마이크로 전해 도금 공정을 이용한 관성 스위치 제작 과정에서 인터페이스 접합 강도가 낮아 주조층 들림 현상이 자주 발생합니다. 마이크로 전해 도금층과 기판 간 인터페이스 접합 강도가 낮으면 마이크로 스위치 제작 수율이 떨어지고 제작 주기가 길어지며 제작 비용이 증가합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 인터페이스 패시베이션 막 관점에서 "전해 활성화로 패시베이션 막 제거"와 "Cu 전이층 도입" 방법을 채택하였습니다. 패시베이션 막이 인터페이스 접합 강도에 미치는 영향을 조사하기 위해 Materials Studio 소프트웨어를 사용하여 다양한 패시베이션 막 제거 비율 모델의 인터페이스 결합 에너지를 시뮬레이션 계산하였습니다. 계산 결과 패시베이션 막 제거율이 높을수록 인터페이스 접합 강도 향상에 유리하며, 패시베이션 막을 완전히 제거한 후에는 인터페이스 접합 강도가 197% 증가하는 것으로 나타났습니다. 전이 금속이 인터페이스 접합 강도에 미치는 영향을 조사하기 위해 Cu, Cr, Ti를 전이층으로 사용하여 스테인리스 스틸 기판과 니켈 주조층과 결합층 시스템을 구축하고 시스템 결합 에너지를 계산하였습니다. 계산 결과 Cu가 기판과의 결합 에너지 및 주조층과의 결합 에너지가 가장 높았으며, 전이 금속을 도입하지 않은 경우에 비해 Cu를 도입한 후 인터페이스 접합 강도가 81% 향상되었습니다. 시뮬레이션 연구 결과를 바탕으로 전해 활성화 실험을 진행하여 기판 표면의 패시베이션 막을 제거하였으며, 실험 결과 전해 활성화 영역의 주조층 인터페이스 접합 강도가 비활성화 영역에 비해 현저히 높음을 확인하였습니다. 동시에 구리 전이층 실험을 통해 Cu 전이층의 유무에 따른 인터페이스 접합 강도를 비교하였으며, Cu 도입 후 주조층의 인터페이스 접합 강도가 뚜렷하게 향상됨을 확인하였습니다. 상기 시뮬레이션 및 실험 결과를 바탕으로 크기 23 mm×20 mm, 총 높이 900 μm의 마이크로 관성 스위치를 제작하였습니다.

마이크로 관성 스위치;마이크로 전해 도금;인터페이스 접합 강도;분자동력학;전해 활성화