초록 ▼

◦ 본 연구개발의 최종 목표는 전하 반발 메카니즘으로 구동하는 애노드형 이온빔 소스를 개발하여 이온 방출량에 따른 이온빔 소스의 특성 및 전기자기 적합성을 검증하는 것임.
◦ 본 기술은 선박이나 해양 레저용 제품들의 내구성은 물론이고, 친수성, 염수분무 특성 등의 요구에 따른 소재의 친환경 표면에 적용할 수 있는 기술임.
◦ 이온 에너지는 폴리머나 얇은 유리 기판과 같이 종래의 열에너지를 적용할 수 없는 환경에서 박막 공정을 수행하기 위한 최적의 에너지가 될 수 있으며, 종래의 이온 소스 구동 개념을 탈피하고 전하 반발

◦ 본 연구개발의 최종 목표는 전하 반발 메카니즘으로 구동하는 애노드형 이온빔 소스를 개발하여 이온 방출량에 따른 이온빔 소스의 특성 및 전기자기 적합성을 검증하는 것임.
◦ 본 기술은 선박이나 해양 레저용 제품들의 내구성은 물론이고, 친수성, 염수분무 특성 등의 요구에 따른 소재의 친환경 표면에 적용할 수 있는 기술임.
◦ 이온 에너지는 폴리머나 얇은 유리 기판과 같이 종래의 열에너지를 적용할 수 없는 환경에서 박막 공정을 수행하기 위한 최적의 에너지가 될 수 있으며, 종래의 이온 소스 구동 개념을 탈피하고 전하 반발 메카니즘으로 구동하는 애노드형 이온빔 소스를 개발하였음.
◦ 본 과제를 통하여 개발된 이온빔 소스의 불순물 특성과 내전압 특성, 열적 특성 등을 규명하였으며, 유럽인증인 CE 마크 획득을 위한 EMC 저감기술 및 관련 시험성적서를 확보하였음.

(출처 : 요약서 3p)

Abstract ▼

■ Purpose & Contents
Ⅰ. Purpose and necessity of R&D
◦ The final goal of this research and development is to develop an anode type ion beam source driven by a charge repulsion mechanism and verify the characteristics of the ion beam source and the electromagnetism suitability according to the

■ Purpose & Contents
Ⅰ. Purpose and necessity of R&D
◦ The final goal of this research and development is to develop an anode type ion beam source driven by a charge repulsion mechanism and verify the characteristics of the ion beam source and the electromagnetism suitability according to the ion emission amount.
◦ The surfaces of various products required in marine industrial engineering including marine leisure are always exposed to high concentration salt water, and there is a problem in reliability such as corrosion and peeling of coating film.
◦ Furthermore, considering the conditions such as light weight, low cost, mass production and environment-friendly method of production products, it is necessary to keep in mind the products using polymer material, and environment-friendly surface treatment technology is indispensable.

Ⅱ. Contents and scope of R&D
◦ Construct environment variable system for measurement of ion beam source characteristics
- Construct base pressure environment: 5 x 10^-6 Torr or less
- Pressure control function: Ionized gas (Ar, O₂) control range 5 x 10^-5 Torr ~ 2 x 10^-3 Torr
◦ Verification of ion beam characteristics on the surface of the substrate with ion emission
- Ion beam shape verification: Measurement of current value according to Faraday cup's x-axis moving
- Ion beam energy characterization: Measurement of current voltage characteristics in Faraday cup
◦ Product reliability evaluation
- Thermal shock 200 ℃, for 2 hours
◦ Product safety evaluation
- Voltage tolerance at grounded 1,500 V, for 1 minute
- Voltage tolerance at insulated 3,000 V, for 1 minute
◦ Development of characteristic test and analysis method for ion beam source
- Withstand voltage test and analysis method of ion beam source
- Thermal shock test and analysis method of ion beam source
- Plasma discharge test and analysis method of ion beam source
- Ion emission test and analysis method of ion beam source
- Electromagnetic disturbance and durability test and analysis method(EN 61000-6-2, EN 61000-6-4, EN 61000-3-2, EN 610003-3)
◦ Verification of surface modification effect of ion beam source
- Surface contact angle of glass and PET specimen: 20 degrees or less

