KR20170010761A - 마이크로/나노섬유 필름의 침투를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

마이크로/나노섬유 필름의 침투를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR20170010761A
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요한 지안잉 리우
칼 잔딘
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에스에이치티 신테르마 에이비
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Abstract

침투된 섬유계 복합 필름의 제조를 위한 장치 및 방법이 제공된다. 이 장치는 섬유계 필름을 도구 블럭 사이에 배열되게 하도록 서로 대향하게 배열된 두 도구 블럭을 포함한다. 도구 블럭의 적어도 하나는 홈을 포함하여 홈은 도구 블럭이 서로 접촉할 때 필름의 일부를 둘러싸는 밀봉 공동을 형성할 수 있다. 도구 블럭의 적어도 하나는 공동에 진공을 일으키기 위한 진공 펌프에 공동을 연결하는 진공 채널; 용융 재료의 공급원에 공동을 연결하며 공동으로 용융 재료의 전달을 제어하도록 구성된 밸브 설비를 포함하는 용융물 채널; 공동 내에 증가된 압력을 얻게 하여 공동에 있는 섬유 필름이 용융 재료에 의해 침투되는 압력 수단; 및 공동으로부터 침투된 섬유 필름을 배출하기 위한 배출 피스톤을 포함한다.

Description

마이크로/나노섬유 필름의 침투를 위한 방법 및 장치{Method and Apparatus for Infiltration of A micro/nanofiber film}
본 발명은 복합 재료의 제작에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 마이크로/나노섬유계 복합 재료를 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
마이크로- 및/또는 나노섬유 필름 및 침투된 금속 기질로 이루어진 복합 필름은 유리한 열적 및 기계적 특성을 갖도록 제조될 수 있다. 특히, 이런 열전도 필름은 열 수송을 촉진하도록 두 표면 사이의 계면에 사용될 수 있다. 하나의 관심 있는 응용분야는 구성요소의 효과적인 냉각이 필수적인 고성능 미세전자 구성요소에 관한 것이다. 열전도 필름이 활성 구성요소와 냉각 장치 사이에 또는 칩과 히트스프레더/리드 사이에 놓여서 구성요소로부터 열 전도를 촉진할 수 있다.
그러나, 현재, 재료를 마이크로 및 나노섬유 필름으로 이루어진 필름 속에 침투시키는 것은 어렵다. 이것은 작은 구멍 크기를 통과하는데 필요한 고압 때문이다. 금속/합금 기질을 가진 탄소계 섬유 또는 금속/합금 기질을 가진 폴리머계 섬유와 같은 섬유와 금속/합금 기질 재료 사이의 표면 에너지에 큰 차이가 존재할 때 간극이 없는 복합재료를 형성하는 것이 특히 어렵다.
박층화 기술을 기반으로 한 현존하는 연속 공정은 마이크로 및 나노섬유계 필름의 작은 구멍을 침투하기에 충분한 압력을 얻을 수 없고 원치 않는 구멍을 생성한다.
이런 복합 재료를 제공하기 위해서, 금속/합금 기질 재료에 의한 마이크로 및/또는 나노섬유 네트워크의 침투를 위한 상업적으로 실행가능한 공정이 바람직하다.
나노재료의 침투의 상기 바람직한 특성 및 종래 기술의 상기 및 다른 단점을 고려하여, 본 발명의 목적은 침투된 섬유계 복합 필름의 제조를 위한 개선된 방법과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따라, 따라서 침투된 섬유계 복합 필름의 제조를 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 섬유계 필름을 도구 블럭 사이에 배열되게 하도록 서로 반대로 배열된 두 도구 블럭을 포함하며, 도구 블럭의 적어도 하나는 홈을 포함하며; 도구 블럭의 적어도 하나는 대향하는 도구 블럭 쪽으로 이동가능하여 도구 블럭이 서로 접촉할 때 홈은 필름의 일부를 둘러싸도록 구성된 밀봉 공동을 형성하며; 도구 블럭의 적어도 하나는 홈에 연결된 제 1 말단과 공동에 진공을 일으키기 위한 진공 펌프에 연결가능한 제 2 말단에 있는 진공 채널; 홈에 연결된 제 1 말단과 용융 재료의 공급원에 연결된 제 2 말단에 있으며 공동으로 용융 재료의 전달을 제어하도록 구성된 밸브 설비를 포함하는 용융물 채널; 공동 내에 증가된 압력을 얻도록 구성되어 공동에 있는 섬유 필름이 용융 재료에 의해 침투되는 압력 수단; 및 도구 블럭이 서로 이격된 뒤로 끌린 위치에 있을 때, 공동으로부터 침투된 섬유 필름을 배출하도록 구성된 배출 피스톤을 포함한다.
