KR101852084B1 - 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필름 형태의 가공필름에 결합되는 가공층을 레이저빔으로 가공하고, 가공된 가공층을 다수 적층 고정시킴으로써, 고강도이고, 초경량이며, 고기능성인 3차원 구조체를 쉽고 용이하게 형성할 수 있는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위해 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법은 가공층이 결합된 가공필름을 롤러유닛에 설치한 상태에서 롤러유닛을 동작시켜 가공필름을 가공영역에 정위치시키는 제1정위치단계와, 가공영역에서 기설정된 패턴에 대응하여 레이저유닛을 동작시켜 레이저빔으로 가공층을 가공하는 패터닝단계와, 롤러유닛을 동작시켜 패터닝단계를 거쳐 가공된 가공층을 적층스테이지 또는 적층스테이지에 안착된 기판 상에 정위치시키는 제2정위치단계 및 가공된 가공층이 적층스테이지 또는 기판 상에 적층되도록 스퀴지유닛을 동작시켜 가공필름을 적층스테이지 쪽으로 가압하는 적층단계를 포함하고, 상술한 단계를 순차적으로 반복 실시하여 나노박막으로 3차원 구조체를 제조할 수 있다.

Description

나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF THREE DIMENSION STRUCTURE USING THE LASER BEAM MACHINING OF NANO THIN FILM}

본 발명은 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 필름 형태의 가공필름에 결합되는 가공층을 레이저빔으로 가공하고, 가공된 가공층을 다수 적층 고정시킴으로써, 고강도이고, 초경량이며, 고기능성인 3차원 구조체를 쉽고 용이하게 형성할 수 있는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 3차원 구조체를 제작하기 위해서는 3차원 구조체의 형상을 만들어 낼 수 있는 금형을 제작해야 한다. 이를 위해 목형을 제작하고, 다수의 공정을 거쳐 최종적으로 금형을 만들어 3차원 구조체를 생산하게 된다.

이때, 3차원 구조체의 금형을 만들어 내기 위해서 쾌속 조형 공정을 이용할 수 있다. 여기서, 쾌속 조형 공정이란 종이, 왁스, ABS 및 플라스틱 등의 재료를 사용하여 3차원 캐드 데이터로부터 금형없이 직접 3차원 형상의 시작품을 성형하는 것을 말한다. 이와 같은 신속성형 공정분야에서 최근에는 금속분말 및 와이어를 이용하는 공정까지 개발되고 있다.

또한, 선행기술문헌에 기재된 한국공개특허 제2000-0054896호(2000. 09. 05. 공개)와 같이 금속박판에 형상부를 제작하고, 형상부가 형성된 금속박판을 적층하여 용접롤러로 금속박판을 서로 용착시킴으로써, 원하는 형상의 시작품을 만들 수 있다.

하지만, 종래 기술과 같은 3차원 구조체의 제조방법에서는, 금속박판의 두께를 줄이는 데 한계가 있고, 금속박판을 수십 나노미터 내지 수백 나노미터의 크기로 작게 형성하는 경우, 금속박판을 롤러에 권취하기 어려웠다. 또한, 수십 나노미터 내지 수백 나노미터의 크기를 갖는 금속박판에 복잡한 형태의 형상부를 형성하기 어렵고, 3차원 구조체의 내부에 다양한 기공을 형성하여 고강도이고 초경량인 3차원 구조체를 제작할 수 없었다.

한국공개특허공보 제2000-0054896호(발명의 명칭 : 금속박판의 전기식 롤러용접을 이용한 3차원 시작품 제작방법 및 장치, 2000. 09. 05. 공개)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 필름 형태의 가공필름에 결합되는 가공층을 레이저빔으로 가공하고, 가공된 가공층을 다수 적층 고정시킴으로써, 고강도이고, 초경량이며, 고기능성인 3차원 구조체를 쉽고 용이하게 형성할 수 있는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법을 제공함에 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법은 가공층이 결합된 필름 형태의 가공필름을 롤러유닛에 설치한 상태에서 상기 롤러유닛을 동작시켜 가공필름을 가공영역에 정위치시키는 제1정위치단계; 상기 가공영역에서 기설정된 패턴에 대응하여 레이저유닛을 동작시켜 레이저빔으로 상기 가공층을 가공하는 패터닝단계; 상기 롤러유닛을 동작시켜 상기 패터닝단계를 거쳐 가공된 상기 가공층을 적층스테이지 또는 상기 적층스테이지에 안착된 기판 상에 정위치시키는 제2정위치단계; 및 가공된 상기 가공층이 상기 적층스테이지 또는 상기 기판 상에 적층되도록 스퀴지유닛을 동작시켜 상기 가공필름을 상기 적층스테이지 쪽으로 가압하는 적층단계;를 포함하고, 가공된 상기 가공층의 적층 구조에 대응하여 상기 제1정위치단계와, 상기 패터닝단계와, 상기 제2정위치단계와, 상기 적층단계를 순차적으로 반복한다.

본 발명에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법은 가공된 상기 가공층의 적층 구조에 대응하여 패턴의 종류를 결정하고, 순차적인 반복횟수를 결정하는 반복제어단계;를 더 포함한다.

본 발명에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법은 상기 적층단계를 거친 다음, 상기 반복횟수의 종료 여부를 선택하는 반복마감단계;를 더 포함하고, 상기 반복마감단계를 거쳐 상기 반복횟수가 종료되지 않으면, 상기 제1정위치단계로 복귀한다.

본 발명에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법은 상기 반복마감단계를 거쳐 상기 반복횟수가 종료됨에 따라 상기 적층스테이지 또는 상기 기판으로부터 적층된 상기 가공층을 분리하는 기판분리단계;를 더 포함한다.

