WO2014081109A1 - 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치 및 방법 - Google Patents

자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2014081109A1
WO2014081109A1 PCT/KR2013/007802 KR2013007802W WO2014081109A1 WO 2014081109 A1 WO2014081109 A1 WO 2014081109A1 KR 2013007802 W KR2013007802 W KR 2013007802W WO 2014081109 A1 WO2014081109 A1 WO 2014081109A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
specimen
measuring
thin film
mechanical properties
load cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2013/007802
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
황보윤
현승민
김재한
우창수
이학주
정준호
김택수
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Original Assignee
Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Institute of Machinery and Materials KIMM filed Critical Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Publication of WO2014081109A1 publication Critical patent/WO2014081109A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/022—Environment of the test
    • G01N2203/0236—Other environments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0262—Shape of the specimen
    • G01N2203/0278—Thin specimens
    • G01N2203/0282—Two dimensional, e.g. tapes, webs, sheets, strips, disks or membranes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0286—Miniature specimen; Testing on microregions of a specimen

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for measuring the mechanical properties of a free-supported nano thin film, specifically, a free-supported nano thin film is floated on a floating liquid to maintain the shape of a free-supported thin film, and then 100 nm thick using a separately prepared jig.
  • the present invention relates to an apparatus and a method for measuring the tensile properties of free-supported nano thin films on the following specimens.
  • Nano thin films are used for semiconductors, displays, coatings and MEMS / NEMS (Micro / Nano Electro-
  • the thin film property evaluation method is located at the starting point of this process, and it is ideal to obtain the property values required for the design by fabricating the specimen in the same process and size as the thin film forming the actual structure.
  • the measurement techniques required for nanotechnology which will become the standard of national competitiveness in the 21st century, can be divided into shape measurement technology and physical property measurement, which measure physical quantities such as the size and thickness of an object.
  • the tensile test piece In the conventional nano / micro tensile test, the tensile test piece must be precisely processed to form a free support shape, but when the thickness is less than 100 nm, it is very difficult to make a free support thin film test piece.
  • specimens are generally manufactured using semiconductor / MEMS (Micro Electro-Mechanical System) process, it is difficult to make very thin free-supported thin film specimens, so there are few reports of direct measurement on specimens under 50nm thickness. Even when the specimen is formed, it is very difficult to measure because the specimen breaks or fractures during the measurement.
  • MEMS Micro Electro-Mechanical System
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0001476 discloses an apparatus and method for measuring lateral piezoelectric properties of a piezoelectric thin film by electric charge measurement.
  • the present invention was devised to solve the problems described above, by holding a free supporting nano thin film on the flotation liquid to maintain the shape of the free supporting thin film, and then using a jig manufactured separately to a specimen below 100 nm thick It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for easily measuring the tensile properties of free-supported nano thin films.
  • a load cell (100); Motor 200; A load cell side jig 310 having one side connected to one end of the load cell 100 and the other side fixed to one end of the specimen 10; A motor side jig 320 having one side connected to one end of the motor 200 and the other side fixed to the other end of the specimen 10;
  • the load cell 100 and the motor 200 are disposed between the load cell 100 and the motor 200, and the floating liquid 410 is accommodated therein so that the specimen 10 floats on the floating liquid 410.
  • a sample holder 400 positioned between the motors 200; And a measuring unit 500 positioned above the sample holder 400 to measure mechanical properties of the specimen 10.
  • the measuring unit 500 includes a camera 510 for measuring in real time the strain (strain) in which the specimen 10 is stretched when the specimen 10 is pulled by the motor 200; It is characterized by.
  • the specimen 10 is characterized in that a specific pattern 11 is formed.
  • the load cell side jig 310 and the motor side jig 320 is characterized in that it comprises a; adhesive member 350 provided on the side surface in contact with the specimen (10).
  • the adhesive member 350 is made of polydimethylsiloxane (PDMS) and
  • the measuring unit 500 may track the pattern 11 using the camera 510 to measure a strain of the specimen 10.
  • the measuring unit 500 is characterized in that using the LabView program.
  • the specimen preparation step (S10) is a substrate material deposition step (S11) for depositing the substrate material 13 on the substrate 12; A first member deposition step (S12) of depositing a first member (14); Mask material coating step (S13) for coating the mask material 15; A pattern step of patterning a specimen-shaped mole through a specimen-shaped mask (S14); A second member deposition step (S15) of depositing a second member (16); And a mask material removing step (S16) of removing the mask material 15.
  • the substrate material 13 is characterized in that the Si.
  • the first member 14 is characterized in that the Cu.
  • the second member 16 is characterized in that the Au.
  • the sample mounting step (S20) may include a cutting step (S21) of cutting the substrate 12 including the second member 16 deposited on the first member 14 to a size to be used for measurement; A first member separating step (S22) of removing the first member (14) from the substrate material (13); A first member floating step (S23) to lift the first member (14) and the second member (16) floating on the flotation liquid (410) to float on the first member etchant (17); A second member separation step (S24) of removing the first member (14) by the first member corrosion liquid (17) so that only the second member (16) floats on the first member corrosion liquid (17); And a specimen moving step (S25) of lifting up the specimen of the second member 16 floating on the first member corrosion liquid 17 and moving it on the surface of the flotation liquid 410. It is characterized in that the floating on the surface of the liquid 410.
  • the specimen movement step (S25) is characterized in that also lifting the specimen 10 and the surrounding floating liquid 410 together using a receiving mechanism (not shown) in the process of raising on the floating liquid.
  • the jig connection step (S30) is the load cell geodetic to the load cell 100
  • a load cell for connecting the 310 and connecting the motor side jig 320 to the motor 200.
  • the measuring step (S40) includes an image input step (S41) that the measuring unit 500 receives the image of the specimen from the camera 510 in real time; And confirming an increase degree of the specimen by tracking the movement between specific patterns on the specimen on the image (S42).
  • the present invention it is easy to fabricate and fix the specimen of the free-supported nano thin film, and has an excellent effect of reducing the breakage of the specimen in the process of measuring the mechanical properties of the free-supported nano thin film specimen.
