금속 박막 센서 특집

 

 

본 특집에서는 당사가 개발에 주력하고 있는　
금속상 박막센서를 피처해 갑니다.

당사 고유의 세련된 센싱 기술을 통해 생산되는 고성능 잠재력을 활용하여 다양한 분야에서 혁신적인 제품의 창출에 기여합니다.

당사의 박막 소자는 금속을 직접 증착하여 만들어져 포일 스트레인 게이지에 비해 진동/충격에 의한 게이지의 박리가 발생하지 않는 매우 뛰어난 내구성을 가지고 있습니다. 칩 제품의 기계 체결에서도 1,000만 사이클의 내구 테스트로 성능에 변동이 없습니다.

스트레인 센서의 종류

박막 스트레인 센서란？

다른 방식의 스트레인 센서도 마찬가지이지만, 스트레인에 의한 저항값 변화는 원래의 저항값으로부터 하면 얼마 되지 않으므로 휘트 스톤 브리지 회로를 사용하여 저항 값의 변화를 브리지의 밸런스 포인트에서 전위차로 추출합니다.

본 절에서는 당사가 개발한 금속 박막 센서의 높은 성능과 특징을 소개합니다.

고성능 포텐셜/편의성 추구

당사의 금속박막 센서는 감도와 환경 안정성 사이의 밸런스가 뛰어나 다양한 계측 요구에 응할수 있는 높은 포텐셜을 가지고 있습니다.

변형 센서 소자에는 고감도의 박막 재료를 채용해, 금속의 기재에 절연막을 개재하여 막을 붙임으로써, 기재에 발생하는 응력을 다이렉트에 검출할 수 있습니다. 이 독특한 구조는 필름이나 접착제를 사용하지 않는 것으로 아래와 같이 탁월한 성능을 발휘합니다.

1. 고내구성

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• 당사의 박막 소자는 금속을 직접 증착하여 만들어져 포일 스트레인 게이지에 비해 진동/충격에 의한 게이지의 박리가 발생하지 않는 매우 뛰어난 내구성을 가지고 있습니다. 칩 제품의 기계 체결에서도 1,000만 사이클의 내구 테스트로 성능에 변동이 없습니다.

2. 고감도

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• 당사의 박막 재료는 일반 금속박에 비해 게이지율이 5~10배라는 재료를 사용하고 있습니다. 이러한 높은 게이지 계수를 통해 고 S/N비를 얻을수 있어 고감도의 센싱이 가능합니다.

3. 뛰어난 선형성

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• 변형 센서 소자와 변형이 발생하는 금속이 단단한 절연막을 통해 강력하게 결합되어 중간에 슬라이딩 요소가 없기 때문에 히스테리시스의 발생이 억제됨으로써 왜곡량을 정확하게 전달할수 있습니다.

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• 금속은 선형 탄성 영역에서도 응력이 커짐에 따라 약간 비선형적인 특성이 나타납니다. 당사의 변형 센서 소자는 감도가 높아 약간의 왜곡을 검출할수 있기에 선형성이 높은 소왜 영역에서도 충분한 출력을 얻을수 있어 우수한 선형성을 실현하고 있습니다.

4. 저 드리프트

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• 전통적인 필름형 스트레인 게이지는 스트레인 게이지 요소와 기판 사이에 접착제나 수지 재료를 사용합니다. 그 경우, 사용 환경에 의한 영향 등으로 경시적으로 서서히 수지 재료 등이 변형함으로써 드리프트가 발생합니다. 이와 대조적으로 당사의 센서는 금속상에 직접 성막하고 있기 때문에, 변형하는 수지 자체가 없는 것에 의해 환경 변화나 경시 변화의 영향에 덜 민감하게 하여 출력 드리프트의 발생이 억제됩니다.

5. 고속 응답

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• 직접 성막의 구조에 의해, 센서와 기판 사이의 물질을 최소화하여 반응 저해 요인을 최소화합니다. 결과적으로 변형에 따른 전달 속도가 매우 빨라 힘과 토크 변동을 빠르고 정확하게 측정할 수 있습니다.

6. 설치 편리성

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• 금속 칩 상에 직접 성막한 박막 변형 센서를 구조체(피측정물)에 설치할 필요가 있지만, 당사는 "나사 고정" 접합 기술을 사용하여 테스트 대상에 장착됩니다.
  박막 변형 센서를 기왜부로서 피측정물에 부착한후 변형을 계측하므로 탑재하는 장치에 맞는 유연한 구조 설계를 가능하게 했습니다. 나사 고정이므로 필름형의 변형 센서와 같이 오랜 시간을 들여 피측정물에 접착하는 공정도 불필요하므로 대량 생산에도 적합하고 탁월한 안정성과 정확한 변형률 측정을 제공합니다.

7. 디자인 자유도

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• 게이지 패턴은 증착 공정을 통해 이루어지며, 변형이 일어나는 지점에 핀포인트, 미세한 패턴을 형성할수 있어 고객의 테스트 대상에서 발생하는 변형에 따른 박막 변형률 센서 구성이 가능하며 자유로운 설계가 가능합니다.

센서칩+구조체의 센서모듈로 제공

측정하중을 기준으로 한 탄성구조 형상

【집적 회로도 이용 가능】

다양한 기능성 발휘 가능

당사의 금속 박막 센서는 다양한 기능적 요구사항을 충족하는데 사용될수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

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• 한 방향으로 가해지는 힘·토크의 크기를 극미소로부터 톤 클래스의 하중까지 측정할 경우.

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• 다방향에 가해지는 힘·토크의 크기를 각 축 방향으로 분리하여 계측할 경우.

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• 측정한 부하에 따라 가압력이나 회전 토크를 정밀하게 제어할 경우.

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• 변동하는 부하를 측정하여 이상을 감지하거나 수명을 추측할 경우.

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• 중량을 정밀하게 계량·계측할 경우.

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• 최소한의 움직임이라도 즉시 감지할 경우.

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• 가해지는 힘을 감각적으로 사람에게 리얼하게 전달할 경우.

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• 조작의 힘 가감으로 기기를 제어할 경우.

귀하의 요구사항을 공유해주세요.

이상으로부터, 당사 금속상 박막 센서는 아래와 같은 다양한 응용 분야에서 고객의 혁신적인 제품을 창조하는데 기여할 큰 가능성을 숨기고 있습니다.

• 로봇
• 파워 어시스트
• 터치 프로브
• 카테터
  가압 센서
• 공작 기계 공구
• 로드셀
• 중량계
• 프레스 금형의
  응력 측정
• 미싱
• 입력장치
• 조이스틱
  컨트롤러
• 모빌리티의
  구동 토크 제어

귀하의 응용 분야의 성능과 유용성에 가장 적합한 센서를 제공하기 위해 당사는 귀하의 특정 요구 사항에 맞는 센서를 제안합니다. 고객의 제품에 최적의 센서를 제공하기 위해서는 개발 초기에 기술과 사양을 맞추는 것이 효과적입니다. 부담없이 상담해 주십시오.

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