KR101455065B1 - 세라믹박막 발열체를 이용한 면상 발열장치 및 그 제조방법 - Google Patents

세라믹박막 발열체를 이용한 면상 발열장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판 상에 형성된 세라믹박막 발열체와, 상기 세라믹박막 발열체 상에 형성된 금속전극, 및 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 구비된 전기절연 보호막을 포함하며, 상기 세라믹박막 발열체는 불소 함유 산화주석 투명도전막으로 이루어지고, 상기 불소 함유 산화주석 투명도전막은 주석(Sn)과 불소(F)의 몰비가 1:0.01∼2.0 범위이고, (200) 결정면이 우선 배향된 층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 내열성, 내화학성 및 내마모성이 우수하고 저저항 및 고투과율을 갖는 FTO 투명전도막에 전기를 인가하였을 때 발열하는 특성을 이용하여 가정용 조리기구, 반도체용 발열서셉터, 보일러용 온수용 히터, 온풍시스템 등에 사용할 수 있다.

Description

세라믹박막 발열체를 이용한 면상 발열장치 및 그 제조방법{Planar heating apparatus using ceramic thin film heating material and manufacturing method of the same}
본 발명은 발열장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내열성, 내화학성 및 내마모성이 우수하고 저저항 및 고투과율을 갖는 FTO 투명전도막에 전기를 인가하였을 때 발열하는 특성을 이용하여 가정용 조리기구, 반도체용 발열서셉터, 보일러용 온수용 히터, 온풍시스템 등에 사용할 수 있는 면상 발열장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
내열유리를 이용한 가정용 전기레인지는 일반적으로 저열팽창성 내열유리를 기판으로 사용하고, 가열을 위한 발열체로서는 기존의 니크롬선과 같은 금속발열체인 코일을 사용하고 있다. 이러한 발열시스템은 기존의 가스레인지와 비교해서 유독성 및 가연성 가스의 발생을 줄이는 효과가 있으며, 보다 안전하고 에너지 효율성이 높기 때문에 가정에 보급되어 사용되기 시작하고 있으며, 상업용 음식점에서도 사용되고 있다. 또한, 인덕션 히팅과 같은 조리기구도 사용되고 있지만, 특수한 주방용기에만 조리가 가능한 단점이 있다.
자동차, 항공기, 건축물 등의 창 유리의 방담 또는 빙결 방지를 위한 발열저항체와 디스플레이 등에 가시광에 대하여 고투과성을 갖는 전극재료가 사용되고 있다. 투명도전성 재료로서, 안티몬을 함유하는 산화주석(Antimony Tin Oxide; ATO)이나, 인듐을 함유하는 산화주석(Indium Tin Oxide; 이하 'ITO'라 함) 등이 알려져 있고, 이 중에서도 비저항의 낮음 등의 이유로 ITO가 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, ITO 투명도전막 유리를 500℃에서 가열하여 성형할 경우, ITO의 전기적 물성이 바뀌고 열화되는 문제점이 있고, 내열성, 내화학성 및 내마모성이 약한 문제점을 가지고 있다.
따라서, 고온, 고전압에 대한 안전성이 높고 저저항 및 고투과율를 갖는 불소를 함유하는 산화주석(Fluorine doped Tin Oxide; FTO)에 관한 연구가 행해지고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내열성, 내화학성 및 내마모성이 우수하고 저저항 및 고투과율을 갖는 FTO(Fluorine doped Tin Oxide) 투명전도막에 전기를 인가하였을 때 발열하는 특성을 이용하여 가정용 조리기구, 반도체용 발열서셉터, 보일러용 온수용 히터, 온풍시스템 등에 사용할 수 있는 면상 발열장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판 상에 형성된 세라믹박막 발열체와, 상기 세라믹박막 발열체 상에 형성된 금속전극, 및 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 구비된 전기절연 보호막을 포함하며, 상기 세라믹박막 발열체는 불소 함유 산화주석 투명도전막으로 이루어지고, 상기 불소 함유 산화주석 투명도전막은 주석(Sn)과 불소(F)의 몰비가 1:0.01∼2.0 범위이고, (200) 결정면이 우선 배향된 층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치를 제공한다.
상기 면상 발열장치는, 상기 세라믹 기판 하부에 구비된 단열층을 더 포함할 수 있으며, 상기 단열층은 세라믹 섬유, 세라믹섬유 블랑켓 및 에어로젤 블랑켓 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있고, 0.1∼20mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 세라믹박막 발열체는 0.01∼2㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하고, 저항이 1∼200Ω 범위이며, 투과율이 70∼85% 범위이고, 220V 교류전압 인가시 온도가 상승하여 550∼640℃ 까지 발열될 수 있다.
