• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.245-245
• /
• 2010

최근에 반도체 소자 및 마이크로머신, 바이오센서 등에 사용되는 미세 부품에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 미세 부품을 제작하기 위한 MEMS 공정은 대표적으로 화학용액을 이용한 습식식각, 플라즈마를 이용한 건식식각 등이 주를 이룬다. Micro blaster는 경도가 강하고 화학적 내성을 가지며 용융점이 높아 반도체 MEMS 공정에 어려움이 있는 기판을 다양한 형태로 식각 할 수 있는 기계적인 식각 공정 기술이라 할 수 있다. Micro blaster의 식각 공정은 고속의 날카로운 입자가 공작물을 타격할 때 입자의 아래에는 고압축응력이 발생하게 되고, 이 고압축 응력에 의하여 소성변형과 탄성변형이 발생된다. 이러한 변형이 발전되어 재료의 파괴 초기값보다 크게 되면 크랙이 발생되고, 점점 더 발전하게 되면 재료의 제거가 일어나는 단계로 이루어진다. 본 연구에서는 micro blaster 장비를 반도체 MEMS 공정에 적용하기 위한 식각 특성에 관하여 확인하였다. Micro blaster 장비와 식각에 사용한 파우더는 COMCO INC. 제품을 사용하였다. Micro blaster를 $Al_2O_3$ 파우더의 입자 크기, 분사 압력, 기판의 종류, 노즐과 기판과의 간격, 반복 횟수, 노즐 이동 속도 등의 공정 조건에 따른 식각 특성에 관하여 분석하였다. 특히 실제 반도체 MEMS 공정에 적용 가능한지 여부를 확인하기 위하여 바이오 PCR-chip을 제작하였다. 먼저 glass 기판과 Si wafer 기판에서의 식각률을 비교 분석하였고, 이 식각률을 바탕으로 바이오 PCR-chip에 사용하게 될 미세 홀과 미세 채널, 그리고 미세 챔버를 형성 하였다. 패턴을 형성하기 위하여 TOK Ordyl 사의 DFR(dry film photoresist:BF-410)을 passivation 막으로 사용하였다. Micro blaster에 사용되는 파우더의 직경이 수${\mu}m$ 이상이기 때문에 $10\;{\mu}m$ 이하의 미세 채널과 미세홀을 형성하기 어려웠지만 현재 반도체 MEMS 공정 기술로 제작 연구되어지고 있는 바이오 PCR-chip을 직접 제작하여 micro blaster를 이용한 반도체 MEMS 공정 기술에 적용 가능함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.286-286
• /
• 2010

최근에 환경 오염과 화석 에너지의 고갈 문제를 해결하기 위하여 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양전지 연구에서 가장 이슈가 되는 부분은 저가격화와 고효율이다. 상용화 되어 있는 대부분의 태양전지는 단결정 실리콘 웨이퍼와 다결정 실리콘 웨이퍼를 사용한다. 실리콘 웨이퍼의 원자재 가격을 낮추는 방법에는 한계가 있기 때문에 태양전지 제작 공정에서 공정 단가를 낮추는 방법이 많이 연구되고 있고, 실리콘 웨이퍼가 가지는 재료의 특성상 화합물을 이용한 태양전지 보다 낮은 효율을 가질 수밖에 없기 때문에 반도체 소자 공정을 응용하여 실리콘 웨이퍼 기판에서 고효율을 얻는 방법으로 연구가 진행 되고 있다. 본 연구에서는 마이크로 블라스터를 이용하여 태양전지 cell 상부에 AG(anti-glare)를 가지는 유리 기판을 형성하여 낮은 단가로 태양전지 cell의 효율을 향상시키기 위한 연구를 진행 하였다. 태양전지 cell 상부에 AG를 가지는 유리 기판을 형성하게 되면 태양의 위도가 낮아 표면에서 대부분 반사되는 태양광을 태양전지 cell에서 광기전력효과가 일어나게 하여 효율을 향상시킨다. 이때 사용한 micro blaster 공정은 고속의 입자가 재료를 타격할 때 입자의 아래에는 고압축응력이 발생하게 되고, 이 고압 축응력에 의하여 소성변형과 탄성변형이 발생된다. 이러한 변형이 발전되어 재료의 파괴 초기값보다 크게 되면 크랙이 발생되고, 점점 더 발전하게 되면 재료의 제거가 일어나는 단계로 이루어지는 기계적 건식 식각 공정 기술이라 할 수 있다. 먼저 유리 기판에 마이크로 블라스터 장비를 이용하여 AG를 형성한다. AG는 $Al_2O_3$ 파우더의 입자 크기, 분사 압력, 노즐과 기판과의 간격, 반복 횟수, 노즐 이동 속도 등의 공정 조건에 따른 유리 기판 표면에서의 광학적 특성 및 구조적 특성에 관하여 분석하였다. 일반적인 태양전지 cell 제작 공정에 따라 cell을 제작 한후 AG 유리 기판을 상부에 형성시키고 솔라시뮬레이터를 이용하여 효율을 측정하였다. 이때 솔라시뮬레이터의 광원이 고정되어 있기 때문에 태양전지 cell에 기울기를 주어 태양의 위도 변화에 대해 간접적으로 측정하였다. AG 유리 기판이 태양전지 cell 상부에 형성 되었을 때와 없을 때를 각각 비교하여 AG 유리 기판이 형성된 태양전지 cell에서의 효율 향상을 확인하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.9 no.4
• /
• pp.235-242
• /
• 2005

