Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.17
no.7
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pp.52-58
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2000
최근 첨단 미세가공기술로 주목을 받고 있는 실리콘 마이크로머시닝 기술과 이를 기반으로 한 산업용 MEMS 개발현황을 소개한다. 전반부에서는 마이크로머시닝 기술의 종류를 소개하고 각각의 기술에 대해 기술근원, 미세가공원리와 기본 가공공정을 간략히 요약한 후 기전 집적형태의 마이크로머신과의 연계성을 고려한 시스템적인 측면에서의 기술특성을 상호 비교한다. 또한 가공의 양산성, 재현성, 조립성 측면에서 마이크로머시닝의 가공성을 조명함과 동시에 향후 발전방향을 전망한다.(중략)
최근 디스플레이, 반도체, 모바일 기기 등 국가 전략 산업에서 레이저 미세가공기술의 응용이 확산됨에 따라 레이저 미세가공기의 수요가 급격히 증가할 것으로 예상되고 있으나, 현재 몇몇 외국 업체들이 국내외 레이저 미세가공기 시장의 대부분을 점유하고 있는 실정이다. 국내 레이저 미세가공기 업체들의 경쟁력을 제고하고, 최근 첨단산업분야에서의 고정세화/대면적화 추세에 효율적으로 대응하기 위해서는 가공공정 및 공정 모니터링 기술의 개발이 필수적이다.
현대의 대표적인 정밀가공기술의 하나는 반도체 가공기술이다. IMB메모리 반도체를 만드는 최소의 선폭은 1985년에는 I마이크로미터(㎛)였으나 현재의 256MB의 메모리 반도체에는 0.2㎛의 미세선폭이 사용되고 있다. 21세기에는 나노테크놀로지 기술이 정밀가공기술의 최선단을 이룰 것으로 예견되고 있는데 현재 국내의 미세가공기술은 메모리 반도체의 제조기술에 관한 한 세계의 선두를 달리고 있으며 0.18마이크론 선폭의 가공기술을 개발하여 1GB의 메모리 반도체 개발에 활용하고 있다.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.17
no.7
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pp.20-27
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2000
한국은행의 지식기반산업의 국민 경제적 역할 분석에 따르면, 91년부터 99년까지 지식기반산업의 연평균 성장률은 13.7%로 다른 산업의 4.1%보다 3배 이상 높은 것으로 조사되었다. 그중 항공기, 사무계산 및 회계용 기기, 의약품, 영상 음향 통신장비 등 첨단제조업은 이 기간 중 연평균 20.1% 성장을 기록하였다. 이와 같은 첨단제조업에서는 제품 내 부품의 정밀가공 기술이 필수적이다. 그 중에서도 미세 가공에 대한 관심은 지속적으로 증가하고 있는 추세이다.(중략)
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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2002.02a
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pp.231-238
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2002
미세 절삭에 의한 마이크로 형상가공 및 이를 이용한 미세금형 가공기술개발을 위하여 절삭 공구를 이용한 기계적 미세 가공법에 대한 고찰과 더불어 shaping, end-milling, drilling 등의 가공이 가능한 기계적 미세 가공시스템을 구성하고 이를 이용한 미세 치형 그루브와 미세 격벽 등 미세 형상 구조의 금형 개발을 위한 가공실험을 수행하였다. 본 실험에서는 먼저 shaping 방식으로 세 종류의 다이아몬드 바이트를 사용하여 알루미늄, PMMA, Nickel, 황동 등의 소재에 pitch $150{\mu}m$, 높이 $8{\mu}m$ 내외의 미세 치형의 금형 코어를 가공하였고, 다음으로 Z축에 air spindle을 설치하여 $\phi0.2mm$의 end-mill(WC)을 사용하여 황동 소재에 깊이 $200{\mu}m$, 폭 $200{\mu}m,\;100{\mu}m,\;50{\mu}m,\;30{\mu}m$의 두께 변화를 주어 미세 격벽에 대한 가공실험을 하였다. 미세 구멍가공실험으로는 drilling 전용장비를 구성하여 $\phi0.6\~0.15mm$의 drill공구로 SM45C와 세라믹$(Si_3N_4-BN)$ 소재에 스텝이송방식에 의한 미세 구멍 가공 실험을 실시하였다.
