• 한국정밀공학회지
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• 제21권2호
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• pp.203-209
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• 2004

Compliant bi-stable mechanism allows two stable states within its operation range staying at one of the local minimum states of the potential energy. Energy storage characteristics of the bi-stable mechanism offer two distinct and repeatable stable states, which require no power input to maintain it at each stable state. This paper suggests an equivalent model of the chevron-type bi-stable microactuator using the equivalent spring stiffness in the rectilinear and the rotational directions. From this model the range of spring stiffness where the bi-stable mechanism can be operated is analyzed and compared with the results of the FEA (Finite Element Analysis) using ANSYS for the buckling analysis, both of which show a good agreement. Based on the analysis, a newly designed chevron-type bi-stable MEMS actuator using hinges is suggested for the latch-up operation. It is found that the experimental response characteristics of around 36V for the bi-stable actuation for the 60$mu extrm{m}$ stroke correspond very well to the results of the equivalent model analysis after the change in cross-sectional area by the fabrication process is taken into account. Together with the resonance frequency experiment where 1760Hz is measured, it is shown that the chevron-type bi-stable MEMS actuator using hinges is applicable to the optical switch as an actuator.

• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제13권2호
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• pp.22-32
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• 2002

MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)는 전기적인 구성요소와 기계적인 구성요소를 작게 조합하여 구성한 소자나 시스템을 말한다. RF(Radio Frequency) MEMS는 MEMS를 이용한 RF 소자나 시스템을 의미하며, 본 고에서는 RF 소자에 대하여 논의하고자 한다. MEMS는 RF 소자의 성능, 기능, 집적화 등을 높여 주고, 크기, 가격, 부피, 전력 소모 등을 낮추어 주므로 소자 개발에 대한 연구는 매우 다양하지만, 본 고에서는 움직이는 소자 중에서 가장 많이 연구되고 있는 mechanical RF switch에 대하여 중점적으로 다루고자 한다. 이에 대한 연구 동향, 특성, 응용 분야 등을 살펴보고, 상품으로서의 가치를 인정 받기 위하여 고려해야 할 점들을 논의 하겠다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제2권2호
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• pp.263-266
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• 2007

We report a nickel optical MEMS switch, being able to rotate through a large angle and to accommodate multiple channels. The proposed optical switch consists of a thin nickel mirror and two torsion springs supporting the mirror. The torsion springs are designed using a finite element method (FEM) such that plastic deformation of the thin nickel is avoided during the large torsion actuation. For switching speed improvement, transient vibration of the released mirror is suppressed by optimizing the mirror design and a fast switching response of $200\;{\mu}s\;(pull-down)/300\;{\mu}s\;(pull-up)$ is demonstrated.

• 전자공학회논문지
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• 제54권6호
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• pp.25-29
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• 2017

본 논문에서는 듀로이드와 FR4를 기판으로 하는 재배선층 위에 정전 구동 방식의 RF MEMS 스위치와 승압 DC-DC 컨버터를 결합하는 연구를 진행하였다. 상용 PCB(Printed Circuit Board) 공정으로 듀로이드와 GCPW 전송 선로 조합의 재배선층과 FR4와 CPW 전송 선로 조합의 재배선층을 제작하였다. 상용 PCB 공정 특성에 의하여 전송 선로의 특성 임피던스는 56옴, 59옴 이었으며 이에 대하여 비교 분석하였다. 듀로이드 기판은 유전상수가 작고 두께가 얇으며 GCPW를 적용하였기 때문에 상대적으로 유전상수가 크고 두께가 두꺼우며 CPW 전송 선로를 적용한 FR4 기판보다 6GHz 대역에서 삽입 손실은 약 2.08dB, 반사 손실은 약 3.91dB, 신호 분리도는 약 3.33dB 우수한 것을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2395-2397
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• 2005

A low voltage operated piezoelectric RF MEMS in-line switch has been realized by using silicon bulk micromachining technologies for advanced mobile/wireless applications. The developed RF MEMS in-line switches were comprised of four piezoelectric cantilever actuators with an Au contact metal electrode and a suspended Au signal transmission line above the silicon substrate. The measured operation dc bias voltages were ranged from 2.5 to 4 volts by varying the thickness and the length of the piezoelectric cantilever actuators, which are well agreed with the simulation results. The measured isolation and insertion loss of the switch with series configuration were -43dB and -0.21dB (including parasitic effects of the silicon substrate) at a frequency of 2GHz and an actuation voltage of 3 volts.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.381-391
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• 2010