This study is on the evaluation of performance of polymer cement mortar which is used for pre-wetting spray method. Pre-wetting spray method is an epoch-making method to repair concrete structures damaged, which is added a small quantity water preciously to dry mortar to reduce dust and rebound and spray mortar mixed with fixed quantity water at nozzle before spray. The result showed that physical performance such like compressive, flexural and adhesive strength of polymer cement mortar, TS 100 used for pre-wetting spray method was superior to other repair mortar. Also durable performance such as resistance on permeability of chloride ion, carbonation, chemical and freezing-thawing was excellent.

• Journal of Digital Convergence
• /
• v.10 no.5
• /
• pp.283-288
• /
• 2012

This study was undertaken to investigation the spray characteristics of the twin fluid atomization nozzle system. The light oil was injected at the normal temperature and injection pressure was 5 bar - 10 bar by 1 bar and volume flow was 0.5, 1.0 and 2,0 mmH2O(X10-2). We measured the SMD of sprayed droplet to study spray characteristics. The following conclusions were reached from the results of these study. 1. The more injection pressure increased, the more SMD decreased. 2. The more measuring distance between pressure nozzle tip and analyser beam increased, the more SMD increased. 3. SMD of the blower-air-added injection system were shown, increasing volume flow decreased respectively. The result of this study indicated the blower-air-added injection system induced beneficial changes in SMD. And it will be considered important indicator for spray characteristics design and performance evaluation of twin fluid atomization nozzle system.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• v.y2005m4
• /
• pp.299-304
• /
• 2005

The design procedures of full-scale combustion chamber with chamber pressure of 53bara, mass flow rate of 90kg/s, combustion efficiency of $94\%$ and specific impulse at ground of 253sec were described. The details of combustion performance and geometrical parameters were also given. Full-scale combustion chamber consists of the combustor head with injector/baffle and the chamber/nozzle with regenerative cooling channels. The design results of combustion chamber with ablative materials, detachable injector head with SUS baffle or baffle injector and chamber body for ground hot firing tests were given in this paper.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.482-482
• /
• 2013

반도체 소자의 미세화와 더불어 세정공정의 중요성이 차지하는 비중이 점점 커지고, 이에 따라 세정 기술 개발에 대한 요구가 증대되고 있다. 기존 세정 기술은 화학약품 위주의 습식 세정 방식으로 표면 손상, 화학 반응, 부산물, 세정 효율 등 여러 가지 어려움이 있다. 따라서 건식세정 방식이 활발하게 도입되고 있으며 대표적인 것이 에어로졸 세정이다. 에어로졸 세정은 기체상의 작동기체를 이용하여 에어로졸을 형성하고 표면 오염물질과 직접 물리적 충돌을 함으로써 세정한다. 하지만 이 또한 생성되는 에어로졸 내 발생 입자로 인해 패턴 손상이 발생하며 이러한 문제점을 극복하기 위하여 본 연구에서는 가스클러스터 장치를 이용한 세정 특성 평가에 관한 연구를 수행하였다. 가스 클러스터란 작동기체의 분자가 수십에서 수백 개 뭉쳐 있는 형태를 뜻하며 이렇게 형성된 클러스터는 수 nm 크기를 형성하게 된다. 그리고 짧은 시간의 응축에 의해 수십 nm 크기까지 성장하게 된다. 에어로졸 세정과 다르게 클러스터가 성장할 환경과 시간을 형성하지 않음으로써 작은 클러스터를 형성하게 되며 이로 인해 패턴 손상을 최소화 하고 상대적으로 높은 효율로 오염입자를 제거하게 된다. 클러스터 세정 장비를 이용한 표면 처리는 충돌에 의한 제거에 기반한다. 따라서 생성 및 가속되는 클러스터로부터 대상으로 전달되는 운동량의 정도가 세정 특성에 영향을 미치며 이는 생성되는 클러스터의 크기에 종속적이다. 생성 클러스터의 크기 분포는 분사 거리, 유량, 분사 각도, 노즐 냉각 온도 등의 변수에 관한 함수이다. 따라서 본 연구에서는 $CO_2$ 클러스터를 이용한 세정 특성을 평가하기 위하여 이러한 변수에 따라서 오염 입자의 종류, 크기에 따른 PRE (particle removal efficiency)를 평가하고 다양한 선폭의 패턴을 이용하여 손상 실험을 수행하였다. 제거 효율에 사용된 입자는 $CeO_2$와 $SiO_2$이며, 각각 30, 50, 100, 300 nm 크기를 정량적으로 오염시킨 쿠폰 웨이퍼를 제조하여 세정 효율을 평가하였다. 정량적 오염에는 SMPS (scanning mobility particle sizer)를 이용한 크기 분류와 정전기적 입자 부착 시스템이 사용되었다. 또한 패턴 붕괴 평가에는 35~180 nm 선폭을 가지는 Poly-Si 패턴을 이용하였다. 실험 결과 클러스터 형성 조건에 따라 상대적으로 낮은 패턴 붕괴에서 95% 이상의 높은 오염입자 제거효율을 전반적으로 보이는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이론적 계산에 기반하여 세정에 요구되는 클러스터 크기를 가정하고, 이를 통하여 세정에 적용할 경우 높은 기존 세정 방법의 단점을 보완하면서 높은 세정 효율을 가지는 대체 세정 방안으로 이용할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2008.05a
• /
• pp.133-137
• /
• 2008

