• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.30 no.5
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• pp.471-478
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• 2010

Thin films play an important role in many technological applications including microelectronic devices, magnetic storage media, MEMS and surface coatings. It is well known that a thin film's material properties can be very different from the corresponding bulk properties and thus there has been a strong need for the development of a reliable test method to measure the mechanical properties of a thin film. We have developed an alternative and convenient test method to overcome the limitations of previous membrane deflection experiment and uniaxial tensile test by adopting a white light interferometer having sub-nanometer out-of-plane displacement resolution. The freestanding aluminium specimens are tested to verity the effectiveness of the test method developed and get the tensile properties. The specimens are 0.5 rum wide, $1{\mu}m$ thick and fabricated through MEMS processes including sputtering. 1 to 5 specimens are fabricated on Si dies. The membrane deflection experiments are carried out by using a homemade tester consisted of a motor-driven loading tip, a load cell, and 6 DOF alignment stages. The test system is compact enough to set it up beneath a commercial white light interferometric microscope. The white light fringes are utilized to align a specimen with the tester. The Young's modulus and yield point stress of the aluminium film are 62 GPa and 247 MPa, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.194-194
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• 1999

다이아몬드 박막은 결정립에 의해 심한 표면 거칠기를 나타낸다. 루비를 상대재료로 사용하여 하중 50g, 50rpm의 회전속도로 마모시험을 하였으며 마모 track의 직경은 100mm였다. 마찰계수는 0.5에서 계속 감소하며 0.1이하에서 안정한 상태를 유지하게 된다. 이 다이아몬드 박막위에 저마찰재료로 알려진 PTFE를 타겟으로 RF로 증착한 후 같은 조건으로 마모시험을 행하면 마찰계수가 초기부터 일정하게 유지할 수 있게 된다. 반면에 MoS2박막이 증착된 경우에는 완만한 마찰계수의 감소가 나타난다. 이러한 변화의 원인으로는 DLC 박막에서 보고되고 있는 바와 같이 다이아몬드의 sp3 결합구조가 마모시험중 흑연화하여 sp2 결합구조로 변하기 때문인 것인지 살펴보기 위하여 micro Raman을 통하여 마모 track을 분석하였고 AFM을 통하여 표면거칠기 변화와 표면 스크래치 발생 여부를 살펴보았다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.2 no.2
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• pp.19-30
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• 1995

일반적으로 마이크로 웨이브 영역에 사용되는 마이크로스트립 전송로는 후막 전도 선을 이용하여 RF 모듈을 구현할수 있으나 선폭의 고해상도가 전체 특성에 큰 영향을 미치 므로 고정도의 박막을 이용한 RF 모듈이 많이 개발되고 있다. 따라서 본 논고에서는 박막 제조기술을 이용하여 마이크로 웨이브 하이브리드의 한 종류인 WILKINSON 전력 분배기 를 개발하였고 공정 변수를 최적화함으로써 고특성 고신회성의 전력 분배기를 구현할 수 있 었다. 먼저 전도선의 두께의 영향을 고찰하였으며 제조 공정에 있어 GROUND 방법 /HOUSING 형상을 개선함으로써 용이하게 전력 분배기를 제조하였다. 마지막으로 MIL 규 격에 따른 전력분배기의 신뢰성 시험 항목을 제시하였고 이에 따라 정격 전력을 계산, 측정 하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.141-141
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• 2004

다이아몬드상 탄소(diamond-like carbon, DLC) 박막은 명칭에 함축된 의미로 알 수 있듯이 다이아몬드와 유사한 특징을 지니고 있다. DLC 박막은 비정질(amorphous) 고상 탄소 박막으로 구조적으로 Sp$^1$, Sp$^2$, Sp$^3$의 결합들로 구성되어 있다. DLC 박막의 물성으로는 우수한 경도, 내마모성, 낮은 마찰계수, 화학적 안정성 그리고 적외선(IR) 영역에서의 높은 투과율 등이 있다. 현재 DLC 박막은 앞서 열거된 물성들의 장점을 활용하여 다양한 산업분야에서 활발히 응용되고 있다.(중략)

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.76-76
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• 2015

PVD에 의한 증착 대상 물질인 Ti, AlSi, Cr 및 각각의 타겟 전류, 바이어스, 압력 조건 들을 설계하여 적용시켰으며 PECVD와 CBC 코팅을 조합하여 발생되는 새로운 나노 멀티박막의 특성을 본 연구에서는 시험분석 및 평가하였다. 코팅층 깊이에 따른 조성 변화는 XPS를 이용하였으며 미세조직 및 표면 상태는 FE-SEM을 이용한 정밀 분석을 실시하였다. 또한, 박막의 경도는 나노인덴터를 이용하여 박막 자체의 경도만을 분석하였다. 한편, Pin-on-disk 방식의 마모시험기를 이용하여 표면조도와 상대재의 처리 상태에 따른 마찰계수를 시험 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.244.2-244.2
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• 2014

