KR100799810B1 - Gas sensor entire set of pcb which has a chip of structure feasible for layer and parallel mount - Google Patents

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Abstract

A printed circuit board integrated gas sensor stacked and mounted in parallel is provided to realize mass production through automation by mounting a sensor detecting layer and a heater on upper and lower surfaces of a printed circuit board through a screen printing. A printed circuit board(10) is made of a material having excellent abrasion resistance, thermal resistance, corrosion resistance, electricity insulation, and precision finishing. A punching hole(40) is formed to pass through a central unit of the printed circuit board by a laser processing or a punching machine. An external surface(11) and an inner surface(12) of the printed circuit board are prepared by the punch hole. A sensor detecting layer(20) is mounted on an upper portion of the inner surface. A heater(30) is mounted on a lower portion of the inner surface. An electrode is extended to the external and inner surfaces of the upper and lower portions of the substrate.

Description

적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서{Gas Sensor entire set of PCB which has a chip of structure feasible for layer and parallel mount}Gas Sensor entire set of PCB which has a chip of structure feasible for layer and parallel mount}

도 1a는 본 발명에 의한 가스센서의 구조에 대한 바람직한 실시 예를 도시한 사시도.Figure 1a is a perspective view showing a preferred embodiment of the structure of the gas sensor according to the present invention.

도 1b는 본 발명에 의한 가스센서의 구조에 대한 또 다른 실시 예를 도시한 사시도.Figure 1b is a perspective view showing another embodiment of the structure of the gas sensor according to the present invention.

도 1c는 본 발명에 의한 가스센서의 구조에 대한 또 다른 실시 예를 도시한 평면도.Figure 1c is a plan view showing another embodiment of the structure of the gas sensor according to the present invention.

도 1d는 본 발명에 의한 가스센서의 구조에 대한 또 다른 실시 예를 도시한 평면도.Figure 1d is a plan view showing another embodiment of the structure of the gas sensor according to the present invention.

도 2 는 본 발명에 의한 가스센서의 측면 구조를 개략적으로 도시한 측 단면도.Figure 2 is a side cross-sectional view schematically showing the side structure of the gas sensor according to the present invention.

도 3 은 본 발명에 의한 가스센서의 사용상태에 대한 실시 예를 도시한 사용상태도 (세라믹 베이스 설치구조)3 is a use state diagram showing an embodiment of the use state of the gas sensor according to the present invention (ceramic base installation structure)

도 4 는 본 발명에 의한 가스센서의 사용상태에 대한 또 다른 실시 예를 도시한 사용상태도(세라믹 베이스 제거구조)4 is a use state diagram showing another embodiment of the use state of the gas sensor according to the present invention (ceramic base removing structure)

도 5 는 본 발명에 의한 가스센서의 전체적인 구성 대한 다른 실시 예를 도 시한 평면도(병렬구조)Figure 5 is a plan view showing another embodiment of the overall configuration of the gas sensor according to the present invention (parallel structure)

도 6 은 본 발명에 의한 가스센서의 전체적인 구성 대한 또 다른 실시 예를 도시한 측면도(적층구조)Figure 6 is a side view showing another embodiment of the overall configuration of the gas sensor according to the present invention (laminated structure)

도 7a는 본 발명에 의한 기판 상부(감지막)의 전극부를 도시한 평면도.Fig. 7A is a plan view showing an electrode portion of a substrate upper portion (sensing film) according to the present invention.

도 7b는 본 발명에 의한 기판 하부(히터)의 전극부를 도시한 저면도.Fig. 7B is a bottom view showing the electrode portion of the lower substrate (heater) according to the present invention.

도 8 은 종래의 본딩 와이어 방식의 가스센서의 구조를 도시한 사용상태 사시도.8 is a perspective view showing a state of use of the conventional gas sensor of the bonding wire method.

