• 제목/요약/키워드: MEMS 스테이지

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초정밀 스캐닝 스테이지를 위한 고분해능, 대변위의 MEMS 용량형 변위센서

  • 김일환;김현철;전국진
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.585-586
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    • 2006
  • 본 논문에서는 MEMS 용량형 변위 센서의 제작과 함께, 미세 변위 측정을 위한 테스트 샘플을 제작하였다. 아래의 그림 1, 2는 각각 스테이지에 장착할 MEMS 용량형 변위 센서 및 미세 변위 측정을 위한 테스트 샘플의 개념도를 보여주고 있다. 테스트 샘플의 감지 부분은 스테이지에 장착할 센서와 정확히 일치를 시켰으며, 미세 변위를 주기 위해서 comb-drive actuator 형태의 운동부를 두었다. 운동부에서는 DC 및 AC 전압을 인가함으로써 미세 변위를 얻을 수 있었으며, 사용된 DC 전압은 20V였으며, 1.4kHz의 AC 전압을 크기를 변화시키며 인가하였다.

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대면적 플랫폼을 갖는 정전형 2 축 MEMS 스테이지의 설계 (Design of an electrostatic 2-axis MEMS stage with large area platform)

  • 정일진;전종업;백경록;박규열
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.373-378
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    • 2004
  • Recently the electrostatic 2-axis MEMS stages have been fabricated for the purpose of an application to PSD (Probebased Storage Device). However, most of them have low area efficiency, which is undesirable as data storage devices, since all of the components (springs, comb electrodes, anchors, platform, etc.) are placed in-plane. In this paper, we present a novel structure of electrostatic 2-axis MEMS stage that is characterized by having large area platform. For large area efficiency, the actuator part consisting of mainly comb electrodes and springs is placed right below the platform. In this article, the structures and operational principle of the MEMS stages are described, followed by design procedure, structural and modal analysis using FEM(Finite Element Method). The area efficiency of the MEMS stage was designed to be about 55%, that is very large compared with conventional ones having a few percentage.

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대면적 플랫폼을 갖는 Probe-based Storage Device(PSD)용 정전형 2축 MEMS 스테이지의 설계 (Design of an Electrostatic 2-axis MEMS Stage having Large Area Platform for Probe-based Storage Devices)

  • 정일진;전종업
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.82-90
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    • 2006
  • Recently the electrostatic 2-axis MEMS stages have been fabricated for the purpose of an application to PSD (Probe-based Storage Device). However, all of the components(platform, comb electrodes, springs, anchors, etc.) in those stages are placed in-plane so that they have low areal efficienceis, which is undesirable as data storage devices. In this paper, we present a novel structure of an electrostatic 2-axis MEMS stage that is characterized by having large area platform. for obtaining large area efficiency, the actuator part consisting of mainly comb electrodes and springs is placed right below the platform. The structure and operational principle of the MEMS stage are described, followed by a design procedure, structural and modal analyses using FEM(Finite Element Method). The areal efficiency of the MEMS stage was designed to be about 25%, which is very large compared with the conventional ones having a few percentage.

대면적 플랫폼을 갖는 Probe-based Storage Device(PSD)용 정전형 2축 MEMS 스테이지 (Electrostatic 2-axis MEMS Stage with a Large Area Platform for Probe-based Storage Devices)

  • 정일진;전종업
    • 한국정밀공학회지
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    • 제23권9호
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    • pp.179-189
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    • 2006
  • Recently the electrostatic 2-axis MEMS stages have been fabricated f3r the purpose of an application to PSD (Probe-based Storage Device). However, all of the components (platform, comb electrodes, springs, anchors, etc.) in those stages are placed in-plane so that they have low areal efficiencies such as a few percentage, which is undesirable as data storage devices. In this paper, we present a novel structure of an electrostatic 2-axis MEMS stage that is characterized by having a large areal efficiency of about 25%. For obtaining large area efficiency, the actuator part consisting of mainly comb electrodes and springs is placed right below the platform. The structure and operational principle of the MEMS stage are described, followed by a design and analysis, the fabrication and measurement results. Experimental results show that the driving ranges of the fabricated stage along the x and y axis were 27$\mu$m, 38$\mu$m at the supplied voltages of 65V, 70V, respectively and the natural frequencies along x and y axis were 180Hz, 310Hz, respectively. The total size of the stage is about 5.9$\times$6.8mm$^2$ and the platform size is about 2.7$\times$3.6mm$^2$.

