• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.3
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• pp.287-294
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• 2013

The roll-to-roll (R2R) printed electronics system is one of the most promising technologies for the printed electronics industry because of several advantages in terms of productivity and cost. In the R2R printed electronics system, the characteristics of the printed patterns are an important issue that determines the functional quality of the printed matter. This study analyzed how several main factors may affect the characteristics of printed patterns, especially the thickness and surface roughness. The statistical model for estimation of the printed pattern was developed as a function of the main factors using the design of experiment (DOE) methodology. Based on the statistical analysis results, the R2R printed electronics system can be designed to control the characteristics of printed patterns.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2005.05a
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• pp.180-183
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• 2005

본 논문에서는 인쇄체 아라비아 숫자를 인식하기 위해 가중 템플릿 정합 방법을 제안한다. 가중 템플릿 정합은 패턴의 특징이 나타나는 영역에 해밍거리(Hamming Distance) 의 가중치를 두어 패턴 특징을 강조하여 숫자 패턴의 인식률을 높이는 것이다. 또한 패턴의 표면을 울퉁불퉁한 영상으로 만드는 한 두 픽셀의 랜덤 노이즈를 제거하기 위하여 본 연구에서는 트리밍(trimming) 기법을 적용하였다. 실험에서는 트리밍을 하지 않고 단순 템플릿 정합을 사용했을 때의 혼돈 행렬(confusion matrix)과 트리밍을 한 후 가중 템플릿 정합을 사용했을 때 혼돈 행렬을 서로 비교해 인식률이 크게 향상된 것을 보인다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.66.2-66.2
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• 2012

프린팅공정을 이용한 패터닝 기술은 디스플레이, 태양전지, RFID 등 다양한 분야에서 각광을 받고 있다. 프린팅공정은 대면적 패터닝 공정이 가능하며, 다단계 공정인 Litho보다 공정이 단순하다는 장점이 있지만, 현재까지 원하는 크기와 두께의 패턴구현이 쉽지 않다는 단점이 있다. 프린팅 공정을 전자소자의 패터닝 기술로 사용하기 위해서는, 다양한 선폭과 선 두께를 자유자재로 구현하는 것이 가능해야 한다. 또한 미세한 선폭을 인쇄할 수 있을 수록 더 미세한 전자소자 또는 디스플레이 소자를 만들어 낼 수 있으며, 박막을 구현하는 것은 유기소자를 인쇄방식으로 하기 위해서는 필수적이다. 본 논문은 이러한 정밀한 패터닝이 가능한 롤 인쇄 공정의 기본 메커니즘을 설명하고 이를 이용한 미세 박막 인쇄 공정을 실험을 통해 검증하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.12.2-12.2
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• 2009

전자 디스플레이 산업의 중요성과 미래사회에서 요구되는 정보기기로써 유연한 기판을 사용한 소자에 대한 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이들 산업에 응용되기 위해서는 저비용, 고생산 공정이 요구되고 있다. 이를 위해 인쇄전자 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 금속배선은 모든 소자의 기본이면서 낮은 저항과 높은 신뢰성을 동시에 요구하고 있어 인쇄전자 기술이 해결해야 할 가장 어려운 난제 중의 하나이다. 따라서 본 연구에서는 낮은 저항과 높은 신뢰성을 만족시킬 수 있는 새로운 금속배선 공정으로서 폴리이미드 필름을 초발수 처리한 후 친수 패턴을 하여 전도성 잉크에 함침함으로서 친수 패턴을 따라 금속배선이 이루어 지도록 하는 방법을 제안하고자 한다. 폴리이미드 필름의 표면을 플라즈마 처리하여 표면에 나노돌기를 형성시키고 불소기를 함유한 코팅층을 형성시킴으로써 물에 대한 접촉각이 $150^{\circ}$이상이 되도록 초발수 처리할 수 있었다. 초발수 처리된 폴리이미드 기판에 쉐도우 마스크를 사용하여 UV조사함으로써 조사된 부분만 친수성을 가지는 패턴을 형성하였다. 이렇게 친수 패턴이 제작된 초발수 폴리이미드 유연기판을 실버잉크에 함침함으로써 선폭 $200{\mu}m$를 가지는 금속배선을 형성시켰다. 형성된 금속배선의 단면 형상을 측정하였으며, 열처리를 통하여 비저항이 $30{\mu}{\Omega}$-cm를 얻을 수 있었다. 통상 1회의 함침으로는 금속배선의 두께가 150nm정도로 금속배선으로 사용하기에는 얇아 배선의 두께를 증가시키기 위하여 수 회 함침을 시도하여 $2{\mu}m$의 두께로 증가시킬 수 있었다. 이때 선폭과 선간 간격은 크게 변하지 않고 두께만 증가시킬 수 있었다. 이는 금속배선을 형성한 후에도 폴리이미드 유연기판의 초발수성은 그대로 유지되어 여러번 함침할 때 잉크가 이미 형성된 배선에만 묻게 되어 두께는 증가하나 선폭과 선간 간격은 증가하지 않는 것으로 판단된다. 사용한 실버잉크는 실버의 함량은 10~20wt%인 수계 잉크였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.2
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• pp.173-178
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• 2012

