Jurnal f the Krean Ceramic Sciety Vl. 51, N. 3, pp. 177~183, 2014. http://dx.di.rg/10.4191/kcers.2014.51.3.177 Preparatin f Alumina-Silica Cmpsite Catings by Electrphretic Depsitin and their Electric Insulatin Prperties Hye Ji, D Hwan Kim, Hee Jeng Park, Hyung Mi Lim, Seung-H Lee, Dae Sung Kim, and Yunghee Kim Energy & Envirnmental Divisin, Krea Institute f Ceramic Engineering & Technlgy, Seul 153-801, Krea (Received September 30, 2013; Revised February 12, March 5, 2014; Accepted March 7, 2014) EPD 방법을이용한알루미나 - 실리카복합코팅막의제조와전기절연특성 지혜 김두환 박희정 임형미 이승호 김대성 김영희한국세라믹기술원에너지환경소재본부 (2013 년 9 월 30 일접수 ; 2014 년 2 월 12 일, 3 월 5 일수정 ; 2014 년 3 월 7 일채택 ) ABSTRACT Alumina-silica cmpsite cating layers were prepared by electrphretic depsitin (EPD) f plate-shaped alumina particles dispersed in a sl-gel binder, which was prepared by hydrlysis and the cndensatin reactin f methyltrimethxysilane in the presence f cllidal silica. The micrstructure and the electrical and thermal prperties f the catings were cmpared accrding t the EPD prcess parameter: vltage, time and the cntent f the plate-shaped alumina particles. The electrical insulatin prperty f the catings was measured by a vltage test. The catings were prepared by EPD f the sl-gel binder with 5-30 wt% plate alumina particles n parallel electrdes at a distance f 2 cm fr 1-10 min under an applied vltage f 10-30 V. The catings experienced increased breakdwn vltage with increasing thickness. Hwever, the higher the thickness was, the smaller the breakdwn vltage strength was. A breakdwn vltage as high as 4.6 kv was bserved with a 400 µm thickness, and a breakdwn vltage strength as high as 27 kv/mm was achieved fr the sample under a 100 µm thickness. Key wrds : Sl-gel, Plate-shaped alumina, Electrphretic depsitin, Electrical insulatin cating, Breakdwn vltage 1. 서론 전자기기가소형화, 다기능화, 대용량화를추구함에따라전자부품이고밀도화, 고집적화가되고있다. 그러나부품의고밀도화는기기내에많은열을발생시키며, 기판에탑재되어있는부품을기판과단락시키거나부품의기능을저하시킴으로써전자기기의수명단축과효율저하의원인이되고있다. 