UV curing kinetics and through-thickness cure penetration of acrylate-based solder resist dry film

최정인 성균관대학교 일반대학원 2013 국내석사

산변성 에폭시 아크릴레이트의 경화순서에 따른 열경화 속도론 및 표면에너지에 대한 연구

전기주 성균관대학교 일반대학원 2014 국내석사

In this study, the curing kinetics behavior of acid-modified epoxy acrylate, epoxy monomer (triglycidylisocyanurate, TGIC) and photoinitiator (2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanone), which are the commonly-used main components of solder mask ink in the printed circuit board (PCB), was investigated. The reaction rates of the formula at different equivalence ratios (TGIC/epoxy acrylate ratio) at 0.7, 1.0 and 1.4 were examined. The curing behavior and the activation energy were compared for different compositions by differential scanning calorimetry (DSC) experiments under the dynamic conditions and analyzed by several kinetic models. The reaction of the acid modified epoxy arylate started at 196 ℃ and activation energy was found to be high (ca. 400 kJ/mol). When photoinitiator was included under heating, the thermal activation of the photoinitiator took place at 130℃, which was confirmed by FT-IR experiments. As the equivalence ratio of epoxy changed at 0.7, 1.0, and 1.4, the initiation reaction temperature decreased to 153 ℃, 150 ℃, and 146 ℃, and the activation energy 167 kJ/mol, 129 kJ/mol, and 116 kJ/mol, respectively. Moreover when the acid modified epoxy acrylate was heated, the steric hindrance was seeming occurring followed by an increased acrylic-crosslink reaction that finally could lead to its mobility limitation. Consequently, the curing speed of our packing material could be increased by increasing the equivalence ratio of epoxy desirably leading to a low molecular weight and high mobility formula. Acid-modified epoxy acrylated had a basic surface and higher basity at UVT cure sequence than TUV sequence.

Graphene-based materials for energy storage devices fabricated using electrophoretic deposition technique

Mei Wang 성균관대학교 일반대학원 2014 국내박사

This thesis mainly focuses on the graphene-based materials prepared by electrophoretic deposition (EPD) process for the application of energy devices. The dissertation is organized as follows: chapter 3 presents a large-area and free-standing reduced graphene oxide (RGO) membrane prepared by the EPD method, based on a stable aqueous suspension of RGO. For the full-scale application of RGO membrane, two detachment methods are also carried out. After thermal annealing treatment, high conductivity of RGO membrane is obtained. Chapter 4 discusses an interleaved RGO/carbon black (RGO/CB) laminate electrode for supercapacitor. CB nanoparticles, as the spacers and conductors, are incorporated in the interlayer of RGO sheets, forming conductive path for electrons and desirable rooms to accommodate electrolyte ions. Tested as a supercapacitor electrode, the RGO/CB shows good capacitance, energy and power densities. Chapter 5 investigates an all-solid-state supercapacitor with large voluminal capacitance and ultra-long stability. The RGO electrodes are fabricated by EPD process. Because of the electrical field force, the RGO layers stack in the in-plane direction, providing high voluminal capacitance. Chapter 6 gives a summary of this dissertation.

Metal oxide and graphene hybrid supercapacitors through binder-free and powder electrode fabrication technique

