• 제목/요약/키워드: micromachining

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λ/4 흡수층 구조를 갖는 NDIR 이산화탄소 가스센서용 적외선 센서의 제조 및 특성 (Fabrications and Characteristics of Infrared Sensor Composed of λ/4 Absorbing Structure for the Application of NDIR CO2 Gas Sensor)

  • 이성현;남태운
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.1005-1009
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    • 2008
  • A noble infrared $\lambda/4$ absorbing structure using metal reflector was studied for uncooled infrared sensors. This paper described the design and the fabrication of IR uncooled detectors which were composed of 21 by 21 elements using the surface micromachining technology. The characteristics of the array were investigated in the spectral region of 4.26 ${\mu}m$. The fabricated detectors exhibited the thermal mass of $9.75\times10^{-9}$ J/K, the thermal conductance of $1.31\times10^{-6}$ W/K, the thermal time constant of 7.4 ms, the responsivity of $1.07\times10^5$ V/W and the detectivity of $1.04\times10^9$ $cmHz^{1/2}/W$, at the chopper frequency of 10 Hz and the bias current of 9.22${\mu}A$. Finally the absorptance efficiency of $\lambda/4$ absorbing structure was about 23.2 % higher than that of absence absorbing structure.

초소형 질량분석기를 위한 삼극관 구조의 탄소나노튜브 전자방출원 (A Carbon Nanotube Field Emitter with a Triode Configuration for a Miniature Mass Spectrometer)

  • 이유리;이기정;;이순일;양상식
    • 전기학회논문지
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    • 제61권7호
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    • pp.1001-1006
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    • 2012
  • This paper presents a carbon nanotube (CNT) triode-structure field emitter as an ion source in a micro time-of-flight mass spectrometer(TOF-MS). In the ion source by field emission, the electrons emitted from cathodes under an electric field accelerated to the anode and ionize gas molecules by impact before arriving the anode. The generated positive ions are to be accelerated to the ion collector. Whereas most of ions are drawn to the cathodes in diode field emitters, a grid in the triode field emitter prevents the ions from being drawn to the cathodes. The triode field emitter is fabricated by micromachining. The cathode is composed of six CNT cylinders. The total size of the fabricated device is $8.0{\times}7.3{\times}1.9mm^3$. The anode and the grid current of the fabricated CNT field emitter were measured for various anode and grid voltages. When the anode and the grid voltages are 1000 V and 990 V, respectively, the emission current passing through the ionization region is 8.6 ${\mu}A$, which is a sufficient emission current for ionization and mass spectrometry.

폴리머 마이크로머시닝 기술에 의한 폴리이미드 촉각 센서 모듈 (Polyimide-based Tactile Sensor Module by Polymer Micromachining Technology)

  • 김건년;이강열;금창욱;박정호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1524-1525
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    • 2007
  • A flexible tactile sensor module based on polyimide matrix integrated with sensing elements and pluggable terminals connector was fabricated by polymer micromachining technology for robotic applications. The tactile sensor arrays are composed of $4{\times}4$, $8{\times}8$ and $16{\times}16$ sensing elements connected with pluggable terminals connector, respectively. Especially, both the tactile sensor array and the pluggable terminals are formed in the sensor module during the fabrication process. The fabricated tactile sensor module is measured continuously in the normal force range of $0{\sim}1N$ with tactile sensor auto-evaluation system. The value of resistance is relatively increased linearly with normal force in the overall range. The variation rate of resistance is about 2.0%/N in the range of $0{\sim}0.6N$ and 1.5%/N in the range of $0.6{\sim}1N$. Also, the flexibility of the sensing module is adequate to be placed on any curved surface as cylinder because the matrix consists of polymer and metal thin film.

