• 한국전자파학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.1113-1119
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• 2013

본 논문에서는 다중 입출력(Multiple-Input Multiple-Output: MIMO) 무선 기계에 대한 안테나의 설계를 제안하였다. 제안된 안테나는 다양한 LTE(Long Term Evolution) 서비스 대역을 다룬다; 밴드(band) 17(704~746 MHz), 밴드 13(746~787 MHz), 밴드 5(824~894 MHz), and 밴드 8(880~960 MHz). 제안된 주(main) 안테나는 광대역 동작을 위해 역 L-형태의 슬릿(slit)을 가지고 있다. 그리고 LTE 부(sub) 안테나는 스위치(switch)를 결합한 루프(loop) 안테나 구조에 기초를 두었고, 논리 회로에 의해서 공진 주파수가 조절될 수 있다. LTE 수신 안테나에 대한 조절 기술은 원하는 대역의 실현을 위해, 그리고 임피던스(impedance) 조절을 위해 RF MEMS(Micro-Electro Mechanical System)를 사용하였다. 두 개의 제안된 안테나는 서로 수직으로 편파되기 때문에 원하는 주파수 대역에서 두 안테나는 -20 dB 이하의 격리도 특성을 가지며, 두 안테나 사이의 상관 계수(Envelope Correlation Coefficient: ECC) 특성은 0.06 이하의 매우 낮은 값을 가진다. 제안된 안테나는 통합된 LTE 다중 입출력 시스템의 단말기에 적용이 가능하다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제30권2호
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• pp.191-209
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• 2008

A structural monitoring system based on cheap and wireless monitoring system is investigated in this paper. Due to low-cost and low power consumption, micro-electro-mechanical system (MEMS) is suitable for wireless monitoring and the use of MEMS and wireless communication can reduce system cost and simplify the installation for structural health monitoring. For system identification using wireless MEMS, a finite element (FE) model updating method through correlation with the initial analytical model of the structure to the measured one is used. The system identification using wireless MEMS is evaluated experimentally using a three storey frame model. Identification results are compared to ones using data measured from traditional accelerometers and results indicate that the system identification using wireless MEMS estimates system parameters with reasonable accuracy. Another smart sensor considered in this paper for structural health monitoring is Lead Zirconate Titanate (PZT) which is a type of piezoelectric material. PZT patches have been applied for the health monitoring of structures owing to their simultaneous sensing/actuating capability. In this paper, the system identification for building structures by using PZT patches functioning as sensor only is presented. The FE model updating method is applied with the experimental data obtained using PZT patches, and the results are compared to ones obtained using wireless MEMS system. Results indicate that sensing by PZT patches yields reliable system identification results even though limited information is available.

• 센서학회지
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• 제27권2호
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• pp.99-104
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• 2018

A micro electromagnetic actuator with high vibration efficiency is proposed for use in an implantable hearing device. The actuator, which can be implanted in the middle ear, consists of membranes based on the stainless steel 304 (SUS-304), and other components. In conventional actuators, in which a thick membrane and a silicone elastomer are used, the size reduction was difficult. In order to miniaturize the size of the actuator, it is necessary to reduce the size of the actuation potion that generates the driving force, resulting in reduction of the electromagnetic force. In this paper, the electromagnetic actuator is further miniaturized by the metal membrane and the vibration amplitude is also optimized. The actuator designed according to the simulation results was fabricated by using micro-electro-mechanical systems (MEMS) technology. In particular, a $20{\mu}m$ thick metal membrane was fabricated using the erosion process, which reduced the length of the actuator by more than $400{\mu}m$. In the experiments, the vibration displacement characteristics of the optimized actuator were above 400 nm within the range of 0.1 to 1 kHz when a current of $1mA_{rms}$ was applied to the coil.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.313-317
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• 2003

Micro-Channel ultra-precision polishing is a new technology used in magnetic field-assisted relishing. In this paper, an electromagnet or the i18 of test system was designed and manufactured. A size of magnetic abrasive is used on 25~75${\mu}{\textrm}{m}$ and for the polish a micro-channel upper part. A surface of channel which is not even is manufactured using magnetic abrasive finishing at upper surface of micro-channel. As a result, the surface roughness rose by 80％ after upper surface of micro- channel was polished up 8 minutes by polishing.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권7호
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• pp.979-986
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• 2013

최근, 전기, 전자, 로봇, 의료 산업 등 전 분야에서 소형화된 크기로 고도의 지적인 기능을 가지는 MEMS 기반의 스마트 디바이스 개발에 큰 관심이 집중되고 있다. MEMS 기술은 스마트 디바이스에서 요구되는 복잡한 전기적, 기계적, 화학적 그리고 생물학적 기능들을 하나로 결합하여, 초소형, 초경량으로 설계하고, 동시에 이들 디바이스들을 대량으로 일괄 제조할 수 있기 때문에 생산성 및 실용성, 경제성 측면에서 매우 효과적이다. 따라서 본 연구에서는 다가올 MEMS 기반의 새로운 기술적 패러다임에 대비하기 위해 MEMS의 공정들을 분석하고 그 적용 사례들을 고찰함으로서 기본적인 적용 방법론을 확립한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권6호
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• pp.666-673
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• 2013

