• 한국재료학회지
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• 제2권4호
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• pp.241-247
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• 1992

본 연구에서는 $Cu-Cu_2$O의 공정반응에 의한 구리와 알루미나의 직접접합에 대하여 연구 하였다. $1.5{\times}10^{-1}$torr, $1015^{\circ}C$에서 산화시킨 후 $10_{-3}$torr, 107$5^{\circ}C$에서 접합시킨 시편의 접합력과 계면특성을 인장시험, SEM, EDS 및 XRD를 통하여 분석하였다. 3분 산화시켜 접합하면 우수한 접합강도를 보이며 산화시간이 이보다 짧거나 길면 결합력은 저하하였다. 과단은 알루미나 공정조직 계면에서 발생하였으며 파단후 $Al_2O_3$표면에는 Cu쪽에서 빠져나간 $Cu_2$O nodule의 존재하였는 바 접합력은 $Cu_2$O-A$l_2O_3$계면보다는 $Cu-Cu_2$O계면에 좌우됨을 보여주고 있다. 접합력은 접합시간에 따라 완만한 증가를 보였으며 CuA$l_2O_4$및 $CuAlO_2$의 반응생성물이 접합중 형성되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권3호
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• pp.89-98
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• 2003

반도체 소자의 배선용 재료로서 사용가능한 합금원소 Mg를 첨가한 Cu(Mg) 박막의 기계 및 전기적 특성 변화를 조사하였다. Cu(2.7at.%Mg) 박막은 열처리를 할 경우 Cu 박막에 비하여 표면거칠기는 약 1/10 정도로 줄고 $SiO_2$와의 접착력도 2배 이상 향상된 결과를 나타내었다. 또한 $300^{\circ}C$이상의 온도에서 10분 이상 열처리를 할 경우 급격한 저항감소를 보여주었는데 이는 Mg 원소의 확산으로 인해 표면 및 계면에서 Mg 산화물이 형성되고 내부에는 순수 Cu와 같이 되었기 때문이다. 경도 및 열응력에 대한 저항력도 Cu박막에 비해 우수한 것으로 나타났으며 열응력으로 인해 Cu 박막에 나타나던 표면 void가 Cu(Mg) 박막에서는 전혀 관찰되지 않았다. EM Test 결과 lifetime은 2.5MA/$cm^2$, $297^[\circ}C$에서 순수 Cu 라인보다 5배 이상 길고 BTS Test 결과 Capacitance-Voltage 그래프의 플랫 밴드 전압(V$_{F}$ )의 shift현상이 Cu에서는 나타났지만 Cu(Mg) 박막에서는 발생하지 않는 우수한 신뢰성을 보여주었다. 누설전류 측정을 통한 $SiO_2$의 파괴시간은 Cu에 비하여 약 3배 이상 길어 합금원소에 의한 확산방지 효과가 있음을 확인하였다.

• KSTLE International Journal
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• 제9권1_2호
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• pp.22-25
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• 2008

This paper investigated the wetting and adhesion property of undulated DLC film with surface morphology controlled for a reduced real area of contact. The undulated DLC Films were prepared by 13.56 MHZ radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (r.f. PECVD) by using nanoscale Cu dots surface on a Si (100) substrate. FE-SEM, AFM analysis showed that the after repeated deposition and plasma induced damage with Ar ions, the surface was nanoscale undulated. This phenomenon changed the surface morphology of DLC surface. Raman spectra of film with changed morphology revealed that the plasma induced damage with Ar ions significantly suppressed the graphitization of DLC structure. Also, it was observed that while the untreated flat DLC surfaces had wetting angle starting ranged from $72^{\circ}$ and adhesion force of 333ni. Had wetting angle the undulated DLC surfaces, which resemble the surface morphology of a cylindrical shape, increased up to $104^{\circ}$ and adhesion force decreased down to 11 nN. The measurements agree with Hertz and JKR models. The surface undulation was affected mainly by several factors: the surface morphology affinity to cylindrical shape, reduction of the real area of contact and air pockets trapped in cylindrical asperities of the surface.

