• 전기학회논문지
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• 제66권8호
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• pp.1215-1221
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• 2017

Parametric array transducers are used for highly directional speaker in an air environments. Piezoelectric micromachined ultrasonic transducers for parametric array transducers need DC-biased voltage driving signals in order to get high-directional quality-sound features. The existing power amplifier such as class A amplifiers has low efficiency and require large volume heatsinks. To overcome the above-mentioned disadvantages of the conventional amplifier, this paper proposes a new power amplifier system. The proposed power amplifier system ensures high linearity of output characteristic by utilizing the push-pull class B type amplifier. Furthermore, the proposed power amplifier system gets high efficiency because it contains the DC-DC converter-type power supply which can perform energy recovery and envelope tracking function. Also the paper suggests the detailed circuit topology. Its characteristics are verified by the detailed experimental results.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권12호
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• pp.1082-1089
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• 2013

3-Axis sensor measurement system is needed for measuring ride quality of elevator. But because 3-Axis piezoelectric accelerometer is expensive. We developed 3-Axis sensor system which is suitable for measuring ride quality of elevator using cheap MEMS sensor. There are two types of MEMS sensor that are piezoresistive and capacitive type. The excellence of piezoresistive type in characteristic of frequency response and noise is confirmed compare to capacitive type as a result of this paper's experiment and reference. 3-Axis system using MEMS sensor needs MEMS's proper frequency response characteristic. Additionally noise characteristic of sensor and circuit, stiffness of assembly are needed for deciding frequency range and accuracy of amplitude.

• 한국음향학회지
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• 제16권5호
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• pp.12-17
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• 1997

본연구에서는 압전세라믹을 이용하여 외부에 노출된 유리판에 부착된 물방울을 효율적으로 제거할 수 있는 초음파 물기 제거장치를 개발하였다. 초음파 진동장치의 제작을 위하여 유한요소법을 사용하여 유리면의 진동특성을 분석하였고 이 결과를 바탕으로 체적의 효과를 얻을 수 있는 초음파 진동액츄에이터의 구조와 규격을 결정하였다. 진동장치의 제작에 있어서는 시뮬레이션 결과를 바탕으로 진동의 균일한 분포를 위해서 보조진동판을 사용하였고 주어진 크기의 유리판의 최적조건을 찾기 위해 보조진동판과 유리판의 다양한 두께와 압전소자의 크기와 두께에 따라서 그 특성을 알아보고 성능을 평가하였다. 구동 발진기는 유리판의 공진점을 추적하기 위해 일정 주파수대역을 스위핑하는 가변주파수 발진기로 제작하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권5호
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• pp.1150-1159
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• 2017

Flexibility in the power control of ultrasonic transducers has remained a challenge for cleaning applications. This paper introduces a modification of the existing piezoelectric ceramic transducer (PCT) circuit to increase the range of operation through its impedance characteristics. The output power is controlled using the asymmetrical voltage-cancellation (AVC) method. Together with a phase-locked loop control, the switching frequency of the inverter is automatically adjusted to maintain a lagging phase angle under load-parameter variations during the cleaning process. With the proposed modification, the region of the zero-voltage switching (ZVS) operation is extended, which results in a wider range of output power control. A hardware prototype is constructed and the control algorithm is implemented using an STM32F4 microcontroller. Simulation and experimental results are provided to verify the proposed method for a 50-W PCT. The operating frequency and output power ranges under study are 37 - 41 kHz and 15.8 - 50 W, respectively.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권5호
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• pp.97-103
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• 2007

A novel selective metallization process to fabricate the fine conductive line based on inkjet printing has been investigated. Recently, Inkjet printing has been widely used in flat panel display, electronic circuits, biochips and bioMEMS because direct inkjet printing is an alternative and cost-effective technology for patterning and fabricating objects directly from design without masks. The photosensitive etching resist used in this process is an organic polymer which becomes solidified when exposed to ultraviolet lights and has high viscosity at ambient temperature. A piezoelectric-driven inkjet printhead is used to dispense 20-30 ${\mu}m$ diameter droplets onto the copper substrate to prevent subsequent etching. Repeatability of circuitry fabrication is closely related to the formation of steady droplets, adhesion between etching resist and copper substrate. Therefore, the ability to form small and stable droplets and surface topography of the copper surface and chemical attack must be taken into consideration for fine and precise patterns. In this study, factors affecting the pattern formation such as adhesion strength, etching mechanism, UV curing have been investigated. As a result, microscale copper patterns with tens of urn high have been fabricated.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제1권1호
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• pp.34-40
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• 2011

In this paper, a hybrid design tool combining one-dimensional(1D) lumped model and three-dimensional computational fluid dynamics(CFD) approach has been developed in order to evaluate the performance of inkjet print head and droplet control process are studied to reduce the deviations between nozzles which affect the size of the printed line for the industrial application of direct writing on printed circuit boards(PCB). 1D lumped model analysis shows that it is useful tool for evaluating performance of an inkjet head by varying the design parameters. The differences in ejected volume and droplet velocity between analytical and experimental result are within 12%. Time sequence of droplet generation is verified by the comparison between 3D analysis result and photographic images acquired by stroboscopic technique. In addition, by applying DPN process, velocity and volume uniformity between nozzles is dramatically improved that the tolerance achieved by the piezoelectric inkjet printhead across the 64 nozzles is 5 to 8%. A printed line pattern is successfully obtained using the fabricated inkjet print head and droplet calibration system.

