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Focused Infrared Light를 이용한 롤투롤 핫엠보싱
Focused-Infrared-Light Assisted Roll-to-Roll Hot Embossing 원문보기

한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.34 no.3, 2017년, pp.199 - 203  

조정대 (한국기계연구원 인쇄전자연구실) ,  김우섭 (한국기계연구원 인쇄전자연구실) ,  김광영 (한국기계연구원 인쇄전자연구실) ,  최영만 (아주대학교 기계공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Hot embossing techniques are used to engrave patterns on plastic substrates. Roll based hot embossing uses a heated roll for a continuous process. A heated roll with relief patterns is impressed on a preheated plastic substrate. Then, the substrate is cooled down quickly to prevent thermal shrinkage...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 논문에서는 롤투롤 핫엠보싱 공정에 있어서 새로운 예열방법인 Focused Infrared Light를 제안하였다. 기판의 예열에 있어서는 중적외선(MIR)이 효과적인 광원임을 밝히고, 예열조건의 기초적인 조합에 따른 핫엠보싱 실험을 통해서 FIL을 이용한 예열방법이 엠보싱 롤만을 가열하는 경우에 근접한 각인 깊이를 가짐을 확인하였다.
  • 이 논문에서는 롤투롤 핫엠보싱 기술에 있어서 기판의 변형을 최소화하는 동시에 엠보싱 속도를 높이기 위하여, 집속된 중적외선광(Focused Mid-Range Infrared Light, FIL)을 이용하여 기판을 예열하는 방법을 제안한다. 중적외선광은 플라스틱 기판에 효율적으로 열에너지를 전달할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
핫엠보싱이란? 핫엠보싱은 열가소성 수지와 금형을 이용하여 제품을 생산하는 기법으로, 패키징 산업, 전자 부품 산업에 널리 사용되고 있다. 이 중에서도 최근 마이크로 핫엠보싱 기술은1 마이크로미터 또는 그 이하의 패턴을 플라스틱 기판 위에 형성할 수 있는 기술로서 미소유체 소자(Microfluidic Device),2 홀로그램, 3 마이크로렌즈어레이 시트4 등에 사용되고 있다.
마이크로 핫엠보싱 기술이 사용되는 곳은? 핫엠보싱은 열가소성 수지와 금형을 이용하여 제품을 생산하는 기법으로, 패키징 산업, 전자 부품 산업에 널리 사용되고 있다. 이 중에서도 최근 마이크로 핫엠보싱 기술은1 마이크로미터 또는 그 이하의 패턴을 플라스틱 기판 위에 형성할 수 있는 기술로서 미소유체 소자(Microfluidic Device),2 홀로그램, 3 마이크로렌즈어레이 시트4 등에 사용되고 있다. 핫엠보싱을 이용한 생산 공정은 생산성 향상을 위해 롤투롤(Roll-to-Roll)로 연속적으로 기판이 공급되는 구조를 가지는 경우가 많으며, 롤투롤 핫엠보싱은 예열(Preheating), 엠보싱(Embossing), 냉각(Cooling) 과정을 거치게 된다.
예열을 통하여 롤의 온도를 낮추거나 속도를 높이는 방향의 연구가 진행될 것으로 보이는 이유는? 앞으로의 마이크로 핫엠보싱에서는 패턴의 사이즈가 서브 마이크로미터 수준으로 감소하고 생산성 향상을 위해 대면적인 패턴이 적용될 것이다. 기존의 롤을 직접 가열하는 방식의 핫엠보싱은 롤의 높은 온도에 따른 기계적인 변형을 야기하여 균일도 및 패턴 위치 정밀도에 악영향을 줄 수 있다. 따라서 예열을 통하여 롤의 온도를 낮추거나 속도를 높이는 방향의 연구가 진행될 것으로 보인다.
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참고문헌 (11)

  1. Peng, L., Deng, Y., Yi, P., and Lai, X., "Micro Hot Embossing of Thermoplastic Polymers: A Review," Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol. 24, No. 1, Paper No. 013001, 2013. 

  2. Focke, M., Kosse, D., Muller, C., Reinecke, H., Zengerle, R., et al., “Lab-on-a-Foil: Microfluidics on Thin and Flexible Films,” Lab on a Chip, Vol. 10, No. 11, pp. 1365-1386, 2010. 

  3. Xie, D., Chang, X., Shu, X., Wang, Y., Ding, H., et al., “Rapid Fabrication of Thermoplastic Polymer Refractive Microlens Array Using Contactless Hot Embossing Technology,” Optics Express, Vol. 23, No. 4, pp. 5154-5166, 2015. 

  4. Leech, P. and Lee, R., “Hot Embossing of Grating-Based Optically Variable Images in Thermoplastic Acrylic Lacquer,” Journal of Materials Science, Vol. 42, No. 12, pp. 4428-4434, 2007. 

  5. Yeo, L. P., Ng, S. H., Wang, Z., Wang, Z., and De Rooij, N. F., “Micro-Fabrication of Polymeric Devices Using Hot Roller Embossing,” Microelectronic Engineering, Vol. 86, No. 4, pp. 933-936, 2009. 

  6. Liedert, R., Amundsen, L. K., Hokkanen, A., Maki, M., Aittakorpi, A., et al., “Disposable Roll-to-Roll Hot Embossed Electrophoresis Chip for Detection of Antibiotic Resistance Gene Meca in Bacteria,” Lab on a Chip, Vol. 12, No. 2, pp. 333-339, 2012. 

  7. Chang, J.-H. and Yang, S.-Y., “Development of Fluid-Based Heating and Pressing Systems for Micro Hot Embossing,” Microsystem Technologies, Vol. 11, No. 6, pp. 396-403, 2005. 

  8. Liu, S. J., Huang, C. C., and Liao, C. T., “Continuous Infrared Assisted Double Sided Roll to Roll Embossing of Flexible Polymer Substrates,” Polymer Engineering and Science, Vol. 52, No. 7, pp. 1395-1401, 2012. 

  9. Fagan, M. D., Kim, B. H., and Yao, D., “A Novel Process for Continuous Thermal Embossing of Large Area Nanopatterns onto Polymer Films,” Advances in Polymer Technology, Vol. 28, No. 4, pp. 246-256, 2009. 

  10. Lu, C., Juang, Y. J., Lee, L. J., Grewell, D., and Benatar, A., “Analysis of Laser/Ir Assisted Microembossing,” Polymer Engineering and Science, Vol. 45, No. 5, pp. 661-668, 2005. 

  11. Jeong, H., La, M., Park, S. J., and Kim, D. S., "Roll-to-Flat Texturing System with Infrared Preheating for Manufacturing a Microfluidic Device," Microelectronic Engineering, Vol. 107, pp. 10-16, 2013. 

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