• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1884-1885
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• 2007

DC 80[V]의 주 전원에서의 방전 가공은 가공 시 서보계의 헌팅상태가 자주 발생되기 때문에 방전상태가 불안정 하였다. 본 연구에서는 DC 300[V]의 보조 전원을 주 전원과 중첩한 결과, 방전 개시 전압이 높게 됨으로써 서보계의 헌팅상태가 감소하여 방전이 매우 안정하게 되어 가공 능률을 향상하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제4권1호
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• pp.65-72
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• 1991

본 논문은 전극의 표면상태가 기체방전의 전리성장과 특성에 미치는 영향에 관한 것으로 질소-산소 혼합가스중의 순수전극과 오손전극의 상태에서 전압-전류 특성과 글로우방전 개시전압을 측정하였다. 순수전극의 경우, 압력과 전극간의 거리의 곱이 8(Torr-cm)이하이고 산소의 혼입량이 0.005(%)이하일 때의 전리성장은 암류로부터 안정타운젠트방전을 거쳐 글로우방전으로 이행되었으며 글로우방전 개시전압은 거의 일정하였다. 동일의 전극표면상태에서 조차 방전개시전압은 산소혼입비에 의존하며 방전횟수에 따른 이의 변화는 산소의 함량이 0.1(%)부근에서 크게 나타났다. 방전횟수와 산소혼입량의 증가에 따른 방전개시전압의 상승은 주로 전극표면에서의 산소흡착층의 형성과 부착작용에 의한 NO, $O_{2}$, NO$_{2}$, $O_{3}$와 간은 부이온의 생성에 기인된 것으로 여겨진다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.125-126
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• 2010

플라즈마 아킹은 PECVD, 플라즈마 식각 그리고 토카막과 같은 플라즈마를 이용하는 여러 공정과 연구 분야에서 문제점을 야기시켜왔다. 하지만, 이에 대한 연구는 아킹 현상의 불규칙성과 과도적인 행동으로 인해 미비한 상태이다. 특히, RF 방전에서의 아킹 연구는 DC 방전에서의 아킹 연구에 비해 많이 부족한 것이 현실이다. 플라즈마 아킹은 집단전자방출(collective electron emission)에 의한 스파크 방전(spark discharge)현상이다. 집단전자방출은 전계방출(field emission)이나 플라즈마와 쉬스를 두고 인접한 표면위에서의 유전분극(dielec emission)에 의해 발생한다. 이렇게 방출된 집단 전자들은 쉬스에서 가속되어 에너지를 얻게 되고 원자와의 충돌로 전자 아발란체를 일으킨다. 이렇게 배가된 전자들은 아킹 스트리머(arcing streamer)를 형성하게 되고 아킹 발생 시 높은 전류와 공정 실패의 원인이 된다. 우리는 $30cm{\times}20cm$ 크기의 사각 전극을 위 아래로 가진 챔버에서 Ar 가스를 RF(13.56 MHz)파워를 이용해 방전시켰다. 방전 전압과 전류는 파워 전극 압단에서 High voltage probe (Tektronix P6015A)와 Current probe (TCPA300 + TCP312)를 이용해 측정했다. 플라즈마 아킹시 변하는 플라즈마 플로팅 포텐셜은 챔버 중앙에 위치한 랑뮈프 프로브에 의해 측정되고 챔버 옆의 뷰포트 앞에 위치한 PM-tube를 이용해 아킹시 변하는 광량을 측정한다. RF 방전에서의 플라즈마 아킹은 아킹시 플로팅 포텐셜의 변화에 의해 크게 세부분으로 나눌 수 있다. 아킹 발생과 동시에 급격히 감소하는 감소부분 (약 2us) 그리고 감소한 포텐셜이 유지되는 유지부분 (약 0~10ms) 그리고 감소했던 포텐셜이 서서히 원래 상태로 회복되는 회복부분(약 100 us)이다. 아킹 초기시 방출된 집단 전자들과 원자들간의 충돌에 의해 형성된 아킹 스트리머는 플라즈마 전체를 단락시키게 되고 이로 인해 플로팅 포텐셜은 급격히 감소하게 된다. 이렇게 감소한 플로팅 포텐셜은 아킹 스트리머가 유지되는 한 계속 감소한 상태를 유지하게 된다. 그리고 플라즈마를 섭동했던 아킹 스트리머가 중단되면 플라즈마는 섭동전의 원래 상태로 돌아가려 하기 때문에 플로팅 포텐셜은 서서히 증가하면서 원래 상태로 회복된다. 플라즈마 아킹 발생시 생성되는 아킹 스트리머는 순간적으로 많은 전자들을 국소적으로 생성하게 되고 이 전자들에 의해 광량이 순간적으로 증가하게 된다. PM-tube (750.4 nm)에 의해 측정된 아킹시 광량은 정상방전 상태의 두배 가량이 된다. 그리고 이 순간적으로 증가된 광량은 시간이 지남에 따라 감소하게 되고 정상방전 일때의 광량이 된다. 광량이 증가한 후 정상방전 상태의 광량에 이르는 부분은 플로팅 포텐셜이 감소한 상태에서 유지되는 부분과 일치하고 이는 플로팅 포텐셜의 유지부분동안 아킹 스트리머가 발생하고 있다는 간접적인 증거가 된다. 그리고 정상 방전 상태 일때의 광량이 되면 아킹 스트리머가 중단되었다는 것이므로 그 시점부터 플로팅 포텐셜은 정산 방전상태 일 때의 포텐셜로 복구되기 시작한다. 이처럼 PM-tube를 이용한 아킹 광량 측정은 아킹 스트리머를 간접적으로 측정하게 하고 아킹 스트리머를 이용해 아킹시의 플로팅 포텐셜의 변화를 설명하게 해 준다. 응용적인 측면에서 아킹 광량 측정을 이용한 아킹 판독은 방전 전류와 방전 전압과 같은 전기적 신호를 이용한 아킹 판독에 비해 여러가지 장점을 가진다. 우선, 전기적 신호를 이용한 아킹 판독처럼 매칭 회로나 플라즈마를 섭동시키지 않는다. 그리고 원하는 부분의 아킹만을 판독하는 것도 가능하며 photo-diode를 이용할 경우 전기적 신호를 이용하는 것에 비해 경제적으로 유리하다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.351-352
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• 2007

