• 제목/요약/키워드: MEMS (Micro Electro Mechanical System)

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다이아몬드상 카본 박막의 Friction Force Microscopy 분석 (Friction Force Microscopy Analysis of Diamond-like Carbon Films)

  • 최원석;이종환;송범영;허진희;유진수;홍병유
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.181-181
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    • 2008
  • DLC (Diamond-like Carbon) 박막은 높은 내마모성과 낮은 마찰 계수, 화학적 안정성 및 적외선 영역에서의 높은 투과율과 낮은 광 반사도, 높은 전기저항과 낮은 유전율, 전계방출특성 등 여러 가지 장점을 가진 물질이다[1]. 최근에는 DLC 박막의 여러 장점들과 산과 염기 유기용매에 대한 화학적 안정성으로 인하여 인조관절에서 인공심장의 판막에 이르기까지 의공학 관련 부품소재로 응용되고 있으며 내구성과 안정성에 있어서 탁월한 성능을 보여주고 있다. 또한 DLC 박막의 높은 경도와 낮은 마찰 계수, 부드러운 박막 표면 (수nm의 RMS 거칠기)의 장점을 살려 마그네틱 미디어와 하드디스크의 슬라이딩 표면에 사용되어지고, MEMS (Micro-Electro Mechanical System) 소자와 MMAs (Moving Mechanical Assemblies)의 고체윤활코팅으로 활용하여 미세기계의 내구성과 성능 향상을 도모할 수 있다. 이와 같이 DLC 박막은 다양한 분야에 응용되고 있으며, 박막이 지닌 여러 가지 장점들로 인하여 더 많은 분야에 응용될 가능성을 지닌 물질이다. 그러나 수 ${\mu}m$이상의 두께에서 박막이 높은 잔류응력 (residual stress)을 가지고, 열에 취약하여 이의 개선에 관한 연구들이 진행되어 지고 있다 [2]. 따라서 사용되는 목적에 따라 용도에 맞는 양질의 DLC 박막을 합성하기 위해선 합성 장치의 개발과 다양한 실험을 통한 최적의 합성조건 도출 등의 노력이 요구된다. 또한 DLC 박막 합성시의 여러 가지 증착 방법에 따른 박막 물성에 대한 재현성 확보 및 박막 증착에 관한 명확한 메커니즘 규명이 아직까지는 불분명하여 이에 관한 연구가 시급하다. 따라서 본 연구에서는 MEMS 소자와 MMAs의 고체윤활코팅으로 사용가능한 DLC 박막을 RF PECVD (Plasma Enhanced Vapor Deposition) 방식으로 합성하고 후열처리 온도에 따른 DLC 박막의 마찰계수 변화를 박막에 훼손을 주지 않는 FFM (Friction Force Microscopy) 방식을 사용하여 분석하였다.

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Design and characterization of a compact array of MEMS accelerometers for geotechnical instrumentation

  • Bennett, V.;Abdoun, T.;Shantz, T.;Jang, D.;Thevanayagam, S.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제5권6호
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    • pp.663-679
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    • 2009
  • The use of Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) accelerometers in geotechnical instrumentation is relatively new but on the rise. This paper describes a new MEMS-based system for in situ deformation and vibration monitoring. The system has been developed in an effort to combine recent advances in the miniaturization of sensors and electronics with an established wireless infrastructure for on-line geotechnical monitoring. The concept is based on triaxial MEMS accelerometer measurements of static acceleration (angles relative to gravity) and dynamic accelerations. The dynamic acceleration sensitivity range provides signals proportional to vibration during earthquakes or construction activities. This MEMS-based in-place inclinometer system utilizes the measurements to obtain three-dimensional (3D) ground acceleration and permanent deformation profiles up to a depth of one hundred meters. Each sensor array or group of arrays can be connected to a wireless earth station to enable real-time monitoring as well as remote sensor configuration. This paper provides a technical assessment of MEMS-based in-place inclinometer systems for geotechnical instrumentation applications by reviewing the sensor characteristics and providing small- and full-scale laboratory calibration tests. A description and validation of recorded field data from an instrumented unstable slope in California is also presented.

