• 제목/요약/키워드: Residual Stress Relaxation

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기판온도에 따른 ITO 박막의 제조 및 특성 (Preparation and characterization of ITO Thin Film By Various Substrate heating temperature)

  • 김성진;박헌균
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.94.2-94.2
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    • 2010
  • Indium tin oxide (ITO) Thin films were grown on Non-alkarai glass Substrates by PVD method and Subsequently Subjected to ($100^{\circ}C-350^{\circ}C$) Thermal Annealing (TA) In Nitr Oxygen ambinent. Most of all, The effect of TA treatment on the structural properties were studied by using X-Ray diffraction and atomic force microscopy, while optical properties were studied by UV-Transmittance measurements. After TA treatment, the XRD spectra have shown an effective relaxation of the residual compressive stress, As a result, XRD peaks increase of the intensity and narrowing of full width at half-maximun (FWHM). In addtion The microstructure, The surface morphology, the optical transmittance changed and improved, and we investigated The effects of temperature, Time and atmosphere during the TA on the structural and electrical properties of the ITO/glass on TA at $300^{\circ}C$. As a results, the films are highly transparent (80%~89%) in visible region. AFM analysis shows that the films are very smooth with root mean square surface roughness 0.58nm -2.75nm thickness film. It is observed that resistivity of the films drcreases T0 $1.05{\times}10^{-4}{\Omega}cmt$ $6.06{\times}10^{-4}{\Omega}cm$, while mobility increases from $152cm^2/vs$ to $275cm^2/vs$.

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열구동형 폴리실리콘 마이크로 액츄에이터의 제작 및 특성분석 (Fabrication of Thermally-Driven Polysilicon Microactuator and Its Characterization)

  • Lee, J.H.;Lee, C.S.;Yoo, H.J.
    • 한국정밀공학회지
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    • 제14권12호
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    • pp.153-159
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    • 1997
  • A thermally-driven polysilicon microactuator has been fabricated using surface micromachining techniques. It consists of P-doped polysilicon as a structural layer and TEOS(tetraethylorthosilicate) oxide as a sacrificial layer. The polysilicon was annealed for the relaxation of residual stress which is the main cause to its deformation such as bending and buckling. And newly developed HF GPE(gas-phase etching) process was also employed to eliminate the troublesome stiction problem using anhydrous HF gas and CH$_{3}$OH vapor, and successfully fabricated the microactuators. The actuation is incurred by the thermal expansion due to the current flow in the active polysilicon cantilever, which motion is amplified by lever mechanism. The moving distance of polysilicon microactuator was experimentally conformed as large as 21 .mu. m at the input voltage level of 10V and 50Hz square wave. The actuating characteris- tics are also compared with the simulalted results considering heat transfer and thermal expansion in the polysilicon layer. This microactuator technology can be utilized for the fabrication of MEMS (microelectromechanical system) such as microrelay, which requires large displacement or contact force but relatively slow response.

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AlN 세라믹스와 금속간 계면접합에 관한 연구 : I. AlN/Cu 및 AlN/W 활성금속브레이징 접합체의 잔류응력 해석 (A Study on the Interfacial Bonding in AlN Ceramics/Metals Joints: I. Residual Stress Analysis of AlN/Cu and AlN/W Joints Produced by Active-Metal Brazing)