부분방전이 고체절연시스템에서 대부분의 절연고장과 관련된 징후를 알 수 있으므로 부분방전시험은 고전압회전기 고정자권선의 절연특성을 효과적으로 진단할 수 있다. 부분방전시험은 다른 고전적인 절연시험법과는 다르게 고전압회전기가 운전중(On-line)인 상태와 정지중(Off-line)인 상태에서 모두 측정이 가능한 장점이 있다. 정지중 부분방전시험은 고정자권선 절연상태를 평가할 수 있는 잘 알려진 시험법이다. 최근에는 운전중 부분방전시험이 권선의 절연상태를 모니터링하는데 효과적인 방법으로 운영자에게 고장징후를 알려주고, 예측보전이 가능하도록 도움을 주고있다. 이 논문에서는 수력발전기에 설치되어 운영중인 운전중 진단시스템의 각 상별 부분방전데이터를 바탕으로 정지상태에서 운전중 및 정지중 진단시스템을 이용하여 부분방전을 측정하고 시험결과를 분석하였으며, 운전중 시험과 정지중 시험의 유사성과 차이점을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.276-277
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• 2012

플라즈마 아킹은 PECVD, 플라즈마 식각 그리고 토카막과 같은 플라즈마를 이용하는 여러 공정과 연구 분야에서 문제가 되어왔다. 하지만, 문제의 중요성과 다르게 아킹에 대한 본질적인 연구는 아직 미비한 상태이다. 플라즈마 아킹은 집단전자방출(collective electron emission)에 의한 스파크 방전(spark discharge) 현상이다. 집단전자방출은 전계방출(field emission)이나 플라즈마와 쉬스를 두고 인접한 표면위에서의 유전분극(dielec emission)에 의해 발생한다. 우리는 CCP 플라즈마를 이용해 micro-arcing(MA)을 일으키고 랑뮈르 프로브를 이용해 MA 동안의 플로팅 포텐셜의 변화를 측정한다. MA시 PM-tube를 이용해 광량의 변화를 측정하고 플로팅 포텐셜을 fast-imaging과 동기화 시켜 MA 발생 메커니즘을 유추한다. 우리는 $30{\times}20$ cm 크기의 사각 전극을 위 아래로 가진 챔버에서 Ar 가스를 RF (13.56 MHz) 파워를 이용해 방전시켰다. 방전 전압과 전류는 파워 전극 앞단에서 High voltage probe (Tektronix P6015A)와 Current probe (TCPA300 + TCP312)를 이용해 측정했다. 플라즈마 아킹시 변하는 플라즈마 플로팅 포텐셜은 챔버 중앙에 위치한 랑뮈프 프로브에 의해 측정되고 챔버 옆의 뷰포트 앞에 위치한 PM-tube를 이용해 아킹시 변하는 광량을 측정하고 Intensified CCD를 이용해 fast-imaging을 한다. 또한 CCD 앞에 band pass filter를 부착하여 MA의 발생 메커니즘을 유추한다. RF 방전에서의 플라즈마 아킹은 아킹시 플로팅 포텐셜의 변화에 의해 크게 세부분으로 나눌 수 있다. 아킹 발생과 동시에 급격히 감소하는 감소부분(약 2 us) 그리고 감소한 포텐셜이 유지되는 유지부분(약 0~10 ms) 그리고 감소했던 포텐셜이 서서히 원래 상태로 회복되는 회복부분(약 100 us)이다. 아킹 초기시 방출된 집단 전자들은 쉬스를 단락시키게 되고 이로 인해 플로팅 포텐셜은 급격히 감소하게 된다. 이렇게 감소한 플로팅 포텐셜은 아킹 스트리머가 유지되는 한 계속 감소한 상태를 유지하게 된다. 그리고 플라즈마를 섭동했던 집단전자방출이 중단되면 플라즈마는 섭동전의 원래 상태로 회복된다. 