• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.161.1-161.1
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• 2015

복합소재는 두가지 이상의 서로 다른 물질을 조합하여, 단일 물질이 가질 수 없는 뛰어난 특성을 가진 소재로 그 중 전기 전도성 복합소재는 일반적으로 폴리머와 전도성 필러의 혼합을 통해 만들어 전자파 차폐, 대전 방지 등의 목적으로 사용되고 있다. 종류에 따라 기존 금속 소재에 비해 가볍거나 탄성율이 높은 등의 장점이 있으나 필러나 레진에 따라 재활용에 어려움이 있으며 전도성 필러로 주로 쓰이는 카본블랙 등이 석유/천연가스 등의 한정적 자원으로부터 만들어짐에 따라 환경적인 이슈가 최근 부각되고 있다. 목재는 가장 널리 쓰이는 소재 중 하나로 재생 가능하며 친환경적인 특성으로 인해 더욱 다양한 분야로의 활용이 모색되고 있다. 본 연구에서는 목재 소재의 탄화를 통해 만들어진 탄화목분의 전도성 필러로의 적용가능성을 시험하고자 CBT 레진과 탄화목분 필러의 복합소재를 제작하였다. 탄화 목분 복합소재의 전도성은 20 wt% 필러 함량 기준 카본블랙 복합소재 전도도에 20%에 이르렀으며, 전도도의 향상을 위해 필러의 플라즈마 처리 시 복합소재의 전도도가 급격히 향상되어, 카본 블랙 복합소재 전도도의 3배에 이르렀다. 플라즈마 처리가 탄화목분 복합소재의 전도도향상에 미치는 영향을 분석하기 위해 micro-CT, TGA 분석을 수행하였으며, 플라즈마 처리 시 탄화 목분 필러가 일부 미분화 되어 복합소재의 전도도를 향상하는 것으로 나타났다. 이와 같이 탄화 목분의 전도성 복합소재 적용과, 탄화목분의 플라즈마 처리를 통해 친환경적일 뿐만아니라 전도도도 우수한 복합소재를 구현하였으며, 실험적으로 전도도 향상 메커니즘을 확인하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.5
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• pp.500-504
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• 2010

The PU-g-MWNTs/PU film was synthesized by simple blending method to fabricate composites which have excellent mechanical and electrical properties. PU-g-MWNTs based composite revealed much enhanced dispersity than pristine MWNTs composite because of interfacial interaction related with interfacial compatibility between polymer matrix and PU on the MWNTs surface. The electro-conductivity of composite was measured as a function of PU-g-MWNTs concentration. The results were correlated with percolation threshold theory. As a result, the critical concentration and exponent of electro-conductivity behavior was equal to 0.78 wt% and 0.945.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2001.10a
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• pp.314-315
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• 2001

전기 전도성 고분자는 폴리 아세틸렌을 적절한 electron withdrawing group이나 electron donating group을 이용하여 도핑하면 전도도의 증가를 가져온다는 보고 이래로 활발하게 연구되어져 왔다. 그 중에서 폴리피롤은 높은 전도도와 산화안정성, 인체에 무해한 특성 때문에 여러 분야에 응용되고 있으며 분자전자장치나 고체 배터리의 전극, 축전기의 고체 전해질, 전자파 차폐 재료, ion센서, 위장막의 제조 등의 용도전개 잠재력이 무궁하다. (중략)

• Membrane Journal
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• v.33 no.5
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• pp.248-256
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• 2023

Indium tin oxide (ITO) transparent electrode film has been widely adopted for the various applications such as display and electric vehicle. In this paper, we studied how to enhance the thermoforming stability of ITO film by applying the highly conductive Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) thin layer. Based on the change of sheet resistance value, the influence of the additional solvent with different boiling point was investigated for the PEDOT:PSS coating solution. In addition, by analyzing optical transmittance and Raman spectrum, we confirmed the key mechanism which determine the final electrical conductivity of the PEDOT:PSS on ITO film using an ethylene glycol solvent. The final ITO transparent electrode coated with PEDOT:PSS performed the outstanding endurance of electrical conduction even in 126% stretching condition.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.1
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• pp.52-57
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• 1998

