• 한국정밀공학회지
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• 제17권7호
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• pp.52-58
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• 2000

최근 첨단 미세가공기술로 주목을 받고 있는 실리콘 마이크로머시닝 기술과 이를 기반으로 한 산업용 MEMS 개발현황을 소개한다. 전반부에서는 마이크로머시닝 기술의 종류를 소개하고 각각의 기술에 대해 기술근원, 미세가공원리와 기본 가공공정을 간략히 요약한 후 기전 집적형태의 마이크로머신과의 연계성을 고려한 시스템적인 측면에서의 기술특성을 상호 비교한다. 또한 가공의 양산성, 재현성, 조립성 측면에서 마이크로머시닝의 가공성을 조명함과 동시에 향후 발전방향을 전망한다.(중략)

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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• pp.131-135
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• 1993

오늘날 전자산업, 광학기계,미세노즐 및 오리피스, 정밀공구,게이지, 고밀도 PCB 기판등 각종 산업에서 미세구멍 가공기술이 요구되고 있다. 이러한 구멍 가공에 사용될 수 있는 기술로는 드릴 가공의 기계적 가공방식 이외에 레이져가공,전자빔가공, 방전가공등의 열적가공방식과 전해가공,전해연마,화학부식의 화학적가공 방식이 있겠으나 생산성, 가공표면의 정도, 심혈가공의 어려움 등의 이유로 미세드릴을 이용한 기계적인 가공방법이 선호되고 있다. 본 연구에서는 미세구멍/가공시 가공토크에 미치는 중요 변수들의 영향을 실험을 통하여 조사하여 높은 절삭성을 발휘하는 동시에 공구의 파손도 피할 수 있는 조건을 제시하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.66-70
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• 1993

미세드릴가공은 드릴 직경의 소경화로 발생하는 공구강성저하, 지동 발생, 칩배출 곤란 등으로 인해 수많은 기계가공 중에서도 가장 어려운 가공 중의 하나이며 이로인해 설계의 단계에서 가능한 피하고있는 실정이다. 그러나 근래 각종 제품의 소형 경량화 추세가 일어나면서 미세구멍가공 기술에 대한 중요성이 높아지고 있으며, 특히 시계부품, 소형 정밀 부품, 연료분사용 노즐, 광파이버 관련품, 우주항공기 부품 등에 수요가 급증하고 있다. 또한 최근 전기.전자 공업의 발달과 함께 등장한 표면실장기술(SMT)은 프린터 배선기판의 고밀도화를 더욱 진전시켰으며 이는 구멍밀도, 구멍지름의 미소화 등 미세구멍가공 관점에서 보완해야 할 기술적인 과제를 남겨 놓았다. 본 연구는 미세드릴가공의 메카니즘을 규명하고 그 문제점을 해결하여 미소경 드릴링 머신을 개발하는 데 주력함과 동시에그 절삭현상의 기초적인 연구를 수행하였다

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.1047-1055
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• 2006

필드이온빔(FIB) 가공기를 써서 초고강도의 벌크다이아몬드를 가공하기 위해 이온 소오스의 종류와 가공 조건에 따른 나노급 미세 선폭의 최적조건을 알아보고 이에 근거한 2차원적인 텍스트의 가공과 3차원적인 박막요소의 가공을 시도하였다. 다이아몬드 기판과 실리콘 기판을 Ga과 $H_2O$ 소오스를 이용하는 FIB를 써서 30 kV 빔 전류를 10 pA $\sim$ 5 nA로 변화시키면서 패터닝하고 이때 각각 20 ${\mu}m$ 길이로 생성되는 선형 패턴의 선폭, 깊이, 에치속도, 에치형상, 깊이선폭비 (aspect ratio)를 확인하였다. 다이아몬드도 실리콘 기판과 마찬가지로 나노급 패턴의 형성이 가능하였다. $H_2O$ 소오스를 채용한 경우가 에치 깊이가 2배 정도 증가하였으며 동일한 가공 조건에서는 실리콘에 비해 다이아몬드의 에치 선폭이 감소는 경향이 있었다. 특히 다이아몬드는 절연성 때문에 차지가 축적되어 가공 중 이온빔이 불안정해지는 문제가 있었으나 차지 중화 모드를 이용하여 성공적으로 sub-100 nm급 선폭의 미세 가공이 가능하였다. 확인된 선폭가공 조건에 근거하여 2차원적으로 0.3carat의 보석용 다이아몬드의 거들부에 300여개의 글자를 FIB를 활용하여 선폭 240 nm정도로 명확히 기록하는 것이 가능하였다. $Ga^+$이온과 30 eV-30 pA로 조건에서 비교적 넓은 선폭과 Z축 depth 고정범위에서 많은 개인정보의 기록이 영구적으로 가능하였으며 전자현미경으로 재생이 가능하였다. 3차원적으로 두께 $1{\mu}m$의 박막요소를 FIB가공과 백금 용접으로 떼어낸 후 FIB가공으로 두께가 100 nm가 되도록 한 후 투과전자현미경을 이용하여 성분 분석을 하는 것이 성공적으로 수행될 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.136-138
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• 2007

최근 기계가공기술의 발달에 따라 내마모용 TiN 박막의 수요가 증가하였고, TiN박막은 내마모용으로 높은 경도 및 밀착력을 필요로 한다. TiN박막을 증착시키는 방법은 PVD, CVD 등 여러 가지가 있으나 본 연구에서 공구강 SKD 61기판 표면과 Radical Nitriding(RN) 처리된 SKD 61 기판에 arc ion plating(AIP)를 이용하여 TiN 박막을 증착시켜 표면경도를 향상시키고, 이 코팅층의 미세구조가 기계적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 RN처리된 SKD61에서 코팅 두께가 많이 나왔고, 스크래치테스트 결과 접착력이 향상되었음을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.303-303
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• 2011

