한국정밀공학회지 제 30 권 6 호 pp. 644-649 J. Korean Soc. Precis. Eng., Vol. 30, No. 6, pp. 644-649 ISSN 1225-9071(Print), ISSN 2287-8769(Online) June 2013 / 644 http://dx.doi.org/10.7736/KSPE.2013.30.6.644 솔벤트 증기를 이용한 폴리머 마이크로 렌즈의 표면 연마 Surface Polishing of Polymer Microlens with Solvent Vapor 김신형 1 , 송준엽 1 , 이평안 2 , 김보현 2 , 오영탁 3 , 조영학 1, Sin Hyeong Kim 1 , Jun Yeob Song 1 , Pyeong An Lee 2 , Bo Hyun Kim 2 , Young Tak Oh 3 , and Young Hak Cho 1, 1 서울과학기술대학교 기계시스템디자인공학과 (Department of Mechanical System Design Engineering, Seoul Natl. Univ. of Sci. & Tech.) 2 숭실대학교 기계공학과 (Department of Mechanical Engineering, Soongsil University) 3 신안산대학교 기계과 (Department of Mechanical Engineering, Shin Ansan University)  Corresponding author: yhcho@seoultech.ac.kr, Tel: +82-2-970-6361 Manuscript received: 2013.1.23 / Revised: 2013.4.24 / Accepted: 2013.5.8 Today, there are lots of progresses in the field of lens researches, especially in the microlens fabrication. Unlike normal lenses, microlens has been widely used as a role of improving the performance of photonic devices which increase the optical precision, and also used in the fields of the display. In this paper, polymer microlenses with 300 μm diameter were replicated through hot-embossing from nickel mold which was fabricated by micro-EDM. After hot-embossing process, the polymer microlenses have a rough surface due to the crater formed by micro-EDM process, which is projected onto the surface of the lenses. The surface of polymer microlenses was polished using solvent vapor to improve the surface roughness of the microlenses without changing their shape. In the experiment, the surface roughness was improved with the processing time and vapor temperature. Also, the roughness improvement was greatly affected by the solubility difference between polymer and solvent. Key Words: Microlens (마이크로렌즈), Micro-EDM (마이크로 방전가공), Hot-embossing (핫엠보싱 공정), Solvent vapor polishing (솔벤트 증기 연마) 1. 서론 마이크로 렌즈는 광학 시스템의 기본이 되는 부 품으로, 다양한 직경의 마이크로 렌즈 및 마이크로 렌즈 어레이는 재료에 따라 제작 방법이 다양하며, 광디바이스의 소형화, 고직접화, 저가격화 추세에 따라 그 필요성과 응용 분야가 급격히 증가하고 있다. 1 광통신 시스템에서는 광섬유와 광원의 결합 효율을 증가시키기 위해 사용되고 있으며, 광검출 기에서는 이미지 센서의 광감도를 높여주는 역할 을 하는 등 광학장치에 있어서 광학소자 혹은 광 학부품 등과 조합하여 여러 분야에 사용되고 있다. 마이크로 렌즈를 제작할 때 사용하는 재료에는 크게 유리(Glass), 경화 접착물(Resin), 폴리머(Polymer) 등이 있으며, 유리를 사용하여 렌즈를 제작하는 방법에는 직접적으로 CO 2 가스 레이저를 사용하여 유리 플레이트 표면에 형성하는 방법, 2 유리 웨이 퍼의 표면이 초점에 맞춰진 위치를 탄산가스 레이 저 빔으로 가열할 때, 표면 장력이 발생하여 마이 크로 렌즈를 생성하는 방법 3 등이 있다. 이외에도 경화 접착물을 사용한 렌즈 제작에는 대표적으로 잉크젯 기술을 이용하여 폴리머 용액과 UV 경화 접착물을 증착하여 만드는 방법 4 이 있다. 폴리머 렌즈의 경우 포토레지스트(Photoresist)의 thermal reflow 법으로 금속 또는 폴리머 몰드를 만 든 후, 사출성형 또는 hot-embossing을 이용하여 렌