KR100300285B1 - Micro Meat Flux Sensor and Method For Fabricating The Sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멤스(MEMS;Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용하여 낮은 열유속 범위에서도 높은 감도와 측정 정확도를 갖는 초소형의 미세 열유속센서 (Micro Heat Flux Sensor) 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 미세 열유속센서는 실리콘으로 형성된 몸체와, 몸체를 포위하는 산화물층과, 금막으로 형성되고 온도차를 발생시키기 위하여 상기 물체로부터의 열유속을 상방향으로 그리고 수평방향으로 이동시키는 열경로와, 열경로의 온도차를 측정하는 서모미터로 이루어진다. 열경로는 열이 상방향으로 이동되는 수용부와 수평방향으로 이동되는 측정부로 구성되며, 측정부의 중앙부 및 주변부에는 온도를 측정하기 위한 측정지점이 설정되어 있다. 온도차를 측정하는 서모미터는 온도차를 증폭시키기 위하여 열전대열을 포함하며, 열전대열은 각각의 온도 측정지점에 각각의 단부가 함께 접속되는 2개의 금속으로 이루어진 열전대들을 구비한다. 본 발명에 따라 측정부에서 측정된 온도차가 증폭된 신호로 출력되어 낮은 열유속범위에서도 열유속을 정확히 측정할 수 있다.The present invention provides a miniature micro heat flux sensor (Micro Heat Flux Sensor) having a high sensitivity and measurement accuracy even in a low heat flux range using MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology and a method of manufacturing the same. The fine heat flux sensor according to the present invention includes a body formed of silicon, an oxide layer surrounding the body, a heat path formed of a gold film and moving a heat flux from the object in the upward and horizontal directions to generate a temperature difference, It consists of a thermometer which measures the temperature difference of the heat path. The heat path includes a receiving part for moving heat upward and a measuring part moving in a horizontal direction, and a measuring point for measuring temperature is set in the central part and the peripheral part of the measuring part. Thermometers for measuring temperature differences include thermocouples in order to amplify the temperature difference, which has thermocouples made of two metals, each end of which is connected together at each temperature measurement point. According to the present invention, the temperature difference measured by the measuring unit is output as an amplified signal, so that the heat flux can be accurately measured even in a low heat flux range.
Description
본 발명은 열유속센서에 관한 것으로, 보다 상세히는 멤스(MEMS;Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용하여 낮은 열유속에서 높은 감도와 측정 정확도를 갖는 미세 열유속센서(Micro Heat Flux Sensor) 및 미세 열유속센서의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat flux sensor, and more particularly to the manufacture of a micro heat flux sensor (Micro Heat Flux Sensor) and a micro heat flux sensor having high sensitivity and measurement accuracy at low heat flux using MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology. It is about a method.
열전달에 있어서 물체의 열적 경계조건를 결정하기 위해서는 물체의 단위면적당 열에너지의 전달량인 열유속을 측정하여야 하며, 일반적으로 열유속을 측정하기 위하여 열유속센서들이 사용되고 있다. 열유속센서들은 측정방법에 따라 구배형(Gradient) 열유속센서, 과도형(Transient) 열유속센서 및 평형형(Balanced) 열유속센서로 분류된다. 또한 구배형 열유속센서는 형태에 따라 층형게이지(Layed Gauge)의 형태와 원형의 박막게이지(Circular Thin Foil Gauge)의 형태로 구분된다.In order to determine the thermal boundary condition of an object in heat transfer, heat flux, which is a transfer amount of heat energy per unit area of an object, has to be measured. Generally, heat flux sensors are used to measure heat flux. Heat flux sensors are classified into gradient heat flux sensor, transient heat flux sensor and balanced heat flux sensor according to the measurement method. In addition, the gradient type heat flux sensor is classified into a form of a laminated gauge and a circular thin foil gauge according to its shape.
이상의 열유속센서들중 대표적인 종래의 예로서, 구배형이며 층형게이지 형태의 열유속센서가 도 1에 도시되어 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 열유속센서(2)는 열유속을 측정하고자 하는 물체의 벽(1)에 설치된다.열유속센서(2)는 열저항(3)을 포함하며, 열저항(3)의 양측에는 온도측정부(4,5)가 부착된다. 제1 온도측정부(4)는 벽(1)과 열저항(3) 사이에 위치하며, 열저항(3)의 하부에는 제2 온도측정부(5)가 위치한다.As a representative conventional example of the above heat flux sensors, a heat flux sensor in the form of a gradient and a layered gauge is shown in FIG. 1. As shown, the heat flux sensor 2 is installed on the wall 1 of the object on which the heat flux is to be measured. The heat flux sensor 2 includes a heat resistance 3, on both sides of the heat resistance 3. Temperature measuring parts 4 and 5 are attached. The first temperature measuring part 4 is located between the wall 1 and the heat resistance 3, and the second temperature measuring part 5 is located below the heat resistance 3.
이와 같이 구성된 열유속센서(2)는, 벽(1)으로부터 열유속이 화살표(a)방향으로 전달되어 제1 온도측정부(4), 열저항(3) 및 제2 온도측정부(5)로 이동할 때, 제1 온도측정부(4)에서 측정된 온도와 제2 온도측정부(5)에서 측정된 온도와의 차이를 구하여 물체의 열유속을 측정한다. 이와 같은 열유속 측정방식에 있어서, 실제로 열저항(3)의 두께가 열유속의 측정속도 및 정확도에 핵심적으로 영향을 미치는 인자인 것으로 알려져 있다. 즉, 열유속의 측정속도는 열저항(3)의 두께에 반비례하는 반면 측정의 정확도는 열저항(3)의 두께에 비례함으로써, 종래의 열유속센서(2)는 측정속도와 정확도가 상호 상반되는 성질을 가지고 있는 것이다.In the heat flux sensor 2 configured as described above, the heat flux is transferred from the wall 1 in the direction of the arrow a to move to the first temperature measuring unit 4, the thermal resistance 3, and the second temperature measuring unit 5. At this time, the heat flux of the object is measured by obtaining a difference between the temperature measured by the first temperature measuring unit 4 and the temperature measured by the second temperature measuring unit 5. In such a heat flux measurement method, it is known that the thickness of the heat resistance 3 is actually a factor influencing the measurement speed and accuracy of the heat flux. That is, the measurement speed of the heat flux is inversely proportional to the thickness of the heat resistance (3), while the accuracy of the measurement is proportional to the thickness of the heat resistance (3). To have.
