| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2012년 봄 (05/17 ~ 05/18, 무주덕유산리조트) |
| 권호 | 18권 1호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료(Electronic and Semiconductor Materials) |
| 제목 | 스퍼터링 변수에 따라 PET 필름에 증착한 TiO2 박막의 특성 |
| 초록 | 최근의 환경 및 에너지에 대한 관심으로 수요가 증가하고 있는 하이브리드 및 전기 자동차나 태양광발전, 풍력발전용의 인버터기기에는 고온·고에너지밀도 캐패시터가 필수적이 되었으며, 높은 에너지 밀도를 요구하는 전력전자, 펄스파워 등의 응용분야가 확대되어, 의료용의 제세동기(defibrillator), 펄스파를 사용하는 군사용무기체계, 항공우주분야 등의 전원장치 등에 광범위하게 이용되고 있으며 최근 들어 수요가 급격히 증가하고 있다. 동분야에 사용되는 고온·고에너지밀도 캐패시터는 PET(Polyethylene terephtalate)와 PP(Polypropylene)와 같은 폴리머 유전체를 사용하는 범용 필름 캐패시터가 사용되었으나 사용조건의 한계에 달하여, 새로운 유전체를 적용하는 캐패시터가 절실히 필요한 상황이다. PET와 PP와 같은 유전체는 유전상수가 2~3의 낮은 값을 가지고 있어 고에너지밀도를 구현하기가 어렵고 특히 자동차는 운전중 위치별 부하온도가 엔진부의 140℃로부터 배기장치의 800℃에 이르기까지 가혹한 온도조건에 노출되는데 하이브리드 전기자동차의 인버터에 사용되는 PET 필름 캐패시터는 온도에 따른 노화를 보여 정전용량이 감소하고, 캐패시터의 고장을 유발시키고 수명을 단축시키는 문제점을 보이고 있다. 본 연구에서는 고온·고에너지 밀도의 성능을 만족시키기 위하여 10~50μm 두께의 PET 필름상에 세라믹 유전체인 TiO2 박막을 Sputter 증착법에 의해 코팅하여 종래의 필름캐패시터와 세라믹 캐패시터의 장점을 갖는 캐패시터를 제조하기 위한 박막 유전재료의 개발을 목표로 하였다. 수백nm~수㎛ 두께의 세라믹박막을 스퍼터링 공정조건에 따라 증착한 후 유전체 박막의 결정성, 기판과의 부착성, 증착속도, 유전상수, 절연파괴강도, 온도안정성 등을 XRD, SEM, AFM, EDS, XPS, Impedance analyzer 등에 의해 평가하였으며, 고온·고에너지밀도 캐패시터에의 적용가능성을 보였다. |
| 저자 | 남경모, 이혜진, 박상식 |
| 소속 | 경북대 |
| 키워드 | 캐패시터; 고온고에너지밀도; 스퍼터; TiO2; 유전상수 |