금속, 플라스틱, 유리 등의 재료 표면에 다양한 색상을 표현하기 위해 일반적으로 습식 도금을 많이 적용하고 있다. 하지만 습식 도금은 공정 수가 많을 뿐만 아니라 위험물질 및 오염물질을 많이 사용하기 때문에 산업사고, 환경오염 등을 야기 시킨다. 따라서 본 연구에서는 친환경적 방법인 물리적기상증착(PVD ; Physical Vapor Deposition) 방식의 한 종류인 스퍼터링(Sputtering)으로 색상을 구현하였다. PVD 방식의 증착은 습식 도금 방식에 비해 친환경적이며, 전처리에서 후처리까지 한 공정으로 가능하다는 점이다. 스퍼터링은 PVD의 다른 방식인 E-beam 방식에 비해 대량생산을 할 수 있다는 장점이 있다. 양산형 스퍼터링 장비(${\Phi}1200mm{\times}H1400mm$)로 실험을 진행하였으며, 증착 물질은 Ti, Al, Cr 을 사용하였고, 반응성 가스(Reactive Gas) 로는 N2, C2H2 가스를 사용하였다. 전처리는 LIS (Linear Ion Source)로 식각(Etching) 하였고, 펄스직류전원공급장치(Pulsed DC Power Supply)를 사용하여 증착 하였으며, 증착시 기판에 bias (-100 V)를 인가 하였다. 그 결과 회색계열, 갈색계열 등 여러가지 색을 구현할 수 있었으며, 증착된 박막의 특성을 알아보기 위하여 색차계, 내마모 시험기, 연필경도 시험기를 사용하였다. 향후 후처리 공정으로 내지문(AF ; anti fingerprint coating) 박막 등과 같은 실용적인 박막을 증착할 계획이다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.12
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• pp.1070-1076
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• 1997

DLC(diamond-like carbon)박막을 RF PCVD법으로 증착하여 일반적인 증착특성과 마찰.마모특성사이의 관계를 알아보기 위해, 증착속도, 박막경도, 내무압축응력 및 박막내의 수소량 측정을 통해 일반적인 증착특성을 조사하였다. 그리고 증착된 박막의 C-H 결합구조와 물질특성 분성을 위해 각각 FTIR 및 Raman분광분석을 행하였다. 박막의 마찰계수와 내마모특성은 Pin-on-disk형 마찰시험기를 이용하여 상기의 증착조건과의 상관관계를 조사하였다. DC self-bais, 즉 충돌에너지가 커지면 박막의 증착속도와 경도는 대체로 증가하고, 박막내의 압축응력은 최대값을 가지다가 다시 감소됨을 알 수 있언ㅆ다. 또한 박막내의 수소량은 급격히 감소하다가 포화됨을 알 수 있었다. 얻어진 박막의 마찰계수는 최소 0.08로 분위기가 dry일 때 더 작으며 내마모성은 이온의 충돌에너지와 밀접한 관계를 가지며 모재인 Si-wafer보다 훨씬 큼을 알수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.177-177
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• 2016