  • FIG. 1 is a perspective view of an apparatus for measuring mechanical properties of a freely supported nano thin film according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a top view and a perspective view of a specimen of the mechanical property measuring apparatus of the free-supported nano thin film according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a block diagram of a jig provided with an adhesive member of the apparatus for measuring the mechanical properties of free-supported nano-thin film according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a block diagram of a jig being screwed in the mechanical properties measuring apparatus of the free-supported nano-thin film according to an embodiment of the present invention.
  • 5 to 9 is a flow chart of a method for measuring the mechanical properties of the free-supported nano thin film according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a test piece preparation step of a method for measuring the mechanical properties of a free-supported nano thin film according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram showing a sample mounting step of the mechanical property measurement method of a free-supported nano-thin film according to an embodiment of the present invention.
  • first member 15 mask material
  • adhesive member 400 sample holder
  • FIG. 1 is a perspective view of an apparatus for measuring mechanical properties of a freely supported nano thin film according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a top surface of a specimen of an apparatus for measuring mechanical properties of a freely supported nano thin film according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view
  • Figure 3 is a block diagram of a jig provided with an adhesive member of the apparatus for measuring the mechanical properties of the free-supported nano thin film according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a free view according to an embodiment of the present invention
  • 5 is a schematic diagram of a method for measuring mechanical properties of a freely supported nano thin film according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view of the free-supported nano thin film according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a conceptual diagram showing the sample mounting step of the mechanical property measurement method.
  • the apparatus for measuring mechanical properties of a nano thin film includes a load cell 100, a motor 200, a load cell side jig 310, a motor side jig 320, and a sample cradle. It characterized in that it comprises a 400 and the measuring unit 500.
  • the load cell 100 measures the force applied to the specimen while the specimen 10 is pulled.
  • the motor 200 exerts tension on the specimen 10.
  • the load cell side jig 310 has one side connected to one end of the load cell 100 and the other side fixed to one end of the specimen 10.
  • the motor side jig 320 has one side connected to one end of the motor 200 and the other side fixed to the other end of the specimen 10.
  • the sample holder 400 is provided between the load cell 100 and the motor 200, and accommodates the floating liquid 410 therein to float the specimen 10 on the floating liquid 410.
  • the load cell 100 is positioned between the motor 200.
  • the flotation liquid 410 may be a material having a higher density than the specimen 10, and because the flotation liquid 410 has a higher density than the specimen 10, the specimen 10 ) May always float above the flotation liquid 410. Water may be used as the flotation liquid 410.
  • the tensile strength is measured in a state where the specimen 10 is floated on a liquid such as water, thereby having an excellent effect of reducing the damage of the specimen 10.
  • the measuring unit 500 is positioned above the specimen 10 and measures the mechanical properties of the specimen 10.
  • the load cell 100, the load cell side jig 310, the specimen 10, the motor side jig 320, and the motor 200 are sequentially arranged in a row.
  • the mechanical property of the specimen 10 may be measured by using the measurement unit 500 located above the specimen.
  • the measurement unit 500 is configured to include a camera 510 for measuring in real time the strain (strain) in which the specimen 10 is stretched when the specimen 10 is pulled by the motor 200 can do.
  • the camera 510 may be a DIC (Differential Interference Contrast) camera or the like.
  • the specimen 10 may be characterized in that a specific pattern 11 is formed as shown in FIG. 2, and the specimen 10 is traced using the camera 510. It may be characterized by measuring the strain ()).
  • the measurement unit 500 may be characterized by using a LabView program.
  • the LabVIEW program here is a graphical program used to develop advanced measurement, test and control systems using intuitive graphical icons and wires pronounced of flow charts.
  • the load cell side jig 310 and the motor side jig 320 may be configured to include an adhesive member 350 provided on the side surface contacting the specimen 10. can do.
  • the adhesive member 350 is a material having an adhesive force, and can be used as long as it is thin and viscous material.
  • the adhesive member 350 may be any one selected from PDMS (polydimethylsiloxane) and PMMA (polymethylmethacrylate).
  • the jig (310, 320) coated with the adhesive member 350 can be fixed to the specimen just by placing it slightly on the specimen (10).
  • the load cell side jig 310 and the motor side jig 320 may be screwed to the load cell and the motor, respectively.
  • the load cell side jig 310 and the motor side jig 320 may be formed with a screw groove for screwing on one side.
  • the mechanical properties of the nano-film measuring method load cell 100, the motor 200, the load cell side jig 310, the motor side jig 320, the sample cradle
  • the specimen preparation step (S10) the specimen preparation step (S10) , Sample holding step (S20), jig connection step (S30) and comprises a measuring step (S40).
  • Specimen preparation step (S10) prepares a specimen 10 for measuring the mechanical properties.
  • Sample mounting step (S20) floats the specimen 10 prepared in the specimen preparation step (S10) on the flotation solution 410 contained in the specimen holder 400.
  • Jig connection step (S30) is connected to the load cell side jig 310 to the specimen 10 and the load cell 100 floated on the floating liquid 410 in the sample mounting step (S20), the specimen ( 10) and the motor side jig 320 to the motor 200.
  • the load cell 100 and the camera 510 may be pulled out by pulling the specimen 10 connected to the jig 300 using the motor 200 in the jig connection step S30.
  • the measurement unit 500 measures by using.
  • the specimen preparation step (S10) is a substrate material deposition stage
  • the substrate material 13 is deposited on the substrate 12.
  • the first member deposition step S12 deposits the first member 14.
  • Mask material coating step (S13) to coat the mask material (15).
  • the pattern step S14 patterns the specimen-shaped moles through the specimen-shaped mask.
  • the second member 16 is deposited.
  • the mask material 15 is removed.
  • a specimen-shaped mole is patterned using a specimen-shaped mask. Then, when the second member 16 is deposited to make a specimen, the second member 16 is inserted into the specimen-shaped mole patterned in the pattern step S14. If the mask member 15 is then removed, only the second member 16 in the shape of a specimen remains on the first member 14.
  • the substrate material 13 may be Si.
  • the first member 14 may be characterized in that the Cu.
  • the second member 16 may be Au.
  • the substrate material 13 and the first member may be characterized in that the adhesive strength is low.
  • the sample mounting step S20 includes a cutting step S21, a first member separation step S22, a first member lifting step S23, a second member separation step S24, and a specimen.
