선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이와 같은 가교단량체의 분자구조에 따른 기계적 물성의 변화의 원인에 관해서는 앞서 발표한 논문에서* 자세히언급한 바 있다. 따라서 이번 연구에서는 이와 같이 기계적 물성의차이가 큰 두 가교고분자 미립자에 무전해 도금이 미치는 영향에대해 추가로 조사하였다.
가설 설정
- magnification and (b) 100000 × magnification.
제안 방법
- 무전해 도금. 가교고분자 미립자의 무전해 도금 방법은 기존의 문헌을 19-21 통해 널리 알려진 통상적인 방법을 사용하였고 일차적으로니켈층을 도금하고 이에 이차적으로 금층을 도금하는 이 단계의 도금방법을 사용하였다. 구체적인 무전해 니켈도금 방법은 앞서 발표된논문에서18 밝힌 과정을 그대로 실시하였고 이로서 제조된 니켈 도금체를 증류수로 세척한 뒤, 금도금조(50 ℃, pH=5) 에 투입하여, 통상적인 치환도금 방법에 의해 무전해(니켈/금)도금을 실시하였다.
- 가교단량체로 triEGDMA를 사용한 경우에도 HDDA의 경우와같은 과정을 거쳐 무전해 도금을 실시하여 기계적 물성 변화를 측정하였다. Figure 8 (a) 의 경우는 탄성복원율 측정을 위한 MCT측정 결과이고 Figure 8(b)는 압축탄성률 파괴강도 및 파괴변형률 측정을 위한 MCT측정 결과이다.
- 가교고분자 미립자의 무전해 도금 방법은 기존의 문헌을 19-21 통해 널리 알려진 통상적인 방법을 사용하였고 일차적으로니켈층을 도금하고 이에 이차적으로 금층을 도금하는 이 단계의 도금방법을 사용하였다. 구체적인 무전해 니켈도금 방법은 앞서 발표된논문에서18 밝힌 과정을 그대로 실시하였고 이로서 제조된 니켈 도금체를 증류수로 세척한 뒤, 금도금조(50 ℃, pH=5) 에 투입하여, 통상적인 치환도금 방법에 의해 무전해(니켈/금)도금을 실시하였다. 구체적인 무전해 니켈도금조의 조성 및 각 도금층의 두께를 측정하는 방법은 앞서 발표한 논문에/밝힌 과정을 그대로 실시하였고, 무전해 금도금조의 조성은 Table 2와 같다.
- Figure 3 (a) 의 니켈도금체의 표면과 Figure 3(b) 의 금도금체의 표면이 각기 치밀하게 잘 도금이 되어 있고, 또한 두 표면의 형상이 확연히 차이가 나는 것으로 보아 이 중 도금 구조가 잘 이루어졌다는 것을 알 수 있다. 그리고 이를 확인하기 위해 FIB-SEM을 이용하여도 전성 입자를 절단하여 횡단면을 관찰하였고 각 층의 두께도 측정하였는데, 이를 Figure 4에 나타내었다
- 따라서 이번 논문에서는 무유화제 중합으로 제조한 PMMA 시드 고분자 미립자에 HDDA, triEGDMA 또는 triEGDMA와 EGDMA의혼합액을 one-step으로 흡수시킨 뒤 중합하여 단분산 가교고분자미립자를 제조하여 1)가교단량체의 변화, 2)무전해 니켈도금, 및 3) 무전해 (니켈/금)도금에 따른 단분산 가교고분자 미립자의 기계적 물성인 탄성복원율, 압축탄성률, 파괴강도 및 파괴변형률의 변화를 MCT를 사용하여 체계적으로 관찰하였다
- 앞서 발표된 논문에” 의하면, EGDMA의첨가는 EGDMA의 상대적으로 짧은 단량체 분자길이에서 기인한 강직성으로 인하여 poly(MMA-HDDA) 가교고분자 미립자의 압축탄성률을 크게 증가시키는 것으로 보고되었다. 따라서 이와 같은 기계적 물성변화 경향을 trieGDMA] 경우에도 확인하기 위해, triEGDMA (75 wt%) 에 EGDMA(25 wt%)를 혼합하여 가교고분자 미립자 (、S/R: 100) 를 제조하고, 같은 방법으로 무전해 도금을 실시하여, 앞서 얻은 가교고분자 미립자의 결과(Table 8) 와 비교하였다. Figure 10은 이의 MCT 결과를 나타내며, 이를 통해 계산된 기계적 물성값을 Table 9 및 Figure 11에 나타내었다.
