초록 ▼

연구의 목적 및 내용
정전용량 방식의 힘측정 센서를 MEMS 공정을 통해서 설계 및 해석 개발한다. 그리고 RF 기술을 통합하여 차세대 자동차기술에 적용할 수 있는 시스템을 구현한다. 또한, 다양한 범위에서 응용이 가능한 미세 힘을 측정할 수 있는 FET 센서방식과 그것의 활용분야에 대해서 연구한다.
연구결과
본 연구에서는 정전용량형 MEMS 힘측정센서를 개발하였다. 연구 초기단계에서부터 현대 Mobis와 협력관계를 유지하며, 실제 산업체에서 요구하는 센서의 조건에 대해서 조사, 설계 및 제작하였다. 또한, 힘측정센

연구의 목적 및 내용
정전용량 방식의 힘측정 센서를 MEMS 공정을 통해서 설계 및 해석 개발한다. 그리고 RF 기술을 통합하여 차세대 자동차기술에 적용할 수 있는 시스템을 구현한다. 또한, 다양한 범위에서 응용이 가능한 미세 힘을 측정할 수 있는 FET 센서방식과 그것의 활용분야에 대해서 연구한다.
연구결과
본 연구에서는 정전용량형 MEMS 힘측정센서를 개발하였다. 연구 초기단계에서부터 현대 Mobis와 협력관계를 유지하며, 실제 산업체에서 요구하는 센서의 조건에 대해서 조사, 설계 및 제작하였다. 또한, 힘측정센서와 함께 차량용 브레이크에 적합한 패키징을 자체제작하여 2009년 Mobis의 협력으로 실차테스트를 진행하여 성능을 확인하였다. 이 과정에서 정전용량 측정방식의 문제점인 기생정전용량을 줄일 수 있는 디자인을 개발하여 특허로 출원해놓은 상태이다. 또한, RF 무선측정의 개념을 도입하여 마이크로 스트립 안테나를 이용한 측정방식에 대해서도 이미 특허등록을 마쳤다. 2단계에는 1단계에서 개발한 힘측정센서보다 미세한 힘을 측정할 수 있는 센서개발이 요구되어, FET와 전자기유도방식을 이용한 다양하고 정밀한 힘측정방식에 대해서 연구를 진행하였다. FET와 초미세 박막구조를 이용하여 실험을 수행했다. 그리고 개발된 기술을 바이오분자에 확장하여, 분자간 작용력을 측정 등의 새로운 분야에 활용하도록 하였다.
연구결과의 활용계획
본 연구에서 개발된 성과를 바탕으로 차세대 자동차 기술 전반에 걸친 동하중 센서 및 승객하중 센서로의 확대 적용이 예상된다. 정전용량의 정밀한 측정방식은 MEMS 및 NEMS 센서를 개발하는데 적용될 수 있는 기술이다. 또한, 미세 힘을 측정할 수있는 FET와 전자기유도방식의 측정기술을 통해서, 여러 분야에 적합한 센서를 개발할수 있다. 그리고 MEMS 패키징 기술과 CMOS 칩의 통합화를 상업적으로 이용할 수도 있다.

Abstract ▼

Purpose&contents
Developing capacitance force sensor based on MEMS process with optimized design and detail analyzation is the first target and the second plan is to embody the system using RF technology which can be applied to the next generation automobile. In addition to that, method like FET

Purpose&contents
Developing capacitance force sensor based on MEMS process with optimized design and detail analyzation is the first target and the second plan is to embody the system using RF technology which can be applied to the next generation automobile. In addition to that, method like FET sensing to measure a small amount of force that can be used in the variety of applications will be researched.
Result
Capacitance force measurement sensor has been developed in this research. We pre-researched, designed, and fabricated a force sensor which was compatible with current industrial meets in the cooperation with Hyundai Mobis. Furthermore, packaging with the force sensor was fabricated with our own method and tested with real automobile system in 2009 with Mobis and we checked its performance.
We have also submitted a sensor design patent which minimized parasitic capacitance. In addition, measurement method using strip antenna with RF remote control has been applied for a patent. In the second stage, it was required to develope a sensor which can measure much smaller force than the previous sensor, so we researched various and precise force measurement method using FET and electromagnetic induction and applied the system to new field such as measuring bio molecular interaction force.
Expected Contribution
This capacitive-type MEMS sensor will be applied in the automobile industry such as suspension development and occupant classification system. Precise force measurement method using capacitance is the technique that can be used for MEMS and NEMS sensors. Additionally, we can develope optimized sensors in many fields through various kinds of small force measurement methods such as FET and electromagnetic induction. Finally, the combination of MEMS packaging and CMOS chip technology can be commercialized.

목차 Contents

• 도약연구사업 최종보고서(제출용) ... 1
• 목 차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 80
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 81
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 82
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 83
• 8. 참고문헌 ... 84
• 9. 연구성과 ... 87
• 10. 기타사항 ... 95