1) 이러한전자기기의수명연장및고효율화를이루기위하여기기내에생성되는열을빠르게방열시킬수있는고성능전기절연코팅에대한요구가높다. 이코팅소재는우수한방열및전기절연특성과함께내열특성이요구되는데, 일반적인수지의경우내열온도가낮지만폴리아미드이미드계수지및실리콘계수지등은상대적으로높은내열특성을보인다. 세라믹의경우방열, 전기절연, 내열특성은우수하지만, 고온의소결공정을필요로하며사용가능한기판에제한 Crrespnding authr : Hyung Mi Lim E-mail : lim@kicet.re.kr Tel : +82-2-3282-2448 Fax : +82-2-3282-7773 이있을수있다. 또한저온소성형세라믹으로졸 - 겔반응을통한네트워크를만들수있으나, 후막의제조는쉽지않다. 열전도성의경우일반적으로금속, 세라믹, 고분자수지순으로낮아지며, 소재의종류및구조, 복합체인경우계면특성등에의존한다. 수지단독으로사용되는경우보다는고열전도세라믹필러를사용하여수지의열전도특성을높인절연복합소재를제조하는것이가능하다. 에폭시 - 실리카, 에폭시 - 알루미나복합소재의절연특성연구에따르면, 에폭시수지에수 ~ 수십마이크로미터의구형알루미나입자를 50 ~ 70 wt% 충진하여알루미나의크기와함량에따라 39 ~ 44 kv/mm 범위의절연강도를가지는절연복합체를제조하였다. 2) 또한에폭시수지에크기가다른구형실리카입자를일정비율로혼합하여절연복합체를제조하는연구도진행되었다. 이때제조된절연복합체는입자의크기가 5, 20 µm 인실리카입자의혼합비율과충진함량에따라 47 ~ 54 kv/mm 의범위의절연파괴강도를가진다. 3) 에폭시수지로제조하는복합소재의경우 mm 단위의두꺼운절연막을형성할수있다. 그러나에폭시수지의염 177
178 지 혜 김두환 박희정 임형미 이승호 김대성 김영희 소기에 의한 전기적 문제와 무기물을 첨가하여도 120 C에 서 분해되기 시작하는 열안정성 문제 및 방열 특성의 개 선을 위하여 할로겐 원소가 잔류하지 않으며 열안정성이 좋은 절연코팅 재료에 대한 연구가 진행되고 있다. 세라믹코팅은 유기수지에 비해 열안정성과 방열 특성 은 우수하지만, 고온의 소결을 거쳐야하는 단점이 있으나, 졸-겔 공정을 통해 제조되는 세라믹코팅은 저온소성 공정 으로 제조가 가능하다. 졸-겔 공정으로 MgO-ZrO2 복합소 재 코팅막을 제조하고, 1000C까지 열중량 분석을 하여도 무게손실이 17%이고, 절연파괴강도가 50 kv/mm인 절연 코팅을 제조하는 연구도 진행되었다.4) 졸-겔 공정을 통하 여 저온에서 코팅막의 제조가 가능하지만, 치밀하고 결함 없는 후막의 제조는 어렵다. 마이크론 크기의 알루미나 입자가 포함된 졸-겔 코팅액도 1회 스프레이 코팅으로 10 ~ 25 µm 두께의 도막이 형성되어 절연특성 향상을 위 해서는 반복 코팅이 필요하다. 그 과정에서 생성되는 잔 류 기공으로 300 µm 도막에서 약 3 kv 수준의 절연파괴 전압 특성을 보이고, 기공을 메우기 위해 졸-겔액을 침투 시키거나 실리콘-실란트로 표면 처리를 하여 300 µm 두 5) 께에서 5 kv로 향상된 절연특성을 보였다. 전기영동적층법(Electrphretic depsitin, EPD)은 콜로 이드상에서 분산된 입자가 전하를 띠고 있어 전기장을 가 해주면 음극 또는 양극으로 입자의 이동이 발생하는 특 성을 이용한 코팅방법으로, 코팅하는 입자의 종류에 제한 없이 전기영동 특성을 보이기만 하면 금속, 고분자, 세라 믹 어떤 소재든지 코팅이 가능한 장점을 가지고 있는 방 법이다. 간단한 형태의 구조, 경제적 프로세스 그리고 기 6) 판의 형상에 크게 제약을 받지 않아 파이버에 의해 강 화된 세라믹 복합체, 다공체 막, 단열재료, 슈퍼커패시터, 연료전지, 전자 장비, 보호 코팅, 강유전체, 압전 및 자기 장치 및 바이오 분야의 임플란트 등 그 응용분야가 증가 7) 하고 있다. EPD의 주요 변수는 크게 현탁액과 EPD 공정 변수로 구분 할 수 있다. 