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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김욱배
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 한국산업기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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최근 나노/마이크로 기반 기술의 발달로 인하여 다양한 형상의 구조물과 그 응용제품에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 마이크로 캔틸레버는 미세한 탄성변위나 공진주파수의 변화를 검출하는 방식에 의해 초미세 스케일에서의 측정, 분석도구로 활용할 수 있어서 환경/안전과 관련된 측정 및 검출 분야에 널리 이용되고 있다.
이러한 마이크로 캔틸레버의 제작에서 반도체 공정을 기반으로 하는 여러 리소그래피 공정, 증착 및 식각 공정 등이 주로 이용되어 왔으나, 이용재료의 다양성이 부족하고 공정이 복잡해 효율성 등의 한계를 보였다. 이를 극복하기 위하여, 마이크로 사출성형을 비롯한 저가의 대량 복제 공정 들이 주목 받고 있다.
본 논문에서는 결정성 수지인 POM 수지와 비결정성 수지인 PS 수지를 이용하여 마이크로 캔틸레버의 충진 특성을 알아보고자 하였으며, 캔틸레버의 두께를 다르게 할 수 있는 metal shim을 설계 하여 두께에 따른 충진 특성을 분석하였다. 또한, 사출속도, 압력, 수지의 용융온도, 금형온도의 성형 조건의 영향을 확인하고자 캐비티 내부의 압력센서를 설치하고, 금형온도 조절 장치를 구축하여 최적의 성형 조건을 도출하고자 하였다.
그 결과 마이크로 캔틸레버의 충진에 있어서 영향을 미치는 성형인자로는 금형온도와 사출압력인 것으로 나타났다. 수지의 용융온도와 사출속도의 증가에 따라서 충진 길이도 증가하는 결과가 나타났지만, 그 영향은 크지 않다. 또한, 보다 안정적인 미세 구조물의 사출성형을 위하여 유리전이 온도 이상의 금형온도 상승이 필요함을 확인하였다. 따라서 빠른 시간에 금형온도를 가열/냉각 시킬 수 있는 시스템을 갖추고 최적의 사출 조건을 찾는 것이 중요할 것이라 판단된다.
본 연구를 통해 제작된 마이크로 캔틸레버는 다양한 분야로 응용이 가능하다. 특히, 초미세 스케일의 측정, 분석도구로 활용도가 높을 것으로 생각된다. 또한 마이크로 대량성형 공정의 하나로서 초소형사출성형 공정을 이용함으로써 마이크로 구조물의 생산성을 향상 시킬 수 있을 것으로 기대된다.
이러한 마이크로 캔틸레버의 제작에서 반도체 공정을 기반으로 하는 여러 리소그래피 공정, 증착 및 식각 공정 등이 주로 이용되어 왔으나, 이용재료의 다양성이 부족하고 공정이 복잡해 효율성 등의 한계를 보였다. 이를 극복하기 위하여, 마이크로 사출성형을 비롯한 저가의 대량 복제 공정 들이 주목 받고 있다.
본 논문에서는 결정성 수지인 POM 수지와 비결정성 수지인 PS 수지를 이용하여 마이크로 캔틸레버의 충진 특성을 알아보고자 하였으며, 캔틸레버의 두께를 다르게 할 수 있는 metal shim을 설계 하여 두께에 따른 충진 특성을 분석하였다. 또한, 사출속도, 압력, 수지의 용융온도, 금형온도의 성형 조건의 영향을 확인하고자 캐비티 내부의 압력센서를 설치하고, 금형온도 조절 장치를 구축하여 최적의 성형 조건을 도출하고자 하였다.
그 결과 마이크로 캔틸레버의 충진에 있어서 영향을 미치는 성형인자로는 금형온도와 사출압력인 것으로 나타났다. 수지의 용융온도와 사출속도의 증가에 따라서 충진 길이도 증가하는 결과가 나타났지만, 그 영향은 크지 않다. 또한, 보다 안정적인 미세 구조물의 사출성형을 위하여 유리전이 온도 이상의 금형온도 상승이 필요함을 확인하였다. 따라서 빠른 시간에 금형온도를 가열/냉각 시킬 수 있는 시스템을 갖추고 최적의 사출 조건을 찾는 것이 중요할 것이라 판단된다.
본 연구를 통해 제작된 마이크로 캔틸레버는 다양한 분야로 응용이 가능하다. 특히, 초미세 스케일의 측정, 분석도구로 활용도가 높을 것으로 생각된다. 또한 마이크로 대량성형 공정의 하나로서 초소형사출성형 공정을 이용함으로써 마이크로 구조물의 생산성을 향상 시킬 수 있을 것으로 기대된다.
목차
제 1 장 서 론제 1 절 마이크로 제조제 2 절 사출성형제 3 절 마이크로 캔틸레버제 4 절 연구 목적 및 내용제 2 장 연구동향제 1 절 마이크로 사출성형 기술제 2 절 마이크로 캔틸레버제 3 장 실험 방법제 1 절 실험장치제 2 절 금형 설계 및 구조제 3 절 실험조건제 4 장 실험결과제 1 절 마이크로 캔틸레버 사출 성형시 충진 모델제 2 절 주 캐비티의 사출 특성제 3 절 마이크로 캔틸레버의 충진 길이 분석제 4 절 마이크로 캔틸레버 사출성형의 문제점제 5 장 결론
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