본 발표에서는, 요사이 고품질의 광학부품을 가공할 때 의외의 가공현상으로 거의 완성된 부품을 폐기하는 사례에 [H해 근본적인 초정밀 가공과 문제점에 대해 분석하였다. 초정밀 가공기와 가공공정 그리고 외기환경에 대한 종합적인 분석을 통해 의외의 가공현상을 예측 가능한 가공현상으로 변화시키는 기술적 분석방법에 대해 독일 공작기계관련 박사학위논문을 기반으로 자세히 설명한다. 초정밀 가공기의 설계는 기계설계, 가공공정 설계 그리고 환경설계까지가 범위이다.
흔히 바늘구멍 공격(pin point attack)이라 불리는 초정밀 지상 공격 능력은 현대 공군의 실력을 가늠하는 척도로 평가된다. 특히 초정밀 유도무기체계의 등장은 현대 공군의 위상은 물론 현대전에서 공군의 역할과 중요성을 더욱 배가시키고 있다. 다양한 형태의 초정밀 유도무기체계가 등장해 전장에서 활약하고 있는 지금, 표적획득에서 공격까지의 정밀 폭격에 대해 알아본다.
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.
최근 실리콘 웨이퍼 등 취성 재료에 있어 표면 거칠기나 마이크로 크랙 등 표면 품질과 함께 형상 정밀도에 대한 요구가 높아지고 있다. 본 고에서는 경취 재료의 초정밀 가공으로서 광학 유리재를 대상으로 하여 다이아몬드 절삭에 의한 임계 절입 깊이를 실험적으로 조사한 결과와 메탈 본드 다이아몬드 지석을 이용한 초정밀 경면 절삭 기술에 대해 소개한다.
21세기 들어 BT, IT, NT, ST 관련 첨단산업이 우리나라의 미래를 선도할 산업으로 새롭게 부각되고 있다. 이들 산업의 핵심 부품 가공에 다이아몬드 선반을 이용한 초정밀 가공 기술은 계속해서 활용폭이 커질 뿐만 아니라 현재보다 한 단계 더 높은 가공정도, 즉 마이크로 이하 나노단위의 초정밀 가공기술이 요구될 것이다. 따라서 우리나라의 초정밀 가공 기술 분야에서 국가적인 기술요구에 부응하고 선진국에 대한 기술경쟁력을 확보하기 위해서는 다이아몬드공구 및 연삭 휠을 이용한 초정밀 가공의 기초 기술에 대한 보다 많은 연구가 필요하다.
한국기초과학지원연구원(www.kbsi.re.kr/upel) 초정밀가공팀(팀장.김건희)에서는 2005년부터 기존의 측정분석위주의 단순지원에서 국가적 수요에 대응하는 대형첨단연구장비의 국산화를 위한 기술개발에 역점을 두고 있다. 이를 위한 기반기술로써 초정밀 가공 및 측정 장비의 설치운영을 통한 첨단연구장비의 핵심부품을 개발하고 있다. 특히 천문관측용 적외선(IR) 광학계의 초정밀가공기술 개발을 통한 항공우주용광학계의 국산화 기술 향상에 기여하고 있다.
현대는 급속히 발전하는 공업을 바탕으로 생산품의 고기능화, 고정도화, 고속화를 추구하고있다. 그중에서도 고정도화에 대항 요구는 초정밀 가공 분야의 경우 2000년대 초에는 수 nm 수준까지 도달할 것으로 예측된다. 현재 각 선진국에서는, 초정밀도의 형상 정밀도를 요구하는 대형 광학 부품들의 가공에대한 연구가 진행중이며, 이와 같은 연구에서 요구되는 가공 정밀도가 조만간 가공기의 강성한계에 도달할 것이다. 이와함께 초정밀 가공에 있어서, 이송 테이블의 운동오차는 심각한 문제로 대두되고 있으므로, 테이블의 운동오차의측정 및 실시간 보상에 대한 연구의 의미가 있을 것으로 생각된다. 본 연 구는 기계 이송 테이블의 기하학적 운동오차의 실시간보상(real-time correction)에 관한 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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