• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.131-131
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• 2016

기원전 5000년 이집트에서부터 시작된 도금은 시간이 지남에 따라 점점 발전하여, 1900년대에 들어 전기를 이용한 도금공정이 개발되었고, 현재 뿌리산업으로써 각종 제조업에 널리 이용되고 있다. 도금 공정은 금속을 부식으로부터 보호하고, 제품의 심미성과 기능성, 생산성 등을 높이기 위해 주로 이용된다. 전주도금 공정은 완벽하게 동일한 형태의 생산품을 다량으로 제작 할 수 있기 때문에, 그 높은 생산성으로 주목 받고 있다. 특히, 나노/마이크로 크기의 정밀 소자 등을 가공하는 차세대 기술인 LIGA공정과 접목이 가능하다는 장점이 있다. 몰드를 이용하여 복제하는 방식인 전주 도금은 도금공정이 끝난 후 몰드와 완성된 제품을 분리해내는 추가공정이 필연적으로 발생하게 되는데, 둘 사이의 접착력을 낮추기 위하여 몰드의 표면에 이형박리제를 도포하게 된다. 이형박리제로는 전기가 잘 흐르면서 접착력이 낮은 이산화 셀렌이나 중크롬산이 주로 이용되지만, 원활한 박리를 위해서는 그 두께가 30 um 이상 확보되어야 하기 때문에 정밀한 미세구조 전주도금이 어렵다는 문제점이 있다. 또한 이와 같은 화학 약품들은 매우 유독하기 때문에 추가적인 폐수 처리 공정이 필요하며, 작업자의 안전을 위협하고 심각한 환경 오염을 초래한다는 추가적인 문제가 발생한다. 따라서, 매우 얇고 친 환경적이며 안전한 전주도금 이형박리제에 대한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 전주도금 몰드로 사용한 구리의 표면에 TCVD를 이용하여 단일 층 그래핀을 성장시킨 후, 그래핀이 코팅된 몰드에 구리를 전주도금하여 박리하였다. 박리 후 그래핀은 몰드에 손상 없이 남아있는 것을 Raman microscopy를 통해서 확인하였고, 몰드와 그래핀 사이의 접착력 (약 $0.71J/m^2$)에 비해 그래핀과 전주도금 샘플간에 낮은 접착력 (약 $0.52J/m^2$)을 갖는 것을 확인하였다. 이와 같이 낮은 접착력을 통해 박리 시 표면구조의 손상 없이 정밀한 구조의 미세 패턴구조를 형성할 수 있었다. 전주도금을 이용한 전극 형성과 고분자와의 융합을 통해 유연기판을 제작하여 bending 실험을 진행하였다. $90^{\circ}$의 bending 각도로 10000회 이하에서는 저항의 변화가 없었고, LED chip을 mounting한 후 곡률반경 4.5 mm까지 bending을 진행하여도 이상 없이 LED가 발광하는 것을 확인하였다. 위와 같은 전주도금 공정을 이용하여 고집적 전자기기, 광학기기, 센서기기 등의 다양한 어플리케이션의 부품제조에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.170.2-170.2
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• 2016

전주기술은 전기도금을 이용하여 몰드 위에 도금한 후 도금층만을 분리하여 부품을 만들거나 정밀한 형상의 표면을 복제하려는 금속 성형공정의 하나이다. 최근 고분자소재용 미소금형 제조에 전주기실의 응용이 확대되면서 니켈뿐만 아니라 니켈합금전주에까지 관심이 고조되고 있으며 니켈합금전주는 합금피막의 요구조건에 따라 Co, Fe, Mn, W, P 등 다양한 원소를 합금원소로 선택가능하다는 장점이 있다. 그러나 국내 전주기술은 설파민산 니켈을 중심으로 활발히 진행되어 왔으나, 니켈합금 전주에 대한 연구는 미비한 상태다. 이는 전주 기술이 전류밀도, 도금액 조성, pH, 온도 교반조건 등과 관련된 복합기술로서 최적의 피막 제조를 위해서는 도금액 개발과 함께 적잘한 전주장비 개발이 병행되어야 하는 복잡한 작업이기 때문이다. 본 연구에서는 몰드금형 제작용 전주니켈도금액을 제작하기 위해 고경도, 저응력의 이원계 NiX 도금액을 제조에 대한 내용을 다루었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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• pp.94-97
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• 2008

현재 전주 국내에서는 전주에 대한 관심이 조금씩 증가하는 추세지만 그 활용 영역은 많지 않다. 최근들어 휴대폰 관련 부품과 LCD디스플레이의 핵심부품인 도광판 사출금형에 집중되어 있다. 본 연구에서는 반도체 웨이퍼 절단용 블레이드 제작을 목표로 Ni 전주도금층에 조밀하게 $Al_2O_3$를 분산시키는데 목표를 삼았다. 전주(electroforming)를 이용한 Ni-$Al_2O_3$를 첨가한 설파민산 니켈욕에 Surfactant의 양을 조절하며 Sodium Lauryl Sulfate의 첨가량이 많아질수록 Nickel 전주도금층 표면에 $Al_2O_3$는 접착되어지지 않고, 도금층의 두께는 두꺼워졌다. Surfactant의 첨가로인하여 Ni 전주도금층의 표면 장력이 감소하여 $Al_2O_3$를 감싸고 Ni 전주도금층이 성장하여야하는데 교반하는 과정에서 $Al_2O_3$ 입자들이 용액의 흐름에 따라 떨어져 나갔다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.49-49
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• 2011