  • 박성계;이승해;김지순;유희;염영진
    • 한국재료학회지
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    • 제9권10호
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    • pp.962-969
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    • 1999
  • Ag-Cu-Ti 삽입금속을 이용하여 제조된 AlN/Cu와 AlN/W 활성금속브레이징 접합체의 잔류응력을 유한요소법으로 탄성 및 탄소성 해석을 행하여 그 결과를 접합강도 측정 결과와 파단 거동 관찰 결과와 비교, 분석하였다. 최대 잔류 주응력의 크기는 AlN/W 접합체보다 모재간 열팽창계수 차이가 큰 AlN/Cu 접합체에서 더 크게 나타났으며, 접합계면에 인접한 AlN 세라믹스 자유표면에 인장 성분의 응력집중이 확인되었다. 모재와 삽입금속의 탄소성 변형을 모두 고려할 경우, AlN/Cu 접합체의 경우 연질의 삽입금속에 의해 최대 잔류 주응력이 감소하여 소성변형에 의한 응력완화 효과가 있음을 확인하였으나, 100$\mu\textrm{m}$ 이상으로 삽입금속 두께를 증가시키더라도 잔류 주응력의 크기는 더 이상 크게 감소하지 않았다. 측정된 최대 접합강도는 AlN/Cu와 AlN/W 접합체에서 각각 52 MPa와 108 MPa이었으며, 파단 형태는 AlN/Cu 접합체는 AlN 자유표면으로부터 AlN 내부로 큰 각도를 이루면 진행되는 돔형의 파단이, AlN/W 접합체에서는 접합계면의 삽입금속층을 따라 AlN 측에서 파단이 일어나는 형태를 보였다.

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급속 열처리 방법에 의한 Al-doped Zinc Oxide (AZO) Films의 제조 및 특성 평가 (Preparation and Evaluation of the Properties of Al-doped Zinc Oxide (AZO) Films Deposition by Rapid Thermal Annealing)

  • 김성진;최균;최세영
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제25권7호
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    • pp.543-551
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    • 2012
  • In this study, transparent conducting Al-doped Zinc Oxide (AZO) films with a thickness of 150 nm were prepared on corning glass substrate by the RF magnetron sputtering with using a Al-doped zinc oxide (AZO), ($Al_2O_3$: 2 wt%) target at room temperature. This study investigated the effect of rapid thermal annealing temperature and oxygen ambient on structural, electrical and optical properties of Al-doped zinc oxide (AZO) thin films. The films were annealed at temperatures ranging from 400 to $700^{\circ}C$ by using Rapid thermal equipment in oxygen ambient. The effect of RTA treatment on the structural properties were studied by x-ray diffraction and atomic force microscopy. It is observed that the Al-doped zinc oxide (AZO) thin film annealed at $500^{\circ}C$ at 5 minute oxygen ambient gas reveals the strongest XRD emission intensity and narrowest full width at half maximum among the temperature studied. The enhanced UV emission from the film annealed at $500^{\circ}C$ at 5 minute oxygen ambient gas is attributed to the improved crystalline quality of Al-doped zinc oxide (AZO) thin film due to the effective relaxation of residual compressive stress and achieving maximum grain size.

폴리실리콘 마이크로 액츄에이터의 열구동 특성분석 (Characterization of thermally driven polysilicon micro actuator)

  • 이창승;이재열;정회환;이종현;유형준
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2004-2006
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    • 1996
  • A thermally driven polysilicon micro actuator has been fabricated using surface micromachining techniques. It consists of P-doped polysilicon as a structural layer and TEOS (tetracthylorthosilicate) as a sacrificial layer. The polysilicon was annealed for the relaxation of residual stress which is the main cause to its deformation such as bending and buckling. And the newly developed HF VPE (vapor phase etching) process was also used as an effective release method for the elimination of sacrificial TEOS layer. The thickneas of polysilicon is $2{\mu}m$ and the lengths of active and passive polysilicon cantilevers are $500{\mu}m$ and $260{\mu}m$, respectively. The actuation is incurred by die thermal expansion due to the current flow in the active polysilicon cantilever, which motion is amplified by lever mechanism. The moving distance of polysilicon micro actuator was experimentally conformed as large as $21{\mu}m$ at the input voltage level of 10V and 50Hz square wave. The actuating characteristics are investigated by simulating the phenomena of heat transfer and thermal expansion in the polysilicon layer. The displacement of actuator is analyzed to be proportional to the square of input voltage. These micro actuator technology can be utilized for the fabrication of MEMS (microelectromechanical system) such as micro relay, which requires large displacement or contact force but relatively slow response.

