먼지 필터 막은 인간의 건강, 안전 및 환경 보호의 몇 가지 중요한 측면에 기여하기 때문에 인간의 삶과 다양한 산업에서 중요한 역할을 한다. 이 연구는 고온 조건에 대한 우수한 열안정성과 접착 특성을 가진 polysulfone@polyphenylene sulfide/polytetrafluoroethylene (PSf@PPS/ePTFE) 복합 먼지 필터 막의 개발을 제시한다. FT-IR 분석은 PSF 접착제가 PPS 직 물에 성공적으로 함침되고 ePTFE 지지체와의 상호 작용을 확인한다. FE-SEM 이미지는 향상된 섬유 상호 연결 및 PSf 농도 와 함께 접착력을 보여준다. PSf@PPS/ePTFE-5는 가장 적합한 다공성 구조를 보여준다. 복합 막은 400°C까지 예외적인 열 안정성을 보여준다. 박리 저항 테스트는 먼지 여과에 대한 충분한 접착력을 보여 공기 투과성을 희생시키지 않고 힘든 고온 조건에서 신뢰할 수 있는 성능을 보장한다. 이 막은 산업 응용 분야에서 유망한 잠재력을 제공한다. 더 나아가 최적화 및 응 용 가능성을 탐구할 수 있다.

For a decade, solution-processed functional materials and various printing technologies have attracted increasingly the significant interest in realizing low-cost flexible electronics. In this study, Cu nanoparticles are synthesized via the chemical reduction of Cu ions under inert atmosphere. To prevent interparticle agglomeration and surface oxidation, oleic acid is incorporated as a surface capping molecule and hydrazine is used as a reducing agent. To endow water-compatibility, the surface of synthesized Cu nanoparticles is modified by a mixture of carboxyl-terminated anionic polyelectrolyte and polyoxylethylene oleylamine ether. For reducing the surface tension and the evaporation rate of aqueous Cu nanoparticle inks, the solvent composition of Cu nanoparticle ink is designed as DI water:2-methoxy ethanol:glycerol:ethylene glycol = 50:20:5:25 wt%. The effects of poly(styrene-co-maleic acid) as an adhesion promoter(AP) on rheology of aqueous Cu nanoparticle inks and adhesion of Cu pattern printed on polyimid films are investigated. The 40 wt% aqueous Cu nanoparticle inks with 0.5 wt% of Poly(styrene-co-maleic acid) show the “Newtonian flow” and has a low viscosity under 10 mPa·S, which is applicable to inkjet printing. The Cu patterns with a linewidth of 50~60 μm are successfully fabricated. With the addition of Poly(styrene-co-maleic acid), the adhesion of printed Cu patterns on polyimid films is superior to those of patterns prepared from Poly(styrene-comaleic acid)-free inks. The resistivities of Cu films are measured to be 10~15 μΩ·cm at annealing temperature of 300 ˚C.

PCB 제조에서 photoresist와 Copper Clad Laminate(CCL)의 구리표면과의 부착력을 항상시 키기 위하여 사용되는 soft etching제를 제조하기 위하여 과산화수소 사용을 배제하고, 유기산과 유기과 산화물을 이용하여 산의 종류, 농도, 에칭시간 등에 따른 구리표면의 에칭속도, 표면 조도, 및 오염도 등 을 조사하였다. 또한 에칭 후의 표면의 얼룩을 제거하기 위한 안정제의 최적 배합 및 농도도 확립하였 다. 본 연구 결과 유기산의 종류 중에서는 아세트산이 초기 구리 에칭속도가 가장 빨랐으며, 농도가 0.04 M이었을 때 0.4 μm/min이였다. 유기과산화물인 APS의 농도는 높을수록 에칭속도가 가장 빨랐으나, 표면 오염이 심각하였다. 안정제 용액의 조성도 표면 오염도에 큰 영향을 주었다. 결과적 0.04 M 아세 트산, 0.1M APS에 4 g/L의 안정제(ST-1)를 첨가한 에칭액의 경우 0.37 μm/min의 에칭속도와 표면 오염이 전혀 없으며, 표면 조도도 가장 우수하였다. 즉, CCL과 photoresist와 접착력을 향상시킬 수 있 을 것으로 판단된다.