상기 전기절연 보호막은 SiO2막으로 이루어지거나, TiO2, ZrO2 및 Al2O3 중에서 선택된 1종 이상의 산화물과 SiO2의 복합막으로 이루어질 수 있으며, 0.05∼100㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 세라믹 기판은 유리, 내열유리 또는 알루미나(Al2O3)로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은, 세라믹 기판 상에 세라믹박막 발열체를 형성하는 단계와, 상기 세라믹박막 발열체 상에 금속전극을 형성하는 단계 및 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 전기절연 보호막을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 세라믹박막 발열체를 형성하는 단계는, 주석 전구체, 불소 전구체 및 탈이온수를 혼합하여 전구체 수용액을 형성하는 단계 및 상기 전구체 수용액을 상기 세라믹 기판 상부에 350∼550℃에서 스프레이 코팅하여 주석(Sn)과 불소(F)의 몰비가 1:0.01∼2.0 범위이고, (200) 결정면이 우선 배향된 층으로 이루어지는 불소 함유 산화주석 투명도전막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치의 제조방법을 제공한다.
상기 면상 발열장치의 제조방법은, 상기 세라믹 기판 하부에 단열층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 단열층은 세라믹 섬유, 세라믹섬유 블랑켓 및 에어로젤 블랑켓 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 형성할 수 있고, 0.1∼20mm의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 세라믹박막 발열체는 0.01∼2㎛의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하고, 상기 세라믹박막 발열체는 저항이 1∼200Ω 범위이고, 투과율이 70∼85% 범위이며, 220V 교류전압 인가시 온도가 상승하여 550∼640℃ 까지 발열될 수 있다.
상기 세라믹 기판은 유리, 내열유리 또는 알루미나(Al2O3)로 이루어진 기판을 사용할 수 있다.
상기 주석 전구체는 SnCl4ㆍ5H2O, SnCl2 및 SnCl2·2H2O 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있고, 상기 불소 전구체는 NH4F, HF 및 아세틸 플루오라이드(acetyl fluoride) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있다.
상기 전기절연 보호막은 SiO2막이나, TiO2, ZrO2 및 Al2O3 중에서 선택된 1종 이상의 산화물과 SiO2의 복합막으로 형성할 수 있으며, 0.05∼100㎛의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 전기절연 보호막을 형성하는 단계는, 실리케이트계 알콕시드를 알코올에 1∼20M의 범위에서 용해한 후, 가수분해 반응을 위해 증류수를 H20/Si의 몰비가 0.5∼10의 범위에서 첨가하고, 질산, 염산 및 아세트산 중에서 선택된 1종 이상의 산(acid)을 1×10-5∼0.1M이 되도록 첨가하여 촉매 반응을 시켜 코팅용액을 제조하는 단계와, 상기 코팅용액을 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 코팅하는 단계 및 상기 코팅용액이 도포된 결과물을 150∼300℃에서 열처리하여 0.05∼100㎛의 두께를 갖는 전기절연 보호막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기절연 보호막을 형성하는 단계는, 자일렌, 폴리디메틸에틸아세테이트 및 n부틸에테르(nBE) 중에서 선택된 1종 이상의 물질 100중량부에 대하여 폴리실라잔 10∼50중량부를 혼합하여 코팅용액을 제조하는 단계와, 상기 코팅용액을 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 스프레이 코팅하는 단계 및 상기 코팅용액이 도포된 결과물을 150∼300℃에서 열처리하여 0.05∼100㎛의 두께를 갖는 전기절연 보호막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기절연 보호막을 형성하는 단계는, 유리 프릿을 포함하는 페이스트를 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 스크린 프린팅하는 단계 및 상기 스크린 프린팅된 결과물을 상기 유리 프릿의 연화점보다 높은 400∼650℃의 온도에서 열처리하여 0.05∼100㎛의 두께를 갖는 전기절연 보호막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 세라믹박막 발열체로 FTO(Fluorine doped Tin Oxide) 투명도전막을 스프레이 코팅법을 이용하여 제조함으로써, 제조 단가가 저렴하고, 제조 공정이 간단한 장점이 있고, 내열성, 내화학성 및 내마모성이 우수하고 저저항 및 고투과율을 갖는 효과가 있다.
본 발명의 FTO 투명도전막을 이용한 면상 발열장치는 전기를 인가하였을 때 발열하는 특성을 이용하여 주방용 조리기구, 보일러용 온수시스템, 온풍시스템, 그리고 발열윈도우, 반도체용 발열서셉터, 실험용 핫플레이트 등에 응용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹박막 발열체를 이용한 면상 발열장치의 구조를 보여주는 개념도이다.
도 2는 실시예 1에 따라 LAS(lithium aluminum silicate)계 내열유리에 500nm의 FTO(Fluorine doped Tin Oxide) 투명도전막을 형성하고 FTO 투명도전막 상부에 은(Ag) 전극과 전기절연 보호막을 형성한 면상 발열장치의 사진이다.
