• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.194-194
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• 2015

본 연구에서는 PVD법 중의 하나인 스퍼터링(sputtering) 기술을 이용하여 향상된 희생양극(sacrificial anode)적 특성을 가지는 Al-Mg 막을 제작함은 물론 그 제작조건, 표면의 몰포로지, 결정구조학적 결정배향성과의 연관성을 해석 및 전기화학적 내식특성평가 등을 통하여 종합적인 결과를 고찰-정리해 보았다. 이를 통해 박막의 증착과정 중 가스압의 변화가 흡착 인히비터로 작용하여 박막의 몰포로지와 결정배향성에 미치는 영향을 분석하였으며 이러한 표면 몰포로지, 결정배향성과 내식성간 상관관계를 해석하여 최적의 Al-Mg 막 설계 지침을 제시하고자 하였다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.24 no.5
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• pp.487-493
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• 2004

This study was conducted to develope a capacitive micromachined ultrasonic transducer (cMUT) which enable to high efficient non-contact transmit and receive the ultrasonic wave in air. Theoretical analysis and finite element analysis of the behavior of membrane (such as resonance frequency, membrane deflection, collapse deflection and collapse voltage) of the cMUT were performed. The design parameters of the cMUT such as the dimension and thickness of membrane, thickness of sacrificial layer, thickness and size of electrode were estimated. The resonance frequency of the membrane increased as the thickness of the membrane increased but decreased as the diameter of the membrane increased. The deflection of the membrane increased as d-c bias voltage increased. The collapse voltage of the membrane was analyzed.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.9 no.3
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• pp.224-232
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• 2000

Aluminum metal process in surface micromachining enables to fabricate Al electrodes or Al structures, which improve electrical characteristics by reducing contact- and line-resistance or makes the whole process to be simple by using oxide as sacrificial layer. However, it is not possible to use conventional sacrificial layer etching process, because HF solution attacks aluminum as well as sacrificial oxide. The mixed solution of BHF and glycerine as an alternative shows the adequate properties to meet with this end. The exact etching properties, however, are sensitively depends on the geometry of the released structure, because the most etching process of sacrificial layer proceeds to the lateral direction in narrow space. Also, the surface roughness of aluminum affects to the etching characteristics. This paper reports experimental results on the effect of microstructure and surface roughness of aluminum to the etching properties. Considering these effects, we propose the optimized etching condition, which can be used practically for the fabrication of aluminum electrodes and microstructures by using standard surface micromachining process without modification or additional process.

• Journal of IKEEE
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• v.19 no.1
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• pp.41-44
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• 2015

Silicon trench process for bulk fin field effect transistor (finFET) is suggested without using chemical mechanical polishing (CMP) that cause contamination problems with chemical stuff. This process uses thickness difference of photo resistor spin coating and silicon nitride sacrificial layer. Planarization of silicon oxide and silicon trench formation can be performed with etching processes. In this work 50 nm silicon trench is fabricated with AZ 1512 photo resistor and process results are introduced.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.8 no.3
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• pp.265-273
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• 1999

Various oxide films are commonly used as a sacrificial layer or etch mask in the fabrication of microelectromechanical systems (MEMS). Large residual strain of these oxide films causes the wafer to bow, which can have detrimental effects on photolithography and other ensuing processes. This paper investigates the residual strain of tetraethoxysilane (TEOS), low temperature oxide (LTO), 7 wt% and 10 wt% phosphosilicate glass (PSG). Euler beams and a bent-beam strain sensor are used to measure the residual strain. A poly silicon layer is used as the sacrificial layer, which is selectively etched away by $XeF_2$. First, the residual strain of as-deposited films is measured, which is quite large. The residual strain of the films is also measured after annealing them not only at $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $700^{\circ}$ and $800^{\circ}C$ in $N_2$ environment for 1 hour but also at the conditions for depositing a $2\;{\mu}m$ thick polysilicon at $585^{\circ}C$ and $625^{\circ}C$. Our results show that the 7 wt% PSG is best suited as the sacrificial layer for $2\;{\mu}$ thick polysilicon processes.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.351-351
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• 2015

