프로젝션 TV, 비디오 카메라나 CD 등과 같은 전자 광학((Electro-optics) 제품 시장이 확대되고 있다. 이들 제품의 광학 부품을 소형경량화·고성능화·저가격화 하기 위해 각 제조업체에서 독자적인 비구면 가공 기술을 개발하고 있으며, 종전의 유리 렌즈에서 좀더 가벼운 플라스틱 렌즈로 이동하고 있다. 이 광학 부품들의 요구 정밀도는 형상 정밀도, 면 거칠기 모두 요구값이 높아지고 있으며 초정밀 비구면 경면 절삭 기술이 이용되고 있다. 본 고에서는 프로젝션 TV 및 비디오 카메라의 비구면 플라스틱용 금형을 대상으로 무전해 니켈 도금막의 초정밀 경면 절삭 기술에 대해 소개한다.
한국광학기기협회(회장 박상진)에서는 2012년도 사업추진방향을 정밀광학산업 기술기반 확충 및 국제 교류 협력 사업 강화, 회원사에 대한 지속적인 경쟁력 제고 등으로 정하고 적극적인 사업을 펼쳐나갈 계획이다. 주요 사업으로 국내외 전시사업, 한일협력사업, 정밀 광학기술 전문인력 양성사업 등을 추진해 나가고 있다. 올해에도 국내 업체들의 제품의 우수성을 전 세계에 널리 알리고 수출 촉진을 위해 해외 유력 전시회를 발굴하여 공동전시사업을 활발히 전개해 나갈 계획이다.
피에조 액추에이터는 세라믹 소재의 압전 특성을 이용한 전기식 액추에이터로, 이에 사용되어지는 세라믹스는 전자분야의 기초재료로 다양한 연구가 이루어지고 있다. 통신기기, 의료기기, 초정밀 액추에이터, 초음파 모터 등 각종 정밀 센서와 측정 계측기기와 같이 가정용에서부터 첨단 기술 분야 까지 광범위하게 이루어지고 있다. 이와 같이 첨단 기술 분야에 각광 받고 있는 압전 소재 제품중, 본 논문에서는 국내 개발 및 시장 진입이 어려운 초정밀 액추에이터를 선택 하였으며, 전압 이송소자를 활용하기 위한 연구소단위의 연구내용을 기술하였다. 즉, 정밀 제어에 영향을 미치는 피에조의 히스테리시스를 포함한 개루프 특성을 모델링하고, 컴퓨터 시뮬레이션으로 액추에이터의 동작을 검증한 후 PID제어기를 적용하여, 이에 따른 결과와 함께 제어기를 제작하였다.
최근의 컴퓨터, 자동화 기기, 로봇 등으로 대표되는 산업용기기나 정밀전자 부품제조 기기등의 진보는 눈부신 바가 있으며 그들의 구동 부분에 대한 정밀도가 높은 위치결정, 고속 응답성, 소형화 등의 요구가 점차 높아져 가고 있다. 그러므로 고속응답성을 이루기 위하여서는 플랜트의 상태 방정식을 구조조건으로 하고 주어진 성능지수를 최소화하는 최적제어이론에 기반을 둔 Rang-Bang control를 positioning servo system에 적용시켜야 한다.(중략)
한국 광산업이 충분한 여건을 갖추고 있음에도 불구하고 정밀광학에 진입하지 못하는 요인은 우리 광산업이 수요자의 신뢰를 얻지 못하고 있기 때문으로 생각된다. 정밀광학분야에서 수요자의 신뢰를 얻으려면 연구 개발의 단계에서부터 엄밀한 평가와 공신력 있는 인증체계가 도입되어야 한다. 이를 위하여 ISO 9000, 공학인증, 인공위성 개발체계에서 적용되는 인증체계를 통해 살펴본다면 정밀광학기기의 연구개발, 생산, 검사과정이 문서화되고, 공신력 있는 평가가 이루어져야 하며, 평가의 결과가 제품의 성능향상과 공정개선에 활용되는 순환적인 발전체계가 있어야 함을 알 수 있다.
1996년 설립(당시 동인정밀)된 동인산업(대표·이진태)은 10년 가까이 초정밀 광학부품 생산에만 주력하며 꾸준한 기술향상과 매출증대를 통해 알토란같은 회사를 이끌어오고 있다. 설립당시 이진태 사장 혼자서 선반 하나 놓고 미약하게 첫출발을 했지만 현재 자동화기기 MCT 3대, CNC 3대, 밀링 4대, 선반 2대 등의 설비를 갖추었고, 지난 2003년 2월에는 경기도 군포시 금정동에 공장과 사무실을 신축, 설립하면서 초정밀광학부품 생산업체로서의 면모를 한층 더 갖추게 되는 계기가 됐다.
초정밀 CMP가 없었다면 오늘날의 컴퓨터는 있을 수 없다. 초정밀 CMP 기술은 현재 옵토메카트로닉스 분야의 핵심 기술이고, 정보화 사회에서는 없어서는 안 될 IT 산업의 견인차가 되고 있다. 초정밀 가공 기술 중 CMP는 기능성 재료가 갖는 특이한 특성을 끌어낼 수 있는 무변형 평활 표면 가공법으로 3차원 초미세 가공을 하는 데 있어 기본이 될 것으로 기대되는 기술이다. 본 고에서는 현재 기술적으로 다른 예를 볼 수 없는 양산 베이스로 초정밀 가공이 실행되고 있는 초 LSI용 베어 실리콘 웨이퍼의 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 기술에 대해 해설하고, 디바이스화 웨이퍼의 Planarization(평탄화) CMP로의 응용에 대해 설명한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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