파나소닉과 마이크로화학기술주식회사, 업계 최초*1의 유리성형 기술 통한 미세유동 기기 대량생산 기술 공동 개발

출처: Panasonic Corporation
2019-11-07 17:53
미세유동기기 기술
오사카/가와사키, 일본--(Business Wire/뉴스와이어) 2019년 11월 07일 -- 파나소닉 코퍼레이션(이하 ‘파나소닉’)과 마이크로화학기술주식회사(Institute of Microchemical Technology, IMT)가 유리성형기를 이용한 미세유동 기기*2 대량생산 기술을 공동으로 개발했다.

기존의 유리 식각(etching) 기술과 비교해서 이 기술은 비용이 저렴하고(1/10 수준) 대량생산에서 높은 정밀성(약 10배 이상)을 갖는다. 이 기기는 의료, 생물학, 환경(수질 및 대기의 질) 분야의 센서 사용 및 분석에 적용될 수 있다. 두 회사는 2019 회계연도부터 프로토타입 주문을 받기 시작하고 2020 회계연도부터 대량생산에 돌입한다는 계획이다. 파나소닉과 IMT는 11월 19일부터 21일 사이 일본 시즈오카현 하마마츠 시 액티 시티 하마마츠에서 개최되는 40차 연례 마이크로나노시스템학회(CHEMINAS) 콘퍼런스에 참가하여 이들 제품을 전시할 예정이다.
유리성형기술: 주형프로세싱 기술, 주형보호코팅 기술, 주형 기술
[효과]
적용사례1: 수짌조시기기
기존의 유리 미세유동 기기는 비용이 높고 정밀성이 떨어져서 광범위하게 사용되지 못했다. IMT의 미세유동 기기 설계 기술과 파나소닉의 유리성형 기술을 결합한 최근의 기술진보를 통해 유리 미세유동 기기의 비용 절감과 대량생산이 가능하게 되었다. 그런 결과 유리 미세유동 기기의 광범위한 일회용 활용이 가능하게 된 것이다. 이에 더해 정밀성을 높임으로써 이 기기를 다른 장비와 시스템에 결합시키는 것이 전보다 훨씬 수월하게 되었다.

[적용제품]

유리 미세유동 기기의 환경 및 화학적 저항성을 활용함으로써 이 기술은 옥외 및 악천후 등 환경에서 환경 감지, 혈액 테스트, 제약 장비 등에서 일회용 테스트 및 분석 기기로 널리 적용될 수 있게 되었다.

[특성]

이번에 새롭게 개발된 미세유동 기기는 다음과 같은 특성을 갖고 있다.
1. 최고φ50mm의 크기
2. 월간 생산능력 1만 개 이상
3. 형상 정밀도 1μm의 제조 프로세스

[기술]

이 기술은 다음의 보조기술을 통해서 실현이 가능했다.
(1) 유리성형에 최적화된 미세유동 기기의 설계 및 인터페이스 기술
(2) 고강도 재료에 대한 미세구조 주형 프로세싱 기술 및 정밀하게 유리로 전환시키는 미세구조 유리성형 기술
(3) 유리 평판과 미세구조의 평판을 접착시키는 열압착 본딩 기술

주:
*1: 2019년 11월 6일 현재 파나소닉 조사에 근거
*2: 폭과 깊이가 수백 마이크로미터에 불과한 홈을 따라 소량의 액체를 흐르게 하여 1분 동안에 흐른 유량을 통해 다양한 화학적 과정(혼합, 반응, 추출, 중합, 감지 등)을 거치게 하는 기기

[배경]

일반적인 미세유동 기술[1]에 사용되는 유리제 기기는 주로 식각 기술에 사용된다. 사진석판술을 통해 회로 패턴을 그린 다음 유리제 회로 패턴은 식각 방식으로 형성되며 그 위에 천공 구멍으로 접합되는 커버 유리판이 덮이게 된다. 이 분야 기술이 처음 개발된 이래 IMT는 지금까지 유리 미세유동 기기에 대한 기획, 설계, 생산을 통해 고품질 제품을 제공해왔다. 그러나 이 제품 생산에는 높은 수준의 숙련 제조 기술이 필요한 것에 더해서 제조과정 자체도 몇 달이 걸린다. 그런 이유로 해서 제조시간 및 단위 비용이 너무 높아서 그 동안 광범위한 활용과 산업용 애플리케이션에 한계가 있었고 주로 기초연구 애플리케이션에만 한정되었던 것이다.

그런 한편 파나소닉은 1980년대부터 유리성형 기술[2]을 개발 생산해왔으며 세계 최고 수준의 광학장치 상업화에도 상당한 기여를 해왔다. 이들 기기는 디지털카메라 같은 광학기기의 렌즈에 광범위하게 사용되고 있다.