홍승철 성균관대학교 일반대학원 2014 국내박사

슈퍼캐패시터의 전극물질로 사용되고 있는 전이 금속 산화물 중 hydrous ruthenium oxide (RuO2)는 매우 높은 축전용량 (1300 F/g)으로 슈퍼캐패시터용 전극으로 각광 받아왔다. 그러나 hydrous ruthenium oxide를 전극 물질로 사용했을 경우 고전압-고전류 조건 및 반복적인 충방전 조건에서 산화-환원 반응으로 인해 부피 팽창 및 수축이 발생하며 이로 인해 binder 물질로 결착되어있는 전극과 집전체 간의 안정성이 약해져 수명이 감소되는 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 바인더를 사용하지 않는 새로운 방법으로써 일정한 압력을 받는 powder 형태의 탄소 물질 (activated carbon, carbon black)과 hydrate-RuO2로 이루어진 하이브리드 캐패시터 시스템을 개발하였다. 이를 통해 기존의 binder 물질을 사용하는 캐패시터 보다 향상된 전기적 물성 및 안정성을 확인하고자 하였다. 첫째로, 하이브리드 캐패시터 전극 활물질을 구성하는 물질인 hydrate-RuO2의 함량 및 캐패시터에 가해지는 압력을 변화시키며 높은 캐패시턴스와 안정성을 나타낼 수 있는 최적의 조건에 관한 연구를 진행하였다. 이를 위하여 전체 전극 물질 대비 RuO2의 함량 및 하이브리드 캐패시터 cell에 가해지는 압력을 변화시켰다. 일정한 압력 조건에서 hydrate-RuO2의 함량이 증가됨에 따라 전체 전극의 축전용량은 증가함을 확인하였다. 또한 hydrate-RuO2의 함량을 고정하였을 경우 일정 수준까지 압력을 증가시킴에 따라 전극을 구성하는 전극 활물질 간의 void가 감소하여 내부 저항이 감소됨에 따른 축전용량 증가를 확인하였다. 압력 변화에 따른 충방전 효율 비교시 최고 압력인 5.36 kgf/cm2에서 급격히 감소하는 경향을 보였으며 이를 토대로 최적의 압력 조건을 4.84 kgf/cm2로 한정할 수 있었다. 둘째로, 선행 실험에서 얻은 최적의 압력 조건에서 (4.83 kgf/cm2) 탄소 물질 대비 전체 전극에서의 RuO2의 함량을 60 wt%로 한정한 “Binder-free system”에서의 하이브리드 캐패시터의 세부적인 전기적 특성을 연구하였다. Impedance 분석을 통해 1 kHz 조건에서 0.39 Ω의 매우 낮은 내부 저항값을 가짐을 확인할 수 있었으며, 10 mA 방전 조건에서 4,000 회의 충방전 테스트를 진행하여 초기 축전 용량 대비 93%를 유지 가능함을 확인하였다. 동일 조건에서 1391.7 F/g의 우수한 RuO2만의 축전 용량을 얻을 수 있었다. 또한 CV 측정시 100 mV/s의 조건에서 5 mV/s 조건 대비 24%의 축전 용량 감소를 나타내었다. 그리고 50 mV/s 조건에서의 Ragone plot 분석을 통해 “Binder-free system”를 이용하여 제작된 하이브리드 캐패시터가 24.9 Wh/kg의 높은 에너지 밀도 및 16.1 kW/kg의 고출력 특성을 나타냄을 확인 할 수 있었다. 셋째로, 산화 그래핀 (graphene oxide)을 환원시킨 RGO (reduced graphene oxide)를 RuO2와 염기성 용액상에서 분산시킨 후 pH 조건을 산성으로 변화시켜 두 물질의 표면 전위차이에 의한 결합으로 나노 복합체를 제조하고 기본 물성에 관한 연구를 진행하였다. 또한 RuO2/RGO 복합체를 카본 물질 및 바인더와 혼합하여 하이브리드 캐패시터 전극을 제조하여 CV 및 충방전을 통해 전기적 특성을 확인하였다.

