KR100543371B1 - 압력센서 - Google Patents
압력센서 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100543371B1 KR100543371B1 KR1020040028819A KR20040028819A KR100543371B1 KR 100543371 B1 KR100543371 B1 KR 100543371B1 KR 1020040028819 A KR1020040028819 A KR 1020040028819A KR 20040028819 A KR20040028819 A KR 20040028819A KR 100543371 B1 KR100543371 B1 KR 100543371B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- diaphragm
- resistors
- base
- pressure sensor
- electrodes
- Prior art date
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 10
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 229910017693 AgCuTi Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910003336 CuNi Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000003938 response to stress Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/647—Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques
- H05B6/6482—Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques combined with radiant heating, e.g. infrared heating
- H05B6/6485—Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques combined with radiant heating, e.g. infrared heating further combined with convection heating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
본 발명은 압력 센서에 관한 것으로서 링(ring) 형상의 베이스와, 상기 베이스의 압력이 인가되는 타측과 대응하는 일측에 원형의 가장자리 부분을 중첩되게 용접하여 형성되는 접합부에 의해 접합되는 높은 경도와 큰 탄성력을 갖는 절연물질로 이루어진 다이아프램과, 상기 다이아프램 상의 상기 베이스와 인접하는 부분 또는 중심 부분에 각각 폭과 길이를 가지되 상기 길이가 동일한 방향을 갖도록 형성된 다 수개의 저항체와, 상기 다이아프램 상의 상기 베이스와 대응하는 주변 부분에 상기 다 수개의 저항체와 휘스톤 브릿지 구성을 이루도록 형성된 다 수개의 전극과, 상기 다이아프램 상에 상기 다 수개의 저항체를 덮으며 상기 다 수개의 전극을 개구에 의해 노출시키도록 형성된 보호막을 구비한다. 따라서, 베이스와 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체 사이에 정전 용량이 발생되지 않으므로 동작 특성을 향상시킬 수 있으며, 또한, 다이아프램의 탄성력이 크므로 저항 값의 직선성 및 재현성이 향상될 뿐만 아니라 히스테리시스 특성 및 크립(creep) 특성도 향상된다.
Description
도 1은 종래 기술에 따른 압력 센서의 평면도.
도 2는 도 1을 A-A 선으로 절단한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 압력 센서의 평면도.
도 4는 도 3을 B-B 선으로 절단한 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
31 : 압력 센서 33 : 베이스
35 : 접합부 37 : 다이아프램
39a, 39b, 39c, 39d : 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체
41a, 41b, 41c, 41d : 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극
43 : 보호막 45 : 개구
본 발명은 압력 센서에 관한 것으로서, 특히, 링(ring) 형상을 갖는 베이스의 일측에 절연 특성을 가지며 경도가 높고 탄성력이 큰 Al2O3로 이루어진 다이아프 램의 가장자리 부분이 용접되어 접합된 압력 센서에 관한 것이다.
압력 센서는 기본적인 물리량의 하나인 압력을 감지하여 전기 신호로 변환시키는 것에 의해 압력의 크기를 측정하는 것으로 가전제품, 자동차 엔진제어, 생체공학용 의료기, 산업용 로보트 및 산업체의 대규모 시스템 제어 등에 사용되고 있다. 압력 센서는 재료에 따라 반도체 다이아프램형 압력 센서와 금속 다이아프램형 압력 센서 등으로 구별된다.
상기에서 반도체 다이아프램형 압력 센서는 단결정 또는 다결정 실리콘이 사용되는 데, 단결정 실리콘을 사용하는 압력 센서는 용량형 압력 센서와 압저항형 압력 센서로 구분된다. 용량성 압력 센서는 외부 압력에 의해 다이아프램의 휨 정도에 따라 정전 용량이 변하는 것을 이용하며, 압저항형 압력 센서는 다이아프램 상에 형성된 저항체가 응력에 따라 저항 값이 변하는 것을 이용한다. 상기에서 용량성 압력 센서는 온도 계수가 낮으나 선형성이 나쁘고 신호 처리가 어려운 반면에 압저항형 압력 센서는 선형성이 우수하고 신호 처리가 용이하나 온도 특성이 저하된다.
