• KOREAN JOURNAL OF PACKAGING SCIENCE & TECHNOLOGY
• /
• v.29 no.2
• /
• pp.111-118
• /
• 2023

In this study, the feasibility of laser patterning on the surface of food packaging polymer film was confirmed, and the surface patterning process conditions of femtosecond laser were established. In addition, it was proved that the surface properties of the film can be changed and controlled through the fabrication of various patterned films on the surface of food packaging films such as HDPE, PP, and PET. Various patterned surfaces, including large-scale circular patterns induced by a single femtosecond laser pulse, roughness patterns achieved by overlapping single pulses by 30%, straight line patterns, roughness patterns obtained by overlapping straight line patterns, and grid patterns formed by intersecting straight line patterns were fabricated. The characteristics of the patterned HDPE, PP, and PET films, based on the surface pattern structure and size, were analyzed using SEM, AFM, and contact angle measurements. Compared to the surface of each control film without femtosecond laser patterning, the contact angles of the surfaces of large-area circular patterning HDPE and PP films, large-area roughness patterning HDPE and PP films by overlapping 30% of single pulses, and large-area roughness patterning PET film by overlapping rectilinear patterning were in the range of 27.1-37.5 degree. This indicated that the HDPE, PP, and PET films became more hydrophilic after patterning. On the other hand, the HDPE film patterned with a large-scale grid pattern exhibited a contact angle of 120.4 degree, indicating that the HDPE film became more hydrophobic after patterning. Therefore, films that have been changed to hydrophilic surfaces through patterning can be used in anti-fouling applications where proteins, cells, viruses, and other food materials do not adhere or are easily detached. In addition, if a superhydrophobic surface of 150 degrees or more is fabricated through more precise lattice patterning in the future, it will be possible to use it for superhydrophobic surface applications such as self-cleaning.

• 기계와재료
• /
• v.22 no.3
• /
• pp.22-29
• /
• 2010

자원의 고갈과 지구환경오염의 심각성을 인지하는 시각이 늘어남에 따라 산업계에서도 친환경적 기술에 대한 다양한 연구 개발이 이슈가 되고 있다. 정전기력 잉크젯 패터닝 기술 또한 그 예라 할 수 있겠는데, 이는 기존인쇄 기술의 시각적인 표현의 개념을 벗어나 패턴 자체의 기능을 부여함으로써 그 가치를 높이고, 현존하는 각종 미세 패터닝 기술의 다공정성과 환경에 미치는 영향 등의 문제점을 개선 할 수 있는 기술이라 할 수 있겠다. 정전기력 잉크젯 패터닝 기술은 이미 60~70년대부터 연구 개발 되어왔던 정전기력이 유체에 미치는 영향을 제어하여 극소량 미세 액적 토출 및 분무를 이끌어 내는 기술을 기반으로 토출되는 노즐 헤드의 직경 대비 극 미량의 기능성 잉크를 토출하고, 서브마이크론(submicron)급의 패턴 인쇄를 가능케 한다. 본 논문에서는 정전기력 잉크젯 패터닝 공정의 요소기술을 기반으로 프린팅 장비를 설계 및 제작하고, 미세 액적 토출을 위한 수마이크론의 직경을 갖는 노즐 헤드를 개발 및 프린팅 장비에 대응하여 통합 제어 프로그램을 이용한 기판상의 미세 패터닝 실험을 실시하였다. 정전기력 기반 미세 패터닝 실험의 공정 변수를 잉크의 특성, 노즐헤드의 특성, 기판의 특성, 장비의 특성으로 구분지어 공정 시스템의 성능을 검토 및 기능성 잉크의 미세 패터닝을 구현 하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2003.04a
• /
• pp.1048-1051
• /
• 2003

주사탐침현미경 (Scanning Probe Microsope, SPM)을 이용하여 직접 패터닝을 함으로써 hexanedithiol 분자의 임의 패턴을 금 표면에 형성하였다. 또한, hexanedithiol 분자는 양단에 thiol 그룹이 존재하여 금과 안정화 화학결합을 이룰 수 있으므로, 금 표면과결합을 이루고 있지 않는 상단의 thiol 그룹에 금 나노 입자를 고정함으로써 나노입자의 패턴을 제작하였다. SPM을 이용한 직접 패터닝 방법은 분자활성을 유지한 채로 임의 패턴을 수십 nm의 선폭으로 구현하는 것이 가능하므로, 나노입자 배열뿐만 아니라, 생화학물질의 패터닝을 통한 바이오 기술연구, 레지스트용 분자 패터닝과 시각 및 흡착 등의 계속적인 공정을 통한 다양한 나노구조 제작 등에 폭넓게 활용될 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2015.08a
• /
• pp.196.1-196.1
• /
• 2015

