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센서소자 응용을 위한 전기수력학 기반 프린팅 공정 및 시스템 개발

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Alternative Title
Development of Electrohydrodynamic Printing Process and System for Sensor Device Application
Abstract
Direct patterning is one of the core technologies for elecrode patterning and coating method, which controls nano-scale objects in desired shapes to form structures with a precision of several nano meters to dozens of micro meter. The most typical nano-micro device fabrication technologies are semi conductor processes. Semiconductor manufacturing process is a 9 step subtractive process. It is called photolithography process and used for various electronic device applications such as power devices, smart phones, tablet PCs, micro controllers, converters and so on. In this situation, electrohydrodynamics based printing technology is emerging as an alternative to conventional semiconductor processes and being environmentally friendly and having high uniformity and precision. Electrohydrodynamics based printing technology is simpler, more controllable, cost effective as compared to the conventional electronic printing process technologies, enabling micro to nano-scale patterning, continuous thin film formation, high resolution pattern formation and nanofiber formation. In this study, the formation of micro pattern using an electrohydrodynamic printing process is explained and on the basis of it, the electrohydrodynamic based printing process system That can fabricated electronic devices is developed. Moreover, a high resolution micro-electrode pattern was implemented for application of sensor element, through process control, and various applications such as DO (dissolved oxygen)/ ROS (reactive oxygen) sensor, biodegradable complex high-molecular pressure sensor, and superfine sensor and moisture sensor applications of 10μm
Author(s)
金洙完
Issued Date
2020
Awarded Date
2020. 2
Type
Dissertation
URI
http://dcoll.jejunu.ac.kr/common/orgView/000000009430
Alternative Author(s)
Kim, Soo Wan
Affiliation
제주대학교 대학원
Department
대학원 메카트로닉스공학과
Advisor
Choi, Kyung Hyun
Table Of Contents
List of Figures ⅰ
List of Tables ⅴ
ABSTRACT ⅵ
Ⅰ. 서 론 1
Ⅱ. 다이렉트 패터닝 기반의 프린팅 기술 3
1. 접촉식 다이렉트 기반 프린팅 방식 3
2. 비접촉식 다이렉트 기반 프린팅 방식 7
Ⅲ. 전기수력학 기반 프린팅 기술 11
1. 전기수력학 기반 프린팅 기술의 개요 11
1) 전기수력학 기반 프린팅 젯 형성 원리 11
2) 액면 형성 및 토출 메커니즘 14
3) 인가전압에 따른 액면 토출 모드 분석 16
2. 전기수력학 기반 프린팅 공정 조건 20
Ⅳ. 전기수력학 기반 멀티 헤드 프린팅 시스템 개발 22
1. 싱글빌드 기반 멀티 헤드 프린팅 공정 시스템 개발 22
1) 전기수력학 기반 프린팅 공정 테스트 베드 및 이송부 개발 23
2) 고전압 제어 시스템 개발 25
3) 고정밀 유량 제어 시스템 개발 26
4) 통합 공정 소프트웨어 개발 29
2. 전기수력학 기반 프린팅 헤드 개발 31
Ⅴ. 전기수력학 기반 미세전극 패턴 공정 실험 33
1. 공정변수에 따른 미세전극 패턴 제작 33
1) 미세전극 패턴 제작을 위한 초기 공정 조건 확립 34
2) 인가전압 조건에 따른 토출 실험 및 결과 39
3) 노즐 압력에 따른 토출 실험 및 결과 41
4) 미세전극 패턴 결과 분석 42
2. 전기수력학 기반 나노섬유 제작 공정 실험 46
VI. 전기수력학 기반 프린팅 공정을 이용한 센서소자 응용 연구 52
1. 용존활성 산소 센서 응용 연구 52
1) 용존활성 산소 센서 패터닝 연구 52
2) 용존활성 센서의 전기화학적 특성 분석 57
2. 10um급 초미세 패턴 기반 온습도 통합 센서 응용 연구 62
1) 초미세 패턴 기반 온습도 통합 센서패턴 개발 62
2) PEO/MoS2 복합 활성층 제작 63
3) 온습도 통합 센서의 검출 특성 분석 67
3. 나노섬유 기반의 압력 센서 응용 연구 72
1) 전기방사 공정 기반의 압력 센서 개발 72
2) 압력센서를 이용한 측정 감도 특성 분석 74
VII. 결 론 79
참 고 문 헌 81
Degree
Doctor
Publisher
제주대학교 대학원
Citation
金洙完. (2020). 센서소자 응용을 위한 전기수력학 기반 프린팅 공정 및 시스템 개발
Appears in Collections:
Faculty of Applied Energy System > Mechatronics Engineering
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