접합온도의 증가는 PN 접합 부분에서 생성된 열이 외부로 원활하게 방출되는 것을 저하시키고, 칩 내부에 남은 열이 전자와 정공의 비발광 재결합을 증가시켜 LED의 신뢰성과 내구성에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 PMS-50과 KEITHLEY 2430을 이용하여 FR4 PCB의 Via hole 구성에 따른 LED 패키지의 열적 광학적 특성을 분석하였다. Via hole 0.6 [mm]일 때 열 특성과 광 출력 특성이 가장 우수하였으며 Via hole 1.2 [mm]는 열 특성, 광 특성이 가장 떨어졌고, 열 특성은 곧바로 광 특성에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
실리콘 기판 위에 제작되는 실리카 물질은 낮은 가격, 파이버와의 높은 결합 효율 그리고 고집적화의 장점으로 PLC(Planar Light Circuit)에 사용되고 있다. PLC 광소자 중에서 열 광학 스위치(Thermo-optic switch)는, NⅹN 매트릭스 스위치와 Add/drop multiplexer 등 비교적 낮은 속도를 갖는 광 신호 처리를 위해 중요한 소자이다. 기존의 열 광학 스위치의 경우, 방향성 결합기를 사용한 Mach-Zehnder 구조로써, 위상 제어단에서 두 도파로 간의 광 전력 교환을 막기 위해 방향성 결합기의 양쪽 끝단에에 굽은 도파로를 이용한다. (중략)
(주)쎄트렉아이는 지구관측위성의 주 탑재체로 사용될 고해상도 전자광학카메라, EOS-C Ver.3.0을 개발 중이다. EOS-C Ver.3.0은 현재 운용중인 DubaiSat-1의 주 탑재체인 EOS-C Ver.2.0 개발 경험을 바탕으로 능동 열제어 방식과 수동 열제어 방식을 적절하게 혼용하여 보다 향상된 성능을 갖도록 설계되었다. 설계를 바탕으로 STM을 개발하여 인증(qualification) 수준의 열진공 시험을 수행하여 설계 여유(design margin)를 확인하였다. 또한 열평형 시험 결과를 이용하여 열제어계 설계에 사용한 열-수치 모델에 대한 검증 작업을 수행하였으며, 열-수치 모델이 실제 열적 특성을 잘 모사하고 있음을 확인하였다.
대부분의 반도체 소자의 고장 원인은 85%정도가 열로 인한 것이며, 고출력 LED는 인가된 에너지의 20%정도의 광으로 출력되며 나머지 80%가 열로 전환된다. 본 논문에서는 PMS-50과 KEITHLEY 2430을 이용하여 PCB 구조와 Via hole 구성에 따른 LED 패키지의 열적 광학적 특성을 분석하였다. 0.6mm의 Via hole을 가진 FR4 PCB의 열특성이 가장 우수하였으며, Via hole 0.6mm FR4 PCB의 경우 McPCB에 상응하는 광출력 특성을 보였다.
레이저 다이오드 TO 패키지 내부의 주요 부분과 히트싱크 구조의 열전달 특성을 전산모사를 통해 분석하고, 개선구조의 효율적 적용방안을 제안하였다. 열 병목 현상을 개선하기 위해, 레이저 다이오드 상부에 열 우회를 도모할 수 있는 방열구조물을 설치하는 것을 제안하였고, 열저항 단순모델 기대치와 비교하여 그 우회 효율 개선 정도를 더욱 향상시키는 적용 범위를 파악하였다. 열 병목을 감안하여 방열 도움 구조물을 적절히 추가함에 따라, 통상적인 기대 수준보다 더욱 향상된 열 우회 효율을 얻을 수 있었음을 보고한다.
그래핀(Graphene)은 탄소원자가 육각형 벌집(honeycomb)구조로 빼곡히 채워진 2차원의 단원자 층으로 역학적 강도와 우수한 화학적/열적 안정성 및 흥미로운 전기 전도 특성을 가지고 있다. 이러한 그래핀의 우수한 특성으로 인하여 현재 기초연구뿐만 아니라 응용연구 등 많은 연구들이 진행되고 있다. 일반적으로 그래핀의 우수한 물리적 특성들은 그래핀의 층수, 모서리(edge)구조, 결함(defect), 불순물 등에 의해 크게 좌우되는 것으로 알려져 있다. 따라서 그래핀의 구조 및 결함정도를 자유로이 제어하고 그에 따르는 특성 변화를 관찰하는 것은 기초연구의 측면에서 뿐만 아니라 향후 그래핀 응용에 있어서도 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 그래핀의 내산화 특성을 연구하기 위하여, 그래핀을 열 및 플라즈마 산화 분위기에 노출시킨 후, Raman 분광법을 이용하여 광학적, 구조적 변화를 분석함으로써 그래핀의 내산화 특성에 대하여 조사하였다. 그래핀은 실리콘 웨이퍼에 전자빔증착법으로 니켈박막을 증착한 후 열화학증기증착법으로 합성하였으며, 메탄가스를 원료가스로 $900^{\circ}C$ 전후에서 합성하였다. 합성한 그래핀은 산화반응 시 기판의 영향을 제거하기 위하여 트렌치 구조의 기판 위에 전사(transfer)함으로써 공중에 떠있는 구조를 구현하였다. 열 산화의 경우, 합성한 그래핀을 대기분위기의 고온($500^{\circ}C$) 챔버에 넣고 처리시간에 따른 특성변화를 살펴보았다. 플라즈마 산화의 경우는 공기를 이용하여 직류플라즈마를 발생시킨 후 0.4 W의 낮은 플라즈마 파워를 이용하여 플라즈마 산화처리와 특성평가를 매회 반복하였다. 그래핀의 특성분석은 Raman분광기와 광학현미경, 원자힘현미경(AFM) 등을 이용하여 분석하였으며, 상기 결과들은 향후 산화환경에서의 그래핀 응용소자 개발에 유용할 것으로 예상된다.
폴리에테르설폰(PES) 필름의 주사슬 연신에 의한 광학 특성 변화와 보상 필름으로 사용 환경온도에 따른 이들의 특성변화를 살펴보았다. 아울러 연신 및 열처리가 필름의 광학 특성 및 치수안정성에 미치는 영향을 함께 확인하였다. PES는 연신에 의하여 광학용 보상 필름으로 사용이 가능할 정도의 $R_e$ 값과 $R_{th}$ 값을 얻을 수 있었으며 이러한 값들은 반복적인 사용 환경 온도에 따라 변화되며 이를 최소화하기 위하여 열처리 공정이 필요함을 알 수 있었다. 연신된 PES 필름은 사용온도가 증가됨에 따라 연신에 의한 주사슬의 수축이 발생되며 그 이후 고유 특성인 열팽창이 일어나며, 연신에 의한 주사슬 배향에 의하여 열팽창계수는 다소 감소함을 알 수 있었다. 필름의 열처리는 열팽창계수에는 크게 영향을 미치지 않는 반면 열수축을 현저하게 감소시킴을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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