기존 산화물 투명전극에 비해 더욱 우수한 전기전도성을 가지는 다층구조의 투명전도막을 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용해 제작하였다. 전기전도성을 극대화하기 위해 비저항이 가장 낮은 Ag 금속을 사용하고, 금속층의 상하부에 반사광을 재반사시키는 산화물층을 형성시킨 다층막구조를 이용하였다. Ag 금속막은 충분한 투과율과 전기전도성을 확보하기 위해 연속된 막을 이루기 시작하는 두께인 140$\AA$로 증착하였고, ITO 박막은 가시광 영역의 반사광을 재반사시키는 최적의 두께인 600$\AA$ 내외로 증차하였다. Ag 박막의 증착조건과 후속 ITO 박막증착공정은 Ag박막의 특성에 영향을 미치므로 다층막의 전기적, 광학적 특성은 이들 증착 조건에 민감한 영향을 받음을 확인하였다. 상온에서 Ag박막을 형성하고 ITO박막은 7mTorr의 낮은 압력에서 증착하여 제작한 투명전도막은 SVGA 급의 STN-LCD용 투명전극으로 사용 가능한 4Ω/ㅁ 이하의 낮은 면저항과 빛의 파장이 550nm일 때 85%이상의 투과도를 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.202-202
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• 2012

유연성 투명 전도막은 현대 전자산업의 발전에 있어 필수적인 부품소재로서, 가시광선의 투과율이 80% 이상이고 면저항이 $100{\Omega}/sq.$ 전후이며 휘거나 접히고 나아가 두루마리의 형태로도 응용이 가능한 소재를 일컫는다. 이러한 유연성 투명 전도막은 차세대 정보디스플레이 산업 및 유비쿼터스 사회의 중심이 되는 유연성 디스플레이, 터치패널, 발광다이오드, 태양전지 등 매우 다양한 분야에 응용이 기대된다. 이러한 이유로 고 신뢰성 유연성 투명 전도막 개발기술은 차세대 산업에 있어서의 핵심기술로 인식되고 있다. 현재로서는 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 및 전도성 유기고분자를 사용하여 투명 전도막을 제조하고 있으나, ITO 박막의 경우 인듐 자원의 고갈로 인한 가격상승 및 기판과의 낮은 접착력, 열팽창계수의 차이로 인한 공정상의 문제, 산화물 특유의 취성으로 인한 유연소자로서의 내구성 저하 등의 문제가 제기되고 있다. 전도성 유기고분자의 경우는 낮은 전기전도도와 기계적강도, 유기용매 처리 등의 문제점이 지적되고 있다. 따라서 높은 전기전도도와 투광도 뿐만 아니라 유연성을 지니는 재료의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 최근 이러한 재료로서 그래핀(graphene)과 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT)를 중심으로 하는 탄소나노재료가 주목받고 있으며 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착법(thermal vapor deposition; TCVD)으로 합성된 그래핀 및 CNT를 이용하여 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막을 제작하고 그 특성을 평가하였다. 그래핀과 CNT합성을 위한 기판으로는 각각 300 nm 두께의 니켈과 1 nm 철이 증착된 실리콘 웨이퍼를 이용하였으며, 원료가스로는 메탄(CH4)과 아세틸렌(C2H2)등의 탄화수소가스를 이용하였다. 그래핀의 경우 원료가스의 유량, 합성온도, 냉각속도를 변경하여 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 합성하였으며, CNT의 경우 합성시간을 변수로 길이 제어합성을 도모하였다. 합성된 그래핀은 식각공정을, CNT는 스프레이 증착공정을 통해 고분자 기판(polyethylene terephthalate; PET) 위에 순차적으로 전사 및 증착하여 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막을 제작하였다. 제작된 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막은 물리적 과부하를 받았을 때 발생할 수 있는 유연성 투명 전도막의 구조적결함에 기인하는 전도성 저하를 보상하는 특징이 있어, 그래핀과 탄소나노튜브 각각으로 제조된 유연성 투명 전도막보다 물리적인 하중이 반복적으로 인가되었을 때 내구성이 향상되는 효과가 있다. 40% 스트레인을 반복적으로 인가하였을 때 그래핀 투명 전도막은 20 사이클 이후에 면저항이 $1-2{\Omega}/sq.$에서 $15{\Omega}/sq.$ 이상으로 급증한 반면 그래핀-CNT 복합체 투명 전도막은 30사이클까지 $1-2{\Omega}/sq.$ 정도의 면저항을 유지하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.168-168
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• 2013

