• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.11a
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• pp.116-118
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• 2005

열공압 방식으로 동작하는 마이크로 펌프와 밸브가 집적된 (polydimethylsiloxane)PDMS 미 세 유체 시스템을 제작하였다. 본 실험에서 제안한 미세 유체 시스템은 PDMS 마이크로 채널, PDMS membrane, 열공압 챔버, indium tin oxide(ITO) 히터로 구성되어 있다. 마이크로 펌프의 경우 가해주는 펄스 전압의 변화를 통해 유속을 최적화 하였고 마이크로 밸브의 경우 가해주는 직류 전압을 변화시켜 유체의 흐름을 제어할 수 있었다. 미세 유체 시스템의 최적화된 조건은 마이크로 펌프의 경우 duty 4%와 주파수 4Hz에서 최대 pumping rate을 나타냈고 그때의 pumping rate 68nl/min이었다. 마이크로 밸브의 유체를 closing 전력은 450mW이었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.2374-2376
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• 2005

본 연구에서 제안한 microfluidic system은 열공압 방식으로 구동되고 indium tin oxide (ITO) 및 polydimethylsiloxane(PDMS)로 제작하여 공정이 간단하고 비용이 저렴하여 일회용으로 사용이 가능하며 투명한 장점을 갖는다. 또한 마이크로 펌프는 인-채널 구조의 마이크로 밸브와 동일한 공정으로 제작하였다. 제안된 마이크로 펌프는 인-채널 구조의 마이크로 밸브와 같은 기판 위에 쉽게 집적하여 제작할 수 있다. 마이크로 펌프의 pumping rate는 인가 펄스 전압의 주파수와 duty비를 변화시켜 최적화하였다. Duty 비가 1%이고 주파수가 2 Hz일 때 최대 pumping rate를 보였으며 이때 pumping rate는 26.18nl/min이였다. 마이크로 밸브는 ITO 히터에 전력을 인가함으로서 유량의 on/off 제어가 잘 됨을 확인할 수 있었고 유체를 closing하기 위해 필요한 전력은 100mW이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2006.05a
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• pp.251-254
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• 2006

마이크로 흐름센서는 종래의 반도체 집적회로 공정기술을 이용하여 소형으로 제작이 가능하며, 빠른 응답특성을 가지는 장점이 있어 다양한 응용이 기대되고 있다. 본 연구에서는 넓은 흐름의 세기영역에서 정밀한 감도를 가지는 2차원 마이크로 흐름센서를 실리콘 기판위에 설계하여 왔다. 이러한 흐름센서의 정확한 온도특성을 분석하고 이 결과로부터 최적을 온도 감지막 위치를 결정할 필요가 있다. 설계방법으로서 표계산 소프트웨어 Excel을 이용하여 열운송방정식의 차분 방정식을 매크로 기능을 이용하여 적용하고 워크시트 내에서 셀 참조방식을 활용하여 자동 계산을 수행하도록 구현하였다. 본 연구에서는 Excel을 활용한 효율적인 설계방법을 제시하고 하나의 히터와 양측에 한 쌍의 온도 감지막을 가진 마이크로 흐름센서에 대해서 열전달 특성을 계산하고 이로부터 최적을 온도 감지막 위치를 결정할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.627-628
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• 2013

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11a
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• pp.1957-1962
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• 2008

As a field of MEMS, micro-heater fabricated by Au is being introduced and developed in recent years. Previous studies about thermal properties of various forms of micro-heater were not sufficient. In this work, numerical and experimental analysis of the heat generation and the temperature distribution of micro-heater packages for 8 different geometric cases were studied. We fabricated a micro-heater package with silicon wafer, on which Cr/Au layer was laminated before 8 geometric forms of micro-heater were patterned. In each cases, temperature distribution was measured with IR thermal camera. According to the experimental results, which show a good agreement with the results analyzed by CFD, it was found that at 0.5W, the temperature of micro-heater chip which contained $20000{\mu}m$-long, serpentine shaped micro-heater was elevated to a relatively high temperature of $78^{\circ}C$ Consequently, we proposed a geometry of micro-heater which has effective thermal characteristics.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.29 no.1
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• pp.43-47
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• 2022

