다물체 동역학을 이용한 피에조 액츄에이터 디스펜서의 성능 분석

초록

최근 디스펜서는 칩 패키지의 소형화, 고집적화, 경량화, 박형화에 따라 초정밀 토출이 요구되고 있다. 따라서 초정밀, 고점도, 고속 토출과 내구성이 요구되는 새로운 디스펜서 메커니즘이 필요하다. 특히 피에조 펌프를 이용한 디스펜서는 위와 같은 특징을 갖추고 있으며 초미세 정량 토출이 가능하다. 본 논문에서는 다물체 동역학을 이용하여 피에조 펌프를 이용한 디스펜서의 성능 향상에 대하여 연구 하고자 한다. Piezoelectricity(압전성)이란 인장력 또는 압축력 등의 응력을 가할 시 전기 분극에서 전하가 발생하며 외력에 의해 압전소재의 결정 구조가 변형되면서 전압이 발생하는 현상이다. 피에조 액추에이터는 압전 소자에 전기를 인가하여 변위를 발생시키는 역 압전효과를 이용한다. 피에조 액추에이터 디스펜서는 역 압전 효과를 통해 피에조 액추에이터가 샤프트를 하강시켜 노즐을 통해 용액을 토출되도록 한다. 하지만 피에조 액츄에이터는 전기 인가 시 작은 변화량으로 인해 변위를 증폭하는 기구적 설계가 필수적이다.