도 9 는 종래의 본딩 와이어 방식의 가스센서의 구조를 도시한 사용상태 사시도.Figure 9 is a perspective view showing the structure of the conventional gas sensor of the bonding wire method.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

10 : 기판 11 : 외측면 12 : 내측면10 substrate 11 outer surface 12 inner surface

20 : 센서 감지막 30 : 히터 40 : 천공홀20: sensor detection film 30: heater 40: drilling hole

41 : 천공홀 50 : 전극 51 : 감지막 전극41 puncture hole 50 electrode 51 detection film electrode

52 ; 히터 전극 60 : 전극 홀 70 : 확장 핀52; Heater electrode 60: electrode hole 70: expansion pin

80 : 지지 베이스 100: 가스센서80: support base 100: gas sensor

산업사회가 고도화됨에 따라 생산현장에서부터 일반가정에 이르기까지 각종 가스의 사용이 폭증하고 그 종류도 날로 다양해지고 있으며, 생산과정에서 여러 종 류의 가스가 발생하고 있어 보다 효율적인 가스 활용문제와 이에 따른 안전관리가 심각한 해결문제로 대두하고 있는 실정이다.As the industrial society is advanced, the use of various gases from production sites to general households is exploding and their types are diversified, and various kinds of gases are generated in the production process, resulting in more efficient gas utilization problems and safety. Management is emerging as a serious solution.

또한, 유독성의 폭발성 가스를 포함하여 직ㆍ간접적으로 피해를 줄 수 있는 가스들은 사전에 이를 검지하여 대처하는 것이 무엇보다 중요하며, 이를 위해 가스센서는 빠른 응답속도, 안정성, 고감도, 재현성, 선택성, 경제성 등 기대되는 성능과 목적이 충족되어야하며 이와 같은 조건들을 만족하는 소자를 얻기 위해 그 제조와 응용기술이 여러모로 연구되고 있는 실정이다.In addition, it is important to detect and respond to gases that can damage directly or indirectly, including toxic explosive gases, and for this purpose, the gas sensor has fast response speed, stability, high sensitivity, reproducibility, selectivity, Expected performance and objectives such as economics should be satisfied, and the manufacturing and application technologies are being studied in order to obtain devices satisfying such conditions.

이와 같이 특정한 가스의 존재 및 농도를 감지하는 전자부품인 가스센서 중 현재 가장 많이 사용하는 타입은 반도체식이며 반도체식 가스센서는 매우 간단한 구조로서 저렴한 가격이 가장 큰 장점이어서 특히 가정용 가스 경보기 등 저가 대량 수요의 제품에 많이 사용된다.Among the gas sensors, which are electronic components that detect the presence and concentration of specific gases, the most widely used type is semiconductor type and semiconductor type gas sensor has a very simple structure and the low price is the biggest advantage. Used a lot in its products.

반도체식 가스센서는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 감지부인 센서칩(1)과, 이 센서칩(1)을 유지하기 위한 것으로 스템(2)이 구비되어 있으며, 스템(2)은 절연체인 스템지지체(2a)와, 스템지지체(2a)를 수직으로 관통하여 센서칩(1)의 전극패드(1a)와 스템헤드(3a)가 와이어(4)로 본딩되어 전기적으로 연결되는 복수개의 스템핀(3)으로 구성된다.As shown in FIGS. 8 and 9, the semiconductor gas sensor is provided with a sensor chip 1, which is a sensing unit, and a stem 2 for holding the sensor chip 1. A plurality of electrode pads (1a) and stem head (3a) of the sensor chip (1) bonded by the wire (4) electrically connected through the stem support (2a) and the stem support (2a) vertically insulator It consists of a stem pin (3).

따라서 센서칩(1)의 신호 입출력은 전극패드(1a)와 와이어(4)로 본딩된 스템헤드(3a)를 통해 최종적으로 스템핀(3)과 연결된 회로에 의하여 실행되며, 감지부인 센서칩(1)은 가스를 감지하여 전기신호를 발생하는 영역으로써 반도체식 가스센서의 특성상 수백도 이상의 온도를 유지해야 하기 때문에 저면에 히터(1b)가 구비 되어 있고, 히터(1b)에 의한 고온을 효율적으로 유지하기 위하여 감지부의 열이 외부로 유출되지 않도록 통상적으로 센서칩(1)은 와이어(4)에 의해서만 지탱된 상태로 소정높이 떠 있게 된다.Therefore, the signal input / output of the sensor chip 1 is executed by a circuit finally connected to the stem pin 3 through the stem head 3a bonded by the electrode pad 1a and the wire 4, 1) is a region that detects gas and generates an electric signal, and because of the characteristics of the semiconductor gas sensor, it is required to maintain a temperature of several hundred degrees or more, so that a heater 1b is provided on the bottom thereof, and the high temperature by the heater 1b is efficiently In order to maintain the heat of the sensing unit so as not to leak to the outside, the sensor chip 1 is usually floated a predetermined height while being supported only by the wire 4.

