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산화물 기반 다공성 수분센서 소재 기술

전수책임자
김혜진
참여자
기술이전수
0
이전연도
2020
협약과제
- 반도체 및 디스플레이 제조 라인에서는 ppm level의 극소 수분량을 감지할 수 있는 수분센서가 적용되고 있으며, 대부분 P2O5 소재를 이용한 수분센서를 이용하고 있음. 그러나, 감지소재의 정확도 및 안정성이 떨어져 최근 Al2O3 세라믹 필름 기반의 수분센서 대체에 대한 니즈가 증가하고 있음
- 기존 P2O5 기반 수분센서 대비 안정적이고 정확도가 우수한 Al2O3 기반의 수분센서 소자는 여러 장점에도 불구하고 반응속도가 P2O5 수분센서 대비 느려 상용화 적용에 어려움이 있었음. 특히, 수분과 반응한 후 초기상태로 복귀하기 위한 wet-to-dry 반응속도가 매우 느려 이를 개선하는 소재 기술 개발이 필수적으로 요구되고 있음
- 본 기술은 민간수탁과제를 통해 개발된 ‘산화물 기반 다공성 수분센서 소재 기술’을 해당 수요기업에 전수함으로써, 해외 전량 수입에 의존 중인 수분센서 소재를 조기에 국산화하고 국내 반도체/디스플레이 생산 라인 적용 뿐 아니라 해외 수출로 확장하여 수분센서 관련 시장을 선도하고 매출을 증진시키는 것을 목적으로 함
- 본 기술은 민간수탁과제인 ‘산화물 기반 고속반응(wet-to-dry) 수분센서 소재 개발 (수행기간: 2018.10 - 2019.09)’ 과제의 결과물로서 산출된 ‘산화물 기반 다공성 수분센서 소재 기술’을 그 대상으로 함
- 본 기술은 기존의 P2O5 소재 기반 수분센서의 한계를 극복하는 산화물 기반 다공성 수분센서 감지소재에 대한 기술이며, 수요기업에 해당 다공성 산화물 필름 공정 기술을 이전함으로써 전량 수입에 의존하고 있는 Al2O3 수분센서 기술을 국산화하고 국내 디스플레이/반도체 양산라인 뿐 아니라 중국 등 해외 시장수요에도 대응할 수 있을 것으로 판단됨. 따라서, 본 산화물 기반 다공성 수분센서 감지소재 기술의 빠른 국산화 및 사업화를 위해 관련 기술을 산업체로 적기에 이전하는 것이 필히 요구됨
- 기존의 P2O5 기반 수분센서 대비 정확도 및 내구성이 우수함
- 감지소재 형성을 위한 공정 (양극산화, anodizing)이 쉽고 간단하며, 센서 성능의 주요 인자로 작용하는 pore size 및 두께 등의 조절이 용이함
- 마이크로 히터를 센서에 내장하여 wet-to-dry 반응속도 향상이 가능함
- MEMS 공정으로 소자 소형화 및 저전력 구동이 가능함
A. 기술명: 산화물 기반 다공성 수분센서 소재 기술
- 다공성 산화물 수분 감지 소재 제작을 위한 아노다이징 공정 기술
- 고속반응을 위한 히터 포함 반도체식 수분센서 설계 기술
- 다공성 산화물 기반 반도체식 수분센서 제작 기술
A. 관련 기술문서 5건
- 기술문서: 수분센서 설계 및 제작결과서 (4330-2019-00851)
- 기술문서: 수분센서 평가결과서 (4330-2019-00852)
- 기술문서: 상용 수분센서 물성 및 감지특성 분석 (4330-2019-01470)
- 기술문서: 금속유기구조체 기반 Al2O3 수분센서 감지물질 (4330-2019-01485)
- 기술문서: 산화물 기반 고속반응(wet-to-dry) 수분센서 소재 개발 최종 추진실적 보고서 (4330-2020-00705)
- 활용 분야
. Industrial process control systems
. Storage and warehouses
. Climate control for green houses
. Food and Pharmaceutical industry
. Medical applications
. Automotive cabin air control
. Clean air/gas supplying system
. Humidity measurement in meteorology

- 가격 경쟁력을 갖춘 핵심 수분센서 소재 및 소자 기술을 통해, 비용적인 이슈로 전량 수입에 의존하고 있는 수분센서의 국산화로 인한 수입 대체 효과가 클 것으로 기대됨
- 또한, 수분 센서가 적용되는 관련 산업 분야에서의 대외 의존도 및 가격 경쟁력 확보가 가능하게 되어 대외 경쟁력을 재고할 수 있으며, 개발기술을 이용한 사업화 및 상용화와 더불어 해외 수출을 통한 무역수지개선에도 크게 이바지할 수 있을 것으로 기대됨