• 한국분말재료학회지
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• 제25권6호
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• pp.501-506
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• 2018

With the recent remarkable improvements in the average speeds of contemporary trains, a necessity has arisen for the development of new friction modifiers to improve adhesion characteristics at the wheel-rail interface. The friction modifier must be designed to reduce slippage or sliding of the trains' wheels on the rails under conditions of rapid acceleration or braking without excessive rolling contact wear. In this study, a novel composite material consisting of metal, ceramic, and polymer is proposed as a friction modifier to improve adhesion between wheels and rails. A blend of Al-6Cu-0.5Mg metallic powder, $Al_2O_3$ ceramic powder, and Bakelite-based polymer in various weight-fractions is hot-pressed at $150^{\circ}C$ to form a bulk composite material. Variation in the adhesion coefficient is evaluated using a high-speed wheel-rail friction tester, with and without application of the composite friction modifier, under both dry and wet conditions. The effect of varying the weighting fractions of metal and ceramic friction powders is detailed in the paper.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.148-148
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• 2016

디스플레이 시장이 rigid에서 flexible로 변화하기 시작하면서 유연 투명전극 소재에 대한 수요가 증가하고 있다. 투명전극으로 대표되는 Indium Tin Oxide(ITO)는 고투과 저저항의 장점을 가지지만 유연성이 떨어져 이를 대체 할 투명전극 소재로 Metal mesh, Ag nano-wire, CNT, Graphene, Conductive polymer 등에 대한 응용 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 Metal mesh 용 Cu thin film 형성을 위해 플라즈마 표면처리 기술로 플라스틱 기판과 Cu 박막 사이의 밀착력을 향상시키고자 공정 연구를 수행하였다. 고품질의 Cu thin film 제작을 위해 양산용 roll to roll 장비를 이용하였고, 선형이온소스를 적용하여 플라즈마 표면처리를 수행하였다. 이후 마그네트론 스퍼터링을 통해 Ni buffer layer 및 Cu 박막 증착 공정을 in-situ로 진행하였다. 이러한 공정을 통해 제작한 Cu thin film의 밀착력을 평가하기 위해 cross cut test(ASTM D3359)를 수행하였다. 그 결과 플라스틱 기판과 Cu 금속 박막 사이의 밀착력이 0B에서 5B까지 향상된 것을 확인하였고, 플라즈마 표면처리 공정을 통해서 저항 또한 감소되는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 polyethylene terephthalate(PET)뿐만 아니라 polyimide(PI) 기판 상에서도 플라즈마 표면처리를 통해 금속 박막의 밀착력이 향상되는 결과를 확인하였으며, flexible copper clad laminate (FCCL) 같은 유연 정보 소자 분야에 응용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.704-710
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• 2000

Metal electrode materials for plasma display panel should have low electrical resistivity in order to maintain stable gas discharge and have fast response time. They should also hae good film uniformity adhesion and thermal stability. In this study Cr/Cu/Cr metal electrode structure is formed by DC magnetron sputtering. Cr and Cu films were deposited on ITO coated glasses with various DC power density and main pressures as the major parameters. After metal electrodes were formed a heat treatment was followed at 55$0^{\circ}C$ for 20 min in a vacuum furnace. The intrinsic stress of the sputtered Cr film passed a tensile stress maximum decreased and then became compressive with further increasing DC power density. Also with increasing the main pressure stress turned from compression to tension. After heat the treatment the electrical resistivity of the sputtered Cu film of 2${\mu}{\textrm}{m}$ in thickness prepared at 1 motor with the applied power density of 3.70 W/cm$^2$was 2.68 $\mu$$\Omega$.cm With increasing the main pressure the DC magnetron sputtered Cu film became more open structure. The heat treatment decreased the surface roughness of the sputtered Cr/Cu/Cr metal electrodes.

• 한국표면공학회지
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• 제29권4호
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• pp.238-252
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• 1996

In order to study the effect of interface oxides on the adhesion strength of the copper/epoxy system, copper foils were immersed in black oxide or brown oxide forming solutions before lamination with epoxy prepregs, and variation of peel strength with the treatment time were investigated. Results showed that peel strength decreased rapidly up to 1 minute of treatment lime and remained constant in the case of the black oxide treated specimens, which was accompanied by the thickening of $Cu_2O$ at the Copper/Epoxy interface during the period. In contrast, peel strength increased rapidly up to 1 minute of treatment time and remained constant in the case of the brown oxide treated specimens, which could be ascribed to the thickening of CuO. Subsequent heat treatments of the Copper/Epoxy laminations at $120^{\circ}C$ in air showed that peel strength remained constant in the case of the black oxide treated specimens but decreased gradually in the case of the brown oxide treated specimens. Following XPS analyses revealed that the latter was possibly caused by the coalescence of CuO at the Copper/Epoxy interface into $Cu_2O$.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권8호
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• pp.2519-2522
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• 2014

