• 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.

• Composites Research
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• 제21권1호
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• pp.30-39
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• 2008

본 논문에서는 기존의 유전자 알고리즘을 대신하여 병렬 마이크로 유전자 알고리즘을 사용한 복합재료 적층 구조물의 최적설계를 수행하였다. 마이크로 유전자 알고리즘은 한 세대 당 보통 5개의 개체로 해를 탐색한다 비록 세대를 구성하는 인구수는 적지만 공칭수렴 판단과 재초기화 과정을 통해 다양성을 제공하기 때문에 최적해 탐색이 가능하다. 2가지의 복합재 구조물의 최적화 문제를 가정하고 이를 마이크로 유전자 알고리즘을 사용하여 해를 구하였다. 효율성 판단을 위해서 기존의 유전자 알고리즘과 결과를 비교하였다. 두 문제 모두 마이크로 유전자 알고리즘이 비슷한 결과를 도출하면서도 약 70%의 계산량 감소를 보였다. 마이크로 유전자 알고리즘을 사용하여 일정 범위 내에서 변하는 하중을 받고 있는 복합재 적층 구조물의 최적설계를 수행하였다. 계산 결과 고정된 하중상태 하에서 얻은 최적해보다 하중 변화에 덜 민감한 설계변수를 얻을 수 있었다. 이상의 문제를 통해 다양한 설계변수를 갖는 복합재 적층 구조물의 최적설계의 한 방법으로서 마이크로 유전자 알고리즘이 효율적임을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.150-150
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• 2004

현재의 핫 엠보싱 기술은 나노/마이크로 패턴의 복제 기술로 다방면에서 연구되어지고 있다. 기존에 알려진 핫 엠보싱 기술은 하드 몰드를 사용하여 열과 압력을 가해서 PR 패턴 제작이나 나노/마이크로 구조물을 제작하였다. 그러나 이러한 하드 몰드의 사용은 3차원 구조물을 구현할 수 없다는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 하드 몰드 대신 소프트 몰드를 사용하여 3차원 미세 구조물을 구현해 보고자 한다.(중략)

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2002년도 추계학술발표논문집
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• pp.238-242
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• 2002

본 논문에서는 3차원 마이크로구조물을 위한 새로운 Thick Photoresist(TPR) 공정 기술을 개발하였다. 일반적으로 Thin Photoresist는 얇은 두께로 코팅을 할 수 있다. 그러나 SU-8과 같은 TRP은 몇 십 ㎛ 또는 그 이상으로 코팅이 가능하고 높은 종횡비를 얻을 수 있다. SU-8과 같은 TPR을 사용하여 마이크로구조물을 제작할 때 TPR의 crack들은 bake시의 갑작스런 tool down에 의한 stress에 의해 나타나는데, 이러한 crack들은 마이크로구조물의 도금을 어렵게 만든다. 본 논문에서는 TPR의 코팅, baking 시간 조절, cool down과 PEB(Post Expose Sake) 시간 조절을 통하여 stress에 의해 발생되는 crack이 없는 3차원 마이크로구조물을 제작할 수 있는 새로운 공정 기술을 개발하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.233-236
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• 2003

수소 가스발생을 위한 마이크로 수소 발생기 개발에서 MEMS 공정을 이용하여 기판에 반응 유로를 위해 HAR(High Aspect Ratio) 구조물을 형성하고 Ru(ruthenium) 박막을 증착하여 수소 발생량을 측정하였다. Pyrex glass 기판상에 sand blast 방법으로 반응 구조물을 만들었으며, 그 위에 sputter system을 이용하여 Ru 박막을 $5500{\AA}$었다. 수소 발생량은 촉매 박막이 증착된 기판 재질과 기판의 표면 상태 그리고 마이크로 수소 발생기에 두께로 증착하였다. 반응 구조물의 전체 크기가 가로 2.0 cm, 세로 2.0cm의 면적에서 약 12.3 ml/min의 수소가 측정되 형성한 구조물의 형상에 의존하였다. Pyrex glass 기판을 사용하여 HAR로 반응 구조물을 형성한 경우에 단위 면적당 Ru 박반응 막의 반응 표면적이 증가되어 기존에 구조물을 형성하지 않은 평면 기판에 비교하여 약 5.5배 이상의 수소 발생이 증가하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제13권2호
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• pp.68-72
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• 2003

본 논문에서는 3차원 마이크로구조물을 위한 새로운 UV-LIGA 공정을 개발하였다. 일반적으로 photoresist는 얇은 두께로 코팅이 되지만, SU-8은 수십 $\mu\textrm{m}$ 이상의 두께를 가질 수 있으며, 높은 형상비를 갖는다. SU-8과 같은 Thick photoresist는 기존의 baking 공정과 같이 급격한 cool down을 할 경우 stress에 의한 crack이 발생한다. 이와 같은 경우 도금을 위한 마이크로구조물이 구현이 되지 않는다. SU-8의 코팅, bake에서의 시간 조절, 그리고 PEB의 시간 조절 및 cool down조절을 통하여 stress에 의한 crack이 발생하지 않도록 3차원 마이크로구조물을 제작 할 수 있도록 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.859-866
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• 2010

