초록 ▼

□ 기존 제품 및 서비스와 기술개발 융합결과
열영상 모듈 및 데모 시스템 (주관기관) + MEMS 반도체 공정기술 (공동기관) ⇒ 12um 픽셀 기반 qVGA 급 초소형 열영상 센서 및 모듈

□ 최종목표
ㅇ 상용CMOS 공정으로 제작한 ROIC 기판 상에 0.35um CMOS 공정을 적용하여 12um 픽셀 사이즈를 갖는 MBA 공정기술을 확보하고, 웨이퍼-레벨 진공 패키징 기술을 적용하여, 셔터가 필요없는 초소형/저전력 qVGA급 비냉각형 열영상센서를 개발한다.
ㅇ End Product
- qVGA

□ 기존 제품 및 서비스와 기술개발 융합결과
열영상 모듈 및 데모 시스템 (주관기관) + MEMS 반도체 공정기술 (공동기관) ⇒ 12um 픽셀 기반 qVGA 급 초소형 열영상 센서 및 모듈

□ 최종목표
ㅇ 상용CMOS 공정으로 제작한 ROIC 기판 상에 0.35um CMOS 공정을 적용하여 12um 픽셀 사이즈를 갖는 MBA 공정기술을 확보하고, 웨이퍼-레벨 진공 패키징 기술을 적용하여, 셔터가 필요없는 초소형/저전력 qVGA급 비냉각형 열영상센서를 개발한다.
ㅇ End Product
- qVGA 열영상센서 칩(HW-Chip)
- qVGA 열영상 모듈(HW-Module)
- qVGA 열영상 데모시스템(HW-SYS)

□ 출시 제품 및 서비스 현황
1. TW3212(비냉각형 열영상 카메라 모듈) - 부품
2. TW3212(비냉각형 열영상 센서) - 부품
3. CMOS 호환 MEMS 반도체 공정 기술 - 요소기술
4. MD-CDS 신호처리 알고리즘 기술 - 요소기술

□ 개발내용 및 결과
[제품1 : 12um 픽셀 기반 qVGA 급 초소형 열영상 센서 및 모듈]
ㅇ qVGA 열영상센서
- DAC(on-chip 2-채널, 12-비트), ADC(parallel 14-비트), 온칩 온도 센서 (기준 온도계용 CMOS 온도 센서 설계, 감도 > 12mV/℃), PLL(기준 클락용 고속, 400MHz)가 내장되고, qVGA(320x240) 디스플레이 해상도를 가지며 30Hz 프레임속도를 갖고, 셔터 및 열전냉각기를 제거하기 위한 2차원 MD-CDS 검출 기술 개발이 적용된 MBA 검출회로(Switching circuit, CTIA, CDS amplifier) 개발 및 제작 평가함.
- ROIC가 형성된 기판 상에 Recess 구조를 형성하고 50% 이상의 fill factor를 구성하고 센서층 이외의 기생저항 성분을 줄이기 위하여 저저항 앵커와 낮은 접촉저항을 구현하며, 대상체의 신호 성분을 최대한 흡수하기 위하여 흡수층을 최적화하고, 열신호가 ROIC로 소실되지 않도록 Narrow/Thin Leg의 마이크로볼로미터 어레이을 제작 평가함. 초소형 열영상센서를 구현하기 위하여 진공 패키징을 구현함.
ㅇ qVGA 열영상모듈
- Low Young’s modulus 물질을 이용하여 열영상센서를 PCB상에 기계적/전기적 결합하고 적외선렌즈 ass‘y와 전자부품(LDO, MCU 등)과 보정 software로 구성된 열영상 모듈을 구현
ㅇ qVGA 열영상 데모시스템
- 열영상모듈과 USB board 및 display에 필요한 전자부품과 Housing으로 구성되며, Matlab으로 디스플레이 환경을 구성하여 PC에서 데모할 수 있는 환경 구축