도 3은 실시예 1에 따라 LAS계 내열유리 상부에 400℃에서 40분간 코팅하여 형성한 FTO 투명도전막의 표면 미세구조를 보여주는 전계방출 주사전자현미경(field emission scanning electron microscope; FE-SEM) 사진이다.
도 4는 실시예 1에 따라 LAS계 내열유리 상부에 400℃에서 40분간 코팅하여 형성한 FTO 투명도전막의 단면을 보여주는 전계방출 주사전자현미경(FE-SEM) 사진이다.
도 5는 증착온도 및 증착시간에 따른 FTO 투명도전막의 두께 및 저항변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 FTO 투명도전막의 면저항이 10, 20, 200Ω인 것을 전압을 인가하였을 때 발열특성으로 온도변화를 측정한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹박막 발열체를 이용한 면상 발열장치의 구조를 보여주는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹박막 발열체를 이용한 면상 발열장치는, 세라믹 기판(10)과, 세라믹 기판(10) 상에 형성된 세라믹박막 발열체(20)와, 세라믹박막 발열체(20) 상에 형성된 금속전극(30), 및 금속전극(30)이 형성된 영역 이외의 세라믹박막 발열체(20) 상부에 구비된 전기절연 보호막(40)을 포함하며, 세라믹박막 발열체(20)는 불소 함유 산화주석(Fluorine doped Tin Oxide; FTO) 투명도전막으로 이루어지고, 상기 불소 함유 산화주석 투명도전막은 주석(Sn)과 불소(F)의 몰비가 1:0.01∼2.0 범위이고, (200) 결정면이 우선 배향된 층으로 이루어진다.
상기 면상 발열장치는, 세라믹 기판(10) 하부에 구비된 단열층(50)을 더 포함할 수 있으며, 상기 단열층(50)은 세라믹 섬유, 세라믹섬유 블랑켓 및 에어로젤 블랑켓 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있고, 0.1∼20mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 전기절연 보호막(40)은 SiO2막으로 이루어지거나, TiO2, ZrO2 및 Al2O3 중에서 선택된 1종 이상의 산화물과 SiO2의 복합막으로 이루어질 수 있으며, 0.05∼100㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 세라믹 기판(10)은 유리, 내열유리 또는 알루미나(Al2O3)로 이루어질 수 있다.
상기 세라믹박막 발열체(20)는 0.01∼2㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하고, 저항이 1∼200Ω 범위이며, 투과율이 70∼85% 범위이고, 220V 교류전압 인가시 온도가 상승하여 550∼640℃ 까지 발열될 수 있다.
상기 불소 함유 산화주석(Fluorine doped Tin Oxide; 이하 'FTO'라 함) 투명도전막은, 내열성, 내화학성 및 내마모성이 우수하고 저저항 및 고투과율을 갖고, 전기를 인가하였을 때 발열하는 특성을 가지며, 이를 이용한 본 발명의 면상 발열장치는 가정용 조리기구, 반도체용 발열서셉터, 보일러용 온수용 히터, 온풍시스템 등에 사용할 수 있다.
상기 FTO 투명도전막은 저저항을 위하여 Sn 대비 F가 특정 몰비를 갖고 (200) 결정면이 우선 배향된 층으로 이루어지며, FTO 투명도전막의 최저저항을 갖는 온도에서 코팅하는 것에 의하여 같은 조성비의 FTO 투명도전막의 세라믹박막 발열체라도 낮은 저항을 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹박막 발열체를 이용한 면상 발열장치의 제조방법은, 세라믹 기판 상에 세라믹박막 발열체를 형성하는 단계와, 상기 세라믹박막 발열체 상에 금속전극을 형성하는 단계 및 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 전기절연 보호막을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 세라믹박막 발열체를 형성하는 단계는, 주석 전구체, 불소 전구체 및 탈이온수를 혼합하여 전구체 수용액을 형성하는 단계 및 상기 전구체 수용액을 상기 세라믹 기판 상부에 350∼550℃에서 스프레이 코팅하여 주석(Sn)과 불소(F)의 몰비가 1:0.01∼2.0 범위이고, (200) 결정면이 우선 배향된 층으로 이루어지는 불소 함유 산화주석 투명도전막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 면상 발열장치의 제조방법은, 상기 세라믹 기판 하부에 단열층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 단열층은 세라믹 섬유, 세라믹섬유 블랑켓 및 에어로젤 블랑켓 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 형성할 수 있고, 0.1∼20mm의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹박막 발열체를 이용한 면상 발열장치의 제조방법을 더욱 상세하게 설명한다.
먼저, 세라믹 기판을 준비한다. 상기 세라믹 기판은 유리, 내열유리 또는 알루미나(Al2O3)로 이루어진 기판을 사용할 수 있다. 상기 유리는 보로실리케이트계 유리, LAS(lithium aluminum silicate)계 내열유리 등을 사용할 수 있다. 상기 세라믹 기판은 세라믹박막 발열체가 고온으로 발열하여도 열충격에 의해서 깨지는 것을 방지할 수 있는 기판을 사용한다.
