마이크로 및 나노 전자 제조 분야의 웨이퍼 검사 시스템 및 주사 전자 현미경 광학 시스템 내부의 정밀 구동 요구를 충족하기 위해 본 연구에서는 매크로-마이크로-나노 크로스 스케일 구동이 가능한 점착-슬립 타입 압전 구동기를 제안하였다. 먼저, 본 구동기의 동자 및 고정자 구조 설계와 구동 원리를 자세히 설명하고 유한 요소 해석 방법을 통해 고정자 구조 치수 매개변수를 최적화하였다. 다음으로 구동기의 동역학 모델을 구축하고 보행 특성을 추가로 분석하였다. 동역학 시뮬레이션 결과는 본 구동기가 미세 보행 변위 능력을 갖고 있음을 보여주었다. 마지막으로 구동기의 원리 시제품을 제작하고 출력 성능 평가를 위해 시험 시스템을 구축하였다. 시험 결과에 따르면 구동기의 최대 무부하 속도는 20.3 mm/s, 최대 보행 변위는 15.82 μm, 위치 결정 해상도는 70 nm에 달하며 최대 하중은 2.2 N으로, 매크로 대행정 연속 이동, 마이크로 수준의 보행 변위 및 나노 수준의 고정밀 위치 결정을 통한 크로스 스케일 구동 요구를 충족한다. 본 연구는 점착-슬립 타입 압전 구동기가 주사 전자 현미경 광학 시스템 내부의 조리개 구동 및 웨이퍼 검사 플랫폼에서의 적용에 중요한 이론적 및 실험적 근거를 제공한다.

점착-슬립 타입 압전 구동기;크로스 스케일;정밀 위치 결정;동역학 모델링