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the bond strength of asphalt emulsions including polymer-modified emulsions for chip seals and fog seals using the bitumen bond strength (BBS) test. METHODS : For the laboratory testing, the Pneumatic Adhesion tensile Testing Instrument(PATTI) device is used to measure the bond strength between the asphalt emulsion and aggregate substrate based on the AASHTO TP-91. In order to conduct all the tests in controled condition, all test procedures are performed in the environmental chamber. The CRS-2L and the SBS CRS-2P emulsions are used as a polymermodified emulsion, and then unmodified emulsion, the CRS-2, is compared for the evaluation of chip seal performance. For the fog seal performance evaluation, two types of polymer-modified emulsions and one of unmodified emulsion, the CSS-1H, are employed. For chip seal study, the BBS tests are performed at 30, 60, 120, and 240 minutes of curing times with curing and testing temperatures of 15℃, 25℃, and 35℃. The fog seal tests are conducted at 30, 60, 90, 120, 180 minutes, and 24 hours with curing and testing temperatures of 25℃, 30℃, and 35℃. RESULTS AND CONCLUSIONS : Overall, chip seal emulsions and fog seal emulsions show the similar bond strength trend. At the same testing condition, polymer-modified emulsions show better bond strength than unmodified emulsions. Also, there is no significant difference between polymer-modified emulsions. One of important findings is that the most bond strength reaches their final bond strength within one hour of curing time. Therefore, the early curing time plays a vital role in the performance of chip seals and fog seals.

In the microelectronics packaging industry, the adhesion strength between Cu and polyimide and the thermal stability are very important factors, as they influence the performance and reliability of the device. The three different buffer layers of Cr, 50%Cr-50%Ni, and Ni were adopted in a Cu/buffer layer/polyimide system and compared in terms of their adhesion strength and thermal stability at a temperature of 300˚C for 24hrs. A 90-degree peel test and XPS analysis revealed that both the peel strength and thermal stability decreased in the order of the Cr, 50%Cr-50%Ni and Ni buffer layer. The XPS analysis revealed that Cu can diffuse through the thin Ni buffer layer (200Å), resulting in a decrease in the adhesion strength when the Cu/buffer layer/polyimide multilayer is heat-treated at a temperature of 300˚C for 24hrs. In contrast, Cu did not diffuse through the Cr buffer layer under the same heat-treatment conditions.

The effect of annealing treatment conditions on the interfacial adhesion energy between electrolessplated Ni film and polyimide substrate was evaluated using a 180˚ peel test. Measured peel strength values are 26.9±0.8, 22.4±0.8, 21.9±1.5, 23.1±1.3, 16.1±2.0 and 14.3±1.3g/mm for annealing treatment times during 0, 1, 3, 5, 10, and 20 hours, respectively, at 200˚C in ambient environment. XPS and AES analysis results on peeled surfaces clearly reveal that the peeling occurs cohesively inside polyimide. This implies a degradation of polyimide structure due to oxygen diffusion through interface between Ni and polyimide, which is also closely related to the decrease in the interfacial adhesion energy due to thermal treatment in ambient conditions.

The magnetron sputtering was used to deposit Ni buffer layers on the polyimide surfaces to increase the adhesion strength between Cu thin films and polyimide as well as to prevent Cu diffusion into the polyimide. The Ni layer thickness was varied from 100 to 400Å. The adhesion strength increased rather significantly up to 200Å of Ni thickness, however, there was no significant increase in strength over 200Å. The XPS analysis revealed that Ni thin films could increase the adhesion strength by reacting with the polar C=O bonds on the polyimide surface and also it could prevent Cu diffusion into the polyimide. The Cu/Ni/ polyimide multilayer thin films showed a high stability even at the high heating temperature of 200˚C, however, at the temperature of 300˚C, Cu diffused through the Ni buffer layer into polyimide, resulting in the drastic decrease in adhesion strength.

본래 약한 구리계 리드프레임/EMC(Epoxy Molding Compound) 계면의 접착력은 솔더 리플로우 (solder reflow) 공정 중에 종종 박형 플라스틱 패키지의 팝콘 균열 현상(popcorn-cracking phenomena)을 일으킨다. 본 연구에서는 리드프레임/EMC 계면의 접착력을 향상시키기 위하여 리드프레임을 알칼리 용액에 담궈 표면에 brown oxide를 형성시켰으며, EMC로 몰딩(molding)하여 SDCB(Sandwiched Double Cantilever Beam) 시편 및 SBN(Sandwiched Brazil-Nut) 시편을 준비하여 접착력을 측정하였다. 리드프레임의 brown oxide 처리는 미세한 바늘모양의 CuO 결정들을 리드프레임 표면에서 형성시켰으며, 리드프레임/EMC 계면의 접착력을 향상시켰다. 접착력의 향상은 산화층의 평균두께와 직접적인 관련이 있었다. 이는 미세한 바늘모양의 CuO 결정들이 EMC와 기계적인 고착(mechanical interlocking)을 하기 때문으로 생각된다.

