• 제목/요약/키워드: 세라믹메탈

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전기화학공정을 이용한 질화규소방열기판 상 금속 전극 형성에 관한 연구

  • 신성철;김지원;권세훈;임재홍
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.129.1-129.1
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    • 2016
  • 반도체, 디스플레이, PC 등 전자기기의 경우 소자 내 발생된 열로 인해 기기의 성능 및 효율, 수명 등이 감소하기 때문에 이러한 내부 열을 외부로 방출시켜줄 필요가 있다. 일반적으로 heat pipe나 냉각 팬(fan) 등의 외부장치에 의해 강제적으로 냉각해주는 기술이 있지만 휴대용 디바이스와 같이 작은 전자기기의 경우 소자 자체적으로 열전도 특성이 뛰어난 기판을 사용하여 열전도에 의해 열이 소자 밖으로 방출될 수 있도록 방열 설계를 해주어야 한다. 따라서 소자 전체를 지지해주고 열전도에 의해 방열 기능을 해주는 방열기판에 대한 관심이 증가하고 있다. 현재 가장 많이 사용되어지는 세라믹 방열기판으로는 알루미나가 있지만 보다 소자의 집적화와 고성능화로 인하여 열전도도가 높은 질화규소 기판의 요구가 증대되고 있다. 하지만 이러한 질화규소기판에 금속전극을 형성하는 기술은 종래의 알루미나 기판에 이용한 DPC(Direct Plated Copper), DBC(Direct Bonded Copper)기술을 적용할 수 없다. 그래서 현재는 메탈블레이징을 이용하여 전극을 형성하지만 공정비용 및 대형기판에 형성이 어려운 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 질화규소 방열기판에 전기화학공정을 통하여 밀착력이 우수한 금속 전극 회로층 형성에 대한 연구를 진행하였다. 질화규소 방열기판에 무전해 Ni 도금을 통하여 금속층을 형성하는데 이 때 세라믹 기판과 금속층 사이의 낮은 밀착력을 향상시키기 위해 습식공정을 통하여 표면처리를 진행하였다. 또한 촉매층을 $Pd-TiO_2$ 층을 이용하여 무전해 도금공정을 이용하여 Ni, 전극층을 형성하였다. 질화규소 표면에 OH기 형성을 확인하기 위해 FT-IR(Fourier-transform infrared spectroscopy)분석을 실시하였으며 OH 그룹 형성 및 silane의 화학적 결합으로 인해 금속 전극층의 밀착력이 향상된 것을 cross hatch test 및 scratch test를 통해 확인하였고 계면 및 표면형상 특성 등을 분석하기 위해 TEM(Transmission electron microscopy), SEM(Scanning electron microscopy), AFM(Atomic-force microscopy)등의 장비를 이용하였다.

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구동특성에 따른 세라믹 메탈 할라이드 램프의 전기적 특성 및 방전현상에 관한 연구 (Electrical Characteristics and Discharge Condition of Ceramic Metal Halide Lamp with Operating Property)

  • 장혁진;김남군;양종경;김우영;박형준;박대희
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.388-389
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    • 2009
  • The use of arc tubes made of ceramic material further enhanced some of the metal halide lamp's properties. These properties translate into higher efficacy with better color rendering, stable color through lamp long life. Recently, due to an increase in the application of the ceramic metal-halide lamp, the study for the property etc. according to Ballast's driving scheme and the study for arc tube material, optimization of gas and so on are being proceeded to improve the property of the lamp. Especially, to control ceramic metal-halide lamp, the vigorous study and practical use with respect to Electronic Ballast, which has been improved in the disadvantages of the conventional Magnetic Ballast are made. In this paper, Electrical characteristics and gas insulation destroy time are analyzed by comparing magnetic ballast with electronic ballast.

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방전관 형태 및 열화 조건에 따른 세라믹 메탈할라이드 램프의 흑화원인 분석 (Analysis of Wall Blackening Reason in Ceramic Metal Halide Lamp by Shape of Arc-tube and Degradation Condition)

  • 김우영;이세일;양종경;정영기;박대희
    • 전기학회논문지
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    • 제59권12호
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    • pp.2262-2267
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    • 2010
  • In order to analyze the reason of wall blackening, which affect the decline of lifetime in a ceramic metal halide lamp, we carried out the deterioration of ceramic tubes by a change in operating conditions with arc tubes of two types of spherical and cylindrical, and we have confirmed the cause of wall blackening through the analysis of element composition and spectrum from SEM/EDS and spectrum analyzer. Wall blackening of tungsten was shown by sputtering from ignition in 20 minute on/off condition and wall blackening from chemical reaction between PCA wall and rare earth halides was shown significantly in a condition without on/off test. Especially, the wall blackening and the decline of luminous flux were reduced by inner convection in spherical type arc tube. Moreover, the color temperature and color coordinate were changed by reduction of emission spectrum of Dy which causes the chemical reaction with PCA wall.