도구 블럭은 도구 블럭의 하나만을 다른 쪽으로 이동시키거나 두 도구 블럭을 서로를 향해 이동시킴으로써 서로를 향해서 이동 가능하다. 따라서, 도구 블럭의 하나 또는 둘 다는 도구 블럭이 함께 압축될 때 공동을 형성하는 홈을 포함할 수 있다. 도구 블럭은 예를 들어 하나 이상의 작동기에 의해 이동될 수 있다. 게다가, 도구 블럭은 홈을 형성하는 삽입물을 포함할 수 있다. 삽입물이 사용될 때, 삽입물은 제거 가능하여서 공동의 외형을 결정하는 홈의 크기와 형태는 삽입물을 교체시킴으로써 장치에서 쉽게 변형될 수 있다.
본 발명의 실시태양에 따른 장치는 금속계 기질이 침투된 마이크로/나노섬유계 필름으로 이루어진 복합 필름의 연속 제조를 허용하여, 더욱 효과적인 제조 방법을 가능하게 한다. 또한, 장치는 용융 재료의 섬유 필름 속으로 균일하고 완벽한 침투를 가능하게 하여 유리한 복합물 특성을 얻게 한다.
본 발명의 한 실시태양에 따라, 홈은 상응하는 두께를 가진 침투된 필름의 제조를 가능하게 하는 5 내지 500마이크로미터 범위의 깊이를 가질 수 있다.
본 발명의 한 실시태양에 따라, 밸브 설비는 유리하게는 공급원으로부터 용융물 채널까지 용융 재료의 전달을 제어하도록 구성된 채널 밸브 및 용융물 채널로부터 상기 공동까지 용융 재료의 전달을 제어하도록 구성된 인젝터 밸브를 포함할 수 있다. 이에 의해, 공동에 전달될 용융 금속의 양은 채널 밸브에 의해 제어될 수 있고, 인젝터 밸브는 공동 속으로 용융 금속의 주입을 제어한다.
본 발명의 한 실시태양에서, 압력 수단은 유리하게는 30MPa보다 높은 공동 내의 압력을 제공하도록 구성된다. 이런 압력은 용융 재료를 필름의 구멍 속으로 밀어 넣는 역할을 할 것이며 필름은 완전히 침투된다. 서로에 대해 두 도구 블럭을 압축하는 힘은 고압이 공동에 인가되어 침투 동안 공동으로부터 어떠한 누출도 피하게 할 때 공동이 밀봉 상태를 유지하도록 제어되어야 한다.
본 발명의 한 실시태양에서, 압력 수단은 유리하게는 용융물 채널에 연결된 인젝터 피스톤을 포함할 수 있어서 용융 재료가 상기 인젝터 피스톤의 작동에 의해 공동에 있는 섬유 필름 속에 증가된 압력으로 침투된다. 적절한 작동자에 의해 작동된 인젝터 피스톤은 용융 재료상에 충분하게 높은 압력의 인가를 가능하게 하여 필름 속으로 용융 재료의 침투를 얻는다.