플라즈마 아킹 발생시 생성되는 순간적으로 많은 전자들을 국소적으로 생성하게 되고 이 전자들에 의해 광량이 순간적으로 증가하게 된다. PM-tube (750.4 nm)에 의해 측정된 아킹시 광량은 정상방전 상태의 두배 가량이 된다. 그리고 이 순간적으로 증가된 광량은 시간이 지남에 따라 감소하게 되고 정상방전 일때의 광량이 된다. 광량이 증가한 후 정상방전상태의 광량에 이르는 부분은 플로팅 포텐셜이 감소한 상태에서 유지되는 부분과 일치하고 이는 플로팅 포텐셜의 유지부분동안 집단전자방출이 있다는 간접적인 증거가 된다. 그리고 정상 방전 상태 일때의 광량이 되면 집단전자방출이 중단되었다는 것이므로 그 시점부터 플로팅 포텐셜은 정산 방전상태 일때의 포텐셜로 복구되기 시작한다. 이처럼 PM-tube를 이용한 아킹 광량 측정은 아킹 스트리머를 간접적으로 측정하게 하고 집단전자방출을 이용해 아킹 시의 플로팅 포텐셜의 변화를 설명하게 해 준다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
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• pp.356-358
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• 2007

최근 개발된 평판 타입 면광원의 경우, 전면방전을 위해서는 방전수축이 아닌 글로우 방전을 이용하게 된다. 본 논문은 면광원 피드백 구동 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 면광원의 동작시간이 길어짐에 따라 방전수축 상태로 천이하거나 방전수축 상태에서 점등하는 것을 방지하고 안정적으로 동작하도록 하는 피드백 구동 시스템에 관한 것이다. 면광원에 흐르는 전류의 값을 측정하여 면광원 구동 회로를 피드백 제어하는 시스템을 구성함으로써, 면광원 램프에 흐르는 전류의 값을 목적하는 범위 이내에 유지할 수 있어 방전수축상태로 천이하지 않는 안정적인 면광원 구동회로를 구성한다. 실험을 통하여 제안된 방식의 타당성을 검증 하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1868-1869
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• 2005

이 논문은 반도전 실리콘 고무 표면에 코로나 방전 처리하여 이종의 실리콘 고무와의 접착 특성을 나타낸 것이다. 반도전 실리콘 고무 표면 상태를 발수성 등급에 따른 분류와 FTIR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)를 사용하여 평가하였다. 표면 상태 변화에 따른 반도전 실리콘 고무의 접착 특성은 T-peel test로 접착강도를 시험하였다. 실험 결과 고에너지의 코로나 방전으로 반도전 실리콘 고무의 결합쇄가 절단되었고 이 부분에 산소가 결합되어 극성 관능기를 생성하여 표면을 산화시켰다. 이러한 표면 상태 변화에 따른 접착강도는 초기 상태일 때 보다 코로나 방전 처리 후 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 이 논문을 통하여 코로나 방전 처리는 이종 계면의 접착 특성을 향상시킬 수 있으며, 이종 계면에서 발생하는 절연 파괴 전압을 높여 전기절연 성능을 향상시키는데 도움이 될 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.82.1-82.1
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• 2013