이는 열효율을 높이기 위하여 센서칩(1)과 접촉되어 있는 것은 와이어(4) 외에는 존재하지 않는 구조로 이와 같은 본딩 와이어 방식의 가스센서는 본딩작업의 자동화가 곤란하여 수작업에 의한 공정이 복잡하고 작업효율이 떨어지며 일관성있는 공정이 이루어지지 않아 불량률이 증가하는 문제가 있는 것이다.In order to increase the thermal efficiency, the contact with the sensor chip (1) does not exist except the wire (4). Such a bonding wire-type gas sensor is difficult to automate the bonding work, the process of manual work is complicated and work efficiency There is a problem that the failure rate increases because the falling process is not made consistent.

또한, 적층이나 병렬구조로 구성하거나 패키징하는 것이 어려울 뿐만 아니라 외부의 충격에 의해 와이어의 접점이 떨어지거나 와이어 자체가 끊어지면 단절로 인한 고장과 오작동이 빈번하여 신뢰성에 문제가 있으며, 내구성이 취약하고, 본딩방식의 한계성에 의해 집적화가 곤란한 문제가 있었다.In addition, it is not only difficult to construct or package in a laminated or parallel structure, but also when the contact point of the wire is dropped or the wire itself is broken by external impact, so that the failure and malfunction due to disconnection are frequent, which leads to reliability problems. However, there is a problem that integration is difficult due to the limitation of the bonding method.

그밖에 본딩공정 완료 후에는 불량 검사가 까다롭고, 센서의 제조시 또는 보관 유통시 습기가 높은 곳이나 냄새가 심한 곳에서는 외부 오염 가스로부터 오염이 되어 특성이 변화되거나, 센서를 PCB기판에 본딩 와이어 형태로 조립하기 위한 납땜시 납연기 혹은 납땜플럭스로부터 오염과, 납땜 후 세척시 세척액으로부터 오염 또는 손상 등의 추가 문제가 속출하여 산업상 이용가능성이 떨어지고 있는 상태이다.In addition, after the bonding process is completed, defect inspection is difficult, and in the place of high humidity or high odor during manufacturing or storage distribution of the sensor, it is contaminated by external pollutant gas and its characteristics change, or the sensor is bonded to the PCB board. Further problems such as contamination from lead smoke or solder flux during soldering, and contamination or damage from cleaning liquid during cleaning after soldering continue to decrease industrial availability.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 가스센서는 내환경성이 강해야 하고 센서와 조합되는 기기와 시스템이 요구하는 성능(검 지 범위, 정밀도, 응답속도, 사용조건)을 충족해야 하며, 각종 응용기기의 기능에 적합한 신호를 검출하여 지시, 경보, 제어를 할 수 있어야 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the gas sensor must be strong environmental resistance and meet the performance (detection range, precision, response speed, operating conditions) required by the equipment and system combined with the sensor It should be able to detect, instruct, alarm, and control signals suitable for the functions of various application devices.

또한, 공존물질에 의한 간섭이 적고, 장기간 안정하게 동작하며, 보수점검의 주기가 길고 용이할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르고 반복성이 좋아야한다.In addition, there should be little interference by coexistent materials, stable operation for a long time, long and easy maintenance check cycle, fast response speed and good repeatability.

따라서, 본 발명에 의한 가스센서는 기판에 펀칭 후 스크린 인쇄를 통하여 기판의 상하면에 센서 감지막과 히터를 실장하게 되는 것으로 자동화를 통한 대량 생산이 가능하며 기기 내에 장착하기 위한 본딩 와이어 작업이 필요치않아 작업효율이 뛰어나고 불량률이 거의 발생하지 않는 가스센서를 제공하는 것에 그 목적이 있는 것이다.Therefore, the gas sensor according to the present invention is mounted on the upper and lower surfaces of the substrate through the screen printing after punching on the substrate, mass production through automation is possible and does not require bonding wire work for mounting in the device It is an object of the present invention to provide a gas sensor which is excellent in work efficiency and hardly generates a defective rate.