본 논문에서는 상용 초고주파 MEMS 스위치를 이용하여 세 개의 주파수 대역에서 재구성 동작이 가능한 주파수 재구성 능동 배열 안테나 시스템(Reconfigurable Active Array Antenna System: RAA System)을 제안하였다. MEMS 스위치는 삽입 손실 및 선형성 특성이 우수하고 격리도가 높아 주파수 재구성 시스템 구현 시, 재구성을 위한 스위치로 인한 성능 열화가 거의 없다는 장점이 있다. 제안된 주파수 재구성 능동 배열 안테나 시스템은 간단한 구조의 임피던스 매칭 회로(Reconfigurable impedance Matching Circuit: RMC)를 갖는 주파수 재구성 증폭기(Reconfigurable Front-end Amplifier: RFA)가 집적화 되어 있으며, 안테나 방사체(Reconfigurable Antenna Element: RAE)와 재구성 제어 보드(Reconfiguration Control Board: RCB)로 구성되어 있다. 본 논문에서 제안한 RAA 시스템은 850 MHz, 1.9 GHz, 3.4 GHz의 세 개 주파수로 재구성되어 동작하며, 안테나 방사체는 $2{\times}2$ 배열을 가지고 각각의 방사체는 광대역 다이폴 형태를 갖는다. 제작된 RAA 시스템은 실험을 통하여 그 타당성을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.613-614
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• 2008

• 한국통신학회논문지
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• 제35권11A호
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• pp.1091-1096
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• 2010

Stiction in microelectromechanical systems (MEMS) has been a major failure mechanism. Especially, in RF MEMS switches, moving parts often suffered in-use and release related stiction problems. Some materials and methods have been used to prevent this problem. Diamond-like carbon (DLC) has not only been used as a protective material owing to its good mechanical properties but also has been used as a hydrophobic material. Its properties could be controlled by post annealing treatment in various conditions. We synthesized DLC films using a radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (RF PECVD) method on silicon substrates using methane ($CH_4$) and hydrogen ($H_2$) gas. Then, the change of the hydrophobic property of the films was investigated undervarious annealing temperatures in nitrogen and in oxygen ambient. The films, that were annealed above $700^{\circ}C$ in nitrogen ambient, showed a high contact angle of water (> $90^{\circ}$) even though their mechanical property was sacrificed to some degree. The structural variation and the changes of the hydrophobic and mechanical properties of the DLC films were analyzed by Raman spectrum, contact angle measurement, surface profiler, and a nanoindentation test.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.187-188
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• 2005

In this paper, big free standing metal structures for electrostatic MEMS switches are easily fabricated using photoresist sacrificial layer. The entire process sequence, through the removal of the sacrificial layer, is kept below 150 $^{\circ}C$ to avoid curing problem of photoresist sacrificial layer. Metal structure is fabricated by thermal evaporator and a self test electrode is fabricated underlying metal suspended structure for testing by electrostatic force. The new wet release process is considered using methanol rinse, general wet release process cause stiction problem by capillary force during drying, and the yield is dramatically improved than previous wet release process using DI water rinse. The fabrication becomes much simpler and cheaper with use of a photoresist sacrificial layer.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권4호
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• pp.41-46
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• 2005

본 연구에서는 고 전력의 RF 신호용 직접 접촉식 스위치에서 문제가 되고 있는 접촉부위에서의 미소용접에 의한 점착 현상을 감소시키기 위해, 고 융점 금속인 텅스텐(W)과 몰리브덴(Mo)을 스위치 접촉 부위에 코팅하여 스위치의 성능을 분석하였다. 스위치의 삽입손실과 신호격리도, 전력 손실 등의 변화를 네트워크 분석기, 전력 측정기 등을 통하여 측정하였다. 측정결과로부터 RF 신호 전송에 있어서 낮은 입력 전력에서는 고융점 금속이 금(Au)보다 접촉저항이 더 크지만 입력 전력이 커지면 비교적 낮은 비저항의 고융점 금속을 사용하는 것이 고전력 전송 및 수명 연장에 있어서 유리함을 밝혀냈다.