SPOES(Self Plasma Optical Emission Spectroscopy)는 반도체 및 LCD 제조 장비의 Foreline에 장착되는 센서로써, Foreline에 흐르는 Gas를 이온화시켜 이때 발생되는 빛을 분광시켜 공정의 상태 및 장비의 상태등을 종합적으로 점검할 수 있는 센서입니다. SPOES의 최대 장점은 공정 장비에 영향을 주기 않으면서 공정을 진단할 수 있고, 장비의 메인챔버에서 플라즈마 방전이 발생하지 않는 RPS (Remote Plasma System)등에 적용이 가능하며, 설치 및 분해이동과 운용이 용이한 장점이 있습니다. 하지만, SPOES는 오염성 가스 및 물질에 의한 오염에 취약한 단점이 있습니다. 예컨대, 플라즈마 방전에 의한 부산물들이 SPOES의 내부에 있는 윈도우의 렌즈에 부착되어 감도를 저하시켜, SEOES의 수명을 단축시킵니다. 또한 오염 물질이 SPOES 내부의 방전 CHAMBER에 증착되어 플라즈마 방전 효울을 저하시켜 센서의 효율을 저하시킵니다. 예를들면, 장비의 공정 챔버에서 배출되는 탄소와 같은 비금속성 오염물질과 텅스텐과 같은 금속성 오염물질이 SPOES의 방전 CHAMBER 내벽과 윈도우에 증착되어 오염을 유발합니다. 오염이 진행된 SPOES는 방전 CHAMBER의 오염으로 CHAMBER의 유전율을 변화시켜, 플라즈마 방전 효율의 저하를 가져오고, 윈도우의 오염은 빛의 투과율을 저하시켜, OES 신호의 감도를 저하시켜, SPOES 감도를 저하시키는 요인으로 작용합니다. 이러한 문제를 해결하기위한 방법으로 능동형 오염 방지 기술을 채용 하였습니다. 능동형 오염 방지 기법은 SPEOS의 방전 챔버에서 플라즈마 방전시 발생하는 진공의 밀도차를 이용하는 기술과 방전 챔버와 연결된 BYPASS LINE에 의해 발생되는 오염물질 자체 배기 시스템, 그리고 고밀도 플라즈마 방전을 일으키는 멀티 RF 기술 및 고밀도 방전을 일으키는 챔버 구조로 구성 되어 있습니다. 능동형 오염 방지 기법으로 반도체 공정에서 6개월 이상의 LIFETIME을 확보 할 수 있고, 고밀도 플라즈마로 인한 UV~NIR 영역의 감도 향상등을 확보 할 수 있습니다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.67-74
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• 2000

본 논문에서는 GIS내 파티클에 의해 발생할 수 있는 절연사고를 미연에 방지하고 또한 파티클의 상태를 파 악하기 위하여 GIS 41 파티클 상태에 따른 부분방전 신호를 측정하고 분석하였다. 본 논문에서는 GIS내 파티콜 의 상태를 4가지(전극부착시, 외함부착시, 스페이서 부착시, 자유운동시)로 모의하였으며, 이때 발생하는 부분방전 신호의 $\Phi$-Q-N 분포를 형태적으로 분석하였다 또한, $\Phi$-Q 분포에 대하여 통계적 연산자를 도입하여 파티 클 상태에 따른 부분방전 신호를 정량적으로 분석하였다. 그 결과 파티클 상태에 따른 $\Phi$-Q-N 분포의 형태적인 분석과 $\Phi$-Q 분포의 정량적인 분석으로 파티콜의 상태 구별이 가능하였다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제1권1호
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• pp.55-60
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• 1987

본 연구의 목적은 스펙트럼의 재흡수를 이용하여, 수은-아르곤 방전중의 63P 여기원자 농도를 결정하는 데 있다. 먼저, 평면거울을 사용한 경우의 재흡수 이론을 전개한 다음, 이를 수은-아르곤 방전에 적용시켜, 복잡한 미세구조를 갖는 수은의 visible-triplet lines에 있어서의 스펙트럼의 흡수계수와 측정된 흡수율사이의 수치적 관계를 구하였다. 이와함께, 흡수계수와 흡수원자농도사이의 관계를 이용하여, 방전관의 관벽온도를 변화시킨 경우와 방전전류를 변화시킨 경우에 있어서, 측정 흡수율에 상응하는 수은의 63P 여기원자 농도를 구하였고 다음과 같은 결과를 얻었다. ⅰ) 측정범위내에서 준안정원자의 농도는 63P1 상태의 농도보다 높다. ⅱ) 방전전류를 증가시킴에 따라 435.8[nm]의 재흡수가 급격히 증가하고, 그 결과 63P1 여기상태의 농도는 준안정원자에 비해 상대적으로 높은 증가속도를 보인다. ⅲ) 방전전류 증가시 준안정원자와 전자사이의 충돌이 빈번해져서 준안정원자의 증가속도가 둔화하는 대신 축적여기 또는 전리의 확률이 높아진다.