전 세계적으로 환경에 대한 인식이 증대됨에 따라 친환경적인 소재의 개발 연구가 필요한 상황이고, 대표적으로 셀룰로오스를 이용한 종이기판을 활용하는 방안이 새로운 연구화두로 떠오르고 있다. 종이를 기본으로 한 전기전자 회로구성의 가능성을 보기위해 종이 위해 전자회로 구성요소를 형성시켜야 할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구팀은 상용 복사 용지위에 마이크로 단위의 패터닝을 구현하는 연구를 진행하였다. 마이크로 패터닝 구현 방법은 다음과 3가지로 요약할 수 있다;1. 리소그래피 공정, 2. 메탈마크스를 사용한 물질 증착, 3. 잉크젯 프린팅. 리소그래피 공정을 위해서 발수처리를 한 종이 위에 실리콘기반 공정과 마찬가지로 레지스트를 코팅하고 노광과 디벨롭, 증착과 리프트오프 과정을 거쳤다. 공정 결과 패터닝이 어느 정도 잘 되는 것을 확인할 수 있었다. 두번째로 상용 메탈마스크를 제작하여 종이 위에 그대로 증착하는 방법을 사용하였다. 이 방법은 액상공정을 요구하지 않기 때문에 발수처리가 필요하지 않고 종이의 기본성질을 그대로 유지 할 수 있다는 장점이 있다. 마지막으로 잉크젯 프린팅 공정은 복사용지를 인쇄할 때 사용하는 간단한 상용프린터를 이용하였다. 이 방법은 앞의 두 공정보다는 다소 패턴 사이즈가 크다는 단점이 있지만 원하는 모양을 자유롭게 패터닝 할 수 있고 그만큼 대량 생산에 용이하다는 장점이 있다.

• Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
• /
• v.24 no.1
• /
• pp.67-76
• /
• 2008

Implant requires long lasting, strong osseointegration using bio-mechanical interlocking by bone ingrowth. In regarding the size level for bone ingrowth, the micro-patterning would enhance bone response. Micro-patterning can increase the area contacting the bone tissues. Therefore, it may distribute the load to the surrounding bone tissue, more effectively. This study compared and analyzed the load distributing effect with the shape and number of micro-patterning. For the optimal comparison of threads, the assumptions different from general finite element analysis model were made. It was assumed that the implant was axisymmetric and infinitely long. The implant was assumed to be completely embedded in the infinitely long cortical bone and to have 100% bone apposition. The implant-bone interface had completely fixed boundary conditions and received an infinitely big axial load. The condition of threads were as follows. The reference model 1 had conventional thread. Model 2 had 2 micro-patterns on the upper flank of the thread. Model 3 had 2 micro-patterns on the lower flank of the thread. Model 4 had 2 micro-patterns on the upper and lower flanks of the thread. Model 5 had 3 micro patterns on the upper and lower flanks of the thread. The results were as follows: 1. The thread with micro-patterns distributed stress better than the conventional thread. 2. The thread with micro-patterns on the lower flank distributed stress better than that with micro-patterns on the upper flank. 3. The thread with 3 micro-patterns distributed stress better than that with 2 micro-patterns, However, an area with stress concentration occurred.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.97-97
• /
• 2011

산화아연 (ZnO)은 넓은 에너지 밴드갭 (~3.37 eV), 큰 엑시톤 결합 에너지 (~60 meV) 그리고 높은 전자 이동도 (bulk~300 $cm^2Vs^{-1}$, single nanowire~1000 $cm^2Vs^{-1}$)를 갖고 있어, 광전자 소자 및 반도체소자 응용에 매우 널리 사용되고 있다. 특히, 산화아연 나노로드(ZnO nanorod)는 1차원 나노구조로써 더욱 향상된 전자 이동도와 캐리어의 direct path way를 제공하여 차세대 광전자소자 및 태양광 소자의 응용에 대한 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 한편, 이러한 산화아연 나노로드를 성장시키기 위하여 VLS (vapor-liquid-solid), 졸-겔 공정(sol-gel process), 수열합성(hydrothermal synthesis), 전기증착(electrodeposition)등 다양한 방법이 보고되었지만, 이러한 산화아연 나노로드의 성장방법은 실제적인 소자응용을 위한 패터닝 형성에 대하여 제약을 받는 문제점이 있다. 이들 중에서 수열합성법과 전극증착법은 ZnO 또는 AZO (Al doped ZnO) seed 층 표면과 성장용액의 화학반응에 의해서 선택적으로 산화아연 나노로드를 성장시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는, 광전자소자의 응용을 위한 간단한 패터닝 공정을 위해, 산화인듐주석(ITO) 박막이 증착된 유리기판(glass substrate)위에 수열합성법과 전극증착법을 이용하여 산화아연 나노로드를 선택적으로 성장시켰다. 실험을 위해, ITO glass 위에 RF magnetron 스퍼터를 사용하여 AZO seed 층을 metal shadow mask를 이용하여 패터닝을 형성한 후, 질산아연과 헥사메틸렌테트라아민으로 혼합된 용액에 $85^{\circ}C$ 온도를 유지하여, 패터닝이 형성된 샘플에 전압을 인가하여 성장시켰다. 나노구조 분석을 위해, 전계주사현미경을 이용하여 수열합성법과 전기증착법에 의한 패터닝된 산화아연 나노로드를 비교하여 관찰하였다.

