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MEMS 공정으로 제작한 $NO_2$ 마이크로 가스센서의 열전달 해석
Heat Transfer Analysis for $NO_2$ Micro Gas Sensor Fabricated by MEMS Technology 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.5 no.2, 2004년, pp.132 - 136  

주영철 (순천향대학교 기계공학과) ,  이창훈 (순천향대학교 기계공학) ,  김창교 (순천향대학교 정보기술공학부)

초록
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대기중의 NO₂ 가스 농도를 측정하기 위한 마이크로 가스센서를 MEMS 공정을 이용하여 제작하였다. WO₃와 같은 가스 감응물질을 목표 온도까지 가열하기 위해서 마이크로 핫플레이트를 가스센서에 장착하였다. 마이크로 가스센서의 열전달 현상을 상용 열유동 해석 전용 프로그램인 FLUENT를 이용하여 해석하였다. 해석 결과 실리콘 웨이퍼 기판의 온도가 거의 상온에 가까워 핫플레이트에서 발생한 열이 가스 감응물질을 효과적으로 가열하여서 가스감응물질의 열적 고립상태를 유지하고 있는 것을 알 수 있었다. 마이크로 핫플레이트의 형상을 변경함으로써 가스 감지물질의 온도 균일도를 높일 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A flat type $NO_2$ micro gas sensor was fabricated by MEMS technology. In order to heat up gas sensing material such as $WO_3$ to a target temperature, a micro hotplate was built on the gas sensor. The temperature distribution of micro gas sensor was analyzed by a CFD program, ...

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  • 핫플레이트와 감지 전극을 지지하고 있는 질화규소막은 중요한 열전달 통로이므로 아무리 메모리가 많이 소요된다고 하여도 격자밀도를 높여서 격자를 배치하여야 하지만, 실리콘 베이스 위의 질화규소막은 전체 열전달에 큰 영향을 미치지 않는데도 많은 메모리를 차지하여야 하는 문제점이 있었다. 따라서 본 연구에서는 실리콘 베이스 위의 질화규소막을 무시하고 모두 실리콘 웨이퍼로 구성되어 있다고 가정하였다. Figure 2 (b)에 완성된 격자 구조를 나타내었고 Table 1 에 각 부분의 격자 개수를 나타내었다.
  • 이다. 히터에서는 열이 균일하게 발생한다고 가정하였다.
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