  • the test piece may be characterized in that it proceeds on the surface of the floating liquid 410.
  • the cutting step S21 cuts the substrate 12 including the second member 16 deposited on the first member 14 to a size to be used for the measurement.
  • the first member 14 is removed from the substrate material 13.
  • the first member 14 and the second member 16 that float on the floating liquid 410 are lifted and floated on the first member etchant 17.
  • the first member 14 is removed by the first member corrosion solution 17 so that only the second member 16 floats on the first member corrosion solution 17.
  • Specimen movement step (S25) lifts up the second member 16 specimen floating on the first member corrosion liquid 17 to move on the surface of the floating liquid 410.
  • the specimen movement step (S25) may be characterized by lifting the specimen 10 and the surrounding floating liquid 410 together using a receiving mechanism (not shown) in the process of raising the floating liquid.
  • the second member 16 remaining last here refers to the specimen 10 used for measurement in the present invention.
  • the first member 14 uses Cu, and the second member 15 uses Au, as shown in FIG.
  • the first member 14 is removed.
  • the adhesive strength of Si and Cu is low, it can peel off from Si by sticking a tape etc. to one side of Cu.
  • the first member 14 and the second member 16 floating on the floating liquid 410 are floated together with the floating liquid using a receiving mechanism (not shown) to float on the first member corrosion liquid 17.
  • the first member 14 is removed by the first member corrosion solution 17, and only the second member remains to be used as a specimen.
  • the second member is floated together with the first member corrosion liquid 17 and floated on the flotation liquid 410 by using a receiving mechanism (not shown).
  • the jig connection step (S30) may be characterized in that it comprises a load cell and motor connection step (S31) and the specimen connection step (S32).
  • Load cell and motor connection step (S31) is the load cell geodetic to the load cell 100
  • the 310 is connected, and the motor side jig 320 is connected to the motor 200.
  • the load cell side jig 310 and the motor side jig 320 are attached to the test piece 10 by moving the load cell 100 and the motor 200.
  • the specimen 10 since the specimen 10 may be damaged even with a small impact, it is preferable to first connect the respective jigs 310 and 320 to the load cell 100 and the motor 200, respectively.
  • the measuring step S40 may include an image input step S41 and a confirmation step S42.
  • the measurement unit 500 receives an image of a specimen from the camera 510 in real time.
  • Verification step (S42) to check the stretch of the specimen by tracking the movement between the specific pattern on the specimen on the image.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

본 발명은 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 자유지지형 나노박막을 부상액 위에 띄워 자유지지 박막의 형태를 유지한 후 별도로 제작된 지그를 사용하여 100nm 두께이하의 시편에 대한 자유지지형 나노박막의 인장 특성을 측정하는 장치 및 방법을 제공한다.

Description

자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치 및 방법
본 발명은 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 자유지지형 나노박막을 부상액 위에 띄워 자유지지 박막의 형태를 유지한 후 별도로 제작된 지그를 사용하여 100nm 두께이하의 시편에 대한 자유지지형 나노박막의 인장 특성을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
나노박막은 반도체, 디스플레이, 코팅 및 MEMS/NEMS(Micro/Nano Electro-
Mechanical Systems) 구조물들에 있어서 기본 구성 요소이기 때문에 그 중요성이
날로 더해가고 있다. 따라서 이들 산업 분야에서 경쟁력을 갖추기 위해서는 시행착오적인 생산 방식에서 탈피하여 다양한 물성 확보, 해석에 기초한 설계, 시제품 생산, 시험 평가, 재설계, 양산, 신뢰성 평가에 이르는 전 과정을 거쳐야 한다.
박막 물성 평가법은 이와 같은 과정의 출발점에 위치해 있으며, 실제 구조물을 형성하고 있는 박막과 동일한 공정 및 크기로 시험편을 제작하여 설계에 필요한 물성 값들을 얻는 것이 이상적이다.
21세기 국가경쟁력의 시금석이 될 나노기술에 필요한 측정기술은 대상체의 크기나 두께 등과 같은 물리적인 양을 측정하는 형상 측정기술과 물성 측정 등으로 구분할 수 있다.
이 중 인장시험은 재료의 기계적 성질을 바로 얻어 낼 수 있는 방식으로 하중과 변형률을 독립적으로 계산식에 의지하지 않고 바로 얻어낼 수 있다. 하지만 인장시험은 재료의 크기가 작아짐에 따라 하중 분해능, 시편제작, 시편 다루는 과정(handling) 및 시편 고정(gripping)등에 문제가 생겨 정확한 실험을 하기가 힘들다. 이러한 문제들에도 불구하고 데이터 처리의 간편함과 시편형상에서 생기는 오차요인이 거의 없어 여러 연구자들을 중심으로 많은 연구가 행해지고 있다.
종래에 나노/마이크로 인장실험을 사용을 하면 인장 시편을 정밀하게 가공하여 자유지지 형태로 형성해야하나, 두께가 100nm 이하 일 경우 자유지지 박막 시편을 만들기가 매우 어려운 상황이다.
일반적으로 반도체/MEMS(Micro Electro-Mechanical System) 공정을 사용하여 시편을 제작하지만 매우 얇은 형태의 자유지지 박막 시편을 만들기가 힘들어 50nm 두께이하의 시편에 대한 직접적인 측정 보고는 거의 없는 상황이며, 얇은 박막 시편을 형성해도 측정 시 시편이 부서지거나 파괴 현상이 일어나 측정을 하기가 매우힘들다.
