• Title/Summary/Keyword: MEMS 센서

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Synthesis of LiDAR-Detective Black Material via Recycling of Silicon Sludge Generated from Semiconductor Manufacturing Process and Its LiDAR Application (반도체 제조공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 재활용한 라이다 인지형 검은색 소재의 제조 및 응용)

  • Minki Sa;Jiwon Kim;Shin Hyuk Kim;Chang-Min Yoon
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.32 no.1
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    • pp.39-47
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    • 2024
  • In this study, LiDAR-detective black material is synthesized by recycling silicon sludge (SS) that is generated from semiconductor manufacturing process, and its recognition is confirmed using two types of LiDAR sensors (MEMS and Rotating LiDAR). In detail, metal impurities on the surface of SS is removed, followed by coating of titanium dioxide (TiO2) and subsequent chemical reduction to obtain SS-derived black TiO2 (SS/bTiO2) material. As-prepared SS/bTiO2 is mixed with transparent paint to prepare hydrophilic black paints and applied to a glass substrate using a spray gun. SS/bTiO2-based paint shows similar blackness (L*=15.7) compared to commercial carbon black-based paint, and remarkable NIR reflectance (26.5R%, 905nm). Furthermore, MEMS and Rotating LiDAR have successfully detected the SS/bTiO2-based paint. This is attributed to the occurrence of high reflection of light at the interface between the black TiO2 and the silicon sludge according to the Fresnel's reflection principle. Hence, the new application field to effectively recycle silicon sludge generated in the semiconductor manufacturing process has been presented.

A Position-based Virtual Multi-Percussion using Inertial Sensors (관성 센서를 이용한 위치기반 가상 멀티 타악기)

  • Choi, Eun-Seok;Sohn, Jun-Il;Bang, Won-Chul;Kim, Yeun-Bae
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 2007.02a
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    • pp.379-385
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    • 2007
  • 관성 센서는 외부 장치의 도움 없이 3차원 공간상에서 움직임 측정이 가능하다. 최근 MEMS 기술의 발달로 소형 저가 관성 센서(가속도 센서 혹은 각속도 센서) 제작이 가능해져 관성 센서를 소형 휴대 기기에 내장하여 사용자의 움직임을 감지하거나 의도 파악하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 관성 센서가 내장된 휴대 기기를 이용하여 3차원 공간상에서 6가지 위치에 따라서 각기 다른 6가지 소리를 발생하는 가상의 멀티 타악기 시스템을 제안한다. 즉, 휴대 기기를 상/하로 흔들면 가상 타악기의 타점 위치에 왔을 때 비트 음을 발생하고, 6개의 다른 위치를 구분하여 다른 타점의 위치에서 휴대 기기를 흔들면 각각 그 위치와 미리 지정된 소리가 발생하도록 하였다. 이러한 가상의 멀티 타악기 시스템을 위해서 3차원 공간상에서 실시간으로 사용자의 움직임을 감지하고 휴대 기기의 위치를 파악하는 것이 필요하다. 저가의 관성 센서를 이용하여 사용자가 휴대 기기를 움직이는 동작이 있는 상황에서 실시간으로 휴대 기기의 위치를 추정하는 것은 쉽지 않지만 본 연구에서는 다양한 사용자의 움직임 동작 분석을 통하여 사용자가 가상의 멀티 타악기를 상/하로 흔드는 동작을 감지하고 다른 위치로 이동하는 동작을 구분하였다. 개발된 동작 감지 알고리즘과 위치 구분 알고리즘을 휴대 기기에 적용되어 실제로 가상의 타악기 시스템을 구현하였다.

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MEMS-Based Micro Sensor Detecting the Nitrogen Oxide Gases (산화질소 검출용 마이크로 가스센서 제조공정)

  • Kim, Jung-Sik;Yoon, Jin-Ho;Kim, Bum-Joon
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.23 no.6
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    • pp.299-303
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    • 2013
  • In this study, a micro gas sensor for $NO_x$ was fabricated using a microelectromechanical system (MEMS) technology and sol-gel process. The membrane and micro heater of the sensor platform were fabricated by a standard MEMS and CMOS technology with minor changes. The sensing electrode and micro heater were designed to have a co-planar structure with a Pt thin film layer. The size of the gas sensor device was about $2mm{\times}2mm$. Indium oxide as a sensing material for the $NO_x$ gas was synthesized by a sol-gel process. The particle size of synthesized $In_2O_3$ was identified as about 50 nm by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The maximum gas sensitivity of indium oxide, as measured in terms of the relative resistance ($R_s=R_{gas}/R_{air}$), occurred at $300^{\circ}C$ with a value of 8.0 at 1 ppm $NO_2$ gas. The response and recovery times were within 60 seconds and 2 min, respectively. The sensing properties of the $NO_2$ gas showed good linear behavior with an increase of gas concentration. This study confirms that a MEMS-based gas sensor is a potential candidate as an automobile gas sensor with many advantages: small dimension, high sensitivity, short response time and low power consumption.