음극방식법은 피방식체에 외부전원을 인가하거나 보다 활성 금속을 전기적으로 연결하여 피방식체를 일정 전위까지 음극분극 되도록 하여 부식을 억제하는 방법이다. 해수 중 음극방식을 실시할 경우 생성되는 석회질 피막(Calcareous deposit)은 소요전류밀도 감소로 인한 희생양극의 수명연장 및 물리적 방호벽 역할을 한다. 그러나 일반적인 석회질 피막은 세라믹과 같은 화합물로써 밀착력이 매우 약하며, 적지 않은 피막 형성 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 음극전류 프로세스를 응용하여 실제 강관의 해중부 및 간만대 영역까지 석회질 피막을 균일-치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 각 조건별로 제작된 석회질 피막은 SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정 구조를 분석하였으며, 이를 바탕으로 희생양극 종류(Al, Zn) 및 1, 3, $5mA/m^2$의 전류밀도 조건에서 부위-기간별 형성된 석회질 피막의 메커니즘을 해명하였다. 또한 밀착성과 내식특성을 평가하기 위해 테이핑 테스트, 침지-자연전위 거동을 분석 및 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.109-109
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• 2016

철을 보호하는 코팅막에 있어서 현재는 우수한 희생방식성을 가지는 아연(Zn)이 많은 분야에서 활용되고 있지만 성능 향상을 위해서는 코팅막의 두께 증가가 필연적이다. 동일한 두께 혹은 그 이하에서 더 나은 내식성을 가지는 코팅막을 개발하는 목적으로 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg)을 이용한 코팅막의 개발을 진행하고 있으며 이 발표에서는 Al과 Mg의 코팅막을 다층으로 제작하여 이전 실험의 Al-Mg 코팅 강판과 비교 하였을 때 어떠한 특성이 나타나는지를 확인하였다. Al-Mg 코팅층은 99.999%의 Al, 99.99%의 Mg target을 사용하여 스퍼터링을 이용하여 냉연강판 위에 코팅하였다. 증발물질과 기판과의 거리는 7cm 이며, 기판은 세척을 실시한 후 클리닝 챔버에 장착하고 ${\sim}10^{-5}Torr$ 까지 진공배기를 실시하였다. 클리닝 챔버가 기본 압력까지 배기되면 아르곤 가스를 주입하고 기판홀더에 -800 V의 직류 전압을 인가하여 약 30분간 글로우 방전 청정을 실시하였다. 기판의 청정이 끝나면 아르곤 가스를 차단하고 코팅 챔버로 시편을 이송 후 코팅층 성분의 구성형태에 따라 Al과 Mg을 코팅하였다. Al-Mg 코팅층은 $5{\mu}m$의 두께를 기준으로 계면의 코팅층이 각각 Al과 Mg이며 다층으로 구성된 코팅층을 제작하였다. 그리고 후속 공정으로 질소 분위기 $400^{\circ}C$에서 10분간 열처리를 하였다. Al-Mg 코팅층을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 결과, 표면에서는 Al 또는 Mg의 결정성 구조를 보였으며 단면에서는 다층의 경계를 조금이지만 확인할 수 있었으며 글로우방전분광기(GDLS)를 통해 열처리 후에는 층의 구분이 모호해 지는 것을 확인 할 수 있었다. 그리고 XRD를 통하여 열처리 후 Al-Mg 합금상의 생성도 확인하였다. 또한 Al-Mg가 다층으로 코팅된 강판을 염수분무시험을 통해서 내부식 특성을 확인하였다. Al-Mg 코팅 강판의 염수분무시험 결과, 모든 제작된 코팅층에서 열처리 전 보다 열처리 후 3배 이상의 내식성의 향상효과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터 열처리에 의한 합금상 생성 그리고 Al-Mg 박막의 미세구조 변화가 강판의 내식성에 영향을 미치고 있다는 것을 확인할 수 있었지만 다층 제작이 미치는 영향에 대해서는 좀 더 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• Membrane Journal
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• v.33 no.4
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• pp.201-210
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• 2023

