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제안 방법
- 본 연구에서는 MEMS 공정으로 전기습윤에 적용할 수 있는 환경의 시편를 제작하고, Carbon fluoride gas 의 소수성(Hidrophobic) 표면처리와 Argon gas 의 친수성(Hydrophile) 표면 처리하여 표면 에너지가 어떻게 변화했는지 접촉각 측정을 통해 비교하였다.
- 실험은 각각 5 번에서 7 번씩 수행 되었고, 2 초당 한 번씩 data 를 측정했다.
- 접촉각 측정 방법은 시편을 올려놓을 수 있는 측정대와 액적을 떨어뜨릴 수 있는 주사기, 그리고 액적이 시편에 닿자마자 접촉각을 읽어드리는 Camera 가 장착되어 있는 기존의 장비를 사용하였다.
- 플라즈마 건과 시편의 간격은 2~5mm 로 유지하였고, 속도는 22mm/sec, RF Power 200W, Gas Inlet Pressure 40psi 로 친수성 표면처리를 했다.
- 우선 4inch 유리 웨이퍼 위에 전극 층을 2000Å 쌓고, 그 위에 절연층인 Silicon Nitride를 3500~4000Å 쌓았다.
- 전기습윤에 적용할 수 있는 환경의 시편을 제작하기 위해서 반도체 공정을 이용하였다. 우선 4inch 유리 웨이퍼 위에 전극 층을 2000Å 쌓고, 그 위에 절연층인 Silicon Nitride를 3500~4000Å 쌓았다.
- 우선 4inch 유리 웨이퍼 위에 전극 층을 2000Å 쌓고, 그 위에 절연층인 Silicon Nitride를 3500~4000Å 쌓았다. 이 것을 4 개로 자른 후 C4F8 gas 80sccm 를 플라즈마 장비 1 에서 6mTorr 로 각각 1 분, 3 분, 5 분, 7 분 처리를 했다.
- 플라즈마 처리한 횟수에 따라 표면에너지의 변화를 측정하기 위하여 그림 Fig.2 에서 보는 바와 같이 4 개로 분할 하였다. Ar gas 로 플라즈마 한번 처리한 것을 Ar 1, 두 번 처리한 것을 Ar 2 로 명명하였고, 이하 3 번, 4 번의 처리도 같다.
- 실험할 시편을 측정대에 올려놓고 3axial stage 로 조절하여 고정된 Camera 의 위치에 맞춘 후 액적을 떨어 뜨려 시편과 액적 간의 접촉각을 측정한다. 실험에 사용된 액적은 DI water 이며 1nl 를 사용했다.
- 표면 친수성(Hydrophile)을 만들기 위해 Ar gas 처리한 시편들의 접촉각을 측정할 수 있었고, 그에 따른 표면에너지를 비교할 수 있었다.
대상 데이터
- 실험에 사용된 액적은 DI water 이며 1nl 를 사용했다.
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