여기서, 상기 패터닝단계는, 상기 패턴의 종류에 따라 상기 가공영역에 정위치된 상기 가공층에서 가공해야 되는 패턴을 결정하는 패턴결정단계; 및 상기 패턴결정단계에 의해 결정되는 패턴에 따라 상기 레이저유닛을 동작시켜 상기 가공층을 가공하는 헤드구동단계;를 포함한다.

여기서, 상기 제2정위치단계는, 상기 롤러유닛을 동작시켜 가공된 상기 가공층을 상기 적층스테이지 또는 상기 기판 상에 정위치시키는 롤링단계; 및 상기 적층스테이지 또는 상기 기판을 승강시켜 상기 가공필름과 상기 기판 사이의 간격을 조절하는 스테이지승강단계;를 포함한다.

본 발명에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법은 상기 롤러유닛, 상기 레이저유닛, 상기 스퀴지유닛, 상기 적층스테이지를 초기화하는 초기화단계와, 상기 적층스테이지에 상기 기판을 정위치시키는 기판설치단계를 포함하는 세팅단계;를 더 포함한다.

여기서, 상기 세팅단계는, 상기 가공필름에 상기 가공층을 결합하는 필름제조단계;를 더 포함한다.

여기서, 상기 가공필름은 투명한 재질로 이루어지고, 상기 패터닝단계에서 상기 레이저빔은 상기 가공필름을 투과하여 상기 가공층에 조사됨으로써, 상기 가공층을 가공한다.

여기서, 상기 가공필름은 반투명 또는 불투명한 재질로 이루어지고, 상기 패터닝단계에서 상기 레이저빔은 상기 가공층과 마주보는 상태에서 상기 가공층에 직접 조사됨으로써, 상기 가공층을 가공한다.

여기서, 상기 가공층은, 상기 가공필름의 하부에 탈부착 가능하게 접합되는 필름 형태의 나노박막으로 이루어진 기능층을 포함하고, 상기 가공층을 가공한다는 것은, 상기 가공영역에서 기설정된 패턴에 대응하여 레이저유닛을 동작시켜 레이저빔으로 상기 기능층을 패터닝한다.

여기서, 상기 가공층은, 패턴이 형성된 상태로 상기 가공필름의 하부에 결합되는 요철부와, 상기 요철부의 패턴에 대응하여 상기 요철부에 탈부착 가능하게 적층 접합되는 기능층을 포함하고, 상기 가공층을 가공한다는 것은, 상기 가공영역에서 기설정된 패턴에 대응하여 레이저유닛을 동작시켜 레이저빔으로 상기 요철부에서 상기 기능층을 선택적으로 제거하거나 상기 요철부와 상기 기능층을 선택적으로 제거한다.

본 발명에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법에 따르면, 필름 형태의 가공필름에 결합되는 가공층을 레이저빔으로 가공하고, 가공된 가공층을 다수 적층 고정시킴으로써, 고강도이고, 초경량이며, 고기능성인 3차원 구조체를 쉽고 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 본 발명은 기능층이 가공필름 또는 요철부에 접합된 상태에서 가공이 이루어짐에 따라 기능층을 용이하게 가공하고, 가공필름에서 기능층의 탈부착을 용이하게 하며, 기능층에서 패턴 늘어짐 현상 또는 패턴의 일그러짐 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 가공층 또는 기능층에 형성되는 패턴의 정밀도를 향상시키고, 패턴이 형성된 기능층 간의 적층 및 접합을 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 결정되는 패턴의 종류에 따라 기능층의 적층 구조를 다양하게 변화시키고, 기능층의 구조 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 가공필름 또는 요철부으로부터 기능층이 안정적으로 분리되도록 하고, 분리된 기능층의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 기판과 기능층의 탈부착을 용이하게 하고, 3차원 구조체의 적층 구조를 안정화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 롤러유닛에 권취된 가공필름의 권취량에 따라 가공필름을 연속해서 사용할 수 있고, 가공필름에 접합되는 기능층을 간편하게 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 3차원 구조체를 통해 기계적 메타물질 또는 전자기적 메타물질을 구현하고, 안테나, 홀로그램 등 다양한 메타물질 구조를 갖는 제품을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 레이저빔에 의해 가공되는 기능층의 가공 상태를 도시한 요부사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 레이저빔에 의해 가공되는 기능층의 가공 상태에 대한 변형예를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 스퀴지유닛의 동작 상태를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 가공필름에 형성되는 기능층의 가공 상태에 대한 다른 변형예를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 세팅단계를 도시한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조장치를 설명하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법에 대하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에서 레이저빔에 의해 가공되는 기능층의 가공 상태를 도시한 요부사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에서 레이저빔에 의해 가공되는 기능층의 가공 상태에 대한 변형예를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에서 스퀴지유닛의 동작 상태를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에서 투과필름에 형성되는 기능층의 가공 상태에 대한 다른 변형예를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조장치는 필름 형태의 가공필름(F)에 결합된 가공층을 레이저빔으로 가공하고, 가공된 상기 가공층을 다수 적층 고정시키는 장치로써, 롤러유닛(10)과, 레이저유닛(20)과, 스테이지유닛(30)과, 스퀴지유닛(40)을 포함한다.

일예로, 상기 가공층은 상기 가공필름(F)의 하부에 탈부착 가능하게 접합되는 필름 형태의 나노박막으로 이루어진 기능층(N)을 포함한다.

이때, 상기 가공층을 가공한다는 것은 가공영역에서 기설정된 패턴에 대응하여 레이저유닛(20)을 동작시켜 레이저빔으로 상기 기능층(N)을 패터닝하는 것이다.

