초록 ▼

저온/상압 플라즈마 표면처리 기술 과제의 2단계 사업의 주요내용은 1단계에서 확보된 상압 플라즈마 기술과 저온 플라즈마 방전 기술을 토대로 실제 공정에 적용하여 공정 단축 및 공정의 부가가치 창출에 기여하는 플라즈마 공정을 찾아내어 실제 공정에 적용 및 초기 시스템을 제작하는 것에 있다. 이 목적에 부합하도록 하기 위하여 10여개의 공정에 대하여 저온/상압 플라즈마 기술을 적용, 그 효용성을 검토, 판단하였고, 이 과정에서 6대의 플라즈마 처리 시스템이 제작되었다. 연구 추진된 기술들을 구체적으로 살펴보면 상압 마이크로웨이브 플라즈

저온/상압 플라즈마 표면처리 기술 과제의 2단계 사업의 주요내용은 1단계에서 확보된 상압 플라즈마 기술과 저온 플라즈마 방전 기술을 토대로 실제 공정에 적용하여 공정 단축 및 공정의 부가가치 창출에 기여하는 플라즈마 공정을 찾아내어 실제 공정에 적용 및 초기 시스템을 제작하는 것에 있다. 이 목적에 부합하도록 하기 위하여 10여개의 공정에 대하여 저온/상압 플라즈마 기술을 적용, 그 효용성을 검토, 판단하였고, 이 과정에서 6대의 플라즈마 처리 시스템이 제작되었다. 연구 추진된 기술들을 구체적으로 살펴보면 상압 마이크로웨이브 플라즈마를 이용한 박막증착 및 유해가스 분해, 상압 DBD 플라즈마를 이용한 저온코팅과 각종 폴리머 및 섬유의 표면 처리와 표면개질, 중수 분해 및 검출, 미생물 살균 처리, 전자 소자인 PCB 기판의 표면처리 등이 있다. 이러한 기술들과 상호 보완적으로 제작된 플라즈마 시스템으로는 기판대형평판 처리용 DBD 플라즈마 방전 시스템, DBD 플라즈마 반응기, DBD 플라즈마 표면처리 시스템, 마이크로웨이브 폐가스 분해 시스템, RF 표면처리 시스템, 중수 분해/감지 시스템이 그것이며 모두 처리에 있어 만족할만한 결과를 나타내었다. 폴리머, 유리, 전자 소자 등의 표면 세정 처리 및 폴리머 표면 개질, 각종 소재의 표면처리 공정에의 저온/상압 플라즈마 이용과 플라즈마를 이용한 폐가스 분해 및 중수 분해/감지 등이 2단계에서 개발 추진되어 개발 완료된 기술들이며, 개발 완료된 기술들 중 몇 가지 기술의 해당 시스템이 설계, 제작 완료되었다. 기술개발 사업 종료 시점 이후로도 이러한 플라즈마 적용 공정 기술과 DB를 기반으로 하여 플라즈마 시스템의 실제 공정 적용 확대에 주안점을 두어 실용적이고 부가가치를 크게 창출할 수 있는 시스템과 기술을 개발 하도록 후속 연구를 계속 진행해 나갈 것이며, 개발 완료된 기술을 활용, 보급할 수 있도록 관련 업체와의 기술 제휴 및 기술 교류 연계를 공고히 해 나아갈 것이다.