상기 세라믹 기판 하부에 단열층을 형성할 수 있으며, 상기 단열층은 세라믹 섬유, 세라믹섬유 블랑켓 및 에어로젤 블랑켓 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 형성할 수 있고, 0.1∼20mm의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 세라믹박막 발열체가 발열되는 경우 열이 세라믹막막 발열체의 하부로도 이동하게 되는데, 열의 발산에 의한 효율이 저하되기 때문에 세라믹 기판 하부에 단열을 위한 단열층을 형성한다. 상기 단열층은 면상 발열장치 구성상 얇은 것이 바람직하지만 0.1∼20mm 범위로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 세라믹 기판 상에 세라믹박막 발열체를 형성한다.
상기 세라믹박막 발열체를 형성하는 방법을 더욱 구체적으로 살펴보면, 주석 전구체, 불소 전구체 및 탈이온수를 혼합하여 전구체 수용액을 형성한다. 상기 주석 전구체는 SnCl4ㆍ5H2O, SnCl2 및 SnCl2·2H2O 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있다. 상기 불소 전구체는 알킬기를 포함하지 않은 NH4F, HF 및 아세틸 플루오라이드(acetyl fluoride) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있다.
스프레이 코팅하기 위한 상기 전구체 수용액에 에탄올과 같은 알코올을 상기 탈이온수와 함께 첨가함으로써 보다 저저항을 달성할 수 있는 장점이 있다. 알코올이 FTO 투명도전막의 결정성장을 (200) 면으로 잘 성장하도록 하게 하고, 보다 낮은 저항의 세라믹박막 발열체를 형성할 수 있게 한다.
상기 전구체 수용액을 상기 세라믹 기판 상부에 350∼550℃에서 스프레이 코팅하여 주석(Sn)과 불소(F)의 몰비가 1:0.01∼2.0 범위이고 (200) 결정면이 우선 배향된 층으로 이루어지는 불소 함유 산화주석 투명도전막을 형성한다. 상기 스프레이 코팅은 대기 또는 산소 분위기 조건에서 수행할 수 있다. 상기 코팅에 의하여 생성되는 불소 함유 산화주석 투명도전막은 주된 결정 성장 방향이 (200) 결정면을 이루게 된다. 세라믹박막 발열체에 같은 전압을 인가할 때 많은 전류를 흐르게 하는 것이 발열효율이 높은 것을 고려할 때, (200) 결정면이 우선 배향하도록 유지하도록 하는 것이 좋다. 상기와 같이 스프레이 코팅법을 이용으로써 제조 공정이 간단하다.
본 발명에서 FTO 투명도전막의 불소 함유량은 FTO 투명도전막의 전도 및 투과율 특성에 큰 영향을 미치는 매우 중요 인자이며, 상기 FTO 투명도전막의 Sn 대비 F의 몰비는 0.01∼2.0 범위를 유지하도록 한다. 이러한 불소 함량을 제어하기 위하여 상기 전구체 수용액은 탈이온수를 용매로 사용하여 주석 전구체와 불소 전구체를 Sn 대비 F의 몰비가 0.01∼2.0 범위를 이루도록 혼합한다.
이때, 불소의 함량이 너무 높으면 FTO 투명도전막 내부에 많은 캐리어 전자(또는 자유전자)가 형성되어 산란됨으로써 서로 저항으로 작용하게 되어 전기전도도가 떨어지는 문제점이 발생할 수 있고, 캐리어 전자의 수가 많아지면 표면플라즈마 공명에 의하여 투과율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 불소의 함량이 너무 낮으면 전기전도도의 상승효과가 미미하고 결정배향면이 임의로 성장할 수 있으며, FTO 투명도전막 내의 캐리어 전자(전도 전자)의 수가 작기 때문에 투과율은 높지만 전기비저항이 높다는 문제점이 발생할 수 있으므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
스프레이 코팅법은 종래의 스퍼터링(Sputtering) 및 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; CVD)법에 비하여 제조 단가가 저렴하고, 제조 공정이 간단한 장점이 있다. 스프레이 코팅법은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들면 에어노즐이나 초음파 스프레이 노즐을 사용한 초음파 분무 코팅법을 사용할 수 있다.
상기 세라믹박막 발열체는 0.01∼2㎛의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하고, 상기 세라믹박막 발열체는 저항이 1∼200Ω 범위이고, 투과율이 70∼85% 범위이며, 220V 교류전압 인가시 온도가 상승하여 550∼640℃ 까지 발열될 수 있다.
상기 세라믹박막 발열체는 두께가 0.01∼2㎛를 유지하는 것이 바람직하다. 보통 발열체로서는 투과율이 높은 것을 요구하지 않기 때문에 세라믹박막 발열체의 두께가 투과율이 떨어지는 1㎛를 넘어도 되지만, 투과율을 유지하는 발열윈도우로 응용하기 위해서는 1㎛ 이하를 유지하는 것이 좋다. 상기 세라믹박막 발열체의 두께가 0.01㎛ 미만으로 너무 낮은 두께를 가질 경우 비저항이 높기 때문에 발열체로 사용하기에는 발열효율이 너무 낮은 문제점이 발생할 수 있다.
상기 세라믹박막 발열체 상에 금속전극을 형성한다. 고온용 은(Ag) 페이스트를 사용하여 스크린프린팅 등으로 전극을 형성하거나, 나노잉크 등을 이용하여 잉크젯이나 일렉트로하이드로다이나믹 젯 등에 의하여 금속전극을 형성하는 것이 가능하다. 상기 금속전극의 경우 은, 금, 백금, 니켈, 구리 등의 금속을 사용할 수 있다.