다른 예로, 상기 가공층은 패턴이 형성된 상태로 상기 가공필름(F)의 하부에 결합되는 요철부(G)와, 상기 요철부(G)의 패턴에 대응하여 상기 요철부(G)에 탈부착 가능하게 적층 접합되는 기능층(N)을 포함한다.

이때, 상기 가공층을 가공한다는 것은 가공영역에서 기설정된 패턴에 대응하여 레이저유닛(20)을 동작시켜 레이저빔으로 상기 요철부(G)에서 상기 기능층(N)을 선택적으로 제거하거나, 상기 요철부(G)와 상기 기능층(N)을 선택적으로 제거하는 것이다.

상기 롤러유닛(10)은 하부에 상기 가공층이 결합된 가공필름(F)이 설치된다.

일예로, 상기 롤러유닛(10)에는 상기 가공층이 결합된 상태의 상기 가공필름(F)이 권취되고, 상기 롤러유닛(10)의 동작으로 상기 가공필름(F)을 이동시킬 수 있다.

상기 롤러유닛(10)은 상기 가공필름(F)이 권취되는 장착롤러(11)와, 상기 장착롤러(11)에서 이격되어 배치되고 상기 가공필름(F)이 권취되는 구동롤러(12)와, 상기 구동롤러(12)에 상기 가공필름(F)이 권취되도록 상기 구동롤러(12)를 회전시키는 롤러구동부(13)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 장착롤러(11)와 상기 구동롤러(12) 사이에는 상기 레이저유닛(20)과, 상기 스테이지유닛(30)과, 상기 스퀴지유닛(40)이 배치될 수 있다.

다른 예로, 상기 롤러유닛(10)에는 상기 가공층이 결합된 상태의 상기 가공필름(F)이 무한 궤도를 형성하도록 설치되고, 상기 롤러유닛(10)의 동작으로 상기 가공필름(F)을 이동시킬 수 있다.

그러면, 상기 장착롤러(11)와 상기 구동롤러(12)는 상기 가공필름(F)에 내접하도록 상호 이격된 상태로 배치되고, 상기 롤러구동부(13)의 동작으로 상기 가공필름(F)을 이동시킬 수 있다.

상기 레이저유닛(20)은 상기 롤러유닛(10)에서 이동되는 상기 가공필름(F)의 일측에 구비된다. 상기 레이저유닛(20)은 레이저빔을 발진시켜 상기 가공필름(F)의 하부에 접합된 상기 가공층을 가공한다.

상기 레이저유닛(20)은 상기 가공층이 가공되도록 상기 레이저빔이 조사되는 레이저헤드(21)와, 상기 레이저빔을 발진시켜 상기 레이저헤드(21)에 전달하는 레이저발진기(22)와, 상기 가공층의 가공 형태에 대응하여 상기 레이저헤드(21)를 움직이는 헤드구동부(23)를 포함할 수 있다.

그러면, 상기 레이저발진기(22)는 상기 레이저빔의 강도를 조절할 수 있다. 또한, 상기 헤드구동부(23)는 상기 레이저헤드(21)를 3축 방향으로 직선 이동시키거나 회전될 수 있다. 이에 따라, 상기 레이저헤드(21)는 상기 가공층을 안정되게 가공할 수 있다.

상기 스테이지유닛(30)은 가공된 상기 가공층에서 상기 기능층(N)이 적층된다. 상기 기능층(N)은 기판(W)을 매개로 상기 스테이지유닛(30)에 적층될 수 있다.

상기 스테이지유닛(30)은 가공된 상기 기능층(N)이 적층되는 적층스테이지(31)와, 상기 적층스테이지(31)에 적층되는 상기 기능층(N)의 두께에 따라 상기 적층스테이지(31)를 승강 이동시키는 승강구동부(32)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 적층스테이지(31)에는 상기 기능층(N)의 적층을 위해 상기 기판(W)이 구비될 수 있다. 그러면, 상기 승강구동부(32)는 상기 적층스테이지(31) 자체를 승강 이동시키거나, 상기 기판(W)을 승강 이동시킬 수 있다.

상기 스퀴지유닛(40)은 상기 레이저유닛(20)의 일측에 구비되어 상기 가공필름을 상기 스테이지유닛(30) 쪽으로 가압한다. 상기 스퀴지유닛(40)은 가공된 상기 가공층에서 상기 기능층(N)을 상기 가공필름(F) 또는 상기 요철부(G)에서 분리하여 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에 적층시킨다.

상기 스퀴지유닛(40)은 상기 가공필름(F)의 상측에 구비되는 스퀴지부(41)와, 상기 스퀴지부(41)를 승강 이동시키는 적층승강부(42)와, 상기 기능층(N)이 상기 가공필름(F) 또는 상기 요철부(G)에서 분리되어 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에 적층되도록 상기 가공필름(F)을 가압한 상태에서 상기 스퀴지부(41)를 수평 이동시키는 적층구동부(43)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 스퀴지유닛(40)은 상기 스퀴지부(41)를 회전시키는 적층회전부(44)를 더 포함할 수 있다.

상기 스퀴지유닛(40)을 통해 상기 가공필름(F) 또는 상기 기능층(N)의 늘어짐을 방지하고, 상기 스테이지유닛(30) 상에서 상기 기능층(N)을 안정적으로 적층 고정시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 구조체의 제조장치는 제어유닛(50)을 더 포함할 수 있다.

상기 제어유닛(50)은 상기 스테이지유닛(30)에 적층되는 상기 기능층(N)의 구조에 대응하여 상기 롤러유닛(10)과, 상기 레이저유닛(20)과, 상기 스테이지유닛(30)과, 상기 스퀴지유닛(40)의 동작을 제어한다.

