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이태화 장덕석 김동식 (포항공과대학교)
저널정보
대한기계학회 대한기계학회 춘추학술대회 대한기계학회 2009년도 마이크로/나노공학부문 춘계학술대회 논문집
발행연도
2009.5
수록면
290 - 291 (2page)

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유리와 같은 투명 재료는 광학적, 화학적 기계적 성질이 우수하여 통신, 광학 장비, 마이크로 전자기계 시스템(MEMs) 폭 넓은 분야에서 이용되고 있으나, 유리의 우수한 성질은 가공을 어렵게 하는 인자로 작용하고 있다. 일반적으로 유리 가공을 위해 화학적 에칭, 기계적 가공, 레이저 가공 등이 이용되었고 있으나, 화학 습식 에칭에 의한 유리 가공은 마스크를 증착해야 하고 화학 용액에 장시간 담가 두어야 한다는 점에서 시간과 비용이 많이 든다. 엑시머 또는 펨토 초 레이저 등의 직접 조사에 의한 가공은 고 에너지, 고 비용이다. 최근에 개발된 레이저 습식후연 식각(LIBWE) 기법은 레이저 빔이 유리에 거의 흡수되지 않고 투과하여 유리의 후면에 위치한 흡광 액체에 흡수시켜 유리를 가공하는 방법으로, 고온으로 상승한 액체에 의해 유리 재료를 용융시키며, 폭발적 상 변화를 통해 생성된 기포 및 충격파와 같은 기계적 힘으로 용융된 유리를 제거한다. 이와 같은 간접적인 방식은 레이저의 직접조사에 의한 방식보다 비교적 낮은 레이저 플루언스(fluence)에서 가공할 수 있고, 가공면의 질도 기존의 가공법에 비하여 우수하다. 하지만 본 공정의 메커니즘에 관한 연구가 매우 부족한 실정이다. 특히 용융된 재료가 제거되는데 영향을 미치는 주변환경 변화에 대한 연구는 아직까지 수행된 적이 없다. 본 연구에서는 흡광 액체의 어블레이션이 일어나는 챔버의 내부 환경 변화가 유리의 식각률에 미치는 영향을 분석하기 위해, 기포 거동을 가시화하고 챔버 크기와 유리의 두께를 변화 시키면서 가공 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 광원으로 KrF 엑시머 레이저(λ=248 ㎚, full width at half maximum=25 ㎱, 10㎐)를 사용하여, 양면이 연마된 fused silica 유리 시편을 가공하였다. 시편 두께 변화에 따른 가공 깊이 변화를 분석하기 위해 500 ㎛ 와 2 ㎜ 두께의 유리가 사용되었다. 흡광 액체로써 일반적으로 본 공정에서 널리 사용되는 톨루엔 (흡광 계수 α = 8.9 ㎛?¹)을 사용하였다. 레이저 가공 결과 레이저 플루언스와 조사된 펄스수에 따라 가공 깊이가 선형적으로 비례하여 ^_@span style=color:#999999 ^_# ... ^_@/span^_#^_@a href=javascript:; onclick=onClickReadNode('NODE01241480');fn_statistics('Z354','null','null'); style='color:#999999;font-size:14px;text-decoration:underline;' ^_#전체 초록 보기^_@/a^_#
#Etching(에칭) #Fused silica(퓨즈드 실리카) #Glass micromachining(유리가공) #LIBWE(레이저 습식후면 식각)

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