예컨대 열저항의 두께를 얇게 하면, 열유속의 측정속도는 신속하게 된다. 그러나, 2개의 온도측정부에서 측정된 온도차가 작게 되어 온도차에 대한 출력신호가 매우 작음으로써 열유속을 정확히 측정할 수 없음은 물론 측정에러가 자주 발생되는 문제가 있다. 반면에, 측정정확도를 향상시키기 위해 열저항의 두께를 크게 하면, 온도차가 크게 되어 열유속을 정확하게 측정할 수 있지만, 커다란 두께로 인하여 측정속도가 느린 문제점이 있다. 특히, 층형게이지 타입은 열유속이 느린 경우에는 적정한 온도차를 보장받을 수 없어 열유속을 정확히 측정할 수 없는 문제점이 있었다.For example, when the thickness of the thermal resistance is reduced, the measurement speed of the heat flux becomes rapid. However, since the temperature difference measured by the two temperature measuring units is small, the output signal for the temperature difference is very small, and thus heat flux cannot be accurately measured, and measurement errors frequently occur. On the other hand, if the thickness of the thermal resistance is increased to improve the measurement accuracy, the temperature difference is large, so that the heat flux can be accurately measured, but the measurement speed is slow due to the large thickness. In particular, the layered gage type has a problem that the heat flux cannot be accurately measured when the heat flux is low, and thus a proper temperature difference cannot be guaranteed.
한편, 이와 같은 층형게이지 타입의 문제점을 해결하기 위해, 즉, 적정한 온도차를 보장받기 위해 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 원형의 박막게이지 타입의 열유속센서가 제안되어 있다. 이러한 열유속센서(6)는 도 2a에 나타낸 바와 같이 복사 열유속을 측정하거나, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 전도 열유속을 측정하기 위하여 콘스탄탄 디스크(Constanan Disk)(7)와 콘스탄탄 디스크(7)을 지지하는 구리지지체(8)를 구비하고 있다. 콘스탄탄 디스크(7)의 중심에는 물체로부터 발생되는 열의 온도를 측정하기 위하여 중앙 접점(7a)이 형성되어 있고, 또한 중앙 접점(7a)과 일정거리로 이격된 주변의 일지점에는 중앙접점으로부터 전달되는 열의 온도를 측정하기 위하여 주변 접점(7b)이 형성되어 있다. 디스크(7)의 중앙 접점(7a)에는 접점의 온도를 측정하기 위하여 구리 와이어(9a)가 연결되어 있으며, 구리 지지체(8)에도 또한 주변 접점(7b)의 온도를 측정하기 위하여 구리 와이어(9b)가 연결되어 있다.On the other hand, in order to solve such a problem of the layered gauge type, that is, to ensure an appropriate temperature difference, a circular thin film gauge type heat flux sensor as shown in FIGS. 2A and 2B has been proposed. This heat flux sensor 6 measures the radiant heat flux as shown in FIG. 2A or the constant disks 7 and the constantan disk 7 in order to measure the conduction heat flux as shown in FIG. 2B. The copper support body 8 which supports is provided. The center contact 7a is formed at the center of the constantan disk 7 so as to measure the temperature of the heat generated from the object, and is also transmitted from the center contact at one point around the center contact 7a, which is separated by a predetermined distance. Peripheral contacts 7b are formed in order to measure the temperature of the heat. The copper wire 9a is connected to the center contact 7a of the disk 7 to measure the temperature of the contact, and the copper support 8 is also used to measure the temperature of the peripheral contact 7b. ) Is connected.
이와 같이 구성된 열유속센서(6)에서는, 도 2a에 도시된 바와 같이 콘스탄탄 디스크(7)가 물체로부터 발생되는 복사열유속(a')을 수용하고 중심으로부터 방사방향으로 유동시켜, 중앙접점(7a)과 주변접점(7b)을 통하여 온도를 측정하고 이들 온도의 차이를 이용하여 열유속을 측정하는 것이다. 이때, 복사 열유속이 디스크 전체에서 균일하다면, 그 온도차는 이론적으로 2차함수관계가 되어 열유속이 정확하게 측정될 수 있다.In the heat flux sensor 6 configured as described above, as shown in FIG. 2A, the constantan disk 7 receives the radiant heat flux a 'generated from the object and flows radially from the center, thereby providing a central contact point 7a. The temperature is measured through the peripheral contact point 7b and the heat flux is measured using the difference between these temperatures. At this time, if the radiant heat flux is uniform throughout the disk, the temperature difference is theoretically a quadratic function so that the heat flux can be accurately measured.
따라서, 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본발명의 목적은 열유속을 높은 감도를 가지고 정확하게 측정할 수 있는 미세 열유속센서를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a fine heat flux sensor capable of accurately measuring heat flux with high sensitivity.
본 발명의 다른 목적은 낮은 열유속상태에서도 열유속을 정확하게 측정할 수 있는 미세 열유속센서를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a fine heat flux sensor that can accurately measure the heat flux even in a low heat flux state.
본 발명의 또 다른 목적은 열유속을 높은 감도를 가지고 정확하게 측정할 수 있는 미세 열유속센서를 제조하는 방법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a fine heat flux sensor capable of accurately measuring heat flux with high sensitivity.
