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변형 LIGA 공정을 통해 제작된 마이크로 렌즈 어레이의 모델링 및 성형
Modeling and Replication of Microlens Arrays Fabricated by a Modified LIGA Process

김동성   (포항공과대학교 기계공학과UU0001351  ); 이현섭   (포항공과대학교 기계공학과UU0001351  ); 이봉기   (포항공과대학교 기계공학과UU0001351  ); 양상식   (포항공과대학교 기계공학과UU0001351  ); 이승섭   (한국과학기술원 기계공학과UU0001375  ); 권태헌   (포항공과대학교 기계공학과UU0001351  );
  • 초록

    Microlens arrays were fabricated by a modified LIGA process composed of the exposure of a PMMA (Polymethylmethacrylate) sheet to deep x-rays and subsequent thermal treatment. A successful modeling and analyses for microlens formation were presented according to the experimental procedure. A nickel mold insert was fabricated by the nickel electroforming process on the PMMA microlens arrays fabricated by the modified LIGA process. For the replication of microlens arrays having various diameters with different foci on the same substrate, both hot embossing and microinjection molding processes have been successfully utilized with the fabricated mold insert. Replicated microlenses showed very good surface roughness with the order of 1 nm. The focal lengths of the injection molded microlenses were successfully estimated theoretically and also measured experimentally.


  • 주제어

    Microlens Array .   Modified LIGA Process .   Glass Transition Temperature .   Free Volume Theory .   Mold Insert .   Hot Embossing .   Microinjection Molding.  

  • 참고문헌 (11)

    1. Z. D. Popovic, R. A. Sprague, G. A. N. Connell, 1988, Technique for monolithic fabrication of microlens array, Appl. Opt., Vol. 27, pp. 1281-1284 
    2. D. Daly, R. F. Stevens, M. C. Hutley, N. Davies, 1990, The manufacture of microlenses by melting photoresist, Meas. Sci. Technol., Vol. 1, pp. 759- 766 
    3. P. Ruther, B. Gerlach, J. Gottert, M. Ilie, J. Mohr, A. Muller, C. Opmann, 1997, Fabrication and characterization of microlenses realized by a modified LIGA process, Pure Appl. Opt., Vol. 6, pp. 643-653 
    4. U. Kohler, A. E. Guber, W. Bier, M. Heckele, 1996, Fabrication of microlenses by plasmaless isotropic etching combined with plastic moulding, Sensor Actuact. A, Vol. 53, pp. 361-363 
    5. D. L. MacFarlane, V. Narayan, J. A. Tatum, W. R. Cox, T. Chen, D. J. Hayes, Microjet fabrication of microlens arrays, IEEE Photonic Tech. Lett., Vol. 6, pp. 1112-1114 
    6. S. K. Lee, K. C. Lee, S. S. Lee, 2002, A simple method for microlens fabrication by the modified LIGA process, J. Micromech. Microeng., Vol. 12, pp. 334-340 
    7. H. S. Lee, S. K. Lee, T. H. Kwon, S. S. Lee, 2002, Birefringence distribution in V-grooved optical parts by hot embossing process, Proc. IEEELEOS Optical MEMS 2002, Lugano, Switzerland, pp. 135-136 
    8. B. K. Lee, D. S. Kim, T. H. Kwon, 2004, Replication of microlens arrays by injection molding, Microsyst., Technol., Vol. 10, pp. 531-535 
    9. E. Hecht, 2002, Optics, Addison-Wesley, New York 
    10. L. W. Pan, X. Shen, L. Lin, 2004, Microplastic lens array fabricated by a hot intrusion process, J. Microelectromech. Syst., Vol. 13, pp. 1063-1071 
    11. D. S. Kim, S. S. Yang, S. K. Lee, T. H. Kwon, S. S. Lee, 2003, Physical modeling and analysis of microlens formation fabricated by a modified LIGA process, J. Micromech. Microeng., Vol. 13, pp. 523-531 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Je, S.K. ; Park, S.H. ; Choi, C.K. ; Shin, B.S. 2009. "A Study on Rapid Fabrication of Micro Lens Array using 355nm UV Laser Irradiation" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics, 18(4): 310~316     
    2. Je, S.K. ; Park, S.H. ; Choi, C.K. ; Shin, B.S. 2009. "A Study on Rapid Fabrication of Micro Lens Array using 355nm UV Laser Irradiation" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics, 18(4): 310~316     

 저자의 다른 논문

  • 김동성 (14)

    1. 2002 "변형 LIGA 공정을 통해 제작된 Microlens의 모델링 및 시뮬레이션" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 26 (9): 1923~1930    
    2. 2002 "마이크로 채널 충전 과정의 유동 현상(I) - 유동 가시화 실험 -" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 26 (10): 1982~1988    
    3. 2003 "마이크로 채널 충전 과정의 유동 현상 (II) - 수치 해석 -" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 27 (5): 657~665    
    4. 2004 "배리어가 포함된 카오스 마이크로 믹서의 개발" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 28 (1): 63~69    
    5. 2005 "마이크로 광 조형기술을 이용한 3차원의 배리어가 포함된 케닉스 마이크로 믹서의 개발" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 29 (6): 904~912    
    6. 2005 "사출 성형된 일회용 카오스 마이크로 믹서의 개발: 나선형 라미네이션 마이크로 믹서 (I) - 디자인 및 수치 해석 -" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 29 (10): 1289~1297    
    7. 2005 "사출 성형된 일회용 카오스 마이크로 믹서의 개발: 나선형 라미네이션 마이크로 믹서 (II) - 제작 및 혼합 실험 -" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 29 (10): 1298~1306    
    8. 2006 "UV 나노 엠보싱 공정을 이용한 고종횡비 고분자 나노 섬모 어레이 제작" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 30 (7): 773~778    
    9. 2012 "부피가 다른 두 유체의 효과적인 유동제어를 위한 미세채널" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 36 (1): 89~95    
    10. 2013 "플라스틱 사출성형에 의한 복강경용 렌즈 대량생산 연구" 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집 2013 (5): 97~98    
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