초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 최종 목표는 마이크로(μm) 단위 이하의 박막의 인장 및 피로 시 재료 거동과 파손기구의 규명이다. 목표를 달성하기 위해서 1) 1만배 이상의 고배율로 박막 재료의 거동을 추적 가능한 In-situ SEM 인장 및 피로시험기 개발, 2) 변형율 계산과 재료 거동을 관찰할 수 있는 기계학습을 활용한 SEM 이미지 처리 기법 개발 등 2개의 세부 연구 목표를 수립했다. 이러한 목표를 달성하여, 현재 지능화, 전자화된 거의 모든 공업 제품에 필수적으로 사용되고 있는 전자 부품 내 박막의 신뢰성을 확보함으로써

□ 연구개요
본 연구의 최종 목표는 마이크로(μm) 단위 이하의 박막의 인장 및 피로 시 재료 거동과 파손기구의 규명이다. 목표를 달성하기 위해서 1) 1만배 이상의 고배율로 박막 재료의 거동을 추적 가능한 In-situ SEM 인장 및 피로시험기 개발, 2) 변형율 계산과 재료 거동을 관찰할 수 있는 기계학습을 활용한 SEM 이미지 처리 기법 개발 등 2개의 세부 연구 목표를 수립했다. 이러한 목표를 달성하여, 현재 지능화, 전자화된 거의 모든 공업 제품에 필수적으로 사용되고 있는 전자 부품 내 박막의 신뢰성을 확보함으로써 국가 산업 경쟁력 확보에 기여하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서 제안한 1차년도 목표인 일반용 SEM 내에 장착할 수 있는 박막 인장 및 피로 시험기를 개발완료함. 10um 이하의 박막에 대해 SEM 외부와 SEM 내부에 서 반복실험을 수행하며, 시험기의 신뢰성을 확보하였으므로 제안한 목표를 달성함.
2차년도 목표는 기계학습을 활용한 SEM 이미지의 해상도 향상 알고리즘을 개발하고, 측정 정밀도를 향상시켰으므로 제안한 목표를 달성함. 3차년도는 기존 in-situ SEM 시험기에서 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위해 새로운 형태의 양방향 인장 시험기를 개발함. 이에 대해 10um의 구리박막 시편에 대한 인장 시험을 수행하여 개발한 시험기가 재료 거동 분석에 충분히 활용가능하다는 것을 증명하였으므로 목표를 달성함.
최종 목표인 재료의 거동분석과 파손기구 연구를 목표를 달성하기 위해 제안한 연차별 목표를 모두 달성하였고, 연구결과를 도출하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
최종 목표의 달성을 위해서 연구 기간의 각 연도에 다음과 같은 연구를 수행할 예정이다.
1차년도: 이미지 드리프트 (image drift)와 공간 왜곡 (spatial distortion)을 최소화할 수 있는 일반용 SEM 내에 장착할 수 있는 박막 인장 및 피로 시험기 개발
-. 1만배 이상의 고배율의 SEM 이미지 획득을 위한 초소형 인장 및 피로 시험기의 기구 설계 및 제작
-. 1만배 이상의 고배율의 SEM 이미지 획득을 위한 시편 설계 및 제작
-. 하중 측정 정밀도 향상을 위한 하중 측정 로드셀 설계 및 제작
2차년도: 학습기반의 머신러닝을 활용한 변형율 측정 및 3차원 이미지 구축을 위한 SEM 이미지 처리 기법의 개발
-. In-situ SEM 인장 및 피로 시험 수행 및 영상 획득
-. 기계적 특성의 측정을 위한 변위 계산용 이미지 처리 알고리즘 설계
-. SEM 이미지 학습을 통한 2D 이미지의 3D 이미지 변환 알고리즘 설계
3차년도: 3종 이상의 20 μm이하 박막 재료의 인장 및 피로 시험 시 재료 거동 및 파손 기구 규명 본 연구의 최종 목표는 마이크로(μm) 단위 이하의 박막의 인장 및 피로 파손기구의 규명
-. 구리 박막의 In-situ SEM 인장 및 피로 시험 수행을 통한 재료 거동 및 파손기구 규명
-. NiCo 박막의 In-situ SEM 인장 및 피로 시험 수행을 통한 재료 거동 및 파손기구 규명
-. 납땜된 구리 박막의 In-situ SEM 인장 및 피로 시험 수행을 통한 재료 거동 및 파손기구 규명

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구의 목표 및 내용 ... 4
• 1-2. 연구의 필요성 ... 7
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 11
• 2-1. 1차 년도 ... 11
• 2-2. 2차 년도 ... 11
• 2-3. 3차 년도 ... 12
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 4-1. 연구결과의 중요성 ... 17
• 4-2. 향후 연구개발성과 활용에 따른 기술적, 사회·경제적 파급효과 ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 5-1. 성과 관리 추진체계 ... 18
• 5-2. 예상되는 연구개발성과의 활용분야 및 활용방안 ... 18
• 5-3. 추가연구의 필요성 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 22
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 33