도 1은 종래의 층형 열유속센서를 보여주는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional layered heat flux sensor,
도 2a 및 도 2b는 종래의 원형의 박막 게이지형 열유속센서를 보여주는 단면도,2A and 2B are cross-sectional views showing a conventional circular thin film gauge type heat flux sensor;
도 3은 본 발명에 따른 미세 열유속센서의 단면도,3 is a cross-sectional view of a fine heat flux sensor according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 열유속센서의 열경로인 수용부와 측정부를 개략적으로 보여주는 사시도,4 is a perspective view schematically illustrating a receiving part and a measuring part which are heat paths of a heat flux sensor according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 미세 열유속센서의 서모미터를 구성하는 제1 금속과 제2 금속의 연결상태를 보여주는 평면도,5 is a plan view showing a connection state between the first metal and the second metal constituting the thermometer of the fine heat flux sensor according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 미세 열유속센서의 열유속의 이동상태를 보여주는 사용상태도,6 is a use state diagram showing a moving state of the heat flux of the fine heat flux sensor according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 미세 열유속센서의 제조방법을 상세히 보여주는 공정도이다.7 is a process chart showing in detail a method of manufacturing a fine heat flux sensor according to the present invention.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣
10: 미세 열유속센서 12: 몸체10: fine heat flux sensor 12: body
16: 산화물층 18: 수용부16: oxide layer 18: receiving part
20: 측정부 24: 패턴층20: measuring unit 24: pattern layer
26: 제1 금속 28: 제2 금속26: first metal 28: second metal
30: 절연층30: insulation layer
이상의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따르면, 본 발명에 따른 미세 열유속센서는 물체의 열유속을 측정하기 위한 미세 열유속센서로서, 관통공이 형성된 몸체와; 상기 몸체의 상면, 하면 및 관통공 전체에 형성된 산화물층과; 상기 물체로부터의 열유속을 수용하여 상방향으로 이동시키기 위해 물체에 접촉하고, 상기 몸체의 하면 및 관통공에 도포된 산화물층에 도포되는 수용부와; 상기 수용부로부터 전달되는 열유속을 중심으로부터 방사방향으로 분산시키기 위해 중심이 상기 수용부에 접하고 상기 몸체의 상면에 형성된 산화물층에 도포되며, 중앙부에 제1 온도측정지점과 이 제1 온도측정지점으로부터 외주변을 향해 이격된 제 2의 온도측정지점이 형성되는 측정부와; 상기 측정부의 온도측정지점들의 온도차를 측정하는 서모미터로 이루어져 있다.In order to achieve the above objects, according to one aspect of the present invention, the fine heat flux sensor according to the present invention is a fine heat flux sensor for measuring the heat flux of the object, the through-hole body is formed; An oxide layer formed on the top, bottom, and through holes of the body; A receiving portion which is in contact with the object to receive the heat flux from the object and moves upward, and is applied to an oxide layer applied to the lower surface and the through hole of the body; A center is applied to an oxide layer formed on the upper surface of the body in contact with the receiving part to distribute heat flux transmitted from the receiving part radially from the center, and from the first temperature measuring point and the first temperature measuring point to the center part. A measurement unit configured to form second temperature measurement points spaced toward the outer periphery; It consists of a thermometer for measuring the temperature difference between the temperature measuring points of the measuring unit.
본 발명의 다른 면에 따르면, 본 발명에 따른 미세 열유속센서의 제조방법은 물체의 열유속을 측정하기 위한 미세 열유속센서를 제조하는 방법으로, 웨이퍼의 양면에 산화물층을 형성하기 위하여 산화처리하는 단계와; 상기 웨이퍼에 패턴을형성하고 산화물을 식각하는 단계와; 상기 웨이퍼를 실리콘 기판식각하는 단계와; 상기 웨이퍼의 식각면에 산화물층을 성장시키는 단계와; 상기 웨이퍼상에 형성된 산화물층에 열경로를 형성하는 수용부 및 측정부를 도포시키는 단계와; 상기 측정부의 상면에 산화물층을 도포시키는 단계와; 패턴층을 형성하기 위해 상기 산화물층을 패터닝하는 단계와; 상기 패턴층의 일측에 열전대열의 일부를 형성하는 제1 금속을 도포시키는 단계와; 상기 패턴층의 타측에 열전대열의 다른 일부를 형성하는 제2 금속을 도포시키는 단계와; 상기 패턴층, 제1 금속 및 제2 금속에 절연층을 도포시키는 단계로 이루어져 있다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a fine heat flux sensor according to the present invention is a method of manufacturing a fine heat flux sensor for measuring a heat flux of an object, comprising the steps of: oxidizing to form oxide layers on both sides of a wafer; ; Forming a pattern on the wafer and etching an oxide; Etching the wafer onto a silicon substrate; Growing an oxide layer on an etching surface of the wafer; Applying an accommodating part and a measuring part to form a thermal path on the oxide layer formed on the wafer; Coating an oxide layer on an upper surface of the measurement unit; Patterning the oxide layer to form a patterned layer; Applying a first metal forming a portion of a thermocouple on one side of the pattern layer; Coating a second metal forming another part of the thermocouple on the other side of the pattern layer; And applying an insulating layer to the pattern layer, the first metal, and the second metal.
이하, 본발명에 따른 미세 열유속센서와 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred heat flux sensor according to the present invention and a preferred embodiment of the manufacturing method thereof will be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 미세 열유속센서의 단면도가 도시되어 있는 도 3을 참조로 하면, 미세 열유속센서(10)는 열유속센서를 자체적으로 지지하기 위한 몸체(12)를 포함한다. 몸체(12)는 원판형의 실리콘 웨이퍼로 형성되며, 중앙에는 기판식각(Bulk Etching)에 의해 하방으로 갈수록 직경이 커지는 관통공(14)이 형성된다.First, referring to FIG. 3 in which a cross-sectional view of a micro heat flux sensor according to the present invention is shown, the micro heat flux sensor 10 includes a body 12 for supporting the heat flux sensor itself. The body 12 is formed of a disk-shaped silicon wafer, and a through hole 14 having a larger diameter is formed at the center thereof by a bulk etching.
그리고, 몸체(12)의 상면, 하면 및 관통공의 표면 모두에는 산화물층(16)이 형성된다. 산화물층(16)은 몸체(12)의 하면에 형성되는 제1 산화물층(16a)과 관통공(14)에 형성되는 제2 산화물층(16b) 및 몸체(12)의 상면에 형성되는 제3 산화물층(16c)으로 구성된다.The oxide layer 16 is formed on all of the upper surface, the lower surface, and the surface of the through hole of the body 12. The oxide layer 16 is formed on the first oxide layer 16a formed on the lower surface of the body 12, the second oxide layer 16b formed on the through hole 14, and the third formed on the upper surface of the body 12. It consists of the oxide layer 16c.
