• 센서학회지
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• 제32권2호
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• pp.105-109
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• 2023

In this study, we present a power-efficient driving method for gas sensor systems based on the analysis of input signal characteristics. The analysis of the gas sensor output signal characteristics in the frequency domain shows that most of the signal portions are distributed in a relatively low frequency region when extracting the gas sensor signal, which can lead to further performance improvement of the gas sensor system. Therefore, the proposed gas signal extracting technique changes the operating frequency of the read-out circuit based on the frequency characteristics of the output signal of the gas sensor, resulting in a reduction of power consumption at the whole system level. The proposed sensing technique, which can be applied to a general-purpose commercial gas sensor system, was implemented in a printed circuit board (PCB) to verify its effectiveness at the commercial level.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1231-1235
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• 2004

The needs of micro scale thermal detecting technique are increasing in biology and chemical industry. For example, Thermal finger print, Micro PCR(polymer chain reaction), ${\mu}TAS$ and so on. To satisfy these needs, we developed a DTSA(Diode Temperature Sensor Array) for detecting and controlling the temperature on small surface. The DTSA is fabricated by using VLSI technique. It consists of 32 ${\times}$ 32 array of diodes (1,024 diodes) for temperature detection and 8 heaters for temperature control on a 8mm ${\times}$ 8mm surface area. The working principle of temperature detection is that the forward voltage drop across a silicon diode is approximately proportional to the inverse of the absolute temperature of diode. And eight heaters ($1K{\Omega}$) made of poly-silicon are added onto a silicon wafer and controlled individually to maintain a uniform temperature distribution across the DTSA. Flip chip packaging used for easy connection of the DTSA. The circuitry for scanning and controlling DTSA are also developed

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권3호
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• pp.267-274
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• 2005

This paper presents the fabrication of surface acoustic wave (SAW)-based pressure sensor for long-term stable mechanical compression force measurement. SAW pressure sensor has many attractive features for practical pressure measurement: no battery requirement, wireless pressure detection especially at hazardous environments, and easy other functionality integrations such as temperature, humidity, and RFID. A $41^{\circ}$ YX $LiNbO_3$ piezoelectric substrate was used because of its high SAW propagation velocity and large values of electromechanical coupling factors $K^2$. A silicon substrate with $\~200{\mu}m$ deep cavity was bonded to the diaphragm with epoxy, in which gold was covered all over the inner cavity in order to confine electromagnetic energy inside the sensor, and provide good isolation of the device from its environment. The reflection coefficient $S_{11}$ was measured using network analyzer. High S/N ratio, sharp reflected peaks, and clear separation between the peaks were observed. As a mechanical compression force was applied to the diaphragm from top with extremely sharp object, the diaphragm was bended, resulting in the phase shifts of the reflected peaks. The phase shifts were modulated depending on the amount of applied mechanical compression force. The measured $S_{11}$ results showed a good agreement with simulated results obtained from equivalent admittance circuit modeling.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권1호
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• pp.33-38
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• 2012

유리기판에 n형 Bi-Te 열전박막과 p형 Sb-Te 열전박막을 진공증착하여 in-plane 열전센서를 형성한 후, 열전센서의 감지특성을 분석하였다. 열전센서를 구성하는데 사용한 n형 Bi-Te 증착박막은 -165 ${\mu}V$/K의 Seebeck 계수와 $80{\times}10^{-4}W/K^2-m$의 출력인자를 나타내었으며, p형 Sb-Te 증착박막은 142 ${\mu}V$/K의 Seebeck 계수와 $51.7{\times}10^{-4}W/K^2-m$의 출력인자를 나타내었다. 이와 같은 n형 Bi-Te 및 p형 Sb-Te 박막 15쌍으로 구성된 열전센서는 2.8 mV/K의 감지도를 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권4호
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• pp.83-87
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• 2022

최근 반도체 패키지 두께가 점점 얇아짐에 따라 휨(warpage) 문제가 대두되고 있다. 휨(warpage)은 패키지 구성요소들 간의 물성 차이로 인해 발생하기 때문에, 휨(warpage)을 예측하기 위해서는 주된 구성요소인 EMC(Epoxy molding compound)의 정확한 물성 파악이 필수적으로 요구된다. 특히 EMC는 경화 공정 중 경화 수축을 보이는데, 겔점 이후에 발생하는 유효 경화 수축은 휨(warpage) 발생의 핵심 요소이다. 본 연구에서는 유전 센서를 이용해 측정한 소실 계수로부터 실제 반도체 패키지 경화 공정 동안 발생하는 EMC의 겔점이 정의되었다. 유전 센서로부터 얻은 결과를 분석하기 위해 DSC(Differential scanning calorimetry) 시험과 rheometer 시험이 수행되었다. 그 결과, 유전 측정법이 EMC 경화상태 모니터링에 효과적인 방법임이 검증되었다. 유전 측정과 동시에 광섬유 센서를 이용해 EMC의 경화 공정 중 변형률 변화 추이가 함께 측정되었다. 위 결과들로부터 경화 공정 중 발생하는 EMC의 유효 경화 수축이 측정되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-6
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• 2024