상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 전기절연 보호막을 형성한다. 세라믹박막 발열체는 전기가 흐르는 것에 의해서 발열하기 때문에 전기적인 절연에 의해서 세라믹박막 발열체를 보호하는 것이 필요하다. 또한, 세라믹박막 발열체의 표면에 요철이 생기 때문에 전기절연 보호막을 코팅하여 형성함으로써 표면을 매끄럽게 하는 효과도 있으며, 세라믹박막 발열체를 기계적인 스크레치 등으로부터 보호하여 보다 안정적이면서 내구성이 있는 세라믹박막 발열체를 유지할 수 있다. 또한, 세라믹박막 발열체에 전기를 인가하기 위하여 금속전극을 형성하는데, 이 금속전극을 보호하는 역할도 한다.
상기 전기절연 보호막은 SiO2막이나, TiO2, ZrO2 및 Al2O3 중에서 선택된 1종 이상의 산화물과 SiO2의 복합막으로 형성할 수 있으며, 0.05∼100㎛의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
전기절연 보호막을 형성하는 단계는, 실리케이트계 알콕시드를 알코올에 1∼20M의 범위에서 용해한 후, 가수분해 반응을 위해 증류수를 H20/Si의 몰비가 0.5∼10의 범위에서 첨가하고, 질산, 염산 및 아세트산 중에서 선택된 1종 이상의 산(acid)을 1×10-5∼0.1M이 되도록 첨가하여 촉매 반응을 시켜 코팅용액(실리케이트계 졸)을 제조하는 단계와, 상기 코팅용액을 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 코팅하는 단계 및 상기 코팅용액이 도포된 결과물을 150∼300℃에서 열처리하여 0.05∼100㎛의 두께를 갖는 전기절연 보호막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 코팅은 딥코팅, 스프레이코팅, 바코팅, 스핀코팅, 브러시 등을 이용할 수 있다. 이때, 전기절연 보호막의 두께는 0.05∼100㎛ 범위로 한다. 전기절연 보호막의 두께가 0.05㎛ 미만일 경우 전기적인 절연성능이 떨어지고, 또한, 100㎛를 초과하는 경우에는 전기절연 보호막이 잔류응력에 의하여 깨어질 수 있기 때문에 l00㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기 실리케이트계 졸 이외에 콜로이드 실리카를 이용한 졸, 알루미나 졸, TiO2 졸, ZrO2 졸 또는 이들의 혼합물 등을 사용하여 전기절연 보호막을 형성하는 것도 가능하다. 알루미나 졸을 사용하는 경우에는 알루미나 분말이 에탄올에 분산된 것을 사용하여 코팅함으로써 전기절연 보호막을 형성하는 것도 가능하다. TiO2 졸을 사용하는 경우에 TiO2 나노입자가 분산된 콜로이드 졸이나, 티타늄이소프로폭사이드와 같은 알콕시드를 에탄올에 용해한 후, 산(acid)이나 염기로 안정화한 졸을 사용하여 코팅하는 것도 가능하다.
또한, 전기절연 보호막을 형성하는 단계는, 자일렌, 폴리디메틸에틸아세테이트 및 n부틸에테르(nBE) 중에서 선택된 1종 이상의 물질 100중량부에 대하여 폴리실라잔 10∼50중량부를 혼합하여 코팅용액을 제조하는 단계와, 상기 코팅용액을 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 스프레이 코팅하는 단계 및 상기 코팅용액이 도포된 결과물을 150∼300℃에서 열처리하여 0.05∼100㎛의 두께를 갖는 전기절연 보호막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 전기절연 보호막을 형성하는 단계는, 유리 프릿(glass frit)을 포함하는 페이스트를 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 스크린 프린팅하는 단계 및 상기 스크린 프린팅된 결과물을 상기 유리 프릿의 연화점보다 높은 400∼650℃의 온도에서 열처리하여 0.05∼100㎛의 두께를 갖는 전기절연 보호막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 유리 프릿을 포함하는 페이스트의 점도는 10,000∼150,000cP 정도일 수 있고, 상기 유리 프릿을 포함하는 페이스트의 고형분은 40∼80% 정도인 것이 바람직하다.
상기와 같이 제조된 세라믹박막 발열체는 내열성, 내화학성 및 내마모성이 우수하고, 저저항을 갖는 FTO 세라믹박막 발열체를 포함하며, 저항이 1∼200Ω 범위이고, 투과율은 70∼85% 범위이며, 발열온도는 220V 교류전압 인가시 550∼640℃까지 발열할 수 있다.
전기를 인가하였을 때 발열하는 특성을 이용하여 본 발명의 면상 발열장치를 이용하여 조리기구, 반도체용 서셉터 발열체, 실험용 핫플레이트, 보일러용 온수시스템, 온풍시스템 등에 유용하게 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
세라믹 기판 하부에 단열을 위한 단열층을 형성하였으며, 상기 단열층은 세라믹섬유 블랑켓으로 형성하였다. 상기 단열층은 10mm 정도의 두께로 형성하였다. 상기 세라믹 기판은 LAS(lithium aluminum silicate)계 내열유리를 사용하였는데, 이는 세라믹박막 발열체가 고온으로 발열하여도 열충격에 의해서 깨지는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 세라믹 기판 상부에 세라믹박막 발열체로서 FTO 투명도전막을 형성하였으며, 상기 FTO 투명도전막은 Sn 대비 F의 몰비를 0(표 2의 'no F'는 불소가 첨가되지 않은 조성을 의미하며, 표 2 참조), 1.5(표 1의 경우)로 하여 Sn 대비 F의 몰비의 영향을 확인하고자 하였다.