또한, 금속 다이아프램형 압력 센서는 스테인레스강(stainless steel)으로 이루어져 수압부로 사용되는 다이아프램 상에 산화실리콘(SiO2) 절연막을 개재시켜 저항체가 형성되는 구조를 갖는다. 상기에서 금속 다이아프램형 압력 센서는 저항체의 게이지율이 낮으나 소형이며 구조가 간단할 뿐만 아니라 내구성과 정밀도가 우수하고 측정 범위가 넓은 데, 특히, 초고압의 압력도 측정할 수 있어 일반 산업 용에 많이 사용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 압력 센서의 평면도이고, 도 2는 도 1을 A-A 선으로 절단한 단면도이다.
종래 기술에 따른 압력 센서(11)는 베이스(13), 다이아프램(15), 절연막(17), 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(19a)(19b)(19c)(19d), 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(21a)(21b)(21c)(21d) 및 보호막(23)으로 구성된다.
상기에서 베이스(13)는 스테인레스강으로 링(ring) 형상을 이루도록 형성되며, 다이아프램(15)은 베이스(13)의 압력이 인가되는 타측과 대응하는 일측에 얇은 막 형태의 스테인레스강으로 한 몸체를 이루도록 형성된다. 다이아프램(15)은 인가되는 압력의 변화에 따라 응력이 발생되어 수직방향으로 변형되는 것으로 외부에 노출된 일측 표면이 폴리싱(poslihing)되어 경면 처리된다.
상기에서 다이아프램(15)의 변형율은 베이스(13)와 인접하는 주변 부분과 중심 부분에서 크며 변위량은 중심점에서 최대가 된다. 또한, 다이아프램(15)은 응력이 베이스(13)와 인접하는 주변 부분에서 (-)이고 중심 부분에서 (+)로 분포되므로 상부 표면적이 베이스(13)와 인접하는 주변 부분에서 감소하고 중심 부분에서 증가된다.
절연막(17)은 베이스(13) 및 다이아프램(15) 상에 형성된다. 상기에서 절연막(17)은 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4) 등의 절연 물질이 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : CVD) 또는 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 증착되어 형성된다.
제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(19a)(19b)(19c)(19d)는 절연막(17) 상의 다이아프램(15)과 대응하는 부분에 온도에 따른 저항값 변화가 작은 불순물이 도핑된 다결정실리콘, 또는, ITO(Induim Tin Oxide) 또는 TO(Tin Oxide) 등의 금속산화물로 형성된다. 상기에서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(19a)(19b)(19c)(19d)는 다이아프램(15) 상의 변형율이 큰 부분, 예를 들면, 베이스(13)와 인접하는 주변 부분에 각각 좁은 폭과 긴 길이를 가지며 길이 방향이 동일하도록 형성된다.
제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(19a)(19b)(19c)(19d)는 인가되는 압력에 의해 다이아프램(15)에서 발생되는 변형에 의해 저항값이 변화된다. 상기에서 다이아프램(15)의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(19a)(19b)(19c)(19d)가 형성된 베이스(13)와 인접하는 주변 부분의 표면적이 감소되므로 제 1 및 제 3 저항체(19a)(19c)는 길이가 감소되어 저항이 감소되고, 제 2 및 제 4 저항체(19b)(19d)는 폭이 감소되어 저항이 증가된다.
상기에서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(19a)(19b)(19c)(19d)가 다이아프램(15) 상의 중심 부분에 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 다이아프램(15) 중심 부분의 표면적이 증가되므로 제 1 및 제 3 저항체(19a)(19c)는 길이가 증가되어 저항이 증가되고, 제 2 및 제 4 저항체(19b)(19d)는 폭이 증가되어 저항이 감소된다.