산화물층(16)의 제1 및 제2 산화물층(16a,16b)에는 물체로부터 발생되는 열을 수용하여 이동시키는 수용부(18)가 형성된다. 수용부(18)는 열도전성이 높고 재료의 물리적 및 화학적 특성이 쉽게 변하지 않는 금막(Gold Film)으로 형성되는 것이 바람직하다. 수용부(18)는 제1 산화물층(16a)에 도포되는 중공의 평판부(18a)와 제2 산화물층(16b)에 도포되는 중공의 사각뿔부(18b)로 이루어진다.The first and second oxide layers 16a and 16b of the oxide layer 16 are formed with a receiving portion 18 for receiving and moving heat generated from an object. The accommodating portion 18 is preferably formed of a gold film that has high thermal conductivity and does not easily change the physical and chemical properties of the material. The accommodating part 18 consists of the hollow flat plate part 18a apply | coated to the 1st oxide layer 16a, and the hollow square pyramid part 18b applied to the 2nd oxide layer 16b.
또한, 산화물층(16)의 제3 산화물층(16c)에는 수용부(18)로부터 전달되는 열유속을 중심으로부터 방사방향으로 분산시켜 온도차를 측정하기 위한 측정부(20)가 형성된다. 측정부(20)는 중앙부가 수용부(18)에 접촉하는 디스크형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 측정부(20)에는 중앙부의 온도를 측정하기 위한 중앙온도 측정지점(20a)과 중앙온도 측정지점(20a)으로부터 주변방향으로 이격된 주변온도 측정지점(20b)이 형성된다.In addition, the measurement unit 20 is formed in the third oxide layer 16c of the oxide layer 16 to measure the temperature difference by dispersing the heat flux transmitted from the accommodation unit 18 radially from the center. It is preferable that the measurement part 20 is formed in the shape of the disk which the center part contacts the accommodating part 18. On the other hand, the measurement unit 20 is formed with a central temperature measuring point 20a for measuring the temperature of the center portion and the ambient temperature measuring point 20b spaced apart from the central temperature measuring point 20a in the peripheral direction.
상술한 바와 같이 수용부(18)와 측정부(20)가 접촉형성됨으로써, 도 4에 도시된 바와 같은 열경로가 형성된다. 즉, 물체로부터 발생되는 열유속은 수용부(18)에 의해 형성되는 경로를 따라 상승하여 측정부(20)의 중앙부로 이동한 후, 측정부(20)에 의해 형성된 경로를 따라 측방으로 이동하게 되며, 이에 따라 측정부(20)에서 온도차가 발생되는 것이다.As described above, the accommodating part 18 and the measuring part 20 are contacted to form a thermal path as shown in FIG. 4. That is, the heat flux generated from the object rises along the path formed by the accommodating part 18 and moves to the center part of the measuring part 20, and then moves laterally along the path formed by the measuring part 20. Thus, the temperature difference is generated in the measuring unit 20.
한편, 측정부(20)상에는 중앙온도 측정지점(20a)과 주변온도 측정지점(20b)의 온도차를 측정하기 위하여 서모미터(Thermometer)(22)가 제공된다. 서모미터(22)는 측정된 온도차를 증폭시키기 위하여 다수의 열전대(Thermocouple)로 이루어진 열전대열(Thermopile)을 구비하고 있다. 서모미터(22)는 산화물로 형성된 패턴층(24)을 포함하며, 패턴층(24)에는 도 5에 도시된 바와 같이 상호 접속되어 열전대를 형성함은 물론 각각의 온도 측정지점들(20a,20b)을 상호 접속시키는 제1 금속(26) 및 제2 금속(28)이 용착된다. 여기서, 제1 금속(26)으로는 크롬이 제2 금속(28)으로는 니켈이 사용되는 것이 바람직하며, 한편으로는 크롬 또는 니켈 금속쌍과 같이 제백현상을 갖는 다른 금속쌍으로 대체될 수 있다. 최종적으로, 패턴층(24), 제1 금속(26) 및 제2 금속(28)은 산화물로 형성된 절연층(30)에 의해 차폐된다. 절연층(30)은 물론 열이 측정부(20)로부터 외부로 방출되는 것을 차단한다.Meanwhile, a thermometer 22 is provided on the measuring unit 20 to measure the temperature difference between the central temperature measuring point 20a and the ambient temperature measuring point 20b. Thermometer 22 has a thermocouple composed of a plurality of thermocouples to amplify the measured temperature difference. The thermometer 22 includes a pattern layer 24 formed of an oxide, and the pattern layer 24 is interconnected as shown in FIG. 5 to form thermocouples, as well as respective temperature measuring points 20a and 20b. ) Is welded to the first metal 26 and the second metal 28. In this case, it is preferable that chromium is used as the first metal 26 and nickel is used as the second metal 28, and on the other hand, it may be replaced with another metal pair having a whitening phenomenon such as chromium or nickel metal pair. . Finally, the pattern layer 24, the first metal 26 and the second metal 28 are shielded by the insulating layer 30 formed of oxide. The insulating layer 30, of course, prevents heat from being emitted from the measuring unit 20 to the outside.
이와 같이 구성된 열유속센서의 작용모드를 도 3 내지 도 6을 참조로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation mode of the heat flux sensor configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6.
먼저, 열유속이 측정될 물체(M)의 벽면을 통해 방출되는 열은 벽면에 접촉된 수용부(18)를 통해 상방향으로 이동하여 측정부(20)로 전달된다. 측정부(20)에 전달된 열은 측방향으로 중앙부로부터 주변을 향해 이동한다. 측정부(20)에서 열이 측방향으로 이동함에 따라 온도차가 발생한다. 이때, 측정부(20)의 중앙부에 형성된 중앙온도 측정지점(20a)과 중앙온도 측정지점(20a)으로부터 주변으로 일정거리에 이격된 주변온도 측정지점(20b)에서 각각의 온도를 측정하면, 양 지점간의 온도차를 알 수 있으며 이 온도차를 이용하여 열유속을 측정한다. 특히, 온도차는 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 열전대열(22)에 의해 증폭된다.First, the heat released through the wall surface of the object M to be measured the heat flux is transferred upward through the receiving portion 18 in contact with the wall to the measuring unit 20. The heat transferred to the measuring unit 20 moves laterally from the center to the periphery. As the heat moves laterally in the measuring unit 20, a temperature difference occurs. At this time, if each temperature is measured at the central temperature measuring point 20a formed at the center of the measuring unit 20 and the ambient temperature measuring point 20b spaced at a predetermined distance from the central temperature measuring point 20a to the periphery, You can see the temperature difference between the points and use this temperature difference to measure the heat flux. In particular, the temperature difference is amplified by a plurality of thermocouples 22, as shown in FIG.