Dust filter membranes play a crucial role in human life and various industries, as they contribute to several important aspects of human health, safety, and environmental protection. This study presents the development of a polysulfone@polyphenylene sulfide/polytetrafluoroethylene (PSf@PPS/ePTFE) composite dust filter membrane with excellent thermal stability and adhesion properties for high-temperature conditions. FT-IR analysis confirms successful impregnation of PSf adhesive onto PPS fabric and interaction with ePTFE support. FE-SEM images reveal improved fiber interconnection and adhesion with increased PSf concentration. PSf@PPS/ePTFE-5 exhibits the most suitable porous structure. The composite membrane demonstrates exceptional thermal stability up to 400℃. Peel resistance tests show sufficient adhesion for dust filtration, ensuring reliable performance under tough, high-temperature conditions without compromising air permeability. This membrane offers promising potential for industrial applications. Further optimizations and applications can be explored.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• v.35 no.3
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• pp.549-561
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• 2005

이 연구의 목적은 새로이 제작된 chitosan-poly(L-lactic acid)(PLLA) 다층 다공성 차폐막의 생체적합성 및 골세포활성도 및 골재생능을 평가하는 것이다. 제작된 차폐막을 24 well에 넣고 clonal osteoblast-like cell line(MC3T3-E1)을 접종한 군을 실험군으로, 차폐막을 사용하지 않은 대조군으로 하였다. 배양 1일, 7일 및 14일째에 각 well에서 세포수를 측정하였다. 주사전자현미경을 이용하여 차폐막에 부착된 세포의 형태관찰을 시행하였다. RNA 추출 및 RT-PCR을 실시한 후, agarose gel상에서 전기영동하여 조골세포 표식자인 collagen type I(COL), osteopontin(OP) 및 osteocalcin(OC) mRNA의 발현을 관찰하였다. 제작된 매트릭스의 생체적합성 및 골재생능을 관찰하기 위하여 백서의 두개골에 직경 8mm의 원형 결손부를 형성한 후 차폐막을 이식한 군을 실험군으로, 아무 것도 넣지 않은 군을 대조군으로 하여 4주 경과 후 실험동물을 희생시킨 후 조직학적관찰을 시행하였다. 시간경과에 따른 부착세포수 관찰결과, 배양 14일까지 조골세포의 수가 지속적으로 증가하였고, 주사전자현미경으로 세포의 형태 관찰결과, 배양된 세포들은 중층의 형태로 성장하면서 시간경과에 따라 세포가 응집되는 양상을 나타내었다. 관찰 기간동안 COL, OP, 및 OC mRNA의 발현이 관찰되어 배양 전 기간동안 조골세포의 형질이 잘 유지되고 있음을 알 수 있었다. 백서 두개골 결손부에 이식된 차폐막은 염증반응 없이 주위 조직과 우수한 생체적합성을 나타내었으며, 차폐막을 이식하지 하지 않은 대조군에 비해 높은 신생골 형성을 나타내었다. 이상의 관찰결과로 새로이 제작된 chitosan-PLLA 차폐막은 우수한 생체적합성 및 골재생능을 나타냄을 알 수 있었으며, 향후 이를 골조직 재생 및 치주조직유도재생 분야에 응용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.182-182
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• 2016