Li-ion battery and EDLC hybrids for high initial power system integration

장우진 성균관대학교 일반대학원 2013 국내석사

본 연구에서는 리튬이온전지와 슈퍼캐패시터를 병렬로 연결하여 고출력/저온 방전이 가능한 하이브리드 셀을 제작하고 방전특성을 연구하였다. 리튬이온전지와 슈퍼캐패시터 각각 단위 셀의 방전특성과 내부저항을 확인하고 하이브리드 셀이 방전 시 슈퍼캐패시터에서 초기전력을 담당하고 시간이 지남에 따라 리튬이온전지가 대부분의 전력을 담당하게 되는 것을 확인하였다. 또한, 하이브리드 셀 내부에 스위치를 장착하여 초기 방전을 슈퍼캐패시터만 담당하도록 제어하는 경우에 스위치가 없는 하이브리드 셀과 비교하여 방전초기에 향상된 전력을 제공하는 방법을 제시했다. 게다가 방전이 중단되었을 때 전위 회복 여부를 확인하기 위해서 자기 충전 실험을 진행하고, 저온에서의 방전 특성을 파악하기 위해 0 ℃ 이하의 온도에서 방전을 시켜 방전시간을 온도별로 비교하여 리튬이온전지가 단독으로 사용될 때 보다 낮은 온도에서도 방전이 가능하도록 하였다. 더 나아가 셀 내부에서 리튬이온전지와 슈퍼캐패시터를 병렬로 연결하여 단일 셀을 구성하고 방전특성을 확인하였다. 이 하이브리드 셀은 방전초기 높은 출력을 제공할 수 있어 전기자동차 뿐만 아니라 전원의 on/off가 빈번한 소형 전자기기 분야에서도 효과적인 전원장치로 제공될 수 있을 것으로 기대된다.

Polymer/graphene/metal hybridized core-shell and patterned structures through electrochemical and thermal processes

오준석 성균관대학교 일반대학원 2012 국내박사

유기고분자, 무기, 금속, 탄소 계통의 재료를 복합화(hybrid)한 새로운 소재 개발에 대한 관심이 대두되고 있다. 이종 재료의 복합화를 통하여 각 재료가 갖는 물성을 단점을 보완할 수 있고 더 나아가서 새로운 물성을 구현할 수 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 그래핀은 이론적으로만 존재하다가 2004년 세상에 처음으로 등장하여 이목을 집중시켰고 다양한 분야의 연구자들이 그래핀에 대한 연구를 시작하였다. 그래핀은 전기적, 기계적, 열적, 화학적, 광학적 특성이 매우 우수하여 기존의 실리콘과 금속 물질의 한계를 극복할 수 있는 새로운 소재로 대두되고 있다. 특히 높은 전기전도성, 화학적 특성, 유연성을 활용한 응용 소자 개발에 대한 연구가 한창이며 그 밖의 다양한 분야에서도 그래핀을 활용한 새로운 응용 소자 개발이 활발히 진행되고 있다. 또한, 금속나노입자를 이용한 첨단 응용소자 개발도 여러 분야에서 많은 관심을 받고 있다. 나노미터 크기의 물질이 갖는 특별한 물리적, 화학적 성질이 밝혀지면서 이를 응용소자에 적용하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 특히, 광학, 촉매, 센서, 약물전달, 진단기술 관련 분야에서 나노입자를 이용한 응용 소자 개발이 한창 진행되고 있다. 본 연구에서는 고분자, 그래핀, 금속나노입자의 복합화(hybrid)를 이용하여 코어-쉘과 패턴 구조를 갖는 응용 소재 및 기술 개발에 대한 연구를 한다. 첫째로, 코어-쉘 구조의 고분자-그래핀 하이브리드 입자를 제조하고 코어-쉘 입자를 응용하는 연구를 하였다. 산화 그래핀의 에폭시기와 고분자 마이크로 입자의 아민기가 화학반응을 하는 것을 이용하여 균일한 크기의 코어-쉘 입자를 만들었다. 또한 이렇게 만들어진 입자를 이용하여 비표면적이 향상된 다공성 필름을 제작하였다. 둘째로, 코어-쉘 구조의 백금나노입자-그래핀-고분자 하이브리드 입자를 제조하는 방법에 대한 연구를 하였다. 앞선 연구를 응용한 연구로써 산화 그래핀의 관능기를 활용하여 백금나노입자가 그래핀 쉘에 고르게 분산되도록 유도하였다. 백금나노입자가 분산된 코어-쉘 입자의 전기적 특성은 그렇지 않은 경우에 비해 약 5배 향상되는 것을 알 수 있었다. 셋째로, 그래핀을 적용한 친환경 도금 기술을 연구하였다. 플라스틱 기판에 산화 그래핀 박막을 형성한 후 환원 처리하여 전기 전도성을 부여하였다. 전도도를 갖는 그래핀 박막 위에서 니켈 전기도금을 실시하여 니켈 박막을 얻을 수 있었다. 기존의 기술과는 다른 방법으로 저비용의 친환경적 기술로 많은 기대가 된다. 넷째로, 레이저를 이용한 그래핀 패터닝에 대한 연구를 하였다. 레이저 투과 용접 (laser transmission welding)을 적용하여 플렉서블한 플라스틱 기판 위에 그래핀 패턴을 할 수 있었다. 기존의 패터닝 기술에 비해 공정이 단순하며 비용이 적게 든다. 또한, 기술이 매우 쉽기 때문에 누구나 쉽게 접근할 수 있는 방법이다. 끝으로, 고분자 마이크로 입자로 만들어진 hard template을 활용한 금나노입자 합성에 대한 연구를 하였다. 나노입자의 합성과 보관을 동시에 할 수 있어 대량생산에 매우 적합하며 soft template에 비해 물리적으로 매우 안정하기 때문에 보관 및 취급이 매우 용이하다. 또한, 금염의 농도를 조절하여 다른 구조의 금 입자를 생성하는 것도 가능하였다.