또한, 적층이나 병렬구조로 구성하거나 패키징이 용이할 뿐만 아니라 외부 충격 발생시에도 본딩 와이어 방식에 비해 응집도나 결속력이 뛰어나 고장과 오작동률이 현저히 개선되며, 알루미나 세라믹 기판에 의한 뛰어난 내구성과 집적화가 용이하여 산업상 이용가능성이 뛰어난 가스센서를 제공하는 것에 그 목적이 있는 것이다.In addition, it is not only easy to configure or package in a laminated or parallel structure, but also has excellent cohesion and binding strength compared to the bonding wire method even in the event of external impact, thereby significantly improving failure and malfunction rate, and excellent durability and integration by alumina ceramic substrate. The purpose is to provide a gas sensor with excellent industrial applicability.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서(100)를 첨부된 도면을 참고하여 상세하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a substrate integrated gas sensor 100 capable of stacking and parallel mounting according to the present invention for achieving the above object is as follows.

도 1a 및 1d는 본 발명에 의한 가스센서의 구조에 대한 다양한 실시 예를 도시한 도면으로써, 본 발명은 기존 본딩 와이어 방식에서 히터에 의해 전달되는 고열을 센서 감지막에서 효율적으로 유지하기 위하여 열이 외부로 유출되지 않도록 칩으로 이루어진 히터와 감지막을 와이어에 의해서만 지탱(도 8, 도 9)하였던 것을 와이어를 생략하고 별도의 기판에 실장시키기 위한 구조를 제공하고 있는 것이다.1A and 1D illustrate various embodiments of a structure of a gas sensor according to the present invention, in which the present invention provides heat to efficiently maintain a high temperature transmitted by a heater in a conventional bonding wire method in a sensor sensing film. It is to provide a structure for mounting a separate substrate to omit the wire that is supported by the heater and the sensing film made of only the wire (Fig. 8, 9) to prevent leakage to the outside.

이를 위하여 본 발명에 의한 가스센서(100)는 절연성을 가지는 기판(10)의 중심부를 레이저 가공이나 펀칭기에 의해 관통되는 천공홀(40)이 마련되며 상기 천공홀(40)은 절곡(도 1a, 도 1b)되거나, 센서 감지막(20)이나 히터(30)의 형상을 고려하여 라운드(도 1c, 1d)지는 형태로 마련되며, 관통되는 시작점과 끝점이 서로 연결되지 않아 기판(10)의 천공홀(40) 내측면(12)이 파절되지 않는 구조를 가지게 되는 것이다.To this end, the gas sensor 100 according to the present invention is provided with a punching hole 40 penetrating the center of the insulating substrate 10 by laser processing or punching machine and the punching hole 40 is bent (FIG. 1a, 1B) or in the form of a round (FIGS. 1C and 1D) in consideration of the shape of the sensor sensing film 20 or the heater 30, the perforated substrate 10 is not connected to each other since the starting point and the end point are not connected to each other. The inner surface 12 of the hole 40 has a structure that does not fracture.

또한, 하나의 천공홀(40)의 관통되지 않은 시작점과 끝점 사이의 외측면(11)으로 천공되지 않은 부분으로 히터(30)로부터의 열손실이 발생하는 것을 방지하기 위하여 또 다른 천공홀(41)이 마련되며, 이와 같이 마련되는 천공홀(41)은 도 1c에서와 같이 기존 천공홀(40)을 감싸는 구조를 취할 수 있으며, 또는 도 1d와 같이 서로 일부 중첩되어 대칭되는 구조를 가질 수 있는 것으로 이는 전극(50)의 형성을 위해 다양하게 고려될 수 있는 것이다.In addition, in order to prevent the heat loss from the heater 30 from occurring in the portion not perforated to the outer surface 11 between the non-penetrating start point and the end point of one perforation hole 40, another perforation hole 41 is formed. ) Is provided, and the drilling hole 41 provided as described above may have a structure surrounding the existing drilling hole 40 as shown in FIG. 1C, or may have a structure that is partially overlapped with each other as shown in FIG. 1D. This can be variously considered for the formation of the electrode (50).