Currently, active research is being performed on printing of electronic devices such as RFID devices, flexible displays, solar cells, and e-paper. This technique has several advantages over existing technologies such as lithography and etching. In particular, RFID devices, flexible displays, solar cells, and e-paper require flexibility and a mass production system. Thus, attention is being focused on the roll-to-roll process. High quality should be guaranteed in the roll-to-roll printed electronics systems, and good thickness and roughness qualities must be ensured. Experimental design was applied to this problem to analyze the main effects and interaction effects of various factors. Matching technology between the nip roll characteristics and the quality of the print pattern in roll-to-roll printed electronics systems was proposed to improve the printing quality.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.203-203
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• 2011

최근 전자, 정보통신기기의 고기능, 고속화, 소형화, 경량화 요구에 따라 반도체 소자인 LSI와 함께 인쇄회로기판도 해가 갈수록 고밀도, 고다층화, 얇고 균일한 도금과 함께 밀착성향상 추세로 급속하게 진행되고 있다. 인쇄회로기판에서 표면처리는 매우 광범위하고 많은 문제점이 있지만 고주파노이즈감소를 위하여 도금두께 균일화 평활면의 접착, 파인패턴 형성과 절연성이 가장 중요하다.

• The Proceeding of the Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.20 no.6
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• pp.17-26
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• 2009

본 논문에서는 글라스 인쇄형 안테나의 최신 설계 방법에 대해 기술하였으며, 제안된 설계 방법을 이용한 차량 글라스 안테나의 설계 예제를 보여주었다. 먼저 현재 사용되고 있는 차량용 안테나들을 조사하고 각 안테나의 장 단점을 확인하여 글라스 인쇄형 안테나의 필요성을 살펴보았으며, 차종에 따른 글라스 인쇄형 안테나의 제한 사항과 설계 시 우선시 되어야 할 설계 목표를 제시하였다. 다음으로 안테나의 설계 방법을 사전 준비 단계, 성능 최적화 단계, 양산 최적화 단계로 분류하고, 각 단계의 세부적인 절차를 검토한 후, 제시된 설계 방법을 이용하여 설계된 FM 라디오 수신을 위한 RV용 단일 쿼터 글라스 안테나와 세단용 다중 리어 글라스 안테나의 설계 예제를 살펴보았다. RV용 단일 쿼터 글라스 안테나는 안테나의 복사 이득이 최대가 되도록 안테나를 최적화하였고, 반무반사실에서 반사 손실과 복사이득의 성능을 측정하였다. 세단용 다중 리어 글라스 안테나는 두 안테나의 복사 패턴으로부터 채널, 용량이 최대가 되도록 안테나를 최적 설계하였으며, 반무반사실 측정과 함께 약전계 측정을 통해 두 안테나의 상관계수를 계산하였다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.42 no.4
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• pp.716-722
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• 2017

In this paper, a fully printed NFC tag operating at 13.56 MHz was designed and fabricated using silver nano-paste and carbon ink. The proposed NFC tag has a printed coil with an inductance of $2.74{\mu}H$ on a PI film for application to an NFC tag IC with an internal capacitance of 50 pF. Screen printing technology used in this paper has advantages such as large area printing for mass production, low cost and eco-friendly process compared to conventional PCB manufacturing process. The proposed structure consists of a circular coil implemented as a single layer using silver nano-paste and carbon ink, a jumper pattern for chip mounting between the outer edge and the center of the coil, and an insulation pattern between the coil and the jumper pattern. In order to verify the performance of the proposed NFC tag, we performed the measurements of the printing line width, thickness, line resistance, adhesion and environmental reliability, and confirmed the suitability of the NFC tag based on the full-printed manufacturing method.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.532-532
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• 2008

