마이크로 표면측정2

최초 등록일
2011.06.24
최종 저작일
2011.02
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1. 실험의 목적 및 배경
1) 실험의 목적
본 실험에서는 마이크로 디바이스(Micro-Device, MEMS)에서 중요한 요소의 하나인 표면특성에 대하여 알아본다. 접촉각(contact angle) 측정을 통하여 표면의 친수성(hydrophilicity)와 소수성(hydrophobicity)을알아보고 이의 마이크로 디바이스로의 응용과 표면개질(surface modification)에 대하여 고찰해 본다.
2) 이론적 배경
a) 접촉각(contact angle)
접촉각이란 액체가 고체표면 위에서 열역학적으로 평형을 이룰 때 액체면이 고체표면과 이루는 각을 말한다. 접촉각은 고체표면의 젖음성(wettability)을 나타내는 척도로서, 일반적인 개념은 고체평면위에 작은 액체방울 이 놓일 때 액체면의 모양으로부터 접촉 각을 정의할 수 있다.
기체, 액체 고체 3상의 열역학적 평형상태에서 액체의 표면장력을 LG, 고체의 표면장력 을 SG, 고체/액체 계 면장력을 SL이라 할 때, 평형을 이루기 이한 영의 방정식 (Young`s Equation)을 만족하여야 한다.
SL - SG + LGcosθ = 0
이 식은 LG를 라고 할 때
(1 + cosθ) = WSLV
로 나타낼 수 있다. 여기서 WSLV 는 고체, 액체 표면 단위면적당 부착에너지(adhesion energy)이다.
접촉각은 표면 재질의 친수성(hydrophilicity)과 소수성(hydrophobicity) 경향을 한 번 에 알 수 있어 박막평가, 표면의 접착(adhesion), 표면처리, 폴리머 표면분석에 광범위 하게 사용되며, 측정 후 표면에 영향을 주지 않기 때문에 간단하고 정확한 측정이 가능 하다.
낮은 접촉각은 높은 젖음성(친수성, hydrophilic)과 높은 표면 에너지를 나타내고, 높은 접촉각은 낮은 젖음성(소수성, hydrophilic)과 낮은 표면 에너지를 나타낸다.

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