그래핀 표면 접착력을 이용한 전주도금 공정

노호균,박미나,이승민,배수강,김태욱,하준석,이상현 한국진공학회 2016 한국진공학회 학술발표회초록집 Vol.2016 No.2

N-GaN 접촉 전극의 크기 및 배열 변화에 따른 패드리스 수직형 발광다이오드의 구동전압의 변화에 관한 연구

노호균,하준석,Rho, Hokyun,Ha, Jun-Seok 한국마이크로전자및패키징학회 2014 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.21 No.1

LED (Light Emitting Diode) 시장의 발전이 빠르게 이루어지고 있음에 따라 점차 고효율 LED의 필요성이 증가하고 있다. 이에 우리는 Hole Type의 Padless 신 구조 수직형 LED에서, 접촉 전극의 크기와 그 배치가 Chip의 가동 전압에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 이를 위하여 LED simulation을 통한 계산과 실제 Chip 제작을 통한 전기적 특성 평가를 하였다. 그 결과, Simulation 을 통하여 n전극의 크기가 커질수록 구동전압이 낮아짐을 확인하였고, N 전극의 형태가 확산됨에 따라서도 구동전압이 낮아짐을 확인하였다. 이러한 추세는 실제 제작한 LED Chip의 측정 결과와 비슷한 경향을 나타내었다. For the application of light-emitting diodes (LEDs) for general illumination, the development of high power LEDs chips became more essential. For these reasons, recently, modified vertical LEDs have been developed to meet various requirements such as better heat dissipation, higher light extraction and less cost of production. In this research, we investigate the effect of Size and Array of N-GaN contact on operation voltage with new structured padless vertical LED. We changed the size and array of N-electrodes and investigated how they affect the operation voltage of LEDs. We simulated the current crowding and expected operation voltage for different N-contact structures with commercial LED simulator. Also, we fabricated the padless vertical LED chips and measured the electrical property. From the simulation, we could know that the larger size and denser array of n-electrodes could make operation voltage decrease. These results are well in accordance with those measured values of real padless vertical LED chips.

Synthesis and Characteristics of Micro-porous Graphene Composites

노호균,배수강,김태욱,하준석,이상현 한국고분자학회 2014 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.10

N-GaN 접촉 전극의 크기 및 배열 변화에 따른 패드리스 수직형 발광다이오드의 구동전압의 변화에 관한 연구

노호균(Hokyun Rho),하준석(Jun-Seok Ha) 한국마이크로전자및패키징학회 2015 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.21 No.1

LED (Light Emitting Diode) 시장의 발전이 빠르게 이루어지고 있음에 따라 점차 고효율 LED의 필요성이 증가하고 있다. 이에 우리는 Hole Type의 Padless 신 구조 수직형 LED에서, 접촉 전극의 크기와 그 배치가 Chip의 가동 전압에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 이를 위하여 LED simulation을 통한 계산과 실제 Chip 제작을 통한 전기적 특성 평가를 하였다. 그 결과, Simulation 을 통하여 n전극의 크기가 커질수록 구동전압이 낮아짐을 확인하였고, N 전극의 형태가 확산됨에 따라서도 구동전압이 낮아짐을 확인하였다. 이러한 추세는 실제 제작한 LED Chip의 측정 결과와 비슷한 경향을 나타내었다. For the application of light-emitting diodes (LEDs) for general illumination, the development of high power LEDs chips became more essential. For these reasons, recently, modified vertical LEDs have been developed to meet various requirements such as better heat dissipation, higher light extraction and less cost of production. In this research, we investigate the effect of Size and Array of N-GaN contact on operation voltage with new structured padless vertical LED. We changed the size and array of N-electrodes and investigated how they affect the operation voltage of LEDs. We simulated the current crowding and expected operation voltage for different N-contact structures with commercial LED simulator. Also, we fabricated the padless vertical LED chips and measured the electrical property. From the simulation, we could know that the larger size and denser array of n-electrodes could make operation voltage decrease. These results are well in accordance with those measured values of real padless vertical LED chips.