따라서, 해당 물체에서 작거나 미세한 열유속이 발생되는 경우 측정부(20)에서의 온도 측정지점간의 거리가 충분히 이격되어 있으므로, 열유속을 계산하는데 필수적인 적합한 온도차를 획득할 수 있음은 물론, 특히 온도차를 증폭된 신호로출력시켜 열유속을 정확하게 측정할 수 있게 된다.Therefore, when a small or minute heat flux occurs in the object, since the distance between the temperature measuring points in the measuring unit 20 is sufficiently spaced, it is possible to obtain a suitable temperature difference necessary for calculating the heat flux, and in particular, to amplify the temperature difference. The heat flux can be accurately measured by outputting the signal.
이하, 본 발명에 따른 미세 열유속센서의 제조 방법을 도 7을 참조로 하여 상세히 설명한다. 하기 설명에 있어서, 크기, 두께, 온도, 시간 등을 나타내는 수치 및 제품명은 실시예의 이해를 돕기 위하여 일례로 제시된 것이며, 제시된 수치들에 의하여 본 발명의 권리범위가 제한되는 것이 아님은 이해되어야 한다. 또한, 설명중 웨이퍼라 함은 설명의 명확성을 의해 미가공상태의 원재료로부터 완성된 열유속센서 전체를 의미하는 용어로 사용되고 있음을 주지해야 할 것이다.Hereinafter, a method of manufacturing a fine heat flux sensor according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 7. In the following description, numerical values and product names indicating size, thickness, temperature, time, etc. are provided as examples for better understanding of the embodiments, and it should be understood that the scope of the present invention is not limited by the numerical values presented. In addition, it should be noted that the term "wafer" is used as a term meaning the entire heat flux sensor completed from raw materials in a raw state by clarity of description.
본 발명에 따른 미세 열유속센서를 제조하기 위하여, 첫번째 단계로, 예컨대 3인치 직경과 400㎛의 두께를 갖는 실리콘 웨이퍼를 준비하여 웨이퍼의 양면에 산화물층을 형성하기 위하여 산화처리한다( S101). 웨이퍼를 약 1000℃의 로(Furnace)에서 120분 동안 습식산화(Wet Oxidation)처리하고 그 표면에 6000Å의 두께의 산화물층을 형성하여 기본적인 웨이퍼(12a)를 준비한다.In order to manufacture the fine heat flux sensor according to the present invention, as a first step, for example, a silicon wafer having a 3 inch diameter and a thickness of 400 μm is prepared and oxidized to form oxide layers on both sides of the wafer (S101). The wafer is wet oxidized for 120 minutes in a furnace at about 1000 ° C., and an oxide layer having a thickness of 6000 에 is formed on the surface to prepare a basic wafer 12a.
두번째 단계로, 웨이퍼(12a)에 패턴을 형성하고 양면에 형성된 산화물층을 식각(Etching)한다(S102). 이 단계에서는 먼저 측광기(Spectrophotometer)를 사용하여 웨이퍼(12a)가 소정의 두께(400㎛)를 갖는 가를 측정하고, 또한 웨이퍼의 양측 산화물층이 소정의 두께(6000Å)를 갖는 가를 측정한 후, 웨이퍼(12a)를 세정한다. 세정은 웨이퍼를 열판에서 황산(H2SO4)와 과산화수소(H2O2)가 2:1로 혼합된 세정액으로 12∼15분동안 실행하고, 세정후에는 탈이온수(De-ionized Water)로 3분동안 헹구고 질소(N₂)를 송풍시킨다. 그 후 웨이퍼(12a)를 120℃의 온도에서 200초동안 프리베이킹(Prebaking) 처리다. 그리고 나서 , 45초 동안 4000rpm으로 웨이퍼(12a)의 상면을 HMDS(Hexamethyldisilizane) 및 포토레지스트(AZ5214)를 스핀피복(Spin-Coat)하고, 90℃에서 100초동안 소프트베이킹(Soft Baking) 처리한다. 그 후 3분 동안 냉각시키고 다시 웨이퍼(12a)의 하면을 HMDS 및 포토레지스트(AZ5214)를 45초동안 4000rpm으로 스핀피복하고, 90℃에서 100초동안 소프트 베이킹 처리한다. 또한, 2중 측면으로된 마스크 얼라이너(Mask Aligner)를 사용하여 웨이퍼를 7초동안 노출시키고, 웨이퍼를 현상액(Developer)(AZ300MIF)에 1분동안 침전시키고 나서 탈이온수로 헹구고 질소를 송풍시킨다. 이어서, 120℃에서 100초동안 하드 베이킹(Hard Baking)처리하고, 최종적으로 7분동안 BHF(Buffered Hydrogen Floride)용액(탈이온수에 BHF를 7:1로 희석시킨용액)에서 산화물층을 식각한다. 이때 일반적인 식각율(속도)은 600∼800Å/min이다. 이상의 공정에 의해 웨이퍼의 상면 및 하면에는 산화물층이 형성된다.In a second step, a pattern is formed on the wafer 12a and the oxide layers formed on both surfaces are etched (S102). In this step, first, a spectrophotometer is used to measure whether the wafer 12a has a predetermined thickness (400 μm), and if both oxide layers of the wafer have a predetermined thickness (6000 μs), The wafer 12a is cleaned. The cleaning is carried out for 12 to 15 minutes in a cleaning solution containing sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) in a 2: 1 mixture on a hot plate, and then de-ionized water after cleaning. Rinse for 3 minutes and blow nitrogen (N2). Thereafter, the wafer 12a is prebaked at a temperature of 120 ° C. for 200 seconds. Thereafter, the top surface of the wafer 12a is spin-coated with HMDS (Hexamethyldisilizane) and the photoresist (AZ5214) at 4000 rpm for 45 seconds, and soft baked at 90 ° C. for 100 seconds. After cooling for 3 minutes, the bottom surface of the wafer 12a was again spin-coated with HMDS and photoresist AZ5214 at 4000 rpm for 45 seconds and soft baked at 90 ° C. for 100 seconds. In addition, the wafer is exposed for 7 seconds using a double-sided mask aligner, the wafer is allowed to settle in the developer (AZ300MIF) for 1 minute, then rinsed with deionized water and blown with nitrogen. Then, hard baking (Hard Baking) for 100 seconds at 120 ℃, and finally the oxide layer is etched in Buffered Hydrogen Floride (BHF) solution (7: 1 diluted BHF in deionized water) for 7 minutes. At this time, the general etching rate (speed) is 600 ~ 800 Å / min. Through the above steps, oxide layers are formed on the upper and lower surfaces of the wafer.