현탁액의 특성으로는 입자의 크기 및 형상(판상, 구형, 파이버 등), 안정성, 전구체의 조성(입자, 수지, 용매, 첨가제, 바인더 등) 및 점도, 용매의 점도와 전도도 등이 있다. 그리고 EPD 공정에서는 전압, 적층 시 간, 기판 간 거리, 기판의 종류 및 표면 상태, 전도도 등 이 변수로 작용한다.6-8) 졸-겔 코팅액의 EPD는 단일 코팅 공정으로 수 µm의 얇은 실리카 막을 제조하기에 유용한 방법이다. 그러나 이와 같은 막은 건조되는 과정에서 실 리카 입자의 수축이 발생함에 따라 균열이 발생하여 열 처리 공정이 필요하다.8) 본 연구에서는 졸-겔 반응을 이용하여 실리카 졸과 실 란을 출발 물질로 한 코팅제에 판상 알루미나 입자를 첨 가하여 EPD 방법으로 전기절연 코팅막을 제조하였다. 이 때, 판상 알루미나 입자의 함량과 EPD 공정에서 인가된 한국세라믹학회지 전압 및 시간을 변수로 하여 코팅막을 제조한 후 코팅막 의 물성을 비교하였다. 2. 실험방법 졸-겔 코팅제를 제조하기 위하여 MTMS (trimethxymethylsilane, Dw crning)와 실리카 졸 TM-50 (Sigma Aldrich)을 사용하였다. 사용된 실리카졸의 입자 크기와 형 상은 Fig. 1의 TEM (JEM-2000EX, JEOL)으로 관찰하였 다. 구형의 실리카 입자 크기는 평균 22 nm이다. TM-50 의 ph는 약 9.0, 고형분 함량은 50 wt%이다. 실란의 가수 분해 반응을 균질한 분산상에서 이루도록 IPA(isprpyl alchl, Dae Jung) 용매를 사용하고, 산촉매 조건에서 가 수분해 및 축합반응이 진행되어 plymeric netwrk 구조 가 형성되도록 구성하였다. 건조조절제(drying cntrl chemical additives)로 N,N-Dimethylfrmamide(Dae Jung) 을 사용하여 균열발생을 억제하였다. Table 1과 같은 조성으로 졸-겔 바인더 원료를 혼합하 고, 60 C, 250 rpm으로 30분 동안 교반하여 가수분해 및 축합 반응을 실시한 뒤, 알루미나 입자 5 ~ 30 wt%를 첨 가하고 상온에서 250 rpm으로 30분 혼합하여, 충진량에 따른 코팅액을 제조하였다. 여기에 첨가한 알루미나(Al2O3, RnaFlair white sapphire, Merck)의 입자 형상과 평균입경 은 SEM(scanning electrn micrscpe, SM-300, Tpcn) 과 레이저 회절/산란식 입자분포측정장치(LA-950, Hriba) 로 관찰하였다. Fig. 2와 Fig. 3에서와 같이 알루미나 입 Fig. 1. TEM image f silica sl. Table 1. Cmpsitin f Sl-gel Catings Cmpsed f Silica Sl and Silane (wt%) Silica sl Silane Acid IPA DCCA 41.3 47.0 1.0 9.5 1.2
EPD 방법을 이용한 알루미나-실리카 복합 코팅막의 제조와 전기절연 특성 179 Fig. 2. SEM image f plate-shaped Al2O3. Fig. 5. Fabricatin prcess f rganic-inrganic hybrid catings. Fig. 3. Particle size distributin f Al2O3. 나 입자를 첨가하여 제조한 코팅제에 코팅기판을 담그고 전류를 가하여 전기영동적층법(EPD) (Fig. 4)으로 코팅하 였다. 전극으로 사용된 기판은 30 40 1 mm 크기의 스 테인리스 스틸(SUS 304)을 에탄올로 탈지한 후 사용하였 다. EPD 공정 변수 중 인가된 전압 및 시간을 변수로 선 택하고 수직 평행하게 배치된 기판 간 거리는 20 mm로 고정하였다. 또한 현탁액에서는 판상 알루미나 입자의 함 량을 변수로 정하여 실험을 진행하였다. 이때 전압은 10 ~ 30 V, 전압 인가시간은 1 ~ 10 분간의 변화를 주었다. 코팅한 기판은 100C에서 10분간 건조 후, 250C에서 60 분간 열처리하였다(Fig. 5). 