Recently, the observation of the electrocatalytic behavior of individual nanoparticles (NPs) by electrochemical amplification method has been reported. For example, the Iridium oxide ($IrO_x$) NP collision on the Pt UME was observed via electrocatalytic water oxidation. However, the bare Pt UME had poor reproducibility for the observation of NP collision signal and required an inconvenient surface pre-treatment for the usage. In this manuscript, we has been investigated other metal electrode such as Cu UME for the reproducible data analysis and convenient use. The $IrO_x$ NP collision was successively observed on the bare Cu UME and the reproducibility in collision frequency was improved comparing with previous case using the $NaBH_4$ pre-treated Pt UME. Also, the adhesion coefficient between NP and the Cu UME was studied for better understanding of the single NP collision system.

• 접착 및 계면
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• 제8권1호
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• pp.15-27
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• 2007

폴리이미드 필름과 구리의 접착력을 향상시키기 위하여 이온빔과 실란-이미다졸 커플링제를 사용하여 폴리이미드 표면개질을 실시하였다. 실란-이미다졸 커플링제는 구리와의 배위결합을 형성하는 이미다졸 그룹과 실록산 폴리머를 형성하는 메톡시 실란 그룹을 함유한다. 폴리이미드 필름표면은 아르곤/산소 이온빔으로 일차로 처리하여 친수성을 높인 폴리이미드 필름에 커플링제 수용액에 침지하여 폴리이미드 필름 표면에 커플링제를 그라프트시켜 표면개질을 실시하였다. XPS 스펙트럼 분석결과 아르곤/산소 플라즈마 처리는 폴리이미드 표면에 하이드록시 및 카르보닐 그룹과 같은 산소 기능성기를 형성함을 알 수 있었고 폴리이미드 필름 표면에 실란-이미다졸과의 커플링반응에 의하여 표면이 개질되었음을 확인하였다. 이온빔을 사용하여 그라프트된 폴리이미드 필름과 구리와의 접착력은 처리되지 않은 폴리이미드 필름과의 접착력 보다 높은 접착력을 나타내었다. 또한 커플링제로 그라프트된 폴리이미드 필름의 접착력 보다 아르곤/산소의 양자화 이온을 이용하여 개질한 그라프트된 폴리이미드 필름의 시편이 더 높은 접착력을 나타내었다. 구리-폴리이미드 필름의 계면으로부터 박리된 층은 분석결과 완전히 서로 다른 화학적 조성을 나타내었는데 이것으로부터 박리가 접합면의 커플링제 내에서 일어나는 것보다는 폴리이미드와 커플링제의 사이에서 일어남을 확인하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권3호
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• pp.83-90
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• 2021

In this study, an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) was used to improve the mechanical properties, scratch resistance and tribological performance of Cu-based bimetals, which are usually used to manufacture sliding bearings and bushings for internal combustion engines (ICEs). Two different Cu-based bimetals, namely CuPb10Sn10 and CuSn10Bi7, were sintered onto a low carbon steel substrate. The mechanical properties and dry tribological performance using a tensile tester and micro-tribo tester were evaluated, respectively. The scratch resistance was assessed using a micro-scratch tester at an incremental load. The tensile test results showed that the yield strength (YS) and ultimate tensile strength (UTS) of both Cu-based bimetals increased after UNSM. Furthermore, the scratch and tribological tests results revealed that the scratch resistance and tribological performance of both Cu-based bimetals were improved by the application of UNSM. These improvements were mainly attributed to the eliminated pores, increased hardness and reduced roughness after UNSM. CuSn10Bi7 demonstrated better mechanical properties, scratch resistance and tribological performance than CuPb10Sn10. It was found that the presence of Bi in CuSn10Bi7 formed a Cu₁₁Bi₇ intermetallic phase, which is harder than Cu₃Sn. Hence, CuSn10Bi7 demonstrated higher strength and wear resistance than CuPb10Sn10. In addition, a CuSn10Bi7 formed both SnO₂ and Bi₂O₃ that prevented adhesion and improved the tribological performance. It can be expected that under dry tribological conditions, ICEs can utilize UNSM bearings and bushings made of CuSn10Bi7 instead of CuPb10Sn10 under oil-lubricated conditions.