최근 세포 포집 소자 제작에 있어 세포의 종류와 크기의 다양성을 고려하여 정확하게 포집하기 위한 고정밀화, 소형화 된 도구 제작 기술 개발이 중요한 현안으로 떠오르고 있다. 본 연구에서는 선행 기술에서의 세포 포집 한계를 극복하기 위한 방안으로 펨토초 레이저 가공을 통한 미세 세포 포집 장치 제작에 관한 실험을 진행하였다. 펨토초 레이저의 짧은 파장의 대역 범위와 전력 특성이 미세 소자 제작을 가능하게 함에 따라 수백, 수천 개의 세포 포집에 있어 보다 안정적이고 신뢰도 높은 포집 장치 구현을 실현시킬 수 있다. 실험에서는 펨토초 레이저의 가공 조건을 가변하며 MEMS 소자에 홀(hole)을 형성시켰다. flatness 200인 Polycarbonate 재질의 기판 위에 CNC공작기계를 사용하여 유로를 제작하고 상부에 젤라틴 코팅 부분 2를 포함한 총 두께 12의 membrane 필름을 부착하였다. 이후 775 nm 파장의 펨토초 레이저를 사용하여 10${\times}$10 개수의 홀을 형성 한 후 홀 주위의 thermal damage와 레이저의 파워에 따른 홀의 형태와 크기 변화를 비교하였다. 실험 결과 membrane 막의 젤라틴 코팅 측면 홀의 평균 직경은 레이저의 파워와 비례하여 증가하였으며, 레이저 파워가 일정한 임계치에 도달하면 특정 시점에서 수렴됨을 확인하였다. 또한 PET 측면의 직경은 서서히 증가하고 빠르게 일정한 값으로 수렴됨을 확인하였다. 본 실험에서는 펨토초 레이저의 특성 파라미터와 레이저의 가공 조건을 수립함으로써 실험에서 사용 된 레이저를 이용한 드릴링 방안을 제시한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권3호
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• pp.520-528
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• 2001

This paper investigates a resonant microaccelerometer that measures acceleration using a built-in micromechanical resonator, whose resonant frequency is changed by the acceleration-induced axial force. A set of design equations for the resonant microaccelerometer has been developed, including analytic formulae for resonant frequency, sensitivity, nonlinearity and maximum stress. On this basis, the sizes of the accelerometer are designed for the sensitivity of 10$^3$Hz/g in the detection range of 5g, while satisfying the conditions for the maximum nonlinearity of 5%, the minimum shock endurance of 100g and the size constraints placed by microfabrication process. A set of the resonant accelerometers has been fabricated by the combined use of bulk-micromachining and surface-micromachining techniques. From a static test of the cantilever beam resonant accelerometer, a frequency shift of 860Hz has been measured for the proof-mass deflection of 4.3${\pm}$0.5$\mu\textrm{m}$; thereby resulting in the detection sensitivity of 1.10${\times}$10$^3$Hz/g. Uncertainty analysis of the resonant frequency output has been performed to identify important issues involved in the design, fabrication and testing of the resonant accelerometer.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.1151-1153
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• 1999

3-layer polysilicon 표면미세가공공정을 이용하여 micro zone plate 렌즈와 미러 및 이를 구동하기 위한 구동기를 일체화시킨 마이크로 구동형 광학소자를 설계, 제작하였다. 650nm의 파장대역에서 초점거리가 $500{\mu}m$가 되도록 마이크로 zone plate 렌즈를 설계하였으며, 렌즈의 광학축은 실리콘 기판 상에서 $121{\mu}m$거리에 위치하도록 제작하였다. 마이크로 hinge와 스프링 latch 및 측면지지 plate를 이용하여 마이크로 렌즈와 미러가 실리콘 기판상에서 out-of-plane동작이 가능하도록 하였다. 마이크로렌즈 초점거리의 가변을 위하여 6개의 SDA(Scratch Drive Actuator)어레이를 설계, 제작하였다. 또한 빔 반사를 위한 마이크로 미러를 설계하고 $45^{\circ}$ self-assembly를 위하여 마이크로 hinge와 SDA array를 제작하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.206-206
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• 2007

PCB기판 제작에 있어서 미세패턴을 형성하기 위한 차세대 공법으로 imprint공법을 이용하여 PCB기판제작에 대한 내용입니다. imprinting을 하기 위해서 미세때턴이 형성된 Tool-foil을 이용하여 imprinting시 Via hole을 동시 가공을 함으로서, 공정 비용 절감과 공정 프로세스 단축의 효과를 볼수 있다. 하지만 대면적(405*510size) imprint용 N-stamp제작이 쉽지 않으며, Ni-stamp가격 또한 만만치 않으며, 대면적 size일수록 이형처리 또한 쉽지 않다. 이형문제와 Stamp제작 비용을 줄이기 Cu-stamp를 제작 하여, Imprint후 이형처리 하지 않으며, Stamp제작 또한 쉬우며, 가격도 싸기 때문에 그에 따른 기대효과를 간략하게 소개 하고자 한다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.183-190
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• 2007

It is well known that abrasive waterjet(AWJ) was developed as a kind of high-density energy processing technologies. AWJ is used to obtain the better cutting quality of various materials such as metals, ceramics, glass and composite materials within a short manufacturing time because of the characteristics of heatless and noncontact processing. However, AWJ device still has some problems to obtain the high quality of thin workpiece. In this paper, we investigated the optimal microcutting conditions of AWJ, such as maximum pressure, cutting speed and standoff distance of thin multi-layered materials. The experimental results show that AWJ has possibilities and potential to apply to the microcutting of thin multi-layered materials for IT industrial applications.