디자인 표면처리 중 증착이란?
작성자 : hes0715 분류 : 디자인 | 절차 및 방법론 작성일 : 2018.02.27 10:23:30 조회 : 3683 키워드 : 증착,표면처리,디자인
(질문의 배경)
새로운 오토바이용 헤드라이트를 개발하는데 금속보다 가벼운 플라스틱 소재를 활용하여 램프를 만들고자 한다. 알루미늄을 증착하여 높은 반사율과 경량성을 확보 하기 위해 증착에 대해 자세히 알아보고자 한다.
(증착기술이란)
증착(deposition)이란 기체 상태의 금속 입자를 금속,플라스틱과같은물체표면에수마이크로미터의얇은고 체 막을 입히는 방법이다. 물체의 표면에 금속막을 씌우는 점에서도금(plating)에 포함된다고, 볼 수도 있으나 일반적으로 우리가 말하는 도금과 차이점은 물체 표면으로 이동하는 금속원의 상태이다. 일반적인도 금공정이 금속원이 녹아 있는 전해질과 같은 용액에 물체를 담아 금속막을입히는것과달리증착은기체화된금속원으로박막을 만든다. 따라서 도금 공정과 달리 유해한 화학물질의 사용, 폐유기물의 처리가 없는 장점이 있다. 그렇다면 우리는 왜금속이 아닌 물질에 금속막을 입히려고 하는 것 일까? 그 중 하나는 아마도 금속만이 지니는 뛰어난특성을플라스틱에구현하기위함일것이다. 금속은전기전도성, 광택이 우수하지만 비싼 가격, 무거운무게때문에다른물질에금속의특성을부여하려노력하고 있다. 그 예로 자동차 램프는 가벼운 플라스틱에 알루미늄을 증착하여 높은 반사율과 경량성을 동시에 만족시킬 수 있다.
(증착의 종류)
<표. ABS증착 기술 / 출처:LG Polymer 저널>
증착은금속증기를만드는원리에따라화학적기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)과 물리적 기상증착(Physical Vapor Deposition, PVD)으로 나뉜다. 화학적 기상 증착은 공정압력과 주입원의 상태, 에너지원등에 따라 나뉘고 물리적 기상 증착은 금속 증기의 형성방법에 따른 구분 방법이 있다.또한 화학적기상증착과물리적기상증착의장단점을 표에 간단하게 정리하였다. (화학적 기상증착(CVD))은 기체상태의 금속원과 그와 반응을 하는 가스에 열을 가해주거나 플라즈마화하여 높은 반응성의 라디칼을형성하고높은온도의기판에서화학반응을 일으켜 금속 박막을 형성하는 방법이다. 화학적 기상증착은 반도체 생산 공정과 같은 고순도 박막 형성에 주로 사용되고 있다. (물리적 기상 증착 (PVD))은 원하는 금속 물질에 가해진 에너지가 운동에너지로 변하여 물질이 이동, 기판에 쌓여 박막을 형성하는 방법이다. 물리적 기상 증착면은 수 나노미터에서 수천 나노미터의두께를가지며기판크기에구애받지않고증착가능하다. 물리적기상증착은기체생성방법에따라열증발진공증착, 스퍼터링법 및 이온 보조방법으로 나뉜다.
(증착의 활용)
플라스틱제품의 미려한 외관, 반사 특성등 향상하기 위한증착방법은증발원의형성방법에따라화학적기상증착및물리적기상증착으로구분할수있다. 다양한 증착 방법 중 금속의 종류, 기판의 사용 가능한 온도 범위,기판구조의복잡함에따라적절히선택한다면증착품질 개선 및 효과적인 증착공정이 가능 할 것이다.
<그림. 오토바이 용품 크롬증착 / 출처: TOP CUSTOM 플라스틱 크롬 증착>
Tip
플라스틱의 장점인 가벼움과 성형성을 살리며, 빛 반사율을 높여 미관상의 장점 및 그 쓰임에 폭을 넓혀주는 방식으로, 가벼운 헤드라이트 등에 사용하기에 유용한 방식입니다.
<참고자료·문헌>
- 유튜브 동영상<OLED용 유기물 하향식 증착기술> https://youtu.be/nluFziXYpj0
- https://www.youtube.com/watch?v=_Hb8A1PAzbQ 크롬월드작업
<전문용어>
열증발진공증착, 스퍼터링증착, 이온빔보조증착, 기상증착