일예로, 상기 제어유닛(50)은 상기 롤러유닛(10)의 동작을 제어함으로써, 상기 가공층의 가공 위치 또는 상기 기능층(N)의 적층 위치를 조절할 수 있다.

다른 예로, 상기 제어유닛(50)은 상기 레이저유닛(20)의 동작을 제어함으로써, 상기 가공층에서 안정된 가공을 구현할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 제어유닛(50)은 상기 스테이지유닛(30)의 동작을 제어함으로써, 상기 가공필름(F)과 상기 적층스테이지(31) 사이 또는 상기 가공필름(F)과 상기 기판(W) 사이의 간격을 조절할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 제어유닛(50)은 상기 스퀴지유닛(40)의 동작을 제어함으로써, 상기 기능층(N)을 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에 안정되게 적층 고정시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 구조체의 제조장치는 가공감지부(60)와 적층감지부(70)를 더 포함할 수 있다.

상기 가공감지부(60)는 상기 가공층을 가공하기 위한 가공영역에서 상기 가공필름(F)의 정위치 상태를 감지한다. 일예로, 상기 가공감지부(60)는 상기 가공필름(F)의 이동 길이를 감지함으로써, 가공하고자 하는 상기 가공층을 상기 가공영역에 안정되게 정위치시킬 수 있다. 상기 가공감지부(60)는 상기 제어유닛(50)에 신호를 전달함으로써, 상술한 제어 동작을 명확하게 할 수 있다.

상기 적층감지부(70)는 상기 스테이지유닛(30)에서 가공된 상기 가공층의 정위치 상태를 감지한다. 일예로, 상기 적층감지부(70)는 가공된 상기 가공층에 표시되는 마커와 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에 표시되는 마커의 일치 상태를 감지하거나, 상기 가공필름(F)의 이동 길이를 감지함으로써, 가공된 상기 기능층(N)을 적층 위치에 안정되게 정위치시킬 수 있다. 또한, 상기 적층감지부(70)는 상기 제어유닛(50)에 신호를 전달함으로써, 상술한 제어 동작을 명확하게 할 수 있다.

상기 가공필름(F)은 상기 레이저헤드(21)에서 조사되는 상기 레이저빔이 투과될 수 있다. 이에 따라, 상기 가공필름(F)은 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 일예로, 상기 가공필름(F)은 PET(polyethylene terephthalate), PES(polyethylene sulfonate), PEN(polyethylene naphthalate) 등과 같은 고분자 재질로 이루어질 수 있다.

그러면, 상기 레이저헤드(21)는 상기 가공필름(F)과 마주보는 면에 배치되고, 상기 레이저빔이 상기 가공필름(F)을 투과하여 상기 가공층 또는 상기 기능층(N)에 조사됨으로써, 상기 가공층을 가공할 수 있다. 여기서, 상기 요철부(G)도 투명한 재질인 경우, 상기 레이저빔은 상기 요철부(G)를 투과할 수 있다.

또한, 상기 가공필름(F)은 반투명 또는 불투명한 재질로 이루어질 수 있다.

그러면, 상기 레이저헤드(21)는 상기 기능층(N)과 마주보는 면에 배치되고, 상기 레이저빔이 상기 가공층 또는 상기 기능층(N)에 직접 조사됨으로써, 상기 가공층을 가공할 수 있다.

상기 기능층(N)은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 3차원 구조체의 모재로써, 금, 은, 백금, 알루미늄 등과 같은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 기능층(N)은 유기물 또는 무기물들의 적층구조로 이루어질 수 있다. 상기 기능층(N)은 수 나노미터 내지 수 마이크로미터의 두께로 이루어지고, 상기 레이저유닛(20) 또는 상기 요철부(G)에 의해 나노 스케일 또는 마이크로스케일로 패터닝될 수 있다. 일예로, 상기 기능층(N)은 100 나노미터의 두께를 갖고 100 나노미터 주기로 가공될 수 있다. 이에 따라, 상기 기능층(N)의 재질에 의해 고강도이고, 초경량이며, 고기능성인 필름 또는 역학적 메타물질 또는 전자기적 메타물질을 구현할 수 있다.

이때, 상기 가공필름(F)과 상기 기능층(N) 사이 또는 상기 요철부(G)와 상기 기능층(N) 사이에는 탈착층(D)이 삽입될 수 있다. 일예로, 상기 탈착층(D)은 상기 기능층(N)이 상기 가공필름(F)에 탈부착 가능하게 결합되도록 상기 가공필름(F)에 고정될 수 있다. 다른 예로, 상기 탈착층(D)은 상기 기능층(N)이 상기 요철부(G)에 탈부착 가능하게 결합되도록 상기 요철부(G)에 고정될 수 있다.

상기 탈착층(D)은 상기 가공필름(F) 또는 상기 요철부(G)의 표면처리에 의해 형성되거나 상기 가공필름(F) 또는 상기 요철부(G)에 도포되는 접착물질(미도시)로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 기능층(N)에는 상기 기판(W)과의 탈부착 가능한 접착 또는 적층되는 다른 기능층(N)과의 접착을 위한 접착층(A)이 적층될 수 있다. 상기 접착층(A)은 상기 기능층(N)에 고정된 상태에서 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 상기 접착층(A)은 다양한 형태를 통해 적층되는 상기 기능층(N)을 상호 안정되게 고정시키고, 상기 기능층(N)이 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에서 탈부착이 가능하도록 한다.

