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지식나눔

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Metal adhesion에 궁금한게 있습니다.

2013-05-12 org.kosen.entty.User@1f5c893f 정영의(bluenajjang)
  • 3
예전에 glass위에는 금을 Evaporation으로 증착을 하는걸 봤는데요. glass위에 바로 금을 올리게 되면 glass와 금사이의 adhesion이 좋지 않아서 살짝만 건들어도 쉽게 떨어져서 glass위에 Cr (크롬)를 살짝 증착하고 금을 증착하면 adhesion이 좋아진다고 막연하게 들은적이 있습니다. 궁금한게 Cr(크롬)이 glass와 금과의 interface에서 어떠한 역할을 하기 때문에 adhesion이 좋아지는 것인가요? 그리고 Cr 말고는 adhesion을 높일 수 있는 다른 물질은 없는지와 glass와 metal 사이의 adhesion을 높이기 위해 그 물질을 증착할 때 증착방법은 어떠한 증착 방법이 있는지도 궁금합니다. 몇일 동안 검색을 했는데도 잘 찾을수 가 없어서 이렇게 질문드립니다~ 혹시 아시는 분 있으면 좋은 정보 부탁드립니다.
  • Metal adhesion
  • glass
  • Cr
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답변 3
  • 답변

    육종설님의 답변

    2013-05-13
    • 4
    금이 매우 안정적이어서 유리 뿐아니라 반도체 표면에도 잘 부착되지않습니다. 증착력을 높이기 위해 Ti나 Cr을 많이 사용하고 있습니다. 혹은 Ni도 사용됩니다. 증착방법으로는 Thermal evaporation, sputter 방법이 많이 사용됩니다. 금속외에 유리와 접착을 위해 Silane과 금과의 접착을 위해SH group이 되어있는 bifunctional chemical (3-mercaptopropyl)trimethoxysilane)을 사용하여 전처리후 금을 증착하기도합니다. 이때 접착력은 Ti, Ni, Cr을 사용한 것 보다 떨어집니다. 이에 관한 것은 self-assembled monolayer(SAM)방법에 잘 나와 있습니다.
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    금이 매우 안정적이어서 유리 뿐아니라 반도체 표면에도 잘 부착되지않습니다. 증착력을 높이기 위해 Ti나 Cr을 많이 사용하고 있습니다. 혹은 Ni도 사용됩니다. 증착방법으로는 Thermal evaporation, sputter 방법이 많이 사용됩니다. 금속외에 유리와 접착을 위해 Silane과 금과의 접착을 위해SH group이 되어있는 bifunctional chemical (3-mercaptopropyl)trimethoxysilane)을 사용하여 전처리후 금을 증착하기도합니다. 이때 접착력은 Ti, Ni, Cr을 사용한 것 보다 떨어집니다. 이에 관한 것은 self-assembled monolayer(SAM)방법에 잘 나와 있습니다.
    정영의(bluenajjang) 2013-05-14

    다양한 물질의 예시 너무 감사드립니다. 많은 도움이 될 것 같습니다.

  • 답변

    안길홍님의 답변

    2013-05-13
    • 4

    첨부파일

    어떤 물질위에 coating(증착을 포함) adhesion을 생각할 때는 두 물질의 열팽창계수를 먼저 생각하여 증착하여 줌이 필요합니다. 유리 위에 Au를 증착하게 되면 유리(plate type)의 열팽창 계수(α)는 9.0이고, Au의 계수는 14.2가 됩니다. 따라서 두 물질의 gap이 5.2가 되며 이는 상당히 높은 차이가 생깁니다. 그러나 Cr은 6.2이고, 티타늄은 8.6입니다. 여기에서 유리의 계수에 가장 가까운 물질은 티타늄이 되므로, Cr보다는 유리에 티타늄을 증착한 후 Au를 증착하는 것이 Adhesion이 좋아 집니다. 티타늄과 Au 간은 금속 끼리의 접합이므로 Adhesion은 좋습니다.
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    어떤 물질위에 coating(증착을 포함) adhesion을 생각할 때는 두 물질의 열팽창계수를 먼저 생각하여 증착하여 줌이 필요합니다. 유리 위에 Au를 증착하게 되면 유리(plate type)의 열팽창 계수(α)는 9.0이고, Au의 계수는 14.2가 됩니다. 따라서 두 물질의 gap이 5.2가 되며 이는 상당히 높은 차이가 생깁니다. 그러나 Cr은 6.2이고, 티타늄은 8.6입니다. 여기에서 유리의 계수에 가장 가까운 물질은 티타늄이 되므로, Cr보다는 유리에 티타늄을 증착한 후 Au를 증착하는 것이 Adhesion이 좋아 집니다. 티타늄과 Au 간은 금속 끼리의 접합이므로 Adhesion은 좋습니다.
    정영의(bluenajjang) 2014-04-20

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  • 답변

    Taehee Jeong님의 답변

    2013-05-22
    • 0
    서로 다른 두 물질간의 adhesion은 두 물질의 결합 종류(what kind of bonding in a material)을 고려해야 합니다. 예를 들어서 금속과 금속간은 대체적으로 결합이 잘 이루어집니다. 그렇지만, 금속과 유리는 결합이 잘 이루어지지 않습니다. 왜냐하면 유리는 Si과 O2간의 이온결합을 하고 있기 때문입니다. 특히 Au가 유리와 결합이 잘 되지 않는 이유는 Au는 자체적으로 잘 결합되어 있기 때문입니다. 즉, Au는 다른 물질과 전자을 주고 받으면서 이온결합 또는 공유결합을 잘 하지 않습니다. 그런데, 금속물질중에서 Ti와 Cr은 특이한 결합 성질을 가지고 있습니다. 이 물질들은 금속이지만, 쉽게 TiO2나 Cr2O3가 형성됩니다. 즉, Ti나 Cr이 산소와 쉽게 이온 결합을 할 수 있습니다. 따라서 Ti나 Cr을 유리위에 도포하게 되면 표면에 수 나노미터의 TiO2, Cr2O3을 형성하면서 결합을 형성하게 됩니다. 이 위에 Au을 도포하면, Ti나 Cr과 Au가 금속결합을 하게 됩니다. 따라서 강한 결합력을 갖게 됩니다.
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    서로 다른 두 물질간의 adhesion은 두 물질의 결합 종류(what kind of bonding in a material)을 고려해야 합니다. 예를 들어서 금속과 금속간은 대체적으로 결합이 잘 이루어집니다. 그렇지만, 금속과 유리는 결합이 잘 이루어지지 않습니다. 왜냐하면 유리는 Si과 O2간의 이온결합을 하고 있기 때문입니다. 특히 Au가 유리와 결합이 잘 되지 않는 이유는 Au는 자체적으로 잘 결합되어 있기 때문입니다. 즉, Au는 다른 물질과 전자을 주고 받으면서 이온결합 또는 공유결합을 잘 하지 않습니다. 그런데, 금속물질중에서 Ti와 Cr은 특이한 결합 성질을 가지고 있습니다. 이 물질들은 금속이지만, 쉽게 TiO2나 Cr2O3가 형성됩니다. 즉, Ti나 Cr이 산소와 쉽게 이온 결합을 할 수 있습니다. 따라서 Ti나 Cr을 유리위에 도포하게 되면 표면에 수 나노미터의 TiO2, Cr2O3을 형성하면서 결합을 형성하게 됩니다. 이 위에 Au을 도포하면, Ti나 Cr과 Au가 금속결합을 하게 됩니다. 따라서 강한 결합력을 갖게 됩니다.
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