이 때, 열처리 조건은 승온 속 도 5 C/min, 냉각 속도는 2 C/min로 설정하였다. EPD법으로 코팅하여 얻은 코팅막의 두께는 도막두께 측정기(MiniTest 600, Elektrphysik)로 측정하였으며, SEM 으로 파단면 및 표면의 미세구조를 관찰하였다. 전기적 특성을 확인하기 위하여 절연파괴전압(breakdwn vltage) 을 내전압측정기(TOS 5101, KIKUSUI)로 측정하였다. 3. 결과 및 고찰 Fig. 4. Schematic illustratin f electrphretic depsitin prcess. 자는 판상 형태로 평균 크기가 12 µm임을 관찰하였다. Fig. 4는 출발물질로 실란과 실리카 졸에 판상 알루미 3.1. EPD 도막의 형성 EPD 도막을 제조하기 위해 사용된 코팅제 배합은 나노 크기의 실리카 입자와 MTMS 실란의 가수분해와 축합을 거쳐 생성된 올리고머 및 가수분해로 생성된 메탄올, 마 이크론 크기의 알루미나 입자가 물 용매에 분산된 현탁 액으로 구성되어 있다. 알루미나 입자가 분산된 현탁액 제51권 제3호(2014)
180 지혜 김두환 박희정 임형미 이승호 김대성 김영희 내에전기장을걸면입자가이동하는속도는분산매내에서분산된입자의표면전하크기, 슬러리의농도, 용매의유전율과점도, 공존하는입자와이온의양, 전기장의세기, 전극사이의거리등에의존한다. 여기에서실란의가수분해와축합반응은실리카입자표면에서일어날수있고, 표면전하가 (+) 인알루미나입자표면의정전기적인인력으로인해실리카나노입자및실리카올리고머로표면이개질되어궁극적으로알루미나입자의표면은 ( ) 상태가되어양극 (ande) 으로이동하여기판에쌓인다. 실리카입자와 MTMS 올리고머로표면이코팅된알루미나입자가적층된양극기판을현탁액에서분리하여건조하는과정에서수축이심한경우는균열이발생하면서박리되지만, 알루미나함량이높아지면수축이감소되며균열발생이억제된다. 그이유는실리카졸과 MTMS 올 리고머표면에포화된물과메탄올용매가휘발되면서수축이일어나지만, 판상의알루미나입자사이의작은공간으로스트레스가분산되어수축이전파되지않는것으로추정된다. 즉, 알루미나입자가수축스트레스의확산을막는역할을하는것으로생각된다. 일반적으로세라믹입자의 EPD 공정을성공적으로적용하기위해서는건조및소결공정에서균열이발생되는문제를제어하는것이꼭필요한데, 열처리과정에서발생하는균열의경우는에나멜조성과같이용액상태를거쳐균열발생을피하거나, 기판도함께수축하게하는방법을적용할수도있다. 8) 3.2. EPD 도막의두께변화와부착성판상알루미나입자함량과 EPD 공정조건중에서인 Table 2. Prperties f the Cating Layers Fabricated by Varying f Cntents f Al 2 O 3 Filler, Applied Vltage and Time Al N. 2 O 3 Filler (wt%) 1 5 Vltage (V) Time (min) Thickness (µm) Breakdwn vltage (kv DC ) Breakdwn strength (kv/mm) 35 0.78 22 2 10-0.75-1 3 20 124 1.66 13 4 30 92 1.43 16 5 5 126 1.20 9.6 6 10 55 0.98 18 10 5 7 20 90 1.34 15 8 30 120 1.69 14 9 5 - - - 10 10 139 1.26 9.0 10 11 20 164 2.08 13 12 30 91 1.16 13 13 5 43 1.15 27 14 10 76 1.62 21 1 15 20 95 1.49 16 16 30 179 2.04 11 17 5 - - - 18 10 169 1.50 8.9 20 5 19 20 150 1.55 10 20 30 318 3.69 12 21 5 - - - 22 10 - - - 10 23 20 218 2.80 16 24 30 401 4.61 11 25 5 194 1.89 9.8 26 10 361 3.03 8.4 30 10 27 20 524 4.02 7.7 28 30 509 4.18 8.2 한국세라믹학회지
