KR100625015B1 - 초미세 유체 제트장치 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (38)
- ⅰ) 액체가 공급되는 초미세지름의 노즐을 가지고, ⅱ) 상기 노즐에 전극을 설치하고, ⅲ) 상기 노즐의 앞끝단에 기판표면이 근접하도록 상기 기판을 배설하고, ⅳ) 상기 전극에 임의파형전압을 인가하여 상기 노즐 앞끝단에 전계를 집중시키는 전압발생수단을 설치하고, 그 전계집중효과에 의해 상기 기판표면에 초미세지름의 유체액체방울을 토출하는 초미세 유체 제트장치로서,(a) 상기 노즐이 침(針)형상의 모세(capilary)노즐이고,(b) 상기 노즐의 앞끝단의 안지름이 0.01㎛∼8㎛이고,(c) 상기 임의파형전압이, 상기 노즐과 상기 기판간 거리(L)에 대응하여 조절되고, 상기 노즐끝단면에 있어서 유체 메니스커스(meniscus) 형상을 제어하여, 노즐 앞끝단의 집중전계를 토출임계전압(Ec) 이상으로 하는 전압이고, 또한(d) 상기 임의파형전압이 하기 수식(15)로 나타내는 영역의 전압이고,[수식(15) 중, γ: 유체의 표면장력(N/m), ε0 : 진공의 유전율(F/m), d : 노즐지름(m), h : 노즐-기판간 거리(m), k : 노즐형상에 의존하는 비례정수(1.5 < k < 8.5)이다.](e) 700V 이하의 인가전압에서 노즐 앞끝단으로부터 액체방울을 토출하는 것을 특징으로 하는, 초미세유체제트장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 노즐을 전기절연재로 형성하고, 상기 노즐 내의 액체에 담가지도록 상기 전극을 배치하고, 또는 상기 노즐 내에 도금 또는 증착에 의해 전극을 형성한 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 노즐을 전기절연재로 형성하고, 상기 노즐 내에 전극을 삽입 혹은 도금형성하는 것과 함께 상기 노즐의 바깥쪽에 전극을 설치한 것을 특징으로 하는 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐이 유리제의 미세모세관인 것을 특징으로 하는 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 저 컨덕턴스의 유로를 상기 노즐에 접속하거나, 또는 상기 노즐 자신을 저 컨덕턴스의 형상으로 한 것을 특징으로 하는 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판이 도전성재료 또는 절연성재료에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐과 기판간의 거리(L)가 500㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판을 도전성 또는 절연성의 기판홀더에 얹어 놓은 것을 특징으로 하는 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 내의 액체에 압력을 부가하도록 한 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임의파형전압을 직류로 한 것을 특징으로 하는 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임의파형전압을 펄스 파형으로 한 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임의파형전압을 교류 로 한 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임의파형전압의 전압값(V)을 500V 이하로 한 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임의파형전압을,상기 노즐과 기판간 거리(L)가 일정조건 하에서, 상기 노즐 앞끝단의 유체매니스커스 형상을 제어하고, 상기 집중전계를 토출임계전압(Ec) 이상으로 하는 전압값(V) 또는 주파수(f)의 전압값, 혹은 이들 모두로 한 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임의파형전압을,상기 노즐과 기판간 거리(L)를 조절하는 조건 하에서, 상기 노즐 앞끝단의 유체 매니스커스 형상을 제어하고, 상기 집중전계를 토출임계전압(Ec) 이상으로 하는 일정 전압값(V) 또는 주파수(f)의 전압값, 혹은 이들 모두로 한 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임의파형전압을,상기 노즐과 기판간 거리(L)를 조절하는 조건하에서, 상기 노즐 앞끝단의 유체 매니스커스 형상을 제어하고, 집중전계를 토출임게전압(Ec)이상으로 하는 전압값(V) 또는 주파수(f)의 전압, 혹은 이들 모두로 한 것을 특징으로 하는 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임의파형전압의 주파수(f)를, 하기 수식(A)로 산출되는 주파수(f)를 사이에 끼워, 그 주파수(f)보다 높은 주파수와 주파수(f)보다 낮은 주파수의 사이에서 변화시키는 것에 의해, 액체방울토출의 온-오프를 제어하는 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.f = σ/2πε…(A)[수식(A) 중, σ: 유체의 도전율(S·m-1), ε: 유체의 비유전율로 한다.]
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 내의 유로를 원통 형의 유로로 한 때의 유량 Q를, 하기 수식(19)를 만족하는 양으로 하고, 임의파형전압의 인가시의 단위시간당 유량을 10-10㎥/s 이하가 한 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.[수식(19) 중, d : 유로의 지름(m), η: 유체의 점성계수(Pa·s), L : 유로의 길이(m), ε0: 진공의 유전율(F·m-1), V : 인가전압(V), γ: 유체의 표면장력(N·m-1), k : 노즐형상에 의존하는 비례정수(1.5 < k < 8.5)로 한다.]
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배선패턴의 형성에 이용하는 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 금속초미세입자의 배선패턴의 형성에 이용하는 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 카본 나노튜브 및 그 전구체 및 촉매배열의 형성에 사용하는 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 강유전성 세라믹 및 그 전구체의 패터닝의 형성에 사용하는 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 고분자 및 그 전구체의 고배향화에 사용하는 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 존 리파이닝(zone refining)에 사용하는 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 마이크로 비드 매니퓨레이션(micro-bead manipulation)에 사용하는 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐을 상기 기판에 대하여 액티브 탭핑(active tapping)시키는 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 27 항에 있어서, 입체구조의 형성에 사용하는 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐을 상기 기판에 대하여 비스듬히 배치하는 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 벡터 스캔(vector scan)방식을 채용한 것을 특징으로 하는 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 래스터 스캔(raster scan)방식을 채용한 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 상에 폴리비닐페놀(PVP) 에탄올용액을 스핀코트하여 상기 기판의 표면을 개질(改質)한 것을 특징으로 하는, 초미세 유체 제트장치.
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