• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 추계 기술심포지움
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• pp.41-47
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• 2001

폴리머 박막은 반도체 패키징, MEMS 구조물은 물론 MCM-D 등의 기술에도 널리 쓰이고 있다. 또한 대부분 폴리머/금속의 다층구조의 형태를 띠고 있어 이 상태의 기계적 특성의 이해는 더욱 중요하다. 본 연구에서는 폴리머 박막의 기계적 특성을 측정하기 위한 새로운 방법이 제안된다. 제안된 방법은 최근 발달된 마이크로머시닝기술을 사용하여 구현된 공진형 스트링구조를 이용하게된다. 폴리머 기계적 특성치와 스트링의 공진특성은 서로 상관 관계를 갖게되며 이러한 공진특성의 측정은 기계적 특성의 실시간 관찰을 가능하게 해준다. 본 논문에서는 공진형 스트링을 이용하여 폴리이미드의 잔류음력과 폴리이미드/금속간의 접착 내구성을 정량화하는 방법을 제안한다. 제안된 측정방법은 단순히 스트링구조 뿐만 아니라 다른 기계적 구조에도 응용이 가능하다.

• 전기의세계
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• 제42권10호
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• pp.32-36
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• 1993

기계적 공진을 이용하여 센서나 액츄에이터등을 만드는 연구가 MEMS분야에서 활발히 진행되어 오고 있고 그 응용범위가 확대되고 있다. 최근의 반도체 가공기술로 인해 구조물을 작고 정밀하게 만들 수 있고, 조립이 필요없어 높은 신뢰도와 공진형 구조를 이용한 기기를 만들 수 있게 되었다. 또 구조물이 작은 관계로 큰 기계적 공진 주파수를 얻을 수 있기 때문에 큰 선택도를 얻을 수 있어 앞으로 이 분야의 응용 가능성의 폭이 넓다고 할 수 있다.

• 전기의세계
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• 제34권4호
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• pp.213-219
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• 1985

2중층 압전변압기를 공진주파수로 동작시키면 부하저항이 클수록 전압비가 커지고 부하저항의 변동에 대하여도 안정되며, 특히 무부하시의 전압비는 전기기계결합계수의 제곱과 기계적 품질계수의 곱에 비례하고, 또 그 크기나 형상에는 관계없으므로 설계시 제약이 적은 장점이 있다. 한편 이 변압기의 공진주파수는 압전진동자의 직력공지주파수에 크게 의존하고, 진동자의 고정용량, 전기기계결합계수, 절연판의 정전용량 등에 의해서도 영향을 받으며, 부하저항이 큰 경우의 공진주파수는 부하저항의 변동에 대하여 안정됨을 알 수 있다. 따라서 이러한 2중층 압전변압기를 이용하여 높은 전압비를 얻으려면, 변압기를 전기기계 결합계수와 기계적 품질계수가 큰 압접진동자로 제작하고, 또 그 변압기를 저항이 큰 부하에서 공진주파수로 동작시키는 것이 바람직하다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.575-577
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• 2000

(100) single crystal Si은 좋은 anisotropy etching 성질과 기계적 강도를 가지고 있어 MEMS 구조용 소재로 사용되고 있다. (100) Si의 신뢰성 평가를 위하여 필요한 탄성계수를 측정하고 반복동작에 의한 응력에 의한 파손특성을 평가하기 위하여 micromachining을 통해 resonator를 제작하였다. Resonator의 공진주파수를 분석함으로써 탄성계수를 추하고자 하였으며 반복응력에 대한 파괴특성을 평가하기 위하여 공진 상태에서 파괴가 일어날 때까지의 사이를 수를 측정함으로써 반복음력에 대한 Si의 피로특성을 평가하고자 하였다. 실험 결과 (100) Si의 <110> 방향으로의 탄성 개수를 측정할 수 있었으며 Si의 미세파손의 응력에 대한 의존성을 평가할 수 있었다. 평가결과 Si의 미세파손 메커니즘은 억제된 균열의 진전에 의한 subcritical crack에 의한 피로파괴 현상보다는 과도한 스트레스에 의한 순간적인 균열전파에 의해 지배됨을 관찰할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1096-1103
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• 1990

본 연구에서는 Fig.1과 같은 열린 경제(open boundary)를 갖는 일반적인 형태 의 3차원 풍동에 대한 공진 특성을 구하여 이를 실험과 비교한다.이런 풍동에 공진 진동수와 일치하는 규칙적인 가진을 주면, 유동 특성은 현저하게 변하게 된다. 일반 적으로, 이러한 임의의 형태를 갖는 풍동의 공진 진동수와 모드는 이론적인 방법으로 예측하기는 매우 힘들다. 이런 경우에 유한요소법은 매우 유용한 방법이다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.285-287
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• 2011

본 논문에서는 지능형 작동기의 효율적 설계와 특성예측을 위하여 기계적 상사 모델을 개발하고, 작동기의 최적작동 조건을 고찰한다. 먼저 지능형 작동기의 기계적 상사는 단순한 2자유도 스프링-메스-뎀퍼 시스템으로 등가 시스템을 구현하였다. 이 때 스프링 강성계수는 시스템의 강성 또는 전기-기계 연성계수 등으로 상사되며, 전기회로 구성품 등은 질량, 뎀퍼 등으로 상사되어진다. 단순화된 기계적 상사모델을 이용하여 작동조건에서의 전기회로 구성품의 튜닝을 최적화 할 수 있다. 특히 작동기의 공진주파수에서의 특성을 고려하여 최적조건을 도출함으로써 그 성능을 극대화 할 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제29권7호
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• pp.439-447
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• 2010

