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미세입자 분사가공을 위한 쾌속 마스크 제작기술의 개발
Development of Rapid Mask Fabrication Technology for Micro-abrasive Jet Machining 원문보기

한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.25 no.1 = no.202, 2008년, pp.138 - 144  

이승표 (충북대학교 대학원 정밀기계공학과) ,  고태조 (영남대학교 기계공학부) ,  강현욱 (포항공과대학교 기계공학과) ,  조동우 (포항공과대학교 기계공학과) ,  이인환 (충북대학교 기계공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Micro-machining of a brittle material such as glass, silicon, etc., is important in micro fabrication. Particularly, micro-abrasive jet machining (${\mu}-AJM$) has become a useful technique for micro-machining of such materials. The ${\mu}-AJM$ process is mainly based on the er...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 공정을 이용되어 왔다. 그러나 본연구에서는 반도체 자외선 레이저를 광원으로 하는 마이크로 광조형기술 응용하는 쾌속 마스크 성형기술을 개발하였다. 즉, 이를 이용하면 마스크 재료에 직접 초점된 자외선 레이저 빛을 주사하여 매우 신속하게 미세입자 분사가공을 위한 마스크를 제작할 수 있다.
  • 한편, 이와 같은 마스크 재료 위에 제작된 장치를 이용하여 원하는 패턴을 직접 성형하기 위해서는 자외선 빛에 따른 수지의 경화 특성을 파악하는 것이 필수적이다. 따라서, 이들 마스크 재료에 대한 경화 특성 파악 실험을 수행하였다.
  • 본 연구에서는 에폭시 계열의 네거티브 포토리지스트(negative PR) 의한 종류인 Microchem 사의 SU-8 2100 및 일반적으로 쾌속 조형(rapid prototyping) 시스템에 이용되는 DSM 사의 Watershed 11110 의 두 가지 수지를 이용하여 미세 입자 분사 가공을 위한 마스크 패턴을 제작하였다. 한편, 이와 같은 마스크 재료 위에 제작된 장치를 이용하여 원하는 패턴을 직접 성형하기 위해서는 자외선 빛에 따른 수지의 경화 특성을 파악하는 것이 필수적이다.
  • 앞서 살펴본 SU-8 을 이용한 경우와 마찬가지로 자외선 레이저 빛의 세기와 주사 속도에 따른 Watershed 11110수지 의 경 화특성을 파악하기 위 한 실험을 수행하였다. Fig.
  • 또한 이들 재료들은 본 연구에서 제작된 마스크 제작 장치에 바로 적용이 가능하다. 이에 본 연구에서는 SU-8 뿐만 아니라 기존 쾌속 조형 시스템에 많이 이용되는 일반적인 광 경화 성수지 인 DSM 사의 Watershed 11110를 이용하여 미세입자 분사 가공을 위한 마스크 패턴을 제작하였다.
  • 발생한다. 이에 본 연구에서는 마스크 제작에 앞서 자외선 빛의 주사 간격과 경화폭의 관계를 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 즉, Fig.
  • 이에 본 연구에서는 자외선 레이저와 광 섬유를 이용하는 마이크로 광조형기술 응용 마스크 제작 장치를 개발하고 이를 이용하여 미세 입자 분사 가공을 위한 쾌속 마스크 제작 기술을 개발하였다. 또한, 기존에 미세입자 분사가공을 위한 마스크 재료로 많이 이용되는 SU-8 뿐만 아니라 일반적으로 쾌속 조형에 많이 이용되는 광경화성 수지를 마스크 제작 공정에 성공적으로 적용하였다.
  • 그리고, 웨이퍼의 가공된 영역의 지름이 작게 나타나는 것은 미세입자 분사 가공 시 노즐의 분사 방향이 정확히 수직으로 되지 않았기 때문이다. 하지만 본 연구는 기존의 미세입자 분사 가공에서 적용되는 포토리토그래피 공정이 아닌 빠르게 제작이 가능한 새로운 마스크 제작공정에 대한 것이다. 이에 새로운 제작 공정을 제시한다는 측면에서 본 연구 결과는 유용하다고 판단된다.
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참고문헌 (7)

  1. Wensink, H., Berenschot, J. W., Jansen, H. V. and Elwenspoek, M. C., 'High resolution powder blast micromachining,' Proc. of IEEE international Workshop on Micro Electro Mechanical system, pp. 769-774, 2000 

  2. Wakuda, M., Yamauchi, Y. and Kansaki, S., 'Effect of workpiece properties on machinability in abrasive jet machining of ceramic materials,' Precision Engineering, Vol. 26, Issue 2, pp.193-198, 2002 

  3. Wensink, H., Jansen, H. V., Berenschot, J. W. and Elwenspoek, M. C., 'Mask materials for powder blasting,' J. of Micromechanics and Microengineering, Vol. 10, No.2, pp. 175-180, 2000 

  4. Lee, I. H. and Cho, D. W., 'An investigation on photopolymer solidification considering laser irradiation energy in micro-stereolithography,' Microsystem Technologies, Vol. 10, No. 8-9, pp. 592-598, 2004 

  5. Ikuta, K. and Hirowatari, K., 'Real three-dimensional micro fabrication using stereolithography and metal model,' Proc. of IEEE international Workshop on Micro Electro Mechanical system, pp. 42-47, 1993 

  6. Park, D. S., Cho, M. W., Lee, H. and Cho, W. S., 'Micro-grooving of glass using micro-abrasive jet machining,' J. of Material Processing Technology, Vol. 146, Issue 2, pp. 234-240, 2004 

  7. Ko, T. J., Park, D. J. and Kim, H. S., 'Characteristics of SU-8 mask for abrasive jet machining,' J. KSPE, Vol. 24, No. 1, pp. 71-78, 2007 

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