• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.11 no.6
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• pp.146-153
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• 2021

Recently, research on perovskite semiconductor materials has been performed, and the evaluation of properties using surface treatment for this material is the basis for subsequent studies. We studied the results of surface treatment of perovskite thin films exposed to air for about 6 months by generating oxygen plasma with an atmospheric pressure plasma equipment. The reason for exposure for 6 months is that the perovskite thin film is made of organic and inorganic substances, so when exposed to air, the surface changes through reaction with oxygen or water vapor. Therefore, this change is to investigate whether it is possible to restore the original film. The surface shape and the ratio of elements were analyzed by varying the process time from 1 s to 1200 s in an oxygen plasma atmosphere. It was found that the crystal grains change over a process time of 5 s or more. In order to maintain the properties of the deposited film, it is the optimal process condition between 2 s and 5 s.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.96-96
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• 2013

그래핀과 금속 결합에서 발생하는 접촉 저항을 줄이기 위한 목적으로, 소자 제작에 사용되는 $SiO_2$ 기판의 표면을 플라즈마를 사용하여 에칭하는 최적의 조건에 대해 연구하였다. 기존에 발표된 연구 결과에 따라 $SF_6$와 $O_2$를 섞어 플라즈마 처리를 하였고, 플라즈마 방전에 사용 된 두 가스의 혼합 비율을 조절함으로써 소자 제작에 적합한 조건을 찾고자 하였다. 플라즈마 처리 전후의 $SiO_2$ 기판의 표면 측정은 AFM (Atomic Force Microscope)을 사용하였고, 단면은 SEM(Scanning Electron Microscope)을 통해 확인하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.5
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• pp.337-345
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• 2009

When the drill hole diameter for the package substrate is under $100{\mu}m$, the smear in the drill hole cannot be eliminated by wet desmear process only. We intended to change the substrate's hydrophobic characteristics to hydrophilic characteristics by adapting the atmospheric pressure plasma prior to the wet desmear process. Atmospheric pressure plasma process was made as the inline type equipment which is adequate for the package substrate's manufacturing process and remote DBD type electrodes were used for the equipment. As the result of atmospheric pressure plasma processing, the contact angle of the substrate was enhanced from 71 degree to 30 degree. Dielectric film thickness, drill hole diameter and surface roughness were measured to evaluated the characteristics of the wet desmear process in case of plasma processing and in case of none. By the measurement, it was analyzed that the process uniformity within the whole panel was largely enhanced. Also, it was verified that the smear in the drill hole was eliminated efficiently which was analyzed by the SEM image of the drill hole.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.110-110
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• 2015

표면에너지는 계면특성을 지배하는 핵심인자로 디스플레이의 터치 스크린 패널 공정, 이종소재의 접합, 금속의 클래딩 등 실제 산업에 있어서 매우 중요하다. 표면에너지는 코팅과 본딩 이론에 있어서 기본이 되는 물리량으로 표면에너지가 높을수록 코팅 또는 박막 증착시 코팅, 증착이 용이하며 이종소재의 접합도 쉽게 일어난다. 본 연구에서는 플라즈마 표면처리시 산소 분율의 변화에 따른 기판의 표면에너지와 코팅층과 기판의 부착력의 변화에 대해 연구하였다. 연구의 주요 기판으로 ITO, PET 기판을 사용하였고, 표면 에너지 변화를 확인하기 위해 기판을 상온 상압 플라즈마에 노출시켰다. 플라즈마는 아르곤(Ar)의 공급량을 20 LPM으로 고정하고 산소($O_2$)의 공급량을 0 sccm에서 40 sccm 까지 10 sccm 간격으로 변수를 주었다. 표면에너지 값은 기판 위에 형성된 액체의 접촉각을 통해 도출하였다. 표면에너지 측정 액체로 증류수(deionized water)와 디오도메탄(diiodo-methane)을 사용하였다. 표면에너지는 산소분압이 10 sccm에서 최대값인 76 mJ/m2으로 증가한 후 20 sccm까지 유지하다 다시 직선적으로 감소하였다. 기판에 증착된 크롬 박막의 부착력은 스크래치 테스트를 통해 측정하였다. 표면에너지의 증가와 비례하게 부착력은 증가하였고 표면에너지가 감소하는 범위에서는 부착력도 감소하였다. 기판과 코팅층의 부착력 증가 원인 중 하나인 계면 산화물 층의 생성 여부를 알아보기 위해 auger electron spectroscopy (AES) 분석을 진행하였다. AES 분석을 통해 플라즈마 표면처리시 기판과 코팅층의 계면 산화물층의 두께가 표면에너지의 변화와 비례하게 증가하였다가 감소하는 것을 확인하였다. 산소분압이 10 sccm 이었을 경우 산화물층의 두께가 가장 두꺼웠다. 또한 계면의 화학적 결합 상태를 알아보기 위해 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석을 진행하였으며 산소 분율의 변화에 따라 크롬 산화물의 양이 증가하였다 감소하는것을 확인하였다. 이 연구를 통해 산소를 포함한 플라즈마 표면개질이 기판과 코팅층의 부착력 증가에 영향을 끼침을 확인 할 수 있었다. 또한 이를 응용하여 부착력 증가가 필요한 다양한 분야에서도 쉽게 적용시킬 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.92-94
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• 2013