제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(21a)(21b)(21c)(21d)은 절연막(17) 상의 베이스(13)와 대응하는 부분에 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(19a)(19b)(19c)(19d)와 휘스톤 브릿지(wheatstone bridge) 구성을 이루도록 알루미늄, 구리 또는 은 등의 금속으로 형성된다. 상기에서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(21a)(21b)(21c)(21d)은 베이스(13)와 대응하는 부분에 형성되어 다이아프램(15)에 발생되는 응력이 전달되지 않으므로 장시간 사용으로 인한 접합력이 감소되거나 이 후에 설명되는 리드(도시되지 않음)가 분리되는 것이 방지된다.
보호막(23)은 절연막(17) 상에 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4) 등의 절연 물질로 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(19a)(19b)(19c)(19d)를 덮으며 개구(25)에 의해 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(21a)(21b)(21c)(21d)을 노출시키도록 형성된다.
그리고, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(21a)(21b)(21c)(21d)은 개구(25)를 통해 리드(도시되지 않음)로 본딩되어 외부 회로(도시되지 않음)와 전기적으로 연결된다. 상기에서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(21a)(21b)(21c)(21d) 중 소정의 마주하는 것, 예를 들면, 제 1 및 제 3 전극(21a)(21c)은 입력 전압이 인가되게 연결되며 나머지 마주하는 것, 제 2 및 제 4 전극(21b)(21d)은 출력 전압이 인가되게 연결된다.
상술한 바와 같이 종래 기술에 따른 압력 센서는 스테인레스강으로 링(ring) 형상을 이루도록 형성된 베이스의 압력이 인가되는 타측과 대응하는 일측에 다이아프램이 얇은 막 형태로 한 몸체를 이루도록 형성되며, 이 베이스 및 다이아프램 상에 절연막을 개재시켜 압력 인가시 변형율이 큰 부분, 예를 들면, 다이아프램의 베이스와 인접하는 주변 부분에 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체가 각각 좁은 폭과 긴 길이를 가지며 길이 방향이 동일하게 형성된다.
그러나, 종래 기술에 따른 압력 센서는 다이아프램과 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체 사이에 절연막이 얇게 형성되므로 절연 특성이 저하될 뿐만 아니라 정전 용량이 증가되어 동작 특성이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 다이아프램의 탄성력이 낮아 저항 값의 직선성 및 재현성이 저하될 뿐만 아니라 히스테리시스 특성 및 크립(creep) 특성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 다이아프램과 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체 사이의 절연 특성을 향상시키고 정전 용량을 제거하여 동작 특성을 향상시킬 수 있는 압력 센서를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 저항 값의 직선성 및 재현성을 향상시킬 뿐만 아니라 히스테리시스 특성 및 크립(creep) 특성을 향상시킬 수 있는 압력 센서를 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압력 센서는 링(ring) 형상의 베이스와, 상기 베이스의 압력이 인가되는 타측과 대응하는 일측에 원형의 가장자리 부분을 중첩되게 용접하여 형성되는 접합부에 의해 접합되는 높은 경도와 큰 탄성력을 갖는 절연물질로 이루어진 다이아프램과, 상기 다이아프램 상의 상기 베이스와 인접하는 부분 또는 중심 부분에 각각 폭과 길이를 가지되 상기 길이가 동일한 방향을 갖도록 형성된 다 수개의 저항체와, 상기 다이아프램 상의 상기 베이스 와 대응하는 주변 부분에 상기 다 수개의 저항체와 휘스톤 브릿지 구성을 이루도록 형성된 다 수개의 전극과, 상기 다이아프램 상에 상기 다 수개의 저항체를 덮으며 상기 다 수개의 전극을 개구에 의해 노출시키도록 형성된 보호막을 구비한다.
상기에서 베이스가 티타늄(Ti), 티타늄 합금, 스테인레스강 또는 스프링용 동합금으로 형성된다.
상기에서 다이아프램이 Al2O3로 형성된다.
상기에서 접합부는 AgCuTi 또는 AgCuInTi이 주성분인 땜납(brazing solder)으로 형성된다.
상기에서 제 1 다이아프램 상에 상기 다 수개의 저항체의 양 끝단과 서로 연결되게 형성된 다 수개의 보정저항체를 더 구비한다.
상기에서 다 수개의 보정저항체가 불순물이 도핑된 단결정 또는 다결정실리콘, 또는, ITO(Induim Tin Oxide) 또는 TO(Tin Oxide)의 금속산화물로 형성된다.