Abstract ▼

A. Final Objective of the Research
Development of low-temperature/atmospheric-pressure plasma system and processing technologies capable of surface treatment processing
B. Objectives and Contents of the Research by Step and Year
[Objectives of the Research by Step]
Objectives of the Rese

A. Final Objective of the Research
Development of low-temperature/atmospheric-pressure plasma system and processing technologies capable of surface treatment processing
B. Objectives and Contents of the Research by Step and Year
[Objectives of the Research by Step]
Objectives of the Research
Step 1 : Development of low-temperature and atmospheric-pressure plasma surface treatment prototype system and process application test.
step2 : Development of low-temperature/atmospheric-pressure plasma surface treatment system and process technologies for use in industries
[Objectives of the Year in Step 2]
- 1st Year(2001)
Objectives of the research : Low-temperature/atmospheric-pressure plasma system repair and optimization test of discharge
Contents and Scope of the Research :
1. RF discharge and microwave cavity optimization
2. Reagent precursor and gas selection
Research Cost (won) : 462,049,000
2. 2nd Year(2002)
Objectives of the research : Low- temperature/atmospheric-pressure plasma application system setup and application test
Contents and Scope of the Research :
1. DBD and MW application system setup and test
2. Preliminary test and specification meet up
Research Cost (won) : 462,049,000
3. 3rd Year (2003)
Objectives of the research : Low temperature/atmospheric-pressure plasma system setup and process test DB maintaining
Contents and Scope of the Research :
1. High performance plasma system setup
2. Application process DB maintaining
Objectives of the research : 462,049,000