EPD 방법을이용한알루미나 - 실리카복합코팅막의제조와전기절연특성 181 Fig. 6. Thickness f cating layers prepared by varying applied vltage time and Al 2 O 3 cntent at applied vltages f (a) 10 V and (b) 20 V, respectively. Fig. 7. Breakdwn vltage f cating layers prepared by varying applied vltage time and Al 2 O 3 cntent at applied vltages f (a) 10 V and (b) 20 V, respectively. 가된전압및시간을변수로하여제조한코팅막의물성은 Table 2 와같다. Fig. 6 에서와같이도막의두께는전압인가시간이길수록, 코팅제내알루미나함량이높을수록, 인가전압이높을수록전반적으로두꺼워지는경향이다. 그러나 10 V 에서는그증가패턴이뚜렷하지않고알루미나함량이 20 ~ 30 wt% 로높아지는경우시간에따른도막두께의증가폭은편차범위이내이다. 또한 Fig. 6(b) 20 V 조건에서는시간경과에따른증가패턴이더뚜렷하지만, 5, 10 wt% 의판상알루미나를첨가하여코팅막을제조하는경우, 코팅제내의입자의함량이상대적으로적어인가시간이길어질수록적층두께가올라가고, 건조과정에서발생하는코팅막의균열억제가어려워부착성있는도막의제조가어렵다. 또한 20 V, 30 wt% 조건에서는코팅막이일정두께이상으로증가할경우코팅막의절연성이높아져서현탁액에걸리는전기장의세기가상대적으로낮아져두께가증가하는폭이작아진다. 10 분동안 30 V 조건에서는알루미나의함량을 5 wt% 에서 20 wt% 로증가함에따라도막두께가증가하지만, 30 wt% 에서는더이상도막두께가증가하지않는경향을보인다. 이는함량의증가에따른점도상승과이동도저하, 코팅시간경과에따라전극의절연특성이높아져결과적으로분산된입자에걸리는전기장의크기가작아지는효과로도막두께의증가에한계가있는것으로생각된다. 한편현탁액내판상알루미나입자의함량이 30 wt% 로동일한조건에서인가전압을 10, 20, 30 V 로변화시켰을시 20 V 조건에서부착성이가장낮은데, 이는알루미나입자의적층과배향으로치밀성이높은도막이형성되어상대적으로졸 - 겔바인더의양이적어도막의건조과정에서수축에따른일부균열이발생하여부착성이떨어지는것으로추정된다. 인가전압이 10 V 인경우졸 - 겔바인더의건조과정에서일어나는수축이알루미나입자의분산으로인해부착성이유지되고 30 V 의높은인가전압에서는상대적으로입자의함량이높고다공성막 Fig. 8. (a) Breakdwn vltage and (b) breakdwn strength f cating layers accrding t the variatin f thickness and applied vltage. 이형성되어건조과정에서수축량이상대적으로적어서부착성이유지되는것으로보였다. 3.3. EPD 도막의절연파괴특성 Fig. 7 은전압인가시간과판상알루미나의함량에따른도막의절연파괴전압을측정하였다. 인가전압이 10 V 조건에서생성된도막의경우, 1 ~ 2 kv 내외의절연파괴전압이측정되며, 20 wt% 의판상알루미나를첨가하여 10 분동안전압을인가하여제조한코팅막의절연파괴전압이 2.1 kv 로가장높았다. Fig. 7(b) 의인가전압이 20 V 인경우에는 30 wt% 의판상알루미나를첨가한코팅막은전압인가시간에따른절연파괴전압이크게증가하며, 30 wt% 의판상알루미나를첨가하여 10 분동안전압을인가하여제조한코팅막의절연파괴전압이 4.6kV 로가장높게측정되었다. Fig. 8 은코팅막의두께와절연특성의상관성을보여주고있다. 코팅막의두께가증가할수록절연파괴전압은비례하여증가하는데, 인가전압의크기에따라절연파괴전압이다르게나타났다. 즉, 동일한두께의도막이라도인가전압의크기가 30 V 보다 20 V 조건에서제조한시 제 51 권제 3 호 (2014)