본 연구에서는 Embedded 기판용 폴리머 후막저항의 허용편차 개선을 위하여 새로운 후막 패터닝 기술을 도입하는 연구를 실시하였다. 기존의 Embedded 기판용 폴리머 후막저항은 스크린 인쇄에 의하여 형성됨에 따라 패턴의 정밀성이 떨어지고 기판 상 위치별 두께편차에 의하여 저항값의 허용편차(tolerance)가 ${\pm}$20~30% 정도로 큰 단점을 가지고 있다. 따라서 경화 후 laser trimming 공정을 필수적으로 동반하게 된다. 이를 개선하기 위하여 본 연구에서는 알칼리 수용액에 현상이 가능한 감광성 레진을 이용하여 폴리머 후막저항 페이스트를 제작하는 것과 함께 기판 전면에 균일한 두께로 인쇄하는 roll coating 방법을 도입하는 실험을 수행하였다. 알칼리 현상형의 감광성 레진 시스템은 노광 및 현상에 의해 정밀한 패턴을 구현할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 본 연구에는 A사의 일액형 레진과 T사의 이액형 레진을 사용하였다. 여기에 전도성 필러로서 카본블랙을 첨가하였는데, 그 첨가량의 조절에 따른 후막저항의 시트저항값 변화와 현상 특성을 관찰하였다. 테스트 보드는 FR-4 기판 상에 전극 형상의 동박을 패터닝 후 Ni/Au 도금까지 실시하여 제작하였고, 이 테스트 보드 상에 별도로 제작된 저항 페이스트를 도포한 후 저항체 패턴이 입혀져 있는 Cr 마스크를 이용하여 노광하였다. 이후 현상 공정을 통하여 저항체를 패터닝하고, 이를 $200^{\circ}C$에서 1시간 열경화하는 것으로 후막 저항 테스트쿠폰을 제작하였다. 실험결과 roll coating에 의해 도포된 후막저항체들은 균일한 두께 범위를 나타내었고, 이에 따라 최종 경화 후 허용편차도 통상 ${\pm}$5~10% 이내로 제어될 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.179-179
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• 2006

산업기술의 고도화에 따른 IT 산업의 급속한 발전으로 각종 전자, 정보통신기기에 대해 더욱 소형화 고성능화를 요구하고 있다. 이와 같은 경향에 따라 더욱 향상된 기능을 가지고 각종 소자 부품의 개발과 동시에 유독 물질 발생이 없는 청정생산기술 개발에 대한 요구가 끊임없이 제기 되어 왔다. 이러한 요구에 부응하여 기술들이 개발되고 있으며 그 중의 하나로 잉크젯 프린팅 기술이 연구되고 있다. 특히 Dod(Drop on Demand) 방식의 잉크젯은 가정용 프린터로 개발되어 널리 보급된 기술이지만, 이 기술을 PCB 제조기술에 전용하면 친환경 생산공정으로 부품 성장밀도를 증대 시킬 수 있다. 기존의 PCB 제조기술은 전극과 신호 패턴을 형성시키기 위하여 노광공정과 에칭공정을 반복적으로 사용하고 있는데, 노광공정에서 쓰이는 마스크와 유틸리티 설비 유지 비용의 문제가 대두되고 있다. 노즐로부터 분사된 잉크 액적들의 집합으로 기판위에 점/선/면의 인쇄이미지를 구현하게 된다. 그러므로 인쇄 해상도는 잉크액적 및 인쇄 방법, 기판과의 상호작용에 크게 의존하게 된다. 잉크 액적과 기판의 상호작용에 영향을 미치는 요소로는 잉크의 물리화학적 물성(밀도, 점도, 표면장력), 잉크 액적의 충돌 조건(액적 지름, 부피, 속도), 그리고 기판의 특성(친수/소수성, Porous/Nonporous, 표면조도 등)을 들 수 있겠다. 우선적으로 노즐을 통과해서 분사되는 액적의 크기에 따라 기판위에 형성되는 라인의 두께 및 폭이 결정된다. 떨어진 액적이 기판위에서 퍼지는 것을 UV 조사를 통한 가경화 과정을 통해서 최종적으로 라인의 투께 및 폭을 조절하려고 한다. 따라서 선폭 $75{\mu}m$의 일정한 미세 배선을 형성시키기 위해 액적 크기 조절과 탄착 resist 액적 표면의 UV 가경화 조건으로 구현하려고 한다. 또한 DPI(Dot Per Inch) 조절을 통한 인쇄로 탄착 resist의 두께 확보 후 에칭시 박리되는 현상을 억제 시키려 한다.