세번째 단계로, 웨이퍼(12a)를 TMAH(Tetra Methyl Ammonium Hydroxide)용액으로 실리콘 기판식각한다(S103). 식각단계는 웨이퍼(12a)에서 산화물층을 제거하고, 웨이퍼(12a)를 10초동안 다시 BHF용액에 침전시킨 후 헹구는 공정과, 웨이퍼(12a)를 90℃의 25wt%(중량 퍼센트)의 TMAH용액에 8시간동안 침전시킨후 헹구는 공정을 포함한다. 한편, 이때의 일반적인 실리콘의 식각율은 0.8∼1.0㎛/min이다. 이 단계에 의하여 도 3에 도시된 바와 같이 관통공(14)이 형성된 몸체(12)가 형성된다.In a third step, the wafer 12a is etched on a silicon substrate with a TMAH (Tetra Methyl Ammonium Hydroxide) solution (S103). The etching step removes the oxide layer from the wafer 12a, precipitates the wafer 12a in the BHF solution for 10 seconds, and then rinses the wafer 12a. This process includes rinsing after precipitation for 8 hours. On the other hand, the etching rate of the general silicon at this time is 0.8 ~ 1.0㎛ / min. By this step, as shown in FIG. 3, a body 12 having a through hole 14 is formed.
네번째 단계로, 몸체(12)의 식각면에 산화물층을 형성시킨다(S104). 여기서, 몸체(12)는 1000℃의 온도의 로에서 20분동안 습식 산화처리되어 최종적으로 6000Å두께의 산화물이 식각면에 형성된다. 이에 따라, 몸체(12)의 상면, 하면 및 식각면에는 도 3에 도시된 산화물층(16;16a,16b,16c)이 일체로 형성된다.In a fourth step, an oxide layer is formed on the etching surface of the body 12 (S104). Here, the body 12 is wet oxidized for 20 minutes in a furnace at a temperature of 1000 ° C., and finally an oxide having a thickness of 6000 Å is formed on the etching surface. Accordingly, the oxide layers 16 (16a, 16b, 16c) shown in FIG. 3 are integrally formed on the top, bottom, and etching surfaces of the body 12.
다섯번째 단계로, 몸체(12)에 형성된 산화물층(16)상에 열경로를 도포시킨다(S105). 열경로의 재질은 금막(Gold Film)이다. 이 단계에서는 열증발기(Thermal Evaporator)가 사용된다. 이 단계에서는, 산화물층이 피복된 몸체(12)를 포함하는 웨이퍼를 세정한 후 열증발기에 적재하고, 2.5×10-6토르(Torr)의 진공압 분위기에서 35암페어의 전류가 가하여 2000Å 두께의 금막을 도포시킨다. 이에 따라, 산화물층(16)의 제1 및 제2 산화물층(16a,16b)에는 금막의 수신부(18)가 형성되고, 또한 제3 산화물층(16c)에는 수신부(18)에 이어지는 금막의 측정부(20)가 형성되어 전체의 열경로가 형성된다.In a fifth step, a thermal path is coated on the oxide layer 16 formed on the body 12 (S105). The material of the thermal path is a gold film. In this step, a thermal evaporator is used. In this step, the wafer including the oxide layer-coated body 12 is cleaned and then loaded into a thermal evaporator, and a current of 35 amps is applied under a vacuum atmosphere of 2.5 × 10 −6 Torr to give a 2000 kW thickness. Apply a gold film. Accordingly, the gold film receiving portion 18 is formed in the first and second oxide layers 16a and 16b of the oxide layer 16, and the gold film following the receiving portion 18 is measured in the third oxide layer 16c. The portion 20 is formed to form the entire heat path.
여섯번째 단계로, 측정부(20)의 상면에 산화물을 도포시킨다(S106). 이 단계에서는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: 플라즈마 향상 화학적 증착) 방법이 이용된다. 이와 같은 도포공정은 1회이상 그리고 15분동안 실행된다. 이에 따라, 측정부(20)의 상면에는 약 2000Å 두께의 산화물층(24a)이 형성된다.In a sixth step, the oxide is applied to the upper surface of the measuring unit 20 (S106). In this step, Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) method is used. This application process is carried out at least once and for 15 minutes. As a result, an oxide layer 24a having a thickness of about 2000 GPa is formed on the upper surface of the measuring unit 20.
일곱번째 단계로, 산화물층(24a)에 패턴을 형성하고 산화물층(24a)을 식각한다(S107). 먼저 웨이퍼 및 산화물의 두께를 측광기를 사용하여 측정한다. 그리고, 웨이퍼를 120℃의 온도에서 200초동안 프리베이킹 처리한다. 이어서, 산화물층(24a)에 HMDS 및 포토레지스트(AZ5214)를 45초동안 4000rpm으로 스핀피복하고, 90℃에서 100초동안 소프트베이킹 처리한다. 그 후, 3분 동안 냉각하고, 2중 측면으로된 마스크 얼라이너를 이용하여 7초동안 노출시킨다. 이어서, 웨이퍼 전체를 현상액(AZ300MIF)에 1분동안 침전시킨 후 탈이온수로 헹구고 질소를 송풍시킨다. 그리고, 120℃의 온도에서 100초동안 하드베이킹 처리한 후, 최종적으로 3분동안 BHF(7:1)용액에서 산화물을 식각한다. 산화물층(24a)에는 약 100㎛ 직경의 구멍들이 천공되며, 측정부(20)상에는 패턴층(24)이 형성된다.In a seventh step, a pattern is formed on the oxide layer 24a and the oxide layer 24a is etched (S107). First, the thickness of the wafer and the oxide is measured using a photometer. The wafer is then prebaked at a temperature of 120 ° C. for 200 seconds. Subsequently, HMDS and photoresist AZ5214 were spin-coated on the oxide layer 24a at 4000 rpm for 45 seconds, and softbaked at 90 ° C. for 100 seconds. It is then cooled for 3 minutes and exposed for 7 seconds using a double sided mask aligner. Subsequently, the entire wafer is allowed to settle in the developer (AZ300MIF) for 1 minute, then rinsed with deionized water and blown with nitrogen. Then, after hard baking for 100 seconds at a temperature of 120 ℃, the oxide is finally etched in BHF (7: 1) solution for 3 minutes. Holes having a diameter of about 100 μm are drilled in the oxide layer 24a, and a pattern layer 24 is formed on the measuring unit 20.
