• 한국광학회지
• /
• 제32권5호
• /
• pp.230-234
• /
• 2021

열응력 완화 기술은 고출력 레이저 다이오드의 빔의 품질과 안정성을 향상시키기 위한 주요 요소기술로 큰 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 레이저 다이오드 바(LD-bar) chip-on-submount (CoS)에 발생하는 열응력 분포 양상을 SolidWorks 소프트웨어를 사용하여 해석하고, 마이크로-홈 구조 도입에 따라 열응력 완화에 미치는 영향을 체계적으로 분석한다. 마이크로-홈 구조는 누적응력을 차단하는 효과가 있는 반면, 열흐름을 방해하는 역기능도 있으므로, 시스템 구조와 방열금속판 두께에 따라 홈 깊이를 최적화할 필요가 있다. 간단히 도입된 예시구조에 대하여, LD-bar CoS의 칩 홀더 금속판에 도입하는 마이크로-홈 구조 최적화를 통해 칩 전면부 표면 응력을 마이크로-홈 구조가 없는 경우의 약 1/5 정도로 낮추었다. 향후 초고출력 시스템에서 방열을 위한 열저항과 광출력 빔크기를 최소한으로 유지하면서, 열응력을 효과적으로 완화시키는 구조로 활용이 기대된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.149-154
• /
• 2018

가로등 및 방폭등용 고출력 LED 조명 시스템의 광원으로서, 다수의 LED 칩이 실장된 50와트급 LED 어레이 모듈을 chip-on-board형 고방열 세라믹-메탈 하이브리드 기판을 사용하여 제작하였다. 고방열 세라믹-메탈 하이브리드 기판은 고열전도 알루미늄 금속 열확산 기판에 저온소결용 글라스-세라믹 절연 페이스트와 은 전극 페이스트를 후막 스크린 공정에 의해 도포한 다음, 건조 후 $515^{\circ}C$에서 동시소성하여 LED 칩을 실장할 세라믹 절연층과 은전극 회로층을 형성하여 제조하였다. 이 하이브리드 기판의 방열특성 평가를 위한 비교 샘플로서 기존의 에폭시 기반 FR-4 복합수지로 만든 써멀비아형 PCB 기판에도 동일한 디자인의 LED 어레이 모듈을 제작한 다음, 다중채널 온도측정장치와 열저항 측정기로 방열특성을 비교 분석하였다. 그 결과, $4{\times}9$ type LED 어레이 모듈에서 세라믹-메탈 하이브리드 기판의 열저항은 써멀비아형 FR-4 기판에 비하여 약 1/3로 나타났으며, 이것은 곧 방열성능이 적어도 3배 이상 높은 것으로 볼 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제46권2호
• /
• pp.93-100
• /
• 2009

본 논문에서는 전하 펌프(charge pimp) 방식의 전압 더블러(voltage doubler) 구조를 이용한 4채널 DC-DC 컨버터 개발을 소개한다. 무선 통신 트랜시버 내부에 위치하는 FEM(Front End Module)에서의 사용을 목표로 연구 개발 중인 정전 용량형 SP4T RF MEMS 스위치 구동용 DC-DC 컨버터를 개발하였다. 소비 전력이 적으며 작은 면적을 차지하는 전하 펌프 구조와 10MHz 스위칭 주파수를 이용하여 3.3V에서 $11.3{\pm}0.1V$, $12.4{\pm}0.1V$, $14.1{\pm}0.2V$로 승압한다. 전압 레벨 변환기(Voltage level shifter)를 이용하여 DC-DC 컨버터의 출력을 3.3V 신호로 선택적으로 온오프(on/off) 할 수 있으며 정전 용량형 MEMS 기기에 선택적으로 전달할 수 있도록 구현하였다. 칩 외부에 수동 소자를 추가하지 않고 칩 내부에 CMOS 공정 중에 제작된 저항과 커패시터만으로 원하는 출력을 낼 수 있도록 설계하였다. 전체 칩의 크기는 패드를 포함하여 $2.8{\times}2.1mm^2$이며 소비 전력은 7.52mW, 7.82mW, 8.61mW이다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제49권10호
• /
• pp.159-168
• /
• 2012