철강은 기본적으로 강도가 우수하고 그 매장량이 풍부할 뿐만 아니라 대량생산이 가능하다 또한 다른 금속과 합금을 구성하여 또 다른 특성을 부여할 수 있기 때문에 현재 전 세계 금속 생산량의 95%를 차지할 정도로 많이 사용되며, 각종 산업과 기술이 발달함에 따라 그 중요도는 점점 더 커져가고 있다. 하지만 철강은 사용 환경 중 부식에 의해 그 수명과 성능이 급격히 저하되기 때문에 내식성을 향상시키기 위하여 도장이나 도금 등의 표면처리를 포함한 다양한 방법이 적용되고 있다. 그 중 철강재의 도금 표면처리방법은 주로 아연을 이용한 용융도금이나 전기도금 등과 같은 습식 프로세스가 널리 사용되고 있다. 여기서 아연은 철보다 이온화 경향은 크나 대기 환경 중 산소와 물과 반응하여 Zn(OH)2와 같은 화합물을 형성함으로써 철강재 표면상 부식인자를 차단(Barrier)함은 물론 사용 중 철 모재가 노출되는 결함이 발생하는 경우에는 철을 대신하여 희생양극(Sacrificial Anode) 역할을 하기 때문에 철의 부식방식용 금속으로 가장 많이 사용되고 있다. 한편 최근에는 철강의 사용 환경이 다양해짐은 물론 가혹해지고 있어서 이에 따른 내식성 향상이 계속해서 요구되고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 철강재의 내식성을 향상시키기 위한 일환으로 현재 많이 사용되고 있는 용융아연도금 강판 상에 아연보다 활성이 높은 마그네슘(Mg)을 건식 프로세스 방법 중에 하나인 PVD(Physical Vapour Deposition)법에 의해 코팅하는 것을 시도하였다. 일반적으로 PVD법에 의해 진공증착하는 경우에는 그 도입가스로써 불활성가스인 아르곤(Ar)을 사용하는 경우가 대부분이나 여기서는 상대적으로 비활성이면서 그 크기가 작은 질소(N2)가스를 도입하여 그 증착 막의 몰포로지는 물론 결정구조도 제어하여 그 내식특성을 향상시키고자 하였다. 본 연구에서는 철강재의 내식성을 향상시키기 위한 방법으로 마그네슘(Mg)를 PVD(Physical Vapor Deposition)법 중 진공증착법(Vacuum Deposition)을 사용하여 용융아연도금 강판 상에 마그네슘 증착 막을 형성하였다. 즉, 여기서는 진공증착 중 질소(Nitrogen, N2)가스를 도입하여 진공챔버(Vacuum Chamber)내의 진공도를 $1{\times}10^{-1}$, $1{\times}10^{-2}$, $1{\times}10^{-3}$, $1{\times}10^{-4}$로 조절하며 제작하였다. 또한 제작된 시편에 대해서는 SEM(Scanning Electron Microscope) 및 XRD(X-Ray Diffraction)을 사용하여 형성된 아연도금상 마그네슘 막의 표면 몰포로지 및 결정구조의 변화를 분석함은 물론 침지시험, 염수분무시험, 분극시험을 통해 이 막들에 대한 내식특성을 분석 평가하였다. 상기 실험결과에 의하면, 진공 가스압이 증가됨에 따라 마그네슘 막의 두께는 감소하였으며, 그 몰포로지의 단면은 주상정(Columnar)에서 입상정(Granular) 구조로 변화하며 표면의 결정립은 점점 미세화 되는 경향을 나타냈다. 이때의 표면의 결정배향성(Crystal orientation)은 표면에너지가 상대적으로 큰 면이 우세하게 나타나는 경향이 있었다. 또한 본 실험에서 형성한 진공증착 막은 비교재인 용융아연도금강판보다 우수한 내식성을 나타냈고, 본 형성 막 중에는 마그네슘 막 두께가 작음에도 불구하고 질소 가스압이 가장 큰 조건일수록 내식성이 우수한 경향을 나타냈다. 이상의 결과는 철강재의 내식성 향상을 위한 응용표면처리설계에 기초적인 지침을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.