• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.354-354
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• 2015

코팅 층과 소지 사이의 접합력 평가를 위하여 박리 시험법(Peel Off Test), 블리스터 시험법(Blister Test), 압입균열 시험법(Indentation Test), 직접 인장 시험법(Direct Full Off Test), 스카치 테이프 시험법(Scotch Tape Test), 그리고 스크래치 시험법(Scratch Test) 등이 사용되어 왔다. 이 중 박리 시험법과 스카치 테이프 시험법이 산업계에서 일반적으로 사용되고 있다. 전자 산업계에서 많이 사용되고 있는 박리시험법은 금속박막과 절연체 기판 사이의 접합력을 간단하게 측정할 수 있으며, 실험값의 재현성이 뛰어난 장점이 있다. 또한, 측정하는 동안 만들어지는 박리 곡선(Peel Curve)로부터 분석의 신뢰성 여부를 확인할 수 있다. 이러한 장점에도 불구하고 박리 시험법 특성 상 금속 코팅층의 강도가 금속 피막/기판간 접합 강도를 초과하여야 하기 때문에 수백 nm 이하의 박막의 접합력 측정에는 적용하기가 어렵다. 이에 반하여, 스카치 테이프 분석법은 일정길이의 접착 테이프를 박막 표면에 붙인 후 다시 떼어내면서 접착력을 평가하는 방법으로, 박막의 접합력 평가에 적용이 가능하다. 그러나 이 방법은 합격 불합격 여부를 판정하는 정성적인 방법으로 정량평가가 어렵다. 또한, 박막에 접착 테이프를 붙일때의 압력, 테이프를 박리할 때의 각도 및 속도를 일정하게 제어하기가 쉽지 않아 결과의 신뢰성이 높지 않다. 스크래치 테스트는 탐사침(Stylus)을 이용하여 박막의 표면에 하중을 증가시키면서 기판을 이동하여, 피막의 균열이나 박리될 때의 임계 하중값 (Critical Load; Lc)을 측정하는 방법이다. 이 방법은 시편 준비가 쉽고 간단하여 빠른 분석이 가능하고, 수백 nm 이하의 박막에도 적용 가능하다. 또한, 접합력을 정량화 할 수 있기 때문에 변수에 따른 접합력 비교가 용이하다는 장점이 있다. 이와 같은 분석적 장점에도 불구하고, 스크래치 시험을 통한 접합력 측정 방법은 아직까진 산업적으로 널리 활용되지 못하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 스크래치 테스트의 원리 및 이론에 대하여 간략히 알아보고, 스크래치 분석을 이용한 접합력 비교에 대한 실제 사례들을 소개하고자 하였다.

• 열처리공학회지
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• 제17권6호
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• pp.365-369
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• 2004

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.9-16
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• 2014

본 논문은 화소 데이터의 비교를 이용한 단일 프레임 또는 연속 프레임에 나타나는 선형 스크래치를 탐지하여 복원하는 알고리즘을 제안하였다. 스크래치탐지와 복원방법은 프레임 간 많은 비교 연산시간을 필요로 하며 병렬처리 가능성이 높다. 제안하는 스크래치 탐지와 복원방법은 빠른 처리를 위해 GPU에서 수행할 수 있도록 병렬 설계 하였다. 제안하는 알고리즘은 국가 기록원 디지털화 영상에 대해 순차처리와 병렬처리의 성능 테스트를 수행하였다. 실험에서 연속한 스크래치를 고려하는 경우의 탐지율은 단일 프레임만 고려하는 방법보다 20% 이상 성능이 향상되었다. GPU 기반 알고리즘의 탐지율과 복원율은 CPU 기반의 알고리즘과 유사하였으나 50배 이상의 연산속도가 향상되었다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 The IMAPS-Korea Workshop 2001 Emerging Technology on packaging
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• pp.100-103
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• 2001