한국공개특허 [10-2011-0001476]에서는 전하량 측정에 의한 압전 박막의 횡방향 압전 물성 측정 장치 및 방법이 개시되어 있다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 자유지지형 나노박막을 부상액 위에 띄워 자유지지 박막의 형태를 유지한 후 별도로 제작된 지그를 사용하여 100nm 두께이하의 시편에 대한 자유지지형 나노박막의 인장 특성을 용이하게 측정하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 인장 특성을 측정하는 장치에 있어서, 로드셀(100); 모터(200); 일측이 상기 로드셀(100)의 일단에 연결되고 타측이 시편(10)의 일단에 고정되는 로드셀측지그(310); 일측이 상기 모터(200)의 일단에 연결되고 타측이 상기 시편(10)의 타단에 고정되는 모터측지그(320); 상기 로드셀(100)과 상기 모터(200)의 사이에 구비되며, 내부에 부상액(410)을 수용하여 상기 시편(10)을 상기 부상액(410) 위에 띄운 상태로 상기 로드셀(100)과 상기 모터(200)의 사이에 위치시키는 표본거치대(400); 및 상기 표본거치대(400)의 상부에 위치하며, 상기 시편(10)의 기계적 특성을 측정하는 측정부(500);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한,상기 측정부(500)는 상기 모터(200)에 의해 상기 시편(10)이 당겨지면 상기 시편(10)이 늘어나는 정도(strain)를 실시간으로 측정하는 카메라(510);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 시편(10)은 특정한 패턴(11)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로드셀측지그(310) 및 상기 모터측지그(320)는 상기 시편(10)과 접촉되는 측 표면에 구비되는 점착부재(350);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 점착부재(350)는 PDMS(polydimethylsiloxane) 및
PMMA(Polymethylmethacrylate) 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측정부(500)는 상기 패턴(11)을 상기 카메라(510)를 이용하여 추적하여 상기 시편(10)이 늘어나는 정도(strain)를 측정하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 측정부(500)는 LabView 프로그램을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 인장 특성을 측정하는 방법에 있어서, 로드셀(100), 모터(200), 로드셀측지그(310), 모터측지그(320), 표본거치대(400), 카메라(510) 및 측정부(500)를 포함하여 구성되는 나노스케일 자유 지지 박막의 기계적 특성 측정 장치를 이용한 나노스케일 자유지지 박막의 기계적 특성 측정 방법에 있어서, 기계적 특성을 측정하기 위한 시편(10)을 준비하는 시편 준비 단계(S10); 상기 시편 준비 단계(S10)에서 준비된 시편(10)을 상기 표본거치대(400)에 담겨진 상기 부상액(410) 위에 띄우는 표본 거치 단계(S20); 상기 표본 거치 단계(S20)에서 상기 부상액(410) 위에 띄워진 상기 시편(10)과 상기 로드셀(100)에 상기 로드셀측지그(310)를 연결하고, 상기 시편(10)과 상기 모터(200)에 상기 모터측지그(320)를 연결하는 지그 연결 단계(S30); 및 상기 지그 연결 단계(S30)에서 상기 지그(300)가 연결된 상기 시편(10)을 상기 모터(200)를 이용하여 잡아당기며 상기 로드셀(100) 및 상기 카메라(510)를 이용하여 상기 측정부(500)가 측정하는 측정 단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시편 준비 단계(S10)는 기판(12) 위에 기판재료(13)를 증착하는 기판재료 증착 단계(S11); 제1 부재(14)를 증착하는 제1 부재 증착 단계(S12); 마스크재(15)를 코팅하는 마스크재 코팅 단계(S13); 시편 형상의 마스크를 통해서 시편 형상의 몰을 패턴하는 패턴 단계(S14); 제2 부재(16)를 증착하는 제2 부재 증착 단계(S15); 및 상기 마스크재(15)를 제거하는 마스크재 제거 단계(S16);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 기판재료(13)는 Si인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 부재(14)는 Cu인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제2 부재(16)는 Au인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표본 거치 단계(S20)는 상기 제1 부재(14) 위에 증착된 상기 제2 부재(16)가 포함된 기판(12)을 측정에 사용할 크기로 자르는 커팅 단계(S21); 상기 제1 부재(14)를 기판재료(13)에서 떼어내는 제1 부재 분리 단계(S22); 상기 부상액(410) 위에 띄워져 있는 상기 제1 부재(14)와 상기 제2 부재(16)를 떠 올려서 제1 부재 부식액(etchant)(17) 위에 띄우는 제1 부재 띄움 단계(S23); 상기 제1 부재 부식액(17)에 의하여 상기 제1 부재(14)를 제거하여 상기 제2 부재(16)만 상기 제1 부재 부식액(17) 위에 띄우는 제2 부재 분리 단계(S24); 및 상기 제1 부재 부식액(17) 위에 떠 있는 상기 제2 부재(16) 시편을 떠 올려 상기 부상액(410) 표면위로 옮기는 시편 이동 단계(S25);를 포함하여 이루어지되, 모든 단계에서 시편은 상기 부상액(410) 표면에서 진행되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 시편 이동 단계(S25)는 상기 부상액 위에 올리는 과정에서 수용기구(미도시)를 사용하여 상기 시편(10)과 주변 상기 부상액(410)도 함께 들어 올리는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지그 연결 단계(S30)는 상기 로드셀(100)에 상기 로드셀측지
그(310)를 연결하고, 상기 모터(200)에 상기 모터측지그(320)를 연결하는 로드셀
및 모터 연결 단계(S31); 및 상기 로드셀(100) 및 상기 모터(200)를 움직여서 상기 시편(10)에 상기 로드셀측지그(310) 및 상기 모터측지그(320)를 부착하는 시편 연결 단계(S32); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 측정 단계(S40)는 상기 측정부(500)가 상기 카메라(510)로부터 시편의 이미지를 실시간으로 입력받는 이미지 입력 단계(S41); 및 상기 이미지 상에서 시편 위에 있는 특정한 패턴간의 움직임을 추적하여 시편의 늘어난 정도를 확인하는 확인단계(S42);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 자유지지형 나노박막의 시편 제작 및 시편 고정이 용이하며, 자유 지지형 나노박막 시편의 기계적 특성을 측정하는 과정에서 시편의 파손을 줄이는 효과가 더욱 뛰어나다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치의 시편의 상면도 및 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치의 접착부재가 구비된 지그의 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치의 나사결합 되는 지그의 구성도.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법의 순서도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법의 시편 준비 단계를 나타내는 개념도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법의 표본 거치 단계를 나타내는 개념도.
