KR100862947B1 - 적외선 온도 센서 및 적외선 온도 센서 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적외선 온도 센서 및 적외선 온도 센서 모듈에 관한 것으로, 내부에 실장공간을 갖는 패키지부와, 상기 패키지부 내에 실장된 센싱 칩과 써모 파일과, 상기 패키지부의 적어도 상측 일부에 마련된 적외선 투과창과, 상기 패키지부를 관통하여 상기 센싱 칩과 써모 파일에 전기적으로 접속된 복수의 단자 전극을 포함하는 온도 센서 모듈을 제공한다. 이와 같이 신호증폭부, 연산처리부, A/D 컨버퍼부, 메모리부 및 온도 보상부 등을 원칩하고, 이러한 칩과 써모 파일을 단일의 패키지 내부에 실장하여 기타 주변회로가 필요 없을 뿐만 아니라 종래의 메탈 패키징 크기의 온도 센서 모듈을 제작할 수 있다.
적외선, 온도 센서, 써모파일, 센싱 칩, 세라믹 패키지
Description
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 단면도.
도 2는 제 1 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 상부 영역을 절단한 평면 개념도.
도 3은 제 1 실시예에 따른 센싱 칩의 개념도.
도 4는 제 1 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 써모 커플의 평면 개념도.
도 5는 제 1 실시예에 따른 써모 커플의 단면 개념도.
도 6 및 도 7은 제 1 실시예에 따른 써모 파일의 변형예를 설명하기 위한 단면 개념도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 단면도.
도 9는 제 2 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 평면도.
도 10은 제 2 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 저면도.
도 11은 제 2 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 상부 영역을 절단한 평면 개념도.
도 12는 제 2 실시예의 제 1 변형예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 단면도.
도 13은 제 1 변형예에 따른 세라믹 패키지부의 평면도.
도 14는 제 2 실시예의 제 2 변형예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 단면도.
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 적외선 온도 센서의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 베이스부 20 : 캡부
30 : 적외선 투과창 40 : 리드 단자
50, 400 : 와이어 100 : 센싱 칩
200 : 써모 파일 300 : 세라믹 패키지부
310 : 하부 시트부 320 : 측벽 시트부
340 : 커버부 350 : 내부 단자 전극
360 : 외부 단자 전극 500 : 가열 수단
본 발명은 적외선 온도 센서 및 적외선 온도 센서 모듈에 관한 것으로, 써모 파일과 이의 감지 신호를 처리하기 위한 다수의 회로를 원칩화한 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)을 단일 패키지 내부에 내장한 적외선 온도 센서 및 적외선 온도 센서 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 온도를 측정하기 위한 방법으로는 접촉식과 비접촉식의 크게 두가지로 나눌 수 있다. 접촉식 온도계로는 수은온도계, 알콜온도계, NTC온도계 및 공업용으로는 열전대(Thermocouple) 및 백금측온계 등이 있으며 직접 열원에 접촉할 수 없는 경우나 매우 빠른 온도계측을 위해서는 비접촉식 온도센서소자인 써모파일(Thermopile)을 이용한 온도계를 사용하고 있다.
써모 파일의 경우 최근 수은온도계를 대신하여 귓속형 체온계등의 온도 센서 소자로 널리 보급되고 있으며 온도의 정밀계측과 빠른 응답속도와 열원에 직접 닿지 않고도 계측할 수 있는 장점으로 인해 자동차 내부의 온도 측정 및 가전 기기의 온도측정 등의 다양한 분야로 그 응용범위가 급속히 확대되고 있다.
써모 파일은 두 가지 서로 다른 물질의 접점들 즉, 냉접점과 온접점 사이에 온도차가 생기면 온도차의 크기에 비례하는 기전력(thermoelectric power)이 발생한다는 제백효과(seebeck effect)를 이용하여 온도를 감지한다.
온도 센서 모듈은 상기의 써모파일은 물론, 써모파일의 신호를 증폭하기 위한 회로, 온도 보정 및 수정하기 위한 회로 및 신호를 변환하기 위한 회로등의 다양한 부품을 포함한다. 종래의 경우 써모 파일은 물론 각각 다른 동작을 수행하는 부품들을 별도의 패키지로 제작하였다. 별도의 패키지에 의해 패키징된 각 부품들 과 써모 파일을 기판에 실장하여 온도 센서 모듈을 제작하였다.
