• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.143-144
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• 2006

In this paper, we proposed XP KMPR-1050 negative tone resist to replace SU-8 resist for multi-layer micro-structures and thick plating mold fabrication using UV-LIGA process. XP KMPR resist proposed in this paper can be easily striped using a common stripping solution such as NMP without damage of micro-structure. The conditions for the fabrication of XP KMPR micro-structure were optimized by adjustment of exposure and post-exposure bake(PEB). The $140{\mu}m$ -thick and an aspect ratio at least 10 micro-structure and multi-layer structures were successfully fabricated through the process conditions. Through-mold electroplating and PR striping of XP KMPR has been successfully demonstrated.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.831-841
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• 2010

일반적으로 수직형 프로브는 가늘고 긴 S-자형 구조가 중복되기 때문에 신호 전달 특성이 저하되므로 이것에 대한 개선이 필요하다. 본 논문에서 제안된 프로브는 캔틸리버형보다 적은 면적을 차지하는 수직형으로 동시에 많은 메모리를 테스트하기에 적합하며, 특히 외부 압력이 가해졌을 때 분기된 스프링에 의해 폐 루프(closed loop)가 형성되어 기존의 S-자형 수직형 프로브보다 기계적 특성뿐만 아니라 전기적 신호 전달 특성이 개선된 새로운 형태의 수직형 프로브를 제안하였다. 제안된 프로브를 제작하여 측정 및 시뮬레이션을 통해 기존의 S-자형 수직형 프로브보다 오버드라이브(overdrive)는 1.2배, 컨택 포스(contact force)는 2.5배, 신호 전달특성은 $0{\sim}10$ GHz에서 최대 1.4 dB 개선되는 것을 확인하였다. 또한 프로브 카드(probe card)의 신호 전달 특성을 예측할 수 있는 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 이를 위하여 프로브 카드를 구성하는 각 부품의 기하학적 특성에 맞도록 2.5D 또는 3D Full-wave 시뮬레이터를 사용하였으며, 계산된 결과는 측정 결과와 매우 잘 일치 하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.418-418
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• 2008

The electrochemical etching of silicon in HF-based solutions is known to form various types of porous structures. Porous structures are generally classified into three categories according to pore sizes: micropore (below 2 nm in size), mesopore (2 ~ 50 nm), and macropore (above 50 nm). Recently, the formation of macropores has attracted increasing interest because of their promising characteristics for an wide scope of applications such as microelectromechanical systems (MEMS), chemical sensors, biotechnology, photonic crystals, and photovoltaic application. One of the promising applications of macropores is in the field of MEMS. Anisotropic etching is essential step for fabrication of MEMS. Conventional wet etching has advantages such as low processing cost and high throughput, but it is unsuitable to fabricate high-aspect-ratio structures with vertical sidewalls due to its inherent etching characteristics along certain crystal orientations. Reactive ion dry etching is another technique of anisotropic etching. This has excellent ability to fabricate high-aspect-ratio structures with vertical sidewalls and high accuracy. However, its high processing cost is one of the bottlenecks for widely successful commercialization of MEMS. In contrast, by using electrochemical etching method together with pre-patterning by lithographic step, regular macropore arrays with very high-aspect-ratio up to 250 can be obtained. The formed macropores have very smooth surface and side, unlike deep reactive ion etching where surfaces are damaged and wavy. Especially, to make vertical microwire or nanowire arrays (aspect ratio = over 1:100) on silicon wafer with top-down photolithography, it is very difficult to fabricate them with conventional dry etching. The electrochemical etching is the most proper candidate to do it. The pillar structures are demonstrated for n-type silicon and the formation mechanism is well explained, while such a experimental results are few for p-type silicon. In this report, In order to understand the roles played by the kinds of etching solution and mask patterns in the formation of microwire arrays, we have undertaken a systematic study of the solvent effects in mixtures of HF, dimethyl sulfoxide (DMSO), iso-propanol, and mixtures of HF with water on the structure formation on monocrystalline p-type silicon with a resistivity with 10 ~ 20 $\Omega{\cdot}cm$. The different morphological results are presented according to mask patterns and etching solutions.

• 한국재료학회지
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• 제8권8호
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• pp.744-750
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• 1998

마이크로 머신 소자는 일반전자 소자와 달리 소자 자체에 미세한 기계적 구조물을 갖고 있으며, 이의 구동을 통하여 센서 또는 엑츄에이터의 기능을 갖게 된다. 이 소자들은 그 작동 요구특성에 따라 패키지의 기계적, 환경적 격리를 요구하거나 분위기조절이 요구되는 등 까다로운 패키지 특성을 필요로 한다. 또한 미세한 작동소자들로 인하여 열 및 열응력에 매우 민감하며, 패키지방법에 따라 구동부위의 작동 특성이 크게 변화할 수 있다. 본 연구에서는 마이크로 머신 소자가 패키지 상에 접촉되어 패키지 될 때, 소자의 접촉 재료 및 공정온도, 크기 등이 마이크로 머신 소자에 미치는 열응력을 연구하였다. 유한요소해석법을 사용하여 소자에 미치는 열응력과 이로 인한 마이크로머신 소자의 물리적 변형을 예측하고, 이를 통하여 마이크로 머신 소자 패키지에 최소한의 열응력을 미치는 소자접속 재료의 선별과 패키지 설계의 최적화를 이루고자 하였다.