• Polymer(Korea)
• /
• v.30 no.3
• /
• pp.187-195
• /
• 2006

Atomic force microscope (AFM)-based anodic oxidation lithography has gained great in forests in fabricating nanometer scale features on semiconductor or metal substrates beyond the limitation of optical lithography. In this article AFM anodic oxidation lithography and its organic resist layers are introduced based on our previous works. Organic resist layers of self-assembled monolayers, Langmuir-Blodgett films and polymer films aye suggested to play a key role in enhancing the aspect ratio of producing features, the lithographic speed, and spatial precision in AFM anodic oxidation lithography.

• IE interfaces
• /
• v.10 no.1
• /
• pp.67-77
• /
• 1997

반도체 제조공정에서 패터닝 공정과 박막형성 공정은 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 본 논문의 목적은 위 두가지의 공정을 최적화하기 위한 품질공학적 접근방법을 소개하는데 있다. 특히, 패터닝 공정의 전사성과 박막현상 공정의 두께의 균일성에 관한 문제를 동특성의 문제로 정형화하고 신호인자를 어떻게 설정할 것인가에 관해 논의하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2010.06a
• /
• pp.63-63
• /
• 2010

나노 구조를 제작은 나노 기술을 기반으로 하는 electronics, optoelectronics, sensing, ultra display등의 여러 분야에서 이용되고 있다. 특히 나노 구조를 갖는 금속 패터닝의 경우 전자빔 리소 그래피 (electron beam lithography)나 레이저 패터닝(laser patterning)과 같은 방법들이 많이 사용되고 있다. 하지만 공정이 복잡하고 그로 인해 공정 비용이 많이 든다는 단점이 있었다. 나노 임프린트 리소그래피 기술은 master mold 표면의 나노 패턴을 가열, 가압 공정을 통해 기판 위의 고분자 레지스트 층으로 전사하는 기술이다. 이 기술은 간단한 공정을 통해 나노 패턴을 형성할 수 있는 기술이기 때용에 차세대 나노 패터닝 기술로써 각광받고 있다. 특히 이 기술은 레지스트 층과의 직접적인 접촉을 통해 나노 패턴을 형성하기 때문에 다양한 방법을 통해 기능성 나노 패턴을 직접적으로 형성할 수 있는 가능성을 지니고 있다. 본 연구는 novel meta1의 하나인 Ag 입자가 첨가된 ink solution를 master mold로부터 복제한 PDMS mold를 이용하여 다양한 구조의 나노 패턴을 만드는 방법에 대한 연구이다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.66.2-66.2
• /
• 2012

프린팅공정을 이용한 패터닝 기술은 디스플레이, 태양전지, RFID 등 다양한 분야에서 각광을 받고 있다. 프린팅공정은 대면적 패터닝 공정이 가능하며, 다단계 공정인 Litho보다 공정이 단순하다는 장점이 있지만, 현재까지 원하는 크기와 두께의 패턴구현이 쉽지 않다는 단점이 있다. 프린팅 공정을 전자소자의 패터닝 기술로 사용하기 위해서는, 다양한 선폭과 선 두께를 자유자재로 구현하는 것이 가능해야 한다. 또한 미세한 선폭을 인쇄할 수 있을 수록 더 미세한 전자소자 또는 디스플레이 소자를 만들어 낼 수 있으며, 박막을 구현하는 것은 유기소자를 인쇄방식으로 하기 위해서는 필수적이다. 본 논문은 이러한 정밀한 패터닝이 가능한 롤 인쇄 공정의 기본 메커니즘을 설명하고 이를 이용한 미세 박막 인쇄 공정을 실험을 통해 검증하였다.