KR20170085169A - 초음파의 흡수가 가능한 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡음재 제작방법 및 그 방법으로 제작된 흡읍재 - Google Patents
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Abstract
상기와 같은 본 발명에 의하면, 포토 리소그래피 공정을 통해 제작된 기본몰드를 필름 타입의 폴리머 일면에 압인하는 간단한 작업공정으로 인해 제작이 비교적 간단할 뿐 아니라 이에 따른 제작비용이 크게 절감된다.
또한, 기본몰드의 양각 패턴의 크기를 조절함으로써, 다양한 주파수 대역의 초음파를 흡음할 수 있는 흡음재의 제작이 가능하다.
또한, 필름 타입의 폴리머 일면에 기본몰드의 양각 패턴을 압인하여 흡음재를 제작하는 방식으로 인해 대량 생산이 가능하다.
Description
도 2는 본 발명의 기본몰드 형성단계의 세부적인 공정순서도이다.
도 3 내지 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파의 흡수가 가능한 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡음재 제작방법을 설명하기 위한 부가적인 도면이다.
도 12는 헬름홀츠 공명홀이 형성되지 않은 필름 타입의 PDMS의 음향 감쇠 성능을 실험한 그래프이다.
도 13은 흡음 대상 초음파의 주파수가 0.88MHz가 되도록 헬름홀츠 공명홀의 각 제원의 치수를 설정한 필름 타입의 PDMS재질의 흡음재의 음향 감쇠 성능을 실험한 그래프이다.
도 14는 흠읍 대상 초음파의 주파수가 1.58MHz가 되도록 헬름홀츠 공명홀의 각 제원의 치수를 설정한 필름 타입의 PDMS재질의 흡음재의 음향 감쇠 성능을 실험한 그래프이다.
도 15는 흡음 대상 초음파의 주파수가 0.88MHz가 되도록 헬름홀츠 공명홀의 각 제원의 치수를 설정한 필름 타입의 PDMS재질의 흡음재를 단일층, 이중층, 삼중층으로 형성한 후 각각에 대한 음향 감쇠 성능을 실험한 그래프이다.
10 : 기판 20 : 제 1 포토 레지스트층
21 : 공동부 패턴 30 : 제 1 포토 마스크
31 : 제 1 패턴 40 : 제 2 포토 레지스트층
41 : 목부 패턴 50 : 제 2 포토 마스크
51 : 제 2 패턴 60 : 흡음층
61 : 헬름홀츠 공명홀 70 : 기반층
M : 기본몰드 R : 양각 패턴
P : 폴리머
Claims (10)
- 통 형상의 공동부와, 상기 공동부와 연결되고 상기 공동부의 평단면보다 작은 평단면을 가지는 통 형상의 목부를 포함하는 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡음재 제작방법에 있어서,
포토 리소그래피 공정을 통해 기판의 일면에 상기 공동부 형상과 대응되는 공동부 패턴과, 상기 공동부 패턴의 상부에 형성되고 상기 목부 형상과 대응되는 목부 패턴을 포함하는 헬름홀츠 공명홀 구조의 양각 패턴이 일정 간격 이격되게 배치된 기본몰드를 형성하는 단계와;
상기 복수개의 양각 패턴을 압인하여 일면에 헬름홀츠 공명홀이 일정 간격 이격되게 형성된 필름 타입의 흡음층을 형성하는 단계와;
상기 흡음층의 일면에 필름 타입의 기반층을 본딩 형성하는 단계를 포함하되,
상기 복수개의 양각 패턴은 마이크로 또는 나노 단위의 체적을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파의 흡수가 가능한 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡음재 제작방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 흡음층과 상기 기반층은 폴리머로 형성되는 것을 특징으로 초음파의 흡수가 가능한 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡음재 제작방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 폴리머는 PDMS(polydimethylsiloxane) 인 것을 특징으로 하는 초음파의 흡수가 가능한 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡음재 제작방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수개의 양각 패턴 중심 간의 간격은 마이크로 또는 나노 단위의 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파의 흡수가 가능한 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡음재 제작방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 기본몰드를 형성하는 단계는
기판의 일면에 제 1 포토 레지스트층을 형성하는 단계와;
상기 공동부의 평단면 형상과 대응되는 복수개의 제 1 패턴이 일정 간격 이격되게 형성된 제 1 포토 마스크를 형성하는 단계와;
상기 복수개의 제 1 패턴을 통해 상기 제 1 포토 레지스트층에 자외선을 조사하여 상기 제 1 포토 레지스트층에 상기 공동부의 형상과 대응되는 복수개의 공동부 패턴을 형성하는 단계와;
상기 제 1 포토 레지스트 층 상부에 제 2 포토 레지스트층을 형성하는 단계와;
상기 목부의 평단면 형상과 대응되는 복수개의 제 2 패턴이 일정 간격 이격되게 형성된 제 2 포토 마스크를 형성하는 단계와;
상기 복수개의 제 2 패턴을 통해 상기 제 2 포토 레지스트층에 자외선을 조사하여 각 공동부 패턴의 상부와 대응되는 상기 제 2 포토 레지스트층에 상기 목부 형상과 대응되는 복수개의 목부 패턴을 형성하는 단계와;
상기 제 1 포토 레지스트층 및 상기 제 2 포토 레지스트층을 현상하여 상기 기판의 일면에 헬름홀츠 공명홀과 대응되는 양각 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파의 흡수가 가능한 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡음재 제작방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 공동부의 높이와 대응되는 상기 제 1 포토 레지스트층의 두께 및 상기 공동부의 평단면적과 대응되는 상기 제 1 패턴의 면적과;
상기 목부의 높이와 대응되는 상기 제 2 포토 레지스트층의 두께와;
상기 목부의 평단면적과 대응되는 상기 제 2 패턴의 면적은
하기 수학식1을 통해 결정되는 것을 특징으로 하는 초음파의 흡수가 가능한 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡음재 제작방법.
[수학식 1]
여기서, f : 흡음 대상 초음파의 주파수(Hz), c : 음파의 속도(340m/s)
S : 목부의 평단면적(m2) L : 목부의 높이(m)
V : 공동부 부피(공동부의 평단면적*공동부의 높이)(m3) - 일면에 통 형상의 공동부와, 상기 공동부와 연결되고 상기 공동부의 평단면보다 작은 평단면을 가지는 통 형상의 목부를 포함하는 헬름홀츠 공명홀이 일정 간격 이격되게 형성된 필름타입의 흡음층과;
상기 흡음층의 일면에 상기 헬름홀츠 공명홀을 밀폐하도록 본딩 결합되는 필름타입의 기반층을 포함하되,
상기 헬름홀츠 공명홀은 리소그래피 공정을 통해 마이크로 또는 나노 단위의 체적을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 흡수가 가능한 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡읍재. - 제 7 항에 있어서,
상기 흡음층과 상기 기반층은 폴리머로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 흡수가 가능한 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡음재. - 제 8 항에 있어서,
상기 폴리머는 PDMS(polydimethylsiloxane) 인 것을 특징으로 하는 초음파의 흡수가 가능한 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡음재. - 제 9 항에 있어서,
상기 헬름홀츠 공명홀 중심 간의 간격은 마이크로 또는 나노 단위의 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 흡수가 가능한 헬름홀츠 공명홀을 가지는 흡음재.
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