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문제 정의
- 그러나 DXRL 공정부터 몰딩(moulding) 에 이르는 완벽한 LIGA 공정의 수행에 대한 국내 연구는 미진한 상황이다. 이에 따라 본 서에서는 고분자 광도파로 제작을 위한 전반적인 LIGA 공정을 수행하여 LIGA 공정의 응용성을 확인하였다. 가속기의 DXRL용 x-ray의 특성을 살펴보고, LIGA 공정을 이용하여 광배선모듈에 적용 가능한 100X 100 urn2 및 50X42 fan2 코어 크기의 다채널 다중모드 고분자 광도파로 성형용 Ni 마스터를 제작하였다.
가설 설정
- 식 (4)를 (a)의 경우에 적용한 결과 10 kJ/cm3 이상의 조사량에서 현상율이 수렴하는 것으로 유추되었다. 그리고 (a) 와 (b) 모두 2 kJ/cm3 이하의 표면 노광량을 갖는 시료는 현상되지 않았다.
제안 방법
- 330 ㎛ 두께의 BN 기판 위에 Au를 0.02 ㎛ 로 증착하고 PR 을 도포한 후 일반적인 UV-lithography 를 이용하여 PR 을 패터닝하였다. 이후 패터닝된 PR에 Au를 8 ㎛ 두께로 도금한 후 잔여 PR을 제거하면 x-ray 마스크가 완성된다.
- “>Fig. 6에 20 ㎛ 두께의 AI 필름으로 x-ray 스펙트럼을 변화시켜 노광할 때 PMMA 표면의 조사량 변화를 비교하였다.
- DXRL beam-line을 이용한 LIGA 공정을 수행하였으며, x-ray 방사 '특성 분석과 변화를 통하여 DXRL 공정에 적합한 최적 노광 조건을 선정함으로써 DXRL의 다양한 응용 가능성을 확인하였다. PMMA sheet를 이용한 DXRL 공정과 도금 공정을 통해 길이 60 mm, 가로세로 100X 100 /zm2, 간격 250 ㎛의 12채널 직선형 광도파로 성형용 Ni 마스터와 길이 38 mm, 가로세로 50X42 ㎛七 간격 250 ㎛의 12 채널 직선형 광도파로 성형용 Ni 마스터를 성공적으로 제작하고, 핫 엠보싱 기술에 적용하여 다중모드 고분자 광도파로 구조를 제작함으로써 LIGA 공정의 시작 단계인 DXRL 공정과 최종 단계인 몰딩(moulding)에 이르는 전반적인 LIGA의 최적 공정 조건 설정 및 기초 기술 연구를 완성하였다.
- 미세 구조물을 설계하였다. LIGA 공정을 구성하는 개별 공정의 기초기반 연구를 수행하고, Ni plate 위에 상기 미세 구조물이 구현된 Ni 마스터를 제작하였다. 제작된 마스터를 핫 엠보싱 기술에 적용하여 고분자 광도파로 구조를 성형함으로서, 체계적인 LIGA 공정을 완성하였다.
- PMMA sheet를 이용한 DXRL 공정과 도금 공정을 통해 길이 60 mm, 가로세로 100X 100 /zm2, 간격 250 ㎛의 12채널 직선형 광도파로 성형용 Ni 마스터와 길이 38 mm, 가로세로 50X42 ㎛七 간격 250 ㎛의 12 채널 직선형 광도파로 성형용 Ni 마스터를 성공적으로 제작하고, 핫 엠보싱 기술에 적용하여 다중모드 고분자 광도파로 구조를 제작함으로써 LIGA 공정의 시작 단계인 DXRL 공정과 최종 단계인 몰딩(moulding)에 이르는 전반적인 LIGA의 최적 공정 조건 설정 및 기초 기술 연구를 완성하였다.
- 막을 형성한다. Si 기판 한쪽 면에 Au를 0.02 ㎛로 증착하고, PR을 도포한 후 일반적인 UV-lithography를 이용하여 패턴닝 한다. 패터닝된 Si 웨이퍼에 Au를 8 側 두께로 도금한다.
