• 센서학회지
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• 제14권1호
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• pp.28-32
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• 2005

In this paper, a CMOS integrated detection circuit for capacitive type fingerprint sensor signal processing is described. We designed a detection circuit of charge-sharing sensing scheme. The proposed detection circuit increases the voltage difference between a ridge and valley. The test chip is composed of $160{\times}192$ array sensing cells (12 by $12.7{\;}mm^{2}$). The chip was fabricated on a 0.35 m standard CMOS process. Measured difference voltage between a ridge and valley was 0.95 V.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권7호
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• pp.778-783
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• 2013

Measurement of liquid level in storage and processing vessels, tanks, wells, reservoirs and hoppers is commonly needed. The several different ways to measure the liquid level of oil or water tank have been provided such as an electrostatic capacity, a supersonic waves and an optical science etc. In the study, we have constructed the stable and efficient measurement system to measure the level of liquid at real-time and to get accurate measurement of the maximum and minimum level of the tank. For this purpose, we suggest double sensing methods by adopting both capacitive and optical sensing. The experimental results, presented in this paper, illustrate the effectiveness of the proposed method under different sensing methods.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 1999년도 추계학술대회 논문집 - 한국공작기계학회
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• pp.93-98
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• 1999

Non-contacting capacitive sensors, based on principle of the cross capacitor, for measuring small displacement less than 1.95$\pm$0.5 mm have been fabricated and characterized. To overcome disadvantages of the existed capacitive sensors, the new sensor is consisted of 4-electrodes which are formed 2 active electrodes and 2 guard electrodes on a sapphire plate with diameter 17mm and thickness 0.7 mm, and are symmetrically situated with constant gap of 0.2 mm among the electrodes. The sensor is evaluated to be correlation coefficient of 0.9987 for the range of 1.95$\pm$0.5 mm and that of 0.9995 for 1.95$\pm$0.25 mm range. This sensor can be used for in situ measurements in the mechanical mirror polishing with precision less than $\pm$1${\mu}{\textrm}{m}$.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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• pp.561-564
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• 2000

Silicon capacitive pressure sensor has been fabricated by using electrochemical etching stop and silicon-to-glass electrostatic bonding technique. A diaphragm structure is designed to compensate the nonlinear response. A cavity is etched into the silicon to the depth of 2$\mu\textrm{m}$ by anisotropic etching in 20wt.% TMAH solution at 80$^{\circ}C$. A fabricated sensor showed 3.3 pF zero-pressure capacitance, 297 pp.m/mmHg sensitivity, and a 7.4 7%F.S. nonlinear response in a 0-1 kgf/cm$^2$pressure range.

• ETRI Journal
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• 제30권5호
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• pp.644-652
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• 2008

In this paper, a low-power CMOS interface circuit is designed and demonstrated for capacitive sensor applications, which is implemented using a standard 0.35-${\mu}m$ CMOS logic technology. To achieve low-power performance, the low-voltage capacitance-to-pulse-width converter based on a self-reset operation at a supply voltage of 1.5 V is designed and incorporated into a new interface circuit. Moreover, the external pulse signal for the reset operation is made unnecessary by the employment of the self-reset operation. At a low supply voltage of 1.5 V, the new circuit requires a total power consumption of 0.47 mW with ultra-low power dissipation of 157 ${\mu}W$ of the interface-circuit core. These results demonstrate that the new interface circuit with self-reset operation successfully reduces power consumption. In addition, a prototype wireless sensor-module with the proposed circuit is successfully implemented for practical applications. Consequently, the new CMOS interface circuit can be used for the sensor applications in ubiquitous sensor networks, where low-power performance is essential.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1450-1454
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• 2007

A Contact-type Linear Encoder-like Capacitive Displacement Sensor (CLECDiS) has been developed to measure displacements at high accuracy within a long measurement range. In this paper, we have worked on improving the performance and reliability of the sensor. The performance increase can be done by introducing the smaller electrode patterns of $4{\mu}m$ width. In order to improve the reliability of the sensor we have changed the electrode layers from chrome-gold to chrome-gold-chrome and re-design its supporting structure. The newly-designed sensor is fabricated and tested to show that its sensitivity is $35pF/{\mu}m$, which implies that its resolution may be 0.36nm if SNR (Signal-to-Noise-Ratio) is 80.1dB. It is about ten times of that $(3.14pF/{\mu}m)$ of its previous version with 10${\mu}m$ electrodes. The total measurement range remains the same as the previous one; 15mm. The calibration experiments show its improved performance and reliability.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권4호
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• pp.21-27
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• 2003