본 발명의 한 실시태양에서, 도구 블럭 및/또는 도구 삽입물은 유리하게는 용융 재료의 용융 온도를 초과하는 온도로 공동을 가열하도록 구성된 히터를 포함할 수 있다. 용융 재료의 주입 이전에 공동을 가열함으로써, 금속은 공동에서 응고되지 않을 것이며 이것이 침투를 가능하게 한다. 히터는 유리하게는 수 kW의 효과를 가진 하나 이상의 가열 요소를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시태양에 따라, 도구 블럭은 유리하게는 금속의 주입 및 필름의 침투 이후 상기 용융 재료의 상기 용융 온도보다 낮은 온도로 공동을 냉각하도록 구성된 냉각 수단을 포함할 수 있다. 냉각 수단을 통해, 침투된 필름은 빠르게 냉각될 수 있어서 금속은 응고되어 침투된 필름이 공동으로부터 제거되게 한다. 이것이 순환 시간을 개선하여 더 빠른 제조 공정을 제공한다. 공동을 가열하고 냉각하는 것은 본 발명에서 공동을 형성하는 장치의 일부를 가열하고 냉각하는 것으로 이해되어, 공동에 위치된 임의의 재료, 즉, 필름 및/또는 금속이 가열되거나 냉각된다.
본 발명의 한 실시태양에서, 냉각 수단은 유리하게는 기름 또는 물과 같은 유동성 냉각 매체를 함유하는 냉각 채널을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 냉각 채널 및 가열 요소는 공정 순환 시간이 3분 미만이 가능하도록 제공된다. 순환 시간은 효율적인 공정을 제공하도록 가능한 한 짧은 것이 바람직하다. 일반적으로, 순환 시간은 장치의 가열 및 냉각 능력과 관련이 있다.
본 발명의 한 실시태양에 따라, 용융 재료는 유리하게는 SnAgCu, Sn, SnBi, SnBiAg, SnZn, In, BiSnAg 및 공정(共晶) InSnBi를 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 한 실시태양에 따라, 각각의 도구 블럭은 유리하게는 홈을 포함할 수 있고, 따라서 도구 블럭은 홈이 서로 대면하도록 배열될 수 있어서 두 도구 블럭이 함께 압축될 때 공동이 형성된다.
본 발명의 한 실시태양에서, 침투된 섬유계 복합 필름의 릴-투-릴(reel-to-reel) 제조를 위한 어셈블리가 제공된다. 어셈블리는 위에서 논의한 실시태양 중 임의의 하나에 따른 장치, 마이크로/나노섬유 필름, 필름을 고정하는 저장 릴 및 필름을 수용하도록 구성된 수집 릴을 포함한다. 필름은 저장 릴과 수집 릴 사이에 배열되어 저장 릴로부터 수집 릴까지 필름의 진로가 두 블럭 사이로 이어진다. 위에서 논의한 어셈블리를 통한 릴-투-릴 제조가 가능하다는 것은 침투된 필름 프리폼의 전체 롤이 중단 없이 연속적으로 제조될 수 있다는 것을 의미한다. 이런 공정에서, 필름은 저장 릴로부터 풀리며 도구를 통과하며 수집 릴 상에 저장된다.
본 발명의 한 실시태양에 따라, 마이크로/나노섬유 필름은 유리하게는 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리아라미드, 고밀도 폴리에틸렌, PEEK, 케블라, 폴리에스터, 질화붕소, 탄소 섬유, 탄소나노튜브, 무기 섬유 및 그래핀 코팅 섬유를 포함하는 그룹으로부터 선택된 섬유를 포함할 수 있다. 마이크로섬유는 마이크로미터의 지름을 가진 섬유를 의미하며 나노섬유는 서브-마이크로미터 지름을 가진 섬유를 의미한다.
본 발명의 한 실시태양에서, 필름은 유리하게는 필름에 대한 용융 재료의 습윤을 촉진하도록 변형된 표면을 가질 수 있다. 특히, 필름의 섬유는 Ag, Cu, Au, Ni, Pd, Ti 및/또는 Pt 또는 이의 조합으로 코팅될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따라, 금속계 기질을 가진 마이크로/나노섬유계 섬유 필름으로 이루어진, 복합 필름의 릴-투-릴 제조 방법이 제공되며, 이 방법은 필름을 고정하는 저장 릴과 필름을 수용하는 수집 릴 사이에 마이크로/나노섬유계 필름을 배열하는 단계; 서로 대향하게 배열된 제 1 및 제 2 도구 블럭을 함께 압축함으로써 형성된 공동에 필름의 일부를 둘러싸는 단계, 도구 블럭의 적어도 하나는 공동을 형성하는 홈을 포함한다; 용융 재료를 공동에 제공하는 단계; 용융 재료상에 압력을 증가시켜 공동에 있는 섬유 필름이 용융 재료에 의해 침투되는 단계; 및 용융 재료의 용융 온도 아래의 온도로 공동을 냉각하는 단계; 및 도구 블럭을 떨어지게 이동시킴으로써 복합 필름을 배출하는 단계를 포함한다. 필름의 침투된 부분은 배출 메커니즘을 사용하여 배출된다.