도전성 섬유(Conductive textile)는 섬유자체의 고유 특성을 유지하면서 전기적인 도전 특성을 갖는 섬유로서, Cu, Ag, Ni 등의 전기전도성이 높은 금속 박막을 증착하여 제작하고 있다. 그러나, 이러한 금속은 공기 중의 산소와 결합하여 쉽게 산화되는 특성을 지니고 있기 때문에 사용 중에 산화되어 도전 특성이 감소하는 단점이 있다. TiN은 금속 못지않은 높은 전기전도성을 지니고 있을 뿐만 아니라, 금속에 비하여 높은 경도에 따른 우수한 내마모 특성, 내부식성 및 낮은 마찰계수를 지니고 있다. 그러나, TiN은 경도가 높기 때문에 섬유의 고유 특성인 유연성이 저하되는 문제가 있다. 본 연구에서는 면(Cotton), PE (Polyester), PP (Polypropylene) 등의 섬유 위에 TiN 박막을 증착하여, 섬유의 유연성을 유지하며 전기전도성과 내마모 특성이 우수한 도전성 섬유를 제작하고자 하였다. TiN 박막 증착을 위하여 ICP-assisted pulsed-DC reactive magnetron sputtering 장비를 사용하였으며, Ar:N2 유량비(Flow rate), Ti 타겟 power, ICP RF power 등을 변화시켜 Ti와 N의 조성비를 조절하였고, 이를 통하여 섬유의 휨이나 접힘에도 도전 특성이 변하지 않고 내마모 특성이 우수한 TiN 박막을 증착하였다. TiN 박막이 증착된 섬유의 전기전도도는 일정한 압력 하에 전기전도도를 측정할 수 있는 장치를 제작하여 측정하였으며, 표면 조성 분포 및 접합력 측정을 위하여 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)와 Peel-tester를 이용하였다.

• Polymer(Korea)
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• v.39 no.2
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• pp.293-299
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• 2015

Conductive microcellular foams consisted of polystrene (PS) and polydopamine-coated carbon nanotube (PDA-CNT) were prepared via high internal phase emulsion (HIPE) polymerization and their morphology and electrical conductivity were investigated. CNT as a conductive nanofiller was modified to PDA-CNT by coating with hydrophilic PDA on the surface of CNT to increase aqueous phase dispersion and emulsion stability. It was possible to prepare the HIPEs having higher PDA-CNT content and the resultant foams having improved conductivity due to its good dispersion. The foams showed the morphology of interconnected cell structure. As PDA-CNT content increased, yield stress and storage modulus increased and cell size reduced. The PDA-CNT content showing electrical percolation threshold was ca. 0.58 wt% and the conductivity at PDA-CNT content of 5 wt% was increased to $10^{-3}S/m$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.220.1-220.1
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• 2014

본 연구에서는 PECVD 공법 중에 이온화 에너지가 높은 선형이온빔 소스를 이용하여 고온에서 전도성 카본박막을 코팅하였다. 카본 박막 코팅을 위한 Precursor는 $C_2H_2$ gas를 이용하였으며, 온도에 따른 카본 박막의 전기적 특성 및 두께에 따른 카본 박막 성장 구조를 분석하였다. 카본 박막의 전기적 특성은 Interfacial contact resistance (ICR) 방법으로 측정하였으며, 접촉 저항 측정을 위한 모재는 SUS316L stainless steel을 사용하였고 카본 박막 성장 구조 분석을 위해서는 폴리싱된 Si-wafer를 사용하였다. 선형이온빔 소스를 이용하여 상온에서 증착한 카본 코팅의 접촉저항 값은 50 nm 코팅 두께에서 $660m{\Omega}cm^2@10kgf/cm^2$으로 비정질상의 특성을 나타냈으며, 고온에서는 $14.8m{\Omega}cm^2@10kgf/cm^2$으로 온도가 증가함에 따라 비정질상의 카본 박막이 전도성을 가지는 카본박막으로의 성장을 확인할 수 있었다. 또한 전도성 카본 박막의 성장 구조 분석은 FE-SEM 및 Raman spectrum 분석을 통해 확인하였으며, 그 결과 코팅 두께가 증가할수록 카본 입자들은 수nm에서 약 150 nm의 카본 cluster를 형성하며 성장하였다. 이때 전도성 카본 박막의 두께에 따른 접촉저항의 값은 고온 조건에서 카본 박막의 두께가 약 100 nm일 때, $12.1m{\Omega}cm^2@10kgf/cm^2$의 가장 낮은 값을 가졌다. 위의 결과를 경제성이 아주 우수한 대면적 전도성 나노 카본 박막의 상용화 가능성이 높아질 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.164-165
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• 2008

현재의 소자간 연결을 위해 사용되는 금속배선 PCB의 한계로 인해 보다 고속/대용량의 광PCB가 크게 각광받고 있다. 본 논문에서는 광PCB와 소자간의 전기적 연결을 위해 사용되는 솔더 범프를 전도성 에폭시를 사용하여 마이크로 머시닝 공정을 통해 구현하고 제작된 솔더 범프의 I-V 특성을 살펴보았다. 제작된 100 um $\times$ 100 um $\times$ 25 um 와 300 um $\times$ 300 um $\times$ 25 um 의 샘플에서 각각 30 m$\Omega$과 90m$\Omega$의 전기저항을 얻을 수 있었다. 이를 통해 향후 센서및 엑츄에이터 시스템과 광 MEMS 등의 여러 분야에서 전도성 에폭시 솔더 범프를 이용하여 우수한 성능의 플립칩 본딩을 구현할 수 있을 것이다.