기초과제

기업지원형 센서용 핵심소재 / 공정개발 및 플랫폼구축
Establishment of Sensor Material / Process Platform for Enterprise Support

연구 책임자 : 서수정

본연구는 기존의 MEMS 기반센서들을 초박, 초소형화하는 기술 및 유연센서와의 융복합을 위한 요소기술 및 이에 따른 신소재 개발을 하는 기업지원형 플랫폼을 구축하는 것임.

구분 연구목표
1차년도 초박형 초소형 센서용 기판개발
2차년도 MEMS기반 초박형 초소형 센서용 단위공정개발
3차년도 초박형 초소형 센서용 패키지소재/공정개발
4차년도 연성센서용 핵심소재/공정기술 개발
5차년도 연성/경성 융복합센서 요소공정 기술개발
6차년도 연성/경성 융복합센서 패키지 기술개발
기대효과(파급효과/활용방안)
  • 1단계(1~3차년도)에 기존MEMS기반 센서들의 성능향상 및 초박, 초소형화를 위한 단위공정, 패키지 공정 및 소재개발을 통하여 2단계(4~6차년)에 연성센서와의 융복합 및 웨어러블 디바이스에 적용하기 위한 선행기술을 확보하고 최종적으로 연성/경성 융복합센서 제작을 위한 소재, 공정, 패키지등 핵심기술의 원천기술 확보가 가능
  • 기업지원형 융복합센서 소재/공정 플랫폼구축을 통하여 도내 센서기업들의 연구개발을 지원하고 산학협업을 통하여 차세대 센서용 핵심기술들을 선점하여 신규센서 시장에서 글로벌 경쟁력을 확보 플랫폼을 통하여 개발된 기술을 바탕으로 경쟁력있는 융복합센서의 제품화, 산업화를 통하여 참여기업의 매출향상 및 고용창출에 기여
응용 과제 (총괄)

융복합센서를 위한 응용기술연구
A study of application technique for Convergence Sensors

연구 책임자 : 서수정

구분 연구목표
1차년도 센서용소재에 대한 기초연구 및 단위공정 설계
2차년도 센서용소재/공정개발 및 특성향상
3차년도 센서용소재/공정최적화 및 융복합화를 위한 요소기술 개발
4차년도 융복합 센서용 소자 구조설계
5차년도 융복합센서개발및성능평가
6차년도 융복합센서신뢰성확보및사업화추진
기대효과(파급효과/활용방안)
  • 고감도·고성능 센서 소재 및 소자개발을 통하여 학·산기관에 대한 기술개발 활성화 유도
  • 고감도·고성능 센서관련 기술은 헬스케어, 모바일IT, 웨어러블기기 등의 차세대 디바이스 시장에서 핵심기술로 다양한 제품에 사용할 수 있음
  • 웨어러블 센서개발 및 다른센서 간의 패키징 기술선점으로 차세대 융복합 센서소재 및 소자개발 분야에서 선도연구 그룹으로 성장가능
  • 국내 센서시장의 핵심기술 개발에 따른 기술력선점 및 박사급 전문인력 양성에 따른 국가경쟁력 향상
  • 특히 산업현장에서의 유해가스 감지 및 오염도를 감지하여 노동자들의 안전을 보장하고 보다 안정적인 환경의 제공이 가능함
  • 융복합 센서소재 공정 연구로 인한 새로운 응용, 산업분야 제시
  • 국내 센서소재 산업관련 기반구축, 중소기업의 일자리 창출 및 산업 경쟁력 향상
응용 1과제

융복합센서용패키징기술개발
Convergence and Integration PKG technology for Sensor application

연구 책임자 : 서수정

본연구는융복합센서용패키징기술을개발을통해기존의경성센서, 현재연구중인연성, 웨어러블센서의패키징기술을통해모듈소자를개발하는것이목표

구분 연구목표
1차년도 센서용PKG 구조및설계응용기술연구
2차년도 센서용PKG 연성/ 웨어러블/ 경성패키징을위한단일공정기술개발
3차년도 센서용PKG 융복합을위한기초연구및핵심기술연구
4차년도 다양한소재, 형상기반의연성/ 웨어러블/ 경성맞춤형센서패키징을위한공정기술개발
5차년도 연성/ 웨어러블/ 경성interconnection을통한패키징모듈소자개발및제작평가
6차년도 센서별맞춤융복합패키징구현및핵심기술을이용한최적화공정개발및제작평가
기대효과(파급효과/활용방안)
  • 최근4차산업혁명중하나로, 센서산업이점차증가하고있으며, 현재국내제조가능설계기술생산하고있는경쟁업체가없는상태이며, 전량수입하여사용하고있는실정임
  • 적외선센서모듈소자를개발함으로써, 전량수입하고있는센서소자를내재화하고, 중저화급센서모듈을개발함으로써산업전반에응용가능한센서모듈소재를개발하여국가경쟁력이있는사업이될것으로판단됨
  • 미래의센서는소형과, 저가격화, 저전력화의필요성이더중요해지고있는실정임. 국내의기업과연계하여센서모듈소자를제작시국내외경쟁성, 차별성, 원가절감의효과가기대됨
응용 2과제