상기에서 다수 개의 저항체가 CuNi 합금, NiCr 합금 또는 NiCrFeCu 합금으로 형성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 압력 센서의 평면도이고, 도 4는 도 3을 B-B 선으로 절단한 단면도이다.
본 발명에 따른 압력 센서(31)는 베이스(33), 접합부(35), 다이아프램(37), 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d), 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(41a)(41b)(41c)(41d) 및 보호막(43)으로 구성된다.
상기에서 베이스(33)는 티타늄(Ti), 티타늄 합금, 스테인레스강, 또는, 스프링용 동합금으로 링(ring) 형상을 이루도록 형성된다.
다이아프램(37)은 원형의 가장자리 부분이 용접(brazing)으로 인해 생성되는 접합부(35)에 의해 베이스(33)의 일측과 접합된다. 다이아프램(37)은 절연 특성을 가지며 경도가 높고 탄성력이 큰 Al2O3가 0.1 ∼ 1.0mm 정도의 두께를 갖도록 형성되며 베이스(33)의 타측을 통해 인가되는 압력에 의해 응력이 발생되어 수직방향으로 변형된다.
상기에서 다이아프램(37)은 베이스(33)와 용접되어 중첩된 가장자리 부분은 변형되지 않고 이 베이스(33)와 인접하는 주변 부분과 중심 부분에서 변형량이 크다. 또한, 다이아프램(37)의 베이스(33)와 인접하여 큰 변형량을 갖는 주변 부분과 중심 부분에 응력이 각각 (-)와 (+)로 분포된다. 그러므로, 다이아프램(37)은 변위량이 중심점에서 최대가 되며, 또한, 다이아프램(37)의 상부 표면적이 베이스(33)와 인접하는 주변 부분에서 감소하고 중심 부분에서 증가된다.
상기에서 다이아프램(37)은 탄성력이 큰 Al2O3로 형성되므로 저항 값의 직선성 및 재현성이 향상될 뿐만 아니라 히스테리시스 특성 및 크립(creep) 특성도 향상된다.
상기에서 접합부(35)는 베이스(33)와 다이아프램(37)의 가장자리 부분 사이를 시트(sheet) 상의 땜납(brazing solder : 도시되지 않음)을 개재시켜 진공 상태 에서 900 ∼ 1100℃ 정도의 온도로 하중(荷重)을 가하면서 용접(brazing)하므로써 형성된다. 상기에서 접합부(35)를 형성하기 위한 땜납은 금속과 비금속 등의 다른 물질들을 서로 접합시키면서 접합 강도가 큰 합금, 예를 들면, AgCuTi 또는 AgCuInTi이 주성분인 합금으로 형성된다. 상기에서 땜납은 용융 온도가 낮으며, 용융시 점도가 낮고, 표면 장력 특성을 가지며 용접시 하중(荷重)을 가한 상태에서 용접하므로써 접합부(35)는 두께가 균일하게 형성된다. 또한, 용접이 진공 상태에서 진행되므로 접합부(35)에 공극(void)이 형성되지 않게 된다.
제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d)는 다이아프램(37) 상의 다이아프램(37)의 베이스(33)와 인접하여 큰 변형량을 갖는 주변 부분에 좁은 폭과 긴 길이를 가지며 동일한 길이 방향을 갖도록 형성된다. 상기에서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d)는 온도에 따른 저항값 변화가 작은 불순물이 도핑된 단결정실리콘 또는 다결정실리콘, 또는, ITO(Induim Tin Oxide) 또는 TO(Tin Oxide) 등의 금속산화물로 형성된다. 상기에서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d)가 단결정실리콘으로 형성된 경우 다이아프램(37) 상에 에피택셜(epitaxial) 방법으로, 다결정실리콘 또는 금속산화물로 형성된 경우 CVD 방법 또는 스퍼터링 방법으로 박막을 형성한 후 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝하므로써 형성된다.
