<일본시장보고서>MEMS 기술 시리즈2(한국어판)
A4 53p / 2024년 1월 17일 발간(Yano E-plus 2022년 8월호 및 9월호 게재내용 발췌)
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게재내용
MEMS 기술 시리즈(3) ~미세가공기술~
1. MEMS/미세가공기술이란
2. MEMS╱미세가공기술의 종류
2-1. 박막형성
2-2. 리소그래피
2-3. 식각(Etching)
2-4. 접합ㆍ접착
2-5. 3차원(3D) 가공
2-6. 조립기술
3. MEMS╱미세가공기술에 관한 시장규모 추이와 예측
(그림ㆍ표1) MEMS╱제조 일본 국내 및 세계 시장규모 추이와 예측(금액: 2020~2025년 예측)
(그림ㆍ표2) MEMS╱제조 미세가공기술별 세계 시장규모 추이와 예측(금액: 2020~2025년 예측)
4. MEMS╱미세가공기술 관련 기업ㆍ연구기관 대응 동향
4-1. 국립대학법인 군마대학(群馬大学)
(1) 폴리머 MEMS에 의한 3D 리소그래피
(그림1) 3D 리소그래피의 위상
(그림2) 일반적인 리소그래피(좌)와 비교한 3D 리소그래피 가공원리(우)
(그림3) 3D 리소그래피 장치
(그림4) 3D 리소그래피 가공 예 SEM 상
(2) 3D 리소그래피로 제작한 MEMS 디바이스 사례: IoT용 진동발전장치
(그림5) 메타물질 구조를 이용한 진동발전용 캔틸레버 모델(좌)과 실물사진(우)
(3) 가공형상 예측 시뮬레이션
(그림6) 가공형상 예측 시뮬레이터에 의한 계산결과와 제작사례
4-2. 국립대학법인 전기통신대학
(1) 플라즈모닉스 구조를 이용한 MEMS 모놀리식 적외선 분광 센서
(그림7) SPR을 전기적으로 검출하는 구조
(그림8) 제작한 광 검출 구조. 조감도(좌측 위), 확대도(좌측 아래), SEM 상(우)
(그림9) 완전 MEMS화로 가능해진 소형 분광기
(2) 메타물질 편광필터
(그림10) 기계적으로 변형을 일으키는 기구에서 얻은 마이크로 나선 메타물질 구조 단면 형상(상), 표면 형상(하)
4-3. 국립대학법인 돗토리대학(鳥取大学)
(그림11) 저침습 로봇 겸자의 개발 모습과 겸자 파지력 센싱 원리도
(1) 비평면 미세가공기술 개발
(그림12) 차세대 저침습 의료 디바이스에는 원통 형상에 기능을 부여하는 공정이 필요
(그림13) 원통 노광 시스템
(그림14) 지름 1mm 튜브에 코일을 제작한 사례
(2) 비평면 미세가공기술의 응용
(그림15) 광섬유 내시경 구조(a)와 구동원리(b)
(그림16) 광섬유 내시경 시제작품
(그림17) 체강 내 MRI 프로브 전체 상(상), 코일 디자인(중), 코일 실물 사진(하)
(그림18) 체강 내 MRI 프로브 촬상 결과(측방시)
4-4. 국립대학법인 나가오카기술과학대학(長岡技術科学大学)
(1) 펨토초 레이저를 이용한 3D 금속 미세조형의 특징
(그림19) 열가공에서의 연속파 발진ㆍ나노초 레이저(좌) 펨토초 레이저(우)의 차이
(그림20) 펨토초 레이저를 이용한 환원 묘화 공정
(2) Cu-rich/Cu2O-rich 선택 묘화
(그림21) 레이저 묘화 속도에 따른 CuO 나노입자 환원도 평가
(3) 자성재료에 대한 응용
(그림22) Ni/Cr2O3 복합재료 제작 예
(4) 3D 유량센서의 적층 조형
(그림23) 3D 유량센서 조형공정
4-5. 국립대학법인 도카이국립대학기구 나고야대학(東海国立大学機構 名古屋大学)
(1) 콤비나토리얼 기술에 의한 신재료 개발
(그림24) 아크 플라즈마 증찹법 모식도(좌)와 장치 외관(우)
(그림25) 아크 플라즈마 증착법을 이용한 조성 탐색ㆍ최적화
아몰퍼스 조성 탐색 예(좌), 내열 조성 탐색 예: 723K-50h(중), 723K-100h(우)
(그림26) Combi-NFTS에 의한 삼원계 재료의 조성 경사막 형성
Combi-NFTS 장치 모식도(좌), 출력 변화에 따른 조성 변화(우)
(그림27) 서모그래피에 의한 결정화 개시온도 측정법 모식도(좌)와 하이스루풋 평가결과(우)
(2) 새로운 마이크로ㆍ나노 가공기술
(그림28) 담금질 기법에 의한 평면구조. 담금질 있음(상), 담금질 없음(하)
(그림29) 변형가열법에 의한 입체구조
(그림30) 역리프트오프법을 이용한 코일 패턴 형성
(그림31) 역리프트오프법을 이용한 후막 금속유리 MEMS 미러 구조 SEM 상(좌), 디바이스 외관(우)
4-6. 국립대학법인 니가타대학(新潟大学)
(1) Si 이외의 DRIE 가공장치, 공정기술