정전 용량형 고분자막 감습재료로 사용하기 위하여 서로 반응성이 있는 공중합체들 methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate (EMA), acrylic acid (MA) 와 hydroxyethyl methacrylate (HEMA)의 공중합체들을 합성하였다. 정전 용량형 습도센서는 가교화된 폴리메타크릴레이트 공중합체 막의 양면에 금 전극을 형성시켜 제조하였다. 공중합체에서의 HEMA양이 증가할수록 상대습도에 따른 정전 용량은 증가하였다. MMA/MA/HEMA=40/10/10의 경우, 상대습도가 30%RH, 60%RH 및 90%RH에서의 정전 용량은 각 102, 134와 165 pF이었다. 또한 히스테리시스, 온도 사이클 그리고 장기안정성 결과를 측정하여 정전용량형 습도센서로서의 특성을 평가하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.1835-1841
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• 2006

해양환경 규제 MEPC의 규제 강화로 인하여 더욱 정밀하고, 신뢰성을 확보한 빌지분리 센서 시스템이 필요하다. 빌지 분류기를 설계 제작하기 위해서는 기름과 물을 구별하는 정밀한 유수분리 레벨센서가 필요하다. 이를 위하여 본 연구에서는 정전용량형 레벨센서의 특성 파악을 위해 3차원 시뮬레이션을 수행하여 특성을 파악하였으며, 이를 토대로 레벨센서의 설계시 주요한 설계인자를 추출하였다. 동작회로를 Digital 회로로 구성함으로써, 정전용량형 센서의 원천적인 기생커패시턴스 문제를 해결하였으며, 실험장치를 구성한 후 실험을 수행하였다. 실험 결과를 보면 노이즈에는 강인해졌음을 알 수 있었다. 그리고 추출한 정전용량형 레벨센서의 설계인자를 이용하여 정밀도를 향상시키기 위한 연구가 향후에 진행 될 필요성이 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권3호
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• pp.21-29
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• 2016

본 연구에서는 유연하고 투명한 특성을 지닌 유연 투명 정전용량형 압력 센서를 제안하여 기존의 X, Y 좌표 위치 인식이 가능할 뿐만 아니라 3차원 인식이 가능한 터치스크린을 제작하였다. 유연 투명 정전용량형 압력 센서는 상부 기판, 압력 감지층, 하부 기판의 3 중 구조로 구성되어 있다. 은나노와이어 전도성고분자 하이브리드 필름이 상부 및 하부 기판으로 사용되었다. 유연 투명 정전용량형 압력 센서의 터치 면적은 5인치이며, 전기적 신호를 인가하기 위한 11개의 driving line과 정전용량의 변화를 감지하기 위한 19개의 sensing line으로 구성되었다. 은나노와이어 전도성고분자 하이브리드 필름 및 유연 투명 정전용량형 압력 센서의 전기적, 광학적 특성을 평가하였다. 또한 기계적 유연성을 평가하기 위하여 굽힘 시험을 수행하였다. 제작된 은나노와이어 전도성고분자 하이브리드 필름은 평균 투과율 91.1%, 평균 탁도 1.35%로서 매우 우수한 광학 특성을 나타내었고, 평균 면저항은 $44.1{\Omega}/square$이었다. 굽힘 시험 결과 은나노와이어 전도성고분자 필름은 곡률 반경 3 mm까지 저항의 변화가 거의 없어 매우 우수한 유연성을 갖고 있음을 알 수 있었다. 또한 200,000회의 반복 굽힘 피로 시험 결과, 저항의 증가는 매우 미미하여, 유연 내구성이 매우 우수함을 알 수 있었다. 유연 투명 정전용량형 압력 센서의 평균 투과율은 84.1%, 탁도는 3.56%이었다. 또한, 직경 2 mm의 팁으로 눌렀을 경우, 누르는 압력에 따라 센서가 잘 작동함을 알 수 있었으며, 이를 통하여 멀티 터치 및 멀티 포스 터치가 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 제작한 유연 투명 정전용량형 압력 센서는 유저인터페이스, 사용자 경험이 강조되고 있는 현재 상황에서 새로운 인터페이스의 터치스크린 패널에 대한 발전 가능성을 제시할 수 있을 것이라 판단된다.

• 센서학회지
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• 제21권2호
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• pp.83-89
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• 2012

A simple array of metal-insulator-metal capacitive elements was proposed for a potential application in humidity sensing platforms. We fabricated meso-scale sensors with different sizes(large-size: $2.7{\times}2.7mm^2$ ; mid-size: $1.5{\times}1.5mm^2$ ; small-size: $0.7{\times}0.7mm^2$) and characterized the performance of each design. Polyimide films were utilized as a humidity-sensitive layer. Capacitance changes of the polyimide layer were measured with respect to water absorption. The device showed sensitivity in the full range of relative humidity (RH) with excellent linearity(correlation coefficient > 0.994). This array structure exhibits unique advantages including easy fabrication process, high batch productivity, and high structural compatibility with various substrate materials. It is anticipated that this device structure will be potentially useful in unique applications including mapping spatial humidity variations over a meso-scale area and implementing flexible humidity sensing element arrays.