• 제목/요약/키워드: 박막미세가공

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고분자 미세입자의 전기분사와 다공성 박막 제작에의 응용 (Electrospraying of Polymeric Microparticles and its Application to Fabrication of Porous Membrane)

  • 정영훈;오하나
    • 한국기계가공학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.126-133
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    • 2015
  • Recently, there has been demand for polymeric porous membranes in various fields, such as environmental engineering, pharmaceutics, tissue engineering, drug delivery, biology, and fuel cells. In this study, it is proposed that a polymer particle-based porous membrane can be fabricated using electrospraying and sintering processes. Electrospraying can fabricate polymeric particles with diameters ranging from several micrometers to tens of nanometers without the cumbersome particle aggregation problem. Additionally, the particles can be sintered through thermo-compression under the glass transition temperature. In this study, a polymethyl methacrylate particle-based porous membrane with an average pore size of less than 500 nm is fabricated using the proposed method.

마이크로 금속분말사출성형 기술 (Micro Metal Powder Injection Molding Technology)

  • 김순욱;류성수;백응률
    • 한국분말재료학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.179-185
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    • 2004
  • 통상적인 금속분말의 성형은 분말야금 공정으로 이루어지기 때문에 복잡한 형상의 부품을 구현하는 데는 제약이 있다. 하지만, 1970년대 후반 이래 새로운 금속분말의 성형기술로 크게 각광을 받으며 연구되고 있는 금속분말사출성형(Metal Powder Injection Molding, MIM) 기술을 이용하면 다양한 형태의 부품을 성형할 수 있다 최근에는 이러한 MIM 기술을 이용하여 다양한 산업분야에 응용될 수 있는 마이크로 부품을 제조하고자 하는 연구개발이 주목받고 있다./sup 1)/ 현재까지는 마이크로 부품을 제조하는 원천기술이 반도체 공정기술이나 마이크로 기계가공기술에 크게 의존하고 있다./sup 2,3)/ 특히, 경제적 효용성이라는 관점에서 수 마이크로 이하의 극미세 구조물은 반도체 공정기술을 이용하여 성형하는 것이 유리하며, 1㎜의 치수를 갖는 미세 구조물은 마이크로 기계가공기술로 제조하는 것이 적합하다(그림 1). 하지만, 수십 마이크로에서 수백 마이크로의 치수를 갖는 구조물 제조에 있어서 앞선 두 공정기술은 응용 재료의 종류와 복합한 형상의 대량생산에 한계가 있다. 비록 반도체 공정기술에서 박막 증착과 전기화학적 도금기술을 이용한 표면미세가공 기술에 의해 수십 마이크로 이내의 치수를 갖는 미세 구조물을 정밀하게 성형하지만,/sup 4,5,)/ 수백 마이크로 크기의 치수를 반도체공정기술로 구현하기는 곤란하다. 또한, 마이크로 기계가공기술도 높은 가공 정밀도를 유지하며 수백 마이크로 크기의 구조물을 가공할 수 있지만 복잡한 모양의 형태를 대량생산하기에는 적합하지 않다.

유기 자기조립 단분자막의 레이저 포토 패터닝을 이용한 박막 미세 형상 가공 기술 (Micromachining Thin Film Using Femtosecond Laser Photo Patterning Of Organic Self-Assembled Monolayers.)

  • 최무진;장원석;김재구;조성학;황경현
    • 한국정밀공학회지
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    • 제21권12호
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    • pp.160-166
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    • 2004
  • Self-Assembled Monolayers(SAMs) by alkanethiol adsorption to thin metal film are widely being investigated fer applications as coating layer for anti-stiction or friction reduction and in fabrication of micro structure of molecule and bio molecule. Recently, there have been many researches on micro patterning using the advantages of very thin thickness and etching resistance of Self-Assembled Monolayers in selective etching of thin metal film. In this report, we present the several machining method to form the nanoscale structure by Mask-Less laser patterning using alknanethiolate Self-Assembled Monolayers such as thin metal film etching and heterogeneous SAMs structure formation.

