• 제목/요약/키워드: MEMS 센서

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MEMS 기반 고체 추력기의 마이크로 점화기를 이용한 궤도 열제어 (On-orbit Thermal Control of MEMS Based Solid Thruster by Using Micro-igniter)

  • 하헌우;강수진;조문신;오현웅
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권9호
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    • pp.802-808
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    • 2014
  • 학문적 연구개발 목적으로 개발된 MEMS 기술 기반 고체 추력기는 큐브위성에 탑재되어 극한 우주환경에서의 궤도 운용 및 기술검증시험을 실시할 예정이다. 이를 위해서는 고체 추력기가 허용온도 범위 내에 유지되도록 하여 점화시간지연에 따른 점화실패 방지 및 저온에서의 추력기의 구조건전성 확보가 가능하도록 열 제어를 실시하여야 한다. 본 논문에서는 MEMS 고체 추력기의 저온에서의 허용온도 유지를 위해 일반적으로 적용되는 온도센서와 히터를 활용하지 않고 고체 추진제 점화용 마이크로 점화기를 온도제어를 위한 센서 및 히터로 활용하는 효율적 열 제어 방안을 제안하였으며, 궤도 열 해석을 통해 열 제어 방식의 유효성을 입증하였다.

MEMS 제작기술을 이용한 미세 힘센서 설계 및 제작 (Design and fabrication of micro force sensor using MEMS fabrication technology)

  • 김종호;조운기;박연규;강대임
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.497-502
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    • 2002
  • This paper describes a design methodology of a tri-axial silicon-based farce sensor with square membrane by using micromachining technology (MEMS). The sensor has a maximum farce range of 5 N and a minimum force range of 0.1N in the three-axis directions. A simple beam theory was adopted to design the shape of the micro-force sensor. Also the optimal positions of piezoresistors were determined by the strain distribution obtained from the commercial finite element analysis program, ANSYS. The Wheatstone bridge circuits were designed to consider the sensitivity of the force sensor and its temperature compensation. Finally the process for microfabrication was designed using micromachining technology.

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MEMS 무선 기울기 센서를 이용한 노출 배관 응력 추정 (Stress estimation of exposed gas pipeline using MEMS wireless tilt sensor)

  • 김택근;강인구;신동훈;정태용;남진현;임시형
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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    • pp.404-408
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    • 2009
  • Gas pipelines in bridges, roads and subway construction sections can undergo abrupt stress and vibration changes. To protect human life from any gas leakage accidents induced by the abrupt stress and vibration, the gas pipeline system needs to be continuously monitored. The estimation method of pipeline stress using MEMS wireless tilt sensor has been developed and its validity has been evaluated using a lab test bench.

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MEMS 공정에 적용하기 위한 마이크로 블라스터 식각 특성 (Etching Characteristics of Micro Blaster for MEMS Applications)

  • 조찬섭;배익순;이종현
    • 센서학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.187-192
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    • 2011
  • Abrasive blaster is similar to sand blaster, and effectively removes hard and brittle materials. Exiting abrasive blaster has applied to rough working such as deburring and rough finishing. As the need for machining of ceramics, semiconductor, electronic devices and LCD are increasing, micro abrasive blaster was developed, and became the inevitable technique to micromachining. This paper describes the performance of the micro blaster in MEMS process of glass and succeed in domestically producing complete micro blaster. Diameter of hole and width of line in this etching is 100 ${\mu}m$ ~ 1000 ${\mu}m$. Experimental results showed good performance in micro channel and hole in glass wafer. Therefore, this micro blaster could be effectively applied to the micro machining of semiconductor, micro PCR chip.

정전 구동형 RF MEMS 스위치의 설계 및 제작에 관한 연구 (A study on the design and fabrication of electrostatically actuatedRF MEMS switches)

  • 박재형
    • 센서학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.320-327
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    • 2010
  • In this paper, electrostatically actuated direct contact type RF MEMS switches have been designed and demonstrated. As driving structures of the switch, cantilever, bridge, and torsion spring beam structures are used and the actuation voltage characteristics of the switches have been compared and discussed. The designed RF switches are fabricated with the surface micromachining technology using the electroplated gold and nickel structures. The characteristics of the fabricated switches are measured and analyzed. The switch, which is fabricated using the 510 ${\mu}m$-length bridge structure with the thickness of 1.5 ${\mu}m$, is actuated with 15 V driving voltage. The insertion losses are less than 0.2 dB over the measured frequency ranges from 0 to 20 GHz and the isolations are more than 30 dB.

