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디지매틱 인디게이터에 적용된 검출기방식의 이해

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2011-02-15 [17:10] count : 2205

디지매틱 인디게이터 ID-C 시리즈에 적용된 검출기의 이해
정전용량식 ABS 검출기

ID-C 시리즈에 사용되는 ABS 검출기는 스케일에 형성되는 세 트랙 (Coarse, Medium, Fine)과 그리드에 배치되는 송신 전극과 2 대 수신 전극으로 구성됩니다.
스케일 이동량은 격자 사이에 정전 용량 결합을 통해 얻을 수있는 여진 신호의 위상 변화로 수신 전극에 포착된 신호 처리를 거쳐 위치 정보로 가공됩니다. 이것을 상위 Coarse 트랙부터 하나 아래의 트랙 위치를 Medium, Fine 확정하고 있기에 절대 위치 검출이 가능합니다.
여기서는 1μm 분해능의 ABS 검출기의 구조와 성능에 대해 설명합니다.

[그림 1. 배율 눈금의 개략 구조]

[그림 2. 격자 박막의 4층 구조의 단면]

1 구조

유리 기판 위에 리소그래피 기술을 이용하여 전극이 패턴닝 된 스케일, 그리드의 개략 구조는 그림 1에 나와 있습니다.
스케일은 Coarse, Medium, Fine의 3 가지 패턴을 Cr 박막 (≒ 2000 Å)으로 형성한 후 면 전체를 1000 Å 정도의 SiO2 보호막으로 피복하고 있습니다.

격자는 그림 2와 같은 박막 4층 구조를 취하고 있습니다.
첫번째 층을 형성하는 것은 수신전극과 배선 부분이고 두 번째 층에 설치한 절연 층의 스루 홀을 통해 제 삼층 송신전극과 단자부에 연결됩니다. 넷째 층은 단자부를 제외한 전 표면을 피복하는 보호막 계층입니다. 첫째층에서 네번째층 구성재료는 전극과 배선부분, 단자부분 에는 TiSi2 를 절연과 보호막 SiO2를 이용하여 고습 환경 하에서 전극 부식의 발생을 방지하고 있습니다.

2 사양

본 ABS 검출기는 ID 시리즈에만 만 사용에 그치지 않고, 최소 분해능 1μm을 필요로하는 다른 디지매틱 게이지에의 적용이 가능하도록 공간을 고려한 소형 검출기로 개발되었습니다.
그리드는 기존의 정전용량식 INC 검출기 (23 × 10mm)에 비해 외형 치수 10.5 × 15mm와 면적 대비 68 %까지 소형화되면서 정밀도와 미스 얼라이먼트의 허용량에 관해서는 기존 모델과 동일 혹은 그 이상의 성능을 가지고 있습니다.
아래 표 1은는 사용되는 트랙의 기본주기와 해상도의 관계를 그림 3은 검출기 단체 정밀 대표 측정 방법을 보여줍니다. 또한 그림 4는 본 정밀도를 유지하기 위해 필요한 그리드 설치 오차 허용 범위 (미스 얼라이먼트의 허용치: 그림 4 참조)를 나타냅니다.

표 2 트랙 기본주기와 해상도