* 부호의 설명
10: 시편 11: 패턴
12: 기판 13: 기판재료
14: 제1 부재 15: 마스크재
16: 제2 부재 17: 제1 부재 부식액
100: 로드셀 200: 모터
310: 로드셀측지그 320: 모터측지그
350: 점착부재 400: 표본거치대
410: 부상액 500: 측정부
510: 카메라
S10: 시편 준비 단계 S11: 기판재료 증착 단계
S12: 제1 부재 증착 단계 S13: 마스크재 코팅 단계
S14: 패턴 단계 S15: 제2 부재 증착 단계(S15)
S16: 마스크재 제거 단계 S20: 표본 거치 단계
S21: 커팅 단계 S22: 제1 부재 분리 단계
S23: 제1 부재 띄움 단계 S24: 제2 부재 분리 단계
S25: 시편 이동 단계 S30: 지그 연결 단계
S31: 로드셀 및 모터 연결 단계 S32: 시편 연결 단계
S40: 측정 단계 S41: 이미지 입력 단계
S42: 확인단계
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치의 시편의 상면도 및 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치의 접착부재가 구비된 지그의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치의 나사결합 되는 지그의 구성도이며, 도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법의 순서도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법의 시편 준비 단계를 나타내는 개념도이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법의 표본 거치 단계를 나타내는 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 기계적 특성 측정 장치는 로드셀(100), 모터(200), 로드셀측지그(310), 모터측지그(320), 표본거치대(400) 및 측정부(500)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
로드셀(100)은 시편(10)이 당겨지면서 상기 시편에 가해지는 힘을 측정한다.
모터(200)는 상기 시편(10)에 인장을 가한다.
로드셀측지그(310)는 일측이 상기 로드셀(100)의 일단에 연결되고 타측이 시편(10)의 일단에 고정된다.
모터측지그(320)는 일측이 상기 모터(200)의 일단에 연결되고 타측이 상기 시편(10)의 타단에 고정된다.
표본거치대(400)는 상기 로드셀(100)과 상기 모터(200)의 사이에 구비되며, 내부에 부상액(410)을 수용하여 상기 시편(10)을 상기 부상액(410) 위에 띄운 상태로 상기 로드셀(100)과 상기 모터(200)의 사이에 위치시킨다. 이때, 상기 부상액(410)은 상기 시편(10)보다 높은 밀도를 가지는 재질인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 부상액(410)이 상기 시편(10)보다 높은 밀도를 갖기 때문에 상기 시편(10)은 항상 상기 부상액(410) 위에 띄워질 수 있다. 상기 부상액(410)으로는 물등이 사용될 수 있다. 100nm 두께 이하의 시편은 워낙 얇기 때문에 작은 외부 충격에도 파손될 우려가 크기 때문에 상기 시편(10)을 물 등의 액체 위에 띄운 상태로 인장 특성을 측정 함으로써 상기 시편(10)의 파손을 줄이는 효과가 뛰어나다.
측정부(500)는 상기 시편(10)의 상부에 위치하며, 상기 시편(10)의 기계적 특성을 측정한다.
다시 말해, 상기 로드셀(100), 상기 로드셀측지그(310), 상기 시편(10), 상기 모터측지그(320) 및 상기 모터(200)가 차례대로 일렬로 배열되며, 상기 모
터(200)를 이용하여 상기 부상액 위에 띄워진 상기 시편(10)에 인장력을 가하고,
상기 시편의 상부에 위치한 측정부(500)를 이용하여 상기 시편(10)의 기계적 특성을 측정할 수 있다.
상기 측정부(500)는 상기 모터(200)에 의해 상기 시편(10)이 당겨지면 상기 시편(10)이 늘어나는 정도(strain)를 실시간으로 측정하는 카메라(510)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 상기 카메라(510)는 DIC(Differential Interference Contrast) 카메라 등이 이용될 수 있다. 이때, 상기 시편(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 특정한 패턴(11)이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 패턴(11)을 상기 카메라(510)를 이용하여 추적하여 상기 시편(10)이 늘어나는 정도(strain)를 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 아울러, 상기 측정부(500)는 랩뷰(LabView) 프로그램을 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서, 랩뷰 프로그램은 직관적인 그래픽 아이콘 및 흐름 차트를 연상케하는 와이어를 사용하여 고급 측정, 테스트 및 컨트롤 시스템을 개발하기 위해 사용하는 그래픽 프로그램을 말한다.
다시 말해, 상기 카메라(510)를 이용하여 상기 시편(10)이 당겨지면서 늘어나는 정도를 시편위에 표시된 패턴(11)을 추적함으로써 실시간으로 측정할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 로드셀측지그(310) 및 상기 모터측지그(320)는 상기 시편(10)과 접촉되는 측 표면에 구비되는 점착부재(350)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 상기 점착부재(350)는 점착력이 있는 소재이며, 얇게 펴질 수 있고 점성이 있는 물질이라면 사용 가능하다. 여기서, 상기 점착부재(350)는 PDMS(polydimethylsiloxane) 및 PMMA(Polymethylmethacrylate) 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 점착부재(350)를 코팅한 지그(310, 320)는 상기 시편(10)위에 살짝 올려놓는 것만으로도 시편을 고정시킬 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 로드셀측지그(310) 및 상기 모터측지그(320)는 상기 로드셀 및 상기 모터와 각각 나사결합 하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 상기 로드셀측지그(310) 및 상기 모터측지그(320)는 일측에 나사결합을 하기 위한 나사홈이 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 기계적 특성 측정 방법은 로드셀(100), 모터(200), 로드셀측지그(310), 모터측지그(320), 표본거치대(400), 카메라(510) 및 측정부(500)를 포함하여 구성되는 나노스케일 자유지지 박막의 기계적 특성 측정 장치를 이용한 나노스케일 자유지지 박막의 기계적 특성 측정 방법에 있어서, 시편 준비 단계(S10), 표본 거치 단계(S20), 지그 연결 단계(S30) 및 측정 단계(S40)를 포함하여 이루어진다.
시편 준비 단계(S10)는 기계적 특성을 측정하기 위한 시편(10)을 준비한다.
표본 거치 단계(S20)는 상기 시편 준비 단계(S10)에서 준비된 시편(10)을 상기 표본거치대(400)에 담겨진 상기 부상액(410) 위에 띄운다.
지그 연결 단계(S30)는 상기 표본 거치 단계(S20)에서 상기 부상액(410) 위에 띄워진 상기 시편(10)과 상기 로드셀(100)에 상기 로드셀측지그(310)를 연결하고, 상기 시편(10)과 상기 모터(200)에 상기 모터측지그(320)를 연결한다.
