• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권1호
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• pp.81-87
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• 2012

본 논문에서는 마이크로 BGA 패키지 내외부의 마이크로 볼의 3차원 형상을 측정하는 광학 측정 시스템을 제안하고 이를 구현한다. 대부분의 시각 검사 시스템은 마이크로 볼의 복잡한 반사 특성 때문에 검사에 어려움을 겪고 있다. 정확한 형상의 측정을 위해서, 특별히 설계된 시각 센서 시스템을 제안하고, 위상이송 모아레 간섭계의 측정원리에 기반한 형상측정 알고리즘을 제안한다. 센서 시스템은 4개의 서브시스템을 보유한 패턴 투사 시스템과 영상획득 시스템으로 구성된다. 패턴 투사용 서브시스템은 공간상으로 서로 상이한 투사 방향을 가지며, 이는 측정 물체에 각기 다른 입사 방향을 가지는 패턴 조명이 투사될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 위상이송 모아레 간섭계의 구현을 위한 정밀 위상이송을 위해서, 각 서브시스템의 패턴 격자는 PZT 구동기를 이용하여 일정 간격으로 이송한다. 최종적으로 측정되는 마이크로 볼의 경면반사와 그림자 영역을 효과적으로 제거하기 위해서, 다중 패턴 투사 시스템과 영상획득 시스템을 구현하고, 이를 테스트한다. 특히, 다중 프로젝션을 이용하여 획득되는 다중 높이 정보를 효과적으로 융합하기 위하여, 베이지안 센서 융합 이론을 기반으로한 센서 융합 알고리즘이 제안된다. 제안되는 시스템의 원리검증과 성능확인을 위해, 마이크로 BGA볼과 기판 범프의 측정대상물에 대해서, 측정 반복성을 중심으로 실험이 수행되었으며, 획득된 실험 결과를 분석하고 논의한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.412-412
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• 2012

갈륨비소(GaAs)는 수직공진표면방출레이저, 발광다이오드, 태양전지 등과 같은 광전소자에 널리 사용되는 물질이다. 그러나 높은 굴절률을 갖는 갈륨비소는 표면에서 30% 이상의 반사율을 갖기 때문에 광손실로 인해 소자의 성능이 저하된다. 따라서 표면 Fresnel 반사율을 낮출 수 있는 효율적인 반사방지막이 필요하다. 최근, 열적 불일치, 물질 선택, 접착력 저하의 단점을 가지고 있는 기존 다중박막을 대체하는 생체모방 서브파장 나노구조가 활발히 연구되고 있다. 이러한 구조는 공기(air)부터 갈륨비소까지 선형적인 유효굴절률 분포를 갖는 유효 단일박막과도 같기 때문에 소자 표면에서의 광손실을 줄일 수 있다. 더욱이, 자연계의 나방의 각막과 나비의 눈의 구조 형태를 모방한 반도체 생체모방 복합 눈(compound eye)은, 즉 마이크로 렌즈모양과 서브파장 나노격자구조의 복합적 형태, 표면에서 우수한 반사방지 특성을 나타낸다. 본 연구에서는, 포토리소그래피와 유도결합플라즈마 식각법을 이용하여 GaAs 기판 표면에 마이크로 렌즈 모양의 패턴을 형성한 후, 스핀코팅을 이용하여 나노 크기를 갖는 실리카 구를 도포하여 건식 식각함으로써 복합 눈 구조를 갖는 갈륨비소 반사방지막을 제작하였다. 제작된 샘플의 표면 및 식각 형상은 전자현미경(scanning electron microscope)을 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 반사율을 측정하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제33권3호
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• pp.92-97
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• 2017

The understanding of the friction characteristics of micro-textured surface is of great importance to enhance the tribological properties of nano- and micro-devices. We fabricate rectangular patterns with submicron-scale structures on a Si wafer surface with various pitches and heights by using a focused ion beam (FIB). In addition, we fabricate tilted rectangular patterns to identify the influence of the tilt angle ($45^{\circ}$ and $135^{\circ}$) on friction behaviour. We perform the friction test using lateral force microscopy (LFM) employing a colloidal probe. We fabricate the colloidal probe by attaching a $10{\pm}1-{\mu}m$-diameter borosilicate glass sphere to a tipless silicon cantilever by using a ultraviolet cure adhesive. The applied normal loads range between 200 nN and 1100 nN and the sliding speed was set to $12{\mu}m/s$. The test results show that the friction behavior varied depending on the pitch, height, and tilt angle of the microstructure. The friction forces were relatively lower for narrower and deeper pitches. The comparison of friction force between the sub-micro-structured surfaces and the original Si surface indicate an improvement of the friction property at a low load range. The current study provides a better understanding of the influence of pitch, height, and tilt angle of the microstructure on their tribological properties, enabling the design of sub-micro- and micro-structured Si surfaces to improve their mechanical durability.

• 센서학회지
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• 제30권3호
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• pp.170-174
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• 2021

As the rising attention to the medical and healthcare issue, Bio-MEMS (Micro electro mechanical systems) platform such as bio sensor, cell culture system, and microfluidics device has been studied extensively. Bio-MEMS platform mostly has high resolution structure made by biocompatible material such as polydimethylsiloxane (PDMS). In addition, three dimension structure has been applied to the bio-MEMS. Lithography can be used to fabricate complex structure by multiple process, however, non-rectangular cross section can be implemented by introducing optical apparatus to lithography technic. X-ray lithography can be used even for sub-micron scale. Here in, we demonstrated lines with round shape cross section using the tilted gold absorber which was deposited on the oblique structure as the X-ray mask. This structure was used as a mold for PDMS. Molded PDMS was applied to the cell culture platform. Moreover, molded PDMS was bonded to flat PDMS to utilize to the sub-micro channel. This work has potential to the large area bio-MEMS.

• 청정기술
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• 제11권2호
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• pp.69-74
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• 2005

본 연구에서는 AFM 양극산화법을 이용하여 서브마이크로 수준의 패턴을 구성하였다. 자기조립법으로 제조한 MPTMS/Si(100) 기질 위에 AFM 양극산화법으로 패턴을 형성하였고, 비에칭법을 이용하여 아민그룹을 지닌 기능기를 고정시켰다. 금속전극으로는 Frens 방법으로 제조한 금나노입자를 이용하였다. 금속이온의 흡착에 따른 전도도는 근거리의 경우 coherent tunneling에 의존하지만, 원거리 전극에서는 incoherent tunneling에 의존한다. 전극의 간격이 가까울수록 저항이 감소하여 센서의 감도와 최소검출능을 개선할 수 있었다. 또한 다중기능성을 부여하여 센서의 선택도를 부여하였으며, 패턴의 크기에 따른 최소검출농도를 낮출 수 있음을 확인하였다.