(그림32) 탁상형 DRIE 가공장치
(그림33) 다양한 재료의 MEMS 가공사례
(2) 수정 MEMS 센서 기술
(그림34) 수정가공용 DRIE 장치
(그림35) DRIE 가공 예: 역메사와 볼록면 형상을 가진 수정 진동자(좌),
가우시안 형상으로 가공한 수정 진동자(우)
(3) MEMS 촉각복합센서, 촉각 수치화 및 재현
(그림36) MEMS 촉각센서 시제품 예
5. MEMS╱미세가공기술의 과제와 전망
MEMS 기술 시리즈(4) ~파운드리~
1. MEMS/파운드리란
2. MEMS╱파운드리의 특징과 우위성
3. MEMS/파운드리에 관한 시장규모 추이와 예측
(그림ㆍ표1) MEMS╱파운드리의 일본 국내 및 세계 시장규모 추이와 예측(금액: 2020~2025년 예측)
4. MEMS╱파운드리 관련 기업ㆍ연구기관의 대응 동향
4-1. YITOA Microtechnology 주식회사
(1) LiDAR용 MEMS 미러 개요
(그림1) 기계회전 방식 미러(좌)와 MEMS 방식 미러(우)의 차이
(그림2) MEMS 미러 개발사례
(2) 전자구동방식 MEMS 미러의 구동원리
(그림3) 전자구동방식 MEMS 미러 실물 사진(좌)와 구조 모식도(우)
4-2. 주식회사 KYODO INTERNATIONAL
(1) MEMS 파운드리
(그림4) Si 전극 TSV(Sil-Via™) 사례
(그림5) Cu 전극 TSV(Met-Cap™) 사례
(그림6) Glass Via 사례
(그림7) 스퍼터링법에 의한 PZT 성막 사례
(2) 폴리머 MEMS
(그림8) 폴리머 MEMS 응용사례, 박막 열전대(좌), 절지 구조체(중), 3D 멤브레인(우)
4-3. 주식회사 KRI
(1) 스마트머티리얼연구센터 펠로&피코시스템연구실에 대하여
(그림9) 펠로&피코시스템연구실의 핵심기술과 사업영역
(2) 자기 점탄성 재료의 촉각센서의 응용
(그림10) 자기 점탄성 재료를 이용한 자성체층 제작(좌) 및 고감도 촉각센서 구조(우)
(그림11) 자기 점탄성 재료를 이용한 촉각센서의 구조와 원리
(3) IoT 시대에 전지가 불필요한 환경발전
(그림12) 자기 점탄성 재료를 이용한 진동발전
(그림13) 자성 엘라스토머 발전 실험결과
4-4. CITIZEN FINEDEVICE 주식회사
(그림14) CITIZEN FINEDEVICE의 핵심기술
(1) CITIZEN FINEDEVICE의 MEMS 사업
(2) MEMS 제품ㆍ기술사례
(그림15) 전자구동형 광 스캐너
(그림16) FG형 자기센서+경사센서
(그림17) 온도보상형 수정 발진기ㆍ수정 진동자의 WLP Si 패키지(상), 세라믹스 패키지(하)
(그림18) 지그
(그림19) 마이크로 리액터에서의 균일 미립자 형성
(그림20) 마이크로 니들
(그림21) MALDI-TOF 질량분석용 디스포 플레이트
(그림22) 노화황반변성증 등의 치료에 이용되는 세포를 젤라틴으로 포매하는 마이크로 유로 주형
4-5. Yamanaka Hutech 주식회사
(1) MEMS 수탁가공서비스 사업의 경위
(그림23) 마이크로 화학 칩의 구조(좌)와 실물 사진(우)
(2) MEMS 사업의 특징
(3) MEMS 기술
(그림24) 노광 패터닝 예. 전체 이미지(좌), 허니컴 패턴(중), 라인 패턴(우)
(그림25) 식각 가공 예. 석영필러가공(좌), Si DRIE 가공(중), 석영단차형성가공(우)
4-6. 국립대학법인 도쿄공업대학(東京工業大学)
(1) OFC마이크로프로세스부문의 설립 경위
(그림26) OFC마이크로프로세스부문의 클린룸 MEMS제작 프로세스(좌), 다이아몬드
(그림27) 메카노 마이크로 프로세스실과 OFC 마이크로 프로세스 부문이 관계하는 연구분야(상), 메카노 마이크로 프로세스실 운영위원회 교직협동체제(하)
(2) OFC 마이크로 프로세스 부문의 운영
(그림28) 메카노마이크로프로세스실 운영 콘셉트
(3) 연구지원과 인재양성
(그림29) OFC 마이크로 프로세스 부문의 연구지원 방향성(좌측 위)
연구와 연구지원의 포지티브 루프 형성(우측 아래)
4-7. 국립대학법인 도호쿠대학(東北大学)
(1) μSIC의 설립 목적ㆍ경위
(2) μSIC의 조직
(그림30) μSIC의 조직
(3) 시설
(그림31) μSIC의 2층 클린룸 레이아웃
(4) ‘시제품 코인런드리’
(그림32) ‘시제품 코인런드리’ 유저 일람(성과 공개 이용)
(5) 머티리얼 DX 추진
5. MEMS╱파운드리의 장래 전망
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