상기에서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d)는 압력 인가시 다이아프램(37)에서 발생되어 전달되는 변형에 의해 저항이 변화된다. 즉, 베이스(33)의 타측을 통해 압력이 인가되면 다이아프램(37)에서 응력에 의해 발생된 변형이 전달되어 제 1 및 제 3 저항체(39a)(39c)는 길이가 감소되어 저항이 감소되고, 제 2 및 제 4 저항체(39b)(39d)는 폭이 감소되어 저항이 증가된다. 상기에서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d)는 길이가 증가될 수록 센싱(sensing) 특성이 향상되므로 사각 톱니 형상으로 형성된다.
또한, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d)는 절연 특성을 갖는 다이아프램(37) 상의 베이스(33)와 접촉되지 않는 부분에 형성되므로 절연 특성이 향상될 뿐만 아니라 정전 용량이 발생되지 않으므로 압력 센서(31)의 동작 특성을 향상시킬 수 있다.
제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(41a)(41b)(41c)(41d)은 다이아프램(37) 상의 베이스(33)와 중첩하는 가장자리 부분에 알루미늄, 구리 또는 은 등의 금속으로 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d)와 휘스톤 브릿지 구성을 이루도록 형성된다. 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(41a)(41b)(41c)(41d)이 다이아프램(37) 상의 베이스(33)와 중첩되는 가장자리 부분에 형성되므로 응력이 전달되지 않아 장시간 사용으로 인한 접합력이 감소되거나 이 후에 설명되는 리드(도시되지 않음)가 분리되는 것이 방지된다.
그리고, 보호막(43)은 다이아프램(37) 상에 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4) 등의 절연 물질로 형성된다. 상기에서 보호막(43)은 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d)를 덮으며 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(41a)(41b)(41c)(41d)을 노출시키는 개구(45)가 형성된다.
개구(45)에 의해 노출된 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(41a)(41b)(41c)(41d)은 리드(도시되지 않음)의 본딩에 의해 외부 회로(도시되지 않음)와 전기적으로 연결된다.
상술한 본 발명에 따른 압력 센서(31)의 다른 실시예에 있어서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d)와 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(41a)(41b)(41c)(41d)이 온도에 따른 저항 값의 변화가 작은 CuNi 합금, NiCr 합금 또는 NiCrFeCu 합금으로 형성될 수도 있다. 이러한 경우 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d)와 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(41a)(41b)(41c)(41d)가 동시에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d)와 동일한 물질로 형성되는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 보정저항체(도시되지 않음)가 더 구비될 수도 있다. 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 보정저항체는 다이아프램(37) 상의 넓은 부분에 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체(39a)(39b)(39c)(39d)의 양 끝단과 서로 연결될 뿐만 아니라 적어도 2개의 연결부(도시되지 않음)에 의해 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(43a)(43b)(43c)(43d)과 전기적으로 연결된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 절연 특성을 가지며 경도가 높고 탄성력이 큰 Al2O3로 이루어며 가장자리 부분이 접합부에 의해 링(ring) 형상의 베이스의 일측에 용접(brazing)되는 다이아프램 상에 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체와 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극이 형성되되, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체는 베이스와 중첩되지 않는 부분에 형성된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
따라서, 본 발명은 베이스와 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저항체 사이에 정전 용량이 발생되지 않으므로 동작 특성을 향상시킬 수 있으며, 또한, 다이아프램의 탄성력이 크므로 저항 값의 직선성 및 재현성이 향상될 뿐만 아니라 히스테리시스 특성 및 크립(creep) 특성도 향상되는 잇점이 있다.
Claims (7)
- 링(ring) 형상의 베이스와,상기 베이스의 압력이 인가되는 타측과 대응하는 일측에 원형의 가장자리 부분을 중첩되게 용접하여 형성되는 접합부에 의해 접합되는 높은 경도와 큰 탄성력을 갖는 절연물질로 이루어진 다이아프램과,상기 다이아프램 상의 상기 베이스와 인접하는 부분 또는 중심 부분에 각각 폭과 길이를 가지되 상기 길이가 동일한 방향을 갖도록 형성된 다 수개의 저항체와,상기 다이아프램 상에 상기 다 수개의 저항체의 양 끝단과 서로 연결되게 형성된 다 수개의 보정저항체와,상기 다이아프램 상의 상기 베이스와 대응하는 주변 부분에 상기 다 수개의 저항체와 휘스톤 브릿지 구성을 이루도록 형성된 다 수개의 전극과,상기 다이아프램 상에 상기 다 수개의 저항체를 덮으며 상기 다 수개의 전극을 개구에 의해 노출시키도록 형성된 보호막을 구비하는 압력 센서.