수직형 MEMS 프로브 팁의 신뢰성 설계 및 전기적 특성평가 (Reliable design and electrical characteristics of vertical MEMS probe tip)

  • 이승훈;추성일;김진혁;한동철;문성욱
    • 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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    • 제7권1호
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    • pp.23-29
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    • 2007
  • Probe card is a test component which is to classify the known good die with electrical contact before the packaging in the ATE (automatic testing equipment). Conventional probe tip was mostly needle type, it has been difficult to meet with conventional type, because of decreasing chip size, pad to pad pitch and pads size increasingly. For that reason, probe cards using MEMS (micro electro mechanical system) technology have been developed for various semiconductor chips. In this paper, Area Array type MEMS Probe tip was designed,, fabricated, and characterized its mechanical and electrical properties. The authors found that good electrical characteristics under $1{\Omega}$ were acquired with gold (Au) and aluminium (Al) pad contact test over 0.5gf and 4gf respectively. And, contact resistance variation under $0.1{\Omega}$ were achieved with 100,000 times of repetition test. And, insertion loss (IS) for high frequency operation was ascertained over 300MHz at -3dB loss.

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MEMS 압력센서의 기술 및 산업동향 (MEMS Pressure Sensor Technology and Industry Trends)

  • 제창한;최창억;이성규;양우석
    • 전자통신동향분석
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    • 제30권6호
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    • pp.21-30
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    • 2015
  • 압력센서란 두 물체 간의 상호 작용하는 힘의 크기를 나타내는 물리적 양을 측정하는 디바이스로서 힘의 전달 크기, 힘의 방향 등을 측정하는 데 매우 광범위하게 사용되고 있는 센서이다. 사용하는 분야는 의료, 자동차, 항공, 공업계측, 가전, 환경제어분야 등의 전반적 산업제품과 산업시설에 응용되고 있으며, 측정원리는 힘의 변화에 따른 재료의 변위, 변형, 진동수, 변화, 열전도율 변화 등을 이용하는 것으로 종전의 기계식 감지방법에서 현재는 센서장치의 소형화를 위하여 반도체소자 제작기술과 Micro Electro Mechanical System(MEMS)기술을 이용하는 초소형, 저전력형 센서개발로 계속 발전하고 있다. 본고에서 멤스(MEMS) 압력센서의 최근 제품 기술 개발과 시장 및 산업동향을 알아보고 향후 더욱더 확장될 압력센서제품 기술의 기초 정보를 제공하고자 한다.

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RF MEMS 스위치를 이용한 위상 천이기 기술 동향

  • 김광용;이상노;육종관
    • 한국전자파학회지:전자파기술
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    • 제13권2호
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    • pp.33-43
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    • 2002
  • 현대의 레이다나 통신 시스템에 있어 위상 배열안테나는 필수 구성요소이고 이러한 위상 배열 안테나에는 수 천개의 독립적인 위상제어기가 사용되어지고 있다. 따라서 대량생산이 가능하면서도 성능이 우수한 저손실, 저가격의 True-Time Delay (TTD)를 지원하는 위상천이기가 크게 요구되고 있는 실정이다. 최근 몇 년 동안 MEMS 공정을 이용한 저손실 RF 스위칭 소자와 가변 캐패시터가 성공적으로 개발되었으며 이러한 저손실의 MEMS 스위칭 소자를 이용한 위상천이기 구현이 가능하게 되었다. 본 논문에서는 크기나 전력소모, 삽입손실 등에서 우수한 고주파 특성을 갖는 RF MEMS (Micro-Electro Mechanical System) 스위치에 대해서 간략히 언급하고 이를 이용한 위상천이기와 기존의 위상천이기를 비교 분석하였다.

MEMS 소자의 고체윤활박막으로 활용하기 위한 다이아몬드상 카본 박막의 트라이볼로지 특성 분석 (A Study on Tribological Properties of Diamond-like Carbon Thin Film for the Application to Solid Lubricant of MEMS Devices)

  • 최원석;홍병유
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.1010-1013
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    • 2006
  • Hydrogenated Diamond-like carbon (DLC) films were Prepared by the radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (RF PECVD) method on silicon substrates using methane $(CH_4)$ and hydrogen $(H_2)$ gas for the application to solid lubricant of MEMS devices. We have checked the influence of varying RF power on tribological properties of DLC film. We have checked their performance as two kinds of method such as FFM (Friction Force Microscope) and BOD (Ball-on Disk) measurement. The friction coefficients and the contact number of cycles to steady state decreased as the increase of RF power with FFM and BOD measurement, respectively.