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY ...9
• CONTENTS ...13
• 목차...17
• 표목차...21
• 그림목차...22
• 제1장 연구개발 과제의 개요...25
• 제2장 국내외 기술개발 현황...27
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과...29
• 제1절 상압 DBD 플라즈마와 상압 마이크로웨이브 플라즈마...29
• 1. 상압 DBD 플라즈마...29
• 가. Barrier Discharge...30
• (1) 기체의 절연파괴...30
• (2) Barrier Discharge...30
• 나. Filamentary Discharge...31
• 다. Glow Discharge...33
• (1) 준안정 원자에 의한 전리...34
• (2) Penning Effect...35
• (3) 대기압 방전의 메커니즘...35
• 2. 상압 마이크로웨이브 플라즈마...37
• 가. 1kW 급 PFC Scrubbing 기초실험...43
• 제2절 저온/상압 플라즈마 기술의 공정 적용...48
• 2.1. 상압 DBD 플라즈마를 이용한 저온 코팅 공정시험...48
• 가. 개요...48
• 나. 실험 방법...48
• 다. 결과...48
• 라. 결론...49
• 2.2. 상압 DBD 플라즈마를 이용한 EVA의 표면개질 시험...51
• 가. 개요...51
• 나. 실험방법...51
• 다. 결과...54
• 라. 결론...55
• 2.3. 상압 DBD 플라즈마를 이용한 실리카의 표면개질...56
• 가. 개요...56
• 나. 실험방법...56
• 다. 결과...56
• 라. 결론...57
• 2.4. 상압 DBD 플라즈마를 이용한 폴리에스테르 섬유의 표면개질...58
• 가. 개요...58
• 나. 실험방법...58
• 다. 결과...58
• 라. 결론...59
• 2.5. 상압 DBD 플라즈마를 이용한 미생물 살균처리...60
• 가. 개요...60
• 나. 실험방법...60
• 다. 결과...61
• 라. 결론...61
• 2.6. PCB 기판의 IC chip 패키징 공정에의 적용성 검토 실험...62
• 가. 개요...62
• 나. 실험방법...62
• 다. 결과...62
• 라. 결론...64
• 2.7. 폴리카보네이트 상 무전해 Ni 도금을 위한 플라즈마 처리...65
• 가. 개요...65
• 나. 실험방법...65
• 다. 결과...66
• 라. 결론...68
• 2.8. 상압 마이크로웨이브를 이용한 박막증착 공정시험...69
• 가. 개요...69
• 나. 실험방법...69
• 다. 결과...70
• 라. 결론...71
• 2.9. 상압 마이크로웨이브를 이용한 유해가스 분해 공정시험...72
• 가. 개요...72
• 나. 실험방법...72
• 다. 결과...73
• 라. 결론...74
• 2.10. 대기압 마이크로웨이브 플라즈마 토치에 의한 포스겐 분해...75
• 가. 개요...75
• 나. 실험방법...76
• 다. 결과...80
• 라. 결론...85
• 2.11. 마이크로웨이브 플라즈마에 의한 중수 누설 감지 시스템 개발...86
• 가. 개요...86
• 나. 실험방법...86
• 다. 결과...92
• 라. 결론...94
• 제3절 저온/상압 플라즈마 공정 적용 기술의 시스템...95
• 3.1. 상압 DBD 방전을 이용한 대형 평판 처리 시스템...95
• 가. 주요 설계 사양...95
• 나. 특징...96
• 다. 처리효과 및 공정적용 예...96
• (1) IC chip의 BGA substrate ass'y 공정에의 적용성 검토...96
• (2) 유리 세정 공정에의 적용성 검토...97
• 3.2. 상압 DBD 플라즈마 반응기...99
• 가. 주요 설계 사양...99
• 나. 특징...99
• 다. 처리효과 및 공정적용 예...99
• (1) IC chip의 BGA substrate ass'y 공정에의 적용성 검토...99
• 3.3. 상압 DBD 플라즈마 표면처리 시스템...104
• 가. 주요 설계 사양...104
• 나. 특징...104
• 다. 처리효과 및 공정적용 예...104
• 3.4. RF 플라즈마 표면처리 시스템...105
• 가. 주요 설계 사양...105
• 나. 특징...105
• 다. 처리효과 및 공정적용 예...106
• (1) 유리 세정 공정에의 응용...106
• 3.5. 상압 마이크로웨이브 플라즈마 폐가스 분해 시스템...107
• 가. 주요 설계 사양...107
• 나. 특징...108
• 다. 처리효과 및 공정적용 예...109
• 3.6. 마이크로웨이브 플라즈마를 이용한 중수/분해 감지 시스템...112
• 가. 주요 설계 사양...112
• 나. 특징...114
• 다. 처리효과 및 공정적용 예...115
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...116
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획...119
• 1. 추가 연구의 필요성 및 타 연구에의 응용...119
• 2. 기업화 추진방향...120
• 제6장 연구개발 과정에서 수집한 해외과학 기술정보...121
• 제7장 참고문헌...122
• 특정연구개발사업 연구결과 활용계획서...123
• 1. 연구목표 및 내용...124
• 2. 연구수행결과 현황(연구종료 시점까지)...125
• 가. 특허(실용신안)등 자료목록...125
• 나. 프로그램 등록목록...126
• 다. 노하우 내역...126
• 라. 발생품 및 시작품 내역...127
• 마. 논문게재 및 발표 실적...128
• 3. 연구 성과...131
• 4. 기술이전 및 연구결과 활용계획...133
• 가. 당해연도 활용계획(6하원칙에 따라 구체적으로 작성)...133
• 나. 활용방법...133
• 다. 차년도 이후 활용계획(6하원칙에 따라 구체적으로 작성)...133
• 5. 기대 효과...134
• 6. 문제점 및 건의 사항...135
• 기술 요약서...136
• 부록 (저온/상압 플라즈마 표면처리기술 2단계 3차년도 위탁보고서)...142
• 제1장 연구개발과제의 개요...147
• 제1절 연구목표 및 내용...147
• 1. 연구의 최종목표...147
• 2. 연구개발내용...147
• 3. 연구추진내용 (2003년 9월 $\sim$ 2004년 8월) ...147
• 제2장 국내외 기술개발현황...148
• 제1절 국내...148
• 제2절 국외...148
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과...149
• 제1절 P/T 시스템 설계 및 구축...149
• 제2절 공정적용 예비시험...150
• 제3절 폴리머 소재별 적용성 평가...152
• 1. PCB 소재 표면 PSR 플라즈마 처리 효과...152
• 2. FPCB 소재 Polyimide 플라즈마 처리 효과...162
• 3. PA, PC/ABS 소재에 대한 플라즈마 처리 효과...166
• 제4장 결론 및 향후 활용계획...170