박막의 부착력의 측정

목차

▶인박법 (Tap Test)

▶인장법 (Pull Test)

▶인도법 (Topple Test)

▶인소법 (Scratch Test)

본문내용

막이 파괴할 때 얻어지는 음파와 같은 각종 정보로부터 임계하중(Lc값)을 결정하는 방법이다. 피막의 파괴시점을 수치로 나타낼 수 있으므로 경질막의 품질(밀착성, 기계적 특성 등) 평가 법으로써 널리 채용되고 있다. 하중부하 방식은 연속적으로 부하해 가는 방식과 일정하중을 부하하는 방법이 있다. 일반적으로 경질막의 평가를 위해서는 다이아몬드 압자가 이용된다.
(1) Lc값의 평가
Lc값의 검출은
a) 피막파괴 시 생기는 AE(어쿠스틱 에미션) 신호 (Lc AE)
b) 막이 파괴되어 압자가 기지에 도달 시 급격한 마찰력 및 압입 깊이의 변화의 면화에 따fms 신호(Lc Ft)
c) 주사흔의 현미경 관찰(Lc OM)
에 의해 행한 후 세 값의 비교로부터 판정한다.
(2) Lc값에 영향을 미치는 인자들
막의 밀착력 평가의 척도가 되는 Lc값은 측정 시 사용하는 압자(볼)의 크기, 막의 두께 등에 의해서도 변화하므로 측정 조건을 무시한 채 Lc값 자체를 단순 비교해서는 의미가 없다.
a) 볼 크기의 영향 : 일반적으로 압자로는 R=200㎛의 볼이 사용되는데, 동일한 막에 대해서, Lc값은 사용하는 볼의 크기에 비례하는 경향을 나타내므로 동일한 막에 대해 R>200㎛의 볼을 사용하여 측정하면 Lc값은 증가한 값을 나타내며 R<200㎛의 볼을 사용하여 측정하면 Lc값은 감소한 값을 나타낸다.
b) 막 두께의 영향 : 통상적으로 인성을 가지는 경질막에 있어서 동일 조성의 막에 대해 Lc값은 막 두께에 비례하는 경향을 나타낸다. 따라서 동일 조건에서 성막한 동일 조성의 막이라 하더라도 그 두께가 두꺼워지면 보다 높은 Lc값을 나타낸다. 한편 취성막의 경우 Lc값은 막 두께에 반비례하는 경향을 나타낸다.
Lc1 : singular defects / tensile cracking
Lc2 : conformal cracking
Lc3 : compressing
Lc4 : frequent and partial delaminations
Lc5 : spalling at conformal cracks
Lc6 : spalling off
Lc7 : rubbing out
(1) Pull-off test
핀을 접착제로 박막에 고정시킨 후 인장시험기 이용해 핀을 수직으로 당기는 시험법.
박막이 모재로부터 분리된 순간의 응력을 측정함으로써 계면접합특성을 평가할수 있다.
(2) Scratch test
전단응력을 통해 계면접합특성 평가하는 시험법. 철필에 하중을 주어 박막 표면을 긁어 박막이 모재로부터 분리된 순간의 응력 측정한다. 이때 박막의 분리는 압입응력, 마찰력, 잔류응력의 복합적인 작용에 의해 발생하므로 이러한 응력 및 모재의 성질, 압입자의 반경, 마찰력 등을 고려하여 전단응력을 계산할 수 있으며 또한 소성변형을 고려하여 Griffith이론에 적용해 변형에너지 방출률 G와 계면파괴인성 K를 얻을 수 있다.
(3) indentation Cracking test
압입자로 박막에 압입하중을 주어 균열이 전파할 때의 변형에너지 방출률로부터 계면접합 특성을 평가하는 시험법.

키워드

박막 부착력,   박막,   인박법