- 제작된 Ni 마스터를 이용한 핫 엠보싱 공정으로 고분자.광도파로 제작을 위한 고분자 미세구조 성형을 수행하여 LIGA 공정을 완성하였다.
- 이때 성형 공정 중 기판과성형 마스터를 같은 온도로 유지시켜야 하며, embossing 중 유동성을 갖는 고분자가 충분히 마스터의 빈 공간에 충진되도록 공정조건을 조절하여야 한다. 본 실험에서의 핫 엠보싱 공정 온도를 고분자의 유리전이 온도를 기준으로 50 ℃ 이상 되는 온도로 가열하여 엠보싱이 이루어지도록 하였고, 냉각온도를 95 ℃로 유지시키면서 이형 시켰다.
- 이후 Goodfellow 사에서 제공되는 CQ grade 1 mm 두께의 PMMA 판재를 준비된 시편 위에 놓고 MMA를 그 사이에 주입하여 압착하면 PMMA와 Ni 기판의 접착이 완료된다. 이후 기계가공으로 PMMA의 두께를 150 ㎛로 조절하였다.
대상 데이터
- 11은 핫 엠보싱 공정을 통해 다중모드 고분자 광도파로 소자의.하부 클래드를 제작할 때 고려되는 핫 엠보싱 공정변수와 고분자 미세구조성형의 결과를 이론적 배경을 통해 비교 분석하기 위하여 수행한 실험결과를 재료와 관계없이 점도에 대하여 실험적 성형 깊이 변화와 이론적 예측을 함께 나타낸 것이다"" 실험에 사용된 소재는 Asahi사의 poly(methyl methacrylate) (PMMA; garde 80NH) 와 Ticona 사의 cycloolefin-copolymer (COC; grade Topas-5013)이고, 사용된 Ni 마스터는 길이 38 mm, 가로세로 50x42 /an2, 간격 250㎛ 미세구조가 형성된 마스터이다.
- 동시에 요구한다. Ti, Cu 또는 Au 등이 주로 쓰이고, 본 실험에서는 8 mm 두께의 Ni 기판을 이용하였다.
- X-ray 에 노광된 PMMA 는 60 Vol-% 의 2-(2-butoxyethoxy)ethanol, 20 Vol-%의 morpholine, 5 Vol-%의 ethanolamine 그리고 15 Vol-%의 증류수로 구성되는 GG 현상액(invented by Ghica & Glashauser) 을 사용하여 현상한다.'이 M1BK (methyl-iso-butyl-ketone) 도 가능하지 만, 현상된 PMMA의 표면조도 및 접착력 저하 등의 이유로 자주 사용되지는 않는다.
- 이에 따라 본 서에서는 고분자 광도파로 제작을 위한 전반적인 LIGA 공정을 수행하여 LIGA 공정의 응용성을 확인하였다. 가속기의 DXRL용 x-ray의 특성을 살펴보고, LIGA 공정을 이용하여 광배선모듈에 적용 가능한 100X 100 urn2 및 50X42 fan2 코어 크기의 다채널 다중모드 고분자 광도파로 성형용 Ni 마스터를 제작하였다. 제작된 Ni 마스터를 이용한 핫 엠보싱 공정으로 고분자.
- 있다. 본 실험에서는 Ni plate 위에 고분자와 금속을 접착할 때 사용되는 접착제 및 액상 PMMA 및 MMA를 이용하였다. 먼저 접착제를 Ni 기판에 0.
- 본 실험에서는 Si’N, 를 투과체로 사용하는 x-ray 마스크는 가로세로 50X42 网「구조물을, BN는 가로세로 100X 100 ㎛2 구조물을 만드는데 사용하였다. Fig.
- 본 실험에서는 광배선모듈 및 광 백플레인에 사용될 다중모드 고분자 광도파로를 제작하기 위하여 길이 60 mm, 가로세로 100X100 간격 250 ㎛의 12채널 직선형 미세 구조물과 길이 38 mm, 가로세로 50X42 ㎛七 간격 250 ㎛의 12 채널 직선형 미세 구조물을 설계하였다. LIGA 공정을 구성하는 개별 공정의 기초기반 연구를 수행하고, Ni plate 위에 상기 미세 구조물이 구현된 Ni 마스터를 제작하였다.
