Characterization of a Micro Power Generator using a Fabricated Electroplated Coil

전기도금 방법으로 제작한 코일을 이용한 초소형 발전기의 특성분석

We have designed and fabricated micro power generators by electroplating which is important in MEMS(micro electro mechanical system) technique. We have electroplated MEMS coils on the glass substrates and have chosen one of these coils for experiments. The thickness, width, and length of the coil are $7{\mu}m,\;20{\mu}m$, and 1.6 m, respectively. We have analyzed the structure of MEMS coil by SEM. We have made a vibrating system for reproducible results in measurement. With reciprocating a magnet on the surface of a fabricated winding coil, the micro power generator produce an alternating voltage. We have changed the vibrational frequency from 0.5 Hz to 8 Hz. The generated voltage was 106 mV at 3 Hz and 198 mV at 6 Hz. We aim at the micro power generator which can change vibration energy to useful electric energy.

전기도금 방법으로 유리기판 위에 제작한 코일과 영구자석을 이용하여 초소형발전기를 제작하였다. 여러 크기의 코일 구조를 설계한 마스크를 제작하고, 이를 이용하여 MEMS 코일을 제작하였다. 그 중 두께가 $7{\mu}m$ 선폭이 $20{\mu}m$ 길이가 1.6 m인 코일을 선택하여 실험하였다. 광학현미경과 SEM을 사용하여 제작된 코일의 구조를 분석하였다. 또한 모터의 회전운동을 진동운동과 유사한 선형운동으로 변환하는 진동발생시스템을 제작하였고, 자석과 코일을 진동발생장치에 설치하고 진동을 발생시키면 교류 전압이 발생한다. 0.5Hz에서 8Hz까지 진동주파수를 변화시켜 특성을 측정하였다. 발생된 전압은 3Hz에서 106mV가 발생하였고, 6Hz에서 198mV가 발생하였다. 본 연구의 목적은 쓸모없이 버려지는 진동에너지를 유용한 전기에너지로 변환하는 초소형발전기 소자를 제작하는 것이다.