Results of combustion tests performed for a regenerative cooling combustor of a 30 tonf-class liquid rocket engine were described. The combustion chamber has chamber pressure of 60 bar, propellant mass flow rate of 89 kg/s, and nozzle expansion of 12. The combustion chamber is composed of mixing head, baffle injector, and regenerative cooling chamber. The hot firing tests were performed at design and off-design points. The test results show that the combustion characteristic velocity is in the range of 1738${\sim}$1751 m/sec and the specific impulse of the combustion chamber is in the range of 253${\sim}$270 sec. The peak of combustion characteristic velocity and specific impulse for this combustor is shown at mixture ratio of 2.35 and 2.5, respectively.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.9 no.4
• /
• pp.48-54
• /
• 2005

An experimental study was carried out to investigate the effect of film cooling in the lab-scale liquid rocket engine using liquid oxygen(LOx) and Jet A-1(Jet engine fuel) as propellants. Film coolants(Jet A-1 and water) was injected through the film cooling injector. The outside wall temperature of the combustor and film cooled length were determined for chamber pressure, mixture ratio, and the different geometries(injection angle) with the percent film coolant flow rate. The loss of characteristic velocity was determined for the case of film cooling with water and Jet A-1. As chamber pressure increased, the outside wall temperature increased in the nozzle but unchanged over the 9 percent film coolant flow rate for the combustion chamber used in this study. Characteristic velocity wasn't affected with the mixture ratio over the 9 percent film coolant flow rate.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• v.29 no.3
• /
• pp.217-224
• /
• 2004

This research was conducted to test the feasibility of utilizing high-pressure water jets of over 1.0㎫ as a means of breaking and peeling garlic bulbs. High-pressure plunger pumps and flat-spray nozzles of varying orifice diameters and spray angles were utilized to supply water jets into a prototype peeling chamber made of transparent acrylic plates. Water jets were discharged from a total of six nozzles installed in such a way that three parallel nozzles face the other three. The cross-sectional area of the peeling chamber and the installation angle of the nozzles had critical effects on peeling performance. Small cross-sectional area was required so that total impact force of water jets on garlic could be increased. The optimum installation angles were around 4, 8, and 16$^{\circ}$ for the nozzles having 15, 40, and 65$^{\circ}$ spray angles, respectively. Best performance with 61.4% of completely-peeled garlics was obtained at a pressure of 1.94㎫ and a flow rate of 9.07 $\ell$/min for each nozzle. The peeling efficiency of the system was generally unsatisfactory due to the limited flow rate of the plunger pumps utilized. For better performance, it is recommended to increase flow rate while reducing operating pressure by utilizing other type of pumps.

• Journal of ILASS-Korea
• /
• v.8 no.2
• /
• pp.1-6
• /
• 2003

The liquid phase LPG injection (LPLI) system (the third generation technology) has been considered as one of the next generation fuel supply systems for LPG vehicles, since it has a very strong potential to accomplish the higher power, higher efficiency, and lower emission characteristics than the mixer type(the second generation technology) fuel supply system However. when a liquid LPG fuel is injected into the inlet duct of an engine, a large quantity of heat is extracted due to evaporation of fuel. This leads to freezing of the moisture in the air around the outlet of a nozzle, which is called icing phenomenon. It may cause damage to the outlet nozzle of an injector or inlet valve seat. In this work, the experimental investigation of the icing phenomenon was carried out The results showed that the icing phenomenon and process were mainly affected by humidity of inlet air instead of air temperature in the inlet duel. Also, it was observed that the total ice formed around the nozzle weighs at about $150mg{\sim}260mg$ after injection for ten minutes. And some fuel species were found in the ice attached at the front side of a nozzle, while frozen ice attached at the back of a nozzle was mostly' consisted of moisture of inlet air. Therefore, some frozen ice deposit. detached from front nozzle of an injector, may cause a problem of unfavorable air fuel ratio control in the small LPLI engine.