■ Results
◦ An environment variable system for measurement of ion beam source characteristics was constructed and the objective performance of the device was verified.
- Preparation of technical verification report (Verification institution: KTR)
◦ The current-voltage characteristics of the ion beam source were verified at the substrate surface position according to the amount of ion emission.
- Preparation of technical verification report (Verification institution: KTR)
◦ The reliability and safety of the ion beam source were evaluated, and it was confirmed that there was no abnormality in the thermal shock and withstand voltage.
- Acquired certificate of official test (Verification institution: KTR)
◦ Electro magnetic disturbance and durability of the ion beam source were tested. No abnormality was confirmed.
- Acquired certificate of official test (Verification institution: KTR)
◦ The anode type ion beam source driven by the charge repulsion mechanism developed in this study showed competitive technical characteristics compared to the conventional ion beam source(competitive technology). We have reported this in the ASCT journal of the Korean Vacuum Society.
- No impurities and heat were generated in spite of long driving, and it proved to be more stable than competitive (driven by diffusive mechanism) products.
- Since the driving gas pressure of the ion beam source is higher than that of competitive products, the process can be performed stably in a wide pressure range.
- Ion Beam shape can be obtained by simply deforming the shape of the ion beam source without adding any mechanical parts.
◦ The results of water droplet test on glass and PET surface treated with ion beam source showed contact angle of less than 20 degrees.
- Acquired certificate of official test (Verification institution: KOPTRI)

■ Expected Contribution
◦ It can be used as a component technology of industrial surface treatment equipment and plans to commercialize it.
- Device name: Ion Beam Source (FPG-series)
- Marketing strategy: Supplied as a component technology module for industrial surface treatment processes (surface etching, surface modification, plasma coating, etc.) equipments.
◦ The environment variable system can be used as equipment for plasma education and training and plans to commercialize it.
- Name of equipment: Plasma Complex Machining Center (PCMC)
- Marketing Strategy: Supplied with plasma training equipments associated with National Competency Standards (NCS).

(출처 : SUMMARY 7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 12
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 14
• 제1절 연구개발 목적 및 개요 ... 14
• 제2절 연구개발 필요성 ... 15
• 제3절 연구개발 범위 ... 20
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 25
• 제1절 국외 기술, 산업동향 ... 25
• 제2절 국내 기술, 산업동향 ... 27
• 제3절 특허 기술 동향 ... 27
• 제4절 정부지원정책 현황 ... 29
• 제5절 종합 결론 ... 32
• 제3장 연구 수행 내용 및 성과 ... 33
• 제1절 이론적 접근 ... 33
• 제2절 종래 기술 이해 ... 48
• 1. 종래의 이온빔 소스에 대한 공통된 견해 ... 48
• 2. 애노드 이온빔 소스의 공급 전원 특성 ... 49
• 제3절 실험적 접근 ... 51
• 1. 환경 가변형 시스템 구축 ... 51
• 2. 시스템의 기존 진공도 확보 및 검증 ... 58
• 3. 시스템의 압력제어기능 확보 및 검증 ... 63
• 제4절 이온빔 소스의 특성연구 ... 68
• 1. 이온빔 소스의 전기적 특성 ... 68
• 2. 이온빔 소스의 신뢰성 평가 ... 80
• 3. 전자기 방사 및 내성 시험 ... 87
• 4. 이온빔 소스의 불순물 특성 연구 ... 101
• 5. 이온빔 소스의 구동압력 특성 연구 ... 108
• 6. 이온빔 소스의 형상제어 특성 연구 ... 117
• 7. 이온빔 소스를 적용한 표면처리 특성 연구 ... 124
• 8. 표면 입사 전하량 제어 연구 ... 131
• 9. 해양 장비의 성능 향상을 위한 응용성 연구 ... 133
• 제4장 목표달성도 및 관련 분야 기여도 ... 136
• 제1절 목표 달성도 ... 136
• 제2절 관련 분야 기여도 ... 138
• 제5장 연구개발 성과의 활용 계획 ... 141
• 제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 147
• 제7장 연구개발 성과의 보안등급 ... 163
• 제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설장비 현황 ... 164
• 제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행 실적 ... 165
• 제10장 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 167
• 제11장 사업화 전략 ... 168
• 제12장 참고문헌 ... 171
• 끝페이지 ... 174