전열가열방식을 이용한 휴대전화용 복합기능 도광판 제작 및 전사성 평가

Abstract

본 논문에서는 전열(마이크로 히터, 센서)을 이용해 금형의 표면을 가열하는 E-MOLD 특허기술을 적용하여 휴대전화용 복합기능 도광판(Prismless LGP)을 제작하고, 전사성을 평가하였다. 이를 위하여 MEMS 공정을 이용하여 복합기능 도광판용 니켈 스탬퍼를 제작하였고, E-MOLD 기술의 핵심인 이동가열코어(movable heated core)가 설치된 금형을 설계, 제작하였다 이를 이용하여 성형조건 중 금형온도를 변화시키면서 복합기능 도광판을 사출성형으로 제조 하였고, 금형온도가 성형품의 전사성에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 또한, 전산모사 프로그램(CAE)을 이용하여 금형온도와 사출시간에 따른 수지의 유동성을 해석하였다. 금형온도에 따른 도광판의 전사성은 <TEX>$100^{\circ}C$</TEX>(25.0nm), <TEX>$140^{\circ}C$</TEX>(48.4nm), <TEX>$180^{\circ}C$</TEX>(52.1nm)로 나타났고, 스탬퍼(52.1nm)와 비교했을 때 <TEX>$180^{\circ}C$</TEX>에서 전사성이 가장 우수했다. 전산모사 해석결과에 따르면, 수지의 유동성은 금형온도(<TEX>$50{\sim}180^{\circ}C$</TEX>)가 증가할수록 향상되었다. 사출시(<TEX>$1{\sim}2sec$</TEX>)이 길수록 유동성이 감소하는 경향을 <TEX>$160^{\circ}C$</TEX>에서 확인하였다. 따라서 수지의 전사성과 유동성은 금형온도에 따라 증가하고, 특히 유리전이 온도(<TEX>$140^{\circ}C$</TEX>) 이상에서 크게 상승하였다. In this paper, we adopted E-MOLD patent technology in order to fabricate Prismless LGP(Light Guide Panel) fur cellular phone and estimate the transcription of injection-molded parts. Then, we manufactured the Ni stamper fur Prismless LGP using MEMS process. And the stamper was installed in the movable heated core which is the key part of a patented mold. Using this mold, we manufactured injection-molded plastic LGP parts with different mold temperatures so that we investigate effect of the temperature on the transcription of the parts. The CAE analysis was also conducted in order to compare with the experimental results. The transcription of LGP parts with various mold temperature displayed <TEX>$100^{\circ}C$</TEX>(25.0nm), <TEX>$140^{\circ}C$</TEX>(48.4nm), <TEX>$180^{\circ}C$</TEX>(52.1nm) and when compared with stamper(521Inm), transcription was superior at <TEX>$180^{\circ}C$</TEX>. According to the CAE results, moldability was improved as mold temperature (<TEX>$50^{\circ}C{\sim}180^{\circ}C$</TEX>) increased, but when filling time(<TEX>$1{\sim}2sec$</TEX>) increases, it decreased at <TEX>$160^{\circ}C$</TEX>. And transcription and moldability were improved markedly at glass transition temperature(<TEX>$140^{\circ}C$</TEX>).