이는 각 부품들을 별도의 패키지로 제작하기 때문에 부품의 단가가 상승하여 온도 센서 모듈의 단가를 상승시키는 요인으로 작용하였다. 또한, 패키징화된 부품을 기판에 실장하기 때문에 온도 센서 모듈의 크기가 커지는 문제가 발생하였다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 신호증폭부, 연산처리부, A/D 컨버퍼부, 메모리부 및 온도 보상부 등을 원칩으로 구성하고, 이러한 칩과 써모 파일을 단일의 패키지 내부에 실장하여 소형화가 가능하고, 제작 단가를 줄일 수 있는 온도 센서 및 온도 센서 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 내부에 실장공간을 갖는 패키지부와, 상기 패키지부 내에 실장된 센싱 칩과 써모 파일과, 상기 패키지부의 적어도 상측 일부에 마련된 적외선 투과창과, 상기 패키지부를 관통하여 상기 센싱 칩과 써모 파일에 전기적으로 접속된 복수의 단자 전극을 포함하는 온도 센서 모듈을 제공한다.
상기 센싱 칩은 각부가 원칩화된 내부 칩부와, 상기 내부 칩과 연결된 외부 패드부를 포함하고, 상기 패키지부내에 다이 본딩되는 것이 바람직하다. 상기의 칩부는, 입력 신호를 증폭하는 신호 증폭부와, 상기 칩부 전체의 동작을 담당하는 연산부와, 아날로그 신호와 디지털 신호간의 상호 변환을 담당하는 A/D 전환부 및 상기 칩부 내의 신호를 저장하거나 칩 동작의 기본적인 데이터가 저장된 메모리부를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 칩부는 신호의 입출력을 담당하는 신호 입출력부와, 신호의 증폭 레벨을 조절하는 레벨 설정부와, 증폭된 신호에 따른 온도 오차를 보상하는 온도 보상부를 더 포함하는 것이 효과적이다. 물론 상기 칩부는 NTC 또는 PTC 소자를 포함하는 써미스터를 더 포함할 수도 있다.
상술한 센싱 칩 상에 상기 써모 파일이 배치되는 것이 바람직하다.
상기의 패키지부는, 상기 센싱 칩과 상기 써모 파일이 실장된 베이스부와, 상기 베이스부를 덮는 캡부를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 베이스부와, 상기 캡부는 금속성의 물질로 제작하고, 상기 베이스부 및 상기 캡부와 상기 단자 전극 사이에 절연층이 마련되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 패키지부는, 상기 센싱 칩이 실장된 하부 시트부와, 상기 하부 시트부의 가장자리 영역 상에 적층된 측벽 시트부와, 상기 측벽 시트부 상측을 덮는 커버부를 포함하는 것이 효과적이다.
상기 단자 전극은 상기 측벽 시트부와 상기 하부 시트부 내측에 마련된 내부 단자 전극과, 상기 하부 시트부의 바닥면에 마련된 외부 단자 전극을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 하부 시트부와 상기 측벽 시트부는 적어도 하나 이상의 세라믹 시트를 가공하여 제작되는 것이 효과적이다.
상기의 패키지내에 마련된 가열 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 가열 수단으로 상기 단자 전극에 접속된 열선을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 피 측정체의 온도를 측정하는 써모 파일과, 상기 써모 파일을 수납하는 세라믹 패키지부와, 상기 세라믹 패키지부 상부를 덮는 커버부 및 상기 세라믹 패키지부를 관통하여 상기 써모 파일과 전기적으로 접속되는 단자 전극을 포함하는 온도 센서를 제공한다.
