대한전기학회:학술대회논문집 (Proceedings of the KIEE Conference)

대한전기학회 (The Korean Institute of Electrical Engineers)
권호 표지

미세기계가공된 자동차 HVAC 시스템용 다중 가스센서

Micromachined Multiple Gas Sensor for Automotive Ventilation and Air Conditioning Systems

  • 최우석 (고려대학교 바이오마이크로시스템기술과정) ;
  • 이성현 (한양대학교 금속재료공학과) ;
  • 김시동 (서울시립대학교 재료공학과) ;
  • 박준식 (전자부품연구원 나노메카트로닉스연구센터) ;
  • 박효덕 (전자부품연구원 나노메카트로닉스연구센터) ;
  • 민남기 (고려대학교 바이오마이크로시스템기술과정)
  • Choi, W.S. (Department of Biomicrosystem Technology, Korea University) ;
  • Lee, S.H. (Department of Metallurgy and Materials Engineering, Hanyang University) ;
  • Kim, S.D. (Department of Material Science and Engineering, University of Seoul) ;
  • Park, J.S. (Nanomechatronics Research Center, Korea Electronics Research Center) ;
  • Park, H.D. (Nanomechatronics Research Center, Korea Electronics Research Center) ;
  • Min, N.K. (Department of Biomicrosystem Technology, Korea University)
  • 발행 : 2006.07.12
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초록

HVAC 시스템은 쾌적하고 깨끗한 운전환경을 만들어 줌으로써 운전자에게 향상된 안락성과 안전성을 제공한다. 이때 센서는 시시각각으로 변화하는 차실 내외의 환경변화에 대한 정보를 검출하여 HVAC 제어 유니트에 제공한다. 현재 HVAC 시스템에 사용되고 있는 후막 가스센서는 소자 크기와 소비전력이 크고, 제작공정이 까다로워 생산성이 낮은 단점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 최근에는 초소형화, 저소비전력, 대량생산에 의한 저가격화가 가능한 MEMS 가스센서의 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 MEMS 구조체를 이용한 마이크로 가스센서를 설계 및 제작하였고, 감도특성을 고찰하였다. 가스 감지막은 금속산화물 페이스트를 스크린 프린팅 하는 종래의 방법 대신 MEMS 구조체에 적용 가능한 sol-gel 프로세스에 의해 형성하였다. 또 가스 감지전극과 micro-heater를 동일 평면상에 제작, 공정을 간소화하여 저가화를 시도하였다. MEMS 구조체 위에 제작된 Pt 박막 micro-heater의 인가전압에 따른 발열특성을 조사한 결과, 발열온도가 인가전압에 비례하는 이상적인 선형성을 나타내었으며, $300^{\circ}C$의 동작 온도에 도달하기 위해 65mW 이하의 저전력 동작이 가능하였다. 가스 센서의 감도특성 확인 실험은 CO 가스 10ppm, NO 가스 0.3ppm을 기준으로 수행되었으며, CO 및 NO에 대해 Rs(sensitivity, 가스반응저항/초기저항) 값은 각각 0.753 과 2.416로 우수한 성능을 나타내었다.

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