투명한 폴리이미드 축합 반응과 용제 증발 상대속도 연구 및 폴리이미드/그래핀 나노복합체 연구

이은영 성균관대학교 일반대학원 2012 국내석사

본 연구에서는 폴리아믹산(Polyamic acid, PAA)의 열처리 이미드화 반응에서 극성용매의 증발 속도에 따른 경화 속도의 관계를 연구하였다. 불소치환 모노머인 4,4’-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride (6FDA) 와 2,2-bis[4-(4-amino -phenoxy)phenyl]hexafluropropane (BAPP) 의 조성으로 N,N-dimethylacetamide (DMAc) 용매에서 폴리아믹산을 합성 하였고, 폴리이미드(Polyimide, PI) 필름은 폴리아믹산을 80 ℃ ∼ 230 ℃사이에서 반응 시키면서 용매의 증발 속도에 따른 이미드화 반응 정도를 온도와 시간에 따라 측정한 결과 잔류용매의 양이 많고, 용매의 증발도가 높은 80 ℃ ∼ 200 ℃사이에서는 온도가 증가함에 따라서 이미드화도가 증가하나 그 이후의 온도에서는 잔류 용매와 용매의 증발도가 줄어들어 들기 때문에, 이미드화도는 일정하게 나타나는 것을 확인하였다. 또한 합성한 투명한 폴리 아믹산에 그래핀 함량을 0.01 wt%, 0.02 wt%, 0.05 wt%, 0.1 wt%, 0.2 wt% 으로 분산시켜 그래핀 함량에 따른 광학적, 열적, 기체투과도 특성을 분석을 실시하였다. 이에 광학적, 기체투과 특성은 함량이 증가 함에 따라 점차 특성 저하가 일어남을 확인하였고, 열적 특성은 그래핀 함량 0.01 wt% 에서 가장 우수한 특성을 보이는 것을 확인하였다. A poly(amic acid) (PAA) was prepared by reaction of 4,4’ - (hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride (6FDA) and 2, 2 - bis [4 - (4 - aminophenoxy)phenyl]hexafluropropane(BAPP) in N,N - dimethylacetamide (DMAc). The cast films of PAA were thermally treated at different temperatures to create polyimide (PI) films. To prepare film, heat treatment was performed at 80 ℃ to 230 ℃ and to confirm degree of imidization depending on solvent evaporation. experimental results showed that the degree of imidization is very fast at the initial stage depending on solvent evaporation rate very fast and the degree of imidization was maintained steadily as time goes by. Because of the degree of solvent evaporation and amount of residual solvent were decreased.

