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[표지] 1
제출문 2
기술개발사업 최종보고서 초록 4
기술개발사업 주요 연구성과 12
국문 요약문 17
목차 18
제1장 서론 22
제1절 개발기술의 중요성 및 필요성 22
제2절 국내‧외 관련 기술 및 시장의 현황 28
제3절 기술개발시 예상되는 기술적‧경제적 파급효과 35
제2장 기술개발 내용 및 방법 38
제1절 최종목표 및 평가 방법 38
제2절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 44
제3장 결과 및 향후 계획 48
제1절 연구개발 결과 48
(1) 연차 연구개발 추진 일정 48
(2) 연차 연구개발 추진 실적 49
(3) 기술개발 결과 94
제2절 연구개발 추진 체계 98
제3절 시장현황 및 사업화 전망 99
제4절 사업비 사용현황 102
제5절 연구개발결과의 활용계획 104
별첨 106
[별첨 1] 자체평가서[내용누락;p.105-110] 106
[별첨 2] 자체보안관리진단표 107
[별첨 3] 일반성적서 109
[별첨 4] 특허 및 논문 증빙 129
[뒷표지] 137
그림 1-1. 제안된 CMOS-MEMS 공정 호환 불꽃감지 센서용 Thermopile 개념도 및 개별 소자 51
그림 1-2. CMOS-MEMS 공정 호환 불꽃감지 센서용 Thermopile 제작 공정 흐름도 52
그림 1-3. 개발된 CMOS-MEMS 공정 호환 불꽃감지 센서용 Thermopile SEM 및 광학 이미지 53
그림 1-4. 제작된 MIR MEMS Thermopile의 FT-IR 측정 결과 비교 (메타물질 및 단순한 흡수체 적용) 54
그림 1-5. TO기반으로 패키징된 CMOS-MEMS 불꽃감지용 Thermopile 광학 이미지들 55
그림 2-1. 제안된 불꽃감지 센서용 ROIC 시스템 56
그림 2-2. (a) Schematic of the opamp (b) AC simulation result 57
그림 2-3. (a) Schematic of the 1st-stage buffer (b) AC simulation result (c) Transient simulation result (Vbsaseline＝200 mV)[이미지참조] 58
그림 2-4. Baseline calibration의 동작원리 59
그림 2-5. Schematic of the VGA 60
그림 2-6. AC simulation result of the VGA (3 dB 〈 G 〈 21 dB, Gstep=6 dB)[이미지참조] 60
그림 2-7. (a) Schematic of the differential opamp (b) AC simulation 61
그림 2-8. Schematic of the SD buffer 62
그림 2-9. (a) AC simulation result of the SD buffer (b) Transient simulation result of the SD buffer (Fin＝1 MHz, Vin＝20 mVpp, CLOAD＝3 pF)[이미지참조] 63
그림 2-10. (a) Schematic of the 2nd-order LPF (b) AC simulation result (BW＝500 kHz) 64
그림 2-11. DC-offset cancellation (a) Binary search for VGA1 and SD buffer (b) Binary search for LPF (C) Binary search for differential buffers 65
그림 2-12. Simulation result of the DC-offset cancellation (Fin＝10 kHz, Vin＝10 mV, DC-offset＝50 mV, G＝18 dB) (a) Before DCOC (b) After DCOC[이미지참조] 66
그림 2-13. Schematic of the BGR 67
그림 2-14. Output voltage/current of the BGR according to temperature variation 67
그림 2-15. (a) Pre-simulation result of the ADC (b) Post-simulation result of the ADC 68
그림 2-16. Timing diagram of data hold register 69
그림 2-17. Block diagram of data hold register 69
그림 2-18. Setup/Hold time of data hold register 71
그림 2-19. Post-simulation result of data hold register 71
그림 2-20. Post-simulation result of data hold register & Decimation filter 72
그림 3-1. Top schematic of the ROIC 73
그림 3-2. Frequency response of the ROIC 74
그림 3-3. Gain tuning range of the ROIC 74
그림 3-4. Temp sensing range of the ROIC (0 dB 〈 G 〈 18 dB) 75
그림 3-5. Transient simulation result by operation sequence (Vin＝0.1 mVpp, CLOAD＝3 pF)[이미지참조] 75
그림 3-6. Temperature and signal sensing modes 76
그림 3-7. Noise simulation with G＝74.5 dB 76
그림 3-8. AC simulation result of the ROIC (PLS) 77
그림 3-9. Noise simulation result of the ROIC (PLS) 77
그림 3-10. Temperature and signal sensing modes (PLS) (Fin＝10 kHz, Vin＝10 uVpp, CLOAD＝3 pF)[이미지참조] 78
그림 3-11. Chip die photo 78
그림 3-12. 측정을 위해 제작된 PCB 79
그림 3-13. 측정을 위해 제작된 PCB 회로도 79
그림 3-14. 측정을 위해 제작된 I2C control GUI (1) 81
그림 3-15. 측정을 위해 제작된 I2C control GUI (2) 81
그림 3-16. 측정을 위해 제작된 I2C control GUI (3) 82
그림 3-17. (a) Measurement result of the voltage gain (b) Measurement result of the DC-offset cancellation 83
그림 3-18. (a) 써모파일 + ROIC multi-chip package (MCP)의 설계도 (b) 패키지 시제품 84
그림 4-1. 상용센서와 개발센서의 반응도 및 감지도 측정을 위한 센서 장착용 평가 보드 사진 85
그림 4-2. 상용 MEMS Thermopile의 datasheet (Hammastu, T11722) 86
그림 4-3. 촛불 유무에 대한 출력전압 변화값 측정 결과 87
그림 4-4. 반응도 및 잡음전압을 측정하여 감지도를 평가한 결과 88
그림 4-5. 패키지된 MEMS Thermopile의 개구부와 측면부 높이를 측정하는 개념도 및 사진 89
그림 4-6. 촛불 유/무에 따른 정상동작 상태에서 평균 소비전력을 평가한 결과 90
그림 5-1. 써모파일과 ROIC의 연동 테스트 환경 91
그림 5-2. 써모파일 측정 결과 (Gain＝0 dB) 91
그림 5-3. 써모파일 측정 결과 (Gain＝6 dB) 92
그림 5-4. 써모파일 측정 결과 (Gain＝12 dB) 92
그림 5-5. 써모파일 측정 결과 (Gain＝18 dB) 93
그림 5-6. Bluetooth 4.1을 장착한 MEMS Thermopile 평가보드 이 불꽃 발생 시 Tx-Rx 연동 시험 93
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