182 지 혜 김두환 박희정 임형미 이승호 김대성 김영희 Fig. 9. (a) Breakdwn vltage and (b) breakdwn strength f cating layers, depsited fr 10 min, accrding t the increase f Al2O3 cntent. 편에서 오히려 절연파괴전압이 커진다. 인가전압이 너무 높은 경우 EPD로 생성되는 도막의 치밀성이 상대적으로 떨어지는 도막이 생성될 수 있다. 한편 10 V 조건으로 인 가전압이 더 낮아지면, 입자의 이동이 더 천천히 일어나 며 치밀도가 더 높은 도막을 제조할 수도 있다고 생각되 지만, 전압인가시간을 증가하여도 도막의 두께가 증가하 는 폭이 미미한데, 이는 입자의 적층으로 현탁액 내에 분 산된 입자에 걸리는 전기장의 세기가 작아지고, 따라서 전기영동 이동 속도가 현저하게 저하되는 것으로 추정된다. Fig. 9에서는 현탁액의 알루미나 함량과 인가전압에 따 른 절연파괴전압과 절연파괴강도 변화를 나타내었다. 현 탁액 내 알루미나 함량 증가에 따라 절연파괴전압이 증 가하는 것은 도막의 두께가 증가하기 때문이다. 인가전압 10 V 조건에서는 도막의 두께 변화가 크지 않고, 따라서 절연파괴전압의 변화도 미미하다. 그러나 도막의 두께로 나눈 값을 나타내는 절연파괴강도는 현탁액 내 알루미나 함량의 증가에 따라 오히려 감소하는 패턴을 보인다. 30 V 보다 20 V 조건에서 절연파괴강도가 더 큰 것은 도막 내 의 결함이 적고 상대적으로 치밀한 조직이 형성되었기 때 문으로 추정된다. 3.4. EPD 도막의 미세구조와 절연파괴전압 및 절연파괴강 도 특성 코팅막의 두께가 증가함에 따라 절연파괴강도가 감소 하는 것은 코팅막의 단면 구조(Fig. 10)를 통하여 설명 할 수 있다. 판상 알루미나 함량 5 wt%를 첨가하여 제조한 코팅막 1(Fig. 10(a))과 13(Fig. 10(b))의 절연파괴강도는 20 kv/mm 이상이 측정되며, 코팅막 단면 구조는 코팅막 에 판상 알루미나 입자가 거의 관찰되지 않으나, 빈 공간 이 거의 없이 졸-겔 구조로 구성되어 있는 것을 확인 할 수 있다. 절연파괴전압과 절연파괴강도는 도막의 치밀성 과 밀접한 관계가 있어, 치밀도가 높은 코팅막 1, 13의 절 연파괴강도가 높은 것으로 추정된다. 인가전압 20 V, 판 한국세라믹학회지 Fig. 10. SEM crss sectinal views f cating layers f sample (a) 1, (b) 13, (c) 16, (d) 20, (e) 24, and (f) 28. 상 알루미나 30 wt% 조건의 코팅막은 전압 인가 시간에 따라 절연파괴강도는 11 ~ 12 kv/mm로 유사하나, 전압 인 가 시간이 1, 5, 10분으로 증가함에 따라 코팅막의 두 께와 절연파괴전압이 증가하는 것을 확인 할 수 있다 (Fig. 10(c) ~ (e)). 여기서 전압인가시간 10분인 코팅막 24(Fig. 10e)가 절연파괴전압이 4.6 kv로 가장 높다. 이 코 팅막의 경우 SEM을 통하여 관찰한 단면 구조는 판상 알 루미나 입자가 기판과 평행으로 위치하였으며, 입자가 치 밀하게 분포되었음을 확인 할 수 있다. 일반적으로 인가 전압이 증가함에 따라 코팅막 내의 판 상 알루미나의 입자의 배향성이 증가하고, 두께가 증가함 에 따라 절연파괴전압이 증가할 것으로 예상되지만, 실제 30 wt% 20, 30 V 조건에서 EPD 결과24,28)를 비교하면 30 V 조건에서 더 두껍게 코딩되었어도, 파단면의 미세구조를 살펴보면 20 V 조건에서 생성된 도막의 배향성과 치밀성 이 더 높아져, 밀도가 최대가 되는 적정 전압 조건이 있 는 것으로 추정된다. 인가전압 30 V 조건에서 제조된 코 팅막 28(Fig. 10(f))은 20 V 조건의 코팅막 24(Fig. 10(e)) 와 비교하여 배향성이 떨어지는데 전압이 높은 경우 입 자의 이동속도를 빠르게 하여 도막의 적층속도가 빨라지 므로 동일 시간에서 가장 두꺼운 도막이 형성되지만, 배 향성이 저하되고 치밀한 구조를 이루기가 어려운 것을 추 정 할 수 있다.