이와 같은 천공홀(40)(41)은 히터(30)와 센서 감지막(20)이 기판과의 인접면을 최소화시켜 열전도율을 낮추면서, 와이어에 비해 견고하고 집적화가 용이한 구조를 가지게 되는 특징이 있는 것이다.The perforation holes 40 and 41 have a structure in which the heater 30 and the sensor sensing film 20 have a structure that is robust and easy to integrate with wires while minimizing adjacent surfaces of the substrate to lower thermal conductivity. Is there.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 의한 가스센서의 측면 구조와 사용상태에 대한 실시 예를 도시한 도면으로써, 도면에서와 같이 본 발명은 기판(10) 일체형으로 구비되는 가스센서(100)를 요구하는 장치에 장착이 가능하며, 저면에 위치한 히 터(30)로부터 발생하는 고열에 의한 기기내 이상을 고려하여 장착될 장치의 상부에 기판이 위치하도록 별도의 확장 핀(70)에 의해 지지되는 구조를 가지는 구성이 배가 되는 것을 특징의 하나로 하고 있는 것이다.2 to 4 is a view showing an embodiment of the side structure and the use state of the gas sensor according to the present invention, as shown in the present invention requires the gas sensor 100 is provided integrally with the substrate 10 It can be mounted on the device, and is supported by a separate expansion pin 70 so that the substrate is located on the top of the device to be mounted in consideration of the abnormality in the device due to the high heat generated from the heater 30 located on the bottom surface One of the features is that the configuration is doubled.

따라서 본 발명에 의한 가스센서(100)의 일 구성 예를 상세하면 다음과 같다.Therefore, the configuration example of the gas sensor 100 according to the present invention in detail as follows.

내마모성과 내열성, 내식성, 전기절연성, 정밀가공성이 뛰어난 재질로 이루어지는 기판(10)과, 상기 기판(10)의 기판(10)의 중심부를 레이저 가공이나 펀칭기에 의해 관통되는 천공홀(40)과, 상기 천공홀(40)에 의해 마련되는 기판(10)의 외측면(11) 및 내측면(12)과, 상기 내측면(12)의 상부에 실장되는 센서 감지막(20)과, 상기 내측면(12)의 하부에 실장되는 히터(30)와, 기판(10) 외측면(11)에 형성되어 전기적 신호가 전달되는 전극홀(60)과, 상기 전극홀(60)과 연착되어 기판(10) 상ㆍ하부의 내측면(12)으로 연장 형성되는 전극(50)과, 상기 전극홀(60)에 장착되어, 전극(50)으로 전력을 공급하고 전기적 신호가 전달되는 확장핀(70)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.A substrate 10 made of a material having excellent abrasion resistance, heat resistance, corrosion resistance, electrical insulation, and precision workability; a punching hole 40 penetrating the center of the substrate 10 of the substrate 10 by laser processing or punching; The outer surface 11 and the inner surface 12 of the substrate 10 provided by the drilling hole 40, the sensor sensing film 20 mounted on the upper surface of the inner surface 12, and the inner surface The heater 30 mounted on the lower portion of the substrate 12, the electrode hole 60 formed on the outer surface 11 of the substrate 10 and transmitting electrical signals, and the electrode hole 60 are attached to the substrate 10. ) An extension pin 70 which is formed on the inner side 12 of the upper and lower portions, and is mounted to the electrode hole 60 to supply electric power to the electrode 50 and transmit electrical signals. It is characterized by that.

이와 같은 확장 핀(70)은 히터(30)의 특성과 기기의 구조에 따라 길이가 다양하게 고려될 수 있으며, 일정 길이이상으로 연장되는 경우 기판(10)의 유동과 견고성 보강을 위하여 확장 핀(70)의 중간에 별도의 지지 베이스(80)가 마련되는 것(도 3)을 특징으로 하는 것이다.The extension pin 70 may be considered in various ways depending on the characteristics of the heater 30 and the structure of the device, and when the extension pin 70 extends beyond a predetermined length, the expansion pin 70 may be used to reinforce the flow and rigidity of the substrate 10. 70 is provided with a separate support base 80 in the middle (FIG. 3).

이와 같은 지지 베이스(80)는 세라믹 소재가 이용될 수 있으며, 경우에 따라 확장 핀(70) 만으로도 기판(10)에 견고함이 유지되는 경우 상기 지지 베이스(80)는 생략할 수 있는 특징이 있는 것이다(도 4).Such a support base 80 may be a ceramic material, and in some cases, the support base 80 may be omitted if the extension pin 70 maintains the strength of the substrate 10 alone. (FIG. 4).

