Laser Micro-processing technology(마이크로 레이저 가공기술)
The most well-stabilized process for high-energy photo- processing technology using focused photons is laser processing. As is known, as the laser wavelength is short and the instantaneous peak power is high, micro-machining is possible with almost no heat affected zone (HAZ) in lots of target materials. In the case of UV lasers with a wavelength of 200 nm-400 nm, micro-fabrication and sub micro- patterning of almost all polymer thin films, metal-coated thin films and ceramic thin films is possible. Particularly, it is possible to process the organic material and the glass material in the bio-field with a 3D structuring method, so that there is a great expectation for the application technology in the future.
집적화된 광자를 이용한 고에너지 광가공 기술에 있어서 가장 일반화되고 안정화된 공정이 레이저 가공법이다. 알려진 바와 같이 레이저 파장이 짧고, 순간적인 첨두출력(peak power)이 높을수록 가공되는 시편에 열영향부(HAZ, Heat Affected Zone)가 거의 없는 미세가공이 가능하다. 파장대가 200nm-400nm인 UV레이저의 경우 거의 모든 폴리머 박막, 금속 코팅 박막 및 세라믹 박막의 미세가공 및 미세 패터닝이 가능하다. 특히, 바이오 분야의 유기물 및 유리재료의 입체가공 가능한 특징이 있어 이에 대한 응용 기술에 대한 기대가 매우 크다.
집적화된 광자를 이용한 고에너지 광가공 기술에 있어서 가장 일반화되고 안정화된 공정이 레이저 가공법이다. 알려진 바와 같이 레이저 파장이 짧고, 순간적인 첨두출력(peak power)이 높을수록 가공되는 시편에 열영향부(HAZ, Heat Affected Zone)가 거의 없는 미세가공이 가능하다. 파장대가 200nm-400nm인 UV레이저의 경우 거의 모든 폴리머 박막, 금속 코팅 박막 및 세라믹 박막의 미세가공 및 미세 패터닝이 가능하다. 특히, 바이오 분야의 유기물 및 유리재료의 입체가공 가능한 특징이 있어 이에 대한 응용 기술에 대한 기대가 매우 크다.
[마이크로 레이저 가공 시스템]
[레이저광 강도의 공간적 분포]
[다양한 마이크로 레이저 가공 패턴의 예]
Microporous Patterning(미세다공체 패터닝)
The porous polymer thin film has been studied for various applications such as tissue engineering, solar cell, and fuel cell due to structural characteristics of internal pores, light and sound absorption, and low dielectric constant. We have found that a microporous structure is formed selectively in a narrow region directly with CBA(chemical blowing agent) by laser beam or indirectly without CBA by only laser shock wave.
다공성 폴리머 박막은 내부기공에 의한 구조적 특성, 빛과 소리의 흡수 특성, 낮은 유전율 등 많은 특성 때문에 tissue engineering, solar cell, fuel cell등 다양한 응용을 위해 연구되어져왔다. 폴리이미드 내부에 있는 발포제를 혼합하거나 아니면 혼합하지 않더라도 직접적으로 레이저 빔를 이용하여 순간적으로 폭파 혹은 Laser Shock Wave을 조사시킴으로서 좁은 영역에서 선택적인 마이크로 다공성 구조체를 형성되는 현상을 발견하였다.
다공성 폴리머 박막은 내부기공에 의한 구조적 특성, 빛과 소리의 흡수 특성, 낮은 유전율 등 많은 특성 때문에 tissue engineering, solar cell, fuel cell등 다양한 응용을 위해 연구되어져왔다. 폴리이미드 내부에 있는 발포제를 혼합하거나 아니면 혼합하지 않더라도 직접적으로 레이저 빔를 이용하여 순간적으로 폭파 혹은 Laser Shock Wave을 조사시킴으로서 좁은 영역에서 선택적인 마이크로 다공성 구조체를 형성되는 현상을 발견하였다.
