Ti-6Al-4V alloys are mainly used as dental materials due to their excellent biocompatibility, corrosion resistance, and chemical stability. However, they have a low bioactivity with bioinertness in the body. Therefore, they could not directly bond with human bone. To improve their applications, their bone bonding ability and bone formation capacity should be improved. Thus, the objective of this study was to improve the bioinert surface of titanium alloy substrate to show bioactive characteristics by performing surface modification using wollastonite powder. Commercial bioactive wollastonite powder was successfully deposited onto Ti-6Al-4V alloy using a room temperature spray process. It was found that wollastonite-coated layer showed homogeneous microstructure and uniform thickness. Corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy was also improved by plasma electrolytic oxidation treatment. Its wettability and bioactivity were also greatly increased by wollastonite coating. Results of this study indicate that both plasma electrolytic oxidation treatment and wollastonite coating by room temperature spray process could be used to improve surface bioactivity of Ti-6Al-4V alloy substrate.
Ji, Hyung Yong;Parida, Bhaskar;Park, Seungil;Kim, MyeongJun;Peck, Jong Hyeon;Kim, Keunjoo
Current Photovoltaic Research
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제1권1호
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pp.63-68
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2013
We investigated the effects of Au eutectic reaction on Si thin film growth by hot wire chemical vapor deposition. Small SiC and Si nano-particles fabricated through a wet etching process were coated and biased at 50 V on micro-textured Si p-n junction solar cells. Au thin film of 10 nm and a Si thin film of 100 nm were then deposited by an electron beam evaporator and hot wire chemical vapor deposition, respectively. The Si and SiC nano-particles and the Au thin film were structurally embedded in Si thin films. However, the Au thin film grew and eventually protruded from the Si thin film in the form of Au silicide nano-balls. This is attributed to the low eutectic bonding temperature ($363^{\circ}C$) of Au with Si, and the process was performed with a substrate that was pre-heated at a temperature of $450^{\circ}C$ during HWCVD. The nano-balls and structures showed various formations depending on the deposited metals and Si surface. Furthermore, the samples of Au nano-balls showed low reflectance due to surface plasmon and quantum confinement effects in a spectra range of short wavelength spectra range.
본 논문에서는 Ta-N 스트레인게이지를 이용한 극한 환경용 세라믹 박막형 압력센서의 제작 및 특성에 관하여 연구하였다. 압력감지부로 Ta-N 스트레인게이지를 사용하였으며, SDB(Si-wafer Direct Bonding)와 전기화학적 식각정지법을 이용하여 매몰 cavity를 가지는 저가격 고수율의 Si 박막 다이어프램을 제작하였다. 또한, 실리콘 박막 다이어프램상에 박막형 스트레인게이지를 형성하여 세라믹 박막형 압력센서를 제작하였다. 제작된 세라믹 박막형 압력 센서는 기존의 스트레인 게이지를 이용한 로드셀에 비해서 온도특성이 우수하고 재현성, 소형화, 집적화 및 저가격화가 가능하기 때문에 고온, 고압 등의 각한 환경에서도 사용이 가능할 것으로 기대된다.
본 연구에서는 최근 저온접합 소재로 각광받고 있는 Ga과 대표적인 전극 물질인 Cu와의 반응연구를 실시하여 저온 솔더링 적용시 필요한 정보들을 확인하고자 하였다. 80-200℃ 온도범위에서 Ga과 Cu/Au 기판을 반응시켜 계면반응 및 금속간화합물(IMC) 성장을 관찰하고 분석하였다. 반응계면에서 성장하는 주요한 IMC는 CuGa2 상이었으며 그 상부에는 작은 입자크기를 가지는 AuGa2 IMC 그리고 하부에는 얇은 띠 형상의 Cu9Ga4 IMC가 형성되었다. CuGa2 입자들은 scallop 형상을 보이며 Cu6Sn5 성장의 경우와 비슷하게 반응시간이 증가함에 따라서 큰 형상변화없이 입자 크기가 증가하였다. CuGa2 성장기구를 분석한 결과 120-200℃ 온도범위에서 시간지수는 약 3.0으로 산출되었고, 활성화에너지는 17.7 kJ/mol로 측정되었다.
디스플레이를 위한 반도체 절연막으로 적합한 SiOC 박막의 특성을 살펴보기 위해서 스퍼터를 이용한 SiOC 박막을 증착하고 전기적인 특성을 조사하였다. SiOC 박막의 절연성은 열처리 온도에 따라서도 달라졌으며, 100도에서 열처리한 박막의 두께는 증가하고 굴절률은 감소하였으며, XRD의 비정질 특성이 높아지고, 커패시턴스의 감소와 누설전류가 감소하는 특성이 관찰되었다. SiOC 박막의 누설전류 감소의 특성은 절연막으로서의 특성이 개선되고 있다는 것을 의미하며, 두께의 증가현상 또한 누설전류가 감소할 수 있는 조건을 잘 만들고 있었다. 분극의 감소에 의한 비정질의 특성은 SiOC박막을 구성하고 있는 원자 간의 배열이 불규칙적으로 변하고 원자 사이의 결합길이가 최대한 길어지면서 이루어졌기 때문이며, 따라서 두께가 증가하였다. 100도에서 열처리 한 박막에서 두께가 증가하였으며, 누설전류가 감소하였다. 스퍼터에 의한 SiOC 박막의 100도 온도에 의한 극적인 누설전류의 감소는 저온공정이 필수적인 디스플레이용 반도체소자에서 적합한 절연막 임을 확인할 수 있었다.
