초록 ▼

□ 최종목표
ㅇ 향후 NT, BT, IT분야의 고부가가치 핵심부품 및 기기 제작에 산업적으로 적용 가능하고 나노 레벨 정밀도로 마이크로/나노 선폭/홀을 가공할 수 있는 신개념 극초단 고에너지 빔 응용 초정밀 하이브리드 가공 공정기술 및 시스템 개발을 목표로 함.

□ 개발내용 및 결과
- 고에너지 빔 응용 하이브리드 나노 가공 시스템의 핵심 부품의 최적화 및 다양한 재료를 대상으로 하는 실험을 수행
- 가공 대상 재료와 펨토초 레이저 펄스와의 반응성에 대한 연구를 진행하였으며, 진동 가진에 의한 재료와 펄

□ 최종목표
ㅇ 향후 NT, BT, IT분야의 고부가가치 핵심부품 및 기기 제작에 산업적으로 적용 가능하고 나노 레벨 정밀도로 마이크로/나노 선폭/홀을 가공할 수 있는 신개념 극초단 고에너지 빔 응용 초정밀 하이브리드 가공 공정기술 및 시스템 개발을 목표로 함.

□ 개발내용 및 결과
- 고에너지 빔 응용 하이브리드 나노 가공 시스템의 핵심 부품의 최적화 및 다양한 재료를 대상으로 하는 실험을 수행
- 가공 대상 재료와 펨토초 레이저 펄스와의 반응성에 대한 연구를 진행하였으며, 진동 가진에 의한 재료와 펄스간 인터렉션에 대한 연구를 진행함
- 진동 가진 장치를 해석을 통한 제작을 하였으며 이전 보다 개량된 특성을 가지는 가진장치를 확보음
- 전자소재분야에서 많이 이용되는 투명 전도성 재료에 대한 진동가진이 접목된 레이저 가공 결과에 대한 연구가 진행되었으며 고품질 고종횡비가공 장치를 개발 스텐트의 미세 홀 가공을 위한 가공방법 외에 전자소재를 대상으로 한 가공연구를 진행하였음
• 세부 개발 내용 및 결과
ㅇ 극초단 고에너지 빔 응용 미세 나노 공정 원천 기술 개발
- 금속, 유리, 폴리머, 세라믹 기능성 재료 나노 가공 핵심 기술 개발
- 초정밀 가공 해석 및 공정 주요변수에 따른 나노 가공 특성 연구
- 나노 패턴 하이브리드 가공 핵심기술 개발
- 점, 선 가공시 열영향 최소화 및 Debris 발생 최소화한 미세 나노 가공공정 기술 개발
- 나노 가공 메카니즘에 기반 가공 실험장치 구성
- 메커니즘 비교 실험을 통한 최적의 고에너지 빔 나노 공정변수 도출
- 최소 가공 선폭: 0.421㎛, 최소 홀직경: 0.292㎛, 세장비: 1이상, 가공정밀도: 100nm 이하 공정 원천기술 확보
- 고세장비 (세장비 1이상) 나노 가공 원천기술 개발
- 극초단 UV/VIS/IR laser 응용 신개념 Pre-heating 초정밀 레이저 미세가공 적용기술 개발
- 가공 내부 단면 고품질화 (평탄화) 공정기술 개발 표면조도 : 50nm 이하
- 극초단 레이저 파장별 (UV/VIS/IR) 가공 특성 분석연구
- 극초단 고에너지 빔과 재료 나노 Ablation에 대한 이론적 모델 개발
ㅇ 하이브리드 나노 가공 시스템 설계 및 제작 기술 개발
- 실시간 가공 모니터링 비젼부 모듈 제작
- 가공 특성에 따른 이송계 설계 제작
∙ 이송계 운용 면적 (300 x 300 mm2), 이송 분해능: 30nm, 최대이송속도: 250 mm/s
- 고품질 고에너지 빔 전송계 모듈 제작
- 고에너지 빔 펄스 제어용 빔 모듈 설계 및 제작
- 고정밀도 가공을 위한 빔 전송계와 스테이지 연동 모듈 설계 및 제작
- 통합 시스템 운용 S/W 개발 및 통합 운영 기술 개발
- 고에너지 빔 응용 가공시스템 Auto-focus 제작 및 비젼 모듈에 통합
- 고에너지 빔과 초음파 진동 초정밀 하이브리드 핵심 모듈 제작
- 고에너지 빔과 초음파 진동 초정밀 하이브리드 가공 운용 S/W 개발
- 고에너지 빔 응용 하이브리드 초정밀 가공 시스템 시작품 제작
ㅇ 광학계 (렌즈) 연동 초음파 진동 모듈 설계 및 모듈 개발
- 압전 소자를 이용한 고주파 진동 모듈 설계 및 제작 / 최대변위 진동모듈 설계 및 해석
∙ 레이저 광학계 렌즈의 고주파 진동 발생용 설계 및 제작 / 최대변위 진동 모듈의 운동자
• 설계 및 해석
∙ 압전 소자를 이용한 고주파 진동 모듈 / 최대 변위 진동 모듈 통합
∙ 최대변위 진동 모듈 진동 변위 및 진동수 성능 실험 / 고주파 진동 모듈 진동 변위 및 진동수 해석
- 최대변위 진동 모듈
최대 진동 변위 : 8000 ㎛
- 고주파 진동 모듈
최소 진동 변위 : 46 nm
ㅇ 고에너지 & 초음파 진동 하이브리드 가공 기술 개발
- 폴리머 종류별 광학적, 물리적, 그리고 화학적 특성파악
∙ 폴리머의 종류에 따른 열확산도 및 파장별 흡수율 분석
∙ 현재 보유한 레이저에 적합한 폴리머 재료의 선정 및 구매
- 파장별 나노초 레이저를 이용한 폴리머 cutting 기초실험
∙ 선정된 폴리머를 이용한 특성별 cutting 기초실험
∙ 유연기판의 레이저 하이브리드 가공을 위한 마운팅 지그제작
ㅇ 적용 핵심기술 개발
- 심혈관, 뇌혈관용 약물전달용 스텐트 응용 기술개발
∙ 심혈관, 뇌혈관용 약물전달용 스텐트 특성 및 물성 자료 조사
∙ 극초단 레이저 응용 스텐트 모재와의 미세 홀 가공 실험
∙ 극초단 레이저와 비평면 대상물 가공 기술 확보
∙ 극초단 레이저 응용 스텐트 미세 가공 모듈 제작
∙ 약물전달용 스텐트 미세 홀 제작 (최소가공선폭: 0.5㎛, 홀직경: 0.5㎛)
∙ 약물전달용 스텐트 성능 시험 평가 및 실험 평가
∙ 하이브리드 가공 기술 적용 기능성 약물전달용 스텐트 인허가 추진
- BT, NT, IT 미세 소자 적용 기술개발
∙ 디스플레이, 반도체, 휴대폰 등 고부가 미세 부품소자 응용 기술 개발
∙ 다양한 미세 부품 제작용 하이브리드 가공 기술 적용 개발