상기 접착층(A)은 상기 기능층(N)과 실질적으로 동일한 재질을 포함함으로써, 상기 기능층(N)과 일체화될 수 있고, 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에서 탈부착이 가능하도록 할 수 있다. 이때, 상기 접착층(A)은 후술하는 적층단계(S4)를 거침에 따라 상기 기능층(N)과 일체화되고, 후술하는 기판분리단계(S8)를 거침에 따라 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에서 상기 기능층(N)을 안정되게 분리할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 기판(W) 상에 다수 적층된 상기 기능층(N)이 분리됨에 따라 3차원 구조체를 형성할 수 있다. 이때, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 상기 기능층(N)이 기설정된 형상으로 패터닝된 다음, 적층되어 3차원 구조체를 형성할 수 있다. 다른 표현으로 상기 가공필름(F)에는 가상의 그리드가 형성되고, 상기 가공필름(F) 상에서 상기 레이저헤드(21)가 기설정된 패턴을 따라 자유 곡선을 그리면서 기설정된 형상으로 상기 기능층(N)을 패터닝한 다음, 상기 기능층(N)이 적층되어 3차원 구조체를 형성할 수 있다.

또한, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 상기 기능층(N)에 형성된 기설정된 패턴에 의해 내부에 나노 스케일의 기공을 다수 형성한 다음, 상기 기능층(N)이 적층되어 3차원 구조체를 형성할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 가공층을 가공함으로써, 상기 요철부(G)에 형성된 상기 기능층(N)을 선택적으로 제거한 다음, 상기 요철부(G)의 돌출 부분에 형성된 상기 기능층(N)만이 적층되어 3차원 구조체를 형성할 수 있다.

상기 가공필름(F) 또는 상기 요철부(G)에 접합되는 상기 기능층(N)은 화학기상증착 방식, 물리기상증착 방식, 스퍼터 방식, 스프레이 방식, 잉크젯 방식, 스크린프린트 방식 중 어느 하나를 통해 나노스케일 또는 마이크로스케일로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 3차원 구조체는 고강도이고, 초경량이며, 고기능성을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 3차원 구조체는 기계적 메타물질 또는 전자기적 메타물질을 구현할 수 있다.

이때, 상기 기능층(N)은 상기 접착층(A)을 매개로 상호 접합됨은 물론 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에 접합될 수 있다. 여기서, 상기 접착층(A)은 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에서 탈부착이 가능할 수 있다.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에서 세팅단계를 도시한 순서도이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법은 필름 형태의 가공필름(F)에 결합된 상기 가공층을 레이저빔으로 가공하고, 가공된 상기 가공층에서 상기 기능층(N)을 다수 적층 고정시켜 고강도이고, 초경량이며, 고기능성인 3차원 구조체를 형성하는 방법으로써, 제1정위치단계(S1)와, 패터닝단계(S2)와, 제2정위치단계(S3)와, 적층단계(S4)를 포함한다. 이때, 가공된 상기 가공층의 적층 구조에 대응하여 상기 제1정위치단계(S1)와, 상기 패터닝단계(S2)와, 상기 제2정위치단계(S3)와, 상기 적층단계(S4)를 순차적으로 반복함으로써, 원하는 크기의 3차원 구조체를 형성할 수 있다.

상기 제1정위치단계(S1)는 상기 가공층이 결합된 상기 가공필름(F)을 상기 롤러유닛(10)에 설치한 상태에서 상기 롤러유닛(10)을 동작시켜 상기 가공필름(F)을 가공영역에 정위치시킨다. 그러면, 상기 가공필름(F)의 하부에는 상기 기능층(N)이 직접 탈부착 가능하게 접합되기도 하고, 상기 가공필름(F)의 하부에 설치된 상기 요철부(G)에 상기 기능층(N)이 탈부착 가능하게 접합될 수 있다.

상기 제1정위치단계(S1)는 상기 롤러유닛(10)의 동작을 제어하거나, 상기 가공감지부(60)의 동작에 따라 실시될 수 있다.

상기 패터닝단계(S2)는 상기 가공영역에서 기설정된 패턴에 대응하여 상기 레이저유닛(10)을 동작시켜 레이저빔으로 상기 가공층을 가공한다. 이때, 상기 가공필름(F)의 재질에 따라 상기 레이저헤드(21)의 위치가 결정되고, 상기 레이저빔은 상기 기능층(N)에 직접 조사되거나 상기 가공필름(F)을 투과하여 상기 기능층(N)에 조사됨으로써, 상기 기능층(N)을 패터닝할 수 있다. 상기 패터닝단계(S2)는 상기 레이저유닛(20)의 동작을 제어함에 따라 실시될 수 있다.

여기서, 상기 패터닝단계(S2)는 상기 가공영역에 정위치된 상기 기능층(N)에서 가공해야 하는 패턴을 결정하는 패턴결정단계(S21)와, 상기 패턴결정단계(S21)에 의해 결정되는 기설정된 패턴에 따라 상기 레이저유닛(20)을 동작시켜 상기 가공층을 가공하는 헤드구동단계(S22)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 패턴결정단계(S21)는 후술하는 반복제어단계(S5)에서 결정되는 패턴의 종류에 따라 상기 기능층(N)에서 가공해야 하는 패턴을 결정할 수 있다.

상기 제2정위치단계(S3)는 상기 롤러유닛(10)을 동작시켜 상기 패터닝단계(S2)를 거쳐 가공된 상기 가공층 또는 상기 기능층(N)을 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W) 상에 정위치시킨다. 상기 제2정위치단계(S3)는 상기 롤러유닛(10)의 동작을 제어하거나, 상기 적층감지부(70)의 동작에 따라 실시될 수 있다.

여기서, 상기 제2정위치단계(S3)는 상기 롤러유닛(10)을 동작시켜 가공된 상기 가공층을 상기 기판(W) 상에 정위치시키는 롤링단계(S31)와, 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)을 승강시켜 상기 가공필름(F)과 상기 기판(W) 사이의 간격을 조절하는 스테이지승강단계(S32)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2정위치단계(S3)의 세부 구성, 특히, 상기 스테이지승강단계(S32)를 통해 적층되는 상기 기능층(N)의 적층 상태를 안정화시킬 수 있다.