• 한국음향학회지
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• 제30권4호
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• pp.215-222
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• 2011

높은 분해능의 영상을 얻는데 사용하기 위하여 초고주파 대역에서 동작하는 집속 초음파 트랜스듀서를 제작하고 그 특성을 평가하였다. 그 트랜스듀서는 한쪽 면에만 접지용 전극이 있는 두께 9 ${\mu}m$의 PVDF 압전막의 다른 쪽 면에 CCP (Copper Clad Polyimide)막을 에폭시로 접착한 후, 금속구로 압착함에 의해 구각형을 형성시키고, 그 뒷면에 에폭시를 채워 몰딩 시키는 방법에 의해 만들어졌다. 제작된 곡률반경 7.5 mm, f-number 1.7의 트랜스듀서는 초점에 있는 표적에 대한 펄스에 코 측정결과 35.0 MHz의 대역폭을 가지며, 약 40 MHz인 피크주파수 부근에서의 삽입손실은 약 60 dB 을 나타내었는데, 그 측정결과는 에폭시 접착층의 두께를 고려한 KLM 등가회로 해석에 의한 시뮬레이션 결과와 유사한 것이었다. 나아가, 그 트랜스듀서에 의해 얻어진 가는 구리선 표적에 대한 영상을 35 MHz 트랜스듀서를 장착한 UBM (Ultrasonic Backscattering Microscope) 장치에 의한 영상과 비교한 결과, 측방향 분해능은 떨어지나 축방향 분해능은 다소 향상됨을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권4호
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• pp.351-359
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• 2011

최근 토목, 기계 및 항공 분야에서 구조물의 안전성 및 적정 성능 수준 확보를 위하여 구조물의 결함 및 노후화에 의한 성능저하 등을 상시적으로 모니터링하기 위한 관심이 높아지고 있다. 실제 구조물에서는 내부 미세 균열에서부터 국부 좌굴, 볼트 풀림, 피로 균열 등과 같이 다양한 형태의 손상이 복합적으로 발생 가능한데, 복합 손상을 단일 모드 계측 시스템으로부터 진단하기는 매우 어렵다. 따라서 본 연구에서는 이러한 복합 손상을 효율적으로 진단하기 위하여 선행 연구에서 제안된 압전센서를 이용한 자가 계측 회로 기반의 다중 모드 계측 시스템을 적용하였다. 자가 계측 회로 기반 다중 모드 계측 시스템은 크게 두 가지 형태의 신호를 계측한다. 첫 번째 모드는 임피던스 계측으로부터 특정 주파수 대역의 구조 응답을 계측하며, 두 번째 모드는 유도 초음파 계측으로부터 단일 중심 주파수에 해당하는 구조 응답을 계측한다. 복합 손상을 손상 유형별로 분류하기 위하여 E/M 임피던스와 유도 초음파의 계측으로부터 추출한 특성을 이용하여 2차원 손상지수를 계산하고 이를 지도학습 기반 패턴인식 기법 중 확률론적 신경망 기법에 적용한다. 제안된 기법의 적용성 검토를 배관 구조물에 인위적으로 다중 손상을 생성시켜 실험을 수행하였다.

• 한국음향학회지
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• 제14권4호
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• pp.29-37
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• 1995

높은 결합계수를 가진 압전진동자의 전기단자에 전기적 임피던스를 결합하면 공진주파수가 크게 변화한다. 본 연구에서는 이 현상의 해석을 위하여 전기단자의 부하상태를 고려한 새로운 전송선로형 등가회로를 제안하고, 그 등가회로의 유효성을 실험적으로 확인하였다. 실험에 있어서는 2층구조의 주파수 가변형 PZT 트랜스듀서를 제작, 그 전기단자에 접속시킨 임피던스의 변화에 따른 공진주파수의 변화와 실효감쇠량을 측정하였다. 제작된 트랜스듀서의 공진주파수는 180 KHz~580KHz의 넓은 주파수 대역에서 연속적으로 변화하고, 330KHz~470KHz에서의 실효감쇠량은 7dB이하의 높은 효율을 나타내었는데, 이 결과는 제안한 등가회로에 의한 해석결과와 잘 일치하였다.

• 한국광학회지
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• 제14권5호
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• pp.504-508
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• 2003

최근 전자산업계에 새롭게 널리 생산되는 마이크로 전자부품들은 왜곡이 최소화된 정밀한 외관 형상을 갖도록 제조되고 관리되지만, 측정 대상의 표면이 가시광 영역에서 광산란되는 특징을 가짐으로 인해, 기존의 피죠나 마이켈슨 형태의 비교간섭법으로는 고정밀의 삼차원 형상측정이 용이하지 아니하였다. 본 논문에서는 광섬유를 이용한 새로운 개념의 점회절 간섭계를 제안하고, 이를 광산란 거친표면의 대표적인 제품인 칩패키지와 실리콘 웨이퍼의 삼차원 형상 측정에 적용하였다. 측정결과 66 mm 측정영역에서 측정 형상오차 PV(peak-to-valley value) 5.6 $\mu\textrm{m}$, 분산값($\sigma$) 1.5 $\mu\textrm{m}$를 획득함으로써 기존의 비교 간섭 측정법에 비해 더욱 향상된 측정 정밀도를 획득하였다.