초록 ▼

압전막의 제조 기술, 측정 분석 기술 및 소자 설계 기술을 초소형 초음파 프로브 제작을 위한 새로운 적층형 구조의 초음파모듈 개발하고자 함. 소형화된 초음파모듈은 한정된 공간에 소자의 집적도를 증가시킬 뿐만 아니라, 적층된 각각의 압전 판에 다른 형태의 전기적 신호를 가하여 하나의 구조물에 다양한 동작 주파수를 구동할 수 있음. 기존의 VSCAN 등에서 사용되는 압전 프로브는 벌크형 압전세라믹 판을 정밀 절삭가공 하여 어레이 형태로 제조하였지만, 제안하는 압전 프로브는 박후막 공정을 바탕으로 우수한 초음파 성능뿐 만아니라, 소형화,

압전막의 제조 기술, 측정 분석 기술 및 소자 설계 기술을 초소형 초음파 프로브 제작을 위한 새로운 적층형 구조의 초음파모듈 개발하고자 함. 소형화된 초음파모듈은 한정된 공간에 소자의 집적도를 증가시킬 뿐만 아니라, 적층된 각각의 압전 판에 다른 형태의 전기적 신호를 가하여 하나의 구조물에 다양한 동작 주파수를 구동할 수 있음. 기존의 VSCAN 등에서 사용되는 압전 프로브는 벌크형 압전세라믹 판을 정밀 절삭가공 하여 어레이 형태로 제조하였지만, 제안하는 압전 프로브는 박후막 공정을 바탕으로 우수한 초음파 성능뿐 만아니라, 소형화, 저 전력 구동이 가능함. 박막 및 후막 공정을 통하여 제조된 압전소재에 최적화된 matching 및 backing layer용 나노소재를 개발하고자 함. 따라서 압전 소재의 박후막 공정개발을 위한 자료수집 및 PZT 원료물질을 개발하고 이를 이용한 압전막의 미세구조, 전기적 압전 특성을 평가함

기존 초음파 장비의 내구성을 개선하기 위하여, 혈액의 침투 및 주변온도 변화에 저항성을 갖는 페릴렌 코팅 기술을 도입함. 페릴렌 코팅의 특성 평가하여 다음과 같은 조건을 확보함. (코팅 속도 50 nm/min 이상 확보, 코팅 표면 조도 45 Å 이하 확보, 광투과도 제어 85 % 이상, 코팅 두께 균일도 +/- 10 % 이하 확보)

다양한 dimer 종류의 성능을 코팅속도, 조도, 투과도, 균일도 측정을 토대로 평가하여 각 물질들을 비교하여 최적화함.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Purpose & Contents
○ This proposal proposes to develop piezoelectric transducer by constructing multilayer structure that uses thin and thick film process instead of commonly utilized bulk PZT. Such structure will significantly reduce operation voltage and power. Development of new materials requ

Purpose & Contents
○ This proposal proposes to develop piezoelectric transducer by constructing multilayer structure that uses thin and thick film process instead of commonly utilized bulk PZT. Such structure will significantly reduce operation voltage and power. Development of new materials required for matching and backing layers, improvement of their packing and integration, and coating technique of highly adhesive parylene will leverage into excellent performance and reliability.

○ This proposal proposes to develop durability of the ultrasound diagnostic apparatus which can be used in harsh environments with property compared to the conventional one.

Results
○ Development and optimization of piezoelectric material's powder composition for low power consumption medical diagnostic device based on ultra sound transducer.

○ Selecting and optimizing the best composition among 4 types PZT powder in which Nb, Ti, Ni , Mn are added. And evaluating the piezoelectric material's properties for each composition.

○ As a result, we obtained a PZT powder composition that has 2400 of dielectric constant, 2000 Hz-m of frequency constant, 54% of coupling coefficient, 500 pC/N of d33 constant, 167 of mechanical quality factor, 300℃ of phase transition temperature, and 12 kV/cm of coercive electric field.

Expected Contribution
○ The achieved composition of piezoelectric material can be applied to ultra small IT device as well as medical diagnostic device.

○ The development of the optimum composition of piezoelectric material has the import substitution effect of high value-added source materials in ultrasonic medical diagnostic device

○ Based on the patent about high-adhesive and high quality parylene coating method and applications, the related technology transfer fee can be generated

○ The independent development of parylene coating method monopolized by Special Coating Systems can drive import substitution effect and sales related industry

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTNETS ... 6
• 목차 ... 6
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1. 연구개발 목적 ... 7
• 2. 연구개발의 필요성 ... 7
• 3. 연구개발 범위 ... 8
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 9
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 12
• 1. 압전 소재 개발 ... 12
• 2. 압전 소재 조성별 물성 평가 및 선정 ... 22
• 3. 고품위 페릴렌 코팅 개발 ... 31
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 40
• 1. 목표 달성도 ... 40
• 2. 관련 분야 기여도 ... 42
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 43
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 43
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 43
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비현황 ... 44
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 44
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 44
• 제11장. 기타 사항 ... 45
• 제12장. 참고 문헌 ... 45
• 끝페이지 ... 46