In this study, we demonstrated an eco-friendly thin-metallic-film-based heater which can be operated in water. Based on the materials stability, Mo was selected as the heating element to secure long-term stability. Using a magnetron sputtering, 40 nm-thick Mo layers were deposited onto a glass substrate, followed by the deposition of 60-nm-thick ZnO layer to prevent oxidation during the heater fabrication process. Then, PVB (Polyvinyl Butyral) was applied on top of ZnO layer and an additional glass substrate was placed, which were heated at 150℃ for 2 hr. The PVB was cured with strong adhesion by the processing condition. We operated the Glass/Mo/ZnO/Glass heater in water, and it was shown that the water temperature reached 50℃ within 2 minutes, with a minimal resistance change of the heater. Finally, the heaters exhibit a semi-transparency, and this aesthetic advantage is expected to contribute to the added value of the heater.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.59-60
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• 2011

본 논문에서는 기존의 PCR 장비가 가지고 있는 낮은 경제성, 장비의 대형화, 긴 분석 시간 등과 같은 단점을 해결하기 위하여 ATMEGA128 마이크로 칩을 사용 continuous-flow PCR 칩의 온도를 제어 하였다. Polydimethylsiloxane (PDMS)와 산화 인듐-주석(Indium tin-oxide, ITO) 유리 기판을 사용하여 continuous-flow PCR 칩을 제작하였고 PDMS를 주조 하여 마이크로 채널을 형성하였다. 또한 유리 기판위에 ITO 전극을 패터닝하여 마이크로 히터를 제작하였다. 이 결과 continuous-flow PCR 칩에서 빠르고 정확한 온도 제어를 통한 DNA 중합 효소 연쇄반응 결과를 얻을 수 있었다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.17 no.4
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• pp.87-92
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• 2012

A numerical study of transient conjugate heat transfer on micro heater in a micro-channel substrate under pulsed heating was conducted. It was found that the time constant is not affected by the pulse heating magnitude at same operating condition. Furthermore, the time constant increases with low substrate thermal diffusivity, low Reynolds number, and large channel diameter. Since the time constant is a dominant parameter to characterize transient heat transfer, it should be considered for transient convective heat transfer coefficient.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.9
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• pp.802-808
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• 2014

MEMS based solid propellant thruster researched for the purpose of an academic research will be verified at space environment through CubeSat program. For this, the temperature of the MEMS thruster should be within allowable operating temperature range by proper thermal control to prevent the ignition failure caused by ignition time delay and to guarantee the structural safety of the MEMS thruster in the low temperature. In this study, we proposed an effective thermal control strategy, that is to use micro-igniter as a heater and temperature sensor for active thermal control instead of using additional heater. The effectiveness of the strategy has been verified through on-orbit thermal analysis of CubeSats with MEMS thruster.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11b
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• pp.2696-2699
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• 2008

Microfluidic chips have been frequently utilized to perform biochemical analysis, like cell culture, because they reduce the consumptions of analytes and reagents and automate multi-step analysis processes. It is often critical to monitor temperature in a microchannel for the analyses in order to control a reaction condition of bio or chemical molecules. We propose a novel method to monitor temperature of a microchannel flow by using polydiacetylene (PDA), a conjugated polymer, that has a unique property to transform its color from visible blue to fluorescent red by thermal stress. We inject PDA sensor droplets generated by hydrodynamic instability into a microchannel with a microheater incorporated on the channel bottom. Also, we change the channel temperature by providing the different electric power to the microheater. The results show that the florescence intensity of PDA sensor droplets linearly increases in response to the flow temperature increase within a certain range.