본 연구에서는 무전해도금으로 증착된 구리박막의 열적 및 접착특성에 관하여 고찰하였다. Si 기판에 MOCVD 방법으로 TaN 확산방지막을 증착한 후, 무전해 도금으로 구리박막을 증착하여 Cu/TaN/Si 다층구조를 제조공정하였다. 그리고, Ar 분위기에서 열처리시켰으며, 열처리온도에 따른 비저항 변화를 고찰함으로서 Cu/TaN/Si 계의 열적 특성을 분석하였다. 무전해도금 구리박막의 접착특성은 스크래치 테스트에 의해 평가하였으며, 열적 증착방법과 스퍼터 방법으로 증착된 구리 박막과 비교하였다. 스크래치 테스트 결과, 무전해도금 구리 박막의 접착력이 열적 증착과 스퍼터 방법으로 증착된 구리 박막보다 더 우수하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권3호
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• pp.107-114
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• 2001

The durability of head/disk interface is an important issue for hard disk drives. Currently, there are several means of assessing the performance and integrity of the head/disk interface. In this work Track Average Amplitude(TAA) signal was used to analyzed the head/disk interface with respect to variations in disk velocity, slider pre-load and preformed scratch on the disk. Particularly, TAA variation due to disk defect in the form of a scratch was investigated.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.136-138
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• 2007

최근 기계가공기술의 발달에 따라 내마모용 TiN 박막의 수요가 증가하였고, TiN박막은 내마모용으로 높은 경도 및 밀착력을 필요로 한다. TiN박막을 증착시키는 방법은 PVD, CVD 등 여러 가지가 있으나 본 연구에서 공구강 SKD 61기판 표면과 Radical Nitriding(RN) 처리된 SKD 61 기판에 arc ion plating(AIP)를 이용하여 TiN 박막을 증착시켜 표면경도를 향상시키고, 이 코팅층의 미세구조가 기계적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 RN처리된 SKD61에서 코팅 두께가 많이 나왔고, 스크래치테스트 결과 접착력이 향상되었음을 알 수 있었다.

• 폴리머
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• 제39권1호
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• pp.56-63
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• 2015

본 연구의 목적은 다이이소시아네이트 화합물을 함유하는 마이크로캡슐을 제조하고 자기치유형 보호코팅재에 적용하여 공기 중 수분에 의한 자기치유 기능을 평가하는 것이다. 다이이소시아네이트 화합물의 공기 중 수분과의 반응 거동을 조사함으로써 치유 물질로서의 가능성을 확인하였다. 폴리우레탄을 캡슐막으로 하여 이소포론 다이이소시아네이트(isophorone diisocyanate, IPDI)의 마이크로캡슐화를 계면중합법에 의해 수행하였다. 마이크로캡슐의 생성여부는 FTIR 및 NMR으로 확인하였고, 마이크로캡슐의 직경 및 크기 분포, 표면 형상과 캡슐막의 두께는 광학현미경과 FE-SEM을 통하여 관찰하였다. 교반속도 및 다이올 구조 변화에 따른 마이크로캡슐의 특성 변화를 조사하였다. 자기치유형 보호코팅재를 제조하여 스크래치를 형성시킨 후 광학현미경으로 관찰한 결과, 스크래치 형성 직후 스크래치가 지나가는 자리에 위치하는 마이크로캡슐이 깨지면서 심물질이 흘러나와 스크래치를 메워주는 것을 확인하였다. 또한 CRC 보드에 마이크로캡슐을 함유한 자기치유 코팅재를 제조하여 스크래치 형성 후 상대습도 68~89%의 공기 중에 48시간 동안 방치한 후 SEM 분석 및 내투수 테스트를 진행한 결과, 스크래치가 자기치유된 것이 확인되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.165-166
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• 2009

이 연구에서는 SUS304 기판과 Cr-Al-Si-N 코팅사이의 밀착특성을 향상시키기 위하여 하이브리드 증착법으로 Cr Interlayer를 기판위에 증착시킨 후 Cr-Al-Si-N 코팅을 증착하였다. 그리고 Ball-on-disk 마모테스트와 스크래치 테스트를 통해 밀착력, 파괴기구, 그리고 마찰거동 등을 살펴보았다. Cr-Al-Si-N 코팅에 60nm 두께의 Cr Interlayer 삽입되었을 때는 기판에 Cr-Al-Si-N 코팅만 증착되었을 때의 밀착력(${\sim}30N$) 보다 더 우수한 ${\sim}50N$의 밀착력을 나타내었고 내마모성 또한 향상되었다. 밀착력 증가는 Cr Interlayer 삽입에 따른 SUS304 기판과 Cr-Al-Si-N 코팅사이의 전단응력 감소에 기인한 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.225-225
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• 2012