□ 기술개발 배경
- IT, ET. BT 산업에서 필요한 나노기반의 초정밀/초미세 고부가가치 제품의 생산이 끊임없이 요구되면서 이를 위한 복합 형상가공을 위한 Hybrid공정 가공시스템이 필요
- 나노기반의 초정밀/초미세 Hybrid 마이크로 복합 가공시스템의 수요급증
- 국내 나노기반의 초정밀/초미세 고부가가치 제품의 생산증가
- 초정밀/초미세 마이크로 가공 시스템 장비 산업의 지속적 성장 중 레이저 기반 가공 기술은 초정밀 미세가공 기술이며 친환경 기술로서 첨단산업분야의 고부가가치 제품화 기술개발에 있어 핵심 기술임
- 미세부품 가공의 한 방편으로 레이저를 이용한 가공 연구가 활발하게 진행되고 있음
- 고에너지 빔 기반 가공 기술은 가공된 가공형상에 대해 평탄도, 세장비, 표면조도등 가공물의 품질을 제어할 수 있는 기술, 세장비를 제어할 수 있는 기술이 전무하며 이에 대한 개선 연구도 미비한 실정임
- 미세부품 고에너지 빔 응용 초정밀 하이브리드 가공시스템 기술은 IT, BT, NT 산업에서 고도의 생산설비로 핵심적 역할을 하는 미래 지향형 첨단기술분야이며 반드시 확보하여야 할 기술이라 할 수 있음

□ 핵심개발 기술의 의의
- 나노기반 초정밀/초미세 Hybrid 가공 공정 및 원천기술 개발
- 나노기반 초정밀/초미세 Hybrid 가공 시스템의 핵심요소 원천기술 개발
- 나노기반 초정밀/초미세 Hybrid 가공 시스템 실용화기술 개발
- 나노기반 초정밀/초미세 Hybrid 가공 시스템 기술을 적용한 Stent, Micro 광피 업 렌즈 금형 및 기타 Micro 난삭제 부품 등의 개발에 활용가능한 기술 개발

□ 적용 분야
의료용심혈관 스텐트, 의료용 뇌혈관 스텐트, 디스플레이 재료 가공, 고종횡비 홀 가공, 난삭제 대상 초정밀 가공

(출처 : 초록)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3기술개발사업 주요 연구성과 ... 15목차 ... 51제 1 장 서 론 ... 52 제 1 절 과제의 개요 ... 52제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 62 제 1 절 최종목표 및 평가 방법 ... 62 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 64 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 68 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 76 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 76제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 77 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 77 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 94 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 97 제 4 절 고용 창출 효과 ... 98 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 99부록 ... 100끝페이지 ... 135