일반기술

가압하지 않는 미세 주조 기술

최근 정밀 기계, 광학, 항공공학, 미세 기전 시스템 (MEMS) 등의 분야를 중심으로 급격하게 이루어지고 있는 정밀 기계 기술의 발전은 기계 요소의 설계, 가공에 있어서 초정밀화를 요구하고 있다. 이에 따라 다이 캐스팅, 사출성형 등의 방법이 미세 주물을 제작하는 데에 응용되고 있으며 LIGA 공정이 새롭게 개발되기도 하였다. 리소그래피와 전기 도금 공정을 혼합하여 마이크로미터 수준의 미세 기계 요소를 제작하는 LIGA 공정은 고가의 장비를 필요로 하여 초기 장치비의 부담이 크다는 약점과 기계 요소를 제작할 때마다 주형을 새로 만들어야 하는 단점이 있다. 주조 기술의 일종인 다이 캐스팅과 사출성형은 미세한 형상의 제작을 위하여 높은 압력을 가하여 줌으로 인해 주형이 이러한 높은 압력에 견딜 수 있어야 하는 제약이 있게 된다. 이외에도 압력을 발생시키는 장치 등이 필수적인 단점이 있다.이처럼 미세 주조 기술은 첨단 산업 분야에서 그 응용 분야가 다양해지고 있는 데에 반해 이러한 기술 이외에는 아직까지 소개된 바가 없어 그 필요성이 점차 증가하고 있다. 따라서 본 발명에서는 미세 주형에 금속 재료를 진공 증착법으로 고분자 재료로는 자외선에 의해 응고되는 감광액을 흘려보내는 방법으로 주물을 제작하는 새로운 미세 주조 기술을 고안하였다. 본 주조 기술에서는 주조시 미세 형상을 얻기 위해 필수적인 가압 장치 없이 미세 주물을 제작할 수 있도록 하여 주형의 크기나 강도에 의한 제약 조건을 극복하였으며, 반복되는 주조 공정에서 주형을 지속적으로 사용할 수 있도록 하였다. 또한, 기존의 미세 주조법에 비해 장치비의 절감이 예상된다.-고분자 재료로는 액체 상태의 감광액 (photoresist)을 사용하여 미세 주형의 빈 공간을 채운 뒤 자외선을 조사하여 응고 시켜 주물을 제작한다. -압력을 발생시키는 장치를 필요로 하지 않게 되어 비교적 저렴하고 간단하게 주물을 제작할 수 있게 되며, 미세 주형에 대한 제약도 받지 않을 수 있게 된다.-리소그래피를 통해 PMMA 재질의 주형을 제작하고 주조한 뒤 이를 녹여내는 방식으로 인해 주형의 사용이 1회로 제한되는 LIGA 공정과는 달리 본 발명의 미세 주조 기술에서는 주형을 주물의 분리 후 이어지는 주조 공정에서 다시 사용할 수 있도록 한다