마이크로 패키지용 Embedded capacitor 재료 및 공정 연구

정율교 성균관대학교 일반대학원 2012 국내박사

PCB 기판에 내장(embedding) 가능한 capacitor용 재료 및 관련 공정개발에 대한 연구를 수행하였다. Embedded capacitor(EC)는 PCB 공정 중에 capacitor를 형성하고 PCB 회로공정에 의하여 interconnection이 완료되어 기판 내부에 capacitor 형태로 내장되는 소자이다. EC 재료는 두께 20㎛ 수준의 thick film type과 기판에 직접 형성 가능한 thin film type으로 나누어 연구를 진행하였다. Thick film EC의 경우 Tg 180℃, peel strength 1.2 kN/m 이상인 halogen free epoxy resin계의 개발, 다양한 종류의 filler에 대한 연구, 강유전체 filler의 표면처리 등을 통하여 유전율 42, 두께 20㎛의 film 형태의 EC 재료를 개발하였으며, 이를 package내 내장하여 capacitor 물성을 평가하였다. Composite의 유전율이 filler 자체의 유전율 보다는 표면처리를 통하여 epoxy와의 interface를 변화시킴으로써 유전율을 변화시킬 수 있다는 것을 보였다. Thin film의 경우 epoxy base의 기판자재에 직접 형성 가능한 BiZnNbO 계 박막 세라믹 재료에 대한 연구를 하였다. 이 재료는 200℃ 이하의 저온에서 sputtering하여도 유전율 50 정도의 높은 유전율을 가지는 재료이다. 보다 높은 capacitance를 구현하기 위하여 multi-layer 구조의 박막 capacitor를 구상하게 되었으며, Bi nano particle이 고르게 분산된 유전율 200 이상의 고유전율 박막을 공정조건의 손쉬운 변경으로 가능한 공법 및 재료를 개발하였다. 이상의 결과를 통하여 multi-layer 구조에서 겉보기 유전율이 100, capacitance density가 200 nF/㎠ 이상인 PCB에 in-line 상에서 바로 증착 가능한 재료를 개발하였으며, 이를 실제 PCB 제품에 구현하여 capacitor 물성을 평가하였다. 아울러 박막에서 손쉽게 percolation theory에 의하여 큰 유전율을 얻을 수 있는 가능성을 보였으며, multi-layer thin film 구조를 통하여 높은 유전율과 low leakage current를 동시에 구현할 수 있는 가능성도 제시하였다.

Natural rubber/styrene butadiene rubber blend and its montmorillonite nanocomposites through colloid stabilization - destabilization method