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가스 센서용 마이크로 히터의 표면 마이크로머시닝 기술 (Surface Micromachining for the Micro-heater Fabrication of Gas Sensors)

  • 이석태;윤의중;정일용;이강원;박형식
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.352-353
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    • 2006
  • 가스센서용 마이크로 히터 제작에는 표연 마이크로 머시닝 또는 벌크 마이크로머시닝 기술을 이용한다. 표면 마이크로 머시닝에 의한 마이크로 히터 (MHP) 구조의 경우, 기판과 박막간의 폭이 좁기 때문에 에칭 공정 후 세정이 잘 이루어지지 않으면 열적 절연이 잘 이루어지지 않아서 히터와 센서의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 표면 마이크로 머시닝 기술에 의한 가스 센서용 마이크로 히터를 제작한다. $SiO_2$$Si_3N_4$를 성분으로 하며, $100{\mu}m\;{\times}\;100{\mu}m$의 면적과 350 nm 의 두께를 갖는 가스 센서용 마이크로 히터를 제작하였다. 이를 위하여 ANSYS를 통한 유한요소해석에 의한 열분포 해석으로 최적구조를 확인하였다. 센서로의 열 전달 효율을 높이기 위해 센서 박막은 히터 위에 적층하였다. 실리콘 표면과 마이크로 히터와의 간격은 에칭 공정을 통하여 $2{\mu}m$로 하였으며, 이 공간에서는 에칭 및 세정 후에 이물질이 깨끗이 세정되지 않고 남아 있거나, 습식 공정 중에 수분의 장력에 의한 열전연성이 나빠질 수 있는 등 단점이 있다. 이는 건식 등방성 에칭 공정을 통하여 해결하였다.

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전기화학적 마이크로머시닝 기술을 이용한 균일한 니오븀 표면 에칭 연구 (Homeogenous Etched Pits on the Surface of Nb by Electrochemical Micromachining)

  • 김경민;유현석;박지영;신소운;최진섭
    • 공업화학
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    • 제25권1호
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    • pp.53-57
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    • 2014
  • 본 연구에서는 micro-contact printing을 통하여 니오븀 호일 표면 위에 균일한 에칭 pits를 형성하였다. 균일한 보호층을 형성하고자 전해연마의 효과를 확인하였으며, 기존의 $O_2$ 플라즈마 공정 없이 손쉽게 균일한 에칭 pits를 형성시킬 수 있는 조건을 확인하였다. 메탄올 혼합 전해질을 사용하여 10 min 동안 에칭을 진행한 결과 니오븀 호일 표면 위에 지름과 간격이 각각 $10{\mu}m$$5{\mu}m$로 잘 정렬된 에칭 pits를 관찰하였다.

보론 도핑 여부에 따른 DLC 박막의 레이저 가공 특성 변화 연구 (A Study on the Characteristics of Laser Processing in the DLC Thin Film according to Boron Doped Content)

  • 손예진;최지연;김태규
    • 열처리공학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.155-160
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    • 2019
  • Diamond Like Carbon (DLC) is a metastable form of amorphous carbon that have superior material properties such as high mechanical hardness, chemical inertness, abrasion resistance, and biocompatibility. Furthermore, its material properties can be tuned by additional doping such as nitrogen or boron. However, either pure DLC or doped DLC show poor adhesion property that makes it difficult to apply contact processing technique. Therefore we propose ultrafast laser micromachining which is non-contact precision process without mechanical degradation. In this study, we developed precision machining process of DLC thin film using an ultrafast laser by investigating the process window in terms of laser fluence and laser wavelength. We have also demonstrated various patterns on the film without generating any microcracks and debris.

표면 미세가공에서 Al 전극 및 Al 미세 구조물 제작을 위한 습식 식각 공정 (Wet Etch Process for the Fabrication of Al Electrodes and Al Microstructures in Surface Micromachining)

