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문제 정의
- 이러한 제품들은 일반적으로 실리콘, 유리 혹은 플라스틱 기판 위에 다양한 형상의 구조물들을 제작하는 MEMS 혹은 LIGA 공정을 이용하여 제작되어 지고 있으나 디바이스의 실질적인 산업 및 경제성 등의 제약을 극복하기 위해 디바이스의 대량생산과 원가절감 등을 통한 상용화가 요구되어 지고 있다. 따라서 본 연구에서는 LOC(Lab-on-a-Chip) 디바이스의 기본 소자인 채널, 챔버, 필터, 리액터 등을 구현하기 위하여 전통적 플라스틱 제품 대량 생산 방식 중 하나인 사출성형 공정을 이용하여 새로운 공정의 LOC(Lab-on-a-Chip) 제작을 위한 기초 공정 기술을 연구하였으며 미세 패턴의 전사성에 영향을 주는 금형 온도조건을 바탕으로 전기적 히팅을 이용하여 금형을 제작함으로써 Stamper 자체의 온도를 짧은 시간에 상승시킴으로써 패턴의 전사성을 높이고 급속 냉각에 의하여 사이클 타임을 단축시키며 성형성을 제어함과 동시에 압력과 속도 등의 성형 조건을 달리하여 실험함으로써 각 성형 조건이 마이크로 채널의 성형성에 미치는 영향을 연구하였다.
- 4는 본 실험에 사용된 전기 히팅 금형의 Stamper의 온도를 열전대를 이용하여 측정한 그래프로 금형의 온도를 상승시킴과 동시에 충진 후 상온에서 냉각함으로써 냉각시간의 단축에 의한 성형 사이클의 단축과 수지 결정화의 저하에 따른 수축에 의한 변형등의 문제 해결이 기대 된다. 또한 사출 속도를 달리하여 사출 압력과 충진 시간을 달리함으로써 각 조건이 마이크로 채널의 전사성에 미치는 영향을 확인해 보았다. Table 1은 각각의 성형 조건을 표로 나타내었다.
- 본 연구에는 LOC(Lab-on-a-Chip) 디바이스의 상용화와 공정의 단순화를 위해 마이크로 채널에 대한 기초 성형 실험을 수행하여 성형 조건에 의한 변수들이 마이크로 채널 성형에 미치는 영향을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 LOC(Lab-on-a-Chip) 디바이스의 구현을 위해 용용수지의 전사 속도를 향상시키기 위한 고온의 금형 온도 제어와 냉각, 속도, 압력, 사출률 등의 공정 조건의 최적화 구현에 대한 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것으로 보인다.
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