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MEMS 기술에 의한 초음파 모터의 실현

전문가 제언: ○ 초음파 모터는 압전소자에 의한 초음파 영역의 탄성진동을 마찰을 이용하여 이동체의 기계적 운동으로 변환하는 모터로서 소형 디지털기기, 시계, 카메라 등 소형정밀기기에 이미 이용되고 있고, 장치의 마이크로화 추세에 따라 소형화 요구가 계속하여 증대되는 추세이다.

○ 이 모터는 권선이 불필요하여 구조가 비교적 간단하고, 탄성체의 진동을 이용하여 높은 형상자유도를 갖는 마이크로 구조의 모터를 개발할 수 있는 가능성이 잠재해 있다. 이 특징 때문에 마이크로 시스템에서 조립.반송 유닛의 로봇 암 구동기능으로서 마이크로 초음파 모터가 개발되는 등 연구개발이 확대되고 있다.

○ 이러한 연구에서 중요한 동향 중의 하나가 이 논문에서 다루고 있는 MEMS 가공기술을 응용한 마이크로 초음파 모터의 개발이다. 소형의 초음파 모터는 이미 상용화되고 있으나, 반도체 미세가공에 의한 압전 박막을 이용하여 초소형의 초음파 MEMS 액추에이터를 실용화하는 기술은 아직 연구개발 단계에 있다.

○ 일본에서는 초음파 마이크로모터 연구에서 대표적 연구실적을 보여 온 Tokyo 공업대학(TIT) 연구팀이 스위스의 대학․연구기관들과 공동연구를 통해 압전 재료를 이용한 마이크로모터 연구를 꾸준히 진행시켜 왔다. 이미 봉상진동체(棒狀振動體)의 휨 진동을 이용한 소형 초음파모터(카메라의 자동초점용)의 실용화 연구에 기여한 실적이 있는 이 연구그룹은 초음파 모터의 마이크로화를 실현하기 위해 수열합성법(水熱合成法)으로 압전 박막을 실현시키고 있다.

○ MEMS에서 액추에이터의 주류는 정전형(electrostatic type)이지만 초음파모터를 실리콘 프로세스로 제작하려는 시도가 특히 시계산업을 겨냥하여 개발경쟁이 뜨겁게 이뤄지는 추세이다. 이러한 흐름을 반영하고 있는 이 논문이 관심 있는 국내 연구원들에게 관련기술 동향을 파악하는데 다소나마 도움이 되기를 기대한다.

저자: KUROSAWA Minoru
자료유형: 학술정보