[과제물]MEMS 논문 요약 3

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MEMS 관련 논문 요약

목차

1. 요시다 카즈히로, 박중호, 요코타 신이치, 윤소남, "ER(Electro-Rheological)
밸브 집적형 마이크로 액추에이터", 제 6회 한국 MEMS 학술대회 논문집,
2004, pp. 8-13
2. 백석순, 최범규, 백영준, 오용수, “ER(Electro-Rheological) 밸브 집적형
마이크로 액추에이터", 제 6회 한국 MEMS 학술대회 논문집, 2004, pp. 8-13

본문내용

ER(Electro-rheological) fluid란, 전기장을 가했을 때 전기장의 세기에 따라 점도가 바뀌는 유체를 말한다. 연구에서는 ER fluid를 이용하여 밸브를 만들고, 이것을 diaphragm과 통합하여 마이크로 액추에이터를 개발하고자 하였다.
첫째, 적합한 homogeneous ER fluid를 선정하기 위하여 여섯가지 종류의 nematic liquid crystal을 실험을 통해 비교 분석하였다. 실험 결과로부터 MLS-6457-000이 낮은 base viscosity를 가지고, 가장 큰 ER effect를 보이며, 중간정도의 반응속도를 보여 ER 밸브의 유체로서 사용하였다. Nematic LC를 이용한 ER 밸브의 원리는 Fig. 1에 묘사된 바와 같이, 전압을 가했을 때 nematic LC 분자들이 유체의 흐름에 수직으로 배향하여 유체의 점도를 높이므로 밸브로서 역할을 하게 된다. ER 밸브 장치는 TMAH를 이용한 bulk micromachining에 의해 제작되었으며 장치의 도식은 Fig. 2와 같다.

ER 밸브에 5.0 kV를 가했을 때, 유체의 흐름은 두 단계 반응으로 나타났다. 처음에는 아주 빠르게 압력차가 증가했다가, 다음에는 서서히 증가하는 경향을 보였다. 이것은 nematic LC 분자들이 가해진 전압에 대해 아주 빠르게 배향을 하고, 이후 서서히 분자의 domain들이 모이기 때문이다.
둘째, 마이크로 액추에이터의 동적 파트를 제작하기 위하여 유연하고 강도가 좋은 polyimide를 이용한 diaphragm을 제작 실험하였다. polyimide diaphragm은 내부로부터 압력이 가해졌을 때 구부러져 출력 변위를 준다. 제작된 장치의 도식은 Fig. 7과 같다. 크롬은 polyimide층을 보호하기 위하여 sputter로 증착되었고, 크롬층 위에 5μm의 polyimide를 코팅하였으며, 맨 위의 금은 laser displacement meter로 표면의 변위정도를 측정하기 위해 증착되었다.

참고 자료

없음