A modern MEMS resonator is a micro-scale structure operated over a high frequency range. In order to predict its resonant behavior in a design process, High-frequency response analysis (Hi-FRA) is demanded. Algebraic substructuring (AS) is known as a fast numerical technique to construct an eigenspace for FR and frequency sweep (FS) algorithm efficiently solves the frequency response system projected on the eigenspace. However, the existing FS algorithm using AS is developed for low-FRA, say over the range 1Hz-2KHz. In this work, we extend the FS algorithm using AS for FRA over an arbitrary frequency range. Therefore, it can be efficiently applied to systems operated at a high frequency, say over the range 230MHz-250MHz. The success of the proposed method is demonstrated by Hi-FRA of a checkerboard resonator.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.14
no.4
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pp.361-364
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2008
Tips of probe card were fabricated using MEMS technology. P-type silicon wafer with $SiO_2$ layer was used as a substrate for fabricating the probe card. Ni-Cr and Au used as seed layer for electroplating Ni were deposited on the silicon wafer. Line patterns for probing devices were formed on silicon wafer by electroplating Ni through mold which formed by MEMS technology. Bridge structure was formed by wet-etching the silicon substrate. AZ-1512 photoresist was used for protection layer of back side and DNB-H100PL-40 photoresist was used for patterning of the front side. The mold with the thickness of $60{\mu}m$ was also formed using THB-120N photoresist and probe tip with thickness of $50{\mu}m$ was fabricated by electroplating process.
This paper presents a cross-coupled RF VCO with high-Q MEMS-based spiral inductors. Since the use of high-Q inductors is critical to VCO design, MEMS-based spiral inductors with the Q-factor of nearly 22 are used for the RF VCO with an active cascode current source. The RF VCO circuits including spiral inductors have been designed and simulated in GaAs MMIC-MEMS process. The simulation results of the VCO circuits showed the phase noise of -180dBc/Hz at an offset frequency of 500KHz. The RF VCO circuit simulatinon used 2mA DC current and 3.3V supply.
One of important factors in designing array-type MEMS resonators is obtaining a desired frequency response function (FRF) within a specific range. In this paper Krylov subspace-based model order reduction using moment-matching with non-zero expansion points is represented to calculate the FRF of array-type resonators. By matching moments at a frequency around a specific range of the array-type resonators, required FRFs can be efficiently calculated with significantly reduced systems regardless of their operating frequencies. In addition, because of the characteristics of moment-matching method, a minimal order of reduced system with a specified accuracy can be determined through an error indicator using successive reduced models, which is very useful to automate the order reduction process and FRF calculation for structural optimization iterations.
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.
마이크로 접합 공정은 미세 부품이나 박판의 접합에 사용되며, 이를 위해 다양한 공정이 개발되었다. 최근 MEMS(Micro Electro Mechanical System)활용 범위가 증가하고 있으며, MEMS에 사용되는 미세한 구조물의 접합이나 패키징에 접합 공정이 활용되고 있다. MEMS는 발전 단계이지만 전자 패키징(electronic packaging)은 성숙 단계인 반도체 산업에 사용되고 있다.(중략)
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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2007.05a
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pp.379-382
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2007
The MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) process is used in a micro/nano pattern manufacturing method. This method is based on the lithography technology. But the MEMS process has some problems such as complicated process, long processing time and high production costs. Many researchers are doing research in substitute manufacturing method to work out a solution to these problems. In this paper, we apply a dieless incremental forming technology to a substitute method of MEMS process. This dieless forming technology is using in the commercial scale sheet forming such as a prototype of automobile sheet parts. 5-axes CNC (Computerized Numeric Control) method are applied in this system to get a micro-scale dieless forming results. These 5-axes system are composed of precision AC servo motor stages (4-axes) and PZT actuator (1-axis). A PZT actuator is used in a precision actuating axis because it can be operated in the nano scale stroke resolution. This micro dieless incremental forming system has the advantage of minimization in manipulating distance and working space. As equipment and tools become smaller in size, minute inertia force and high natural frequency can be obtained. Therefore, high precision forming performance can be obtained. This allows the factory to quickly provide the customer with goods because the manufacturing system and process are reduced. To construct this micro manufacturing system, many technologies are necessary such as high stiffness frame, high precision actuating part, structural analysis, high precision tools and system control. To achieve the optimal forming quality, the micro dieless forming system is designed and made with high stiffness characteristic.
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.16
no.4
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pp.23-28
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2009
We investigated the wafer-level MEMS capping process for which cavity formation in Si wafer was not required. Ni caps were formed by electrodeposition on 4" Si wafer and Ni rims of the Ni caps were bonded to the Cu rims of bottom Si wafer by using epoxy. Then, top Si wafer was debonded from the Ni cap structures by using SnBi layer of low melting temperature. As-evaporated SnBi layer was composed of double layers of Bi and Sn due to the large difference in vapor pressures of Bi and Sn. With keeping the as-evaporated SnBi layer at $150^{\circ}C$ for more than 15 sec, SnBi alloy composed of eutectic phase and Bi-rich $\beta$ phase was formed by interdiffusion of Sn and Bi. Debonding between top Si wafer and Ni cap structures was accomplished by melting of the SnBi layer at $150^{\circ}C$.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2005.11a
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pp.362-363
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2005
The objectives of this paper are to achieve good planarization of the deposited film and to improve deposition efficiency of multi-layer structures by using surface-micromaching process in MEMS technology. Planarization characteristic of poly-Si film deposited on thin oxide layer with MEMS structures is evaluated with different slurries. Patterns used for this research have shapes of square, density, line, hole, pillar, and micro engine part. Advantages and disadvantages of CMP for MEMS structures are observed respectively by using the test patterns with structures larger than 1 um line width. Preliminary tests for material selectivity of poly-Si and oxide are conducted with two types of slurries: ILD1300 and Nalco2371. And then, the experiments were conducted based on the pretest.
Kim, Kanghyun;Kim, Jong Hyun;Nam, Hyoryung;Kim, Suhyeon;Lim, Geunbae
Journal of Sensor Science and Technology
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v.30
no.3
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pp.170-174
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2021
As the rising attention to the medical and healthcare issue, Bio-MEMS (Micro electro mechanical systems) platform such as bio sensor, cell culture system, and microfluidics device has been studied extensively. Bio-MEMS platform mostly has high resolution structure made by biocompatible material such as polydimethylsiloxane (PDMS). In addition, three dimension structure has been applied to the bio-MEMS. Lithography can be used to fabricate complex structure by multiple process, however, non-rectangular cross section can be implemented by introducing optical apparatus to lithography technic. X-ray lithography can be used even for sub-micron scale. Here in, we demonstrated lines with round shape cross section using the tilted gold absorber which was deposited on the oblique structure as the X-ray mask. This structure was used as a mold for PDMS. Molded PDMS was applied to the cell culture platform. Moreover, molded PDMS was bonded to flat PDMS to utilize to the sub-micro channel. This work has potential to the large area bio-MEMS.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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