상기 적층단계(S4)는 가공된 상기 가공층이 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W) 상에 정위치된 상태에서 실시된다.

상기 적층단계(S4)는 상기 스퀴지유닛(40)을 동작시켜 상기 가공필름(F)을 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W) 쪽으로 가압한다. 그러면, 상기 적층단계(S4)는 가공된 상기 기능층(N)을 상기 가공필름(F) 또는 상기 요철부(G)에서 분리하여 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에 적층 고정시킨다. 상기 적층단계(S4)는 상기 기능층(N)이 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에서 탈부착 가능하도록 한다.

또한, 상기 적층단계(S4)는 상호 적층되는 상기 기능층(N)이 서로 결합 고정되어 다수의 상기 기능층(N)을 일체화시킬 수 있다. 상기 적층단계(S4)는 상기 스퀴지유닛(40)의 동작을 제어함에 따라 실시될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 구조체의 제조방법은 반복제어단계(S5)를 더 포함할 수 있다.

상기 반복제어단계(S5)는 가공된 상기 기능층(N)의 적층 구조에 대응하여 패턴의 종류를 결정한다. 또한, 상기 반복제어단계(S5)는 가공된 상기 기능층(N)의 적층 구조에 대응하여 순차적인 반복횟수를 결정한다. 이에 따라, 상기 반복제어단계(S5)를 거침으로써, 형성하고자 하는 상기 기능층(N)의 형태 및 완성하고자 하는 상기 3차원 구조체의 적층 구조를 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 구조체의 제조방법은 반복마감단계(S6)를 더 포함할 수 있다.

상기 반복마감단계(S6)는 상기 적층단계(S4)를 거친 다음, 실시된다. 상기 반복마감단계(S6)는 상기 반복횟수의 종료 여부를 선택한다. 상기 반복마감단계(S6)의 선택에 따라 추가로 상기 기능층(N)을 형성하기도 하고, 후술하는 기판분리단계(S8)를 거치기도 하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법을 종료할 수 있다.

좀더 자세하게, 상기 반복마감단계(S6)를 거침에 따라 상기 반복횟수가 종료되지 않으면, 상기 제1정위치단계(S1)로 복귀함으로써, 추가로 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W) 상에 가공된 상기 기능층(N)을 적층할 수 있다. 또한, 상기 반복마감단계(S6)를 거쳐 상기 반복횟수가 종료됨에 따라 후술하는 기판분리단계(S8)를 실시할 수 있다. 또한, 상기 반복마감단계(S6)를 거쳐 상기 반복횟수가 종료됨에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법을 종료할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 구조체의 제조방법은 기판분리단계(S8)를 더 포함할 수 있다.

상기 기판분리단계(S8)는 완성된 상기 3차원 구조체를 획득하기 위한 것으로, 상기 반복마감단계(S6)를 거쳐 상기 반복횟수가 종료됨에 따라 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)으로부터 적층된 상기 기능층(N)을 분리한다. 상기 기판분리단계(S8)에서는 다양한 형태의 재단수단으로 완성된 상기 3차원 구조체를 기설정된 크기로 재단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 구조체의 제조방법은 세팅단계(S7)를 더 포함할 수 있다.

상기 세팅단계(S7)는 상기 롤러유닛(10)과, 상기 레이저유닛(20)과, 상기 스테이지유닛(30)과 상기 스퀴지유닛(40)을 초기화하는 초기화단계(S71)와, 상기 적층스테이지(31)에 상기 기판(W)을 정위치시키는 기판설치단계(S72)를 포함한다. 여기서, 상기 초기화단계(S71)는 새로운 상기 가공필름(F)을 상기 롤러유닛(10)에 장착할 수 있다. 상기 기판설치단계(S72)에서는 상기 기판(W)의 표면을 세정하거나 상기 기판(W)을 표면 처리함으로써, 상기 기판(W)에서 상기 기능층(N)을 안정되게 분리할 수 있다. 상기 세팅단계(S7)는 상기 반복제어단계(S5)에서의 결정에 오류가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

상기 세팅단계(S7)는 상기 가공필름(F)에 상기 기능층(N)을 탈부착 가능하게 접합시키는 필름제조단계를 더 포함할 수 있다.

일예로, 상기 기능층(N)이 필름 형태로 이루어진 경우, 상기 필름제조단계는 필름 형태의 상기 가공필름(F)을 준비하는 필름준비단계(S73)와, 상기 가공필름(F)의 표면을 세정하거나 상기 가공필름(F)을 표면 처리하는 필름처리단계(S74)와, 상기 필름처리단계(S74)를 거친 상기 가공필름(F) 상에 상기 기능층(N)을 필름 형태의 박막으로 접합하는 기능층형성단계(S76)를 포함할 수 있다.

다른 예로, 상기 가공필름(F)에 상기 요철부(G)가 형성되는 경우, 상기 필름준비단계(S73)에서는 상기 가공필름(F)에 상기 요철부(G)를 형성하는 공정이 추가된다. 상기 필름처리단계(S74)는 상기 요철부(G)의 표면을 세정하거나 상기 요철부(G)를 표면 처리한다. 상기 기능층형성단계(S76)는 상기 요철부(G)의 돌출 부분에 상기 기능층(N)을 접합하거나, 상기 요철부(G)의 돌출 부분과 함몰 부분에 상기 기능층(N)을 접합할 수 있다.

