제조공정〈정밀가공제품〉
석영유리는 용접과 접합 등의 기술을 이용하여 여러 개의 부품을 조립하여 하나의 제품을 만들 수 있지만, 복잡한 구조를 갖는 제품을 만들 때는 공정도 그만큼 복잡해지게 됩니다. 여기에서는 간략화된 플로우에 따라서, 당사 정밀가공제품이 완성될 때까지의 대표적 공정을 소개합니다.
※석영유리는 가공 변형으로 인해 파손될 수 있으므로 공정간에 왜곡을 제거하는 “어닐”이라는 열 처리도 필요하지만, 여기에서는 그 공정은 생략하고 있습니다.
1소재선정
2절단・슬라이스
3연삭・가공
제품의 부재를 가공하거나 제품의 형상을 만드는 공정입니다. 당사에서는 머시닝센터나 레이저가공기를 사용한 소구경가공 등의 정밀연삭기술을 보유하고 있으며, 요구되는 정밀도나 품질에 가장 적합한 가공방법, 가공기계를 선택, 조합하여 제품을 만들고 있습니다. 주력 제품인 플로우사이트메트리용 셀(혈액/소변진단장비용 플로우셀)에 대해서는 전용의 화상처리연삭시스템을 사용하여 양산을 실시하고 있습니다.
소구경가공 방법의 비교
| 가공방법 | 최소가공경 (mm) | 가공정도 (mm) | 비고 |
|---|---|---|---|
| 머시닝센터 | Φ0.3 | 0.02 | |
| 레이저가공 | Φ0.3 | 0.05 | Φ0.01～0.02mm 개발중 |
| 초음파가공 | Φ0.5 | 0.05 |
※표내의 수치는 대표치입니다. 제품 사양은 상담 후 설정해 드리겠습니다.
4연마
기판 연마에 적합한 양면연마기, 구조물이나 소량 제품의 연마에 적합한 단면연마기 등 제품 사이즈나 요구 사양에 맞추어 각종 연마기를 구별하여 사용하고 있습니다.
고정밀화, 고분해능화가 진행되는 진단/분석 장비에 탑재되는 플로우셀에서는 광투과면의 결함규격이 갈수록 엄격해지고 있으며, 결함이 극히 적은 고평탄의 연마면이 요구되고 있습니다. 또한, 접합품질의 향상을 위해서도 연마기술의 개선은 필수불가결합니다. 당사에서는 국가자격인 연마기능사 자격취득을 추진하는 등 언제나 연마 기술의 개선에 힘쓰고 있습니다.
연마 가공 방법의 비교
| 가공 방법 | 최대 워크 크기 (mm) | 마무리 연마입자 | 표면조도 Ra(nm) |
|---|---|---|---|
| 단면연마 (소형) | Φ200 | 산화세륨 | 0.5 |
| 단면연마 (대형) | Φ1,000 | 산화세륨 | 0.1 |
| 양면연마 | Φ400 | 산화세륨 | 0.3 |
| 콜로이달 실리카 | 0.1 |
※표내의 수치는 대표치입니다. 제품 사양은 상담 후 설정해 드리겠습니다.
5유로・홈 형성
통상, 광학플로우셀 등에서는 연마부재들을 결합하여 유로(채널)를 형성합니다. 이 수법은 직선적인 유로형성에는 유효하지만, 복잡한 유로 구조 실현은 곤란합니다. 당사는 반도체소자 제조에도 이용되고 있는 리소그래피와 에칭기술을 이용하여 마이크로 유체칩 등의 미세하고 복잡한 유로구조를 가진 제품을 실현합니다.
그 밖에도 머시닝센터 및 다이싱소 등의 연삭 기계를 사용한 유로/홈형성도 가능합니다.
유로제법비교
| 가공방법 | 최소가공경(mm) | 유로면조도 Ra(nm) | 가공가능형상 |
|---|---|---|---|
| 접합 | ≧0.05 | 0.5 | 직선 |
| 리소그래피&에칭 | ≧0.002 | 1 | 임의 |
| 머시닝센터 | ≧0.1 | 200 | 임의 |
| 다이싱소 | ≧0.1 | 200 | 직선 |
※표내의 수치는 대표치입니다. 제품 사양은 상담 후 설정해 드리겠습니다.
6조립
석영유리로는 복수의 부품을 접합함으로써 복잡한 형상을 만들어 낼 수 있습니다. 접합에 의해 각 부품이 완전히 일체화되기 때문에 이렇게 만들어진 제품은 석영유리소재 그 자체와 거의 같은 특성을 가지게 됩니다.
석영유리로 접합을 하기 위해서는 1,000℃ 이상의 고온 처리가 필요하다는 점, 어느 정도의 접촉면적이 필요하다는 점 등 몇 가지의 조건이 있습니다. 접합이 곤란한 경우에는 글라스프릿이나 접착제 등을 이용해서 부품을 조립하는 것도 가능합니다. 제품에 요구되는 품질과 정밀도를 고려하여 최적의 조립 방법을 선택하여 제품을 실현합니다.
유로제법비교
| 가공방법 | 면의 왜곡 | 내열성 | 내용매성 |
|---|---|---|---|
| 전기로내 접합(전착) | ○ | ○ | ○ |
| 화염접합(용착) | △ | ○ | ○ |
| 글라스프릿 접착 | ○ | △ | △ |
| 접착 | ○ | △ | △ |
7세정 · 검사
제품은 클린룸 내에서 반도체마스크 레벨의 정밀세정기술을 이용하여 세정됩니다. 또한, 제품의 품질향상을 위해서는 중간에 사용되는 부재의 청정도도 중요한 포인트입니다. 주력 제품인 플로우사이트메트리용 셀의 부재는 독자적으로 설계 개발한 전용 세정기를 사용하여 세정하며, 유로(□200~250μm)내부를 자동 세정함으로써 안정된 청정도를 얻고 있습니다.
세정 후의 제품은 클린룸 안에서 검사가 이루어집니다. 외관 검사는 경험이 풍부한 검사원이 육안 및 현미경을 병용하여 실시합니다. 치수나 기하공차의 측정은 자동측정장비로 이루어지며, 측정치는 데이터베이스화하여 품질 관리에 이용하고 있습니다.