- 그리고 도전성 입자들은주로 니켈 등의 금속입자나 가교고분자 미립자 등과 같은 코아 입자에 금속층을 일차 또는 이차에 걸쳐 코팅한 도금입자를 주로 사용하나현재는 단분산의 도전성 입자를 제조하기 위해 코아입자로 일정한 기계적 물성을 지닌 수 마이크론 크기의 단분산 가교고분자 미립자가 여러 가지 방법으로 합성되어 널리 사용되고 있다. 또한 이때 사용되는가교단량체들의 조성 및 분자구조 조절을 통하여 다양한 영역의 기계적 물성을 가진 코아입자의 제조가 가능하여, 여러 패키징 공정의 특성에 적합한 최적의 기계적 물성을 갖는 도전성 입자의 제조를 가능하게 한다.
- 이번 연구에서는 PMMA 시드 고분자 및 가교단량체를 사용한 시드 중합법으로 제조한 semi-IPN 구조의 단분산 가교고분자 미립자를 제조함에 있어, 가교단량체의 변화, 무전해 니켈도금 및 무전해(니켈/ 금) 도금에 따른 단분산 가교고분자 미립자의 기계적 물성 변화를 MCT를 사용하여 체계적으로 관찰하였다.
- 최근에 기계적 물성의 조절이 용이한 가교고분자 미립자를 코아 입자로 사용하여 제조한 도전성 입자가 ACF에널리 이용됨에 따라, ACF를 사용한 패키징 기술이 TCP, COG, COF 등의 다양한 분야로 적용이 확대되고 있는 추세이다 따라서 이러한 도전성 입자들은 물성에 따라 몇 개의 그룹으로 나눌 수 있는데, 이때 가장 중요한 요소는 코아 입자로 사용된 가교고분자 미립자의기계적 물성이다. 특히 시드 중합법으로 이러한 가교고분자 미립자를 제조함에 있어서 물성 조절은 시드 고분자의 종류, 분자량 흡수시키는 가교단량체의 분자구조와 시드 고분자와의 중량비 (swelling ratio : $ 및 상용성 등의 조절로 가능하나, 이번 연구에서는 적절한 구조를 갖는 가교단량체의 선정에 의해 서로 상이한 물성을 가진가교고분자 미립자를 제조하였다.
대상 데이터
- 무전해 도금의 영향. HDDA와 triEGDMA를 가교단량체로 한두 가지의 가교고분자 미립자(k : 100)를 무전해 니켈도금하고, 이에 다시 무전해 금도금을 실시하여 이 중 도금 구조의 도전성 입자를 준비하였다. Figure 3 (a)는 HDDA를 사용한 가교고분자 미립자의 무전해 니켈도금체를 SEM으로 관찰한 것이고, Figure 3(b)는 이에 무전해 금도금을 실시하여 얻은 것을 SEM으로 관찰한 것이다.
- 단분산 가교고분자 미립자의 합성과 그의 무전해 니켈도금에 사용된 주요 시약들은 앞서 발표된 논문에18 사용된 것과 동일하다. 그러나 이에 추가적으로 가교중합반응을 위한 가교 단량체로 triEGDMA를 Aldrich에서 구입하여 별도의 정제 과정 없이 그대로 사용하였다. 또한 무전해(니켈/금)도금을 위해 금의 소스로 PGC (potassium gold cyanide, 희성금속)을 사용하였고, EDTA-4Na (ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium salt dehydrate, Acros), potassium cyanide (J.
- 그러나 이에 추가적으로 가교중합반응을 위한 가교 단량체로 triEGDMA를 Aldrich에서 구입하여 별도의 정제 과정 없이 그대로 사용하였다. 또한 무전해(니켈/금)도금을 위해 금의 소스로 PGC (potassium gold cyanide, 희성금속)을 사용하였고, EDTA-4Na (ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium salt dehydrate, Acros), potassium cyanide (J. T. Baker), Z-ascorbic acid (Kanto Chemicals) 등을 무전해 금도금조의 주요 성분으로 사용하였다.
성능/효과
- Figure 5(b)의 금도금체의 표면이 각기 치밀하게 잘 도금이 되었고, 또한 FIB-SEM으로 이를 확인하였다. 이를 토대로 가교고분자 미립자의 무전해(니켈/금) 도금체의 물성을 Table 6에 정리하였다.
- 시드 고분자 미립자 및 단분산 가교 고분자 미립자의 입경분석은 AccuSizer™ 740ACPSS. NICOMP, USA) 를 이용하였고, 탄성복원율(R), 압축탄성률(Kior) , 파괴강도(Fr) 및 파괴변형률(R) 등의 가교고분자 미립자의 기계적 물성은, 각 미립자 종류 별로 10개의 미립자를 취하고, 각 미립자 한 개에 대하여 MCT (micro compression test, Fischer H100C) 를 사용하여 측정하여 평균값을 취하였으나, 각 Figure에는 이들 중 대표적인 값만을 보였다. 또한 각 기계적 물성의 물리적인 의미와 측정방법 및 조건은 앞서 발표한 논문에17 자세히 밝혔다.
