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문제 정의
- 고주파 영역에서 활용 가능한 저유전, 저손실 기판재료 개발을 위하여 본 연구에서는 에어로졸 데포지션 장비를 새롭게 설계, 도입하였고, 이를 통하여 상온에서 고밀도의 유전체 후막을 코팅할 수 있는 기반기술을 확보 하였다. 특히 세라믹 및 폴리머 분말의 혼합을 통하여 상온에서 세라믹-폴리머 복합체 후막을 직접 형성하는 방법과 분말의 입도가 작은 세라믹 분말을 이용하여 다공성 세라믹 후막을 형성한 뒤에 resin infiltration 법을 이용하여 복합체를 형성하는 연구를 수행하였다.
- 고주파용 기판으로의 응용을 위한 세라믹 후막 코팅기술을 확보하기 위해서 낮은 유전율 및 유전손실을 보여 전자세라믹스 분야에서 폭 넓게 사용되는 α-Al2O3를 후막 대상물질로 선정하였으며, 세라믹이 가지는 단점인 높은 취성을 극복하기 위하여 폴리머 성분을 함유한 세라믹-폴리머 복합체 후막을 형성하는 공정에 대한 연구를 진행하였다.
- 본 연구에서는 유비쿼터스 환경하에서 각종 전자 제품들 간의 무선통신과 대용량의 데이터 전송을 보다 안정적이고 고속으로 처리가 가능하며, 고주파 대역에서 작동이 요구되는 전자회로 기판소재에 대한 연구를 진행하였다. 고주파용 기판으로의 응용을 위한 세라믹 후막 코팅기술을 확보하기 위해서 낮은 유전율 및 유전손실을 보여 전자세라믹스 분야에서 폭 넓게 사용되는 α-Al2O3를 후막 대상물질로 선정하였으며, 세라믹이 가지는 단점인 높은 취성을 극복하기 위하여 폴리머 성분을 함유한 세라믹-폴리머 복합체 후막을 형성하는 공정에 대한 연구를 진행하였다.
- 일반적으로 AD법을 이용한 세라믹 후막 제조의 경우 상온충격고화현상에 의해 치밀한 세라믹 코팅층이 기판 위에 형성되는 것으로 보고되고 있으나, 200nm 이하의 나노 분말을 출발 원료로 사용한 경우의 코팅층은 일반 적인 치밀한 코팅층과는 상이하게 콤팩트 파우더 형태로 막이 형성된다. 본 연구에서는 이러한 현상을 응용하여 상업적으로 활용도가 매우 큼에도 불구하고 소결, 건조 과정으로 인해 제조가 용이하지 않고 대량생산이 어려우며, 더욱이 후막형태의 제조방법에 관한 연구는 매우 미흡한 다공성 세라믹의 상온 후막제조 공정의 신기술 개발에 관한 연구를 진행하였다.
- 이 때 사용된 폴리머는 polyimide (PI) 및 polytetrafluoroethylene (PTFE)로 분말의 형태로 준비된 상태에서 α-Al2O3와 혼합한 뒤 분사시킴으로써 상온에서 추가적인 공정 없이 복합체를 형성할 수 있었으며, 그 물성 및 유전특성을 평가함으로써 세라믹-폴리머 복합체 후막의 응용가능성을 평가하고자 하였다.
- -PI 복합체 후막, PI 후막모두140~150@1 MHz 범위의 값을 나타내었다. 이로써 AD법으로 제조한 PI 후막의 품질계수가 시판되는 PI에 근접한 값을 나타내어 보다 우수한 품질계수 확보를 위하여 AD법으로 성막한 Al2O3 후막의 품질계수 향상에 관한 연구를 진행하는 한편, 폴리머 물질에 의한 품질계수 향상을 목적으로 폴리머 계열 중 최고 수준의 품질계수를 보이는 Polytetrafluoroethylene(PTFE)를 사용한 복합체 제조를 시도하였다.
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