세라믹 메탈할라이드 램프의 아크튜브 열화현상 분석 (Analysis of Degradation Phenomena in Arc-Tube of Ceramic Metal Halide Lamp)

  • 김우영;이세일;양종경;장혁진;박대희
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제23권12호
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    • pp.996-1001
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    • 2010
  • Recently, the demand of ceramic metal halide lamp has been expanded. Therefore, the lamp with high efficiency and long lifetime are increasing and the evaluation of reliability is needed. In this paper, the degradation phenomena of ceramic metal halide lamp was studied. The lamp was tested for 3000 on/off cycles with each cycle having a duration of 20 minutes on and 20 minutes off based on the accelerated aging experiment based on "Reliability Standards RS C 0085". As result, the corrosion of arc tube and leak was appeared from reaction between inner wall of PCA and chemical elements, and distortion of electrode was resulted from difference of thermal expansion between arc tube of PCA and electrode. Also, the efficiency of lamp was decreased by the change of inner pressure, operation temperature, and driving voltage from wall blackening.

강압형 컨버터를 이용한 70W CDM 램프용 전자식 안정 기의 개발 (Development of an Electronic Ballast for 70W Ceramic Discharge Metal Halide Lamps with Step Down Converter)

  • 김일권;길경석;김진모
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제6권7호
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    • pp.1055-1061
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    • 2002
  • 본 논문은 70[w]급 세라믹 방전관 메탈할라이드 램프용 전자식 안정기의 설계 덴 제작에 대하여 기술하였다. 개발한 안정기는 정류회로, 능동성 역률개선회로, 하프브리지 인버터, LC 공진회로 및 제어회로로 구성되며, 램프의 재점등에 필요한 타이머 기능을 부가하였다. 점등시 램프에는 음향공명현상 과 플리커 현상 을 피하기 위하여 40[kHz]의 고주파 전압이 인가되도록 하였다. 실험결과로부터 역률과 효율은 각각 99.8[%] ,93.1[%]로 평가되었다.

강압형 컨버터를 이용한 70W CDM 램프용 전자식 안정기의 개발 (Development of an Electronic Ballast for 70W Ceramic Discharge Metal Halide Lamps with Step Down Converter)

  • 김일권;길경석;김진모
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
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    • pp.435-439
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    • 2002
  • 본 논문은 70[W]급 세라믹 방전관 메탈할라이드 램프용 전자식 안정기의 설계 및 제작에 대하여 기술하였다. 개발한 안정기는 정류회로, 능동성 역률개선회로, 하프브리지 인버터, LC 공진회로 및 제어회로로 구성되며, 램프의 재점등에 필요한 타이머 기능을 부가하였다. 점등시 램프에는 음향공명현상과 플리커 현상을 피하기 위하여 40[kHz]의 고주파 전압이 인가되도록 하였다. 실험결과로부터 역률과 효율은 각각 99.8[%], 93.1[%]로 평가되었다.

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음향 공명 현상을 고려한 세라믹 메탈핼라이드의 특성 분석과 PSpice 시뮬레이션을 통한 인버터 설계 (The Property Analysis of Ceramic Metal-Halide Lamp Considering Acoustic Resonance Phenomenon and Design of Inverter by the PSpice Simulation)

  • 장혁진;김남군;양종경;이종찬;박대희
    • 전기학회논문지
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    • 제58권10호
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    • pp.1989-1994
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    • 2009
  • This study purposes are improvement of system (lamp & ballast) efficacy with and optical characteristics through the developed ceramic arc tube. The designed electronic ballast is substituted for conventional magnetic ballast. These electric signal and optical, thermal characteristics through the improving efficacy of lighting system compared with conventional magnetic ballast. properties of lamp by driving method is researching in ballast. Particularly, electronic ballasts, which improved against weakness of Magnetic Ballast, are researching and applying to control of ceramic metal-halide lamp. but One major limitation is the acoustic resonance problem in CMH lamps at high-frequency operation. In order to avoid acoustic resonance, driving frequency decided 21[kHz]. Before discharge in this paper. The PSpice simulation result obtained sufficient voltage gain and the ignition voltage obtained over 3[kV] at 75[kHz]. After discharge, driving voltage obtained approximately 90[Vrms] at 21[kHz].

알루미나 크기에 따른 세라믹 코팅 분리막의 열적 특성 및 전기화학적 특성 (Dependence of Thermal and Electrochemical Properties of ceramic Coated Separators on the Ceramic Particle Size)

  • 박선민;유호준;김광현;강윤찬;조원일
    • 전기화학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.27-33
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    • 2017
  • 매우 좋은 에너지 저장장치인 리튬이차전지의 안전성은 전기화학반응이 일어나는 "양극/분리막(전해질)/음극"의 계에서 리튬이온전지의 분리막의 물리적 충격, 고온에 따른 손상에 기인하는 바가 크며, 특히, 폭발사고에서 분리막 손상에 의한 내부단락이 큰 영향을 끼친다. 고분자로 구성된 분리막의 열 안정성을 높이기 위해 세라믹이 얇게 코팅된 세라믹코팅 분리막이 최근 사용되고 있다. 폴리에틸렌계 분리막 위에 다양한 크기(IL = 488.5 nm, I = 538.7 nm, S = 810.3 nm, D = 1533.3 nm)의 $Al_2O_3$ 입자와 styrene-butadiene rubber(SBR) / carboxymethyl cellulose(CMC) 바인더를 섞어 만든 슬러리를 코팅하여 열 안정성을 측정한 후, 이를 분리막으로 하는 삼성분계 양극과 리튬메탈 음극의 코인 셀을 제작하여, 전기화학적 특성 변화를 관찰하였다.

