• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1277-1278
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• 2007

본 논문에서는 폴리이미드를 감습재로 한 정전용량형 습도 센서의 상용화 연구 결과를 보고한다. 유리 기판상에 제작된 용량형 습도센서는 감도 0.338pF%RH, 히스테리시스 1.7%.인 특성을 나타내었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.1898-1899
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• 2005

반도체 집적회로 공정에서 사용되는 폴리이미드 포토레지스트(P12723, Dupont)를 감습막으로 사용하는 마이크로 습도센서 소자를 제작하였다. 마이크로 습도센서는 실리콘 웨이퍼 기판 위에 $SiO_2$ 박막을 건식열산화 공정으로 제작하고, Al 박막을 포토리소그라피 공정으로 패터닝 한 IDT (Interdigital Transducer)를 전극 위에 폴리이미드 포토레지스트를 공정변수를 다양하게 조절하면서 감습막으로 제작하였다. 폴리이미드 감습막은 스핀코팅법으로 제작하였으며, 회전수를 조절하여 두께를 변화시켰다. 완성된 마이크로 습도센서 소자의 상대습도 변화$(10{\sim}90% RH)$에 따른 정전용량 값 변화를 항온항습조 내에서 다양한 온도에서 HP4192A Impedance Analyzer를 사용하여 조사함으로써, 폴리이미드 포토레지스트를 사용하는 마이크로 정전용량형 습도센서의 제작 가능성을 검토하였다. 폴리이미드 정전용량형 마이크로 습도센서는 다양한 인가 전원 주파수에서 기준 센서로 사용된 상용 Vaisala Hygrometer와 유사한 감습특성 및 응답특성을 보였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.6
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• pp.604-609
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• 2019

In this study, we fabricated a capacitive humidity sensor with interdigitated (IDT) electrodes using a thermosetting polyimide as a humidifying material. First, the number of electrodes, thickness, and spacing of the polyimide film were optimized, and a mask was designed and fabricated. The sensor was fabricated on a silicon substrate using semiconductor processing equipment. The area of the sensor was $1.56{\times}1.66mm^2$, and the width of the electrode and the gap between the electrodes were each $3{\mu}m$. The number of electrodes was 166, and the length of an electrode was 1.294 mm for the sensitivity of the sensor. The sensor was then packaged on a PCB for measurement. The sensor was inserted into a chamber environment with a temperature of $25^{\circ}C$ and connected to an LCR meter to measure the change in capacitance at relative humidity (RH) of 20% to 90%, 1 V, and 20 kHz. The results showed a sensitivity of 26fF/%RH, linearity of < ${\pm}2%RH$, and hysteresis of < ${\pm}2.5%RH$.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.10 no.4
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• pp.21-27
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• 2003

The copolymers with various composition of methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate (EMA), methacrylic acid (MA) and hydroxyethyl methacrylate (HEMA) were synthesized for capacitive humidity sensitive materials. The capacitive humidity sensor consisted of a polymethacrylate film coated on both sides with gold electrode. Capacitance versus relative humidity increased with HEMA content in the copolymer. In the case of self-crosslinkable MMA/MA/HEHA= 40/10/10, the average capacitance at 30%RH, 60%RH and 90%RH are 102, 134 and 166 pF, respectively. And also, the hysteresis, temperature cycle and long-term stability were evaluated as a capacitance humidity sensor.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1511-1513
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• 2003

본 논문에서는 polyimide를 감습물질로 한 정전용량형 정밀습도센서를 개발하여 실용화한 결과를 보고한다. 유리기판에 제작된 습도센서는 상대습도 11%RH${\sim}$96%RH 범위에서 다음과 같은 특성을 나타내었다. 감도; 0.5689 pF/%RH, 비선형성; 1.5%RH 미만, 히스테리시스; 약 1.5%RH, 감도특성의 온도 의존성; 0.08pF/$^{\circ}C$, 주파수 특성; 10, 100kHz에서 직선적.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.49 no.6
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• pp.335-340
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• 2000

We report the results of a preliminary investigation on capacitive humidity sensors using iodine-doped polyphenylacetylene(PPA) thin films. PPA was prepared from phenylacetylene(PA), chemically doped with iodine, and characterized by DSC, $^1H$-NMR and FTIR spectra. The iodine-doped PPA sensors showed a sensitivity of 0.20pF/%RH, a linearity of 3.8%FS, a negligible hysteresis, and a low temperature coefficients of $0.043~0.067pF/^{\circ}C$ over a wide range of relative humidity. These results are expected to open up the possibility of iodine-doped PPA thin films as relative humidity sensors.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2007.11a
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• pp.131-137
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• 2007