  • 김성운;백승준;이승기;조동일
    • 센서학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.224-232
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    • 2000
  • 표면 미세가공 공정에서 Al 공정을 이용하면 Al 전극의 제작에 의해 접촉 저항이나 선 저항 등을 줄여 전기적인 신호 손실을 줄일 수 있고, 산화막을 희생층으로 사용하는 간단한 공정에 의해 Al 구조물 제작이 가능한 장점을 지닌다. 그러나 실제 공정에서는 Al 전극이나 Al 구조물이 희생층 제거 시에 사용되는 HF 용액에 의해서 부식되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 사용되는 희생층 식각액인 BHF/glycerine 혼합 용액에 대한 PSG와 Al의 기본적인 식각 특성은 표면 미세가공에서 발생하는 구조적인 제한 조건에 따라 상당히 달라진다. 본 논문에서는 이러한 희생층의 구조적 특성과 Al 박막의 증착 표면 거칠기의 변화로 인한 식각 특성의 변화를 고려하여 실제로 표면 미세가공에 적용 가능한 혼합 용액의 조건을 조사하였다. 희생층 식각 조건변화에 따른 BHF/glycerine 혼합용액의 최적 혼합비는 $NH_4F$:HF:glycerine=2:1:2에서 가장 좋은 식각 선택비를 보이는 것으로 나타났으며 이 실험 결과를 실제 Al 전극 제작에 적용한 결과 Al 패턴이 희생층 식각액에 대해서 우수한 내식성을 보였다. 또한 Al의 식각액에 대한 내식성을 향상시키기 위하여 CMP 공정을 도입하여 증착 표면을 개선시켰으며 이를 Al 구조물의 제작에 적용하여 식각 특성을 분석하였다. 이러한 분석을 통해 본 논문에서 제시한 식각 조건을 이용하면 Al 전극과 Al 구조물을 표준적인 표면 미세가공 공정을 통하여 간단하게 제작할 수 있다.

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개방형 우물 구조를 이용한 마이크로머신형 pH 센서 (Micromachined pH Sensor Using Open Well Structures)

  • 김흥락;김영덕;정우철;김광일;김동수
    • 비파괴검사학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.347-353
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    • 2002
  • 수용액에 포함된 수소이온$(H^+)$의 농도를 측정하는 유리 전극형 수소이용 농도(pH) 센서의 기본 구조를 bulk micromachining 기술로 구현하여 소형의 pH 센서를 제작하였다. 박막 증착이 가능한 경사 식각으로 개방된 2개의 기본 구조물을 형성하고, 일정 전위를 유지하기 위한 기준전극은 식각된 구조물 경사면에 박막형 Ag/AgCl으로 확보하였다. $H^+$과 교환 반응으로 전위를 발생시키는 감응부는 Na이 20%이상 포함된 glass로 $100{\mu}m$ 내외로 미세 연마하여 기본 구조물에 접합하여 완성하였다. 또한 외부 용액과 기준 용액의 혼합을 방지하면서 전류 도통 역할을 하는 액간 접촉부는 $50{\mu}m{\times}50{\mu}m$ 크기의 Si 이방성 식각 부분에 한천을 삽입하고 난 다음 기존의 구조물에 접합하여 형성하였다. 각 구조물을 완성한 다음 2M 농도의 KCI 기준 용액을 구조물에 채우고, 상용 에폭시로 센서 구조물을 밀봉하여 센서를 완성하였다. 제작된 pH 센서들은 표준 pH 용액에 대하여 약 90mV/pH의 전위값이 측정되었다.

미세가공 기술 기반의 마이크로니들 어레이 개발 및 패럴린 적용 가능성에 관한 연구 (Research on the Development of Microneedle Arrays Based on Micromachining Technology and the Applicability of Parylene-C)

  • 김동국;윤덕규;이용찬;김민욱;노지형;서요한;강관수;정영훈;김경아;송태하
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.404-413
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    • 2023
  • In this research, we studied the development of a SUS304 microneedle array based on microfabrication technology and the applicability of Parylene-C thin film, a medical polymer material. First of all, four materials commonly used in the field of medical engineering (SUS304, Ti, PMMA, and PEEK) were selected and a 5 ㎛ Parylene-C thin film was deposited. The applicability of Parylene-C coating to each material was confirmed through SEM analysis, contact angle measurement, surface roughness(Ra) measurement, and adhesion test according to ASTM standards for each specimen. Parylene-C thin film was deposited based on chemical vapor deposition (CVD), and a 5 ㎛ Parylene-C deposition process was established through trial and error. Through characteristic experiments to confirm the applicability of Parylene-C, SUS304 material, which is the easiest to apply Parylene-C coating without pretreatment was selected to develop a microneedle array based on CNC micromachining technology. The CNC micromachining process was divided into a total of 5 steps, and a microneedle array consisting of 19 needles with an inner diameter of 200 ㎛, an outer diameter of 400 ㎛, and a height of 1.4 mm was designed and manufactured. Finally, a 5 ㎛ Parylene-C coated microneedle array was developed, which presented future research directions in the field of microneedle-based drug delivery systems.