• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.40-44
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• 2008

The interfacial adhesion energy between resist and a substrate is very important due to resist pull-off problems during separation of mold from a substrate in nanoimprint process. And effect of substrate surface roughness on interfacial adhesion energy is very important. In this paper, we have treated glass wafer surface using $CF_4$ gas for increase surface roughness and it has tested interfacial adhesion properties of UV resin/glass substrate interfaces by 4 point bending test. The interfacial adhesion energies by bare, 30, 60 and 90 sec surface treatments are 0.62, 1.4, 1.36 and 2 $J/m^2$, respectively. The test results showed quantitative comparisons of interfacial fracture energy (G) effect of glass wafer surface roughness.

• 한국재료학회지
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• 제17권4호
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• pp.215-221
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• 2007

The effect of $CF_4$ plasma treatment condition on the interfacial adhesion energy of inkjet printed Ag/polyimide system is evaluated from $180^{\circ}$ peel test by calculating the plastic deformation energy of peeled metal films. Interfacial fracture energy between Ag and as-received polyimide was 5.5 g/mm. $CF_4$ plasma treatment on the polyimide surface enhanced the interfacial fracture energy up to 17.6 g/mm. This is caused by the increase in the surface roughness as well as the change in functional group of the polyimide film due to $CF_4$ plasma treatment on the polyimide surface. Therefore, both the mechanical interlocking effect and the chemical bonding effect are responsible for interfacial adhesion improvement in ink jet printed Ag/polyimide systems.

• Composites Research
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• 제34권2호
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• pp.82-87
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• 2021

The mechanical properties of carbon fiber-reinforced epoxy composites (CFRPs) are greatly dependent on the interfacial adhesion between the carbon fibers and the epoxy matrix. Introducing nanomaterial reinforcements into the interface is an effective approach to enhance the interfacial adhesion of CFRPs. The main purpose of this work was to introduce graphitic nanofiber (GNFs) between an epoxy matrix and carbon fibers to enhance interfacial properties. The composites were reinforced with various concentrations of GNFs. For all of the fabricated composites, the optimum GNF content was found to be 0.6 wt%, which enhanced the interlaminar shear strength (ILSS) and fracture toughness (KIC) by 101.9% and 33.2%, respectively, compared with those of neat composites. In particular, we observed a direct linear relationship between ILSS and KIC through surface free energy. The related reinforcing mechanisms were also analyzed and the enhancements in mechanical properties are mainly attributed to the interfacial interlocking effect. Such an effort could accelerate the conversion of composites into high performance materials and provide fundamental understanding toward realizing the theoretical limits of interfacial adhesion and mechanical properties.

• 한국재료학회지
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• 제20권6호
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• pp.319-325
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• 2010

3-D IC integration enables the smallest form factor and highest performance due to the shortest and most plentiful interconnects between chips. Direct metal bonding has several advantages over the solder-based bonding, including lower electrical resistivity, better electromigration resistance and more reduced interconnect RC delay, while high process temperature is one of the major bottlenecks of metal direct bonding because it can negatively influence device reliability and manufacturing yield. We performed quantitative analyses of the interfacial properties of Al-Al bonds with varying process parameters, bonding temperature, bonding time, and bonding environment. A 4-point bending method was used to measure the interfacial adhesion energy. The quantitative interfacial adhesion energy measured by a 4-point bending test shows 1.33, 2.25, and $6.44\;J/m^2$ for 400, 450, and $500^{\circ}C$, respectively, in a $N_2$ atmosphere. Increasing the bonding time from 1 to 4 hrs enhanced the interfacial fracture toughness while the effects of forming gas were negligible, which were correlated to the bonding interface analysis results. XPS depth analysis results on the delaminated interfaces showed that the relative area fraction of aluminum oxide to the pure aluminum phase near the bonding surfaces match well the variations of interfacial adhesion energies with bonding process conditions.

• Composites Research
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• 제32권2호
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• pp.96-101
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• 2019

섬유와 수지 간 계면접착력은 복합재료 성능과 관련되므로 이를 정확하게 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는, 피로 하중 조건에서의 마이크로드롭렛 실험에 의한 계면접착력 평가를 실시하였다. 도파민이 적용된 에폭시 수지에 대하여 기계적 물성 및 계면접착력을 측정하였다. 기계적 물성을 평가하기 위해 인장 시편을 제작하였고, 계면 접착력 평가를 위하여 유리섬유에 에폭시 마이크로드롭렛을 만든 시편을 사용하였다. 특히 마이크로드롭렛 피로 실험 시 동일한 직경의 마이크로드롭렛을 사용하여 동일한 조건에서 실험하였다. 그 결과 인장 및 마이크로드롭렛 실험을 통해 에폭시 수지에 도파민이 적용될 때 기계 및 계면접착력이 향상됨을 확인하였다. 도파민이 에폭시 수지의 경화정도를 향상시키고 에폭시 수지에 하이드록실 그룹을 부여하여 기계적 물성 및 유리섬유 간 계면 접착력을 증가시켰을 것으로 사려된다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제7권2호
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• pp.100-108
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• 2004

Nitramine-polymer composites suffer from a problem known as dewetting. Dewetting adversely affects the performance and the sensitivity characteristics of an explosive composition. Voids, which are generated between explosive particles and binder on dewetting, act as initiation sites. For a PBXs as well as propellants, where good adhesion and mechanical properties are of great importance, dewetting therefore must be prevented by strong adhesion between the filler and the binder. The surface energy of materials is measured by Wilhelmy plate and wicking method. The interfacial energy between the filler and the binder is calculated from the disperse phase and the polar phase of surface energy. Time dependent compressive properties of composite explosives have been determined by stress-strain curves obtained at different strain rates and temperatures. The interfacial state of the PBX was observed through SEM. It was found from the result that the interface between the explosive and the binder becomes better adhesion with decreasing interfacial tension and increasing work of adhesion. The result clearly shows that the castable PBX has good adhesion more than the pressable PBX.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권2호
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• pp.41-48
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• 2018