□ 기술개발배경
ㅇ 주관기관인 트루윈은 셔터리스의 차별화 포인트를 활용하여 35um 픽셀 사이즈를 갖는 80×60 열영상센서 및 모듈을 양산하고 있으나, 이 제품은 IoT 부분, 차량 실내용 및 스마트 가전기기 등에 활용이 국한됨.
ㅇ 상용무인차의 나이트비전, Security, 군수 등의 분야에서는 qVGA급 또는 그 이상의 해상도를 요구하고 있으며, 가격 경쟁력을 갖추기 위해서는 12um 픽셀에 대한 기술 확보가 절실함.
ㅇ MEMS 기술 기반 적외선 센서 Chip은 야간 장애물 검지 시스템 증대에 따라서 수요가 급증하고 있으나 대부분 수입에 의존하기 때문에 정부 지원이 요구됨

□ 핵심개발기술의 의의
ㅇ CMOS 파운드리 호환이 가능한 spin on carbon 희생층을 사용하여 창조적이고 독창적인 MEMS 공정 개발 확보함.
ㅇ 마이크로 볼로미터에 새로운 물질 (SOC) 개발 및 공정 적용에 관한 노하우 확보함.
ㅇ CMOS 반도체 산업 및 기술 인프라를 활용한 MEMS 공정 개발로 인한 대량 공급 기술 개발 확보함.
ㅇ 추루 CMOS 파운드리 인프라를 활용한 열영상 센서의 원가경쟁력 확보함.

□ 적용분야
ㅇ 보안 감시 및 침입자 감지 시스템
ㅇ 차량용 나이트 비전 및 자율 주행 시스템 안전 분야 적용
ㅇ 열영상 정보를 이용한 비접촉식 온도 모니터링을 통한 의료용 건강 검진, 질병 예방 및 환자 관리
ㅇ 대규모 농장에서 농작물의 수해 및 온도 모니터링과 축사 내의 가축 전염병 확인 및 질병 관리
ㅇ 공장 내부 설비의 오동작 및 과열 상태 모니터링을 통한 산업 재해관리와 공장 내 근로자의 안전 관리
ㅇ 산업 현장 화재 감시, 화재 현장의 인명 구호 및 소방 활동 안전 관리

(출처 : 초록 - 2. 개발결과 요약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 주요 연구성과 ... 10
• 국문 요약문 ... 14
• 목차 ... 17
• 표목차 ... 18
• 그림목차 ... 18
• 제 1 장 서론 ... 20
• 제 1 절 주관기관의 소개 및 바우처 사업의 지원 필요성 ... 20
• 제 2 절 필요기술(개발기술) 및 적용 제품/서비스의 개요 ... 23
• 제 3 절 필요기술(개발기술)이 적용된 제품/서비스의 국내외 시장의 현황 ... 27
• 제 4 절 기술개발 시 예상되는 기술적‧경제적 파급효과 ... 29
• 제 2 장 기술개발 내용 및 결과 ... 29
• 제 1 절 필요기술의 기술개발 범위 및 목표 요구사항 ... 29
• 제 2 절 최종 기술개발 목표 및 평가 방법 ... 30
• 제 3 절 기술개발 추진체계, 방법 및 일정 ... 37
• 제 4 절 기술개발 추진계획 대비 실적 및 성과 ... 40
• 제 3 장 주관기관의 사업화 계획 ... 43
• 제 1 절 기술개발 결과물의 적용(예정) 형태 및 기존 제품과의 우수성 (차별성) ... 43
• 제 2 절 현재까지의 내재화 및 사업화 실적(계획) ... 45
• 제 3 절 최종 제품/서비스의 시장 전망 및 향후 5년간의 사업화 계획 ... 45
• 제 4 절 기대효과 ... 46
• 제 4 장 사업비 사용현황 ... 47
• 1. 비목별 총괄표(주관+공동) ... 47
• 2. 참여연구원 ... 48
• 3. 위탁 및 용역과제 ... 48
• 【별첨 2】자체보안관리진단표 ... 49
• 【별첨 3】성과관련 스토리텔링 자료 ... 51
• 【별첨 4】성과 및 만족도(애로사항) 조사서 ... 53
• 【별첨 5】성과요약 ... 53
• 【별첨 6】과제수행(기관) 관련 각종 홍보자료 첨부(신문, 방송, URL 등) ... 53
• 끝페이지 ... 54