전해 도금을 이용한 높은 접착 특성을 갖는 섬유 기반 웨어러블 디바이스 제작

김형구,노호균,차안나,이민정,박준범,정탁,하준석,Kim, Hyung Gu,Rho, Ho Kyun,Cha, Anna,Lee, Min Jung,Park, Jun-beom,Jeong, Tak,Ha, Jun-Seok 한국마이크로전자및패키징학회 2021 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.28 No.1

In order to produce wearable displays with high adhesion while maintaining flexible characteristics, the adhesive method using electro plating method was carried out. Laser lift-off (LLO) transcription was also used to remove sapphire substrates from LEDs bonded to fibers. Afterwards, the SEM and EDS data of the sample, which conducted the adhesion method using electro plating, confirmed that copper actually grows through the lattice of the fiber fabric to secure the light source and fiber. The adhesion characteristics of copper were checked using Universal testing machine (UTM). After plating adhesion, the characteristics of the LLO transcription process completed and the LED without the transcription process were compared using probe station. The electroluminescence (EL) according to the enhanced current was measured to check the characteristics of the light source after the process. As the current increases, the temperature rises and the bandgap decreases, so it was confirmed that the spectrum shifted. In addition, the change in the electrical characteristics of the samples according to the radius change is confirmed using probe station. The radius strain also had mechanical strength that copper could withstand bending stress, so the Vf variation was measured below 6%. Based on these results, it is expected that it will be applied to batteries, catalysts, and solar cells that require flexibility as well as wearable displays, contributing to the development of wearable devices. 유연한 특성을 유지하면서 높은 접착력을 가진 웨어러블 디스플레이를 제작하기 위하여 전해도금법을 이용한 접착법을 진행하였다. 또한 섬유에 접착된 LED의 사파이어 기판을 제거하기 위하여 LLO 전사법을 이용하였다. 그 후 전해도금을 이용한 접착법을 진행한 샘플의 SEM, EDS 데이터를 통하여 실제로 구리가 섬유직물의 격자사이를 관통하여 성장하며 광원과 섬유를 고정시켜주는 것을 확인하였다. 구리의 접착특성을 확인하기 위하여 Universal testing machine (UTM)을 이용하여 측정하였다. 도금 접착 후 laser lift-off (LLO) 전사공정을 완료한 샘플과 전사공정을 진행하지 않은 LED의 특성을 probe station을 이용하여 비교하였다. 공정 이후의 광원의 특성을 확인하기 위하여 인가 전류에 따른 electroluminescence (EL)을 측정하였다. 전류가 증가할수록 온도가 상승하여 Bandgap이 감소하기 때문에 spectrum이 천이하는 것을 확인하였다. 또한 radius 변화에 따른 샘플의 전기적 특성 변화를 probe station을 이용하여 확인하였다. Radius 변형에도 구리가 bending stress를 견딜 수 있는 기계적 강도를 가지고 있어 Vf 변화는 6% 이하로 측정되었다. 이러한 결과를 토대로 웨어러블 디스플레이 뿐만 아니라 유연성이 필요한 배터리, 촉매, 태양전지 등에 적용되어 웨어러블 디바이스의 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

구리 나노와이어 투명 전극의 산화 방지 기술

이기업,노호균,김형구,하준석 한국마이크로전자및패키징학회 2023 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.30 No.2

CuNWs(Copper nanowires) are attracting attention as a transparent electrode material because of their excellent electrical conductivity, high mechanical flexibility, and cost-effectiveness. However, since copper nanowires are easily oxidized, there is a disadvantage that properties of the transparent electrode may be deteriorated due to this, and researches are being conducted to improve this. Accordingly, in this review, various methods and studies to prevent oxidation and improve stability of copper nanowire transparent electrodes by using coating materials such as carbon-based materials, metals, and conductive polymers are introduced. Through this, we intend to provide solutions to solve the problem of development and oxidation of copper nanowire-based technology. 구리 나노와이어(CuNW)는 전기 전도도가 우수할 뿐만 아니라 높은 기계적 유연성과 비용 효율성 등의 장점이 있다. 그러나 구리 나노와이어는 산화가 쉽게 일어나기 때문에 투명 전극의 특성까지도 저하될 수 있다는 단점 또한존재한다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 이에 본 고에서는 탄소 기반 물질, 금속, 전도성 고분자 등의 코팅용 소재를 활용하여 구리 나노와이어 투명전극의 산화를 방지하고 안정성을 향상시키기 위한 다양한 방법과 연구를 소개한다. 이를 통해 구리 나노와이어 기반 기술의 발전과 산화에 대한 문제를 해결할 수 있는 방안들을 제공하고자 한다.