남기용 성균관대학교 일반대학원 2012 국내석사

차량용 엔진 마운트용 방진고무는 주로 천연 고무 (NR)나 천연고무와 합성고무 종류 중 하나인 SBR (styrene butadiene rubber)이 블렌드 된 고무 (NR/SBR)가 사용 된다. 천연 고무 화합물의 물성은 다양한 기능성 첨가제 및 경화제 등의 조성에 따라 달라지며, 방진 특성은 고무 분자 상호간, 고무 분자와 충진제 간의 상호 작용에 의한 것으로 저진동 및 고진동 (음향) 영역에서도 절연 효과가 우수하다. 잘 알려진 바와 같이 복합 재료에서 기지재 (matrix)와 보강제 (reinforcement 또는 filler)의 상호작용 즉, 균일한 혼합 및 계면 간 상태 등은 복합 재료의 물성에 매우 큰 영향을 준다. 하지만 고무는 점도가 매우 높기 때문에 여러 가지 기능성 첨가제의 균일한 분산 (dispersion), 고무와의 혼합 (mixing) 및 다른 고무와의 블렌드 (blend)에서 어려움이 있으므로 이를 해결하는 것이 중요하다 본 연구에서는 천연 고무 라텍스 (NR latex) 즉, 현탁 (suspension) 및 유화액 (emulsion)에 MMT 및 카본 블랙 (carbon black) 등의 나노입자를 액상에서 균일하게 분산 시켰을 때 에멀전 안정성이 유지되도록 유도하고, 이 안정성이 유지되는 나노 입자 혼합물이 흡착단계로 넘어갈 수 있는 물리화학적 조건을 규명하여 완전 박리 된 나노복합체를 제조하는 연구를 수행하였다. 이 방법을 사용하면 이종의 고무가 균일상으로 블렌드 (blend) 된 방진고무를 제작하는 것도 가능하다. 나노입자가 고무액적과 효율적으로 흡착되기 위해서는 고무액적과 첨가입자가 나노크기의 상태에서 라텍스 상에서의 안정성을 유지하면서 부유하고 있다가 서로의 흡착이 유도되어야만 우수한 나노복합체가 제조 될 수 있는 것이다. 따라서 나노액적과 나노입자가 혼합 되었을 때에도 혼합물이 에멀전 안정성을 유지하는 조건을 찾는 것이 핵심 기술이며, 안정화된 에멀전 혼합물을 단순한 기계적 혼련이 아니라 물리화학적 방법을 이용하여 흡착 되도록 유도하는 기술이 본 연구의 핵심 기술이다. 라텍스에서 MMT를 균일하게 분산시키기 위하여 혼합하는 두 물질의 안정성을 규명하고, 결합력을 높이기 위하여 MMT의 표면을 다양한 방법에 의해 화학적/물리적으로 개질/변형하는 기법을 사용할 수 있으며, 유기필러를 대신하여 좀 더 친환경적인 무기필러를 사용하면서도 충분한 물성을 얻을 수 있다. Natural rubber (NR) and styrene butadiene rubber (SBR) blends were reinforced by montmorillonite (MMT) nanoplatelets through a sequential process of stabilization-destabilization of aqueous emulsion. The zeta potentials of three phases of NR, SBR and MMT colloids were measured as a function of pH, the stable and unstable conditions of their mixture were identified, each subsequently used for the mixing and the precipitating step, respectively. In the stabilized condition (pH > 10.5), the NR drops, SBR drops and MMT nanoplatelets were homogeneously mixed due to their electrostatic repulsion and, then, the stabilized colloidal mixture were forced to precipitate quickly by changing to destabilization (pH < 4.0). Thermal stability was increased with more content of SBR, and tensile strength and elongation increased with more content of NR in NR/SBR/MMT composite because of their rubber characteristics. The developed stabilization-destabilization methodology ensured rubber/MMT composite system, which could be used to obtain high- performance NR/SBR/MMT nanocomposite systems with ease without using high-shear processing techniques.

In-plane fabrication of few layer graphene (FLG) on transparent and flexible polymer substrate for opto-electro-mechanical applications