DLC (Diamind-Like Carbon) 코팅은 1970년대 이온주입기술을 통하여 개발된 것이 처음으로 알려져 있으며, 다이아몬드 구조인 SP3 구조와 그라파이트 구조인 SP2 구조가 혼재되어 있으면서 제조 방법에 따라 수소와 Si 및 다양한 금속을 내재시킬 수 있는 코팅 물질이다. DLC는 높은 경도, 내마모성, 윤활성, 표면조도 등 뛰어난 기계적 특성과 전기절연성, 화학적 안정성 그리고 높은 광학적 투과성을 가져 산업적 활용 잠재력이 높은 재료로 평가되고 있으며, 이외에도 낮은 공정 온도에서 증착할 수 있고, 고경도와 낮은 마찰계수를 가지고 있는 장점이 있다. 그러나, DLC가 열적으로 불안정하기 때문에 사용되는 환경이 $500^{\circ}C$ 이상이 되면 DLC는 자체의 성질을 잃고 거의 흑연에 가까운 물질이 되어버리는 문제가 있고, 또한 높은 압축응력과 기재와의 낮은 밀착력이 단점으로 나타나고 있다. 이에 본 연구는 그런 단점을 보완하고자 PECVD (Plasmas Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법으로 DLC박막에 여러 가지 첨가원소(F,Si,0)를 사용하여 증착시킨 후 400, 500, $600^{\circ}C$에서 1시간동안 열처리를 진행하였으며, 그에 따른 내열 특성을 평가하였다. 또한 염수분무 테스트를 통한 박막의 내식 특성을 평가하였다. DLC박막의 구조는 Raman Spectra을 통해, Sp3 (like diamond) peak와 Sp2 (like graphite) peak 의 혼재 여부를 분석하였고, FE-SEM을 이용하여 막의 표면 및 단면을 관찰하였다. 스크래치 테스트를 통해 DLC박막의 밀착력을 측정하였으며, 볼 온 디스크 타입의 Tribo-meter을 이용하여 마찰계수 변화를 관찰하였다. 또한 나노인덴터를 이용하여 미소경도를 측정하였다. 그 결과 일반 DLC 막에 비해 첨가원소가 함유된 DLC 박막에서 내식성 및 내열특성이 향상되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.116.2-116.2
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• 2017

DLC (Diamond like carbon) 박막을 전극 재료로 활용하기 위해서는 높은 전기 저항과 금속성 기판에 대한 낮은 접착력을 극복해야 한다. 본 연구에서는 PECVD에 의해 합성 된 DLC/Ti 전극의 아크 중간층, 질소 도핑, 증착 및 열처리 온도가 접착 강도와 전기적 및 전기 화학적 특성에 주는 영향을 체계적으로 조사 하였다. 그 결과, arc ion plating (AIP) 법에 의해 증착 된 Ti/TiC 중간층의 도입은 스크래치 테스트와 전기화학적 싸이클 테스트에서 향상된 접착 강도 및 수명을 가져온다는 것을 확인 하였다. 그리고 arc 중간층에서의 arc droplet은 DLC 박막의 표면적을 넓혀 전기 화학적 활성도를 높이는 긍정적인 역할을 하였다. 소량의 질소 도핑은 DLC 막의 비저항을 크게 낮춰주었고, 전기화학적 활성도를 증가시켰다. 증착 온도가 높을수록 DLC 막의 sp2/sp3 비율이 증가하였고, 이에 따라 비저항은 감소하였으며 전기 화학적 활성도는 증가하였다. 반면, 가장 높은 전기화학적 전위창은 $300^{\circ}C$ 에서 얻어졌으며 더 높은 온도에서 감소하였다. 열처리 온도를 높일수록 비저항의 감소 및 전기 화학적 활성도가 증가한 반면, 전기화학적 전위창은 지속적으로 감소하였고, 높은 열처리 온도에서는 DLC 전극의 수명이 줄어드는 것을 확인 하였다.