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저온 소결용 NTC 서미스터의 제조 및 특성
Fabrication and characteristics of NTC thermistor for low temperature sintering 원문보기

한국결정성장학회지 = Journal of the Korean crystal growth and crystal technology, v.28 no.1, 2018년, pp.28 - 37  

구본급 (한밭대학교 공과대학 신소재공학과)

초록
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저온에서 소성이 가능한 NTC 서미스터의 제조를 위해 $Mn_{1.85}Ni_{0.25}Co_{0.9}O_4$ 기본 조성의 NTC 서미스터의 전기적 특성에 미치는 무연계 프릿트(frit)와 $RuO_2$ 첨가의 영향에 대하여 연구하였다. 기본 NTC 조성에 프릿트를 10 wt% 첨가하여 $1000^{\circ}C$에서 소결한 시편의 소결특성이 프릿트를 첨가하지 않고 $1200^{\circ}C$에서 소결한 시편과 유사하였다. 그러나 프릿트의 첨가량이 증가할수록 전기저항과 B 정수는 높게 나타났다. 저항을 낮추기 위해 프릿트를 10 wt% 첨가한 조성에 $RuO_2$를 0, 2, 5 wt% 첨가하여 $1000{\sim}1200^{\circ}C$에서 소결하여 NTC 서미스터를 제조 한 후 소결 및 전기적 특성을 측정하였다. $RuO_2$ 첨가량이 많을수록 전기저항과 B 정수는 감소하는 경향을 나타내었으나, $RuO_2$를 5 wt% 첨가하여 $1000^{\circ}C$의 소결온도에서 소결한 소결체가 저항이 가장 낮았고 이후 소결온도 증가에 따라 저항은 오히려 증가하는 경향을 나타내었다. 기본 NTC 조성에 10 wt%의 프릿트와 5 wt%의 $RuO_2$를 첨가하여 $1000^{\circ}C$에서 소결한 NTC 서미스터가 프릿트를 첨가하지 않은 기본 조성의 NTC를 $1200^{\circ}C$에서 소결한 경우와 소결특성과 전기적 특성이 유사하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to study the NTC thermistor that can be fired at low temperature, the influence of the lead free glass frit and $RuO_2$ addition on the electrical properties of the NTC thermistor of $Mn_{1.85}Ni_{0.25}Co_{0.9}O_4$ basic composition was studied. The sintering character...

주제어

#NTC thermistor   #Low temperature sintering   #Lead free frit   #Ruthenium oxide  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 저온에서 소성이 가능한 NTC 서미스터 개발을 위한 기초연구로 Mn1.85Ni0.25Co0.9O4 조성의 NTC 서미스터에 무연계 프릿트를 첨가하여 소결온도를 낮추고 프릿트로 인한 저항 증가를 낮추기 위해 적은 양의 RuO2를 첨가하여 저온 소성용 NTC를 제조하는 연구를 통해 NTC 서미스터의 전기적 특성에 미치는 무연계 프릿트와 RuO2 첨가의 영향에 대하여 연구하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
세라믹 멀티칩 모듈과 MEMS에서 LTCC개발을 위한 연구로 선행되어야 할 것은? 또한 세라믹 멀티칩 모듈과 MEMS(Micro-electromechanical system)에서 LTCC(Low temperature cofired ceramics)개발을 위한 연구가 진행되고 있다[11]. 이를 위해서는 1000oC 이하의 온도에서 소결이 가능한 서미스터의 조성 개발이 중요하다. S.
센서란? 4차 산업혁명의 주역으로 대두되는 사물인터넷(IoT), 자율주행 자동차 및 로봇 기술의 발달에 따라 다양한 종류의 고성능의 센서 기술의 발전이 중요해 지고 있다[1, 2]. IEC(International Electrotechnical Committee)에 따르면 센서를 “주위 환경의 물리 화학적 변화량을 사용하기에 편리한 전기적 신호로 변환해 주는 장치”라고 정의하고 있다[3]. 그 중 온도에 따라 저항의 변화가 나타나는 온도센서를 서미스터(thermistor)라고 하며 그 종류에는 온도에 증가에 따라 저항이 증가하는 PTC(positive temperature coefficient) 서미스터와 반대로 저항이 감소하는 NTC(negative temperature coefficient) 서미스터가 있다[4].
상온에서 반도성 서미스터로 사용되기 위해서 RuO2를 40 wt% 이상 첨가하는 것에 대한 문제점은 무엇인가? Japtap 등은[9] RuO2를 0~55 wt% 첨가하여 후막페이스트를 제조하여 알루미나 기판에 인쇄하여 850oC로 소결하여 특성을 관찰하였는데 소결체의 미세구조로 보아 소결이 잘 일어나지 않았고 특히 고가의 RuO2를 많이 첨가하여도 상온에서의 저항이 높게 나왔다. 따라서 상온에서 반도성 서미스터로 사용되기 위해서는 RuO2를 40 wt% 이상 첨가하여야 한다고 생각되며 이는 경제적으로 적절한 결과라 보기에 어려운 측면이 있다.
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