그래핀을 이용한 다공성 구리 전극의 전기화학적 이산화탄소 환원 능력 향상

방승완,노호균,배효정,강성주,하준석 한국마이크로전자및패키징학회 2018 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.25 No.4

We studied graphene synthesis to porous Cu to improve the characteristics of carbon dioxide reduction of cu. Cu powders were formed through Thermal Chemical Vapor Deposition(TCVD) to Porous Cu/Graphene structures synthesized with graphene. As a result of electrochemical experiments using a 0.1 M KHCO3 electrolyte at an applied potential of −1.0 V to −1.4 V, the current density of Porous Cu/Graphene was 1.8 times higher than that of Porous Cu. As a result of evaluating the product, CO and H2 were generated to Porous Cu electrode. On the other hand, the product of porous Cu/Graphene produced CO, CH4 and C2H4. It is considered that the graphene causes longer carbon dioxide adsorption time, which means that the intermediates formed during the reaction remain on the electrode surface for a longer time. As a result, it can be concluded that the production reaction of the C2 compound could be continuously performed. 본 연구는 구리의 이산화탄소 환원 촉매 특성을 향상시키기 위해 전극 촉매 물질인 다공성 구리에 그래핀을적용하였다. Thermal Chemical Vapor Deposition(TCVD)법을 이용하여 직접적으로 그래핀이 혼합된 다공성 구리를 제조하였다. 0.1 M KHCO3 전해액을 사용하여, −1.0 V ~ −1.4 V의 인가전위로 전기화학 실험을 수행한 결과, 그래핀이 혼합된 다공성 구리 전극의 전류 밀도는 다공성 구리에 비해 1.8 배 이상 증가하였다. 생성물을 평가한 결과, 다공성 구리 전극에서 CO와 H2만 생성된 반면 그래핀이 포함된 다공성 구리의 생성물은 CO 뿐만이 아닌 CH4와 C2H4가 생성되었다. 이는 그래핀으로 인해 이산화탄소 흡착 시간이 길어짐으로써 반응 중 생성된 중간체들이 전극 표면에 머무르는 시간이 길어졌으며, 결과적으로 C2 화합물 생성 반응까지 연속적으로 진행될 수 있었다고 판단된다.

Fabrication of Porous Copper Electrode Using an Agarose Gel Template

이승민,노호균,손다빈,박미나,김태욱,배수강,이상현 한국고분자학회 2015 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.4

하이브리드 필러를 함유한 에폭시 복합체의 열적 특성 연구

이승민,노호균,이상현 한국마이크로전자및패키징학회 2019 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.26 No.4

In this study, the graded thermal properties of composites are obtained by difference in specific gravity of fillers including Cu, h-BN and GO powders in epoxy. Relatively heavy powders such as Cu and h-BN compared to GO mostly at the bottom layer, while light GO powders were dispersed in the top layer in the composites. The thermal conductivity of composites was gradually increased from 0.55 (0.52) W/mK to 2.82 (1.37) W/mK for GO/h-BN (GO/ Cu) epoxy composites from surface to bottom. On the contrary, the coefficient of thermal expansion was decreased from 51 ppm/oC to 23 ppm/oC and from 57 ppm/ oC to 32 ppm/oC for GO/Cu and GO/h-BN, respectively. The variation of thermal properties in composites is attributed due to intrinsic material properties of filler including thermal conductivity, morphology and the distribution by the specific weight of fillers. This simple strategy for realizing graded thermal composites by introducing different filler materials would be effective heat transfer at interface of heterostructure with large thermal properties such as inorganic semiconductor/plastic, metal/plastic, and semiconductor/metal. 본 연구는 에폭시 내 Cu, h-BN 및 GO 분말을 포함한 이종의 필러를 활용하여 점진적인 열적 특성을 구현하였다. 단일 복합체 내에서 상대적으로 무거운 Cu 및 h-BN 분말은 하부 층에 주로 존재하는 반면, 가벼운 GO 분말은 복합체의 상부층에 분산되었다. 이종 필러를 함유한 GO/h-BN (GO/Cu) 에폭시 복합체의 열전도도는 0.55(0.52) W/m·K에서 2.82(1.37) W/m·K로 점진적으로 증가했다. 반대로 열팽창 계수는 GO/Cu와 GO/h-BN 에폭시 복합체 내에서 51 ppm/ oC에서 23 ppm/oC으로, 57 ppm/oC에서 32 ppm/oC으로 각각 감소되었다. 이러한 복합체 내의 열적 특성의 변화는 열전도도, 형태 및 필러의 비중에 따른 분포를 포함하여 필러의 고유한 물성에 의해 발생한다. 서로 다른 물성을 가진 필러 물질을 동일한 매트릭스 내에 도입을 통한 점진적 열적 특성의 구현은 반도체/플라스틱, 금속/플라스틱, 반도체/금속 등의이종 구조로 이루어진 계면에서 효과적인 열전달을 위한 계면소재로서 유용할 것이다.