본 연구에서는 LCD패키지용 이방성 전도 필름의 전기적, 기계적 특성 및 신뢰성에 미치는 접속 변수의 영향을 연구하였다. 이방성 전도 필름을 통한 전기적 전도 현상을 각각의 도전 입자와 기판 사이의 기계적 접촉에 의해 접촉 방향으로만 전류가 흐르게 되는 것이 주되는 전도 기구이다. 따라서 접속 압력에 따라 각각의 도전 입자의 변형으로 기판 사이의 접촉 면적이 변하는데 이방성 전도필름의 접촉 저항은 이런 접촉 변화에 의해 결정된다. 접속 압력에 따라 초기에 접촉 저항은 감소하다가 점차 접촉 저항기가 안정화되는 거동을 보였다. 그러나 높은 접속 압력에서는 오히려 저항치가 약간 증가함을 보였다. 이방성 전도 필름 접속의 접착력을 평가하기 위해 필 테스트(peel test)를 시행하였는데, 접속 압력과 접속 온도를 증가 시킬수록 이방성 전도 필름 접속의 접착력을 평가하기 위해 고온 시효 시험, 온도 사이클링 시험, 고온 고습 시험의 신뢰성 시험을 시행하였으며, 이중 고온 고습 시험이 ACF접속의 전기적, 기계적 특성에 가장 악영향을 주었다. 또 큰 압력으로 접속된 것보다 작은 압력으로 접속되었을 때, 그리고 도전입자로는 금속 코팅 된 폴리머 입자가 사용될 때 신뢰성이 상대적으로 좋은 것을 발견했다.

Cu/EMC 계면 접착력에 미치는 산화의 규명하기 위해 리드프레임의 저온 산화에 대하여 조사하였다. 이전의 보고와 달리, 저온에서도 Cu2O위에 CuO산화물이 형성되어 Cu/Cu2O(NiO)/Cu(NiO)/air의 산화층 구조를 나타내었다. Cu/EMC 계면 접착력은 산화가 진행됨에 따라 산화 초기에 급격히 증가하다 최대값에 이르고, 이후의 계속적인 산화로 감소하는 양상을 보였다. 접착력은 산화 온도나 리드프레임의 종류보다 산화막의 두께에 밀접한 상관 관계를 나타내었다. 최대 계면 접착력이 얻어지는 산화막의 두께는 리드프레임의 종류보다 산화막의 두께에 밀접한 상관 관계를 나타내었다. 최대 계면 접착력이 얻어지는 산화막의 두께는 리드프레임의 종류와 무관하게 대략 20nm 와 30nm 사이에 존재하였다. 산화 초기의 접착력 증가는 산화로 인한 EMC에 대한 젖음성의 증가와 기계적 고착 효과의 증가에 기인하였다. 리드프레임과 EMC의 파괴 표면에 대한 AES, XPS 분석으로 부터, 산화막의 두께가 얇을 때에는 Cu2O//CuO의 계면 파괴 + EMC 자체 파괴가 복합적으로 발생함을 알 수 있었다. 반면에 과도한 산화로 낮을 접착력을 나타내는 시편은 Cu/Cu2/O 계면의 파괴를 나타냈다.

본 연구에서는 플라즈마 화학 증착법으로 기판에 따른 DLC 박막의 접착력 변화를 조사하였다. 박막의 분리가 발생하기 시작하는 경우의 두께를 임계두께로 정하여 스크래치 테스터로 측정된 임계하중과 더불어 박막의 잡착강도값으로 사용하였다. 다이아몬드상 탄소박막은 실리콘 기판에서 가장 우수한 접착력을 가지는 것으로 나타났으며, 크롬>티타늄>철>세라믹 기판의 순으로 접착력이 감소하였다. XPS, AES 분석을 사용하여 계면에서 결합구조와 결합형태 등을 관찰하여 접착력과의 관계를 조사하였다. 그 결과 다이아몬드상 탄소박막의 접착강도는 막/기판의 계면에서의 탄화물 형성에 영향을 받으며, 계면에서의 초기산화물층에 큰 영향을 받는것을 확인하였다.

강유전체 재료의 하부전극으로 사용되고 있는 Pt/Ti 박막의 접착력에 대한 열처리 분위기의 영향을 연구하였다. 시편의 접착력은 90˚ 필 테스트 방법을 사용하여 정량적으로 측정하였다. 열처리 후 사용된 분이기에 관계없이 모두 접착력이 감소하였는데 특히 산소분위기에서 열처리 한 시편의 접착력이 매우 크게 감소하였다. AES depth profile과 단면 TEM을 이용하여 계면반응을 관찰한 결과 산소열처리시에는 Ti가 외부에서 확산해 온 산소와 반응하여 rutile TiO2상이 형성됨을 알 수 있었다. 그러므로 산소열처리 후에 일어나는 접착력의 급격한 감소 원인은 열처리시 취약한 TiO2상이 형성되며 이로 인해 Ti 접착층이 고갈되기 때문임을 알 수 있었다.