상기의 세라믹 패키지부 내에 마련된 가열 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기의 세라믹 패키지부 내에 상기 써모 파일과 전기적으로 접속하는 써미스터를 더 수납하는 것이 효과적이다. 상기의 커버부는 적외선을 투과하는 적외선 투과창을 포함하는 것이 효과적이다. 상기 단자 전극은 세라믹 패키지부를 관통하는 내부 단자 전극과 상기 세라믹 패키지부 하측 영역에 마련된 외부 단자 전극을 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 단면도이다. 도 2는 제 1 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 상부 영역을 절단한 평면 개념도이다. 도 3은 제 1 실시예에 따른 센싱 칩의 개념도이다. 도 4는 제 1 실시예 에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 써모 커플의 평면 개념도이고, 도 5는 써모 커플의 단면 개념도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈은 베이스부(10)와, 베이스부(10) 상에 실장된 센싱 칩(100)과, 상기 센싱 칩(100) 상에 실장된 써모 파일(200)과, 베이스부(10)를 감싸는 캡부(20)와, 상기 캡부(20) 상측에 마련된 적외선 투과창(30)과, 상기 베이스부(10)를 관통하여 상기 센싱 칩(100)과 써모 파일(200)에 접속된 복수의 리드 단자(40)를 포함한다.
베이스부(10)와 캡부(20)는 금속성의 물질을 이용하여 제작하는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 베이스부(10)와 캡부(20)는 다양한 물질로 제작될 수 있다. 예를 들어 플라스틱, 수지 등을 사용할 수 있다.
베이스부(10)는 원형 판 형상으로 제작되는 것이 효과적이다. 베이스부(10)의 상부 표면에는 복수의 회로가 원칩화된 센싱 칩(100)이 다이 본딩되고, 센싱 칩(100) 상에 써모 파일(200)이 실장된다. 이때, 다이 본딩은 칩이 패키지 되기 전에 본딩 또는 패키지된 후의 본딩을 지칭할 수 있다.
캡부(20)는 내부가 비어 있는 원통 형상으로 제작되고, 원통의 내측 하부 영역에는 베이스부(10)가 마련되는 것이 바람직하다. 상기 센싱 칩(100) 상에 마련된 써모 파일(200)과 대응하는 적외선 투과창(30)이 상기 캡부(20) 상측 영역에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 적외선 투과창(30)은 적외선 광선을 투과시켜 써모 파일(200)에 공급하는 역할을 한다. 따라서 본 실시예에서는 적외선 투과창(30)으로 적외선 필터층이 코팅된 단결정 실리콘을 사용하는 것이 효과적이다. 상기 캡부(20)의 내부에는 내부 소자의 산화 방지를 위해 질소 또는 아르곤등의 가스로 충진되어 있는 것이 바람직하다.
상기 베이스부(10)와 캡부(20)에는 리드 단자(40)가 관통하는 복수의 관통홀이 마련된다. 상기 관통홀은 센싱 칩(100) 주변 영역에 배치되는 것이 효과적이다. 관통홀을 통해 리드 단자(40)가 관통하기 때문에 관통홀과 리드 단자(40) 사이를 절연하기 위한 절연물질이 관통홀의 내측에 마련될 수도 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 절연물질로 피복된 리드 단자(40)를 사용하여 베이스부(10) 및 캡부(20)와 리드 단자(40) 간을 절연시킬 수도 있다. 상기 관통홀과 리드 단자(40) 사이에 빈공간이 형성되지 않도록 하여 외부 불순물이 캡부(20) 내측으로 침투하는 것이 방지하는 것이 효과적이다. 도면에 도시된 바와 같이 관통홀을 통해 캡부(20) 내측으로 노출된 리드 단자(40)는 와이어(50)를 통해 센싱 칩(100) 또는 써모 파일(200)과 전기적으로 접속된다.
베이스부(10) 상에 실장되는 센싱 칩(100)은 신호 증폭부(110), 연산부(120), A/D 전환부(130), 메모리부(140) 및 써미스터부(150)를 포함한다.
신호 증폭부(110)는 입력된 신호를 증폭하는 동작을 한다. 특히 본 실시예에서는 써모 파일(200)의 신호를 증폭하는 역할을 한다. 상기 연산부(120)는 센싱 칩(100) 전체의 동작을 담당하는 동작을 한다. 즉, 신호 처리는 물론 각 부간의 신호 편차를 없애는 기능과, 온도 및 신호의 보정과, 신호의 입출력을 주관하는 역할을 한다. 이러한 연산부(120)로 MICOM(micro controller)을 사용할 수 있다. A/D 전환부(130)는 아날로그 신호와 디지털 신호간의 상호 변환을 담당한다. 즉, 써모 파일(200)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 역할을 한다. 메모리부(140)는 소정 신호를 저장하는 역할을 한다. 즉, 메모리부(140)는 센싱 칩 내부의 신호를 저장하거나, 칩 동작의 기본적인 데이터가 저장되어 있는 것이 바람직하다. 메모리부(140)로 플래시 메모리 또는 EEPROM 등의 데이터의 장시간 저장이 가능하고, 데이터를 쓰고 지우는 것이 용이한 메모리 소자를 사용하는 것이 효과적이다. 써미스터부(150)는 써모 파일(200)의 온도를 보상하는 역할을 한다. 즉, 써미스터부(150)는 써모 파일(200)의 냉접점 영역의 온도를 정확하게 보상한다.
