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| 전도성 나노섬유기판의 나노도금

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문서번호 PLA02201702 작성일 2018. 04. 05.
소속 나노종합기술원 작성자

[ 공 정 규 격 서 ]

공정명 전도성 나노섬유기판의 나노도금 공정분류 나노도금 공정
1. 공정 목적 및 용도
   - Electrospinning을 이용한 전도성 나노섬유기판 제작

   - 3차원구조체에 나노 전기도금을 이용하여 금속피막의 두께를 자유자재로 조절함으로써 원하는 수준의 전도성을 부여하여 투명전극 및 발열히터로 응용

   - 이는 기존의 ITO를 대체하여 flexible 투명기판을 및 투명발열히터로 제작이 가능함
2. 공정 구조 및 특성
   - 전기방사는 짧은시간 다량의 나노섬유를 제작할 수 있는 방법으로 3D 나노구조물을 손쉽게 형성할 수 있음. 3D 구조체는 주로 폴리머 그리고 메탈 및 세라믹을 포함하는 나노복합체로 형성이 가능함

   - 전기방사로 형성된 3D 나노복합체 구조물에 나노도금을 통하여 전도성을 부여할 수 있으며, 나노도금의 방법으로는 단시간에 전도성 두께막을 제어하는 나노전기도금법과 다양한 형상에 적용할 수 있는 무전해 나노도금법이 사용됨

   - 전기방사 후 나노도금을 실시하기 위해서는 Seedlayer를 형성하거나 Catalyst를 표면에 생성함. Catalyst를 이용한 무전해도금은 다양한 형상의 3D 나노구조물에 적용하기에 더 적합함

   - 나노구조에 나노도금을 이용하면 T=90%이상, <1Ω/□의 우수한 투명전극을 제조 가능함

   - 종래의 기술보다 품질적으로, 비용적으로 또한 시간적으로 월등히 뛰어난 3D 구조체의 형성이 가능함
3. 공정순서
4. 공정 조건

1. 공정 목적 및 용도 :

   - Electrospinning을 이용한 전도성 나노섬유기판 제작

   - 3차원구조체에 나노 전기도금을 이용하여 금속피막의 두께를 자유자재로 조절함으로써 원하는 수준의 전도성을 부여하여 투명전극 및 발열히터로 응용

   - 이는 기존의 ITO를 대체하여 flexible 투명기판을 및 투명발열히터로 제작이 가능함


2. 공정 조건

   - 전기방사는 짧은시간 다량의 나노섬유를 제작할 수 있는 방법으로 3D 나노구조물을 손쉽게 형성할 수 있음. 3D 구조체는 주로 폴리머 그리고 메탈 및 세라믹을 포함하는 나노복합체로 형성이 가능함

   - 전기방사로 형성된 3D 나노복합체 구조물에 나노도금을 통하여 전도성을 부여할 수 있으며, 나노도금의 방법으로는 단시간에 전도성 두께막을 제어하는 나노전기도금법과 다양한 형상에 적용할 수 있는 무전해 나노도금법이 사용됨

   - 전기방사 후 나노도금을 실시하기 위해서는 Seedlayer를 형성하거나 Catalyst를 표면에 생성함. Catalyst를 이용한 무전해도금은 다양한 형상의 3D 나노구조물에 적용하기에 더 적합함

   - 나노구조에 나노도금을 이용하면 T=90%이상, <1Ω/□의 우수한 투명전극을 제조 가능함

   - 종래의 기술보다 품질적으로, 비용적으로 또한 시간적으로 월등히 뛰어난 3D 구조체의 형성이 가능함






3. 공정 결과물(사진)



● 위 그림은 (1) 도금 전 전기방사된 폴리머 나노섬유 (직경 ~400nm)를 보여주는 SEM 이미지, (2) 나노섬유 위에 형성된 Ag 나노파티클 (크기 2~3nm) 촉매를 보여주는 TEM 이미지, 그리고 (3) Cu 무전해도금 처리된 나노섬유 (Cu두께 500nm)를 보여주는 SEM 이미지임  




● 위 그래프는 무전해 도금 나노섬유에 대한 UV-Vis analysis 결과로 공정 조건에 따라 a) T=92% Rs:0.356Ω/□, b) T=62% Rs:0.096 Ω/□, c) T=40% Rs:0.079 Ω/□ 의 특성을 보여줌




● 위 그래프는 Cu 무전해도금에 의해 PET 필름 위에 제작된 투명전극 (CuEF-TCE)에 대한 bending test 결과를 보여줌. ITO필름의 경우 1000싸이클의 bending test 동안 급격한 저항 변화를 보인 반면 CuEF-TCE는 저항 변화가 없음




● 위 사진의 왼쪽은 glass기판위에 형성된 CuEF-TCE를 통해 LED의 on/off 스위칭을 시연하는 모습이고, 오른쪽은 SiN 웨이퍼 위에 구현된 전기방사 패턴을 보여주는 사진임