우수한 기계적 강도 및 내식성을 가지고 있는 F51(Duplex Stainless Steel)에 저온 plasma Carburizing처리를 적용하여 온도 및 Ar농도에 따른 표면특성을 조사하였다. 플라즈마 처리된 시편은 표면에 탄소가 과포화된 S-phase 또는 Expanded austenite가 형성되어 미처리 시편에 비해 경도 및 내식성 모두 증가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.105-105
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• 2018

스테인리스강은 내식성과 내구성이 우수하여 파이프 및 일반 구조용 고온재료에 널리 사용된다. 그러나 선박 및 해양플랜트 등의 고부가가치 산업에 사용될 경우 내피로성, 내구성 및 내식성이 더욱 요구되고 있다. 특히 해수 환경 하에서 스테인리스강은 재료 표면의 부동태 피막 파괴로 공식 또는 틈부식에 의한 국부부식을 초래하여 해양환경용 재료로 사용하는데 제한적이다. 플라즈마 이온질화는 저온에서 열처리가 가능하며 재료의 변형이 없어 스테인리스강에 널리 적용되는 열화학적 표면처리 기술이다. 플라즈마 이온질화는 일반적으로 고온에서 실시하여 스테인리스강의 기계적 특성을 향상시키는 목적으로 주로 적용하였으나, 저온-플라즈마 이온질화 처리 시 질소의 확산계수 증가로 표면에 S-phase 생성에 기인하여 부식 저항성이 향상된다고 알려져 있다[1-2]. 그러나 해수 펌프, 밸브, 스트레이너(Strainer) 등의 해양 환경용 기자재로 널리 사용되고 있는 주조 스테인리스강에 대한 플라즈마 이온질화 적용과 그 연구는 미비하다. 따라서 본 연구에서는 주조용 스테인리스강에 대하여 플라즈마 이온질화 기술을 적용하여 공정온도에 따른 해수 내 전기화학적 부식 특성을 규명하였다. 플라즈마 이온질화 공정은 $25%N_2$와 $75%H_2$ 비율로 $350^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$의 공정온도에서 10시간 동안 실시하였다. X-선 회절분석을 통해 공정온도 변수에 따른 표면에 형성된 질화층의 상변화를 분석하였다. 또한 비커스 경도계를 이용하여 표면경도를 측정하여 기계적 특성 향상을 확인하였다. 전기화학적 부식 실험 후 표면 손상 형상 관찰, 무게 감소량 및 손상 깊이 계측을 통해 공정 온도와 부식 저항 특성을 규명하였다. 또한 타펠 분석을 통해 모재와 플라즈마 이온질화 온도 변수에 따른 부식 속도를 비교 분석하였다.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.6 no.3
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• pp.1-9
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• 2005

