UV Photopatternability and Electrical Conductivity of Graphite Nanoflake filled SU-8
저자
발행사항
인천 : 인하대학교 대학원, 2018
학위논문사항
학위논문(석사)-- 인하대학교 대학원 일반대학원 : 기계공학과 2018. 8
발행연도
2018
작성언어
영어
주제어
DDC
660.2972 판사항(21)
발행국(도시)
인천
기타서명
흑연나노박판이 충전된 SU-8의 자외선 노광 특성과 전기전도성에 대한 연구
형태사항
vii, 46 p. ; 26cm
일반주기명
인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
지도교수:윤상희
참고문헌 : p.43-46
UCI식별코드
I804:23009-000000021730
소장기관
The polymer matrix composites (PMCs) are emerging as the promising materials
because of their inherent characteristic such as improvement of material properties (e.g.,
mechanical property, electrical property, etc.) and functionality (e.g., electromagnetic
behavior, self-healing, etc.). Here, we develop the GnF/SU-8 PMC as a new PMCs
composed of graphite nanoflakes (GnFs) embedded into SU-8 photoresist. The PMCs,
therefore, have excellent ultraviolet (UV) photopatternability and high electrical
conductivity. The UV photopatternability (i.e., polymerized thickness and photopattern
quality) and electrical conductivity of the GnF/SU-8 PMC are quantitatively characterized.
For this purpose, we prepare 8 kinds of GnF/SU-8 PMC samples having different GnF
concentrations of 1.0 to 25.0 wt.%. The polymerized thickness of GnF/SU-8 PMC is
measured to be in the range of 4.69 to 199.57 μm, which is inversely proportional to GnF
concentration and also directly in proportion to UV dose (i.e., 100 to 5,000 mJ/cm2) because
of the screen effect of GnF existed in the PMC; the quality of photopattern at the lateral
edge is in inverse proportion to GnF concentration. An increase in GnF concentration leads
to a significant change in the electrical conductivity of GnF/SU-8 PMC up to 25.34 S/m in
a proportional way. The GnF/SU-8 PMCs are expected to be widely used as UV
photopatternable and electrically conductive PMCs for diverse engineering applications.
Polymer matrix composites(PMCs)은 금속 또는 탄소 기반 충전재를 고
분자 주재에 혼합하여 기계적 또는 전기적 물성과 같은 재료 물성을 향상함과
동시에 전자기적 거동 특성, 자가 치유와 같은 기능성을 부여하여 다양한 분
야의 주 소재로서 주목받고 있다. 본 연구에서는 음성 감광제인 SU-8과 흑
연 나노입자(GnF)를 각각 주재와 충전재로 하는 GnF/SU-8 복합재를 개발
한다. GnF/SU-8 복합재는 자외선(UV) 경화가 가능하고 우수한 미소 가공성
과 전기적 거동을 나타낸다. 또한, GnF/SU-8 복합재는 GnF의 혼합농도에
따라서 UV 패터닝 가능성과 전기 전도도를 조절할 수 있는 장점이 있다. 따
라서 GnF/SU-8 복합재의 UV 광 패턴 가능성 (중합 두께 및 패턴 품질) 및
전기 전도도를 특성화하기 위해 1.0wt.% 에서 25.0wt.%의 상이한 GnF 혼합
농도를 갖는 8가지 종류의 GnF/SU-8 복합재를 제작하였다. 실험 결과,
GnF/SU-8 복합재의 중합 두께는 25.0wt.%에서 최소 4.69μm에서 1.0wt.%
에서 최대 199.57μm 범위로 측정되며 중합 두께 및 패턴 품질은GnF 혼합농
도에 반비례함을 확인하였다. 이러한 현상은 복합재 내 GnF 입자가 UV 광원
을 흡수 또는 반사하여 중합을 방해하기 때문이다. 전기 전도도는 GnF 혼합
농도에 비례하여 증가하게 되고 25.0wt.%에서 최대 25.34S/m로 측정되었다
. 본 연구를 통하여 GnF/SU-8 복합재를 이용한 전도성 미소 패턴의 제작이
가능함을 확인하였다. GnF/SU-8 복합재는 UV 조사를 통한 미소구조물 제작
및 높은 전기전도도가 필요한 다양한 공학 분야에 적용 가능할 것으로 기대된
다.
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