표면처리

Fig. 16 Example structure of a sulphonated fluoroethylene (also called perfluorosulfonic acid PTFE copolymer)

산(acid) 등에 의해 가수분해·중합반응을 통해 겔(gel)로 되는 졸(sol) 용액을 제조 한다. 균질한 용액을 비교적 낮은 점도의 상태로 기판에 코팅하여, 기판 위에서 겔화 시켜 막을 생성한다.

코팅법은 기판을 코팅 용액에 침적한 후 인상하여 기판에 부착된 용액 막을 겔화하 는 침지코팅(dip coating) 방법, 회전하는 기판의 위에 용액을 공급하여 원심력에 의 해 기판 위에 용액을 균일하게 퍼트려 겔화하는 스핀코팅 방법, 기판 아래 면 가까이 에 용액을 공급하기 위한 슬롯(slot)을 배치하여 위쪽 방향으로 코팅 용액을 공급하여 기판의 아래 면과 슬롯과의 사이에 좁은 폭의 메니스커스(meniscus)를 만들고 공급관 을 기판 면에 평행으로 이동시켜 남겨진 액을 겔화하는 라미나층류코팅(laminar flow 방법 코팅 용액을 스크린으로 기판 위에 공급하여 겔화하는 프린팅 coating) ,

방법 코팅 용액을 스프레이건 으로 기판 위에 공급하여 겔화하 (printing) , (spray gun)

는 스프레이(spray) 방법 등이 있다.

침지코팅 방법은 기판을 수직으로 코팅 용액에 침적하여, 위로 인상하여 기판에 부 착한 액막을 공기 중에서 겔화 시키는 방법으로 기판을 인상하는 대신에 코팅 용액을 아래 방향으로 내리기도 한다. 일반적으로 기판을 수직으로 두지만 각도를 갖는 방법 도 있다. 침지코팅 방법은 기판 전체를 침적할 만큼의 코팅 용액이 필요하고, 기판의 형상은 일반적으로 각형이 코팅하기 용이하다4 .

스핀코팅 방법은 회전하는 기판 위에 코팅 용액을 공급하여, 원심력에 의해 용액을 기판 위에 넓게 퍼트려 겔 막을 형성하는 방법이다. 사용 용액 양은 상대적으로 적다. 기판의 형태는 일반적으로 원형이 사용되며, 4각형인 경우는 각 부분의 막 두께가 서 로 다를 수 있기 때문에 막 두께의 제어에 어려움이 있다.

라미나층류코팅 방법은 반도체나 액정 디스플레이 패널의 코팅에 사용되고 있는 기 술을 졸겔(sol-gel) 코팅에 응용한 것이다. 이 방법은 Belleville와 Floch가 개발한 것으로 기판의 코팅할 면을 아래로 하고, 해당 면과 코팅 용액 공급관의 사이에 코팅 용액의 메니스커스를 형성시킨다 공급관을 기판 표면에 평행으로 이동시키면 궤적에. , 막이 형성되고 겔화한 후에 동일한 방법으로 제 의 코팅 용액 공급관을 이동시키면 조2 성이 다른 2층의 코팅 막을 얻을 수 있다. 이 방법은 4각형 기판의 코팅에 적합하고, 필요한 코팅 용액의 양은 비교적 적다. 또한 침지코팅 방법과 같이 균일하게 코팅된

막 두께를 얻을 수 있다.

졸겔 코팅은 낮은 가열 온도로 코팅이 되기 때문에 내열성이 낮은 기판의 코팅도 가 능하다. 필요에 의해 100 200∼ ℃까지의 가열로 기판과 잘 접착한 코팅막을 얻을 수 있 다. 유기물을 함유한 막을 코팅에 의해 제작할 때에는 더욱 낮은 온도에서 코팅할 필 요가 있는 경우도 있다. 디스플레이 패널 기판과 같이 대면적의 기판 및 fiber의 선단 과 같이 소면적도 코팅할 수 있다 비정질막. , 다결정체막, 결정배향막 단결정체막 등, 으로 미세구조가 제어된 균질한 투명막을 얻을 수 있다. 막 두께의 변화도 쉽게 가능 하고, 막 두께의 제어가 스퍼터링(sputtering) 등의 기상법에 비견할 정도로 엄격하 다 고가의 진공장비가 불필요하고 코팅 조작이 간단한 특징을 가지고 있다. , .