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생체의학에 적용 가능한 테이퍼형태의 금속성 마이코로니들 어레이의 개발
제우성,이정봉,김갑석,김경환,진병욱,Che Woo Seong,Lee Jeong-Bong,Kim Kabseog,Kim Kyunghwan,Jin Byung-Uk 한국마이크로전자및패키징학회 2004 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.11 No.2
본 연구에서는 유리기판을 통한 SU-8의 이중층을 후면 노광을 통하여 테이퍼지고 속이 빈 형태의 마이크로니들 배열구조물을 만드는 새로운 방법을 제안하였으며 테이퍼지고 속이 빈 형태의 원형축의 Buckling현상에 관한 해석해를 구하였다. Pyrex 7740을 유리기판으로 사용하고 이중층 구조의 SU-8 막을 후면 노광으로 금형 구조물을 제작하는 공정을 개발하였다. $200\;{\mu}m$ 높이의 SU-8기둥들에서 $4.37{\sim}5^{\circ}$범위의 테이퍼 각도를 $400\;{\mu}m$ 높이의 SU-8기둥에서는 $3.08{\sim}4.48^{\circ}$범위 내의 테이퍼 각을 보여주고 있다. 후면 유체저장소와 가로세로 각각 10개의 테이퍼 형태로 전기도금된 니켈 마이크로니들 어레이를 유리 기판을 통해 이중층 구조의 SU-8막을 후면 노광하고. 니켈을 전기도금 함으로서 실현시켰다. $200\;{\mu}m$와 $400\;{\mu}m$ 높이의 벽두께 $10{\mu}m-20{\mu}m$ 및 내경 $33.6{\mu}m-101{\mu}m$인 마이크로니들 어레이를 제작하였다. 또한 $400\;{\mu}m$ 높이의 벽두께 $20\;{\mu}m$ 및 내경 $33.6\;{\mu}m$인 $3.08^{\circ}$의 테이퍼 각 마이크로니들의 임계 버클링힘은 1.8N이었다. 이 해는 차후의 테이퍼 형태의 마이크로니들의 설계시 많은 도움을 주리라 생각한다. This paper presents a novel fabrication process for a tapered hollow metallic microneedle array using backside exposure of SU-8, and analytic solutions of critical buckling of a tapered hollow microneedle. An SU-8 meta was formed on a Pyrex glass substrate and another SU-8 layer, which was spun on top of the SU-8 mesa, was exposed through the backside of the glass substrate. An array of SU-8 tapered pillar structures. with angles in the range of $3.1^{\circ}{\sim}5^{\circ}$ was formed on top of the SU-8 mesa. Conformal electrodeposition of metal was carried out followed by a mechanical polishing using a pianarizing polymeric layer. All organic layers were then removed to create a metallic hollow microneedle array with a fluidic reservoir on the backside. Both $200{\mu}m\;and\;400{\mu}m$ tall, 10 by 10 arrays of metallic microneedles with inner diameters of the tip in the range of $33.6{\sim}101\;{\mu}m$ and wall thickness of $10{\mu}m\;-\;20{\mu}m$ were fabricated. Analytic solutions of the critical buckling of arbitrary-angled truncated cone-shaped columns are also presented. It was found that a single $400{\mu}m$ tall hollow cylindrical microneedle made of electroplated nickel with a wall thickness of $20{\mu}m$, a tapered angle of $3.08^{\circ}$ and a tip inner diameter of $33.6{\mu}m$ has a critical buckling force of 1.8 N. This analytic solution can be used for square or rectangular cross-sectioned column structures with proper modifications.
제우성,김경우,권휴상,Che, Woo-Seong,Kim, Kyong-Woo,Kwon, Hyu-Sang 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.10
해양환경 규제 MEPC의 규제 강화로 인하여 더욱 정밀하고, 신뢰성을 확보한 빌지분리 센서 시스템이 필요하다. 빌지 분류기를 설계 제작하기 위해서는 기름과 물을 구별하는 정밀한 유수분리 레벨센서가 필요하다. 이를 위하여 본 연구에서는 정전용량형 레벨센서의 특성 파악을 위해 3차원 시뮬레이션을 수행하여 특성을 파악하였으며, 이를 토대로 레벨센서의 설계시 주요한 설계인자를 추출하였다. 동작회로를 Digital 회로로 구성함으로써, 정전용량형 센서의 원천적인 기생커패시턴스 문제를 해결하였으며, 실험장치를 구성한 후 실험을 수행하였다. 실험 결과를 보면 노이즈에는 강인해졌음을 알 수 있었다. 그리고 추출한 정전용량형 레벨센서의 설계인자를 이용하여 정밀도를 향상시키기 위한 연구가 향후에 진행 될 필요성이 있다. Demand of enhanced bilge separation sensor system has been recently increased due to the severe regulation reinforcement of MEPC(Marine Environment Production Committee). Up to date bilge separation sensor has to be extremely accurate and highly reliable. To design and build such a bilge separator. a precise oily water separation level sensor that distinguishes oil from water is critical. Three dimensional simulations have been carried out to figure out the characteristics of capacitive level sensors, which grounds the finding of the parameters required to design the sensors. The parasitic capacitance problem which is inherent to capacitive level sensors has been taken care of. This paper concludes with the future research direction that can be pursued with the newly defined parameters of the capacitive level sensors.
