber on the surface produced in this manner. In this study, the flat heating element was analyzed by four methods. The analysis of the heat generation characteristics and heating rate of the flat heating element confirmed that the fabricated sheet heating element corresponds to a normal army. The analysis of the insulation coating and flat heating element module, which can be used for actual product manufacturing, involves two dimensional image analysis using image processing technology. The thermal image analysis of the flat heating element is a programming technique that not only analyzes the heat generation state in both two and three dimensions, but also displays the upper and lower 15 to 20% ranges of temperature corresponding to the heat generation in the image. In the final analysis, it is possible to easily find the erroneous part in the manufacturing process by directly showing the state of the fabricated flat heating element on the screen. By combining this image analysis method of the flat heating element with the existing method, we were able to more accurately analyze the heat generation state.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.9
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• pp.763-771
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• 1997

이규화몰리브덴 고온발열체의 제조공정을 개발하였다. 원료분말은 상용 MoSi$_{2}$분말이었으며 Bentonite, Si$_{3}$N$_{4}$, B, ThO$_{2}$를 각각 가소제와 첨가제로 사용하였다. 이들은 진공압출, 소결, 단자부 기계가공, U자형 성형, 용접 등의 과정을 거쳐 U자형 발열체로 제조되었다. 사용제품의 분석결과 최근 사용온도가 크게 증가된 것으로 알려진 190$0^{\circ}C$용 발열체는 다량(33wt%)의 W이 Mo을 치환하고 있는 것으로 나타났다. 발열체의 전기비저항은 겉보기 밀도가 증가함에 따라 급격하게 감소하는 경향을 보였으며 첨가물들의 영향은 미미하였다. 1400-1$600^{\circ}C$에서 용접한 경우 용접면에서의 전기비저항은 비용접부보다 낮았으며 용접온도가 증사함에 따라 감소하였다. 발열시험결과 제조된 발열체는 표면온도가 1$700^{\circ}C$이하에서는 문제가 없었으며 175$0^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 원형의 융기가 표면에 발생하면서 급속하게 파괴되었다. 이 융기는 X-선 회절분석결과 SiO로 밝혀졌으며 따라서 발열체의 파괴는 MoSi$_{2}$/SiO$_{2}$계면에서의 Si(in MoSi$_{2}$) + SiO$_{2}$=2SiO(g)반응에 으해 일어나는 것으로 판단된다.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2001.11a
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• pp.217-221
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• 2001

Poly-Si/SiO$_2$/Si의 하부기판구조 위에 Co금속을 E-beam evaporation 방식으로 증착하고 급속 열처리 방식을 통해 inkjet 프린터헤드의 heater로 사용 할 수 있는 코발트실리사이드를 형성하였다. RTA로 열처리 온도와 시간을 변수로하여 코발트실리사이드의 가장 안정적 결정상 및 성분분포를 찾고 이렇게 제작된 박막의 면저항과 표면특성을 통해 고온에서 사용 할 수 있는지를 연구하였다. 박막을 발열체(400~$600^{\circ}C$)로 사용하기 위해서는 발열체가 외부배선과의 접촉 저항보다 커야하고 저항이 고온에서 크게 변하면 안 된다. 코발트 실리사이드는 80$0^{\circ}C$ 20sec에서 발열체로 사용하기에 적당한 특성을 보였다. 그러나 실리사이드반응이 RTA에서 40$0^{\circ}C$ 20sec에서 형성되기 시작하지만 열처리 온도를 높일수록 박막의 면저항과 상변화가 일어남으로 발열체로 사용 할 수 없고, 90$0^{\circ}C$ 20sec 이상에서는 표면의 거칠어짐으로 인해 면저항이 증가하는 현상을 보여 역시 발열체로 사용 할 수 없음을 알 수 있었다.