본 실험은 PECP진행한 표면에 MAF를 진행하여, MAF가 PECP표면에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위한 목적이다. Table. 3.5의 조건으로 자기입자와 연마입자의 크기 를 다르게 가공하고, 슬러리의 입자조성별 3분, 6분으로 나누어 가공시간에 따른 차이 를 확인했다. Fig. 3.12는 각 가공조건에 따른 표면을 CCD 카메라로 확인한 결과이다.
Fig. 3.13는 각 표면을 AFM으로 측정한 결과이다. Fig. 3.14는 가공조건별 Ra, Rz를 비 교한 그래프이다.
Table 3.5 Experimental condition of PECP→MAF according to abrasive particles size Electrical condition
Current density 0.6 A/cm2
Electrode gap 5 mm
Frequency 425 Hz
Duty factor 50%
Polishing time 180s
MAF – Wet processing Abrasive slurry mixing ratio (7:1) Magnetic particle 1.75g (Iron powder)
Abrasive particle 0.25g (WA/Al2O3 – 1.5μm, 0.5μm)
Lubricant 2.5ml
Vibration Hz 15Hz
Finishing time 180s, 360s
Fig. 3.21 CCD camera view according to particle size and MAF time
Fig. 3.22 AFM results according to particle size and MAF time
Fig. 3.14를 보면 75μm으로 진행한 표면은 가공시간이 길어질수록 표면거칠기값이 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 반면 45μm으로 진행한 표면은 가공시간이 길어질수록 표면에 입자에 의한 세로 스크래치마크가 선명해지는 것을 확인할 수 있다. 이런 결과 는 이미 PECP가 진행되어 평활화된 표면에 입자가공했기 때문이다. 이미 표면이 평활 화되었기 때문에 강한 자기력으로 가공을 진행하면 Fig. 3.12 A처럼 가공에 의한 스크 래치마크가 진하게 관찰된다. 하지만 가공시간이 길어짐에 따라 스크래치마크가 겹치 면서 가공 폭과 깊이가 일정해지며 요(凹)철(凸)이 조밀해지며 B와 같이 스크래치마크 가 옅어짐을 확인할 수 있다. C표면은 자기입자의 크기가 커서 자기력은 세지만 연마 입자가 작아 연마 입자에 의한 스크래치마크가 A에 비해 옅다. D표면의 경우 작은 연 마입자에의해 긴 시간동안 가공폭이 평균화되어 CCD카메라 화면으로 보이는 표면에 스크래치마크가 관찰되지 않는 표면이 관찰된다. 반면에 E의 경우 이미 평탄화된 표면 에 작은 자기력으로 가공하기 때문에 표면에 육안으로 관찰되는 스크래치마크는 보이 지 않지만 PECP표면에서 보이는 Micro-pit가 없는 좋은 품질의 표면이 관찰된다. 하지 만 가공시간이 길어짐에 따라 연마입자에 의한 스크래치마크가 진해진다. G표면은 기
존 PECP표면과 비교했을 때 Micro-pit는 제거되었지만, PECP의 울퉁불퉁한 표면을 그 대로 보여준다. 이는 자기력이 약하고, 연마입자도 작아 거의 가공되지 않아 PECP진행 된 표면의 형태로 보인다. H표면은 가공시간이 길어짐에 따라 F표면과 유사하게 입자 에 의한 스크래치마크가 잘 보이는 표면으로 관찰된다. Fig. 3.12 CCD카메라 화면을 보면 C와 F가 적절한 표면으로 보이고, Ra값과 Rz값이 낮은 두 결과를 동시에 만족하 는 E가 최적의 조건으로 보인다. 이 결과를 바탕으로 보았을 때 이미 평탄화된 표면에 입자가공을 할 때는 기존의 MAF와 다른 가공인자 메커니즘이 발생한다. 높은 품질의 표면을 얻기 위해서는 작은 자기입자와 큰 연마입자로 짧은 시간 가공하는 것이 높은 품질의 표면을 얻을 수 있다고 생각된다. 하지만 MAF가 마지막으로 진행된 표면은 입 자에 의한 스크래치 마크가 표면에 남을 수밖에 없으며, Fig. 3.12에서 육안으로 보이 지 않았던 스크래치 마크가 AFM으로 측정한 Fig. 3.13의 C, F를 보면 nm단위로 가공 폭과 가공 깊이를 가지고 있는 작은 요철(凹凸) 있는 표면이 확인된다. 따라서 본 연구 의 목적인 Ra, Rz값이 좋고, 표면에 결점이 없으며, PECP의 단점인 Micro-pit가 없는 표면의 조건은 만족하지만, 입자에 의한 스크래치마크를 피할 수 없어 MAF로 마무리 하는 가공은 적절하지 않다.