여기서, 상기 기능층형성단계(S76)는 화학기상증착 방식, 물리기상증착 방식, 스퍼터 방식, 스프레이 방식, 잉크젯 방식, 스크린프린트 방식 중 어느 하나를 통해 실시될 수 있다.

이때, 상기 필름처리단계(S74)를 거침에 따라 상기 가공필름(F) 또는 상기 요철부(G)에는 상기 탈착층(D)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 필름제조단계는 상기 기능층형성단계(S76)에 앞서, 상기 가공필름(F)과 상기 기능층(N) 사이 또는 상기 요철부(G)와 상기 기능층(N) 사이에 상기 탈착층(D)을 형성하는 탈착층형성단계(S75)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 필름제조단계는 상기 기능층형성단계(S76)를 거친 다음, 상기 기능층(N)에 상기 접착층(A)을 형성하는 접착층형성단계(S77)를 더 포함할 수 있다.

상술한 제조방법을 살펴보면, 상기 세팅단계(S7)를 거침에 따라 상기 가공필름(F) 또는 상기 요철부(G)에 상기 기능층(N)을 형성하고, 상기 기능층(N)이 형성된 상기 가공필름(F)을 상기 롤러유닛(10)에 설치한다. 또한, 상기 적층스테이지(31)에는 상기 기판(W)을 설치할 수 있다. 또한, 상기 반복제어단계(S5)를 통해 패턴의 종류와 반복횟수를 결정한다.

그리고, 상기 롤러유닛(10)의 동작에 따라 상기 가공필름(F)이 이동하고, 상기 제1정위치단계(S1)를 거치면서 상기 가공필름(F)은 상기 레이저유닛(20) 상에서 가공영역에 정위치된다. 그러면, 상기 레이저유닛(20)은 기설정된 패턴에 대응하여 상기 가공층을 가공한다.

가공이 완료되면, 상기 롤러유닛(10)의 동작에 따라 상기 가공필름(F)이 이동하고, 상기 제2정위치단계(S3)를 거침에 따라 가공된 상기 가공층은 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W) 상에서 적층 위치에 정위치된다. 그러면, 상기 스퀴지유닛(40)은 가공된 상기 기능층(N)을 상기 가공필름(F) 또는 상기 요철부(G)로부터 분리하여 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에 적층 고정시킨다.

좀더 자세하게, 가공된 상기 가공층이 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W) 상에서 적층 위치에 정위치되면, 상기 적층승강부(42)의 동작에 따라 상기 스퀴지부(41)는 승강되어 상기 가공필름(F)을 가압하고, 상기 적층구동부(43)는 상기 스퀴지부(41)를 수평 이동시켜 가공된 상기 기능층(N)이 상기 가공필름(F) 또는 상기 요철부(G)에서 분리되어 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)에 적층되도록 한다. 이때, 상기 적층회전부(44)를 통해 상기 스퀴지부(41)를 회전시킬 수 있다. 또한, 상기 적층스테이지(31) 또는 상기 기판(W)은 상기 승강구동부(32)의 동작에 따라 승강 이동되어 상기 기능층(N)의 적층 높이를 조절할 수 있다.

그리고, 상기 가공필름(F)이 이동함에 따라 상기 제1정위치단계(S1)부터 상기 적층단계(S4)를 순차적으로 반복함으로써, 최종적으로 3차원 구조체를 완성할 수 있다.

상술한 설명에서 세정 또는 표면처리에 대한 세부 공정을 한정하는 것은 아니고, 다양한 형태를 통해 모재로부터 적층되는 물질이 용이하게 분리될 수 있도록 한다. 일예로, 상기 가공필름(F)과 상기 기능층(N)의 탈부착, 상기 요철부(G)와 상기 기능층(N)의 탈부착, 상기 기판(W)과 상기 기능층(N)의 탈부착을 용이하게 할 수 있다.

상술한 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법에 따르면, 필름 형태의 상기 가공필름(F)에 결합되는 상기 가공층을 레이저빔으로 가공하고, 가공된 상기 가공층을 다수 적층 고정시킴으로써, 고강도이고, 초경량이며, 고기능성인 3차원 구조체를 쉽고 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 상기 기능층(N)이 상기 가공필름(F) 또는 상기 요철부(G)에 접합된 상태에서 가공이 이루어짐에 따라 상기 기능층(N)을 용이하게 가공하고, 상기 가공필름(F)에서 상기 기능층(N)의 탈부착을 용이하게 하며, 상기 기능층(N)에서 패턴 늘어짐 현상 또는 패턴의 일그러짐 현상을 방지할 수 있다.

또한, 상기 기능층(N)에 형성되는 패턴의 정밀도를 향상시키고, 패턴이 형성된 상기 기능층(N) 간의 적층 및 접합을 용이하게 할 수 있다. 또한, 결정되는 패턴의 종류에 따라 상기 기능층(N)의 적층 구조를 다양하게 변화시키고, 상기 기능층(N)의 구조 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 가공필름(F)으로부터 상기 기능층(N)이 안정적으로 분리되도록 하고, 분리된 상기 기능층(N)의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 기판(W)과 상기 기능층(N)의 탈부착을 용이하게 하고, 상기 3차원 구조체의 적층 구조를 안정화시킬 수 있다.

또한, 상기 롤러유닛(10)에 권취된 상기 가공필름(F)의 권취량에 따라 상기 가공필름(F)을 연속해서 사용할 수 있고, 상기 가공필름(F)에 접합되는 상기 기능층(N)을 간편하게 제조할 수 있다. 또한, 상기 3차원 구조체를 통해 기계적 메타물질 또는 전자기적 메타물질을 구현하고, 초경량 고강도 소재, 안테나, 홀로그램 등 다양한 메타물질 구조를 갖는 제품을 제조할 수 있다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.