This study investigated the influence of atmospheric plasma factors such as RF power, treatment time, the gap distance between discharge and sample, and the gas flow rate of Ar on the surface property by using the design of experiment (DOE) method. The plasma treatment time (s), plasma power (W), gap distance (mm) between discharge and sample, and flow rate of Ar gas were in order of important factors for changing the surface free energy of PMMA plates. As a result, the most effective factor for improving the surface free energy of PMMA plates is the distance (mm) from discharge glow to sample plate. Because of the interaction between plasma power (W) and treatment time (s), the power dose (J) factor which multiply plasma power (W) by treatment time (s) should be significantly considered. The optimum condition for maximizing the surface free energy of PMMA plate was found at 1500J of power dose. Through XPS and AFM analysis, we also observed the change of chemical composition, surface morphology and roughness before and after plasma treatment. It is considered that the change of surface free energy of PMMA plate with plasma treatment is influenced by the introduction of polar functional group as well as the increase of surface roughness.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.6
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• pp.791-796
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• 2013

In this study, the mechanical properties of a carbon fiber/polypropylene composite were evaluated according to the carbon fiber surface treatment. Carbon fiber surface treatments such as silane coupling agents and plasma treatment were performed to enhance the interfacial strength between carbon fibers and polypropylene. The treated carbon fiber surface was characterized by XPS, SEM, and single-filament tensile test. The interlaminar shear strength (ILSS) of the composite with respect to the surface treatment was determined by a short beam shear test. The test results showed that the ILSS of the plasma-treated specimen increased with the treatment time. The ILSS of the specimen treated with a silane coupling agent after plasma treatment increased by 48.7% compared to that of the untreated specimen.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.1
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• pp.1-8
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• 2009

Hydrophilic Surface modification of Polysarene (PS) was performed by Atmospheric Pressure Plasma (APP). Air or 0, gases were used for carrier gases and RF power was changed from 150 to 350 W. We controlled the treatment time as 1 time to 4 time passing through the plasma region. when the carrier gas was air, the water contact angle on the PS surface was decreased from $91^{\circ}$ to $20^{\circ}$. And the surface energy increased from 45.74 dyne/cm to 68.48 dyne/cm. In case of the $O_2$ plasma treatment, at 300 W of RF power and 4 times treatment, the water contact angle on the PS. Surface was decreased from $91^{\circ}$ to $17^{\circ}$ and the surface energy was increased from 45.74 dyne/cm to 69.73 dyne/cm. The surface energy was increased by polar force not by dispersion force. Improvement of surface properties can be explained by the formation of new hydrophilic groups which is identified as C-O, C=O by XPS analysis. The contact angle of APP treated PS surface kept in air was increased with time elapse, but maintained same value when it was kept in water. We treated the PS surface by APP and deposited Cu as $4,000\;{\AA}$ and $8,000\;{\AA}$ by thermal evaporation. The adhesion between sample and Cu thin film improvement of treated PS surface against untreated sample. could be verifiable by Tape test (ASTM D3359)

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.9 no.1
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• pp.9-15
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• 2008

EVA foam was treated by oxygen plasma under a various treatment time for surface modification. The effect of plasma treatment on surface properties of EVA foam was investigated in terms of FT-IR ATR, XPS, contact angle, and SEM analysis and the adhesion characteristic of the EVA foam was studied in peel strength. As a results, EVA foam treated by plasma led to an elimination of organic compound, an increase of oxygen content, and an increase of surface roughness, resulting in improving the adhesion properties of the EVA foam. As the plasma treatment time increased, the hydrophilicity and physical change of surface of the EVA foam were increased and showed maximum value at 180 s and 420 s, respectively. The maximum adhesion strength appeared at plasma treatment time of 420 s and therefore, in this study the physical change was thought to be a major factor for improving the adhesion of the EVA foam.