상기 FTO 투명도전막은 전구체 수용액을 스프레이 코팅하여 형성하였는데, 상기 전구체 수용액은 주석(Sn) 전구체인 SnCl4·5H2O와 불소(F) 전구체인 NH4F를 Sn 대비 F의 몰비가 1.5가 되도록 하여 물 95g에 에탄올 5g을 혼합하여 제조하였다. 상기 전구체 수용액은 상기 세라믹 기판 상부에 350∼550℃의 증착온도에서 20∼50분(증착시간) 동안 초음파 분무 코팅하였으며, FTO 투명도전막은 500nm 정도의 두께로 제조하였다.
세라믹박막 발열체 상부에 금속전극을 형성하였으며, 금속전극은 시중에서 판매되고 있는 고온용 은(Ag) 페이스트를 스크린 프린팅하여 500℃에서 30분 동안 열처리하여 형성하였다.
상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 전기전열 보호막을 형성하였으며, 전기절연 보호막은 테트라에틸오르소실리케이트를 95%의 에탄올에 1M 정도가 되게 용해한 후, 가수분해 반응을 위해 증류수를 H20/Si의 몰비가 4 정도가 되도록 첨가한 후, 질산을 1×10-4M 정도가 되도록 첨가하여 실리케이트계 졸을 형성하였다. 상기 실리케이트계 졸을 통상의 딥코팅에 의해서 코팅하고 200℃ 정도의 온도에서 열처리하여 전기절연 보호막을 100nm 정도의 두께로 제조하였다.
<실시예 2>
세라믹 기판 하부에 단열을 위한 단열층을 형성하였으며, 상기 단열층은 세라믹섬유 블랑켓으로 형성하였다. 상기 단열층은 10mm 정도의 두께로 형성하였다. 상기 세라믹 기판은 LAS(lithium aluminum silicate)계 내열유리를 사용하였는데, 이는 세라믹박막 발열체가 고온으로 발열하여도 열충격에 의해서 깨지는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 세라믹 기판 상부에 세라믹박막 발열체로서 FTO 투명도전막을 형성하였으며, 상기 FTO 투명도전막은 Sn 대비 F의 몰비를 0, 1.5로 변화시키면서 Sn 대비 F의 몰비의 영향을 확인하고자 하였다.
상기 FTO 투명도전막은 전구체 수용액을 스프레이 코팅하여 형성하였는데, 상기 전구체 수용액은 주석(Sn) 전구체인 SnCl4·5H2O와 불소(F) 전구체인 NH4F를 Sn 대비 F의 몰비가 1.5가 되도록 하여 물 95g에 에탄올 5g을 혼합하여 제조하였다. 상기 전구체 수용액은 상기 세라믹 기판 상부에 350∼550℃의 증착온도에서 20∼50분(증착시간) 동안 초음파 분무 코팅하였으며, FTO 투명도전막은 500nm 정도의 두께로 제조하였다.
세라믹박막 발열체 상부에 금속전극을 형성하였으며, 금속전극은 시중에서 판매되고 있는 고온용 은(Ag) 페이스트를 스크린 프린팅하여 500℃에서 30분 동안 열처리하여 형성하였다.
상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 전기전열 보호막을 형성하였으며, 상기 전기절연 보호막은 폴리디메틸에틸아세테이트(PDMEA) 100중량부에 폴리실라잔(HTT1800) 20중량부 혼합하여 스프레이로 코팅하고 300℃ 정도의 온도에서 열처리하여 형성하였다.
[물성 측정 방법]
1. 면저항
전기비저항(electrical resitivity)은 FTO 투명도전막의 전기적인 특성을 평가하는 것으로 4 프로브 방식으로 측정하였으며, 결과는 표 1에 나타내었다.
2. 투과율
FTO 투명도전막의 가시광선영역의 투과율은 두께가 증가하면 감소하는 경향을 나타낸다. 이를 평가하기 위하여 UV/VIS/NIR 포토스펙트로미터(photospectrometer)(UV/VIS/NIR photospectrophotometer, JASCO, V570)를 이용하여 200∼2500nm의 파장에서 투과율을 측정하였다. 투과율 측정 결과는 표 1에 나타내었다.
3. 전압에 따른 발열특성
FTO 투명도전막은 전압 인가 시 발열하는데 발열에 의한 온도증가를 측정하는 것으로 특성을 평가할 수 있다. 일반적인 일정전압기(교류)(potentiostat)와 K-타입(K-type)의 온도계를 이용하여 일정전압 인가 시 온도의 변화를 측정하였으며, 측정된 결과는 표 3과 도 6에 나타내었다.
도 2는 실시예 1에 따라 LAS(lithium aluminum silicate)계 내열유리에 500nm의 FTO 투명도전막을 형성하고 FTO 투명도전막 상부에 은(Ag) 전극과 전기절연 보호막을 형성한 면상 발열장치의 사진이다.
도 3은 실시예 1에 따라 LAS계 내열유리 상부에 400℃에서 40분간 코팅하여 형성한 FTO 투명도전막의 표면 미세구조를 보여주는 전계방출 주사전자현미경(field emission scanning electron microscope; FE-SEM) 사진이다. 도 3에서 보는 바와 같이 FTO 투명도전막은 주로 (200) 결정면을 갖는 삼각형의 미세구조가 많이 관찰된다. 세라믹박막 발열체가 같은 전압을 인가할 때 많은 전류를 흐르게 하는 것이 발열효율이 높은 것을 고려할 때, 상기한 (200) 결정면이 우선 배향하도록 유지하도록 하는 것이 좋다.
도 4는 실시예 1에 따라 LAS계 내열유리 상부에 400℃에서 40분간 코팅하여 형성한 FTO 투명도전막의 단면을 보여주는 전계방출 주사전자현미경(FE-SEM) 사진이다.
도 5는 증착온도 및 증착시간에 따른 FTO 투명도전막의 두께 및 저항변화를 나타낸 도면이다.
아래의 표 1은 실시예 1에 따라 제조된 FTO 투명도전막에 대하여 증착온도와 증착시간에 따른 두께, 비저항 및 550nm에서의 투과율을 보여준다.
증착온도(Deposition temperature)(℃) 증착시간(Deposition Time)(min) 형태
(shape)		 두께
(nm)		 비저항
(Ω/□)		 투과율(550nm)(%)