본 논문에서는 Tonpilz 트랜스듀서의 후면추를 고정시킴으로써 발생하는 저주파 공진 특성을 연구하여 Tonpilz 트랜스듀서의 다양한 공진모드에서의 이용 가능성을 분석하였다. 기존의 Tonpilz 트랜스듀서의 후면추에 탄성 튜브를 연결한 후 한쪽 끝을 고정 시킴으로써, 기존의 종 방향 공진 주파수 이하에서 추가적인 공진이 발생하도록 하였다. 이 저주파 공진모드는 후면추에 부착된 탄성체의 강성, Tonpilz 트랜스듀서의 전면추, 후면추의 질량 변화에 따라 그 특성이 변하게 된다. 이러한 추가적인 저주파 공진특성을 유한요소해석을 통해 분석하였으며, 그 결과를 바탕으로 특정 성능조건에 부합하는 Tonpilz 트랜스듀서의 설계가능성을 확인하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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• pp.455-458
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• 1998

초음파 산업분야에 널리 사용되고 있는 PZT 압전 세라믹 진동자의 경우 높은 품질계수로 인하여 대역폭이 좁고, 진동 시 두께방향 진동뿐만 아니라 횡방향 진동으로 인하여 초음파 신호를 분석하는데 여러 가지 어려움이 항상 존재하였다. 따라서 본 연구에서는 PZT 세라믹스와 고분자 재료인 Epoxy를 사용하여 1-3 접속도를 갖는 압전 복합재료를 제조하였다. 이를 이용하여 초음파 트랜스듀서를 제작하였고, 이에 대한 전기음향변환능률을 어드미턴스 loop를 측정하여 구하였다. 유전율, 공진 주파수 등을 포함한 기본적인 트랜스듀서의 파라메터들은 공진 부근에서 전기적인 임피던스로부터 측정하였다. 이러한 파라메터들을 적용하여 주파수에 대한 트랜스듀서의 성능을 평가하였다. Pulse-echo법을 이용하여 삽입손실율을 구하고 임펄스 반응을 통하여 주파수 대역폭에 대해서 측정하였다. 그 결과 어드미턴스 loop로부터 두께방향모드를 제외한 횡방향 모드는 거의 나타나지 않았다. 유전율은 5.25㎊m이었고, 공진주파수 1.65MHz에서 -8dB의 최소 손실이 발생하였다. 주파수대역폭은 -6dB에서 64%(Q ; 1.56)의 대역폭이 측정되었고 전기기계 결합계수는 0.54이고 전기기계변환능률은 52%, 기계음향변환능률은 31%로 측정되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.153-155
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• 2001

본 논문에서는 유한 요소법을 이용하여 계산한 압전체의 임피던스 및 기계적인 변위값을 실험적으로 검증하였으며 이를 압전 변압기에 적용하여 압전 변압기의 공진 특성 즉 전기적인 임피던스 및 공진 모드를 해석하였다. 압전 변압기가 공진 모드에서 동작될 때 압전체의 손실을 결정하는 인자인 기계 품질 계수($Q_m$) 및 유전 손실 인자( $tan{\delta}$)를 유한 요소법을 통해 계산하였으며 이를 이용하여 압전 변압기의 기계적인 진동에 의한 손실 및 유전 손실을 계산하였다.

• 한국음향학회지
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• 제38권1호
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• pp.67-72
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• 2019

본 연구에서는 파장보다 작은 구조물로 이루어진 음향메타물질을 이용하여 소형화된 헬름홀츠 공진기의 반향음 감소 성능예측 연구를 진행하였다. 본 논문에서 제안된 헬름홀츠 공진기는 수중 환경과 임피던스 차이가 큰 공기구조물로 형성하였다. 다중물리 유한요소 시뮬레이션 패키지를 이용하여 수중 음향학적 분석을 진행한 결과 수중 반향음의 감소가 예상되었고 헬름홀츠 공진기 입구의 공간 압축(space coiling) 정도와 내부 체적의 폭에 따라 주파수 특성을 제어할 수 있었다. 기본적인 헬름홀츠 공진기는 약 10,000 Hz 이상에서 최대 7 dB의 반향음 감소 효과를 보였으나 공간 압축 메타물질을 이용한 초소형 헬름홀츠 공진기는 약 5,000 Hz 이상에서 최대 14 dB의 반향음 감소가 나타났다. 추가적으로 헬름홀츠 공진기의 내부 체적을 제어하여 주파수 특성이 변화하는 것을 확인하고 공간압축 비율이 서로 다른 공진기를 조합함으로써 광대역 반향음 감소 효과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 수중 환경에서 공기구조물을 이용한 소형화된 헬름홀츠 공진기의 성능을 연구하였으며 반향음 감소 효과는 효과적인 스텔스 기술을 구현할 수 있을 것으로 기대된다.