성능/효과
- 이는 chain scission 의 밀도를 감소시켜 PMMA의 현상율을 저하시키는 원인이 되고, 두 현상이 평형을 이루는 조사량에서는 현상율이 수렴하게 된다. 식 (4)를 (a)의 경우에 적용한 결과 10 kJ/cm3 이상의 조사량에서 현상율이 수렴하는 것으로 유추되었다. 그리고 (a) 와 (b) 모두 2 kJ/cm3 이하의 표면 노광량을 갖는 시료는 현상되지 않았다.
- (a)는 길이 60 ㎛, 가로세로 100X 100 ㎛% 간격 250 侧인 12채널 직선형 미세 구조물을, (b)는 길이 38 mm, 가로세로 50X42 ㎛% 간격 250 ㎛의 12 채널 직선형 미세구조물이다. (a)의 경우 구조물의 크기는 높이가 99 -100 ㎛, 너비가 98 -101 ㎛ 수준으로, (b) 의경우 높이가 42.0 ~ 42.5 ㎛, 너비는 50 ㎛ 수준으로 ±1㎛ 이하 수준의 정밀도를 구현할 수 있었고, 표면조도(Ra)는 모두 8 ~15 nm, 측면조도 (sidewall roughness)는 100 /an— 140 nm 수준이었다.
- 여기서 유효 압력 P政는 성형하고자 하는 구조물의 형태와 치수에 따라 달라지기 때문에 핫 엠보싱 공정에서 고분자에 가해지는 엠보싱 압력에는 한계가 있으므로, 성형하고자 하는 구조물의 높이에 따라 금형의 빈 공간에 고분자가 충분히 충진되지 않거나, 충분한 깊이로 삽입되지 않아 불완전한 구조물이 성형될 수 있다. 따라서 제한된 엠보싱 압력 조건에서는 고분자의 점도를 낮추거나, 엠보싱 속도를 감소시키거나, 시뮬레이션을 통한 검증을 우선 수행한 후 실질적 공정에 적용하는 것이 효율적이다.
- 비교적 높은 점도에서는 엠보싱 압력 증가에 따라 성형되는 도파로의 깊이는 증가하지만, 불완전한 성형이 이루어짐을 예측할 수 있다. 반대로, 점도가 낮은 경우에는 고분자에 가해지는 압력이 앞서의 경우에 비해 상대적으로 낮은 경우에도 충분한 도파로 성형이 이루어짐을 예즉할수 있다.
- 5 側이내를 만족하지만, 그 이상의 점도에서는 불충분한 고분자 도파로 성형이 이루어짐을 알 수 있다. 실선으로 나타낸 이론적 예측 값과 비교하면 동일한 성형 패턴을 나타내고 있어 이론적 예측과 실험적 결과가 비교적 잘 일치함을 알 수 있다. 점도가 높은 경우에는 실험적 성형 치수가 이론적 예측과 비교할 때 다소 상이한 결과를 나타내는데, 이는 고분자 재료의 점도 측정이 높은 점도에서는 곤란하기 때문에 낮은 점도를 실험적으로 측정하여 이론적 유추를 통해 구함으로써 발생되는 오차 때문인 것으로 판단된다.
- 제작된 Ni 마스터 및 핫 엠보싱에 의한 고분자 구조물은 ± 1 ㎛의 정밀도 구현이 가능하였으며, 광배선모듈 및 광 백플레인용 다중모드 고분자 광도파로 성형과 같은 고분자 미세구조물의 대량 생산에 LIGA 공정이 유효함을 확인하였다.
- LIGA 공정을 구성하는 개별 공정의 기초기반 연구를 수행하고, Ni plate 위에 상기 미세 구조물이 구현된 Ni 마스터를 제작하였다. 제작된 마스터를 핫 엠보싱 기술에 적용하여 고분자 광도파로 구조를 성형함으로서, 체계적인 LIGA 공정을 완성하였다.
- 판단된다. 표면 조도는 13 ~ 23 nm 수준이며, 측면조도는 120 -140 nm 수준으로 마스터의 표면조도 특성이 그대로 전사됨을 확인하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.