본 발명의 제 2 양태의 효과 및 특징은 본 발명의 제 1 양태와 관련하여 상기한 효과 및 특징과 크게 유사하다.
본 발명의 추가 특징 및 이점은 첨부된 청구항과 다음 설명을 검토할 때 분명해질 것이다. 당업자는 본 발명의 다른 특징들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 이하에서 기술된 것 이외의 실시태양을 형성하도록 결합될 수 있다는 것을 이해한다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
본 발명의 이런 및 다른 양태는 이제 본 발명의 예시적 실시태양을 나타내는 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 기술될 것이다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 한 실시태양에 따른 장치를 개략적으로 예시한다.
도 2는 본 발명의 한 실시태양에 따른 방법의 일반적인 단계를 개략하는 흐름도이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 더욱 완전히 기술될 것이며, 본 발명의 현재 바람직한 실시태양이 도시된다. 그러나, 본 발명은 여러 다른 형태로 구현될 수 있으며 본 발명에서 설명된 실시태양에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하며, 이런 실시태양은 완벽성 및 완전성을 위해 제공되며, 본 발명의 범위는 완전히 당업자에게 전달한다. 유사한 도면부호는 전부 유사한 요소를 의미한다.
본 발명은 금속/합금 기질 재료의 연속적 마이크로 및/또는 나노섬유의 필름 속으로 완벽하고 균일한 침투를 만드는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 이런 복합재료를 릴-투-릴 생산으로 형성하기 위한 방법과 도구에 관한 것이다.
도 1은 침투된 마이크로/나노섬유 필름의 릴-투-릴 제조를 위한 장치(100)를 개략적으로 예시한다. 상기 장치는 서로 대향하게 배열된 제 1 도구 블럭(102a) 및 제 2 도구 블럭(102b)을 포함한다. 각각의 도구 블럭은 개별 홈(104a, 104b)을 포함하여 홈은 도구 블럭이 함께 압축될 때 공동을 형성한다. 섬유계 복합 필름(106)은 도구 블럭(102a, 102b) 사이와 홈(104a, 104b) 사이에 배열되어 필름(106)의 일부는 두 도구 블럭(102a, 102b)이 함께 압축될 때 공동에 둘러싸인다. 도구 블럭의 하나, 여기서 제 2 도구 블럭(102b)은 용융 재료를 홈에 제공하기 위한 전달 시스템을 포함한다. 용융 금속 재료는 도구 블럭(102b)의 용융물 채널(110)에 연결된 용기(108)에 저장된다. 채널 밸브(112)는 용기(108)와 용융물 채널(110) 사이에 배열되어 용융 재료의 용융물 채널로의 전달을 제어한다. 인젝터 밸브(114)는 용융물 채널(110)로부터 공동으로 용융 재료의 전달을 제어하도록 배열된다. 도구 블럭(102b)은 용융물 채널(110)과 연결되어 배열되고 증가된 압력에서 공동 속에 용융 재료를 주입하도록 구성된 인젝터 피스톤(116)을 더 포함한다. 도구 블럭(102b)의 채널 장치는 또한 진공 밸브(120)를 통해 공동에 진공 펌프(118)를 연결하는 진공 채널(116)을 포함한다. 배출 피스톤(122)은 홈(104a)으로부터 필름(106)의 침투된 부분을 배출하기 위한 제 1 도구 블럭(102a)에 배열된다. 배출 피스톤(122)은 냉각 채널을 포함할 수 있다.