기존의 소성가공공정에서의 미세조직 예측 기술은 온도 및 외력에 의한 금속학적 변화를 모사하기 위해 다수의 실험에 기반한 경험적 모델링 작업이 요구되고 이를 구현할 수 있는 기계 및 재료적 지식 기반이 동시에 요구되기 때문에 현재까지는 신뢰성을 갖는모델 및 수치해석기술은 충분히 확보되지 못한 상태이다. 이러한 미세조직 예측기술의 정확도를 향상시키고자 하는 일환으로, 최근에는 매크로 스케일의 FE 해석과의 결합을 통해 소성가공공정과 이후의 열처리 공정에서의 정적 재결정 동적 재결정 상변태 변형유기변태 등 복잡한 미세조직 현상을 그 변화가 일어나는 실제 메조 스케일에서 예측하고자 하는 연구가 시도되고 있다. 본고에서는 그 중에서도 소성가공에서 발생하는 재결정 거동 예측에 주로 적용되고 있는 데조스케일 해석 기법과 매크로-메조 다단위 스케일 해석 기법의 국내외 연구 현황에 대해 알아보고자 한다. 또한, 이를 이용한 소성가공공정에서의 미세조직 예측 사례와 미세조직 예측기술의 전망에 대해 기술하고자 한다.
본 고에서는 미세 가공기술의 실제적인 응용 예로써 일본 동북대학의 연구 내용을 간략히 소개하고자 한다. 동북대학은 미세 가공기술을 이용하여 미세 구조물의 제작 뿐 아니라 센서 및 주변회로의 집적에 의한 미세 시스템의 연구에 많은 힘을 기울이고 있으며 특히 모든 연구의 최대 목표가 철저하게 실제 응용이 가능한 시스템의 개발에 있으므로 이곳에서의 연구 내용을 전반적으로 살펴보는 것은 국내 연구에서의 방향설정 및 참고 자료로서 도움이 될 수 있으리라 판단된다. 동북대학에서의 미세 가공기술 관련 연구는 매우 방대하고 다소 산만한 느낌도 있으나 전체적으로 1. 가속도 센서를 중심으로 한 집적화 용량형 센서의 개발, 2. 고감도 센서의 개발, 3. 마이크로 액튜에이터의 제작, 4. 입체적 미세 가공기술의 개발 등으로 분류할 수 있다. 이중에서 비교적 연구 성과가 나타나고 있는 대표적인 몇가지 예에 대해서 개략적으로 살펴보도록 하겠다.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.17
no.7
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pp.45-51
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2000
지난 세기부터 MEMS 제작 기술을 이용하여 만들어진 시스템들을 의학이나 생물학적인 용도로 응용하기 위한 많은 연구가 활발히 이루어져 왔다. 기술적인 측면에서 이러한 연구들은 MEMS 분야의 초창기에 강조되어 온 표면 및 몸체 미세 가공 기술(surface & bulk micromachining)과 같은 미세 구조물 제작 기술의 발전에 힘입은 바 크다. 그러나 MEMS 기술이 점차 발전되어 오면서, 가공 기술이 고도화되고 미세 시스템의 구조가 점차 복잡해짐에 따라, 많은 연구들이 단순한 가공기술을 넘어 미세 시스템을 조립하고 집적화할 수 있는 기술, 접합 (bonding) 기술, 패키징 (packaging) 기술, 3차원 형상의 제작 기술, 실리콘(silicon)이나 유리(glass)가 아닌 다른 재료를 이용한 미세 가공 기술 등의 개발을 중심으로 이루어지고 있다.(중략)
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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1993.10a
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pp.131-135
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1993
오늘날 전자산업, 광학기계,미세노즐 및 오리피스, 정밀공구,게이지, 고밀도 PCB 기판등 각종 산업에서 미세구멍 가공기술이 요구되고 있다. 이러한 구멍 가공에 사용될 수 있는 기술로는 드릴 가공의 기계적 가공방식 이외에 레이져가공,전자빔가공, 방전가공등의 열적가공방식과 전해가공,전해연마,화학부식의 화학적가공 방식이 있겠으나 생산성, 가공표면의 정도, 심혈가공의 어려움 등의 이유로 미세드릴을 이용한 기계적인 가공방법이 선호되고 있다. 본 연구에서는 미세구멍/가공시 가공토크에 미치는 중요 변수들의 영향을 실험을 통하여 조사하여 높은 절삭성을 발휘하는 동시에 공구의 파손도 피할 수 있는 조건을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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