Probe-based Storage Device(PSD)용 정전형 2축 MEMS 스테이지의 설계 및 제작 (Electrostatic 2-axis MEMS Stage for an Application to Probe-based Storage Devices)

  • 백경록;전종업
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권11호
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    • pp.173-181
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    • 2005
  • We report on the design and fabrication of an electrostatic 2-axis MEMS stage possessing a platform with a size of $5{times}5mm^2$. The stage, as a key component, would be used in developing probe-based storage devices in the future. It was fabricated by forming numerous $5{\times}5{\mu}m^2$ etching holes in the central platform, as a result, reducing the total number of masks to 1, thereby simplifying the whole fabrication process. Experimental results show that the driving range of the stage was $32{\mu}m$ at the supplied voltage of 20V and the natural frequency was approximately 300Hz. The mechanical coupling between x- and y-motion was also measured and verified to be $25\%$.

Probe-based Storage Device(PSD)용 정전형 2축 MEMS 스테이지의 설계 및 제작

  • 백경록;전종업;박규열;박홍식;정주환;홍승범
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.156-156
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    • 2004
  • 정보화 및 휴대화 시대에 있어서 폭증하는 정보량을 보다 작은 용기에, 보다 많이 그리고 보다 저렴하게 저장하기 위해서는, 기존 저장기기의 한계를 극복할 수 있는 새로운 개념의 차세대 정보 저장기기가 요구되어 진다. 나노미터 사이즈의 주사탐침이 기록매체표면에 근접하여 정보를 기록/재생하는 PSD는 상기한 저장기기의 대용량화, 소형화, 그리고 저가격화를 충족시킬 수 있는 신개념의 저장기기로, 그 기술적 근간을 SPM(Scanning Probe Microscope)기술과 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 제작기술에 두고 있다.(중략)

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6자유도 정밀 스테이지의 추종제어를 위한 슬라이딩 모드 제어기 설계 (Design of a Robust Position Tracking Controller with Sliding Mode for a 6-DOF Micropositioning Stage)

  • 문준희;이봉구
    • 한국생산제조학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.121-128
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    • 2011
  • As high precision industries such as semiconductor, TFT-LCD manufacturing and MEMS continue to grow, the demand for higher DOF precision stages has been increasing. In general, the stages should accommodate a prescribed range of payloads in order to position various precision manufacturing/inspection instruments. Therefore a nonlinear controller using sliding motion is developed, which bears mass perturbation and makes the upper plate of the stage move in 6 DOF. For the application of the nonlinear control, an observer is also developed based on expected noise covariance. To eliminate the steady state error of step response, integral terms are inserted into the state-space model. The linear term of the controller is designed using optimization scheme in which parameters can be weighted according to their physical significance, whereas the nonlinear term of the controller is designed using trial and error method. A comprehensive simulation study proves that the designed controller is robust against mass perturbation and completely eliminates steady state errors.

지능재료를 이용한 차세대 철도차량기술 (Advanced Railway Vehicle Technology using Smart Materials)

  • 김재환;강부병;김형진;정홍채;최성규
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.712-717
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    • 2003
  • 지능 재료를 이용한 디바이스는 자연계에 존재하는 생명체와 같이 내.외부 환경 변화에 대응하여 스스로 변하는 능동적 기능을 갖고 있기 때문에 시스템 성능의 극대화 및 유지비용의 최소화를 가져오게 된다. 이러한 지능재료 기술은 지난 10여년 전부터 연구되었는데 대표적인 웅용을 보면, 산업, 항공, 교통, 운송 분야의 능동 소음 및 반능동 진동제어; 복합 재료 손상위치 탐지시스템, 손상구조 건전성 평가시스템, 교량, 저장탱크, 건물, 유조선, 대형 구조물의 건전성 평가 시스템; 초정밀 직진 안내기구, 나노 스테이지, 절삭오차 보정용 엑츄에이터, 초음파 회전모터, 지능유압 서보밸브, 변형 거울 등의 모터/엑츄에이터; 자동차 엔진 성능제어, 흡배기구 압력측정, 가속도 센서, 자이로센서, 에어백 센서, 타이어 센서 등의 지능 MEMS/NEMS 센서; electronic article 정찰, 도서태그, 비접촉 항공 운송물 분류 및 보안시스템, 전자 운전자 식별시스템, 광섬유 건물 보안 시스템, 지능 신경망 형상 인식 시스템 등의 보안 시스템; 지능항공기 구조물, 인공위성안테나, 헬리콥터 회전익 등의 형상제어가 있다. 본 논문에서는 지능재료 기술을 정리하고 차세대 철도차량 기술에 지금까지 적용한 예를 소개하며 향후 적용할 수 있는 분야들을 가능성 및 실용성 면에서 소개하고자 한다.

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