MEMS 기반의초소형초박형온도/습도/압력융복합환경센서개발
Development of MEMS-based ultra-thin&ultra-thin temperature / humidity / pressure convergence environment sensor

연구 책임자 : 오용수

본연구는센서분야중융복합센서MEMS 공정기반으로한온도/ 압력/ 습도융복합환경센서개발을통하여소형화, 저전력화, 국내원천기술개발을목표로함

구분 연구목표
1차년도 초소형온도/압력/습도복합환경센서구조체해석및설계
2차년도 초소형온도/압력/습도복합환경센서단위공정개발
3차년도 초소형온도/압력/습도복합환경센서공정최적화
4차년도 연성/ 경성융복합환경센서의개발
5차년도 TSV기반의멀티칩패키징기술개발
6차년도 "초소형온도/압력/습도융복합환경센서 제작및신뢰성테스트"
기대효과(파급효과/활용방안)
  • 4차산업혁명이본격화되면센서의시장규모는더욱커질수밖에없음. 특히,공기오염에의한직간접적피해에대한인식이높아지고쾌적한생활환경에대한요구가증가하면서대기환경센서및모니터링기기에대한시장수요가지속적으로증가하고있음
  • 또한, 최근스마트홈/빌딩/공장구현을위한IoT기반의환경모니터링및관리기술이부각되면서향후환경센서에대한수요가더욱커질것으로전망됨
  • 원천기술확보:현재국내에서개발되어시중에판매되어지는센서의부재를극복할수있으며, 그에따른국내외의수요증가를예상할수있음
  • 센서의수직형집적방식을위한TSV 공정조건연구
응용 3과제

메탈옥사이드기반화학센서소재기술개발
Development of chemical sensor based on metal oxide materials

연구 책임자 : 윤대호

본연구를통해단분산된나노크기의다공성구조를가진금속산화물을통해초고감도의화학센서소재를개발하는것을목표로함

구분 연구목표
1차년도 다공성메탈옥사이드기반구조체합성연구
나노구조체소재합성법및물성측정법도출
2차년도 높은민감도, 표면적및구조적안정성을갖는다공성나노소재개발
소재의결정성향상, 도핑, 조성변화에따른다공성나노소재의감도및전기적특성분석
3차년도 화학가스감지를위한소재의다공성기공최적화및검증
가스종류에따른다공성나노소재의전기적특성및기계적안정성분석을통한소재최적화
4차년도 다공성메탈옥사이드기반화학가스센서소자구조연구
화학가스센서적용시다공성기공변화에따른센서민감도특성변화연구
5차년도 다공성메탈옥사이드기반화학센서제작및최적화
화학센서의물질별측정감도향상및신뢰성향상을위한공정최적화연구
6차년도 융복합센서용화학센서제작및소자의통합성능분석
융복합센서용가스센서의성능및센서어레이최적화평가
기대효과(파급효과/활용방안)
  • 새로운탄소기반의다차원구조체성장및전사를통한다공성화학가스센서제조와전이금속산화물나노물질의합성및화학가스센서소자의동작에대한기초적인메커니즘이해를증진시킬수있으며, 연구주제들을탐구한후그결과들을정리하여파급효과가큰국제학술지에게재할예정
  • 미래4차산업의핵심분야인센서관련산업에필수적인분야로서, 관련산업인력양성및발전에큰기여를할것으로기대됨
  • 본연구를통해개발된다공성의3차원나노구조의센서소자기술의경우다양한산업분야에서도광범위하게적용할수있을것으로기대됨
  • 다공성나노크기의화학가스센서소자기술개발을통해초고감도의센서를제조함으로써기업의매출증가및기술수출등의효과를얻을수있을것으로기대됨
  • 원천기술에대한지적재산권확보:탄소소재기반하이브리드센서소자의경우아직원천기술에대한지적재산권이선점되지않아개발성공시얻을수있는경제적파급효과가기존나노입자및센서소자에비하여더클것으로기대됨
응용 4과제

웨어러블화학센서개발
Development of wearable chemical sensor

연구 책임자 : 이내응

구분 연구목표
1차년도 초소형, 초저전력특성을갖는융복합센서용검출소재연구
- 3차원구조의나노복합소재합성법연구
2차년도 연성기판상초소형, 초저전력화학센서의채널용나노복합소재개발
- 소재검출특성평가및상온검출특성확보
3차년도 기체감지를통한화학센서소자의구조및공정개발
- 저전력, 초소형에적합한다이오드및저항체최적화구조개발
4차년도 융복합화를위한화학센서플랫폼개발
- 3차원나노복합소재기반의화학센서의융복합센서시스템적용가능플랫폼개발
5차년도 융복합화를위한화학센서소자의통합성능분석
- 융복합센서용화학센서어레이적용및선택성성능분석
6차년도 융복합화를위한패키징공정개발및화학센서신뢰성확보
- 융복합화학센서패키징공정개발및신뢰성향상연구
기대효과(파급효과/활용방안)
  • 고감도·고성능화학센서소재및소자개발을통하여학·연·산기관에대한기술개발활성화유도
  • 특히고감도·고성능화학센서는헬스케어, 모바일IT, 웨어러블또는스마트기기등의차세대디바이스시장에서기반이되는기술로다양한제품에사용할수있음
  • 웨어러블화학센서개발및다른센서간의패키징기술선점으로차세대융복합센서소재및소자개발분야에서선도연구그룹으로성장가능
  • 국내센서시장의핵심기술개발에따른기술력선점및박사급전문인력양성에따른국가경쟁력향상
  • 특히산업현장에서의유해가스감지및오염도를감지하여노동자들의안전을보장하고보다안정적인환경의제공이가능함
응용 5과제