In this sutdy, a new class ACA(Anisotropic Conductive Adhesive) with low-melting-point alloy(LMPA) and self-organized interconnection method were developed. This developed self-organized interconnection method are achieved by the flow, melting, coalescence and wetting characteristics of the LMPA fillers in ACA. In order to observe self-interconnection characteristic, the QFP($14{\times}14{\times}2.7mm$ size and 1mm lead pitch) was used. Thermal characteristic of the ACA and temperature-dependant viscosity characteristics of the polymer were observed by differential scanning calorimetry(DSC) and torsional parallel rheometer, respectively. A electrical and mechanical characteristics of QFP bonding were measured using multimeter and pull tester, respectively. Wetting and coalescence characteristics of LMPA filler particles and morphology of conduction path were observed by microfocus X-ray inspection systems and cross-sectional optical microscope. As a result, the developed self-organized interconnection method has a good electrical characteristic($2.41m{\Omega}$) and bonding strength(17.19N) by metallurgical interconnection of molten solder particles in ACA.
저밀도 폴리에틸렌에 대한 장시간 저온 열처리가 저밀도 폴리에틸렌 고분자의 결정화도에 미치는 효과를 고체 수소 핵자기공명을 이용하여 연구하였다. 장시간 열처리는 첫째, 저밀도 폴리에틸렌의 색깔을 엷은 노란색으로 변하게 하였고 둘째, 저밀도폴리에틸렌에서 수소 핵의 스핀-스핀 및 스핀-격자 완화시간을 증가시켰으며, 셋째, 결정화도를 줄어들게 하였다. 먼저, $T_1$의 증가를 저밀도폴리에틸렌의 전체 스핀-격자 완화시간을 결정하는 비정질 영역의 부피 감소에 의한 것이거나 분자간 가교나 수소결합에 의한 특정 분자 운동 성분의 느려짐에 의해 발생하는 것으로 고려하였다. 하지만 결정화도의 감소는 열처리에 의한 비정질 영역의 감소를 의미하므로 전자와는 배치되었다. 따라서 $T_1$의 증가는 후자에 의한 결과임을 알 수 있었다.
양성자 주입과 웨이퍼접합기술을 접목한 ion-cut기술로서 SOI 웨이퍼를 제조하는 기술을 개발하였다. SRIM 전산모사에 의하면 일반 SOI 웨이퍼 (200nm SOI, 400nm BOX) 제조에는 65keV의 양성자주입이 요구된다. 웨이퍼분리를 위한 최적 공정조건을 얻기 위해 조사선량과 열처리조건(온도 및 시간)에 따른 blistering 및 flaking 등의 표면변화를 조사하였다. 실험결과 유효선량범위는 $6\~9times10^{16}H^+/cm^2$이며, 최적 아닐링조건은 $550^{\circ}C$에서 30분 정도로 나타났다. RCA 세정법으로서 친수성표면을 형성하여 웨이퍼 직접접합을 수행하였으며, IR 조사에 의해 무결함접합을 확인하였다 웨이퍼 분리는 예비실험에서 정해진 최적조건에서 이루어졌으며, SOI층의 안정화를 위해 고온열처리($1,100^{\circ}C,\;60$분)를 시행하였다. TEM 측정상 SOI 구조결함은 발견되지 않았으며, BOX(buried oxide)층 상부계면상의 포획전하밀도는 열산화막 계면의 낮은 밀도를 유지함을 확인하였다.
고분자 첨가물의 퇴화는 시험용액의 고온상태에서 증가된다. 합성고분자용액의 퇴화에 대해 시간에 따른 온도와 고분자 농도의 영향을 알아보기 위해 6$0^{\circ}C$, 8$0^{\circ}C$의 온도와 100, 200, 400, 600 ppm의 다양한 고분자 농도에 따라 폐회로방식으로 실험적인 연구를 하였다. 퇴화효과는 기계적 퇴화보다 온도에 더 의존적임이 밝혀졌다. 마찰계수와 레이놀즈 수의 관계는 레이놀즈 수가 5만부터 15만까지의 범위에서 레이놀즈 수가 증가함에 따라 마찰계수가 감소하고, 저온에서 마찰은 Vi가의 최대마찰저항감소 점근선에 접근한다는 것을 보인다. 일정한 유량과 온도에 대해, 높은 고분자 농도에서 퇴화효과가 더 작게 밝혀졌다. 일정한 유량과 고분자 농도에 대해서는 퇴화율이 주로 온도에 영향받는 것으로 밝혀졌다. 8$0^{\circ}C$의 온도, 100 ppm의 고분자 농도에서 4시간후에 마찰저항 감소효과가 없어졌다. 그러나, 열적퇴화는 고분자 분자들간의 결합력을 증가시켜 주는 것으로 생각되는 계면활성제 같은 추가적인 물질을 이용하여 극복할 수 있을 것이다.
동과 동을 저온에서 단시간내에 접합시키는 가능성을 검토하기 위해서 직류 자기 스퍼터링을 이용한 코팅한 주석 및 주석-잡 합금층을 중간층으로 사용하였다. 접합은 대기중 200-35$0^{\circ}C$의 온도에서 수행되었고 접합온도에 도달직후 바로 냉각하였다. 접합 계면에는 액상의 주석과 고상의 동간의 반응에 의해 n-상(Cu6Sn5) 및 $\varepsilon$-상(Cu3Sn)으로 구성된 금속간화함물 층이 형성되었다. 전단강도로 측정된 접합강도는 접합온도에 따라 비례적으로 증가하지만 30$0^{\circ}C$ 이상에서 감소하였다. 접합강도는 2.8-6.2MPa 범위로 나타났으며, 중간층합금 성분에 따른 접합계면에서의 금속간화합물의 생성거동과 관련지어 설명되었다. 실험결과 실용적인 접합법으로서 저온 단시간 접합의 가능성이 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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