Ni-PDMS 와 Polyimide 카보니제이션 압저항 물질을 이용한 유연한 멤스센서에 관한 연구 Flexible piezoresistive MEMS sensor development using Nickel-PDMS composite and carbonized polyimide원문보기
본 논문에서는 Nickel과 PDMS를 혼합하여 Strain Gauge Sensor와 Polyimide Film에 Laser Carbonization을 이용하여 센서를 제작하였다. 이를 통해 유연한 저가형 압저항 센서 및 특성에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구의 장점은 전체적인 구조와 원리는 MEMS Sensor의 구조와 유사하지만, 웨이퍼를 사용하지 않고 Acrylic Mold에 스크린프린팅을 사용하여 공정을 단순화 시켰다는 점에 있다. 또한 실리콘 압저항 센서에서 사용되는 압저항 소자대신에 Nickle과 PDMS를 혼합하여 압저항 물질을 제작함으로써 공정의 복잡도와 비용을 절감하였다. Nickel과 PDMS로 제작한 유연함을 유지하는 압저항 센서를 ...
본 논문에서는 Nickel과 PDMS를 혼합하여 Strain Gauge Sensor와 Polyimide Film에 Laser Carbonization을 이용하여 센서를 제작하였다. 이를 통해 유연한 저가형 압저항 센서 및 특성에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구의 장점은 전체적인 구조와 원리는 MEMS Sensor의 구조와 유사하지만, 웨이퍼를 사용하지 않고 Acrylic Mold에 스크린프린팅을 사용하여 공정을 단순화 시켰다는 점에 있다. 또한 실리콘 압저항 센서에서 사용되는 압저항 소자대신에 Nickle과 PDMS를 혼합하여 압저항 물질을 제작함으로써 공정의 복잡도와 비용을 절감하였다. Nickel과 PDMS로 제작한 유연함을 유지하는 압저항 센서를 인장 시험을 통해 합성비율(3:1, 3.5:1, 4:1)에 따른 저항 변화를 측정하여, Nickel과 PDMS의 비율이 4:1이 넘으면 저항이 너무 높아 MEMS 센서로서 사용하지 못 한다는 것을 확인하였다. CO2 Laser를 사용하여 진행되었던 기존의 선행연구에서는 10.6μm 파장의 길이를 갖는 장비를 사용하였다. 따라서 Carbon의 최소 선폭이 140~220μm의 길이 가졌지만, 본 연구에서는 1064nm의 파장의 길이를 가지는 Femtosecond Laser을 사용하여 해상도를 높였다. 또한 Femtosecond Laser 장비가 Polyimide Film위에 Printing하는 전력(W)과 속력(Scan Rate)의 최적 비율을 찾아냄으로써, Carbon의 최소 선폭을 35~40μm까지 축소시켰다. 이를 기반으로 새롭고 간단한 공정 기반의 센서 제작의 가능성을 확인하였다.
본 논문에서는 Nickel과 PDMS를 혼합하여 Strain Gauge Sensor와 Polyimide Film에 Laser Carbonization을 이용하여 센서를 제작하였다. 이를 통해 유연한 저가형 압저항 센서 및 특성에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구의 장점은 전체적인 구조와 원리는 MEMS Sensor의 구조와 유사하지만, 웨이퍼를 사용하지 않고 Acrylic Mold에 스크린프린팅을 사용하여 공정을 단순화 시켰다는 점에 있다. 또한 실리콘 압저항 센서에서 사용되는 압저항 소자대신에 Nickle과 PDMS를 혼합하여 압저항 물질을 제작함으로써 공정의 복잡도와 비용을 절감하였다. Nickel과 PDMS로 제작한 유연함을 유지하는 압저항 센서를 인장 시험을 통해 합성비율(3:1, 3.5:1, 4:1)에 따른 저항 변화를 측정하여, Nickel과 PDMS의 비율이 4:1이 넘으면 저항이 너무 높아 MEMS 센서로서 사용하지 못 한다는 것을 확인하였다. CO2 Laser를 사용하여 진행되었던 기존의 선행연구에서는 10.6μm 파장의 길이를 갖는 장비를 사용하였다. 따라서 Carbon의 최소 선폭이 140~220μm의 길이 가졌지만, 본 연구에서는 1064nm의 파장의 길이를 가지는 Femtosecond Laser을 사용하여 해상도를 높였다. 또한 Femtosecond Laser 장비가 Polyimide Film위에 Printing하는 전력(W)과 속력(Scan Rate)의 최적 비율을 찾아냄으로써, Carbon의 최소 선폭을 35~40μm까지 축소시켰다. 이를 기반으로 새롭고 간단한 공정 기반의 센서 제작의 가능성을 확인하였다.
In this paper, a strain gauge sensor was fabricated by mixing nickel and PDMS, and a carbonization process using a laser on a polyimide film. In this way, a study on flexible-low cost piezoresistive sensor and its characteristics have been carried out. The advantage of this study is that the ove...
In this paper, a strain gauge sensor was fabricated by mixing nickel and PDMS, and a carbonization process using a laser on a polyimide film. In this way, a study on flexible-low cost piezoresistive sensor and its characteristics have been carried out. The advantage of this study is that the overall structure and principle are similar to normal MEMS sensors, but the process is simplified by using screen printing on acrylic molds without using wafers. In addition, instead of applying the piezoresistive material used in the normal silicon piezoresistive sensor, the complexity and cost of the process were reduced by mixing the Nickle and the PDMS. The resistance of the piezoresistive sensor, which is made of nickel and PDMS, was measured by the tensile test. (The synthesis ratio of nickel and PDMS was experienced on 3:1, 3.5:1, 4:1.) It is confirmed that the resistance is too high to be used as a MEMS sensor, when the ratio is higher than 4:1(Nickel:PDMS). In most of previous studies used laser with a length of 10.6μm. Thus, the laser had a minimum linewidth of 140 ~ 220μm. But this research increased the resolution by using a femtosecond laser with a wavelength of 1046nm. Furthermore, the minimum linewidth of the carbon was reduced to 35 ~ 40μm by finding the optimum ratio of the power (W) and the speed (scan rate) that the femtosecond laser equipment printed on the polyimide film. Based on this study, the feasibility of new and simple process-based sensor fabrication was confirmed.
In this paper, a strain gauge sensor was fabricated by mixing nickel and PDMS, and a carbonization process using a laser on a polyimide film. In this way, a study on flexible-low cost piezoresistive sensor and its characteristics have been carried out. The advantage of this study is that the overall structure and principle are similar to normal MEMS sensors, but the process is simplified by using screen printing on acrylic molds without using wafers. In addition, instead of applying the piezoresistive material used in the normal silicon piezoresistive sensor, the complexity and cost of the process were reduced by mixing the Nickle and the PDMS. The resistance of the piezoresistive sensor, which is made of nickel and PDMS, was measured by the tensile test. (The synthesis ratio of nickel and PDMS was experienced on 3:1, 3.5:1, 4:1.) It is confirmed that the resistance is too high to be used as a MEMS sensor, when the ratio is higher than 4:1(Nickel:PDMS). In most of previous studies used laser with a length of 10.6μm. Thus, the laser had a minimum linewidth of 140 ~ 220μm. But this research increased the resolution by using a femtosecond laser with a wavelength of 1046nm. Furthermore, the minimum linewidth of the carbon was reduced to 35 ~ 40μm by finding the optimum ratio of the power (W) and the speed (scan rate) that the femtosecond laser equipment printed on the polyimide film. Based on this study, the feasibility of new and simple process-based sensor fabrication was confirmed.
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