본 논문에서는 $0.15{\mu}m$ GaAs pHEMT 기술을 이용하여 FMCW(Frequency-modulated continuous-wave) 레이더용 W-band 단일칩 수신기 MMIC를 구현하였다. 제작된 수신기는 4 단 저잡음 증폭기, 하향 변환 혼합기, 3 단 LO 버퍼 증폭기로 구성되어 있다. 수신기의 저잡음 특성과 선형성 향상을 위해 저잡음 증폭기의 성능을 최적화시켰다. 혼합기는 선형성 특성 및 낮은 IF 주파수에서 저잡음 특성을 위하여 저항성 혼합기로 설계하였다. W-대역에서 혼합기를 구동시키기 위해서는 높은 LO 입력이 요구되므로 추가적인 LO 버퍼 증폭기를 설계하였다. 단일칩 수신기의 측정 결과, RF 주파수 $f_0$ GHz, LO 입력 전력 -1 dBm, 그리고, IF 주파수 100 MHz에서, 6.2 dB의 변환 이득, 5.0 dB의 잡음 지수, 그리고, -12.8 dBm의 1-dB 이득 감쇄 입력 전력($P_{1dB,in}$) 등의 우수한 특성을 얻었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.117-117
• /
• 2009

최근 고집적화 구조는 저항(resistance)과 정전용량 (capacitance)에 의한 신호 지연 (RC delay) 증가로 인한 혼선 (cross-talk noise)과 전력소모 (power dissipation)등의 문제를 발생시킨다. 칩 성능에 영향을 미치는 제한인자를 최소화하기 위해서는 저저항 배선 금속과 저유전상수 (low-k)의 층간 절연막 (IMD, intermetal dielectric) 물질이 필요하다. 최근 PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition)를 이용하여 증착시킨 유기살리케이트 (OSG, organosilicate glass)는 가장 유망한 저유전상수 물질로 각광받고 있다. 본 연구에서는 제일원리 연구를 통하여 OSG의 전구체 중에 하나인 DEMS 문자를 모델링하고, 에너지적으로 가장 안정한 구조를 찾아서 각 원자 간의 결합에 따른 해리에너지 (dissociation energy)를 계산하고, DEMS가 H-terminated Si 표면과 반응하는 기구에 대해 고찰하였다. 최적화된 DEMS 분자의 구조를 찾았고 DEMS 분자가 결합이 깨져 조각 분자군으로 될 때의 에너지들을 계산하였다. 계산된 해리에너지로부터 DEMS 분자의 O 원자와 C분자의 결합이 깨져서 $C_2H_5$를 조각 분자군으로 생성할 확률이 총 8가지의 경우에서 가장 높다는 것을 알 수 있었다. 8 가지의 해리된 DEMS 조각 분자군들이 H-terminated Si 표면과 반응할 때의 반응에너지를 계산한 결과 표면의 Si 원자와 DEMS 분자에서 $C_2H_5$가 해리되어 생성된 조각 분자군의 O 원자가 결합을 하고 부산물로 $C_2H_6$를 생성하는 반응이 가장 선호된다는 것을 알 수 있었다. DEMS 분자로 증착시킨 OSG에 대하여 제일원리법을 이용하여 계산한 연구는 보고된 바 없기 때문에, DEMS 분자의 각 원자 간의 해리에너지와 Si 기판과의 반응에너지는 추후 연구개발의 중요한 기초 자료가 될 수 있다.

• 센서학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.38-44
• /
• 1999

본 논문에서는 8빔 압저항형 가속도센서에서 하나 이상의 빔이 파손되는 대부분의 경우에 대하여 에러신호를 검출할 수 있는 자기진단회로를 구현하고, 이를 PSPICE를 사용하여 시뮬레이션으로 그 기능을 확인하였다. 또한 현재 상용으로 나오는 KA 324 증폭기의 레이아웃을 사용하여 자기진단회로를 표준 바이폴라(bipolar)공정을 이용하여 IC칩으로 제조하고, 24핀 플라스틱 패키지 한 후 자기진단 특성을 조사하였다. 이때, 측정된 회로의 자기진단 특성을 시뮬레이션 결과와 비교하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
• /
• pp.179-179
• /
• 2008

$BaTiO_3$를 기본조성으로 하는 PTC 써미스터는 Curie 온도이상에서 저항이 급격히 상승하는 산화물 반도체 세라믹이다. 이러한 성질을 이용하여 degaussing 소자, 정온 발열체, 온도센서, 전류 제한소자 등 상업적으로 여러 분야에서 연구되고 있다. 또한 원가절감 등을 위하여 Ni 내부전극을 사용하여 환원 분위기에서 소결하는 칩 타입에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 Sm 함량(0.1at%~1.0at%)을 달리한 $BaTiO_3$(Si, Mn, Ca) 계를 선택하여 3%$H_2/N_2$ 분위기에서 1200~$1260^{\circ}C$, 2h 소결한 후 공기 중에서 재산화 처리하고 재산화 시간에 따른 PTC 특성 변화에 대하여 고찰하였다. 재산화 온도와 시간은 각각 $800^{\circ}C$와 0.5h~10h으로 하였다. Sm 함량을 달리하여 환원 분위기에서 소결한 시편의 미세구조와 PTC 특성과의 상관관계를 관찰한 결과, 소결온도가 낮을수록 PTC 특성은 좋아졌으며, 상온 비저항은 Sm 함량이 높아질수록 낮아졌다. 또한 Sm 함량이 높아질수록 jumping ratio$(R_{max}/R_{25^{\circ}C})$는 낮아졌다. 재산화 시간에 따른 PTC 특성은 다소 떨어졌지만 소결온도에 따라 달리 나타났다. Jumping ratio$(R_{max}/R_{25^{\circ}C})$는 Sm을 0.7 at% 첨가한 계에서 재산화를 1시간 처리한 시편에서 가장 우수하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제46권2호
• /
• pp.71-77
• /
• 2009