황태선 성균관대학교 일반대학원 2012 국내박사

그래핀은 탄소원자가 2 차원 평면구조의 단층 형태로 구성되어 있다. 그래핀은 기계적 안정성, 투명성, 화학적 특성, 열적 특성 등 많은 분야에서 연구가 되고 있는 물질이다. 특히 그래핀의 높은 전기 전도성, 높은 화학적 안정성과 뛰어난 플렉서블 (flexible) 특성을 이용한 전극 소재로서의 연구가 가장 활발히 이루어지고 있다. 수 장 이내의 그래핀을 얻을 수 방법으로 현재 물리적 분리법, chemical vapor deposition (CVD) 합성법, 화학적 분리법, 액상분리법 등이 많은 연구가 되고 있다. 또한, 그래핀을 전극으로 응용하기 위해서는 분리된 그래핀은 박막의 형태로 재구성되어야 하는데 CVD 공법, 스프레이 코팅, 진공 필터링, Langmuir-Blodgett (LB)법 등이 응용되고 있다. 본 연구에서는 천연 그라파이트를 마이크로웨이브 공법을 통해 층간을 확장하여 층간 확장 그라파이트 (expanded graphite; EG)를 형성하고, 얻어진 EG를 용매 상에서 초음파 (ultra-sonication)와 원심분리 (centrifugation)를 통하여 그래핀 분산액을 재조하였다. 이러한, 그래핀 분산액을 진공 필터링 공법을 이용하여 그래핀 박막을 형성하였다. EG로부터 5 ∼ 10 nm 두께의 그래핀을 얻을 수 있었으며 최종적으로 현성된 그래핀 전극은 80 nm의 두께와 0.9 kΩ/sq의 표면 고유 저항을 가지는 것으로 측정이 되었다. 또한, 전기 전도성을 가지고 있지 않는 플라스틱 기판에 그래핀 박막을 형성하여 전기 전도성을 부여하고 이를 통해 니켈 전기도금을 진행하였다. 니켈 전기도금은 매우 성공적으로 이루어졌고 기존의 플라스틱 전기도금 공정에서는 구현이 불가능하거나 매우 어려운 선택적 도금을 구현할 수 있었다. 또한, ASTM B571-97를 기초하여 밴딩을 통한 도금된 그래핀 전극의 내구성을 평가하였는데 계면에서의 박리 현상이나 미세한 균열이 관찰되지 않았다. 다음으로, 플렉서블 전극의 응용을 위하여 다층 구조로 형성된 그래핀 전극의 밴딩에 따른 구조적 변화를 통해 나타나는 전기적 특성의 변화를 관찰하고 분석하였다. 밴딩에 의한 그래핀의 수축과 인장을 통하여 전기 저항의 감소 (0.84 kΩ)와 증가 (1.20 kΩ)를 확인 하였고 light emitting diode (LED)를 통한 밝기의 변화로 저항의 변화를 관찰하였다. 그와 더불어 그래핀 전극의 폭 넓은 응용을 위해 반복적인 밴딩을 통한 내구성을 평가하였다. 50 회의 반복적인 밴딩에도 전기 전도성의 변화가 거의 나타나지 않았고 이는 무기물 기반의 플렉서블 전극에서 나타나는 밴딩의 횟수의 증가에 따라 전극의 미세 균열이나 박리에 따라 급격히 저항이 증가하는 것에 비하여 매우 우수한 내구성을 지니고 있다고 판단된다. 또한, 단순한 공정을 통하여 미세한 패턴을 구현할 수 있는 레이저 어블레이션 (laser ablation)법을 사용하여 형성된 그래핀 전극 위에 미세 패턴을 구현하여 이를 평가하였다. 레이저 에칭법을 통하여 최소 선폭 10 ㎛를 구현할 수 있었고, 레이저 조사에 따른 그래핀 내부의 결정의 끊어짐은 다소 관찰되었으나, 물성에 영향을 미치는 그래핀의 구조적 변화는 관찰되지 않았다. 끝으로, 균일하고 급격한 가열이 가능한 마이크로웨이블 통하여 탄소 섬유의 표면 박리와 그라파이트화의 증대를 통한 전도도의 향상 및 두 섬유의 교차 전도도의 향상을 위한 연구가 진행되었다. Graphene, a monolayer of carbon atoms packed into a two-dimensional honeycomb lattice, has attracted much attention in the scientific community, because of its ultra high mechanical strength, electrical conductivity, high electron mobility, and optical transparency. Few-layer graphene (FLG), which is composed of several individual graphene layers, is now under intensive investigation as the number of graphene layers plays an important role in adjusting their electronic and other properties. In particular, graphene has been recognized as a good electrode material for flexible electronics electrodes, because it is highly conductive, transparent, and bendable. We investigated the fabrication of FLG thin film from natural graphite via top-down solvent based process and transfer method, and then FLG thin film was investigated as an electrically-conductive interleaf layer for one-step electroplating and patterning of metal on nonconductive polymer substrates. In order to apply FLG thin film for flexible electrode, the layer-by-layer structure of FLG was studied with bi-directional bending (convex and concave) deformation. Finally, laser ablation method was demonstrated at FLG thin film to confirm feasibility of FLG thin film for using micro electrical circuit.