파나소닉의 유리성형 기술과 IMT의 설계 기술을 결합함으로써 미세구조 주형 프로세싱 기술과 주형 기술, 유리성형 기술에 근거한 미세유동 기기 대량생산에 적합한 접합 기술을 개발할 수 있었다. 두 회사는 미세유동 기기에 대한 대량생산 기술을 공동으로 개발하는 데 성공했다. 그런 결과 이제 기존의 제조방식에 비해 1/10의 비용으로 생산이 가능하게 됐고 절반의 생산시간으로 10배나 더 정밀성이 높은 유리 미세유동 기기를 공급할 수 있게 됐다.

[상업적 적용 분야]

유리성형 기술에 근거한 미세유동 기기[3]에 대한 대량생산 기술을 개발함으로써 유리 미세유동 기기는 옥외 및 악천후 등 환경에서 일회용 분석 및 테스트 용도와 혈액 테스트 기기 용도로 널리 쓰일 수 있게 되었다.

[주요 용어에 대한 설명]

[1] 미세유동 기기 기술

이 기술은 몇 평방 센티미터 면적 기판(미세유동 기기)상의 폭과 깊이가 수십 또는 수백 μm에 불과한 회로 패턴을 따라 흐르는 물질의 화학적 과정(혼합, 반응, 분리, 추출, 중합, 감지 등)을 통합시켜주는 역할을 한다. 그동안 주로 실험실이나 공장에서 이루어지던 미세유동 기기 내의 화학적 과정을 통합시켜 줌으로써 에너지와 공간을 전보다 훨씬 더 자유롭게 사용할 수 있게 되는 것이다. 이 기술은 미래에 화학기술의 발전에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다. 미세 공간 내에서의 화학 과정 통합기술(미세유동 기술)은 기타모리 연구소의 ‘통합화학’ 프로젝트를 통한 R&D 결과의 산물이다. 이 프로젝트는 도쿄대 공학부 응용화학과 소속 기타모리 연구소와 가나가와 과학기술아카데미(현재는 가나가와 현립산업기술종합연구소)가 공동으로 진행한 것이다.

[2] 유리성형 기술(주형 프로세싱 기술, 주형 보호코팅 기술, 성형 기술 등)

[3] 애플리케이션의 예로는 유리성형 기술에 근거해서 생산되는 미세유동 기기를 들 수 있다.

파나소닉(Panasonic) 개요

파나소닉 코퍼레이션(Panasonic Corporation)은 소비자가전, 주택, 자동차, B2B 분야에서 다양한 전자 기술과 고객 솔루션을 개발하는 세계적인 선도기업이다. 2018년 창립 100주년을 맞이한 파나소닉은 전 세계로 시장을 확대하고 있으며 현재 582개의 자회사와 87개의 관련 회사를 운영하고 있다. 2019년 3월 31일로 종료된 회계연도의 연결순매출액은 8조30억엔에 달했다. 다양한 사업부에서 혁신을 통한 새로운 가치 추구를 지향하고 있는 파나소닉은 고객을 위한 더 나은 삶과 더 나은 세상을 창조하기 위해 노력하고 있다. 자세한 내용은 파나소닉 웹사이트(http://www.panasonic.com/global) 참조.

마이크로화학기술주식회사(Institute of Microchemical Technology) 개요

IMT는 마이크로화학 반도체 기술(미세유동 기술) 분야의 선도주자로서 지난 2001년 도쿄대학과 가나가와현립산업기술종합연구소(구 가나가와과학기술아카데미)가 공동으로 설립한 벤처 회사이다.
IMT는 마이크로화학 반도체 칩에 더해 관련 주변기기, 시스템 기기 등을 생산 판매하고 있다.

회사명: Institute of Microchemical Technology Co., Ltd (IMT)
자본금: 1억엔
창립일: 2001년 5월 1일
주소: A-19 AIRBIC, 7-7 Shinkawasaki, Saiwai, Kawasaki, Kanagawa 212-0032 Japan
전화: +81-44-201-9889 팩스: +81-44-201-9890
웹사이트: https://www.i-mt.co.jp/en/

출처: https://news.panasonic.com/global/press/data/2019/11/en191106-3/en191106-3.html

관련 링크

산업용 기기 및 솔루션 - 파나소닉
https://industrial.panasonic.com/ww

비즈니스 와이어(businesswire.com) 원문 보기: https://www.businesswire.com/news/home/20191105006302/en/

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언론연락처: Panasonic   Innovation Strategy Office   Technology Public Relations Section       [Inquiries for prototypes]   Institute of Microchemical Technology Co., Ltd.   +81-44-201-9889  
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