• 센서학회지
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• 제8권3호
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• pp.265-273
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• 1999

본 논문에서는 MEMS 공정에 많이 사용되는 tetraethoxysilane (TEOS) 산화막, low temperature oxide (LTO), 7 wt%, 10 wt% phosphosilicate glass (PSG)의 잔류응력을 Euler beam과 bent-beam strain sensor를 제작하여 측정하였다. 이러한 산화막 잔류응력 측정 구조물을 만들기 위해 다결정실리콘을 희생층으로 사용하였으며 $XeF_2$를 이용하여 희생층 식각을 하였다. 먼저 각 산화막의 증착 당시 잔류응력을 측정한 후 $500^{\circ}C$에서 $800^{\circ}C$까지 질소분위기에서 1 시간 동안 열처리하였다. 또 표면미세가공에서 가장 많이 사용되는 $585^{\circ}C$, $625^{\circ}C$ 다결정실리콘 증착 조건에서 열처리하여 산화막의 잔류응력 변화를 측정하였다. 측정 결과 TEOS와 LTO, 7 wt% PSG는 $600^{\circ}C$ 이하에서 압축잔류응력이 줄어들다가 그 이상에서 다시 커지는 반면에 phosphorus 농도가 높은 10 wt% PSG의 경우는 $500^{\circ}C$이상에서 압축잔류응력이 증가하는 것을 확인하였다. 또 7 wt% PSG가 $585^{\circ}C$ 다결정실리콘 증착 시 가장 작은 잔류응력을 나타내었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2083-2086
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• 2004

Variable Structure Controller with effective tracking performance is propose to control micro actuator system. Propsed VSC(Variable Structure Control) technique is implemented to tracking control of comb driving system having high non-linearity. The tracking performance due to VSC technique is compared to conventional PD(Proportional Derivative) control technique, reveals improved results.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.309-313
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• 2009

A micromechanical resonance sensor detects the resonance frequency shift due to mass or adsorption induced surface stress change during molecular adsorption or interaction on its surface. The resonance sensor is surrounded by gas or liquid solution during operation. To study the resonance shift phenomena depending on its surrounding environment, fluid-structure interaction of the resonance sensor has been analyzed for the different fluid environment and boundary conditions using finite element analysis.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권9호
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• pp.1432-1440
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• 1997

The flexibility as well as the stiffness is required to perform mechanical function of a structure such as compliant mechanisms, which can be applied to MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems), flexible manufacturing devices, and design for no assembly. In this paper, the optimal design problem to achieve both structural flexibility and stiffness is formulated using multi-objective function, and the optimization problem is resolved by using Finite Element Method(FEM) and Sequential Linear Programming(SLP). Design examples of compliant mechanisms are presented to validate the design method.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.157-160
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• 2009

멀티 피직스 시스템은 구동을 수치적으로 해석하기 위하여 두 개 이상의 연성이 되어 있는 물리계를 고려해야하는 시스템을 일컫는다. 대표적인 예로 기계 분야에서 현재까지 많이 연구되어 왔던 열탄성(Thermal/Structure)과 유체/구조 연성(Fluid/Structure)시스템을 들 수 있다. 또한 현재 차세대 성장산업으로 많은 관심이 집중되고 있는 의료기기나 지능형 자동차와 로봇 등에서 사용되는 다양한 센서와 엑추에이터 등도 특별한 예로 들 수 있다. 특히, 한 개의 물리계 해석으로 시스템 해석이 가능한 기존의 일반적인 기계 시스템과는 달리 MEMS 등의 초소형 시스템은 시스템의 거동을 수치적으로 계산하기 위하여 여러 물리계의 연성을 고려해야 한다는 점에서 대표적인 다물리계 시스템의 예로 들 수 있다. 이렇게 우리생활에 밀접하게 쓰이고 있는 멀티 피직스 시스템은 단일 물리계 시스템과 비교하여 엔지니어의 경험에 의존하여 설계(Design)하기가 어려운 특성이 있다. 이에 이 연구 논문에서는 이런 멀티 피직스 시스템을 해석하고 최적화 하기위한 노력을 소개한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권2호
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• pp.236-242
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• 2003

Thermal bubbles find their diverse application areas in the MEMS (MicroElectroMechanial Systems) technology, including bubble jet printers, microactuators, micropumps, etc.. Especially, microactuators and micropumps, which use a microbubble growing by a controlled heat input, frequently involve mechanical and thermal interaction of the bubble with a solid structure, such as a cantilever beam and a membrane. Although the concept is experimentally verified that an internal pressure of the bubble can build up high enough to deflect a thin solid plate or a beam, the physics of the entire process have not yet been thoroughly explored. This work reports the experimental study of the growth of a thermal bubble while deflecting a thin cantilever beam. A physical model is presented to predict the elastic response of the cantilever beam based on the experimental measurements. The scaling law constructed through this work can provide a design guide for micro- and nano-systems that employ a thermal bubble for their actuation/pumping mechanism.