압전나노소재기반음향센서개발
Development of acoustic sensor based on Piezoelectricnanomaterials

연구 책임자 : 김상우

본연구는융복합센서분야중새로운소재를기반으로한음향센서개발을통하여기존소재의단점을극복하고음향센서의국산화개발이최종목표임

구분 연구목표
1차년도 높은압전특성을갖는나노소재연구
나노소재합성법및물성측정법도출
2차년도 높은압전성및기계적안정성을갖는나노소재개발
소재의결정성향상, 도핑, 조성변화에따른나노소재의기계적, 전기적특성분석
3차년도 음향감지를위한소재의최적화및검증
음압에따른나노소재의압전특성및기계적안정성분석을통한소재최적화
4차년도 음향시뮬레이션을통한소자구조연구
음압에따른나노소재의변형에대한시뮬레이션연구를통해구조연구및모델정립
5차년도 압전나노소재기반의음향센서제작및최적화
음향센서의감도및출력측정, 신뢰성향상을위한공정최적화연구
6차년도 융복합센서용음향센서제작및소자의통합성능분석
융복합센서용음향센서의성능및센서어레이최적화평가
기대효과(파급효과/활용방안)
  • 압전소재의특성연구로인한새로운응용, 산업분야제시
  • 국내센서소재산업관련기반구축, 중소기업의일자리창출및산업경쟁력향상
  • 음향센서소재의원천기술보유에따른시장경쟁력확보
응용 6과제

유연소재기반나노바이오센서개발
Nano-biosensor based on flexible material

연구 책임자 : 김선국

본연구는안정성을확보한TFT active matrix(AM) 구동회로와적외선/습도/온도센서의융복합된유연·부착형인공피부전자회로를개발하고, 저전력무선통신연동기술을통한생체신호분석기술개발을목표로함

구분 연구목표
1차년도 웨어러블공정기술개발
융복합소재기반반도체소자제작및특성분석
2차년도 융복합소재기반의초고감도바이오센서개발및웨어러블스마트온도센서시작품제작
센서신뢰성확보및온도센서의네트워크, 유무선연동기술최적화
3차년도 센서복합을위한웨어러블바이오센서및시스템개발
웨어러블센서(온도, 심박, 산소포화도등) 모델정립및성능평가
4차년도 융복합저전력바이오센서네트워크개발및최적화
필터, 생체신호증폭회로설계및유무선연동기술개발
5차년도 융복합나노바이오센서시작품제작
센서신뢰성향상을위한융복합패키징기술최적화
6차년도 융복합나노바이오센서사업화
임상pilot test에따른안정성확립및식약처인허가
기대효과(파급효과/활용방안)
  • 웨어러블생체신호진단기기의개발은신체계측센서기술외에도계측결과를수치화하여제공하는측정기술, 기기간의연결을위한네트워크기술등을요구하는융합기술임. 생체로부터생체신호를검출하기위한센서(검출기, 증폭기) 기술, 인터페이스및신호처리분석기술, 안전을고려한회로설계기술, 데이터통신기술, 저전력설계기술등의의료진단기기의주요핵심기술을개발할수있음
  • 인공피부센서로서의생체신호진단의경우인체친화적인유연소자를기반으로인체피부의미세한체온이나습도에대하여반응을해야하므로초고감도의높은감지능력이필요하며착용하기편하여장시간사용가능해야하므로새로운소재개발에따른저전력과소형화된센서가개발가능해야함. 이러한센서는USN 네트워크에직접적인적용이가능하고인체이외의다양한센서에적용이가능할것으로보임
  • 국내의경우생체신호측정기술에대한인지도가약함. 따라서관련기기개발과더불어습득된생체신호측정기술은다양한의료기기에활용이가능할것으로전망됨
  • 인체용센서의무선통신네트워크는인체에무해한범위내에서통신이되어야하며관련네트워크프로토콜이국내에확립되지않은상태이므로인체와관련된무선통신규격을확립하고나아가관련표준화에연계할수있음
  • 의료기기관련기술은IT/BT/NT 등여러분야기술이집합되어형성된대표적인다학제적분야로타산업분야에대한파급력이강함
  • 스마트폰, 어플리케이션등과같은무선기술수준이높아이를연계한헬스케어산업진출이용이함
  • 선진국의고령화사회진입및웰빙문화의확산등에따른의료서비스의수요는지속적으로증가하고있으며이에따른의료기기시장또한크게증가하고있음