차세대 웨어러블 디바이스를 위한 높은 기계적/전기적 특성을 갖는 CNT-Ni-Fabric 유연기판

김형구,노호균,차안나,이민정,하준석 한국마이크로전자및패키징학회 2020 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.27 No.2

Recently, numerous researches are being conducted in flexible substrate to apply to wearable devices. Particularly, Conductive substrate researches that can implement the wearable devices on clothing are massive. In this study, we formed fiber substrate spraying CNT and Pd mixed solution on it and plated metal layer with electroless plating. Used SEM equipment and EDS analysis to analysis structure of the plated fiber substrate and discovered Ni layer was created. For check electrical properties, mapping was performed to check surface resistance and distribution of resistance of electroless plated fiber substrate with 4-point probe. It was confirmed that conductivity was improved as the duration of electroless plating was increased, and it was found that distribution of resistance by surface location was uniform. Changes in resistance due to mechanical stress were measured through tensile, bending, and twisting tests. As a result, it was confirmed that resistance change of flexible substrate gradually disappeared as plating time increased. Using UTM (Universal testing machine), it was analyzed mechanical properties of the electroless plated substrate with respect to changes in plating time were improved. In the case of conductive fiber substrate in which electroless plating was performed for 2 hours, tensile strength was increased by 16 MPa than fiber substrate. Based on these results, we found that Ni- CNT-Fabric flexible substrate is adequate for clothing-intergrated conductive substrate and we positively expect that this experiment shows flexible substrate can adapt to and develop not only a wearable device technology but also other fields needing flexibility such as battery, catalyst and solar cell. 최근 웨어러블 장치에 적용하기 위한 유연성 기판에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 유연성 기판중의복에 웨어러블 장치를 적용하기 위한 전도성 섬유기판에 대한 연구가 진행되고 있다. 본연구에서는, 면섬유 기판 표면에 CNT와 Pd복합 용액을 스프레이 법을 이용하여 형성하였고, 무전해 도금법을 이용하여 금속층을 도금하였다. 도금된섬유기판의 형상을 분석하기 위하여 SEM 장비를 이용하였고, CNT를증착한 섬유기판의 표면에 Ni 레이어가 형성된것을 확인하였다. EDS 분석을 통하여 섬유기판의 표면에 형성된 물질이 Ni임을 알 수 있었다. 전기적 특성을 확인하기 위하여 4-point probe로 무전해 도금을 진행한 섬유기판의 표면저항 및 저항 분포를 확인하기 위한 맵핑을 진행하였다. 무전해도금의진행시간이길어질수록전도성이 향상되었음을 확인할수있었고, 표면위치별저항의분포가 균일함을알수있었다. 인장력, 굽힘, 뒤틀림 시험을 통하여 기계적 스트레스로 인한 저항변화를 측정하였다. 그결과 도금 시간이길어질수록 유연성 기판의 저항변화가 점점 사라지는 것을 확인하였다. UTM(Universal testing machine)을이용하여 도금시간 변화에 대한 무전해 도금 기판의 기계적 특성 향상 여부에 대하여 분석하였다. 인장강도는 무전해 도금을 2 시간동안진행한 전도성 섬유기판의 경우, 면섬유 기판보다약 16 MPa 증가하였다. 이러한 결과들을 토대로 Ni-CNT-Fabric 유연기판은 의류 일체형 전도성 기판으로 이용되기에 충분함을 확인하였고, 이러한 연구 결과는 유연기판, 웨어러블 디바이스뿐만 아니라 유연성이 필요한 배터리, 촉매, 태양전지 등에 적용되어 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.