또한, 본 실시예에 따른 센싱 칩(100)은 신호 입출력을 담당하는 신호 입출력부(160)를 더 포함한다.
센싱 칩(100)으로 상술한 기능을 하는 신호 증폭부(110), 연산부(120), A/D 전환부(130), 메모리부(140) 및 써미스터부(150)가 원칩화된 ASIC을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 각부에 해당하는 복수의 회로를 단일의 칩 내에 집적시켜 센서 모듈을 소형화시킬 수 있다. 상술한 센싱 칩(100)은 상술한 동작뿐만 아니라 온도 센서 모듈의 정확한 온도 검출을 위해 다양한 동작을 수행하는 회로가 센싱 칩(100) 내에 추가될 수 있다. 예를 들어, 신호의 증폭 레벨을 조절하는 레벨 설정부와 증폭된 신호에 따른 온도 오차를 보상하는 보상부를 더 포함할 수 있다.
이러한 센싱 칩(100)은 상기 각부가 원칩화된 내부 칩부(101)와, 상기 내부 칩과 연결된 외부 패드부(102)를 포함한다. 또한, 상기 써미스터부(150)로 사용되는 NTC 또는 PTC 소자가 박막 형태로 내부 칩부(101)의 내부에 마련될 수도 있다.
상기 센싱 칩(100)은 소정의 접착제를 통해 상기 베이스부(10)에 실장되는 것이 바람직하다. 도 2에 도시된 바와 같이 센싱 칩(100)의 상측 영역에 복수의 외부 패드부(102)가 마련되고, 상기 외부 패드부(102) 각각은 센싱 칩(10) 주변에 배치된 리드 단자(40)에 와이어(50)를 통해 전기적으로 접속된다. 이를 통해 전기적 신호의 상호 간 교환이 가능하다.
본 실시예에서는 상기 센싱 칩(100)의 상부에 써모 파일(200)을 배치한다. 즉, 센싱 칩(100)과 써모 파일(200)을 적층시켜 센서 모듈을 초소형화시킬 수 있다. 또한, 외부 회로를 원칩화하여 센서 모듈의 제작 공정을 단순화시킬 수 있다.
상술한 써모 파일(200)은 외부 온도에 따른 기전력이 발생되고, 이러한 기전력을 센싱 칩(100)에 공급한다.
써모 파일(200)은 반도체 기판(210)상에 마련된 복수의 냉접점(224) 및 온접점(222)과, 상기 냉접점(224)과 온접점(222) 사이에 교대로 마련된 제 1 및 제 2 써모 커플선(226, 228)을 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 써모 커플선(226, 228)에 각기 접속된 외부 전극(230a, 230b; 230)과, 상기 온접점(222) 상에 마련된 적외선 흡수층(240)을 포함한다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2 써모 커플선(226, 228)을 포함하는 전체 구조상에 마련된 보호막(229)을 더 포함할 수도 있다. 그리고, 반도체 기판(210) 상부에 마련된 절연막(221)이 형성될 수도 있다.
이때, 상기 반도체 기판(210)은 몸체부(211)와, 몸체부(211) 중앙에 마련된 공동부(212)를 포함한다. 이에 상기 공동부(212) 상측 영역의 상기 절연막(221) 상에 온접점(222)이 형성되고, 상기 몸체부(211) 상측 영역의 상기 절연막(221) 상에 냉접점(224)이 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 적외선 흡수층(240)은 상 기 공동부(212) 상측 영역에 마련되는 것이 바람직하다. 이러한, 공동부(212)는 반도체 기판(210)의 중앙 영역을 제거하여 형성하되, 도면에 도시된 바와 같이 사각 기둥 형상으로 제작되고, 상부의 면적보다 하부의 면적이 더 넓은 형상을 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 온접점(222)은 상기 공동부(212)의 가장자리 둘레를 따라 마련되는 것이 효과적이다. 물론 상기 공동부(212)의 형상은 상술한 설명에 한정되지 않고, 사각 기둥을 포함하는 다각 기둥 형상, 원 기둥 형상 및 타원 기둥 형상이 가능하다. 그리고, 상부와 하부의 면적이 서로 동일할 수도 있고, 상부의 면적이 하부의 면적보다 더 넓을 수도 있다. 본 실시예에서는 상기 반도체 기판(210)으로 실리콘 웨이퍼를 사용하는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고 반도체 특성의 모든 웨이퍼를 사용할 수 있다.
