| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2010년 가을 (11/11 ~ 11/12, 무주리조트) |
| 권호 | 16권 2호 |
| 발표분야 | B. Nano materials and processing Technology(나노소재기술) |
| 제목 | 나노입자적층시스템(NPDS)을 이용하여 증착한 Cu 나노 분말의 소결 및 전기적 특성에 관한 연구 |
| 초록 | 나노입자적층시스템(NPDS)은 Cold spray와 Aerosol deposition 원리를 기반으로 설계한 새로운 분말 증착 시스템이다. Cold spray와 Aerosol deposition방법과는 다르게 NPDS는 세라믹 분말 및 금속 분말의 증착이 가능 할 뿐만 아니라 상온에서 공정이 가능하기 때문에 다양한 기판에 적용이 가능하다. NPDS의 챔버와 캐리어 가스와의 압력 차이로 인해 가속화된 세라믹 또는 금속 분말은 DRIE를 이용하여 제작한 마이크로 크기의 노즐을 통해 초음속으로 가속되어 기판에 충돌하고 분말의 파티클 사이에 Necking이 발생하여 증착이 된다. 본 연구에서는 NPDS 방법을 통하여 실리콘 웨이퍼 위에 100nm size의 Cu 분말을 증착하는 실험을 진행하였다. 구리는 열적, 전기적 전도도가 다른 금속 나노 분말 재료들에 비해 뛰어나며 가격 경쟁력까지 갖추고 있어 산업적으로 많이 사용되는 재료다. 이 중Cu 분말을 이용하는 기존의 잉크젯 프린팅 기술은 반도체 공정 중 하나인mask patterning 공정을 생략할 수 있어 비용 절감이라는 장점이 있지만, 분말을 분산시키는 용액을 제조해야 한다는 단점이 있다. NPDS는 이런 단점을 극복 할 수 있는 차세대 건식 증착 방법 중 하나이다. 본 연구에서150um와 100um Hole 사이즈의 노즐을 통해 점, 직선 등 다양한 패턴으로 증착 실험을 진행하였으며, 제조된 패턴은 광학현미경을 통해 확인 할 수 있었다. 또한, 증착된 Cu 패턴의 두께는 표면조도 시험기를 통해 관찰하였고 FE-SEM을 이용하여 증착된 분말의 Necking 현상을 확인 할 수 있었다. 증착된 Cu 패턴은 수소분위기로 250도에서 1시간 동안 소결을 하였으며, 그의 전기적 특성을 확인하였다. 본 실험에서는 NPDS를 통해 상온에서 건식방법으로 다양한 Cu패턴을 제조가능성을 확인할 수 있었다. NPDS는 새로운 건식방법의 프린팅 기술로서Cu를 통한 회로설계가 가능 할 뿐만 아니라 금속 분말 및 세라믹 분말에도 증착이 가능하기 때문에 염료감응전지에서도 적용 가능하리라 기대한다. |
| 저자 | 김광수, 김양희, 이선영 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | NPDS; 나오입자적층시스템; 프린팅; 건식방법 |