우수한 내식성을 가지는 Zn 박막은 자동차, 가전제품, 전자제품 등에 사용되는 철 생산품의 수명 연장을 위하여 널리 사용되어 왔다. 최근 개발된 Zn-Mg 합금 박막은 Zn나 Mg에 비해 우수한 내식성을 나타내는 Zn-Mg 합금상을 형성하기 때문에 순수한 Zn 박막이나 다른 Zn 계 합금 박막에 비해 우수한 내식성을 가진다고 보고된 바 있다. 본 연구에서는 다양한 합금상의 형성을 위해 Mg 중간층 두께를 제어하며 Zn/Mg/Zn 다층 박막들을 합성하였으며 열처리를 통한 합금상의 변화, 그에 따른 박막의 내식성에 관해 연구하였다. Zn/Mg/Zn 다층 박막은 총 $4{\mu}m$의 두께로 Mg 중간층의 두께를 변화하였으며 비대칭 마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 냉연강판 위에 합성하였다. 합성된 다층 박막은 다양한 Zn-Mg 합금상을 형성하기 위하여 진공로를 이용하여 $200^{\circ}C$에서 1시간 동안 어닐링 열처리를 실시하였다. 열처리 전, 후 Zn/Mg/Zn 다층 박막의 미세조직과 조성은 X선 회절 분석기 (XRD)와 전계방출형 주사전자현미경 (FE-SEM)과 글로우 방전 분광분석기 (GDEOES)를 사용하여 분석하였다. 어닐링 열처리를 통한 Zn-Mg 합금상 형성이 Zn/Mg/Zn 다층 박막의 내식성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 동전위 분극시험과 EIS(Electrochemical impedance spectroscopy) 분석 실시하였다. FE-SEM과 GDOES 분석 결과, Zn/Mg/Zn 다층 박막들 각각의 중간층 Mg 두께는 1.5, 2.0, $2.5{\mu}m$ 였으며, 어닐링 열처리 후 중간층의 Mg이 상, 하부의 Zn 층으로 확산되면서 박막을 치밀한 구조로 변화시키는 것으로 확인되었다. XRD 분석 결과, 열처리를 하지 않은 Zn/Mg/Zn 다층 박막들에서는 Mg 상의 피크의 강도 차이만 존재할 뿐 Zn-Mg 합금상은 형성되지 않았다. 그러나 열처리를 후 Zn/Mg/Zn 다층 박막들에서 $MgZn_2$ 합금상이 형성되었으며, 중간층 Mg 두께가 $1.5{\mu}m$ 이하인 박막에서는 Zn 상이, 초과하는 박막에서는 Mg 상이 잔존하는 것을 확인하였다. EIS 분석 결과, 열처리 후 박막의 전하이동저항 값은 증가하며 박막의 어드미턴스 값이 감소하였으며 Bode phase plot을 통해 열처리 후 시정수(time constant)가 높은 주파수 영역에서 형성 되는 것을 확인하였다. 이는 열처리 후 Zn/Mg/Zn 다층 박막이 치밀해지고 내식성이 향상되었음을 나타낸다. 동전위 분극시험 결과에서도 마찬가지로 열처리 한 Zn/Mg/Zn 다층 박막들은 열처리 전 대비 내식성이 향상되는 것을 확인하였다. 열처리를 통한 Zn/Mg/Zn 다층 박막의 내식성의 향상은 우수한 내식성의 합금상의 형성과 박막 미세구조의 치밀화에 기인한다고 판단하였다. 또한 열처리 한 Zn/Mg/Zn 다층 박막들에서는 Zn와 $MgZn_2$ 상들이 공존 할 경우 가장 우수한 내식성을 나타내었으며, 이는 $MgZn_2$와 Zn 사이의 적은 전위 차이로 인해 갈바닉 부식 효과가 감소되었기 때문으로 판단된다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.2 no.2
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• pp.31-37
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• 2003

This paper presents a measurement system of mechanical property using dual servo system. There are many kinds of method to measure material properties such as tensile test, indention and bending test. It is highly required to measure the properties of nano-sized material and structure. However, It is need more accurate measurement system, more stable and frequency response than conventional test. In this paper, we designed the dual servo system for a measuring instrument The dual servo system consisting of a coarse stage and a fine motion stage with VCM and PZT is proposed. Mechanical mechanism is designed with the leaf spring type of flexure hinge joint. Lead compensator is applied to this control system, and is designed by PQ method.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.192-192
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• 2012

플라즈마 CVD와 아크방전법을 혼합한 하이브리드 공정을 통하여 알곤과 메탄 그리고 질소를 인입하여 Cr을 타겟으로한 아크방전과 기판에 전극을 인가하는 방식의 플라즈마 CVD공정을 복합화하여 금속이 함유된 Cr-C:H 박막을 합성하고, 공정에 질소를 인입하여 박막에 질소를 도핑하여 부내식성과 전기적 전도성에 관한 고찰을 하였다. 내부식성은 동전위분극시험에서 $1{\mu}A/cm^2$을 보였고, 전기저항은 $1m{\Omega}-cm$ 이하로 측정되어 내식성과 전기전도성을 동시에 갖는 박막을 합성할 수 있었다. 내식성과 전기전도성에 대한 원인규명을 위하여 박막의 구조분석을 XPS, XRD, Raman 분석을 통하여 실시하였다. 흑연화 탄소(Graphitic carbon)와 금속콤포짓(Metal composite)은 내식성에 영향을 주었으며, 전도성물질의 percolation효과와 질소와 탄소의 단일 결합과정에서 생성되는 잉여전자에 의한 단일 결합(C-N) 분율이 전기전도성에 영향을 주었다.