본 연구에서는 RLS(Rescursive Least Square) 추정 알고리즘을 이용하여 정전용량형 센서를 사용한 원격 RF 센서 시스템을 구현하고자 한다. IC 칩 형태의 원격 RF 센서 시스템이 가지는 구성의 복잡성 그리고 전력소모 문제를 해결하기 위해 보다 간단한 유도결합모델이 제안된다. 원격 RF 시스템은 페이저법을 이용하여 수학적으로 모델링되며, 모델기반의 RLS 알고리즘을 적용하기위해 시스템의 파라메타를 재배열한다. 오차 제곱합의 수렴특성을 가진 RLS 알고리즘을 이용하여 정전용량 파라메타를 추정한다. 실제 위상차를 측정하기 위해 Exclusive OR를 이용한 위상차 감지 장치를 제안한다. 센서로는 각종 환경 측정-습도, 압력 등-에 실제 활용되고 있는 정전용량형 센서를 채택한다. 잡음을 내포한 측정 데이터에 대한 추정 성능을 확인함으로써 그 유효성을 검증하고자 한다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.8 no.1
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• pp.32-37
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• 1999

A capacitance-type humidity sensor with mesa structure in which porous silicon layer is used as humidity-sensing material is developed and its humidity sensing properties are measured. This sensor has a structure where two electrodes are set on the up-side of the wafer against the past typical structure having these electrodes on the up and down-side of the wafer. Therefore, the sensor can be fabricated monolithically to be more compatible with the IC process technology, and is possible to detect more correct output capacitance by removing the effect of the parasitic capacitance from the bottom layer and other junctions. To do this, the sensor was fabricated using process such as localized formation of porous silicon, oxidation of porous silicon layer, and etching of oxidized porous silicon layer. From the completed samples, the dependence of capacitance on the relative humidity of 55 to 90% more was measured at room temperature. As the result, the measured capacitance increased monotonously higher at the low frequency of 120 Hz, where the capacitance was observed to increase over 300%.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2008.04a
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• pp.168-173
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• 2008

본 연구는 UKF Algorithm을 이용한 정전용량형 원격RF센서시스템을 개발하였다. 원격 RF센서 시스템이란 wireless, implantable 그리고 batterless을 만족하는 센서 시스템을 의미한다. 기존의 원격 RF센서 시스템은 보편적으로 집적회로 타입을 채택하지만, 그 구조의 복잡성과 전력소모의 제약을 받는다. 이러한 제약을 해결하기 위해 본 연구에서는 R, L 그리고 C만으로 구성되어있는 유도결합원리를 이용한 원격 RF센서 시스템을 제안하였다. 제안된 RF 센서 시스템은 압력 혹은 습도와 같은 환경의 변화를 정전용량 값으로 측정할 수 있으며 센서의 정전 용량 값을 측정하기 위해 비선형시스템의 파라메타추정에 적합한 Unscented Kalman Filter(UKF) 기법을 채택하였다. UKF 기법을 이용하기 위해 제안된 시스템은 페이저법을 사용하여 수학적으로 모델링되었다. 마지막으로, 제안된 UKF 알고리즘을 이용한 원력 RF센서시스템이 잡음환경에서도 정전용량값을 비교적 정확하게 추정가능함을 확인하였다.

• The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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• v.12 no.4
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• pp.366-372
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• 2019

In this paper, we fabricated a capacitive humidity sensor with an IDT(Interdigitated) electrode using commercial polyimide containing fluorine, and its properties were measured and analyzed. First, in order to analyze the composition of commercial polyimide, EDS analysis was performed after patterning process on a silicon wafer. The area of the humidity sensor was $1.56{\times}1.66mm^2$, and the width of the electrode and the gap between the electrodes were $3{\mu}m$ each. The number of electrodes was 166 and the length of the electrode was 1.294mm for the sensitivity of the sensor. The fabricated sensor showed that the sensitivity was 24 fF/%RH, linearity <${\pm}2.5%RH$ and hysteresis <${\pm}4%RH$. As a result of measuring the capacitance value according to the frequency change, the capacitance vlaue decreased with increasing frequency. Capacitance deviations with 10kHz and 100kHz were measured as 0.3pF on average.