본 논문에서는 다중 전하펌프를 이용하여 빠른 위상고정 시간을 갖는 새로운 위상고정루프를 제안하였다. 제안된 위상고정 루프는 세 개의 전하펌프를 사용하여 루프필터의 실효 커패시턴스와 저항을 위상고정 상태에 따라 각 전하펌프의 전류량 크기와 방향 제어를 통해 증감시킬 수 있다. 위상고정루프의 위상고정 상태에 따라 루프 대역폭을 제어하여 빠른 위상고정 시간을 갖는 위상고정루프를 설계하였다. 또한 전체 칩 영역의 많은 부분을 차지하는 커패시터의 크기를 제안된 구조로 최소화하였다. 저항과 커패시터를 모두 포함한 29.9KHz의 대역폭의 위상고정루프를 $990{\mu}m\;{\times}\;670{\mu}m$ 크기로 설계하였다. 제안된 위상고정 루프는 3.3V $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 제작되었다. 851.2MHz 출력 주파수에서 측정된 위상 잡음은 -90.45 dBc/Hz@1MHz이며, 위상고정시간은 $6{\mu}s$ 보다 작은 값을 가진다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제48권3호
• /
• pp.18-24
• /
• 2011

본 논문에서는 double boss 구조의 저압용 압력 센서의 다이아프램 브리지 모서리에 홈을 형성함으로서 압력센서의 내압특성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 저압용 실리콘 압력센서에서는 일반적으로 boss구조가 널리 사용되고 있으나 칩에서의 제한된 다이아프램의 사이즈와 두께로 인하여 좋은 감도를 얻을 수는 없다. 특히, double boss구조는 다이아프램의 브리지 모서리 응력이 크게 작용함에 따라서 크랙이 생겨 다이아프램의 파괴가 진행되어 센서의 감도는 우수하지만 동작영역의 범위가 줄어들어 신뢰성에 문제가 있다는 단점을 가진다. 기존 double boss구조 압력센서 다이아프램 브리지에 모서리 홈의 길이를 $0.5{\sim}10{\mu}m$로 변화시키며 ANSYS 시뮬레이션을 시행하여 다이아프램 브리지 모서리와 브리지의 가장자리 그리고 압저항 소자가 위치하는 곳의 최대응력을 확인하였다. 그 결과 브리지 모서리의 길이가 6${\mu}m$이상인 경우, 브리지 모서리에서 발생하는 응력은 압저항 소자에 작용하는 응력보다 적다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제45권6호
• /
• pp.10-15
• /
• 2008

본 논문에서는 UHF RFID 응용을 위한 새로운 NMOS 게이트 교차연결 전류미러형 브리지 정류기를 제시하였다. 제시된 정류기의 직류 변환 특성은 고주파 등가회로를 이용하여 해석하였으며, 주파수 증가에 따른 게이트 누설전류를 회로적인 방법으로 줄일 수 있는 게이트 커패시턴스 감소 기법을 이론적으로 제시하였다. 구해진 결과, 제안한 정류기는 기존의 게이트 교차 연결형 정류기와 거의 같은 직류 출력전압 특성을 보이면서도, 게이트 누설전류가 1/4 이하로 감소하고, 부하저항에서의 소비전력도 30% 이상 감소하며, 부하저항의 변화에 대해 보다 안정적인 직류전압을 공급함을 알 수 있었다. 또한 제안한 정류기는 13.56MHz의 HF(for ISO 18000-3)부터 915MHz의 UHF(for ISO 18000-6) 및 2.45GHz의 마이크로파 대역 (for ISO 18000-4)까지의 전 주파수 범위에 대해 충분히 높고 잘 정류된 직류 변환 특성을 보여 특정 주파수 대역을 사용하는 다양한 RFID 시스템의 트랜스폰더 칩 구동을 위한 범용 정류기로 사용될 수 있다.