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7075-T73 알루미늄 합금의 단일과대 및 고-저블럭하중에 의한 지연거동과 수명예측 모델 (The Retardation Behaviors due to a Single Overload and High-Low Block Loads, and Retardation Model in 7075-T73 Aluminum Alloy)

  • 김정규;송달호;박병훈
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권9호
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    • pp.1605-1614
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    • 1992
  • 본 연구에서는 고장력 7075-T73 알루미늄합금에 대하여 변동하중의 기보파형 인 단일과대하중과 고-저(high-low) 블럭하중하의 지연거동에 미치는 과대하중비 %O.L., 기준응력확대계수범위 .DELTA. $K_{b}$ 및 무차원 균열깊이 a/W의 영향을 규명하였 으며, 또한 Wheeler모델의 수정에 의한 예측피로수명을 실험치와 함께 검토하였다.다.

Effects of annealing temperature on structural and optical properties of CdS Films prepared by RF magnetron sputtering

  • 황동현;안정훈;손영국
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.233-233
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    • 2010
  • CdS thin films were deposited on glass substrates by R.F. magnetron sputtering method and some of the samples were treated by rapid thermal annealing (RTA) process. Effects of thermal annealing on structural and optical properties were investigated at different temperatures ranging from 100 to $600^{\circ}C$. The crystallographic structure of the films and the size of the crystallites in the films were studied by X-ray diffraction. The crystallite sizes were found to increase, and the X-ray diffraction patterns were seen to sharpen by annealing. Optical properties of the films were calculated using the envelope method and the photoluminescence measurements. The optical properties of the films were seen to be dependent on the film thicknesses. The energy gap of the films was found to decrease by annealing. The band edge sharpness of the optical absorption was seen to oscillate by thermal annealing. Annealing over $400^{\circ}C$ was seen to degrade the optical properties of the film. The best annealing temperature for the films was found to be $400^{\circ}C$ from the optical properties. It is observed that the CdS film annealed at $400^{\circ}C$ reveals the strongest UV emission intensity and narrowest full width at half maximum among the temperature ranges studied. The enhanced UV emission from the film annealed at $400^{\circ}C$ is attributed to the improved crystalline quality of CdS thin film due to the effective relaxation of residual compressive stress and achieving maximum grain size. The results show that heat treatments under optimal annealing condition can provide significant improvements in the properties of CdS thin films.

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고온을 받은 포스트텐션 콘크리트 보와 슬래브의 구조성능 연구 (A Study on the Structural Performance of Post Tensioned Concrete Beam and Slab Subjected to High Temperature)

  • 최광호;이중원
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.217-223
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    • 2017
  • 이 연구는 포스트텐션 콘크리트 부재의 화재에 대한 구조성능 평가기술을 개발하기 위하여, 고온에 노출된 포스트텐션 보와 슬래브 부재의 구조특성과 평가기법을 내화 실험을 통하여 연구하였다. 내화 실험 시 가열은 전기로를 사용하였으며 수열온도를 $400^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 하였다. 이 연구로부터 고온을 받는 강연선은 응력 이완이 발생되고, 냉각되면서 긴장력의 일부 복원이 나타나는 것을 알 수 있었다. 포스트텐션 보와 슬래브 실험체가 각각 목표온도 도달 후 4시간 경과 시 포스트텐션 부재의 강연선의 잔존 긴장력을 살펴보면, 포스트텐션 보는 $400^{\circ}C$에서는 70%, $600^{\circ}C$에서는 10%, $800^{\circ}C$에서는 2%정도로 볼 수 있으며, 포스트텐션 슬래브는 $400^{\circ}C$에서는 94%, $600^{\circ}C$에서는 84.5%, $800^{\circ}C$에서는 62%정도로 나타났다. 상대적으로 포스트텐션 슬래브의 잔존 긴장력 손실이 작았던 이유는 슬래브가 고온에 일면 노출되었고, 강연선의 강도복원이 일어났기 때문으로 여겨졌다. 이 연구로부터 화재가 발생하는 경우 포스트텐션 부재는 강도 및 긴장력의 손실이 발생하고, 보강 시 손실된 내력만큼의 복원설계가 필요함을 확인하였다.