광조형 공정시 휨에 의한 변형을 개선하기 위한 역설계 시스템의 적용
제우성,Che, Woo-Seong 한국반도체디스플레이기술학회 2009 반도체디스플레이기술학회지 Vol.8 No.4
The slender device(long length and thin width) manufactured by stereolithography process suffers from large curl distortion. This paper adapts two control parameters such as a critical exposure and a penetration depth. The measurement of the test parts dimension are carried out by reverse engineering method with the optical 3-dimensional measurement equipment. We investigate how each parameter contributes to the part accuracy and estimates the optimal set of parameters which minimizes the dimensional error of the test parts. Finally, As being an the RAM slot as being an example of the slender device, the RAM slot is made with the optimal values of control parameter and the results are investigated
Megasonic wave를 이용한 실리콘 이방성 습식 식각의 특성 개선
제우성,석창길,Che Woo-Seong,Suk Chang-Gil 한국마이크로전자및패키징학회 2004 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.11 No.4
메가소닉파을 이용하여 KOH 용액에서의 실리콘 이방성 습식 식각의 특성들을 개선하기 위한 새로운 방법에 관한 연구를 하였다. P형 6인치 실리콘 웨이퍼를 메가소닉파를 이용한 상태와 이용하지 않은 상태에서 식각 실험을 각각 수행하여 식각 특성들을 비교하였다. 메가소닉파는 식각균일도, 표면 조도 등과 같은 습식 식각의 특성들을 개선시키는 것으로 나타났다. 메가소닉파를 이용했을 때 식각 균일도는 전체 웨이퍼 표면의 ${\pm}1\%$ 이하이며, 메가소닉파를 이용하지 않았을 때는 ${\pm}20\%$이상이다. 식각 공정에 사용한 초기의 실리콘웨이퍼의 제곱 평균 표면 조도($R_{rms}$)는 0.23 nm이다. 자기 진동과 초음파 진동을 이용한 식각에서의 평균 표면 조도는 각각 566 nm, 66 nm로 보고 되었지만, 메가소닉파를 이용하여 $37{\mu}m$ 깊이로 식각한 경우 평균 표면 조도가 1.7nm임을 실험을 통하여 검증하였다. 이러한 결과는 메가소닉파를 이용한 식각 방법이 식각 균일도, 표면 평균 조도 등과 같은 식각 특성들을 개선시키는데 효과적인 방법임을 알 수 있다. A new method to improve the wet etching characteristics is described. The anisotropic wet-etching of (100) Si with megasonic wave has been studied in KOH solution. Etching characteristics of p-type (100) 6 inch Si have been explored with and without megasonic irradiation. It has been observed that megasonic irradiation improves the characteristics of wet etching such as an etch uniformity and surface roughness. The etching uniformity on the whole wafer with and without megasonic irradiation were less than ${\pm}1\%$ and more than $20\%$, respectively. The initial root-mean-square roughness($R_{rms}$) of single crystal silicon is 0.23 nm. It has been reported that the roughnesses with magnetic stirring and ultrasonic agitation were 566 nm and 66 nm, respectively. Comparing with the results, etching with megasonic irradiation achieved the Rrms of 1.7 nm on the surface after the $37{\mu}m$ of etching depth. Wet etching of silicon with megasonic irradiation can maintain nearly the original surface roughness after etching process. The results have verified that the megasonic irradiation is an effective way to improve the etching characteristics such as etch uniformity and surface roughness.
역설계 시스템을 이용한 고속 Air-Blower의 특성 해석
제우성(Woo Seong Che),이동수(Dong Soo Lee),신재진(Jae-Jin Shin),안진우(Jin-Woo Ahn),이동희(Dong-Hee Lee) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.4
This paper presents a reverse engineering technology for the analysis and design of a high speed air-blower system. The characteristics of air-blower is dependent on a motor and a flow of a impeller. In this paper, a impeller shape and a flow of an air-blower' system are reverse engineered to analyzed the output characteristics. And the results are verified by a practical test. The reverse engineering for an air-blower can be used to improve the performance of blower flow.
제우성(Woo-Seong Che),이동수(Dong-Soo Lee),김정현(Jung Hyun Kim),손을호(Eul-Ho Son),양승용(Seung-Young Yang) 한국자동차공학회 2010 한국자동차공학회 지부 학술대회 논문집 Vol.2010 No.12
External gear pumps are the most widely employed source of power in hydraulic applications, allowing good performance and low manufacturing cost Generally, pumps with involute external gears are most commonly used. The undesired large pressure overshoots or spikes could be excited by virtue of the sudden volumetric change of meshing pockets. In practice, the spikes cause the gear machines to be noisy, inefficient, and have fatigue problems. In order to improve above issue, relief grooves are adopted practically. In this paper, the effects of relief groove configurations are considered by using analysis.