여덟번째 단계로, 패턴층(24)의 일측에 열전대의 일부를 형성하는 제1 금속(26)을 도포시킨다(S108). 제1 금속(26)의 데포지션은 열증발법에 의하여 수행되고, 이 때 제1 금속(26)으로는 크롬이 사용된다. 보다 상세히 설명하면, 먼저 패턴층(24)이 형성된 웨이퍼 전체를 세정하여 열증발기에 적재하고, 2.5×10-6토르의 진공압 분위기에서 50암페어의 전류를 인가한다. 이와 같이, 열 증발기에서의 처리후 패턴층(24)은 2000Å의 두께를 유지한다. 이어서, 웨이퍼를 120℃의 온도에서 200초동안 프리베이킹 처리한다. 그리고, 패턴층(24)에 HMDS 및 포토레지스트(AZ5214)를 45초동안 4000rpm으로 스핀피복하고, 90℃에서 100초동안 소프트베이킹 처리한다. 그 후, 3분 동안 냉각하고, 2중 측면형 마스크 얼라이너를 이용하여 7초동안 노출시킨다. 이어서, 웨이퍼 전체를 현상액(AZ300MIF)에 1분동안 침전시키고 나서 탈이온수로 헹구고 질소를 송풍시킨 후에, 100초동안 120℃의 온도에서 하드베이킹 처리한다. 그 후, 웨이퍼를 크롬부식액(Chrome Etchant)에 1분동안 침액한 후 헹군다. 최종적으로, 웨이퍼를 아세톤에 침액시키고 다시 헹구어 포토레지스트를 제거한다. 이상에 따라, 제1 금속(26)이 패턴층(24)에 도포되며, 제1 금속(26)은 측정부(20)상의 온도 측정지점들을 상호 접속시키고 또한 열전대열의 일부를 형성한다.In an eighth step, the first metal 26 forming a part of the thermocouple is applied to one side of the pattern layer 24 (S108). Deposition of the first metal 26 is performed by a thermal evaporation method, in which chromium is used as the first metal 26. In more detail, first, the entire wafer on which the pattern layer 24 is formed is cleaned and loaded into a thermal evaporator, and a current of 50 amp is applied in a vacuum atmosphere of 2.5 × 10 −6 Torr. In this manner, the pattern layer 24 after the treatment in the thermal evaporator maintains a thickness of 2000 kPa. The wafer is then prebaked at a temperature of 120 ° C. for 200 seconds. Then, HMDS and photoresist AZ5214 were spin-coated on the pattern layer 24 at 4000 rpm for 45 seconds, and softbaked at 90 ° C. for 100 seconds. It is then cooled for 3 minutes and exposed for 7 seconds using a double sided mask aligner. Subsequently, the whole wafer is precipitated in the developer (AZ300MIF) for 1 minute, then rinsed with deionized water and blown with nitrogen, followed by hard baking at a temperature of 120 ° C. for 100 seconds. Thereafter, the wafer is immersed in chromium etchants for 1 minute and then rinsed. Finally, the wafer is immersed in acetone and rinsed again to remove the photoresist. According to the above, the first metal 26 is applied to the pattern layer 24, and the first metal 26 interconnects the temperature measuring points on the measuring unit 20 and forms part of the thermocouple.
아홉번째 단계로 제1 금속(26)의 데포지션과 상응하게, 패턴층(24)의 타측에 열전대의 다른 일부를 형성하는 제2 금속(28)을 도포시킨다(S109). 제2 금속(28)의 데포지션은 상기한 단계(S108)와 동일하게 열증발법이 이용되며, 제2 금속으로는 니켈이 사용된다. 보다 상세히 설명하면, 먼저 패턴층(24)의 타측에 니켈을 도포한 후, 웨이퍼를 200초동안 120℃의 온도에서 프리베이킹 처리한다. 그리고, 패턴층(24)에 HMDS 및 포토레지스트(AZ4562)를 45초동안 3000rpm으로 스핀피복하고, 90℃에서 100초동안 소프트베이킹 처리한다. 그 후, 3분 동안 냉각하고, 2중 측면형 마스크 얼라이너를 이용하여 25초동안 노출시킨다. 이어서, 웨이퍼 전체를 현상액(AZ300MIF)에 1분동안 침전시키고 나서 탈이온수로 헹구고 질소를 송풍시킨 후에, 120℃의 온도에서 100초동안 하드베이킹 처리한다. 그 후, 웨이퍼를 열 증발기에 적재하기 전에 세척하고, 웨이퍼를 열증발기에 적재하여 2.5×10-6토르의 진공압력 분위기에서 40암페어의 전류를 인가한다. 최종적으로, 웨이퍼를 아세톤에 1분동안 침액시켜 포토레지스트를 제거한 후, 다시 탈이온수로 헹구고 질소를 송풍시킨다. 이상에 따라, 니켈인 제2 금속(28)이 패턴층(24)에 도포되며, 제2 금속(28)은 측정부(20)상의 온도 측정지점들을 상호 접속시키고 열전대열의 일부를 형성한다.In a ninth step, the second metal 28 forming another part of the thermocouple is applied to the other side of the pattern layer 24 in correspondence with the deposition of the first metal 26 (S109). As for the deposition of the second metal 28, thermal evaporation is used in the same manner as in the step S108, and nickel is used as the second metal. In more detail, first, nickel is applied to the other side of the pattern layer 24, and then the wafer is prebaked at a temperature of 120 ° C. for 200 seconds. Then, HMDS and photoresist AZ4562 are spin-coated on the pattern layer 24 at 3000 rpm for 45 seconds, and softbaked at 90 ° C. for 100 seconds. It is then cooled for 3 minutes and exposed for 25 seconds using a double sided mask aligner. Subsequently, the whole wafer is precipitated in the developer (AZ300MIF) for 1 minute, rinsed with deionized water and blown with nitrogen, and then hardbaked at a temperature of 120 ° C for 100 seconds. Thereafter, the wafer is washed before being loaded into the thermal evaporator, and the wafer is loaded into the thermal evaporator to apply a current of 40 amps in a vacuum pressure atmosphere of 2.5 × 10 −6 Torr. Finally, the wafer is immersed in acetone for 1 minute to remove the photoresist, then rinsed again with deionized water and blown with nitrogen. According to the above, the second metal 28, which is nickel, is applied to the pattern layer 24, and the second metal 28 interconnects the temperature measuring points on the measuring unit 20 and forms part of the thermocouple.