본 연구는 빠른 운항 속도와 짧은 운용 시간을 요구하는 임무에 활용될 저가 소형 자율 무인잠수정에 고가 대형 관성 측정 장치를 대신하여 사용할 수 있는 저가 소형 자세 측정 장치 개발 및 성능 검증을 수행하였다. 저가 소형 자세 측정 장치 개발을 위해서 MEMS 기술을 적용한 gyro, accelerometer 및 magnetometer 채택하여 MEMS 기반 하드웨어를 제작하였으며, 좌표 변환 공식과 칼만 필터를 적용하여 자세 계산 알고리즘을 구현하였다. 또한 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치에 대한 기본 성능 검증을 위한 지자기센서 검증 시험, 정적 자세 시험, 차량 시험, 운동 모사 장치 시험을 수행하였으며, 각각 시험 결과를 제시하였다. 지자기센서 검증 시험 결과 외부 자기장 보정을 통하면 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치의 측정 결과가 외부 자기장에 강인함을 확인하였으며, 정적 자세 시험 및 차량 시험을 통하여 자세 변화가 크지 않는 환경에서 자세 측정 오차가 $0.5^{\circ}/hr$ 임을 확인하였다. 운동 모사 장치 시험을 통하여 5분 내외 자세 변화가 큰 운동 중에도 자세 측정 오차가 발산하지 않고 $1^{\circ}/hr$ 이내임을 확인하였다. 상기 시험 결과로부터 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치가 목표 성능인 $1^{\circ}/hr$이내 roll, pitch, yaw 오차를 보여주고 있음 확인하였으며, 이로부터 20분 내외 운용 시간 동안 정확한 자세 정보 제공 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제24권10호
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• pp.532-537
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• 2014

In this study, highly sensitive hydrogen micro gas sensors of the multi-layer and micro-heater type were designed and fabricated using the micro electro mechanical system (MEMS) process and palladium catalytic metal. The dimensions of the fabricated hydrogen gas sensor were about $5mm{\times}4mm$ and the sensing layer of palladium metal was deposited in the middle of the device. The sensing palladium films were modified to be nano-honeycomb and nano-hemisphere structures using an anodic aluminum oxide (AAO) template and nano-sized polystyrene beads, respectively. The sensitivities (Rs), which are the ratio of the relative resistance were significantly improved and reached levels of 0.783% and 1.045 % with 2,000 ppm H2 at $70^{\circ}C$ for nano-honeycomb and nano-hemisphere structured Pd films, respectively, on the other hand, the sensitivity was 0.638% for the plain Pd thin film. The improvement of sensitivities for the nano-honeycomb and nano-hemisphere structured Pd films with respect to the plain Pd-thin film was thought to be due to the nanoporous surface topographies of AAO and nano-sized polystyrene beads.

• 청정기술
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• 제9권3호
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• pp.101-105
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• 2003

MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술에서 실리콘 식각기술의 중요성으로 플라즈마 식각기술의 개발이 꾸준히 진행되고 있다. 본 연구에서는 ICP(Inductive Coupled Plasma)를 이용하여 플라즈마를 발생시켜, 이온에너지를 증가시키지 않고도 이온밀도를 높이고 이온입자들에 의한 식각의 방향성을 가할 수 있는 새로운 플라즈마 기술을 이용하였다. 이같이 플라즈마를 이용하여 실리콘웨이퍼를 식각하여 제조하는 MEMS 응용분야는 다양하나, 본 연구에서는 미생물배양에 응용할 수 있는 PCR(Polymerase Chain Reaction)장치 제작을 위한 식각에 이용하였다. Platen power, Coil power 및 Process pressure에 다양한 변화를 주어 각 변수에 따른 식각속도를 관찰하였다. 각 공정별 변수를 변화시킨 결과 Platen 12W, Coil power 500W, 식각/Passivation Cycle 6/7sec 일 경우 식각속도는 $1.2{\mu}m/min$ 이었고, sidewall profile은 $90{\pm}0.7^{\circ}$로 나타나 매우 우수한 결과를 보였다. 분 연구에 SF6를 식각에 이용하였으며 공정의 최적화를 통하여 사용량을 최소화하여환경영향이 최소가 될 수 있는 가능성이 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계합동학술대회 논문집
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• pp.197-201
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• 2002

This paper presents optimized design, fabrication and thermal characteristics of micro-heaters for thermal MEMS (micro electro mechanical system) applications using SOI and trench structures. The micro-heaters are based on a thermal measurement principle and contains thermal isolation regions of 10 ${\mu}m$-thick Si membranes consisting of oxide-filled trenches in the SOI membrane rim. The micro-heaters were fabricated with Pt-RTD on the same substrate via MgO buff layer between Pt thin-film and $SiO_2$ layer. The thermal characteristics of micro-heater with trench-free SOI membrane structure was $280^{\circ}C$ at input power 0.9 W; in the presence of 10 trenches, it was $580^{\circ}C$ due to reduction of the external thermal loss. Therefore, a micro-heater with trenches in SOI membrane rim structure provides a powerful and versatile alternative technology for enhancing the performance of micro-thermal sensors and actuators.

• 센서학회지
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• 제14권4호
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• pp.265-271
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• 2005

In this study, a variable capacitive pressure sensor is fabricated for TPMS (Tire Pressure Monitoring System). This study is for developing sensors which consecutively measure the tire pressure given as 30 psi from the industrial standard. For improving non-linearity of the prior capacitive pressure sensors, it is suggested that touch mode capacitive pressure sensor be applied. In addition, initial capacitance is designed as small as possible for the conformity to the wireless sensor. ANSYS, commercial FEA package, is used for designing and simulating the sensor. The device is progressed by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) fabrication and packaged with PDMS. The result is obtained sensitivity, 1 pF/psi, through a pressure test. The simulation result is discrepant from experiment one. Wafer's uniformity is presumed as the main reason of discrepancy.