10: 롤러유닛 11: 장착롤러 12: 구동롤러
13: 롤러구동부 20: 레이저유닛 21: 레이저헤드
22: 레이저발진기 23: 헤드구동부 30: 스테이지유닛
31: 적층스테이지 32: 승강구동부 40: 스퀴지유닛
41: 스퀴지부 42: 적층승강부 43: 적층구동부
44: 적층회전부 50: 제어유닛 60: 가공감지부
70: 적층감지부 F: 가공필름 D: 탈착층
N: 기능층 A: 접착층 W: 기판
G: 요철부
S1: 제1정위치단계 S2: 패터닝단계 S21: 패턴결정
S22: 헤드구동 S3: 제2정위치단계 S31: 롤링단계
S32: 스테이지승강단계 S4: 적층단계 S5: 반복제어
S6: 반복마감 S7: 세팅 S71: 초기화단계
S72: 기판설치단계 S73: 필름준비단계 S74: 필름처리단계
S75: 탈착층형성단계 S76: 기능층형성단계 S77: 접착층형성단계
S8: 기판분리단계

Claims (12)

1. 나노 박막으로 이루어진 가공층이 결합된 필름 형태의 가공필름을 롤러유닛에 설치한 상태에서 상기 롤러유닛을 동작시켜 가공필름을 가공영역에 정위치시키는 제1정위치단계;
   상기 가공영역에서 기설정된 패턴에 대응하여 레이저유닛을 동작시켜 레이저빔으로 상기 가공층을 가공하는 패터닝단계;
   상기 롤러유닛을 동작시켜 상기 패터닝단계를 거쳐 가공된 상기 가공층을 적층스테이지 또는 상기 적층스테이지에 안착된 기판 상에 정위치시키는 제2정위치단계; 및
   가공된 상기 가공층이 상기 적층스테이지 또는 상기 기판 상에 적층되도록 스퀴지유닛을 동작시켜 상기 가공필름을 상기 적층스테이지 쪽으로 가압하는 적층단계;를 포함하고,
   가공된 상기 가공층의 적층 구조에 대응하여 상기 제1정위치단계와, 상기 패터닝단계와, 상기 제2정위치단계와, 상기 적층단계를 순차적으로 반복하며,
   상기 가공필름은 투명한 재질로 이루어지고,
   상기 패터닝단계에서 상기 레이저빔은 상기 가공필름을 투과하여 상기 가공층에 조사됨으로써, 상기 가공층을 가공하고,
   상기 가공층은 내부에 나노 스케일의 기공이 다수 형성된 기능층을 포함하며,
   상기 제1 정위치단계에서는 가공감지부를 통해 상기 가공층을 가공하기 위한 가공영역에서 상기 가공필름의 정위치 상태를 감지하고,
   상기 적층단계에서는 적층감지부를 통해 상기 적층스테이지 또는 상기 기판 상에서 가공된 상기 기능층의 정위치 상태를 감지하는 것을 특징으로 하는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   가공된 상기 가공층의 적층 구조에 대응하여 패턴의 종류를 결정하고, 순차적인 반복횟수를 결정하는 반복제어단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 적층단계를 거친 다음, 상기 반복횟수의 종료 여부를 선택하는 반복마감단계;를 더 포함하고,
   상기 반복마감단계를 거쳐 상기 반복횟수가 종료되지 않으면, 상기 제1정위치단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 반복마감단계를 거쳐 상기 반복횟수가 종료됨에 따라 상기 적층스테이지 또는 상기 기판으로부터 적층된 상기 가공층을 분리하는 기판분리단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법.
5. 제2항에 있어서,
   상기 패터닝단계는,
   상기 패턴의 종류에 따라 상기 가공영역에 정위치된 상기 가공층에서 가공해야 되는 패턴을 결정하는 패턴결정단계; 및
   상기 패턴결정단계에 의해 결정되는 패턴에 따라 상기 레이저유닛을 동작시켜 상기 가공층을 가공하는 헤드구동단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2정위치단계는,
   상기 롤러유닛을 동작시켜 가공된 상기 가공층을 상기 적층스테이지 또는 상기 기판 상에 정위치시키는 롤링단계; 및
   상기 적층스테이지 또는 상기 기판을 승강시켜 상기 가공필름과 상기 기판 사이의 간격을 조절하는 스테이지승강단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 롤러유닛, 상기 레이저유닛, 상기 스퀴지유닛, 상기 적층스테이지를 초기화하는 초기화단계와, 상기 적층스테이지에 상기 기판을 정위치시키는 기판설치단계를 포함하는 세팅단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 세팅단계는, 상기 가공필름에 상기 가공층을 결합하는 필름제조단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법.
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11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가공층은,
    상기 가공필름의 하부에 탈부착 가능하게 접합되는 필름 형태의 나노박막으로 이루어진 기능층을 포함하고,
    상기 가공층을 가공한다는 것은,
    상기 가공영역에서 기설정된 패턴에 대응하여 레이저유닛을 동작시켜 레이저빔으로 상기 기능층을 패터닝하는 것을 특징으로 하는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법.
12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가공층은,
    패턴이 형성된 상태로 상기 가공필름의 하부에 결합되는 요철부와, 상기 요철부의 패턴에 대응하여 상기 요철부에 탈부착 가능하게 적층 접합되는 기능층을 포함하고,
    상기 가공층을 가공한다는 것은,
    상기 가공영역에서 기설정된 패턴에 대응하여 레이저유닛을 동작시켜 레이저빔으로 상기 요철부에서 상기 기능층을 선택적으로 제거하거나 상기 요철부와 상기 기능층을 선택적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 나노박막의 레이저 가공을 이용한 3차원 구조체의 제조방법.

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