Effect of Pressure on Edge Delamination in Chemical Mechanical Polishing of SU-8 Film on Silicon Wafer

  • Park, Sunjoon;Im, Seokyeon;Lee, Hyunseop
    • Tribology and Lubricants
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    • 제33권6호
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    • pp.282-287
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    • 2017
  • SU-8 is an epoxy-type photoresist widely used for the fabrication of high-aspect-ratio (HAR) micro-structures in micro-electro-mechanical systems (MEMS). To fabricate highly integrated structures, chemical mechanical polishing (CMP) has emerged as the preferred manufacturing process for planarizing the MEMS structure. In SU-8 CMP, an oxidizer decomposes organic impurities and particles in the CMP slurry remove the chemically reacted surface of SU-8. To fabricate HAR microstructures using the CMP process, the adhesion between SU-8 and substrate material is important to avoid the delamination of the SU-8 film caused by the mechanical-dominant material removal characteristic. In this study, the friction force during the CMP process is measured with a CMP monitoring system to detect the delamination phenomenon and investigate the delamination of the SU-8 film from the silicon substrate under various pressure conditions. The increase in applied pressure causes an increase in the frictional force and wafer-edge stress concentration. The frictional force measurement shows that the friction force changes according to the delamination phenomenon of the SU-8 film, and that it is possible to monitor the delamination phenomenon during the SU-8 CMP process. The delamination at a high applied pressure is explained by the effect of stress distribution and pad deformation. Consequently, it is necessary to control the pressure of polishing, which can avoid the delamination in SU-8 CMP.

기포형성에 의한 마이크로 액추에이터의 구동기구 해석 (Analysis on Actuation Mechanism of Micro Actuator by Bubble Formation)

  • 오시덕;승삼선;곽호영
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.418-426
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    • 1995
  • A bubble-powered microactuator is designed conceptually. And the actuation mechanism due to bubble growth and collapse is studied numerically and analytically. In this analysis, it is estimated that the time lag for bubble formation on micro line heater, the duration of the bubble growth and collapse and the pressure change in actuator due to the bubble evolution. Based on these calculations, the actuator control scheme is visualized. This actuator may be applicable to the system which needs to pump liquid correctly and regularly.

MEMS 센서 기반 지반진동 정보 크라우드소싱 수집시스템 개발 현황 (Development Status of Crowdsourced Ground Vibration Data Collection System Based on Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) Sensor)

  • 이상호;권지회;류동우
    • 터널과지하공간
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    • 제28권6호
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    • pp.547-554
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    • 2018
  • 크라우드소싱을 활용한 센서 자료 수집은 기존의 방식으로 얻기 어려운 고밀도 지반 진동 정보의 수집이 가능하다. 본 연구에서는 스마트폰과 같은 소형 전자기기에 탑재된 MEMS 센서를 활용한 크라우드소싱 방식 지반 진동 수집 시스템을 개발하였으며, 이를 위한 기반 체계 설계 및 클라이언트와 서버에 대한 구현을 수행하였다. 해당 시스템은 Android 기반의 스마트폰이나 Android Things 기반의 고정식 장비를 통해 진동 데이터를 신속히 수집하면서 하드웨어의 전력 및 데이터 사용량을 최소화할 수 있도록 설계되었다.

전자기 전항을 이용한 압전 구동방식 마이크로 펌프의 유동 및 성능 특성에 관한 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Flow and Performance Characteristics of a Piezoelectric Micropump with Electromagnetic Resistance for Electrically Conducting Fluids)

  • 안용준;최청렬;김창녕
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2788-2793
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    • 2008
  • A numerical analysis has been conducted for flow characteristics and performance of a micropump with piezodisk and MHD(Magnetohydrodynamics) fluid. Various micro systems which could not be considered in the past have been recently growing with the development of MEMS(Micro Electro Mechanical System) and micro machining technology. Especially, micropumps, essential part of micro fluidic devices, are being lively studies by many researchers. In the present study, the piezo electric micropump with electromagnetic resistance for electrically conducting fluids is considered. The prescribed grid deformation method is used for the displacement of the membrane. The change of the performance of the micropump and flow characteristics of the electrically conducting fluid with the magnitude of the magnetic fields, duct size, the position of the inlet and outlet duct are investigated in the present study.

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