상기의 절연막(221)은 열 전도도가 낮은 박막을 사용하되, 본 실시예에서는 실리콘 질화막(SixNx), 실리콘 산화막(SiOx), 불화물계막(MgF2, CaF2, BaF2), 알루미늄 산화막(Al2O3), 실리콘 카바이드막(SiC) 및 폴리이미드와 같은 폴리머 계열의 물질막 중 적어도 어느 하나의 박막을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 절연막(221)은 복수의 박막이 적층된 형태로 제작될 수도 있다.
상기의 제 1 및 제 2 써모커플선(226, 228)은 직렬로 연결되고, 각 써모커플(220)의 각 구성물질들은 큰 열기전력을 가지며, 제 1 및 제 2 써모커플선(226, 228)은 열 기전력이 반대의 극성을 갖는 서로 다른 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 써모커플선(226, 228)은 온접점(222)과 냉접점(224)에 교차하여 위치하고, 온접점(222)과 냉접점(224)은 열적으로 분리되어 있는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이 복수의 온접점(222)과 냉접점(224) 사이에 교대로 제 1 및 제 2 써모 커플선(226, 228)이 직렬 연결된다. 예를 들어 제 1 온접점과 제 1 냉접점 사이에 첫번째 제 2 써모 커플선이 접속되고, 제 1 냉접점과 제 2 온접점 사이에 첫번째 제 1 써모 커플선이 접속되고, 제 2 온접점과 제 2 냉접점 사이에 두번째 제 2 써모커플선이 접속된다. 여기서, 제 1 및 제 2 써모커플선(226, 228)으로 반도체막 및 금속박막을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 및 제 2 써모커플선(226, 228)으로 실리콘막 및 알루미늄막, 게르마늄막 및 알루미늄막, Cr막 및 Al막, Pt막 및 Rh막을 사용할 수 있다. 이때, 상기 실리콘막으로는 불순물이 도핑된 실리콘막을 사용할 수도 있고, 폴리 실리콘막을 사용할 수도 있다. 본 발명은 상기 써모 커플 대신 이에 한정되지 않고, 초전 소자 등을 포함하는 온도계측용 열전 변환 소자를 사용할 수도 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 써모커플선(226, 228)을 적층하여 제작될 수도 있다.
상술한 제 1 써모 커플선(226)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 외부 전극(230a)과 접속되고, 제 2 써모 커플선(228)은 제 2 외부 전극(230b)과 접속된다. 본 실시예에서는 제 1 및 제 2 써모 커플선(226, 228)상의 보호막(229)의 일부를 제거하여 이와 접속된 제 1 및 제 2 외부 전극(230a, 230b)을 형성한다. 상기 제 1 및 제 2 외부 전극(230a, 230b)는 와이어(50)를 통해 리드 단자(40)에 접속된다. 이를 통해 상기 써모 파일(200)의 기전력을 센싱 칩(100)에 전송할 수 있다.
본 실시예에 따른 써모 파일(200)은 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 변형예가 가능하다.
도 6 및 도 7은 제 1 실시예에 따른 써모 파일의 변형예를 설명하기 위한 단면 개념도이다.
써모 파일(200)의 변형예로는 먼저 도 6에 도시된 바와 같이 외부 전극(230a, 230b; 230)이 기판(210)을 관통하여 마련될 수 있다. 그리고, 써모 파일(200)의 제 1 및 제 2 써모 커플선(226, 228)은 각기 외부 전극(230)에 접속된다. 이때, 상기 기판(210)을 관통하여 마련된 외부 전극(230)은 센싱 칩(100) 상에 형성된 외부 패드부(102)와 접속되는 것이 효과적이다. 이를 통해 상기 써모 파일(200)을 센싱 칩(100) 표면상에 전기적으로 실장할 수 있다. 그리고, 써모 파일(200)의 기전력을 센싱 칩(100)의 신호 증폭부(110)에 전송시킬 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 복수의 써모 커플(220)과 외부 전극(230)이 형성된 상기 기판(210) 상에 이를 보호하기 위한 하우징(250)이 마련된다.