열번째 단계로, 측정부(20)로부터 주위로 직접 열이 방출되는 것을 방지하기 위해 패턴층(24), 제1 금속(26) 및 제2 금속(28)의 전체면에 산화물층을 도포시킨다(S110). 이 단계에는 PECVD가 사용된다. 보다 상세히 설명하면, 웨이퍼를 세정한 후 PECVD기에 적재하여 15분간 산화물을 도포시킴으로써 절연층(30)이 형성된다.이에 따라 측정부(20)상에는 패턴층(24), 제1 금속(26), 제2 금속(28) 및 절연층(30)으로 구성되는 열전대열, 즉, 서모미터(22)가 형성된다.In the tenth step, an oxide layer is applied to the entire surfaces of the pattern layer 24, the first metal 26, and the second metal 28 to prevent heat from being directly emitted from the measuring unit 20 to the surroundings. (S110). PECVD is used in this step. In more detail, the insulating layer 30 is formed by cleaning the wafer, placing the PECVD in a PECVD apparatus, and applying an oxide for 15 minutes. Accordingly, the pattern layer 24, the first metal 26, A thermocouple composed of the second metal 28 and the insulating layer 30, that is, the thermometer 22 is formed.
열한번째 단계로, 상술한 단계들에 의하여 제조된 미세 열유속센서(10)에 와이어를 연결하기 위해 산화물층을 부분적으로 식각한다(S111). 부분식각에 대하여 보다 상세히 설명하면, 먼저 부분 식각전에 열유속센서(10)를 120℃의 온도에서 200초동안 프리베이킹 처리한다. 그 후, 미세 열유속센서의 상부에 HMDS 및 포토레지스트(AZ5214)를 45초동안 4000rpm으로 스핀피복하고, 90℃에서 100초동안 소프트 베이킹 처리한다. 그 후, 3분동안 냉각하고, 2중 측면형 마스크 얼라이너를 이용하여 7초간 노출시킨다. 이어서, 열유속센서를 현상액(AZ300MIF)에 1분동안 침전시키고 나서 탈이온수로 헹구고 질소를 송풍시킨후, 100초동안 120℃의 온도로 하드베이킹 처리한다. 그 후, 열유속센서를 BHF용액에 침액시켜 산화물을 식각한다. 그리고 나서 최종적으로 열유속센서(10)를 아세톤에 1분동안 침액시켜 포토레지스트를 제거한 후, 다시 탈이온수로 헹구고 질소를 송풍시킨다. 이와 같이, 열유속센서가 부분식각된 후, 절단장치를 이용하여 패턴층(24)과 절연층(30)의 일부를 절단하여 측정부(20)의 일측부를 노출시킨다.In an eleventh step, the oxide layer is partially etched to connect a wire to the fine heat flux sensor 10 manufactured by the above-described steps (S111). In more detail with respect to the partial etching, first, before the partial etching, the heat flux sensor 10 is prebaked for 200 seconds at a temperature of 120 ° C. Thereafter, HMDS and photoresist (AZ5214) were spin-coated at 4000 rpm for 45 seconds on top of the fine heat flux sensor, and soft baked at 90 ° C. for 100 seconds. It is then cooled for 3 minutes and exposed for 7 seconds using a double sided mask aligner. Subsequently, the heat flux sensor is precipitated in the developer (AZ300MIF) for 1 minute, rinsed with deionized water, blown with nitrogen, and then hardbaked at a temperature of 120 ° C. for 100 seconds. Thereafter, the heat flux sensor is immersed in the BHF solution to etch the oxide. Then, the heat flux sensor 10 is finally immersed in acetone for 1 minute to remove the photoresist, and then rinsed with deionized water again and blown with nitrogen. As described above, after the heat flux sensor is partially etched, a portion of the pattern layer 24 and the insulating layer 30 are cut by using a cutting device to expose one side of the measuring unit 20.
열두번째 단계로, 제조된 열유속센서(10)에 와이어(32)를 접속시키고 패키지한다(S112). 보다 상세히 설명하면, 제조자는 은풀(Silver Paste)을 사용하여 순도 99.99%의 알루미나에 접합시킨다. 그 후 납땝작업을 위하여 구리패드를 알루미나에 붙이고, 미세 열유속센서와 구리패드사이에 도선을 접합한다. 마지막으로, 유도선을 구리패드에 납땜함으로써, 사용가능한 미세 열유속센서 패키지가 얻어진다.In a twelfth step, the wire 32 is connected and packaged to the manufactured heat flux sensor 10 (S112). In more detail, the manufacturer uses silver paste to bond to alumina having a purity of 99.99%. After that, a copper pad is attached to alumina for soldering, and a conductive wire is bonded between the fine heat flux sensor and the copper pad. Finally, by soldering the lead wire to the copper pad, a usable micro heat flux sensor package is obtained.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 미세 열유속센서에 의하면, 물체의 열유속의 열을 측정하는 2개의 지점이 상호 충분한 거리로 이격되어 있으며, 또한 그 측정지점들로부터 측정된 온도차가 열전대열에 의해 증폭된 신호로 출력되어 충분한 크기가 됨으로써 낮은 열유속범위에서도 열유속을 높은 열감도를 가지고 정확히 측정할 수 있는 현저한 효과가 있다.As described above, according to the fine heat flux sensor according to the present invention, the two points for measuring the heat flux of the object are spaced apart from each other by a sufficient distance, and the temperature difference measured from the measuring points is amplified by the thermocouple. As it is output as a signal and has a sufficient size, there is a remarkable effect that the heat flux can be accurately measured with high thermal sensitivity even in a low heat flux range.
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