도 1a는 마이크로/나노섬유 필름(106)이 필름을 고정하는 저장 릴(124) 상에 배열되는 것을 추가로 예시한다. 필름(106)은 도구 블럭(104a, 104b) 사이로 수집 릴(126)까지 이어진다.
도 1b는 두 도구 블럭(102a, 102b)이 함께 압축되어 홈(104a, 104b)이 필름(106)의 일부가 둘러싸이는 공동을 형성하는 위치에서 장치를 예시한다.
도 2는 침투된 마이크로/나노섬유 필름을 형성하기 위한 제조 방법의 일반적인 단계를 약술하는 흐름도이다. 도 2의 방법은 도 1a-b를 참조하여 기술될 것이다.
기술된 방법에서 침투된 필름은 폴리머, 질화붕소 또는 탄소계 조성물로 이루어진 연속적인 마이크로 및/또는 나노섬유를 포함할 수 있다. 필름은 전자방사 공정, 이후 질화 또는 탄화와 같은 추가 공정을 통해 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 통상적으로 필름은 60±20%의 다공성, 5-200㎛의 총 두께를 가지며 100nm - 15㎛의 지름을 가진 섬유로 제조된다. 필름은 또한 섬유 상에 얇은 코팅과 같은 추가층을 가질 수 있어서 CVD, 스퍼터링, 전해도금 및 무전해 도금과 같은 건식 및 습식 증착을 통해 형성될 수 있는 용융 재료의 습윤을 촉진한다. 한 예시적 실시태양에서, 릴/스풀/롤러(124)는 Ag 입자로 코팅된 연속적인 폴리이미드 서브마이크론 섬유의 30미터의 긴 연속적인 필름을 운반한다. 저장 릴(124)로부터 수집 릴까지 필름의 이동은 모터에 의해 제어된다.
한 실시태양에서, 도구 블럭(102a-b)은 알루미늄 합금으로 제조되며, 수 kW 가열 효과를 가진 전기 가열 요소, 오일 냉각을 위한 채널을 포함하며, 배출 피스톤을 허용하는 기하 도형적 배열을 가진다. 도구 블럭(102a-b)은 스테인리스 강으로 제조되고, 연마 표면과 최종 복합 재료의 원하는 기하 도형적 배열과 일치하는 기하 도형적 배열의 공동을 가지는 삽입물 블럭(128a-b)을 포함한다. 도구 블럭과 도구 삽입물은 액체 용융물을 고압으로 도구 삽입물 공동 속으로 밀어넣을 수 있는 주입 피스톤(116)에 연결된 채널을 가진다.
첫째 202, 도구 블럭(102a-b)은 충분하게 높은 잠금력으로 필름(106) 둘레를 막으며 홈(104a-b)은 필름 자체로 부분적으로 밀봉되는 공동(150)을 형성하며 이 공동에 필름의 일부는 압축되지 않은 상태이다.
다음 204, 진공 밸브(120)는 개방되며 진공 펌프(118)는 공동에서 진공을 형성하도록 작동된다. 그런 후에 진공 밸브(120)는 밀폐된다.
진공이 공동에 형성된 후, 가열 요소는 도구 블럭(102a, 102b) 및 특히 삽입물(128a, 128b)을 가열하여 공동을 형성하는 부품들의 온도는 사용될 금속, 이 실시예에서 SnAgCu 합금의 용융 온도보다 30℃ 높은 247℃의 온도에 도달한다.
다음 208, 채널 밸브(112)는 개방되어 용융 금속이 용융 금속 용기(108)로부터 용융물 채널(110) 속으로 흐르게 한다. 채널 밸브(112)는 용융물 채널(110)이 채워질 때까지 개방된다. 용융물 채널의 충전은 채널 시스템에서 용융 금속의 추가 충전을 촉진하도록 인젝터 피스톤(116)을 후진하는 것을 포함할 수 있다. 용융물 채널(110)은 또한 이전 순환으로부터 용융 재료로 완전히 또는 부분적으로 충전될 수 있다. 공동을 가열하기 위한 가열 요소는 용융물 채널이 채널을 통한 용융 재료의 흐름을 가능하도록 충분하게 가열되는 것을 보장하도록 배열된다.