350		 30 박막(Film) 750 17 71.2
40 박막(Film) 1050 11 71.8
50 박막(Film) 1150 12 67.6

400		 30 박막(Film) 850 6.5 74.7
40 박막(Film) 950 5 69.4
50 박막(Film) 1100 3.5 61.9

450		 30 박막(Film) 700 4.5 73.0
40 박막(Film) 900 4.3 70.7
50 박막(Film) 1100 3.3 56.4

500		 30 박막(Film) 350 45 85.7
40 박막(Film) 450 40 75.6
50 박막(Film) 650 25 73.8

550		 30 박막(Film) 200 9K 83.0
40 박막(Film) 400 700 74.6
50 박막(Film) 400 1K 57.0
아래의 표 2는 실시예 1에 따라 400℃의 증착온도에서 20∼40분(증착시간) 동안에 증착하여 형성한 FTO 투명도전막에 대하여 금속전극 형성 전과 후의 선저항을 보여준다. 아래의 표 2에서 'no F'는 불소가 첨가되지 않은 조성(F/Sn의 몰비가 0 인 경우)을 의미한다.
증착온도
(℃)		 증착시간
(min)		 저항
(Ω)		 금속전극 형성후의 선저항
(Ω/□)		 금속전극 형성 전의 선저항
(Ω/□)		 전극 갭(Electrode gap)(cm)

400		 40 10 5.5 20 3.8
20 20 10.5 36 3.8
30 No F 200 110 560 3.9
표 2를 참조하면, 금속전극을 형성한 후에는 선저항이 금속전극을 형성하기 전에 비하여 감소하는 것으로 나타났다.
아래의 표 3은 실시예 1에 따라 제조된 면상 발열장치의 저항에 따른 발열온도를 보여주는 도면이다.
저항(Ω) 전압(V) 전류(mA) 온도(℃)


발열특성예 1

10		 0 0 25
10 56.1
20 36.5 252
30 37.7 285
40 40.8 400


발열특성예 2

20		 0 0 25
10 21.3 52.5
20 32.8 218
30 37.5 270.4
40 38.7 310


발열특성예 3

40		 0 0 25
10 20.9 20
50 177
100 400
150 644


발열특성예 4

200		 0 0 25
20 34.5 29.7
30 37.4 63
40 39.0 87
50 37.3 126
60 37.9 164
도 6은 FTO 투명도전막의 면저항이 10, 20, 200Ω인 것을 전압을 인가하였을 때 발열특성으로 온도변화를 측정한 그래프이다.
표 3 및 도 6을 참조하면, 각 저항에 대하여 인가 전압이 증가할수록 발열온도가 증가하는 것으로 나타났으며, 저항이 10, 20, 200Ω으로 증가할수록 발열온도는 낮아지는 것으로 나타났다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10: 세라믹 기판
20: 세라믹박막 발열체
30: 금속전극
40: 전기절연 보호막
50: 단열층

Claims (14)