Guidance Filter Design Based on Strapdown Seeker and MEMS Sensors (스트랩다운 탐색기 및 MEMS 센서를 이용한 유도필터 설계)

  • Yun, Joong-Sup;Ryoo, Chang-Kyung;Song, Taek-Lyul
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.37 no.10
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    • pp.1002-1009
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    • 2009
  • Precision guidance filter design for a tactical missile with a strapdown seeker aided by low-cost strapdown sensors has been addressed in this paper. The low-cost strapdown sensors consist of an IMU with 3-axis accelerometers and gyroscopes, 3-axis magnetometers, and a barometer. Missile's position, velocity, attitude, and bias error of the barometer are considered as state variables. Since the state and measurement equations are highly nonlinear, we adopt UKF(Unscented Kalman Filter). The proposed guidance filter has a function of a navigation filter if target position error is not considered. In the case that the target position error is introduced, the proposed filter can effectively estimate the relative states of the missile to the true target. For specific engagement scenarios, we can observe that observability problems occur.

Fabrication of Probe Beam by Using Joule Heating and Fusing (절연절단법을 이용한 프로브 빔의 제작)

  • Hong, Pyo-Hwan;Kong, Dae-Young;Lee, Dong-In;Kim, Bonghwan;Cho, Chan-Seob;Lee, Jong-Hyun
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.22 no.1
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    • pp.89-94
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    • 2013
  • In this paper, we developed a beam of MEMS probe card using a BeCu sheet. Silicon wafer thickness of $400{\mu}m$ was fabricated by using deep reactive ion etching (RIE) process. After forming through silicon via (TSV), the silicon wafer was bonded with BeCu sheet by soldering process. We made BeCu beam stress-free owing to removing internal stress by using joule heating. BeCu beam was fused by using joule heating caused by high current. The fabricated BeCu beam measured length of 1.75 mm and width of 0.44 mm, and thickness of $15{\mu}m$. We measured fusing current as a function of the cutting planes. Maximum current was 5.98 A at cutting plane of $150{\mu}m^2$. The proposed low-cost and simple fabrication process is applicable for producing MEMS probe beam.

Properties and Electrical Characterization by Materials md the number of Times of Sol Coating of PBT Thick Film for Biochip (바이오칩 응용을 위한 저온 소결형 PZT 후막의 졸 코팅 재료와 횟수에 따른 물성 및 전기적 특성)

  • Park, Jae-Hong;Son, Jin-Ho;Kim, Tae-Song;Hwang, Jae-Seop;Park, Hyeong-Ho;Kim, Hwan
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.139-139
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    • 2003
  • 많은 압전 후막은 여러 감지소자, 통신 및 사무자동화 기기, 전기 및 전자부품, 의료장비 및 국방산업에 까지 널리 응용되어 왔다. 그 중에서도 압전특성이 뛰어난 PZT 후막은 마이크로 펌프, 밸브, 헤드, 모터, 트랜스듀서 뿐 아니라 최근 바이오칩용 센서와 액추에이터로서 널리 연구되고 있다. 또한 마이크로 센서와 액추에이터 의 제작 및 구동을 위한 MEMS 기술의 도입으로 실리콘 베이스의 소자 개발이 집중되고 있다. 스크린 프린팅 방법은수 마이크론에서 수십 마이크론 후막의 실현이 용이하고 비교적 경제적이며 소자신뢰도가 높고 대량생산에 유리하여 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 후막은 벌크에 비해 기공률이 높고, 또 소자응용에 있어서 고온소결 시 MEMS공정을 위한 실리콘 베이스 기판과의 확산 및 반응에 의 한 계면 및 활물질 성능의 저하가 문제가 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 스크린 프린팅과 더불어 졸 코팅 방법의 도입으로 후막의 성형 및 소결 밀도를 높임과 동시에 여러 확산 방지 막의 증착으로 capacitor 형 PZT 후막의 물성 및 전기 적 특성을 향상시키고자 하였다.

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Structure optimization and characterization of a microbolometer for a CO2 detector (이산화탄소 감지소자를 위한 마이크로볼로미터 구조 최적화 및 특성연구)

  • Seo, Ho-Won;Kim, Tae-Geun;Moon, Sung
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.17 no.1
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    • pp.75-80
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    • 2008
  • In this work, we optimized a microbolometer for application of a $CO_2$ detector by using MEMS technology. We fabricated a stable thermal isolation structure by varying the lengths of supporting legs which affect bolometer performance. We could fabricate more stable thermal isolation structure for the microbolometer through the results of ANSYS simulations, and minimize the fabrication processes by using bulk micromachining to use a $CO_2$ detector. The microbolometer shows a detectivity of $2.5{\times}109$ cmHz$^{1/2}$/W at a chopper frequency of 8 Hz and a bias current of $6.25\;{\mu}A$ with a vacuum package of about $3.0{\times}10.3$ torr. Therefore, we put to conclusion that the microbolometer optimized in this experiment could be useful for the application of a $CO_2$ detector.