용융 금속의 용융물 채널(110)로의 전달 이후, 인젝터 밸브(114)가 개방되어 용융 금속은 공동(150)에서 진공에 의해 도움을 받아, 공동(150) 속으로 흘러가서 공동을 채우고(210) 필름을 둘러싼다. 공동의 충전 이후, 채널 밸브(112)는 닫힌다.
다음 단계 212에서, 통상적으로 30MPa 초과의 고압이 주입 피스톤(116)에 의해 인가되어 필름의 구멍 속에 용융 금속/합금 기질 재료의 침투를 강제한다. 주입 피스톤에 인가된 힘은 감소되고 인젝터 밸브는 닫힌다.
필름의 침투 이후, 도구 블럭 및 삽입물은 도구, 도구 삽입물 및 배출 피스톤(122)에 있는 냉각 채널에 오일을 흘려보냄으로써, SnAgCu 합금의 용융점 30도 아래인 약 187℃의 온도로 냉각된다(214).
공동 및 그 안의 필름이 목표 온도에 도달하면, 도구 블럭(104a-b)은 떨어지게 이동하며 필름의 침투된 부분은 배출 피스톤(122)에 의해 배출된다(216). 필름의 배출의 이후, 필름은 일정거리를 이동할 수 있으며 새로운 필름 부분은 순환을 재시작함에 따라 침투될 수 있다.
상기 방법을 통해 필름의 연속적인 부분은 효율적인 방식으로 연속적으로 침투될 수 있다. 릴-투-릴 생산이 바람직하지 않은 경우, 장치(100)는 필름의 개별 조각의 침투에 매우 동등하게 사용될 수 있다.
본 발명은 이의 구체적인 예시적 실시태양을 참조하여 기술되었지만, 여러 다른 변경, 변형 등은 당업자에게 명백해질 것이다. 예를 들어, 채널과 밸브는 다른 방식으로 배열될 수 있으며, 여전히 상기 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 시스템의 다른 부품은 생략될 수 있고, 서로 교환되고 다양한 방식으로 배열될 수 있고, 장치는 여전히 본 발명의 기능을 실행할 수 있다.
또한, 개시된 실시태양에 대한 변화는 도면, 상세한 설명 및 첨부된 청구항의 연구로부터, 청구된 발명을 실시하는데 당업자에게 이해되고 이루어질 수 있다. 청구항에서, 단어 "포함하는"는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며 부정관사 "a" 또는 "an"은 복수를 배제하지 않는다. 특정 수단이 공통으로 다른 종속항에서 인용된다는 단순한 사실은 이런 수단의 조합이 이익이 되도록 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다.

Claims (15)

  1. 침투된 섬유계 복합 필름의 제조를 위한 장치로서,
    섬유계 필름(106)을 도구 블럭 사이에 배열되게 하도록 서로 대향하게 배열된 두 도구 블럭(102a, 102b)을 포함하며, 상기 도구 블럭의 적어도 하나는 홈(104a, 104b)을 포함하며; 상기 도구 블럭의 적어도 하나는 대향하는 도구 블럭 쪽으로 이동가능하여 상기 도구 블럭이 서로 접촉할 때 상기 홈은 상기 필름의 일부를 둘러싸도록 구성된 밀봉 공동을 형성하며;
    상기 도구 블럭의 적어도 하나는
    상기 홈에 연결된 제 1 말단과 상기 공동에 진공을 일으키기 위한 진공 펌프에 연결가능한 제 2 말단에 있는 진공 채널(116);
    상기 홈에 연결된 제 1 말단과 용융 재료의 공급원(108)에 연결된 제 2 말단에 있으며 상기 공동으로 상기 용융 재료의 전달을 제어하도록 구성된 밸브 설비를 포함하는 용융물 채널(110);
    상기 공동 내에 증가된 압력을 얻도록 구성되어 상기 공동에 있는 섬유 필름이 상기 용융 재료에 의해 침투되는 압력 수단; 및
    도구 블럭이 서로 이격된 뒤로 끌린 위치에 있을 때, 공동으로부터 침투된 섬유 필름을 배출하도록 구성된 배출 피스톤(122)을 포함하는 침투된 섬유계 복합 필름의 제조를 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈은 5 내지 500마이크로미터 범위의 깊이를 가지는 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 밸브 설비는 상기 공급원으로부터 상기 용융물 채널까지 용융 재료의 전달을 제어하도록 구성된 채널 밸브(112); 및