유기 자기조립 단분자막의 레이저 포토 패터닝을 이용한 금속 박막의 미세 형상 가공 기술 (Micromachining Thin Metal Film Using Laser Photo Patterning Of Organic Self-Assembled Monolayers)

  • 최무진;장원석;신보성;김재구
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.219-222
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    • 2003
  • Self-Assembled Monolayers(SAMs) by alkanethiol adsorption to thin metal film are widely being investigated for applications as coating layer for anti-stiction or friction reduction and in fabrication of micro structure of molecular and bio molecular. Recently, there have been many researches on micro patterning using the advantages of very thin thickness and etching resistance in selective etching of thin metal film of Self- Assembled Monolayers. In this report, we present the micromachining thin metal film by Mask-Less laser patterning of alknanethiolate Self-Assembled Monolayers.

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FIB를 이용한 다이아몬드 기판 위의 나노급 미세 패턴의 형상 가공 (Nano-scale Patterning on Diamond substrates using an FIB)

  • 송오성;김종률
    • 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.

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질소함유량에 따른 질화규소 박막의 특성 및 기계적 성질 (Characterization and Mechanical Properties of Silicon Nitride Films with Various Nitrogen Contents)

  • 고철호;김봉섭;이홍림;윤존도;최성룡;김광호
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.209-209
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    • 2003
  • 기계가공용으로 개발된 3성분계 Ti-Si-N 코팅막은 약 40㎬이상의 초고경도이며, 그 미세구조는 나노입자의 TiN결정과 비정질 Si$_3$N$_4$로 이루어져 있다. Ti-Si-N 코팅의 경도는 극소량 Si를 첨가함에 따라 급격히 증가하였으며, 7.7at%에서 약 45㎬이었다. 그 이상에서는 감소하였다. 본 연구는 Ti-Si-N 코팅에서 규소첨가에 따른 박막에 형성하는 질화규소 또는 규소의 특성을 조사하기 위하여 질화규소 박막을 제조하여 그 특성 및 기계적 성질을 조사하였다. 스퍼터링 방법으로 제조한 질화규소 박막의 표면 및 내부구조를 광학현미경, 주사전자현미경, 투과전자현미경 그리고 AFM으로, 정성 및 정량을 EPMA와 EDS로, 결정성을 박막 엑스선회 절분석기로, 화학 결합구조을 XPS으로 분석하였다. 그리고 나노인덴터를 이용하여 박막의 경도와 탄성계수를 조사하였다.

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수평구동형 정전 액추에이터를 이용한 금속형 공진가속도계의 설계, 제작, 정적시험 및 오차분석 (Design, Fabrication, Static Test and Uncertainty Analysis of a Resonant Microaccelerometer Using Laterally-driven Electrostatic Microactuator)

  • 서영호;조영호
    • 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.

극초단펄스 레이저에 의한 크롬박막 미세가공 (Ablation of Cr Thin Film on Glass Using Ultrashort Pulse Laser)

  • 김재구;신보성;장원석;최지연;장정원
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.620-623
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    • 2003
  • The material processing by using ultrashort pulse laser, in recently, is actively applying into the micro machining and nano-machining technology since ultrashort pulse has so faster than the time which the electrons energy absorbing photon energy is transmitted to surrounding lattice-phonon that it has many advantages in point of machining. The micro machining of metallic thin film on the plain glass is widely used in the fields such as mask repairing for semiconductor, fabrication of photonic crystal, MEMS devices and data storage devices. Therefore, it is important to secure the machining technology of the sub-micron size. In this research, we set up the machining system by using ultrashort pulse laser and conduct on the Cr 200nm thin film ablation experiments of spot and line with the variables such as energy, pulse number, speed, and so on. And we observed the characteristics of surrounding heat-affected zone and by-products appeared in critical energy density and higher energy density through SEM, and also examined the machining features between in He gas atmosphere which make pulse change minimized by nonlinear effect and in the air. Finally, the pit size of 0.8${\mu}{\textrm}{m}$ diameter and the line width of 1${\mu}{\textrm}{m}$ could be obtained.

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