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제안 방법
- (그림 2. (a)-(d)) 두 번째 SU-8층 현상 때 구멍 깊이를 고려 하여 첫 번째 SU-8층 제작 때보다 길게 진행하였고 SU-8층과 유리기판과의 밀착력을 높여주기 위해 120℃로 유지된 핫플레이트에서 10분간 열처리하였다. 후속 공정은 평면형 노즐과 마찬가지로 DFR 패터닝-샌드블라스트-세척-소수처리를 진행하였다.
- 노즐 표면에 소수처리를 하기 위해 대기압 플라즈마 장비(APP, IHP-1000)를 이용하여 소수 표면을 형성하거나 실리콘 비등방성 건식식각장비(STS, Multiplex ASE)로 불소계 수지를 증착하고 접촉각을 측정 하였다. 초기 SU-8 표면의 접촉각은 55°(그림 5.
- 평면형은 기존 잉크젯 헤드와 유사한 구조로 세정이 용이한 장점을 가지고 있으나 메니스커스가 퍼지지 않도록 제어하기 위해서는 표면이 소수 특성을 가지고 있어야만 한다. 돌출형 구조는 노즐 외경에 의해 메니스커스가 결정되기 때문에 소수 특성이 덜 요구되지만 대신 세정이 불리한 단점이 있어 두가지 방식으로 접근하였다. 먼저, 유리 기판 상의 불순물을 제거하기 위해 120℃로 가열된 피라냐 용액에 약 10분 동안 세정한다.
- 돌출형 노즐 구조는 SU-8 패터닝을 두차례 실시하여 이층 구조로 수행하였다.(그림 2.
- 본 논문에서는 SU-8 감광제를 이용한 광학리소그래피 공정과 샌드블라스트 공정을 통해 전기수력학에 응용할 수 있는 직경 50㎛ 평면형 노즐과 내경 50㎛, 외경 100㎛의 돌출형 노즐 구조를 제작하였다. 평면형 노즐에서 토출 실험 결과 노즐 표면에서 잉크가 퍼지는 현상이 발생하여 토출 안정성이 떨어졌으나 이는 표면 소수처리와 돌출형태의 노즐을 통해 개선시킬 수 있을 것으로 기대된다.
- 본 논문에서는 절연 특성과 내화학 특성을 가지면서도 수 ㎛에서 1 mm에 이르는 두꺼운 구조물 제작이 가능하여 미소유체소자에 많이 적용되고 있는 SU-8 감광제를 유리 기판에 적용하여 노즐 형태를 제작하고 불소 수지 증착을 통해 소수 표면을 구현하여 메니스커스 형상을 제어하였으며 여기에 실제 잉크를 적용하여 EHD 방식의 토출을 구현하였다.
- (a)-(d)) 두 번째 SU-8층 현상 때 구멍 깊이를 고려 하여 첫 번째 SU-8층 제작 때보다 길게 진행하였고 SU-8층과 유리기판과의 밀착력을 높여주기 위해 120℃로 유지된 핫플레이트에서 10분간 열처리하였다. 후속 공정은 평면형 노즐과 마찬가지로 DFR 패터닝-샌드블라스트-세척-소수처리를 진행하였다.(그림 2.
대상 데이터
- 그림 4. (a)는 평면형과 돌출형 노즐 구조가 제작된 기판으로 하부는 유리 기판, 상부는 SU-8으로 구성되어있으며 다이싱을 통해 3 mm x 3 mm 크기의 노즐 구조가 제작된다. SU-8 층의 두께는 광학 현미경으로 측정한 결과 평면형은 약 80㎛, 돌출형은 약 160㎛ 측정되었으며 돌출부 내경은 50㎛, 외경은 100㎛로 제작 되었다.
- 그림 3은 EHD 인쇄 장치의 구성을 보여준다. 실험장치는압력조절기와 고전압 증폭기(Trek 1040A), 이축 스테이지로 구성된다. 노즐의 구멍 끝에 액체의 매니스커스(meniscus)가 형성되도록 압력 조절기로 잉크통의 공압을 조절한다.
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