본 연구에서는 Fe계 합금전주도금 미세부품 및 금형 제조에 사용되는 전주용 Fe계 합금도금 기술을 개발을 위해 Fe-Ni 및 Fe-Ni-W 합금 전기도금에 대한 속도론적 고찰을 통해 Fe-Ni 합금도금층 내의 Fe과 Ni, Fe-Ni-W 합금 도금층 내의 Fe, Ni, W 성분 함유량에 대한 각각의 공정 제어인자를 규명하였다. Fe-Ni합금과 Fe-Ni-W합금도금층 구현에 있어 합금도금액의 합성, 최적 전류밀도 범위 도출, 합금도금층의 표면거칠기 및 경도 확보를 위한 공정조건 확립 등을 수행하였고, 전주(electroforming)를 이용하여 마이크로 기어 및 금형을 제조하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.79-80
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• 2007

연속 동판재 생산을 위하여 전주도금 기술과 고속동도금 기술을 응용하여 동도금 공정을 개발하였다. 동 연속 전주 장비를 개발하고 적절한 동도금 조건의 개발을 통하여 연속적인 동도금 판재의 생산이 가능하게 하였다. 연속 전주 장치에서 제작된 동판재의 최종 물성을 살펴보면 두께 형성 속도는 $20{\mu}m/min$. 속도이고, 동판재의 두께 편차는 5%이내의 두께 편차를 나타내었다. 제작된 동 판재의 비저항은 $2.2{\times}10-6\;{\Omega} cm$를 나타내었으며, SEM을 이용한 표면관찰에서 void-free한 형태를 나타내었다. 판재상의 피막의 불순물은 500ppm 이하의 물성을 나타내었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.62-62
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• 2015

전해 동박 제조는 원통형의 대형 제박기에서 전주도금 형태로 이루어지며, 생산성을 위해 고속의 유체 흐름속에 고전류밀도를 인하하여 고속 도금을 시행하고 있다. 도금이 된 동박은 코일형태로 말려 제품화되는데 길게는 수 Km의 길이로 감기게 되므로 동박의 두께가 불균일하면 감기는 것에 문제가 있을 뿐 만 아니라 PCB, 전지 집전체 제조시에도 문제를 일으킨다. 그러나 동박 제조는 대형의 음극에 고속 도금이 연속적으로 일어나게 되므로 현장에서 문제를 해결할 수 있는 방법은 거의 없다. 이러한 상황에서 수치해석적 기법으로 도금두께를 미리 예측하고 해석하는 것은 매우 도움이 되는 기법이다. 특히 아직까지 전류밀도 분포의 해석과 함께 유동해석을 커플링하여 도금 현장에 적용한 예는 그리 많지 않다. 본 연구에서는 FEM을 이용하여 제박기에서 발생하는 전류밀도 분포 및 유동을 해석하고자 하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 1998년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.2-3
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• 1998

• 한국레이저가공학회지
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• 제6권2호
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• pp.35-41
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• 2003

In this study, manufacturing of polymer master and mold insert for micro injection molding was investigated. Ablation by excimer laser radiation could be used successfully to make 3-D microstructure of PET. The mechanism for ablative decomposition of PET with KrF excimer laser(λ: 248nm, pulse duration: 5ns) was explained by photochemical process. And this process showed PET to be adopted in polymer master for nickel mold insert. Nickel electroforming by using laser ablated PET master was preferable for replication method. Finally, it was shown that excimer laser ablation can substitute for X-ray lithography of LIGA process in microstructuring.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.27-28
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• 2007

전주는 표면코팅을 목적으로 하기보다 금속제품을 제조하기 위해 사용하는, 도금법과 유사한 기술이다. 다양한 조성의 Fe-Ni 합금들을 전주성형하여 극박형상으로 제조하였다. 2원계 Fe-Ni 합금의 결정립 크기는 10 nm 정도였으며 P 첨가에 의해 결정립 크기를 더욱 미세하게 할 수 있다. 전주한 2원계 Fe-Ni 합금들의 비저항은 전형적인 나노결정질 소재의 특성을 나타낸다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.174.2-174.2
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• 2016

도금은 크게 전해 도금과 무전해 도금으로 나눌 수 있다. 전기적 에너지를 사용하여 이온 상태의 금속을 환원시켜 석출함으로써 도금을 진행하는 전해 도금과는 달리 무전해 도금은 도금액 내의 환원제에 의해 금속 이온을 환원시켜 도금을 진행한다. 무전해 도금법은 전해 도금에 비해 전류 인가 장비가 필요하지 않아 도금 공정이 간단하고, 피도금체에 따른 인가 전류, 전압, 금속의 환원 전위 등을 계산하지 않아도 되기 때문에 전문적인 지식이 없어도 도금을 할 수 있다. 하지만 무전해 도금은 도금이 진행 될수록 도금액 내 금속 이온, 환원제의 농도 등이 수시로 변화하기 때문에 도금액의 조성을 파악하여 원하는 두께의 도금층을 형성하는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 무전해 도금액 내 환원제, 도금액 온도, 도금 시간을 변경하여 Ni 무전해 도금을 형성 하였고 그 특성을 평가하였다. 도금은 각각 플라스틱, RF module 유리 등 다양한 기판에 진행 하였으며, 도금 후 밀착성, 도금 두께 및 microstructure를 분석하였다. 도금 후 밀착성을 분석하기 위해 열처리 후 박리정도를 테스트를 하였고, 도금 두께 및 microstructure를 분석하기 위해 field emission scanning electron microscope (FE-SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS)를 사용하였다. 실험 결과, 두께 $3{\sim}5{\mu}m$ 급의 균일한 도금층이 형성된 것을 확인하였으며, $260^{\circ}C$에서 3회 열처리 후 박리성 평가 결과, 결함 없는 양호한 표면을 나타내었다.