거미는 진동감각기관을 통하여 미세한 진동까지도 감지해낸다. 뛰어난 진동 감지 능력을 활용해 먹이나 포식자가 발생시키는 진동을 감지하여 공격을 계획하거나 위협을 파악하며 생존에 활용한다. 본 논문은 거미의 진동감각기관을 모사하여 개발된 초민감 진동압력센서에 대해 기술한다. 거미가 진동을 감지하는데 사용하는 감각기관에 위치한 작은 틈에 착안하여 센서에 균열을 생성하였고, 균열의 깊이를 제어하여 외부로부터 오는 압력이나 진동을 매우 민감하게 감지할 수 있는 센서를 개발하였다. 이 센서는 10 N의 인장응력을 적용하여 2%의 변형률에서 게이지 계수가 16000에 도달한다. 이는 높은 신호대잡음비를 가져 정확하게 원하는 진동을 인식할 수 있는 소자로서 외력(압력, 진동)과 생체 신호측정 등 다양한 평가를 통해 센서의 높은 민감도를 증명하였다. 이를 통하여 생체모사 기술을 활용한 새로운 센서의 개발 및 다양한 산업 분야로의 응용 가능성을 제시한다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2000년도 Proceedings of 5th International Joint Symposium on Microeletronics and Packaging
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• pp.110-110
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• 2000

Cantilever-shaped lateral field emitters were fabricated and their electrical characteristics were tested. As shown in Fig.1, poly-silicon cantilevers were fabricated by the surface micromachining and they were used to the vacuum magnetic field sensors. The tunneling devices were vacuum sealed with the tubeless packaging method, as shown in Fig.2 and Fig.3. The soda-lime glasses were used for better encapsulation, so the sputtered silicon and the glass layers on the soda-lime glasses were bonded together at 1x10$^{-6}$ Torr. The getter was activated after the vacuum sealing fur the stable emissions. The devices were tested outside of the vacuum chamber. Through vacuum packaging, the tunneling sensors can be utilized. Fig.4 shows that the sensor operates with the switching of the magnetic field. When the magnetic field was applied to the device, the anode currents were varied by the Lorentz force. The difference of anode currents can be varied with the strength of the applied magnetic field.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1979-1981
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• 2002

새로운 방식의 일체형 flexible sensor module을 제작하였다. MEMS공정을 이용하여 제작된이 센서 모듈은 배선기판은 물론 strain sensor 역시 임의의 곡면에 실장을 위해 자유로운 굽힘이 가능하도록 제작되었다. 실리콘웨이퍼에 구현된 piezoresistor 스트레인 센서는 release-etch 방법을 통해 웨이퍼로부터 분리되어, 폴리이미드를 기판으로 하는 Flexible Sensor Array Module로 완성되었다. 소자와 기판을 따로 제작한 후 조립하는 기존의 방식에 비해, 웨이퍼 위에서 flexible 기판을 형성하여 수율이 높고 사진공정의 정밀도를 그대로 보전한 기판과 센서 어레이의 패키징이 가능하였으며, 칩을 기판에 실장하기 위한 정밀한 조립공정도 불필요하였다. 폴리이미드 기판은 전기도금을 통해 회로를 구성하여 1단계 패키징 (die to chip carrier)과 2단계 패키징 (chip to substrate)을 웨이퍼 레벨에서 완성하였다. 마지막으로 불산 용액을 통해 희생층을 제거함으로서 웨이퍼로 부터 센서어레이 모듈을 분리 하였다.

• 센서학회지
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• 제24권3호
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• pp.159-164
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• 2015

Solid state electrochemical and chemo-resistive gas sensors have been used widely but can operate only under high temperature. For reducing the power consumption and optimizing the structure of the substrate of these sensors, we conducted device and circuit simulations using the COMSOL Multiphysics simulator. For assessing the effective types of substrate and heat isolation, we conducted three-dimensional thermal simulations in two separate parts; (a) by changing the shape of the contacting holes and (b) punching additional holes on the substrate. Thus, it was possible to achieve high temperature in the sensor end of the substrate while maintaining low power consumption, and temperature in the circuit.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제7권4호
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• pp.184-188
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• 2006

This work describes efforts in the fabrication and testing of robust microelectromechanical systems (MEMS). Robustness is typically achieved by investigating non-silicon substrates and materials for MEMS fabrication. Some of the traditional MEMS fabrication techniques are applicable to robust MEMS, while other techniques are drawn from other technology areas, such as electronic packaging. The fabrication technologies appropriate for robust MEMS are illustrated through laminated polymer membrane based pressure sensor arrays. Each array uses a stainless steel substrate, a laminated polymer film as a suspended movable plate, and a fixed, surface micromachined back electrode of electroplated nickel. Over an applied pressure range from 0 to 34 kPa, the net capacitance change was approximately 0.14 pF. An important attribute of this design is that only the steel substrate and the pressure sensor inlet is exposed to the flow; i.e., the sensor is self-packaged.