  1. 세라믹 기판;
    상기 세라믹 기판 상에 형성된 세라믹박막 발열체;
    상기 세라믹박막 발열체 상에 형성된 금속전극; 및
    상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 구비된 전기절연 보호막을 포함하며,
    상기 세라믹박막 발열체는 불소 함유 산화주석 투명도전막으로 이루어지고,
    상기 불소 함유 산화주석 투명도전막은 주석(Sn)과 불소(F)의 몰비가 1:0.01∼2.0 범위이고, (200) 결정면이 우선 배향된 층으로 이루어지며,
    상기 세라믹박막 발열체는 0.01∼2㎛의 두께를 갖고, 저항이 1∼200Ω 범위이며, 투과율이 70∼85% 범위이고, 220V 교류전압 인가시 온도가 상승하여 550∼640℃ 까지 발열되는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 기판 하부에 구비된 단열층을 더 포함하며, 상기 단열층은 세라믹 섬유, 세라믹섬유 블랑켓 및 에어로젤 블랑켓 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지고, 0.1∼20mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 전기절연 보호막은 SiO2막으로 이루어지거나, TiO2, ZrO2 및 Al2O3 중에서 선택된 1종 이상의 산화물과 SiO2의 복합막으로 이루어지며, 0.05∼100㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 기판은 유리, 내열유리 또는 알루미나(Al2O3)로 이루어진 것을 특징으로 하는 면상 발열장치.
  6. 세라믹 기판 상에 세라믹박막 발열체를 형성하는 단계;
    상기 세라믹박막 발열체 상에 금속전극을 형성하는 단계; 및
    상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 전기절연 보호막을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 세라믹박막 발열체를 형성하는 단계는,
    주석 전구체, 불소 전구체 및 탈이온수를 혼합하여 전구체 수용액을 형성하는 단계; 및
    상기 전구체 수용액을 상기 세라믹 기판 상부에 350∼550℃에서 스프레이 코팅하여 주석(Sn)과 불소(F)의 몰비가 1:0.01∼2.0 범위이고, (200) 결정면이 우선 배향된 층으로 이루어지는 불소 함유 산화주석 투명도전막을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 세라믹박막 발열체는 0.01∼2㎛의 두께를 갖도록 형성하고, 상기 세라믹박막 발열체는 저항이 1∼200Ω 범위이고, 투과율이 70∼85% 범위이며, 220V 교류전압 인가시 온도가 상승하여 550∼650℃ 까지 발열되는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 세라믹 기판 하부에 단열층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 단열층은 세라믹 섬유, 세라믹섬유 블랑켓 및 에어로젤 블랑켓 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 형성하고, 0.1∼20mm의 두께를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서, 상기 세라믹 기판은 유리, 내열유리 또는 알루미나(Al2O3)로 이루어진 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 주석 전구체는 SnCl4ㆍ5H2O, SnCl2 및 SnCl2·2H2O 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용하고,
    상기 불소 전구체는 NH4F, HF 및 아세틸 플루오라이드(acetyl fluoride) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치의 제조방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 전기절연 보호막은 SiO2막이나, TiO2, ZrO2 및 Al2O3 중에서 선택된 1종 이상의 산화물과 SiO2의 복합막으로 형성하며, 0.05∼100㎛의 두께를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치의 제조방법.
  12. 제6항에 있어서, 상기 전기절연 보호막을 형성하는 단계는,
    실리케이트계 알콕시드를 알코올에 1∼20M의 범위에서 용해한 후, 가수분해 반응을 위해 증류수를 H20/Si의 몰비가 0.5∼10의 범위에서 첨가하고, 질산, 염산 및 아세트산 중에서 선택된 1종 이상의 산(acid)을 1×10-5∼0.1M이 되도록 첨가하여 촉매 반응을 시켜 코팅용액을 제조하는 단계;
    상기 코팅용액을 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 코팅하는 단계; 및
    상기 코팅용액이 도포된 결과물을 150∼300℃에서 열처리하여 0.05∼100㎛의 두께를 갖는 전기절연 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치의 제조방법.
  13. 제6항에 있어서, 상기 전기절연 보호막을 형성하는 단계는,
    자일렌, 폴리디메틸에틸아세테이트 및 n부틸에테르(nBE) 중에서 선택된 1종 이상의 물질 100중량부에 대하여 폴리실라잔 10∼50중량부를 혼합하여 코팅용액을 제조하는 단계;
    상기 코팅용액을 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 스프레이 코팅하는 단계; 및
    상기 코팅용액이 도포된 결과물을 150∼300℃에서 열처리하여 0.05∼100㎛의 두께를 갖는 전기절연 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치의 제조방법.
  14. 제6항에 있어서, 상기 전기절연 보호막을 형성하는 단계는,
    유리 프릿을 포함하는 페이스트를 상기 금속전극이 형성된 영역 이외의 상기 세라믹박막 발열체 상부에 스크린 프린팅하는 단계; 및
    상기 스크린 프린팅된 결과물을 상기 유리 프릿의 연화점보다 높은 400∼650℃의 온도에서 열처리하여 0.05∼100㎛의 두께를 갖는 전기절연 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면상 발열장치의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018088625A1 (ko) * 2016-11-08 2018-05-17 엘지전자 주식회사 도전성 페이스트 및 면상 발열체
KR102556009B1 (ko) * 2016-11-15 2023-07-18 삼성전자주식회사 필러 구조체 및 이를 포함하는 전자 기기
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KR101994945B1 (ko) * 2017-08-08 2019-07-01 에스케이씨 주식회사 반도체 제조에 사용되는 면상 발열체 및 이의 제조방법
KR101993425B1 (ko) * 2017-08-17 2019-06-26 에스케이씨 주식회사 반도체 제조에 사용되는 면상 발열체 및 이의 제조방법
WO2020025229A1 (en) 2018-08-01 2020-02-06 Arcelik Anonim Sirketi A heater
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KR102352567B1 (ko) * 2021-06-14 2022-01-19 한국세라믹기술원 초기 작동 단계에서 균일한 온도분포를 갖는 가열장치
KR102381360B1 (ko) * 2021-07-05 2022-04-01 한국세라믹기술원 균일한 온도분포를 갖는 히터

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070088983A (ko) * 2006-02-27 2007-08-30 (주) 씨엠테크 후막형 세라믹 발열체 및 그 제조방법
KR20110025385A (ko) * 2009-09-04 2011-03-10 (주)솔라세라믹 불소가 도핑된 저저항 고투과율의 산화주석 박막 및 그 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070088983A (ko) * 2006-02-27 2007-08-30 (주) 씨엠테크 후막형 세라믹 발열체 및 그 제조방법
KR20110025385A (ko) * 2009-09-04 2011-03-10 (주)솔라세라믹 불소가 도핑된 저저항 고투과율의 산화주석 박막 및 그 제조방법

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