본 발명에 의한 기판(10)의 재질은 내마모성과 내열성, 내식성, 전기절연성, 정밀가공성 등이 뛰어난 알루미나 또는 세라믹 재질이 이용되는 것을 특징으로 하는 것이다.The material of the substrate 10 according to the present invention is characterized in that alumina or ceramic material having excellent abrasion resistance, heat resistance, corrosion resistance, electrical insulation, precision workability, and the like is used.

도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 가스센서의 병렬구조와 적층구조를 도시한 도면으로써, 도면에서와 같이 본 발명은 가스센서(100)를 와이어에 의한 본딩 구조가 아닌 천공홀(41)에 의한 기판(10) 일체형으로 마련하여 기판 내에 복수의 센서 감지막(20)과, 복수의 히터(30)가 마련(도 5)될 수 있는 특징이 있으며, 경우에 따라 이를 집적화하여 적층 배열하는 것이 가능한 것이다.5 and 6 illustrate a parallel structure and a stacked structure of a gas sensor according to the present invention. As shown in the drawing, the present invention is directed to a drilling hole 41 in which a gas sensor 100 is not bonded by a wire. It is characterized in that the substrate 10 is integrally formed by a plurality of sensor sensing film 20 and a plurality of heaters 30 (Fig. 5) in the substrate, and in some cases integrated and stacked arrangement It is possible.

이를 위하여 확장 핀(70)의 길이가 연장되고 전극홀(60)의 타공수가 추가될 수 있음을 물론이며, 연장된 확장 핀(70)에 기판(10)이 적층되어 집적화할 수 있는 특징이 있고, 이와 같은 적층형태의 가스센서는 가스 감지의 정확도를 높일 수 있으며, 다양한 종류의 가스를 검출하기 위한 센서 감지막의 다양한 종류가 실장될 수 있어 그 효용성이 뛰어난 특징이 있다.To this end, the length of the extension pin 70 may be extended and the number of perforations of the electrode hole 60 may be added, and the substrate 10 may be stacked and integrated on the extended extension pin 70. In this stack type gas sensor, the accuracy of gas detection can be increased, and various kinds of sensor detection films for detecting various kinds of gases can be mounted, and thus have excellent utility.

도 7a 및 7b는 본 발명에 의한 기판 상ㆍ하부의 전극부를 도시한 평면 및 저면도로써, 도면에서와 같이 본 발명에 의한 기판(10)은 기판 펀칭 후 감지막 전극(Au 등)(51) 및 히터 전극(Au 등)(52)을 스크린 인쇄한 후, 히터(30)와 센서 감지막(20)을 인쇄하는 공정을 거쳐 이루어지는 것이다.7A and 7B are plan views and bottom views of the upper and lower electrode portions of the substrate according to the present invention. As shown in the drawing, the substrate 10 according to the present invention includes a sensing film electrode (Au, etc.) 51 after punching the substrate. And a screen printing the heater electrode (Au, etc.) 52 and then printing the heater 30 and the sensor sensing film 20.

상기의 공정에서 전극(50)과 히터(30) 및 센서 감지막(20)의 실장에 이용되는 스크린 인쇄 기술은 통상의 설계방법으로 행하여지나 이는 스크린 인쇄방식 이 외에도 증착 등 전극형성을 위한 다양한 방법이 고려될 수 있는 것이다.In the above process, the screen printing technique used for mounting the electrode 50, the heater 30, and the sensor sensing film 20 is performed by a conventional design method, but in addition to the screen printing method, various methods for forming electrodes such as vapor deposition are performed. This can be considered.

