마이크로·나노 전자 제조 분야의 웨이퍼 검사 시스템 및 주사 전자 현미경 광학 시스템 내부의 정밀 구동 요구를 만족시키기 위해 본 연구에서는 매크로-마이크로-나노 크로스 스케일 구동이 가능한 점착-미끄럼형 압전 구동기를 제안하였다. 먼저, 구동기의 동자 및 정자 구조 설계와 구동 원리를 상세히 설명하였으며, 유한요소 해석을 통해 정자 구조의 치수 파라미터를 최적화하였다. 이후 구동기의 동역학 모델을 구축하고, 스텝 특성을 추가로 분석하였다. 동역학 시뮬레이션 결과, 해당 구동기는 미세 스텝 변위 능력을 갖는 것으로 나타났다. 마지막으로, 구동기 원리 시제품을 제작하고 시험 시스템을 구축하여 출력 성능을 평가하였다. 시험 결과, 구동기의 최대 무부하 속도는 20.3 mm/s, 최대 스텝 변위는 15.82 μm, 위치 분해능은 70 nm에 달하며, 최대 부하는 2.2 N으로, 매크로 대 행정의 연속 이동, 마이크로급 스텝 변위 및 나노급 고정밀 위치 제어의 크로스 스케일 구동 요구를 충족할 수 있음을 보였다. 본 연구는 점착-미끄럼형 압전 구동기가 주사 전자 현미경 광학 시스템 내부의 광공판 구동 및 웨이퍼 검사 플랫폼에서의 적용에 중요한 이론적 및 실험적 근거를 제공한다.

점착-미끄럼형 압전 구동기;크로스 스케일;정밀 위치 제어;동역학 모델링