EPD 방법을이용한알루미나 - 실리카복합코팅막의제조와전기절연특성 183 4. 결론 출발물질로사용한실란과실리카졸코팅제내에판상알루미나입자를첨가하여전기영동적층법을통하여세라믹코팅막을제조하였다. 이때판상알루미나입자의함량과인가전압, 전압인가시간을공정변수로하여코팅막을제조한후코팅막의물성을비교하였다. 최대 500 µm 후막의균열발생없는코팅막을제조할수있음을알수있었다. 코팅제내에첨가된판상알루미나입자의함량이 5~10wt% 로낮고인가전압이 10 V 일경우, 코팅막이균일하게형성되지않아전기적특성을측정하기어렵다. 그러나상대적으로높은인가전압 30 V 조건에서는현탁액의알루미나함량이높을수록도막의두께가높아져서절연파괴전압이높은절연도막을얻을수있으나, 절연파괴강도는낮아져도막의치밀성이떨어지는것을추정할수있다. 인가전압 20 V 조건에서얻어지는도막이 30 V 조건에서얻은도막보다동일한두께에서더높은절연파괴전압을보여서도막의치밀성이높을것으로추정된다. 실제절연파괴강도도 30 V 조건에서얻어진도막보다 10-20 V 고함량조건에서얻어진도막이절연파괴강도도더높았다. 30 wt% 현택액을 20 V 조건에서전기영동적층하여얻은도막은시간경과에따라도막의두께가증가하며초기에특히그증가속도가빠르다. 이렇게얻은도막의파단면을관찰하면판상입자가기판과수평으로균일하게배향되어있어치밀성이높은도막을얻을수있음을알수있다. Acknwledgment 이논문은미래창조부의융합파이오니아사업 (NRF-2010-0019468) 에의하여지원되었으며, 이에감사드립니다. REFERENCES 1. T. B. Jen, Y. H. Kim, and S. H. Ma, Analysis f PCB Manufacturing System Using Cmputer Simulatin, J. Kr. Inst. Ind. Eng., 6 [2] 133-50 (1993). 2. J. J. Park, Electrical Insulatin Breakdwn Strength in Epxy/Spherical Alumina Cmpsites fr HV Insulatin, Trans. Electr. Electrn. Mater., 14 [2] 105-09 (2013). 3. J. J. Park, Effect f Mmixing Rati f Spherical Silica n the Electrical Insulatin Breakdwn Strength in Epxy Cmpsites, Trans. Electr. Electrn. Mater., 14 [2] 101-04 (2013). 4. O. Cakirglu, High Vltage Breakdwn Testing f Sl-gel MgO-ZrO2 Insulatin Catings under Varius Cmpressins at 298K and 77K, Mldavian J. Phys. Sci., 4 [1] 49-53 (2005). 5. T. Oldinga, M. Sayer, and D. Barrw. Ceramic Sl-gel Cmpsite Catings fr Electrical Insulatin, Thin Slid Films., 398-399 581-86 (2001). 6. L. Besra and M. Liu, A Review n Fundamentals and Applicatins f Electrphretic Depsitin(EPD), Prg. Mater. Sci., 52 [1] 1-61 (2007). 7. I. Crni, M. P. Ryan, and A. R. Bccaccini, Electrphretic Depsitin: Frm Traditinal Ceramics t Nantechnlgy, J. Eur. Ceram. Sc., 28 [7] 1353-67 (2008). 8. K. Hasegawa, H. Nishimri, M. Tatsumisag, and T. Minami, Effect f Ply (acrylic acid) n the Preparatin f Thick Silica Films by Electrphretic Sl-gel Depsitin f Re-dispersed Silica Particles, J. Mater. Sci., 33 [4] 1095-98 (1998). 제 51 권제 3 호 (2014)