상기 히터(30)는 백금(Pt)이나 이산화루테늄(RuO2)이 이용될 수 있는 것으로 센서 감지막(20)과 함께 반죽(paste, 페이스트) 형태로 이루어져 기판(10)의 상부(센서 감지막)와 하부(히터)에 각각 스크린 인쇄되어 센서 감지막(20)과 기판(10) 사이, 그리고 기판(10)과 히터(30) 사이에는 전극(50)이 각각 배치되어 기판(10) 위의 전극(50)을 통하여 공급되는 전력이 센서 감지막(20)과 히터(30)에 공급되어 가스센서(100)의 동작을 가능케 하는 것이다.The heater 30 is platinum (Pt) or ruthenium dioxide (RuO2) may be used in the form of a paste (paste, paste) together with the sensor sensing film 20 (sensor sensing film) Screen printed on and under the heater (heater), respectively, the electrode 50 is disposed between the sensor sensing film 20 and the substrate 10, and between the substrate 10 and the heater 30, respectively, the electrode on the substrate 10 Power supplied through the 50 is supplied to the sensor sensing film 20 and the heater 30 to enable the operation of the gas sensor 100.

본 발명에 의한 가스센서는 기판에 펀칭 후 스크린 인쇄를 통하여 기판의 상하면에 센서 감지막과 히터를 실장하게 되는 것으로 자동화를 통한 대량 생산이 가능하며 기기 내에 장착하기 위한 본딩 와이어 작업이 필요치않아 작업효율이 뛰어나고 불량률이 거의 발생하지 않는 장점이 있다.Gas sensor according to the present invention can be mounted on the upper and lower surface of the substrate through the screen printing after punching on the substrate to enable mass production through automation and does not require a bonding wire for mounting in the device work efficiency This has the advantage that it is excellent and hardly generates a defective rate.

또한, 적층이나 병렬구조로 구성하거나 패키징하는 용이할 뿐만 아니라 외부 충격 발생시에도 본딩 와이어 방식에 비해 응집도나 결속력이 뛰어나 고장과 오작동률이 현저히 개선되며, 알루미나 세라믹 기판에 의한 뛰어난 내구성과 집적화가 용이하여 산업상 이용가능성과 뛰어난 효과를 제공하게 되는 것이다.In addition, it is not only easy to configure or package in a laminated or parallel structure, but also has excellent cohesion and binding strength compared to the bonding wire method even in the event of external impact. It will provide industrial applicability and outstanding effectiveness.

이상에서와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 기술하였지만, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 기재된 실시 예에 국한하지 아니하고, 다양한 분야에서의 응용 및 적용 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 응용 및 적용이 실질적으로 동일한 기능과 구조 및 효과를 가지는 한, 균등의 영역에서 첨부된 특허 청구범위에 속함이 당연하다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described in the preferred embodiments, but is not limited to the embodiments described within the scope of the technical idea of the present invention, it is obvious to those skilled in the art and applicable in various fields, such applications and applications As long as they have substantially the same function, structure and effect, it will be obvious that they belong to the appended claims in the same range.

Claims (14)