측정 단계(S40)는 상기 지그 연결 단계(S30)에서 상기 지그(300)가 연결된 상기 시편(10)을 상기 모터(200)를 이용하여 잡아당기며 상기 로드셀(100) 및 상기 카메라(510)를 이용하여 상기 측정부(500)가 측정한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 시편 준비 단계(S10)는 기판재료 증착 단
계(S11), 제1 부재 증착 단계(S12), 마스크재 코팅 단계(S13), 패턴 단계(S14), 제2 부재 증착 단계(S15) 및 마스크재 제거 단계(S16)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
기판재료 증착 단계(S11)는 기판(12) 위에 기판재료(13)를 증착한다.
제1 부재 증착 단계(S12)는 제1 부재(14)를 증착한다.
마스크재 코팅 단계(S13)는 마스크재(15)를 코팅한다.
패턴 단계(S14)는 시편 형상의 마스크를 통해서 시편 형상의 몰을 패턴한다.
제2 부재 증착 단계(S15)는 제2 부재(16)를 증착한다.
마스크재 제거 단계(S16)는 상기 마스크재(15)를 제거한다.
다시 말해, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 기판(12) 위에 상기 기판재
료(13), 상기 제1 부재(14) 및 상기 마스크재(15)를 차례로 적층한 후 시편 형상의 몰을 시편형상의 마스크를 이용하여 패턴 한다. 그 다음 시편을 만들기 위한 상기 제2 부재(16)를 증착하면 상기 패턴 단계(S14)에서 패턴된 시편 형상의 몰에 상기 제2 부재(16)가 삽입된다. 그 다음 상기 마스크재(15)를 제거하면 상기 제1 부재(14)위에 시편 형상의 상기 제2 부재(16)만 남아있게 된다.
이때, 상기 기판재료(13)는 Si인 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 제1 부재(14)는 Cu인 것을 특징으로 할 수 있다. 아울러, 상기 제2 부재(16)는 Au인 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 상기 기판재료(13)와 상기 제1부재는 서로 접착력이 낮은 것을 특징으로 할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 표본 거치 단계(S20)는 커팅 단계(S21), 제1 부재 분리 단계(S22), 제1 부재 띄움 단계(S23), 제2 부재 분리 단계(S24) 및 시편 이동 단계(S25)를 포함하여 이루어지되 모든 단계에서 시편은 상기 부상액(410) 표면에서 진행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
커팅 단계(S21)는 상기 제1 부재(14) 위에 증착된 상기 제2 부재(16)가 포함된 기판(12)을 측정에 사용할 크기로 자른다.
제1 부재 분리 단계(S22)는 상기 제1 부재(14)를 기판재료(13)에서 떼어낸다.
제1 부재 띄움 단계(S23)는 상기 부상액(410) 위에 띄워져 있는 상기 제1 부재(14)와 상기 제2 부재(16)를 떠 올려서 제1 부재 부식액(etchant)(17) 위에 띄운다.
제2 부재 분리 단계(S24)는 상기 제1 부재 부식액(17)에 의하여 상기 제1 부재(14)를 제거하여 상기 제2 부재(16)만 상기 제1 부재 부식액(17) 위에 띄운다.
시편 이동 단계(S25)는 상기 제1 부재 부식액(17) 위에 떠 있는 상기 제2 부재(16) 시편을 떠 올려 상기 부상액(410) 표면위로 옮긴다. 이때, 상기 시편 이동 단계(S25)는 상기 부상액 위에 올리는 과정에서 수용기구(미도시)를 사용하여 상기 시편(10)과 주변 상기 부상액(410)도 함께 들어 올리는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 마지막으로 남은 상기 제2 부재(16)는 본 발명에서 측정에 사용되는 상기 시편(10)을 말한다.
예를 들어, 상기 기판재료(13)는 Si를 사용하고 상기 제1 부재(14)는 Cu를 사용하며 상기 제2 부재(15)는 Au를 사용할 경우 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제1 부재(14) 위에 증착된 상기 제2 부재(16)가 포함된 기판(12)을 측정에 사용할 크기로 자른 후 상기 제1부재(14)를 떼어낸다. 이때, Si와 Cu의 접착력이 낮기 때문에 Cu의 일측에 테이프 등을 붙여서 Si에서 떼어낼 수 있다. 그 후 상기 부상액(410) 위에 띄워져 있는 제1 부재(14) 및 제2 부재(16)를 수용기구(미도시)를 이용하여 부상액과 함께 떠서 상기 제1 부재 부식액(17)위에 띄운다. 그 후 상기 제1 부재 부식액(17)에 의하여 상기 제1 부재(14)는 제거되며 상기 제2 부재만 남아 시편으로 사용 할 수 있다. 그 후 수용기구(미도시)를 이용하여 상기 제2 부재를 상기 제1 부재 부식액(17)과 함께 떠서 상기 부상액(410))위에 띄운다.
시편은 액체의 유동에도 파손될 수 있으므로 파손을 방지하기 위해 모든 과정은 항상 액체(부상액, 제1 부재 부식액) 위에 띄워진 상태에서 모든 단계가 진행되는 것이 바람직하다.
상기 지그 연결 단계(S30)는 로드셀 및 모터 연결 단계(S31) 및 시편 연결 단계(S32)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
로드셀 및 모터 연결 단계(S31)는 상기 로드셀(100)에 상기 로드셀측지
그(310)를 연결하고, 상기 모터(200)에 상기 모터측지그(320)를 연결한다.
시편 연결 단계(S32)는 상기 로드셀(100) 및 상기 모터(200)를 움직여서 상기 시편(10)에 상기 로드셀측지그(310) 및 상기 모터측지그(320)를 부착한다.
다시 말해, 상기 시편(10)은 작은 충격에도 파손될 수 있으므로 먼저 각각의 지그(310, 320)를 상기 로드셀(100) 및 상기 모터(200)에 각각 연결하는 것이 바람직하다.
상기 측정 단계(S40)는 이미지 입력 단계(S41) 및 확인단계(S42)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
이미지 입력 단계(S41)는 상기 측정부(500)가 상기 카메라(510)로부터 시편의 이미지를 실시간으로 입력받는다.