    상기 용융물 채널(7)로부터 상기 공동까지 용융 재료의 전달을 제어하도록 구성된 인젝터 밸브(114)를 포함하는 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 수단은 30MPa보다 높은 상기 공동 내의 압력을 제공하도록 구성되는 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 수단은 상기 용융물 채널에 연결된 인젝터 피스톤(116)을 포함하여 상기 용융 재료가 상기 인젝터 피스톤의 작동에 의해 상기 공동에서 상기 필름 속에 증가된 압력으로 침투되는 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도구 블럭은 상기 용융 재료의 용융 온도를 초과하는 온도로 상기 공동을 가열하도록 구성된 히터를 포함하는 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도구 블럭은 상기 용융 재료의 상기 용융 온도보다 낮은 온도로 상기 공동을 냉각하도록 구성된 냉각 수단을 포함하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 냉각 수단은 유동성 냉각 매체를 함유하는 냉각 채널을 포함하는 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 도구 블럭은 홈을 포함하며, 상기 도구 블럭은 상기 홈이 서로 대면하도록 배열되는 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용융 재료는 용융 금속 또는 용융 합금인 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용융 재료는 SnAgCu, Sn, SnZn, SnBi, SnBiAg, In, BiSnAg 및 InSnBi를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 장치.
  12. 침투된 섬유계 복합 필름의 릴-투-릴(reel-to-reel) 제조를 위한 어셈블리로서,
    제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 장치;
    마이크로/나노섬유 필름(12);
    상기 필름을 고정하는 저장 릴(8);
    상기 필름을 수용하도록 구성된 수집 릴(9)을 포함하며;
    상기 필름은 상기 저장 릴과 상기 수집 릴 사이에 배열되어 상기 저장 릴로부터 상기 수집 릴까지 필름의 진로가 두 블럭 사이로 이어지는 것인 침투된 섬유계 복합 필름의 릴-투-릴(reel-to-reel) 제조를 위한 어셈블리.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 마이크로/나노섬유 필름은 폴리이미드, 폴리우레탄, 나일론. 폴리아미드, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리아라미드, 고밀도 폴리에틸렌, PEEK, 케블라, 폴리에스터, 질화붕소, 탄소 섬유, 탄소나노튜브, 무기 섬유 및 그래핀 코팅 섬유를 포함하는 그룹으로부터 선택된 섬유를 포함하는 어셈블리.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 필름은 상기 필름에 대한 용융 재료의 습윤을 촉진하도록 변형된 표면을 가지는 어셈블리.
  15. 금속 또는 금속 합금 기질 재료로 침투된 마이크로/나노섬유계 필름의 릴-투-릴 제조 방법으로서,
    상기 필름을 고정하는 저장 릴과 상기 필름을 수용하는 수집 릴 사이에 마이크로/나노섬유계 필름을 배열하는 단계;
    서로 대향하게 배열된 제 1 및 제 2 도구 블럭을 함께 압축함으로써 형성된 공동에 상기 필름의 일부를 둘러싸는 단계, 상기 도구 블럭의 적어도 하나는 상기 공동을 형성하는 홈을 포함한다;
    용융 재료를 상기 공동에 제공하는 단계;
    상기 공동 내의 상기 용융 재료상에 압력을 증가시켜 상기 공동에 있는 섬유 필름이 상기 용융 재료에 의해 침투되는 단계; 및
    상기 용융 재료의 용융 온도 아래의 온도로 상기 공동을 냉각하는 단계; 및
    상기 도구 블럭을 떨어지게 이동시킴으로써 상기 필름을 배출하는 단계를 포함하는 금속 또는 금속 합금 기질 재료로 침투된 마이크로/나노섬유계 필름의 릴-투-릴 제조 방법.
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