본 연구에서는 다단 마이크로 구조물의 대량성형을 위하여, 모듈화된 초소형몰드 시스템(MSMS)을 이용한 초소형 사출성형 공정을 수행하였다. 본 연구에서 적용된 초소형몰드 시스템은 여러 모듈들로 구성되어 있으며, 각 모듈들은 다양한 단면 마이크로 구조물을 가지고 있다. 초소형몰드 시스템의 모듈들은 X-선 리소그래피 공정 및 니켈 전주도금 공정으로 제작되었으며, 다양한 모듈들을 조합 및 결합함으로써 복잡한 형상을 가지는 초소형몰드 시스템을 효과적으로 구현할 수 있다. 이와 같은 초소형몰드 시스템을 적용함으로써, 본 연구에서는 다단 구조물의 표면에 마이크로 삼각 프리즘이 주기적으로 배열되어 있는 다단 마이크로 구조물의 초소형 사출성형 공정을 성공적으로 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.465-474
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• 2011

본 연구는 마이크로 유전 알고리즘을 이용하여 트러스 구조물의 단면적 및 형상을 최적화 하였다. 구조물의 최소 물량을 얻기 위하여 허용 응력 및 좌굴 응력과 같은 여러 제약조건이 고려되었으며, 이를 통해 트러스 구조물의 최적 설계 시 최적화된 부재의 단면적과 구조물의 좌표를 얻었다. 트러스 구조물의 최적 설계에 적용가능 한 제안된 기법을 이용하여 다양한 예제들을 선정하여 최적화를 수행하였으며, 기존 연구 결과와 비교를 통해 본 마이크로 유전 알고리즘의 효과를 입증하였다.

• Composites Research
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• 제20권2호
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• pp.17-20
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• 2007

Oxalic acid를 이용한 양극산화기법과 테플론 담금법을 이용하여 극소수성 나노/마이크로 구조물을 복제하였다. 이때 nanoscale hole의 사이즈는 양극산화시의 전압과 양극산화시간에 의해 결정된다. nanoscale에서 분자들 사이에 영향을 미치는 Van der Waals interactions에 의해서 복제 중 polymer sticking 현상이 발생한다. 이는 복제된 나노 구조물들이 서로 들러붙고 구부러지고 침강시키는 작용을 하게 된다. 이러한 현상이 microstructures위에 nanostructures가 존재하는 hierarchical structure가 생성되게 하며, 이러한 구조물은 연꽃잎의 미세구조물과 유사한 특성을 보인다. 즉 제작된 극소수성 나노/마이크로 구조물 표면은 접촉각이 $160^{\circ}{\sim}170^{\circ}$정도로 나타내고 또한 $1^{\circ}$미만의 sliding angle을 나타낸다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.167-167
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• 2013

최근 발수 특성은 자동차 표면, 건축 구조물, 가전제품 및 모바일 기기 등 여러 분야에서 사용되고 점차 그 필요성이 대두되고 있다. 이러한 발수성의 표면은 연 잎이나 곤충의 날개, 도마뱀의 발바닥 등 자연계의 여러 곳에서 관찰 할 수 있다. 특히 연 잎의 표면에서 나타나는 초발수 특성이 마이크로와 나노 크기의 돌기 구조와 표피 왁스 성분에 기인한다는 것이 밝혀지면서 이를 응용한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 물리적인 표면처리로 마이크로와 나노 구조물을 형성하고 그 위에 표면에너지를 낮출 수 있는 물질을 증착하여, 발수 특성을 가지는 표면을 개발하였다. 알루미늄 표면에 마이크로 크기의 알루미나(Al2O3) 분말을 이용한 블라스트(blast) 공정으로 마이크로 구조를 형성하고, 선형 이온 소스(LIS)를 이용한 Ar 이온 빔 에칭으로 나노 구조를 형성하였다. FE-SEM 분석을 통해 수~수십 마이크로 구조 위에 나노 크기의 구조가 형성 된 것을 관찰하였다. 마이크로와 나노 구조가 형성된 알루미늄의 표면에너지를 낮추기 위해 trimethylsilane (TMS) 및 Ar을 이용한 플라즈마처리로 표면에 기능성 코팅막을 형성하였다. 그 결과 TMS처리 전에 비해 표면에너지가 99.75 mJ/m2에서 9.05 mJ/m2으로 급격히 낮아지고 접촉각이 $54^{\circ}$에서 $123^{\circ}$로 향상되었다.