미세기계가공된 자동차 HVAC 시스템용 다중 가스센서 (Micromachined Multiple Gas Sensor for Automotive Ventilation and Air Conditioning Systems)

  • 최우석;이성현;김시동;박준식;박효덕;민남기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1637-1638
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    • 2006
  • 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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MEMS 센서기반의 구조물의 안전 모니터링 시스템 (Safety Monitoring System of Structures Using MEMS Sensor)

  • 임재돈;김정집;홍두의;정회경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제22권10호
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    • pp.1307-1313
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    • 2018
  • 최근 빈번히 발생하고 있는 지진, 구조물의 노후화에 따라 구조물 붕괴 및 기울어짐 사고 등이 자주 발생하고 있으며, 이런 구조물에 대한 재난을 방지하기 위하여 다양한 방법이 제시되고 있는 실정이다. 이에 본 논문에서는 IoT(Internet of Things) 기반의 구조물 이상 유무를 실시간으로 모니터링 하여 구조물의 붕괴, 기울어짐, 화재 등에 대한 이상 징후현상을 사전에 제공하는 시스템을 제시한다. MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 센서(Sensor)기반의 기울기 센서, 가속도 센서를 이용, 센서별 검출된 데이터를 서버로 실시간 전송, 데이터를 축적하며, 설정된 임계치를 상위할 경우 대응할 수 있는 서비스를 제공 한다. 구조물의 붕괴, 기울어짐, 화재 등의 현상에 대한 임계치 상위 이벤트 발생 시 경고를 함으로, 구조물의 붕괴 및 기울어짐 현상에 대한 대피, 보수가 가능하여, 구조물에서 발생할 수 있는 재난에 대응할 수 있을 것이라고 사료된다.

무선센서 네트워크를 위한 효율적인 키 관리 연구 (An Efficient Key management for Wireless Sensor Network)

  • 박성곤
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.129-139
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    • 2012
  • 최근 소형화, 저가격, 저전력 기술의 발달에 힘입어 무선 통신이 가능한 스마트 센서 기술이 발전하고 있다. 특히 스마트 센서의 소형화 기술인 MEMS (micro-electro-mechanical system) 및 NEMS(nano-electro mechanical system) 기반의 센서 기술을 바탕으로 무선 센서 네트워크에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 무선 센서 네트워크는 각종 물리적 자원에 대한 제약이 심하기 때문에 네트워크 보안을 유지하기 어렵다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 환경에서 제한된 자원으로 안전한 키 확립하는 방법과 센싱된 정보의 암호화를 위해 사용할 수 있는 키 관리 메커니즘 및 키 관리 프로토콜, 보안 기술을 위한 제안한다.

다공성 알루미늄 산화물을 이용한 저전력 마이크로 히터의 제조 (Fabrication of low power micro-heater based on electrochemically prepared anodic porous alumnia)

  • 박승호;변성현;이동은
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.116.1-116.1
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    • 2016
  • 반도체 가스센서에서는 가연성 및 탄화수소계 가스를 감지 하기 위해서 $100{\sim}500^{\circ}C$ 이상의 동작온도를 필요로 한며, 이에 따라 반도체식 가스센서의 마이크로 히터 소재는 고온에서 열적 안정성이 있는 소재가 요구된다. 현재 상용화되고 있는 반도체식 가스센서는 실리콘(Silicon) 기반의 MEMS 기술을 이용한 가스센서이며, 구조적으로나 성능적 한계가 드러남에 따라 실리콘 이외의 다양한 재료의 MEMS 응용기술 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 실리콘의 재료적 한계를 극복하기 위해 다공성 알루미늄 산화물(AAO)을 기판으로 사용하여 마이크로 히터를 제작하였다. AAO의 제작에 앞서 CMP, 화학연마, 전해연마를 이용하여 적합한 전처리 공정을 선정하였고, AAO 제작 시 온도, 시간, 전압의 변수를 주어 마이크로 히터 기판에 적합한 공정을 탐색하였다. 마이크로 플랫폼은 MEMS 공정으로 제작되었으며, PR(Photo Resist)을 LPR(Liquid Photo Resist)과 DFR(Dry Film Resist)로 각각 2종 씩 선택하여 AAO에 적합한 제품을 선정하였다. 제작된 마이크로 히터는 $1.8mm{\times}1,8mm$로 소형화 하였고, 열손실의 제어를 위해 열확산 방지층을 추가하였다. 구동 온도, 소비전력, 장시간 구동시 안정성의 측정 및 평가는 적외선 열화상 카메라와 kiethly 2420 source meter를 이용하여 측정하였으며, 열확산 방지층의 유 무에 따른 온도 분포 및 소비전력을 비교평가 하였다. 최종적으로는 현재 사용화 되어있는 가스센서들의 소비전력과 비교 평가 하여 논의 하였다.

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