- 청구항 1에 있어서 상기 베이스가 티타늄(Ti), 티타늄 합금, 스테인레스강 또는 스프링용 동합금으로 형성된 압력 센서.
- 청구항 1에 있어서 상기 다이아프램이 Al2O3로 형성된 압력 센서.
- 청구항 1에 있어서 상기 접합부는 AgCuTi 또는 AgCuInTi이 주성분인 땜납(brazing solder)으로 형성되는 압력 센서.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서 상기 다 수개의 보정저항체가 불순물이 도핑된 단결정 또는 다결정실리콘, 또는, ITO(Induim Tin Oxide) 또는 TO(Tin Oxide)의 금속산화물로 형성된 압력 센서.
- 청구항 1에 있어서 상기 다수 개의 저항체가 CuNi합금, NiCr 합금 또는 NiCrFeCu 합금으로 형성된 상기 다 수개의 보정저항체를 더 구비하는 압력 센서.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040028819A KR100543371B1 (ko) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | 압력센서 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040028819A KR100543371B1 (ko) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | 압력센서 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20-2004-0011748U Division KR200355940Y1 (ko) | 2004-04-27 | 2004-04-27 | 압력센서 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050103601A KR20050103601A (ko) | 2005-11-01 |
| KR100543371B1 true KR100543371B1 (ko) | 2006-01-20 |
Family
ID=37281429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040028819A KR100543371B1 (ko) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | 압력센서 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100543371B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9557237B2 (en) * | 2013-11-18 | 2017-01-31 | Sensata Technologies, Inc. | MEMS pressure sensor field shield layout for surface charge immunity in oil filled packaging |
-
2004
- 2004-04-26 KR KR1020040028819A patent/KR100543371B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050103601A (ko) | 2005-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2595829B2 (ja) | 差圧センサ、及び複合機能形差圧センサ | |
| EP2184576B1 (en) | Semiconductor strain sensor | |
| JP4337656B2 (ja) | 圧力センサ | |
| US20090229368A1 (en) | Silicon carbide piezoresistive pressure transducer and method of fabrication | |
| US3930823A (en) | High temperature transducers and housing including fabrication methods | |
| KR100528636B1 (ko) | 압력센서 및 그의 제조방법 | |
| US4151502A (en) | Semiconductor transducer | |
| KR101193501B1 (ko) | 이에스피용 자동차 압력센서 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 압력센서 | |
| KR100543371B1 (ko) | 압력센서 | |
| KR100993208B1 (ko) | 장력 센서 | |
| KR200355940Y1 (ko) | 압력센서 | |
| KR200355935Y1 (ko) | 압력 센서 | |
| KR200355939Y1 (ko) | 압력센서 | |
| EP0080186B1 (en) | Semiconductor pressure transducer | |
| JP2020524290A (ja) | シート抵抗及び薄膜センサ | |
| CN111122026A (zh) | 一种压力传感器 | |
| KR101267469B1 (ko) | 압력 센서 | |
| US20120255358A1 (en) | Acceleration sensor | |
| JP2008082952A (ja) | 半導体感歪センサ | |
| JPH0854304A (ja) | 圧力センサ | |
| JP3546151B2 (ja) | 歪み検出素子及び歪み検出素子製造方法 | |
| JPH08136378A (ja) | 薄膜ゲージ圧力計 | |
| JPH0526983Y2 (ko) | ||
| KR20200022034A (ko) | 토크 검출기 및 토크 검출기의 제조 방법 | |
| KR100427430B1 (ko) | 금속박막형 압력센서 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121024 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131023 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141017 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151019 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161027 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171026 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181024 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191104 Year of fee payment: 15 |