가스의 존재 및 농도를 감지하기 위한 가스센서에 있어서;A gas sensor for sensing the presence and concentration of gas; 내마모성과 내열성, 내식성, 전기절연성, 정밀가공성이 뛰어난 재질로 이루어지는 기판(10)과;A substrate 10 made of a material having excellent abrasion resistance, heat resistance, corrosion resistance, electrical insulation, and precision workability; 상기 기판(10)의 중심부를 레이저 가공이나 펀칭기에 의해 관통되도록 형성한 천공홀(40)과;A drilling hole 40 formed to penetrate the center of the substrate 10 by laser processing or a punching machine; 상기 천공홀(40)에 의해 마련되는 기판(10)의 외측면(11) 및 내측면(12)과;An outer surface 11 and an inner surface 12 of the substrate 10 provided by the drilling hole 40; 상기 내측면(12)의 상부에 실장되는 센서 감지막(20)과;A sensor sensing film 20 mounted on the inner surface 12; 상기 내측면(12)의 하부에 실장되는 히터(30)와;A heater (30) mounted below the inner side (12); 기판(10) 상ㆍ하부의 외측면과 내측면(12)에 연장 형성되는 전극(50)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.A substrate integrated gas sensor capable of stacking and parallel mounting, comprising an electrode (50) extending from an outer surface and an inner surface (12) above and below a substrate (10). 청구항 1에 있어서;The method according to claim 1; 상기 기판(10)의 외측면(11)에는 전기적 신호가 전달될 수 있도록 복수의 전극홀(60)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.Laminated and parallel-mountable substrate gas sensor, characterized in that a plurality of electrode holes (60) are formed on the outer surface (11) of the substrate (10) to transmit electrical signals. 청구항 1에 있어서;The method according to claim 1; 동일 기판(10)상에 복수의 센서 감지막(20)과 히터(20)가 실장되는 병렬구조 를 가지는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.Laminated and parallel mountable substrate integrated gas sensor, characterized in that it has a parallel structure in which a plurality of sensor sensing film 20 and the heater 20 is mounted on the same substrate (10). 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서;The method of claim 1 or 3; 센서 감지막(20)과 히터(30)가 스크린 인쇄를 통하여 기판(10)에 실장되어 지는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.A substrate integrated gas sensor capable of stacking and parallel mounting, characterized in that the sensor sensing film (20) and the heater (30) are mounted on the substrate (10) through screen printing. 청구항 1 내지 청구항 3의 어느 한 항에 있어서;The method of claim 1; 기판(10)의 재질은 세라믹으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.The substrate 10 is a substrate integrated gas sensor, characterized in that the substrate 10 is made of a ceramic material. 청구항 1 내지 청구항 3의 어느 한 항에 있어서;The method of claim 1; 기판(10)의 재질은 알루미나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.A substrate integrated gas sensor capable of stacking and parallel mounting, characterized in that the substrate 10 is made of alumina. 청구항 1에 있어서;The method according to claim 1; 상기 천공홀(40)의 형상은 절곡되거나, 센서 감지막(20)이나 히터(30)의 형상을 고려하여 라운드지는 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.The shape of the perforation hole 40 is bent, round or in consideration of the shape of the sensor film 20 or the heater 30 is provided in the form of rounded substrate integrated gas sensor, characterized in that provided in the form. 청구항 1에 있어서;The method according to claim 1; 상기 천공홀은 기판에 다수 형성되고, 일측 천공홀(41)이 타측 천공홀(40)을 감싸는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.The plurality of perforation holes are formed in the substrate, laminated and parallel mountable substrate integrated gas sensor, characterized in that the perforated hole 41 has a structure surrounding the other perforated hole (40). 청구항 1에 있어서;The method according to claim 1; 상기 전극(50)은 기판(10)의 상부에 인쇄된 감지막 전극(51)과, 기판(10)의 하부에 인쇄된 히터 전극(52)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.The electrode 50 includes a sensing film electrode 51 printed on the upper portion of the substrate 10, and a heater electrode 52 printed on the lower portion of the substrate 10. Gas sensor. 청구항 1에 있어서;The method according to claim 1; 기판(10) 위의 전극(50)으로 전력을 공급하고 전기적 신호가 전달될 수 있도록 기판(10)의 하부에 일체로 확장핀(70)이 구비되는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.Multilayer and parallel mountable substrate integrated type, characterized in that the expansion pin 70 is integrally provided on the lower portion of the substrate 10 to supply power to the electrode 50 on the substrate 10 and to transmit electrical signals Gas sensor. 청구항 2에 있어서;The method according to claim 2; 기판(10)에 형성된 전극홀(60)에 별도로 체결될 수 있도록 확장핀(70)이 마련되는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.Multilayer and parallel mountable gas sensor, characterized in that the expansion pin 70 is provided to be separately fastened to the electrode hole 60 formed in the substrate (10). 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서;The method according to claim 10 or 11; 확장핀(70)을 연장하고 기판(10)을 수직상으로 적층배치하여 집적화가 가능 한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.A substrate integrated gas sensor capable of stacking and parallel mounting, characterized in that the expansion pin (70) has a structure that can be integrated by stacking the substrate 10 in a vertical arrangement. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서;The method according to claim 10 or 11; 가스센서 집적화에 따른 수직상의 견고성과, 히터(30)열에 의한 하부 기기의 손상을 고려하여 확장 핀(70)의 중간에 지지 베이스(80)가 추가되는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.Stacked and parallel mountable board integrated type, characterized in that the support base 80 is added to the middle of the expansion pin 70 in consideration of the vertical rigidity due to the integration of the gas sensor and damage to the lower device due to the heater 30 heat Gas sensor. 청구항 13에 있어서;The method of claim 13; 상기 지지 베이스(80)의 소재는 세라믹 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 및 병렬 실장 가능한 기판 일체형 가스센서.The substrate base gas sensor of claim 1, wherein the support base is made of a ceramic material.
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