최근 MEMS공학의 발전으로 미소 가공물과 그 미소 가공물을 가공하는 공작기계의 발전이 두드러지고 있다. 마이크로 성형기는 이러한 미소 가공물을 만드는 공작기계들 중의 하나이다. 마이크로 성형기(micro former)는 마이크로 홀(micro holl)을 만드는 성형기로써 크랭크 축의 회전에 의한 펀치의 직선 운동으로 마이크로 홀을 뚫는 성형기이다. 마이크로 홀을 성형할 때에는 상하, 좌우의 미세한 변위가 생길 수 있다.(중략)
기존 홀 센서의 단점을 개선하기 위해서 트랜치를 이용한 수직 홀 센서를 제작하였다. 수직 홀 센서는 센서의 칩 표면에 수평 자계를 검출할 수 있으며, 홀 센서는 실리콘 직접 본딩 기술에 의해 제작된 SOI 기판 위에 제작하였다. 기판 아래의 $SiO_2$층과 마이크로머시닝에 의한 트랜치가 홀 센서의 동작 영역을 정의한다. 홀 센서의 감도는 150V/AT로 측정되었으며 안정된 값을 나타내었다.
MC-50 사이클로트론에서 방출되는 양성자 빔은 직경이 2-3 mm 의 가우시안 분포를 가진다. 이렇게 넓게 조사되는 양성자 빔은 작은 스팟과 정밀한 위치정밀도를 요구하는 반도체 식각, 마이크로 머시닝 등에는 사용될 수 없다. 본 연구에서는 좀 더 경제적인 대안으로 양성자 빔을 마이크로 홀에 통과시켜 수십 ${\mu}m$ 의 직경을 가지도록 조형하는 방법을 제시하였다. 양성자 빔의 조형을 위하여 평균 직경 $21{\mu}m$, 두께 9mm 의 세장비 428 의 마이크로 홀을 제작하였다. 마이크로 홀과 양성자 빔을 정밀하게 정렬하여 양성자 빔을 조형하였다. 이렇게 조형된 양성자 빔을 이용하여 수십 ${\mu}m$ 크기의 마이크로 구조물의 가공성 확인 실험을 실시하였다. 또한 GEANT4 를 이용한 전산모사를 이용하여 해석한 후, 실험결과와 비교하고 분석하였다. 본 연구를 통하여 MC-50 사이클로트론이 조형 장치와 함께 20 마이크론 대의 3 차원 구조물 제작을 위한 마이크로 공정기술에의 사용 가능성을 확인하였다.
DC Hollow cathode 방전은 약 100여 년 전, Paschen에 의해 실험된 이후로 광원, 스퍼터링 공정, 이온빔 소스 등 다양한 분야에 이용되어 왔다. 최근 태양전지용 마이크로 결정질 실리콘 증착 시, RF CCP의 전극에 복수의 홀 혹은 트렌치 구조를 두어 Hollow cathode 방전 효과를 이용하여 향상된 공정 속도로 공정을 진행한다. 그러나 RF-MHCD (Multi hole cathode discharge) 공정을 위한 최적 규격의 홀 기에 관한 연구는 그 중요성과 응용성에도 불구하고 깊게 이루어지지 못한 바 있다. 그러므로 저자는 Capacitively Coupled Plasma (전극 간격 : 4cm, 전극 직경 : 14cm) 장비에서 평면 전극과 10mm 깊이와 각각 3.5mm, 5mm, 7mm, 10mm 직경의 홀이 있는 4개의 전극을 이용하여 Argon RF-MHCD 방전을 관찰하여 조건 별 최적의 홀 전극 디자인을 도출하였다. 실험 조건은 64.5mTorr ~ 645mTorr압력 범위/ 1A~9A이며, 플라즈마는 전극 사이 중앙에 설치한 RF-compensated Langmuir Probe와, 전극과 전기적으로 접촉하는 1000:1 Probe 와 Voltage-Current Probe를 이용하여 측정되었다. 실험 결과 압력 조건 별로, 최적의 전자 밀도를 유도하는 전극 상 홀의 직경이 달라짐을 확인하였다.
폴리 실리톤으로 제작된 마이크로 미러의 표면에서 반사되는 스펙클을 이용하여 홀 로그램을 기록하였다. 마이크로 미러에서 반사되는 스펙클 패턴은 다중모드 광섬유에서 관 측할 수 있는 스펙클과 거의 비슷한 형태로 보이며 이를 이용하여 홀로그램의 기록밀도를 향상시킬수 있음을 보였다.
외뿔소자리 신성 1975는 발견 당시에는 백색왜성과 적색왜성의 근접쌍성계인 것으로 알려졌으나, 엑스선 관측과 그에 따른 표준 정류 상태 원반 모형에 근거한 해석으로 중성자별 또는 블랙홀의 가능성이 대두되었다. 곧이어, 광학관측에 의하여 블랙홀 이중성임이 간접적으로 동정되었다. 최근 들어 1975젼 당시의 많지 않은 전파 관측 자료들을 재해석하여 상대론적인 물질 분출 현상, 즉 마이크로퀘이사 현상이 있었을 가능성이 관측적으로 제시되었다. 우리는 시간 종속적 열적 불안정성 모형을 바탕으로 수치모형을 계산하여 관측적으로 제시된 물질분출의 가능성을 이론적으로도 제시할 수 있음을 보인다
Graphene nanoplatelet (GNP)-reinforced alumina ($Al_2O_3$) is a promising material for micro-partapplications, particularly micro-nozzle shapes, because of its excellent wearresistance. In this study, a $Al_2O_3$/GNPcomposite with 15 vol% graphene nanoplatelets (GNP) was highly densified and fabricated via spark plasma sintering for micro-electrical discharge drilling (Micro-ED drilling) and the wear resistance property of the composite is evaluated via the ball-on-disk method. In addition, the diameter and shape of the micro-electrodes machined by wire electrical discharge grinding (WEDG), block electrical discharge grinding (BEDG), and new linear block moving electrical discharge grinding (LBMEDG) methods are systematically compared and analyzed to observe the micro-hole machining in the micro-ED drilling of the $Al_2O_3$/15vol% GNP composite.
EDM is the manufacturing process that uses the thermal energy to machine electrically conductive part. Despite a lot of research has been conducted for decades, the best aspect ratio of the micro hole using micro-EDM has not been over 30, yet. In the present study, new fabrication scheme was introduced to increase the aspect ratio of micro hole dramatically. Micro holes with less than 10 aspect ratio were aligned and welded together to manufacture a micro hole with extreme aspect ratio. Alignment of the micro hole with over 380 aspect ratio was conducted by the home-made apparatus installed with microscope and laser beam. The micro hole with extreme aspect ratio was used to shape pencil beam from proton beam generated from MC-50 cyclotron. The pencil beam was utilized to machine test specimen whose result was compared with GEANT4 computer simulation. It was shown that the experimental and simulation result were closer as the aspect ratio of the micro hole was bigger.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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