- 또한 이들로부터 계산된 기계적 물성들은 Table 8 및 Figure 9에 나타내었다. triEGDMA 경우도 무전해 도금으로 인해 초기 압축변위에서 가교고분자 미립자에 비해높은 하중값을 나타내는 등, 전반적으로 HDDA의 경우와 매우 유사하였으나, 무전해 도금체들의 파괴점에서의 하중값이 가교고분자 미립자의 경우보다 크게 감소하여, 무전해 니켈도금체의 경우 파괴강도가 약 39% 정도 감소하였다. 이는 HDDA경우(18%) 와 비교하여 두배 이상 높은 값인데, 이는 가교고분자 미립자를 무전해 도금하기 앞서 실시하는 표면 에칭 공정이 가교단량체의 분자구조 차이로 인해 상대적으로 triEGDMA의 경우 기계적 물성에 더 큰 부정적 영향을 미치기 때문이라 추측된다.
- 가교고분자 미립자의 경우, 가교단량체 HDDA와 비교하여 triEGDMA의 사용 경우에는 탄성복원율만 상대적으로 크게 감소하였을 뿐, 그 외의 압축탄성률, 파괴강도 및 파괴변형률은 모두 증가하였다.
- 탄성복원율 및 파괴강도는 감소하였다. 그러나 압축탄성률의경우에는 두 무전해 도금체가 모두 이후에는 가교고분자 미립자의 값과 거의 일치하여, 무전해 도금은 초기 압축탄성률k10 및 K20 에만 크게 영향을 미침을 알 수 있었다. 그리고 triEGDMA] 경우, 무전해 도금으로 인한 파괴강도의 감소가 HDDA의 경우보다 두 배이상 커서, 무전해 도금을 위한 표면 에칭 공정에 상대적으로 더 큰영향을 받고 있음을 알 수 있었다.
- 그러나 압축탄성률의경우에는 두 무전해 도금체가 모두 이후에는 가교고분자 미립자의 값과 거의 일치하여, 무전해 도금은 초기 압축탄성률k10 및 K20 에만 크게 영향을 미침을 알 수 있었다. 그리고 triEGDMA] 경우, 무전해 도금으로 인한 파괴강도의 감소가 HDDA의 경우보다 두 배이상 커서, 무전해 도금을 위한 표면 에칭 공정에 상대적으로 더 큰영향을 받고 있음을 알 수 있었다. 또한 이러한 경향은 EGDMAC25 wt%)를 첨가한 가교고분자 미립자의 경우에서도 재확인할 수 있었다.
- 연구결과와도17 잘 일치하는 것이다. 또한 Tables 3 및 4에 나타난 결과를 비교하면, 우선 가교고분자 미립자의 경도를 나타내는 Kw 및 70는 triEGDMA의 경우가 HDDA의 경우와 비교하여 S/R 100에서 각각 29%, 12% 높은 값을 보여주었다. 그러나 Table 5에서 나타낸 0부터는 값의 크기가 역전되었고, 0에 이르러서는 HDDA의 경우가 triEGDMA에 비교하여 37% 정도 높은 값을 나타내었다.
- 또한 가교단량체를 무전해 도금한 도금입자의 경우는, HDDA 및 triEGDMA 모두가 무전해 도금으로 인해 압축탄성률이 크게 증가하고 탄성복원율 및 파괴강도는 감소하였다. 그러나 압축탄성률의경우에는 두 무전해 도금체가 모두 이후에는 가교고분자 미립자의 값과 거의 일치하여, 무전해 도금은 초기 압축탄성률k10 및 K20 에만 크게 영향을 미침을 알 수 있었다.
- 그러나 앞서의 경우와 유사히게 무전해 도금에 의한, 초기 압축변형에 의한 하중치가 크게 증가함으로써 k0 및 ko가 크게 증가하는 동일한 경향을 나타내었다. 또한 파괴강도의 경우도 무전해 니켈도금으로 인해 29%가 감소하여, triEGDMA의 경우에서 관찰한 바와 같은 표면 에칭 과정에 의한 파괴강도의 감소(39%)를 재확인하였으나, 감소폭이 다소 감소하여 EGDMA의 첨가가 표면 에칭에 의한 파괴강도의 감소를 줄이는데 다소 긍정적인 효과가 있음이 관찰되었다.
- 또한 이러한 경향은 EGDMAC25 wt%)를 첨가한 가교고분자 미립자의 경우에서도 재확인할 수 있었다. 이번 연구를 통해 가교고분자 미립자의 기계적 물성이 무전해 니켈도금 및 무전해(니켈/금) 도금을 통해 어떻게 변화하는지 체계적으로 관찰할 수 있었다. 이는 향후 도전성 입자 및 ACF의 연구에 기본이 되는 귀중한 자료가 될 것이다.
후속연구
- 이번 연구를 통해 가교고분자 미립자의 기계적 물성이 무전해 니켈도금 및 무전해(니켈/금) 도금을 통해 어떻게 변화하는지 체계적으로 관찰할 수 있었다. 이는 향후 도전성 입자 및 ACF의 연구에 기본이 되는 귀중한 자료가 될 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.