확인단계(S42)는 상기 이미지 상에서 시편 위에 있는 특정한 패턴간의 움직임을 추적하여 시편의 늘어난 정도를 확인한다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

Claims (16)

  1. 로드셀(100);
    모터(200);
    일측이 상기 로드셀(100)의 일단에 연결되고 타측이 시편(10)의 일단에 고정되는 로드셀측지그(310);
    일측이 상기 모터(200)의 일단에 연결되고 타측이 상기 시편(10)의 타단에 고정되는 모터측지그(320);
    상기 로드셀(100)과 상기 모터(200)의 사이에 구비되며, 내부에 부상액(410)을 수용하여 상기 시편(10)을 상기 부상액(410) 위에 띄운 상태로 상기 로드셀(100)과 상기 모터(200)의 사이에 위치시키는 표본거치대(400); 및
    상기 표본거치대(400)의 상부에 위치하며, 상기 시편(10)의 기계적 특성을
    측정하는 측정부(500);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 측정부(500)는
    상기 모터(200)에 의해 상기 시편(10)이 당겨지면 상기 시편(10)이 늘어나는 정도(strain)를 실시간으로 측정하는 카메라(510);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 시편(10)은
    특정한 패턴(11)이 형성되는 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 로드셀측지그(310) 및 상기 모터측지그(320)는
    상기 시편(10)과 접촉되는 측 표면에 구비되는 점착부재(350);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 점착부재(350)는
    PDMS(polydimethylsiloxane) 및 PMMA(Polymethylmethacrylate) 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 측정부(500)는
    상기 패턴(11)을 상기 카메라(510)를 이용하여 추적하여 상기 시편(10)이 늘어나는 정도(strain)를 측정하는 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 측정부(500)는
    랩뷰(LabView) 프로그램을 사용하는 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치.
  8. 로드셀(100), 모터(200), 로드셀측지그(310), 모터측지그(320),
    표본거치대(400), 카메라(510) 및 측정부(500)를 포함하여 구성되는 나노스케일 자유지지 박막의 기계적 특성 측정 장치를 이용한 나노스케일 자유지지 박막의 기계적 특성 측정 방법에 있어서,
    기계적 특성을 측정하기 위한 시편(10)을 준비하는 시편 준비 단계(S10);
    상기 시편 준비 단계(S10)에서 준비된 시편(10)을 상기 표본거치대(400)에 담겨진 상기 부상액(410) 위에 띄우는 표본 거치 단계(S20);
    상기 표본 거치 단계(S20)에서 상기 부상액(410) 위에 띄워진 상기 시편(10)과 상기 로드셀(100)에 상기 로드셀측지그(310)를 연결하고, 상기 시편(10)과 상기 모터(200)에 상기 모터측지그(320)를 연결하는 지그 연결 단계(S30); 및
    상기 지그 연결 단계(S30)에서 상기 지그(300)가 연결된 상기 시편(10)을 상기 모터(200)를 이용하여 잡아당기며 상기 로드셀(100) 및 상기 카메라(510)를 이용하여 상기 측정부(500)가 측정하는 측정 단계(S40);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 시편 준비 단계(S10)는
    기판(12) 위에 기판재료(13)를 증착하는 기판재료 증착 단계(S11);
    제1 부재(14)를 증착하는 제1 부재 증착 단계(S12);
    마스크재(15)를 코팅하는 마스크재 코팅 단계(S13);
    시편 형상의 마스크를 통해서 시편 형상의 몰을 패턴하는 패턴 단계(S14);
    제2 부재(16)를 증착하는 제2 부재 증착 단계(S15); 및
    상기 마스크재(15)를 제거하는 마스크재 제거 단계(S16);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기판재료(13)는
    Si인 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 부재(14)는
    Cu인 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제2 부재(16)는
    Au인 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 표본 거치 단계(S20)는
    상기 제1 부재(14) 위에 증착된 상기 제2 부재(16)가 포함된 기판(12)을 측정에 사용할 크기로 자르는 커팅 단계(S21);
    상기 제1 부재(14)를 기판재료(13)에서 떼어내는 제1 부재 분리 단계(S22);
    상기 부상액(410) 위에 띄워져 있는 상기 제1 부재(14)와 상기 제2 부재(16)를 떠 올려서 제1 부재 부식액(etchant)(17) 위에 띄우는 제1 부재 띄움 단계(S23);
    상기 제1 부재 부식액(17)에 의하여 상기 제1 부재(14)를 제거하여 상기 제2 부재(16)만 상기 제1 부재 부식액(17) 위에 띄우는 제2 부재 분리 단계(S24); 및
    상기 제1 부재 부식액(17) 위에 떠 있는 상기 제2 부재(16) 시편을 떠 올려 상기 부상액(410) 표면위로 옮기는 시편 이동 단계(S25);
    를 포함하여 이루어지되 모든 단계에서 시편은 상기 부상액(410) 표면에서 진행되는 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 시편 이동 단계(S25)는
    상기 부상액 위에 올리는 과정에서 수용기구(미도시)를 사용하여 상기 시
    편(10)과 주변 상기 부상액(410)도 함께 들어 올리는 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법.
  15. 제8항에 있어서, 상기 지그 연결 단계(S30)는
    상기 로드셀(100)에 상기 로드셀측지그(310)를 연결하고, 상기 모터(200)에 상기 모터측지그(320)를 연결하는 로드셀 및 모터 연결 단계(S31); 및
    상기 로드셀(100) 및 상기 모터(200)를 움직여서 상기 시편(10)에 상기 로드셀측지그(310) 및 상기 모터측지그(320)를 부착하는 시편 연결 단계(S32);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법.
  16. 제8항에 있어서, 상기 측정 단계(S40)는
    상기 측정부(500)가 상기 카메라(510)로부터 시편의 이미지를 실시간으로 입력받는 이미지 입력 단계(S41); 및
    상기 이미지 상에서 시편 위에 있는 특정한 패턴간의 움직임을 추적하여 시편의 늘어난 정도를 확인하는 확인단계(S42);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 방법.