유리섬유로 보강된 수지에서 제품설계 및 성형조건에 따른 휨의 연구: Part 2. 결정성 수지 (A Study on the Warpage of Glass Fiber Reinforced Plastics for Part Design and Operation Condition: Part 2. Crystalline Plastics)

  • 이민;김혁;류민영
    • 폴리머
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    • 제36권6호
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    • pp.677-684
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    • 2012
  • 사출성형공정은 고온으로 수지를 가소화시키고 고압으로 금형에 흘려 보내어 제품을 성형하는 방법이다. 이 과정에서 고분자 수지는 온도의 변화에 따라 수축을 하게 되는 성형수축이 발생된다. 그리고 시간이 흐른 뒤에도 제품에 변형이나 휨이 발생하게 되는데 이는 제품에 포함되어 있는 잔류응력의 이완 때문이다. 이러한 휨을 막기 위해 수지에 무기물을 첨가하여 수축을 줄이거나, 수지에 유리섬유나 카본섬유 등 섬유를 사용하여 휨의 저항성을 높인다. 그리고 성형품을 강건하게 설계하여 응력에 따른 휨의 저항을 향상시킨다. 본 연구에서는 강건설계를 위해 리브를 설치한 성형품에 나타나는 휨을 실험을 통하여 조사하였다. 성형조건에 따라서, 그리고 금형설계에 따라서 즉, 게이트의 위치에 따라서 휨의 변화를 조사하였다. 수지의 흐름방향과 흐름의 직각방형의 휨도 조사하였다. 게이트 근처와 게이트에서 먼 부분의 휨도 비교분석 하였다. 수지는 유리섬유로 보강된 결정성 수지인 PP와 PA66를 사용하였다. 유리섬유가 포함된 결정성 수지는 유리섬유가 포함된 비결정성 수지보다 휨이 컸다. 결정성 수지는 비결정성 수지에 비해 휨이 성형조건에 다소 적게 영향을 받았지만 제품의 설계에 따라서는 크게 변하였다.

유리섬유로 보강된 수지에서 제품설계 및 성형조건에 따른 휨의 연구: Part 1. 비결정성 수지 (A Study on the Warpage of Glass Fiber Reinforced Plastics for Part Design and Operation Condition: Part 1. Amorphous Plastics)

  • 이민;김혁;류민
    • 폴리머
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    • 제36권5호
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    • pp.555-563
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    • 2012
  • 사출 성형품에서 발생되는 뒤틀림은 성형공정 중 제품의 불균일한 수축과 잔류응력의 이완으로 인하여 나타나는 현상이다. 휨이나 뒤틀림 현상을 방지하기 위해서 성형품이 강성이 있도록 설계하거나 수지에 유리섬유 등으로 보강하여 사용한다. 본 연구에서는 플라스틱의 성형품에서 성형품의 설계에 따른 뒤틀림 현상을 성형조건 별로 알아보았다. 성형품의 설계는 리브로 보강된 두 종류와 보강 리브가 없는 시편을 사용하였다. 수지는 유리섬유로 보강된 비결정성 수지인 PC와 ABS를 사용하였다. 실험결과 휨은 리브의 설계에 따라 큰 변화를 보였다. 게이트 주변, 게이트 반대쪽, 그리고 흐름방향쪽 등 측정위치에 따라서 휨은 다양하게 나타났다. 이러한 휨의 결과는 유리섬유의 배향과도 크게 관련이 있음을 컴퓨터 해석을 통해 확인할 수 있었다. 리브가 없는 단순 평판에서 휨이 가장 작게 나타났으며, 리브가 흐름방향으로 놓여있는 경우가 휨에 대한 큰 저항을 보였다. 시편에 나타난 휨은 성형조건보다는 제품의 설계에 따라 크게 변하였다. 리브의 설계와 그에 따른 게이트의 위치 설정은 유리섬유의 배향과 직접적인 관련이 있으므로 성형품의 휨 조절에 매우 중요함을 보여주었다.