• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.139-139
• /
• 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.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제1권1호
• /
• pp.63-82
• /
• 2005

This paper introduces a technology for robust and low maintenance cost sensor network capable to detect accelerations below a micro-g in a wide frequency bandwidth (above 1,000 Hz). Sensor networks with such performance are critical for navigation, seismology, acoustic sensing, and for the health monitoring of civil structures. The approach is based on the fabrication of an array of high sensitivity accelerometers, each utilizing Fabry-Perot cavity with wavelength-dependent reflectivity to allow embedded optical detection and serialization. The unique feature of the approach is that no local power source is required for each individual sensor. Instead one global light source is used, providing an input optical signal which propagates through an optical fiber network from sensor-to-sensor. The information from each sensor is embedded onto the transmitted light as an intrinsic wavelength division multiplexed signal. This optical "rainbow" of data is then assessed providing real-time sensing information from each sensor node in the network. This paper introduces the Fabry-Perot based accelerometer and examines its critical features, including the effects of imperfections and resolution estimates. It then presents serialization techniques for the creation of systems of arrayed sensors and examines the effects of serialization on sensor response. Finally, a fabrication process is proposed to create test structures for the critical components of the device, which are dynamically characterized.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제39권6호
• /
• pp.570-575
• /
• 2002

현재 전기 . 전자 기술의 추세는 소형화를 비롯하여 집적화, 저전력화, 저가격화의 장점을 가진 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) device의 개발에 주력하고 있으며, 이를 위해서는 고종횡비와 높은 식각 속도를 가진 HDP(High Density Plasma) etching 기술 개발이 필수적이라 할 수 있다. 이를 위하여 우리는 Inductively Coupled Plasma(ICP) 장비를 이용하여 각 공정 변수에 의한 실리콘 deep trench식각 반응을 연구하였다. 실험 공정 변수인 platen power, etch/passivation cycle time에서 etching 단계 시간에 따른 변화와 SF$_{6}$:C$_4$F$_{8}$ 가스유량을 변화시켜 연구하였으며 또한 이들의 profile, scallops, 식각 속도, 균일도, 선택비도 관찰하였다.

• 센서학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.75-80
• /
• 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.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제13권6호
• /
• pp.305-309
• /
• 2012

In this study, ZnO nanorods and $SnO_2$-CuO heterogeneous oxide were grown on membrane-type gas sensor platforms and the sensing characteristics for carbon monoxide (CO) were studied. Diaphragm-type gas sensor platforms with built-in Pt micro-heaters were made using a conventional bulk micromachining method. ZnO nanorods were grown from ZnO seed layers using the hydrothermal method, and the average diameter and length of the nanorods were adjusted by changing the concentration of the precursor. Thereafter, $SnO_2$-CuO heterogeneous oxide thin films were grown from evaporated Sn and Cu thin films. The average diameters of the ZnO nanorods obtained by changing the concentration of the precursor were between 30 and 200 nm and the ZnO nanorods showed a sensitivity value of 21% at a working temperature of $350^{\circ}C$ and a carbon monoxide concentration of 100 ppm. The $SnO_2$-CuO heterogeneous oxide thin films showed a sensitivity value of 18% at a working temperature of $200^{\circ}C$ and a carbon monoxide concentration of 100 ppm.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제17권4호
• /
• pp.183-188
• /
• 2016

This paper presents the design and characterization of wide band ohmic microswitch with an actuation voltage as low as 20~25 V, and a restoring force of 14.1 μN. The design of the proposed switch is primarily composed of an electrostatic actuator, bridge membrane, cantilever (beam) and coplanar waveguide, suspended over the substrate. The analysis shows an insertion loss of −0.002 dB at 1GHz and remains as low as −0.35 dB, even at 100 GHz. The isolation loss of the switch is sustained at −21.09 dB at 100GHz, with a peak value of −99.58 dB at 1 GHz and up-state capacitance of 4 fF. To our knowledge, this is the first demonstration of a series contact switch, which works over a wide bandwidth (DC-100 GHz) and with such a high and sustained isolation, even at high frequencies and with an excellent figure of merit (f_c=1/2.pi.Ron.Cu= 39.7 THz).

