무전해도금법을 이용한 SiC/Cu 복합재료 제조와 강화재 형상에 따른 열특성 평가

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Electro-less copper plating, as a method of providing good electric conductivity on ceramic or polymer surfaces, is widely used in many industrial fields, such as a semiconductor circuit, a printed circuit board (PCB) and various composite materials. In general, a semiconductor circuit or a printed circuit board (PCB) is preferred a copper plating layer having a low surface roughness. On the other hand, in order to obtain a high density sintered body, a copper plating layer of high surface roughness is preferred. Therefore, it is necessary to adjust the surface roughness of the plating layer for the plating purpose of each material. In this study, we examined the surface roughness of the Cu plating layer by adjusting the plating conditions such as the initial surface roughness of material, the plating rate and the plating time affecting the surface roughness of the electro-less Cu plating layer.
SiC/Cu matrix composites are candidate materials for heat sinks due to their high thermal conductivity and low coefficient of thermal expansion. And Using the continuous SiC fiber as a reinforcement reduces the vol% of SiC fiber than using SiC powder. Therefore, SiC fiber reinforced Cu matrix composite is a good heat sink material having a high thermal properties. But, the wettability of carbon on copper is weak. In order to solve these problem, SiC/Cu composite was fabricated by electro & electroless plating process. Results show that SiC fiber reinforced composite fabricated by electro-less plating has a good thermal properties than SiC powder reinforced composite.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 2. 이론적 배경 4
• 2-1. 탄화규소(SiC) 섬유의 특성 4
• 2-2. 강화재의 길이 및 방향성의 영향 7
• 2-2-1. 강화재의 길이의 영향 7
• 2-2-2. 강화재의 방향성의 영향 10
• 2-3. 무전해도금(Electro-less plating) 14
• 2-4. 무전해 도금층의 특성 17
• 2-5. 전해도금(Electro plating) 19
• 2-6. 복합재료의 열 특성 평가 22
• 2-6-1. 열전도도(Thermal conductivity) 22
• 2-6-2. 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion) 25
• 2-7. 복합재료의 열 특성 해석 모델 28
• 2-7-1. 열전도도 해석 모델 28
• 2-7-2. 열팽창계수 해석 모델 34
• 3. 실험방법 37
• 3-1. 무전해 도금층의 두께와 표면 조도에 미치는 도금 조건 37
• 3-1-1. 피도금재 준비 37
• 3-1-2. 구리 무전해 도금 38
• 3-1-3. 무전해 구리 도금층의 특성 평가 40
• 3-2. 무전해 도금법을 이용한 SiC/Cu 복합 재료 제조 41
• 3-2-1. 복합재료의 열적 특성 모델을 이용한 재료설계 41
• 3-2-2. SiC 섬유의 길이 및 방향성 조절 42
• 3-2-3. SiC/Cu 복합 섬유 제조 43
• 3-2-4. 핫프레스(Hot-press) 소결 46
• 3-2-5. 미세구조 분석 47
• 3-2-6. 열특성 평가 47
• 4. 결과 및 고찰 49
• 4-1. 구리 무전해 도금층의 표면형상 변화 49
• 4-2. 구리 도금층의 두께에 미치는 영향 52
• 4-2-1. 초음파의 영향 52
• 4-2-2. 초기거칠기의 영향 55
• 4-3. 구리 도금층의 표면 조도에 미치는 영향 57
• 4-4. SiC/Cu 복합 섬유 64
• 4-4-1. 분산처리의 영향 64
• 4-4-2. 무전해도금 65
• 4-4-3. 전해 도금 67
• 4-5. 소결 특성 평가 70
• 4-6. 복합재료의 미세구조 72
• 4-7. 복합재료의 열 특성 평가 74
• 4-7-1. SiC 섬유 길이의 영향 74
• 4-7-2. SiC 섬유 방향성의 영향 82
• 4-8. SiC 섬유 강화 복합재료의 방열소재로서의 응용 가능성 89
• 5. 결론 92
• REFERENCE 95
• ABSTRACT 102