[미세 다공구조 패터닝]
[대면적 레이저 패턴 및 표면개질]
Micro Rapid Prototyping Technology(마이크로 Rapid Prototyping 기술)
We have developed a 3D fabrication technique of polymer using Nd: YVO4 3rd harmonic frequency DPSS laser with wavelength of 355nm, which has high laser oscillation efficiency and low maintenance cost, is expected to contribute to the development of micro components in a short time at low cost. One of the great advantages of using direct beams for the fabrication of 3D shapes is that direct processing is possible without expensive masks. In addition, high speed cutting and low melting-point metal filling technique were introduced, called by hybrid process, to manufacture various metal 3D functional products without mold, and related patent technologies and systems were all transferred to Korean company.
355nm의 파장을 갖는 Nd:YVO4 3고주파 DPSS 레이저를 이용하여 폴리머의 3차원 형상 가공기술을 개발하였다. 레이저 발진 효율이 높고 유지비가 적은 355nm의 DPSSL을 이용한 3차원 가공기술의개발로 향후 저비용으로 빠른 시간에 미세부품을 개발하는 기술에 기여할 것으로 예상된다. 3차원 형상 제조를 위해 직접 빔을 사용하는 큰 장점중의 하나는 고비용의 마스크 없이 직접식 가공이 가능하다는 것이다. 또한 고속절삭과 저융점 금속충진기법을 하이브리드 공정으로 접목하여 다양한 금속 3차원 기능성 제품을 금형없이 제조하였고 이러한 기술과 장비일체를 기업체에 기술이전하였다.
355nm의 파장을 갖는 Nd:YVO4 3고주파 DPSS 레이저를 이용하여 폴리머의 3차원 형상 가공기술을 개발하였다. 레이저 발진 효율이 높고 유지비가 적은 355nm의 DPSSL을 이용한 3차원 가공기술의개발로 향후 저비용으로 빠른 시간에 미세부품을 개발하는 기술에 기여할 것으로 예상된다. 3차원 형상 제조를 위해 직접 빔을 사용하는 큰 장점중의 하나는 고비용의 마스크 없이 직접식 가공이 가능하다는 것이다. 또한 고속절삭과 저융점 금속충진기법을 하이브리드 공정으로 접목하여 다양한 금속 3차원 기능성 제품을 금형없이 제조하였고 이러한 기술과 장비일체를 기업체에 기술이전하였다.
[완성된 쾌속 금속 시제품: 자유곡면 팬, 인체 두개골, 축소항공기 및 인체모형]
Development of laser interference lithography technology with regular nano patterns(규칙 나노패턴을 가지는 곡면 광리소그래피 원청기술)
Surface exposed nano pattern
A study on the nanopattern linewidth and period of 100-200 nm size is carried out using continuous wave and pulsed laser. We also conduct optical-based computational analysis and experimental application studies for the production of large area cylindrical molds.
곡면 노광 나노 패턴
연속파 및 펄스파의 레이저를 이용하여 100-200nm 크기의 나노패턴 선폭과 주기에 관한 연구를 수행하며 동시에 대면적 원통 금형 제작을 위한 광학기반의 전산해석 및 실험적 응용 연구를 진행한다.
A study on the nanopattern linewidth and period of 100-200 nm size is carried out using continuous wave and pulsed laser. We also conduct optical-based computational analysis and experimental application studies for the production of large area cylindrical molds.
곡면 노광 나노 패턴
연속파 및 펄스파의 레이저를 이용하여 100-200nm 크기의 나노패턴 선폭과 주기에 관한 연구를 수행하며 동시에 대면적 원통 금형 제작을 위한 광학기반의 전산해석 및 실험적 응용 연구를 진행한다.
레이저 직접묘화기법(LDW)의 탄소기반 유연센서 제조기술
레이저 직접묘화 기법 (LDW)
나노초 레이저를 이용하여 폴리머 박막의 유연센서 제조에 관한 연구를 수행하며 면압센서광학및 기체 액체기반의 다양한 환경 및 바이오 센서의 실험적 응용 연구를 진행한다.
나노초 레이저를 이용하여 폴리머 박막의 유연센서 제조에 관한 연구를 수행하며 면압센서광학및 기체 액체기반의 다양한 환경 및 바이오 센서의 실험적 응용 연구를 진행한다.