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제18권2호
• /
• pp.78-88
• /
• 2017

Cantilever beam MEMS piezoelectric accelerometers are the simplest and most widely used accelerometer structure. This paper discusses the design of a piezoelectric accelerometer exclusively for SHM applications. While such accelerometers need to operate at a lower frequency range, they also need to possess high sensitivity and low noise floor. The availability of a simple model for deflection, charge, and voltage sensitivities will make the accelerometer design procedure less cumbersome. However, a review of the open literature suggests that such a model has not yet been proposed. In addition, previous works either depended on FEM analysis or only reported on the fabrication and characterization of piezoelectric accelerometers. Hence, this paper presents, for the first time, a simple analytical model developed for the deflection, induced voltage, and charge sensitivity of a cantilever beam piezoelectric accelerometer.The model is then verified using FEM analysis for a range of different cases. Further, the model was validated by comparing the induced voltages of an accelerometer estimated using this model with experimental voltages measured in the accelerometer after fabrication. Subsequently, the design of an accelerometer is demonstrated for SHM applications using the analytical model developed in this work. The designed accelerometer has 60 mV/g voltage sensitivity and 2.4 pC/g charge sensitivity, which are relatively high values compared to those of the piezoresistive and capacitive accelerometers for SHM applications reported earlier.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권1호
• /
• pp.73-76
• /
• 2010

MEMS 기술이 발전함에 따라 MEMS 공정으로 제작된 미소 구조물들의 검사 및 특성 분석이 매우 중요한 문제로 떠오르고 있다. 그러나 주사 전자현미경(SEM)이나 원자현미경(AFM) 그리고 기계적 표면측정장치 등은 가격적인 측면에서나 방법적인 측면에서 많은 단점을 안고 있다. 본 논문에서는 DVD 광 픽업 장치를 이용하여 미소구조물을 높이를 측정하였다. 미소구조물 시편에서 반사된 빛의 강도를 측정하여 시편의 영상을 만들어냈고 미소구조물의 높이는 포토다이오드에서 측정된 포커스에러신호(FES)을 통해 구할 수 있었다. 제시된 광 픽업 스캐너는 기존 측정 장치와 비교하여 저렴한 비용으로 정밀한 측정이 가능함을 보여주었고, 기존의 기술을 대체할 수 있는 시스템으로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자분야
• /
• pp.193-197
• /
• 2003

As one of the core technologies in the field of the optical communication with WDM, the optical cross connector with movements of micro mirrors is getting important day by day. The packaging structure of 2-dimensional NxN MOEMS switch should be determined by the harmonization of the following items such as the geometrical compatability between optical and structural components, the characteristics of optical input and output parts with device, and the electrical performance for the operation of micro mirrors. Therefore, the packaging process could be defined as the integrated technology completed by the optical and electrical science and the material science for the understanding of its thermo-mechanical properties with packaging materials. In the present study, the harmonization between the optical and structural components as well as the optical characteristics of lens system used will be investigated.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.9-12
• /
• 2006

전기도금 방법으로 유리기판 위에 제작한 코일과 영구자석을 이용하여 초소형발전기를 제작하였다. 여러 크기의 코일 구조를 설계한 마스크를 제작하고, 이를 이용하여 MEMS 코일을 제작하였다. 그 중 두께가 $7{\mu}m$ 선폭이 $20{\mu}m$ 길이가 1.6 m인 코일을 선택하여 실험하였다. 광학현미경과 SEM을 사용하여 제작된 코일의 구조를 분석하였다. 또한 모터의 회전운동을 진동운동과 유사한 선형운동으로 변환하는 진동발생시스템을 제작하였고, 자석과 코일을 진동발생장치에 설치하고 진동을 발생시키면 교류 전압이 발생한다. 0.5Hz에서 8Hz까지 진동주파수를 변화시켜 특성을 측정하였다. 발생된 전압은 3Hz에서 106mV가 발생하였고, 6Hz에서 198mV가 발생하였다. 본 연구의 목적은 쓸모없이 버려지는 진동에너지를 유용한 전기에너지로 변환하는 초소형발전기 소자를 제작하는 것이다.