Fan-out wafer level packaging (FOWLP) 적용을 위한 최적의 Cu 재배선 계면접착에너지 측정방법을 도출하기 위해, 전기도금 Cu 박막과 WPR 절연층 계면의 정량적 계면접착에너지를 $90^{\circ}$ 필 테스트, 4점 굽힘 시험법, double cantilever beam (DCB) 측정법을 통해 비교 평가 하였다. 측정 결과, 세 가지 측정법 모두 배선 및 패키징 공정 후 박리가 일어나지 않는 산업체 통용 기준인 $5J/m^2$보다 높게 측정되었다. 또한, DCB, 4점 굽힘 시험법, $90^{\circ}$ 필 테스트 순으로 계면접착에너지가 증가하는 거동을 보였는데, 이는 계면파괴역학 이론에 의해 위상각 증가에 따라 이종재료 계면균열 선단의 전단응력성분 증가에 따른 소성변형에너지 및 계면 거칠기 증가 효과에 의한 것으로 설명이 가능하다. FOWLP 재배선에 대한 최적의 계면접착에너지 도출을 위해서는 시편제작 공정, 위상각 차이, 정량적 측정 정확도 및 결합력 크기 등을 고려하여 4점 굽힘 시험법 또는 DCB 측정법을 적절히 혼용 사용하는 것이 타당한 것으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제18권9호
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• pp.486-491
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• 2008

The effect of annealing treatment conditions on the interfacial adhesion energy between electrolessplated Ni film and polyimide substrate was evaluated using a $180^{\circ}$ peel test. Measured peel strength values are $26.9{\pm}0.8,\;22.4{\pm}0.8,\;21.9{\pm}1.5,\;23.1{\pm}1.3,\;16.1{\pm}2.0\;and\;14.3{\pm}1.3g/mm$ for annealing treatment times during 0, 1, 3, 5, 10, and 20 hours, respectively, at $200^{\circ}C$ 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.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권3호
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• pp.7-12
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• 2018

차세대 초미세 Cu 배선 적용을 위한 원자층증착법(atomic layer deposition, ALD)을 이용하여 증착된 Ru확산 방지층과 Cu 박막 사이의 계면 신뢰성을 평가하기 위해, Ru 공정온도 및 $200^{\circ}C$ 후속 열처리 시간에 따라 4점굽힘시험으로 정량적인 계면접착에너지를 평가하였고, 박리계면을 분석하였다. 225, 270, $310^{\circ}C$ 세 가지 ALD Ru 공정온도에 따른 계면접착에너지는 각각 8.55, 9.37, $8.96J/m^2$로 유사한 값을 보였는데, 이는 증착온도 변화에 따라 Ru 결정립 크기 등 미세조직 및 비저항의 차이가 적어서, 계면 특성도 거의 차이가 없는 것으로 판단된다. $225^{\circ}C$의 공정온도에서 증착된 Ru 박막의 계면접착에너지는 $200^{\circ}C$ 후속 열처리시 250시간까지는 $7.59J/m^2$ 이상으로 유지되었으나, 500시간 후에는 $1.40J/m^2$로 급격히 감소하였다. 박리계면에 대한 X-선 광전자 분광기 분석 결과, 500시간 후 Cu 계면 산화로 인하여 계면접착 에너지가 감소한 것으로 확인되었다. 따라서 ALD Ru 박막은 계면신뢰성이 양호한 차세대 Cu 배선용 확산방지층 후보가 된다고 판단된다.

• 폴리머
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• 제37권3호
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• pp.373-378
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• 2013

폴리카보네이트(PC) 필름을 유연기판으로 사용하기 위해서는 $SiO_x$ 증착에 의한 베리어 특성 개선이 필요하며 이때 베리어 층과 PC 계면 접착력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 언더 코팅, UV/$O_3$ 및 저온 플라즈마와 같은 다양한 표면 처리 방법에 의하여 PC 필름 표면을 개질하여 표면의 물리적 화학적 변화가 증착된 베리어 층 계면 접착력에 미치는 영향을 살펴보았다. 표면 처리 전의 PC 필름은 표면 거칠기 및 표면 에너지가 매우 낮아 $SiO_x$ 베리어 층과의 접착력이 현저히 떨어짐을 알 수 있었다. PC 필름을 저온 플라즈마로 표면 처리한 결과, 표면의 거칠기 증가와 극성 관능기 생성에 의하여 극성 표면 에너지가 향상되는 반면 UV/$O_3$ 처리의 경우, 표면 거칠기 변화 없이 표면에 생성된 극성 관능기에 의해 극성 표면 에너지가 증가됨을 알 수 있었다. 이러한 표면의 변화는 베리어층과 PC 기판의 계면 접착력 증가에 기여함을 알 수 있었다. 표면 처리 방법으로 언더 코팅을 사용하는 경우 표면에 에너지를 가하지 않아도 코팅제의 아크릴산과 $SiO_x$의 접착력 향상에 의하여 PC 필름과의 계면 접착력이 증가되며 유무기 하이브리드 다층 구조에 의한 베리어 특성 개선이 함께 일어남을 알 수 있었다.