PCT/KR2013/007802 2012-11-20 2013-08-30 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치 및 방법 Ceased WO2014081109A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2012-0131996 2012-11-20
KR1020120131996A KR101388005B1 (ko) 2012-11-20 2012-11-20 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014081109A1 true WO2014081109A1 (ko) 2014-05-30

Family

ID=50658394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/007802 Ceased WO2014081109A1 (ko) 2012-11-20 2013-08-30 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101388005B1 (ko)
WO (1) WO2014081109A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113640117A (zh) * 2021-08-13 2021-11-12 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种涂层弹性模量的测试方法
CN114354143A (zh) * 2022-01-06 2022-04-15 江苏科技大学 一种结合摄影测量的张拉膜结构试验装置
CN119086258A (zh) * 2024-08-30 2024-12-06 广东工业大学 一种单一夹头的高速图像采集原位监测系统装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101959365B1 (ko) * 2017-07-13 2019-03-19 한국과학기술원 박막의 열팽창 계수를 측정하기 위한 장치 및 그 방법
KR101992438B1 (ko) * 2017-10-18 2019-06-24 한국과학기술원 박막의 열기계적 물성을 측정하기 위한 장치 및 그 방법
KR102677684B1 (ko) * 2021-11-30 2024-06-25 한국생산기술연구원 박막 유연기기 측면 변형률 측정방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004257925A (ja) * 2003-02-27 2004-09-16 Shimadzu Corp 材料試験機
JP2005121617A (ja) * 2003-10-20 2005-05-12 Daicel Chem Ind Ltd 高速引張試験機
JP2009156725A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Hyogo Prefecture 薄膜試験片構造体、その製造方法、その引張試験方法及び引張試験装置
KR20110001476A (ko) * 2009-06-30 2011-01-06 한국과학기술원 전하량 측정에 의한 압전 박막의 횡방향 압전 물성 측정 장치 및 방법
KR20110097283A (ko) * 2010-02-25 2011-08-31 한국기계연구원 이중 섹션을 구비한 박막 시편을 이용한 탄성 계수 측정 방법, 이중 섹션을 구비한 박막 시편을 이용한 열팽창 계수 측정 방법, 탄성 계수 및 열팽창 계수 측정용 박막 시편 및 탄성 계수 및 열팽창 계수 측정 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3345602B2 (ja) 2000-05-18 2002-11-18 株式会社日立製作所 引張試験装置
KR100670233B1 (ko) * 2005-04-21 2007-01-17 한국기계연구원 자유지지 박막 시험기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004257925A (ja) * 2003-02-27 2004-09-16 Shimadzu Corp 材料試験機
JP2005121617A (ja) * 2003-10-20 2005-05-12 Daicel Chem Ind Ltd 高速引張試験機
JP2009156725A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Hyogo Prefecture 薄膜試験片構造体、その製造方法、その引張試験方法及び引張試験装置
KR20110001476A (ko) * 2009-06-30 2011-01-06 한국과학기술원 전하량 측정에 의한 압전 박막의 횡방향 압전 물성 측정 장치 및 방법
KR20110097283A (ko) * 2010-02-25 2011-08-31 한국기계연구원 이중 섹션을 구비한 박막 시편을 이용한 탄성 계수 측정 방법, 이중 섹션을 구비한 박막 시편을 이용한 열팽창 계수 측정 방법, 탄성 계수 및 열팽창 계수 측정용 박막 시편 및 탄성 계수 및 열팽창 계수 측정 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113640117A (zh) * 2021-08-13 2021-11-12 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种涂层弹性模量的测试方法
CN114354143A (zh) * 2022-01-06 2022-04-15 江苏科技大学 一种结合摄影测量的张拉膜结构试验装置
CN119086258A (zh) * 2024-08-30 2024-12-06 广东工业大学 一种单一夹头的高速图像采集原位监测系统装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101388005B1 (ko) 2014-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014081109A1 (ko) 자유지지형 나노박막의 기계적 특성 측정 장치 및 방법
WO2015084061A1 (ko) 크랙 함유 전도성 박막을 구비하는 고감도 센서 및 그의 제조방법
CN102221499B (zh) 一种用于纳、微米级薄膜材料拉伸测试的对中加载装置
CN101241057B (zh) 薄膜材料微拉伸测试系统
CN103091164A (zh) 一种适用于微纳米薄膜材料的双系统拉伸装置
WO2016076563A1 (ko) 그래핀 나노 패턴 인쇄 방법，그에 사용되는 장치 및 잉크
WO2015012554A1 (ko) 나노 트랜스퍼 프린팅을 이용한 적층 구조의 3차원 메타물질의 제조 방법, 이를 이용하여 제조된 메타물질 구조 필름 및 이를 포함하는 광학 이미징 시스템
CN103837408A (zh) 一种碳纤维单丝拉伸强度测试装置及其测试方法
Liu et al. Dimension effect on mechanical behavior of silicon micro-cantilever beams
WO2012121534A2 (ko) 2 이상의 패턴화된 기판의 제조방법 및 제조장치
JP2009156725A (ja) 薄膜試験片構造体、その製造方法、その引張試験方法及び引張試験装置
WO2018065903A1 (en) Material testing machine with unequal biaxial stretch
WO2012077964A2 (en) Jig for adjusting film pitch, apparatus for joining film having the same, and method of adjusting film pitch using the apparatus
CN103293065B (zh) 微结构力学性能片外弯曲测试装置
WO2018159929A1 (ko) 시료의 소(친)수력 측정 방법 및 이를 위한 측정 장치
WO2014010887A1 (ko) 피인쇄물 고정구, 인쇄 장치 및 인쇄 방법
WO2014204164A1 (ko) 편광판 및 상기 편광판을 포함하는 디스플레이 장치
CN118190720A (zh) 一种浮选颗粒与气泡或液滴相互作用力测试装置及方法
CN103663354B (zh) 微/纳米阵列及其在微/纳米材料标准弯曲应变加载中的应用
WO2017209435A1 (ko) 크랙 함유 투명 전도성 박막을 구비하는 고감도 센서 및 그의 제조 방법
WO2019208888A1 (ko) 고분자 필름의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 고분자 필름
WO2012121489A1 (ko) 시트 필름 검사용 정렬장치
JP2010145342A (ja) 極細繊維試料把持装置および把持方法
CN109443932B (zh) 一种薄膜拉伸应变的测试装置及运行方法
CN210894127U (zh) 一种可延展柔性集成器件转印技术测试表征转印平台

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13856709

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13856709

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1