초록 ▼

제 1 장 서론
적외선이란 파장범위가 0.7S㎛∼l㎜인 영역의 전자기파로서 지구상에 존재하는 OK이상의 모든 물체는 그 온도에 해당하는 복사선을 방출한다. 지구상에 존재하는 대부분의 물체는, 적외선을 검출하는 소자를 사용함으로써 물체에서 방출되는 열복사선을 감지하여 이를 전기적 신호로 바꾸어줌으로 물체의 식별이 가능하다. 본 연구에서는 고성능 초전형 적외선 센서유닛을 제조, 평가하였다.
제 2 장 초진소자의 이론적 배경
고성능 초전형적외선 센서유닛에 적용되는 소자의 중요 인자로는 유전율, 유전손실, 비열, 성능지수를

제 1 장 서론
적외선이란 파장범위가 0.7S㎛∼l㎜인 영역의 전자기파로서 지구상에 존재하는 OK이상의 모든 물체는 그 온도에 해당하는 복사선을 방출한다. 지구상에 존재하는 대부분의 물체는, 적외선을 검출하는 소자를 사용함으로써 물체에서 방출되는 열복사선을 감지하여 이를 전기적 신호로 바꾸어줌으로 물체의 식별이 가능하다. 본 연구에서는 고성능 초전형 적외선 센서유닛을 제조, 평가하였다.
제 2 장 초진소자의 이론적 배경
고성능 초전형적외선 센서유닛에 적용되는 소자의 중요 인자로는 유전율, 유전손실, 비열, 성능지수를 들 수 있다 센서유닛을 제작 후 센서유닛의 특성을 평가하기 위한 항목으로는 감도, 노이즈, 등가전압, 비검출능을 사용해 센서유닛의 등급을 결정 할 수 있다.
제 3 장 초전소자재료
0.05Pb($Sn_{0.5}Sb_{0.5}$)-xPbZrO₃-yPbTiO₃ (x＋y=0.95)를 기본조성으로 하여 MnCO₃의 첨가방법과 x, y의 값을 조절하여 조성변화에 따라 합성되는 세라믹 원료를 온도 조건에 따라 소결하여 각각의 초전특성을 연구하였으며, 가장 우수한 초전특성을 보인 조성 0.05Pb(($Sn_{0.0}Mn_{0.3}$)$Sb_{0.5}$)-xPbZrO₃-yPbTiO₃x=0.66, y=0.29을 선택하여 1270℃에서 2시간 소결 후 제4장의 센서유닛의 시편으로 적용하였다.
제 4 장 센서유닛 제작
가장 우수한 초전특성을 가지는 세라믹 소결체를 제조 하여 센서유닛에 적용 할 수 있도록 100㎛ 박편으로 가공하였다. 이러한 박편과 내부회로, can, 그리고 stem을 패키징 하여 센서유닛을 제작하였다.
제 5 장 특성평가
초전성질 및 유닛동적 특성측정, 평가를 위한 안정되고 신뢰성 있는 측정, 평가 시스템을 구축하였으며 외국제품과 비교분석을 통하여 제작 센서유닛의 우수성 및 측정시스템의 신뢰성을 확보하였다.

Abstract ▼

It has been known that high grade pyroelectric IR sensors can be widely applied for medical and environmental sensing modules or systems. In this project, the systematic research for developing the pyroelectric infrared sensor unit with high grade performance has been processed in terms of the pyroe

It has been known that high grade pyroelectric IR sensors can be widely applied for medical and environmental sensing modules or systems. In this project, the systematic research for developing the pyroelectric infrared sensor unit with high grade performance has been processed in terms of the pyroelectric ceramics, sensor unit fabrication and setting-up the special unit measuring system. The O.05Pb ($Sn_{0.5}Sb_{0.5}$)-$xPbZrO_3-yPbTiO_3$ (x+y=0.95) ceramics were synthesized by adding $MnCO_3$ differently and their crystal structure, microstructure and electrical properties such as dielectric constant, dielectric loss and pyroelectric coefficient were investigated as a function of PbZrO₃/PbTi0₃ ratio, sintering condition(1230℃∼1290℃) and poling temperature(150℃∼200℃).
The optimum condition of ceramic for high grade sensor unit were as follows; composition of 0.05 Pb(($Sn_{0.0}Mn_{0.3}$)$Sb_{0.5}$)-$0.66PbZrO_3-0.29PbTiIO_3$,sintering condition of 1270℃ for 30min and poling condition of 200℃ for 30min at 2kV/㎜, where the corresponding pyroelectric coefficient and dielectric constant were 3.54μC/㎝K and 343 at RT, respectively. The IR sensor unit by applying above pyroelectric ceramics with 100㎛ in thickness and a TO-5 can packaging process exhibited very excellent pyroelectric IR unit characteristics, Rv=8500V/W, Noise=3μV/√㎐, NEP=3.53×$10^{8}$/W/√㎐, D＊ =4×$10^{8}$/㎝√㎐/W. Processing equipments and related facilities for IR sensor unit were well established, including the measurement and evaluation systems for pyroelectric properties and also dynamic IR unit characteristics.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 최종보고서 ...2
• 제출문 ...4
• 목차 ...5
• Table 목차 ...6
• Figure 목차 ...7
• 요약문 ...10
• SUMMARY ...11
• 제 1 장 서론...12
• 1.1 적외선이란?...12
• 1.2 적외선 감지소자...12
• 1.3 연구개발목적...14
• 제 2 장 초전소자의 이론적 배경...17
• 2-1. 초전효과...17
• 2-2. 적외선 검출...18
• 제 3 장 초전소자재료...30
• 3-1. 재료 개발 목적...30
• 3-2. 실험 방법...33
• 3-3. Mn Source 별 첨가 결과...37
• 3-4. PbZrO₃ - PbTiO₃ 조성 변화 결과...45
• 3-5. 소결조건 변화...54
• 3-6. 결론...62
• 제 4 장 센서유닛 제작...63
• 4-1 기본구조 및 제작...63
• 4-2 패키징(packaging)...76
• 4-3 기본성능 측정...81
• 4-4 결론...90
• 제 5 장 유닛 특성평가...91
• 5-1 평가 장비구성...91
• 5-2 유닛 특성에 미치는 주요 인자 연구결과...98
• 5-3 흡수층 두께 변화에 따른 성능평가...99
• 5-4 결론...108
• 참고문헌...110