브라켓 각도 변화에 따른 세라믹 브라켓의 마찰력 측정 (Evaluation of friction of ceramic brackets in various bracket-wire combinations)

  • 차정열;김경석;김동춘;황충주
    • 대한치과교정학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.125-135
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    • 2006
  • 최근 사용되고 있는 세라믹 브라켓의 마찰력을 측정하고 비교하고자 실험군으로 3종의 세라믹 브라켓(Crystaline $V^{(R)}$, Tomy, Tokyo, Japan; $Clarity^{(R)}$, 3M Unitek, CA; $Inspire^{(R)}$, Ormco, CA)을 사용하였으며 대조군으로 컴퍼짓 레진브라켓($Spirit^{(R)}$, Ormco, CA)과 메탈브라켓($Kosaka^{(R)}$, Tomy, Tokyo, Japan)을 사용하였다. 활주 시 마찰력은 4개의 브라켓-교정선 경사$(0^{\circ},\;5^{\circ},\;10^{\circ},\;15^{\circ})$에서 각각 측정되었으며 두 종의 교정선 [1. 스테인레스 스틸(Stainless Steel, SDS Ormco, Glendora, CA), 2. 베타-타이타늄(TMA, SDS Ormco, Glendora, CA)]이 사용되었다. 22 mil 브라켓을 만능시험기기에 부착한 후 $.021{\times}.025$ 크기의 교정선에 고무결찰한 후 $34^{\circ}C$의 건조상태에서 5 mm/min 속도로 교정 선을 활주시켰다. TMA 교정선은 스테인레스 스틸 교정선보다 높은 마찰력을 발생시켰으며 모든 브라켓 호선과의 조합에서 브라켓-교정선의 각도가 증가함에 따라 정적, 동적 마찰력이 증가하였다. $0^{\circ}{\sim}5^{\circ}$ 구간에서 마찰력의 크기는 스테인레스 스틸 교정선과 레진 브라켓 조합이 가장 낮게 측정되었으며 다음으로 Crystaline V, 금속 브라켓, Clarity, Inspire의 순으로 나타났다. TMA 교정선에서는 Crystaline V와의 조합이 가장 낮은 마찰력을, 다음으로 컴퍼짓 브라켓, Clarity, 금속 브라켓, Inspire 순으로 나타났다. $5^{\circ}$ 이상에서 마찰력이 급격하게 증가하였으며 스테인레스 스틸 교정선에서 레진 브라켓, Clarity, Crystaline V, 금속 브라켓, Inspire순으로 나타났다. TMA 교정선에서는 레진 브라켓, Crystaline V, Clarity, Inspire, 금속 브라켓 순으로 나타났다. 이때 호선 브라켓 조합에 대한 마찰력은 일반적으로 증가하였으나 마찰력 증가율의 차이로 인해 그룹간 마찰력의 순위가 서로 뒤바뀌는 경우가 관찰되었다. 실리카-삽입 세라믹 브라켓은 기존의 세라믹 브라켓보다 낮은 마찰력을 보여줄 뿐 아니라 브라켓-교정선의 경사도의 증가에서도 비교적 낮은 마찰력 증가율을 나타내어 세라믹 브라켓의 높은 마찰력을 감소시키는데 큰 역할을 할 수 있다고 생각된다.

알루미나($Al_2O_3$)세라믹과 알루미늄(A1050)과의 대기중 브레이징 접합에 관한 연구 (A study on the brazed bonding of alumina ceramic to aluminum in the air atmosphere)

  • 최영국;박성현;김윤해;김영식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제19권3호
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    • pp.50-61
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    • 1995
  • In recent years, many ceramic researchers have discoved various methods of joining ceramic to metal. However, most of these joining methods are perfomed under vacuum and pressured circumstances. So, when we join ceramic to metal,the proceedings are very complicated and require a very high cost. The purpose of this study is to develop a new joining method of an alumina ceramic to an aluminum metal in air atmosphere. The joining condition, such as copper metallizing, nickel plating, brazing, etc. was investigated through the shear strength test of the trial joint. The results obtained from the above experimenta are summarized as follows : 1) In the case of the $Al_2O_3$/$Al_2O_3$joint, the shear strength of the joint was affected by the various foctor such as kaolin content, copper metallizing thickness, firing temperature, firing time. 2) The better shear strength of the $Al_2O_3$/Al joint was obtained when Ni plating was conducted under higher current density than existing plating condition. 3) The shear strength of the $Al_2O_3$/Al joint increases with the Ni plating thickness is confined to the range of this paper. 4) The shear strength of the thermal-shocked specimen($Al_2O_3$/Al joint) was far more deteriorated than that of the as-bonded specimen.

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