상기 하우징(250)은 몸체부(251)과, 몸체부 하측에 상기 써모 커플(220)과 대응하는 오목부(252)를 포함한다. 그리고, 하우징(250)의 상측에는 반사 방지막(253)이 마련되어 있는 것이 효과적이다.
여기서, 상기 하우징(250)으로 실리콘 웨이퍼를 사용하는 것이 바람직하다. 이를 통해 상기 하우징(250)과 기판(210)를 적층 시킨 다음 이들을 웨이퍼 본딩을 통해 결합시킬 수 있다. 따라서, 하우징(250) 상측 부분에 조사된 적외선에 의해 발생한 열이 웨이퍼 본딩된 하우징(250)과 기판(210)의 몸체부(211, 251)를 통해 아래로 빠르게 전도되고 외부로 방출될 수 있다. 즉, 실리콘 웨이퍼 사이가 완전하게 본딩이 되어 열전도도가 상승되므로 하우징 상측의 열을 신속하게 소자의 바닥면으로 전달할 수 있다.
상기 몸체부(251)는 기판(210)과 동일한 직육면체 형태로 제작되는 것이 바람직하고, 이에 한정되지 않고, 다면체 및 원기둥과 같은 다양한 형상이 가능하다. 그리고, 하우징(250)은 그 하측에 소정의 오목부(252)를 두어 외부의 적외선이 하우징(250)을 관통하는 거리를 줄이고, 써모 커플(220)을 열적으로 고립시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 변형예에서는 상술한 기판(210)과 하우징(250)이 웨이퍼 본딩되어 결합된 구조물의 상부면의 일부와 측벽면 영역에 열 전도성 패키징부(260)가 형성된다. 열 전도성 패키징부(260)는 10 내지 500 W/mK의 열 전도성을 갖는 다양한 물질막을 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 이러한 열 전도성 패키징부(260)로 Fe, Cu, Ag, Au, Ni, Al, Be, C, Ti 및 이를 포함하는 합금 중 적어도 어느 하나를 이용하고, 스퍼터링(sputting)법, 증착(evaporation)법, CVD법 등을 통해 형성하는 것이 바람직하다.
상기 열 전도성 패키징부(260)는 도 6에 도시된 바와 같이 하우징(250) 상측의 투과창 즉, 오목부(252) 상부 영역을 제외한 상부면 상에 마련되고, 하우징(250)의 몸체부(251)와, 기판(210)의 몸체부(111) 측벽면을 감싸는 형상으로 마련되는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 열 전도성 패키징부(260)는 하우징(250) 상부면의 열을 소자의 측면을 통해 외부로 방출시키는 다양한 형상으로 변경이 가능하다.
일반적으로 외부로부터 유입된 적외선은 하우징(250)의 상부면에 먼저 조사되어 상부면의 온도를 상승시키고 이와 같은 열이 적외선 형태로 다시 써모 커플(220)의 온접점(222)에 복사되어 순수한 외부 열원의 온도보다 높은 온도로 인식되는 문제가 있었다. 하지만, 본 변형예에서와 같이 하우징(250) 상부면의 일부와, 하우징(250)과 기판(210)의 측벽면에 열 전도성 패키징부(260)가 마련되어 있을 경우, 하우징(250) 상부면에서 발생된 열은 열 전도성 패키징부(260)를 통해 빠르게 하부 영역까지 전도 및 방출될 수 있어 순수한 외부 열원에 의한 온도만이 측정될 수 있다.
다음으로 써모 파일(200)의 변형예로 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 써모 커플(220)이 형성된 기판(210) 하측에 오목부(252)를 갖는 하우징(250)이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 하우징(250)의 몸체부(251)를 관통하여 제 1 및 제 2 써모 커플선(226, 228)에 각기 접속되는 외부 전극(230a, 230b)이 형성되는 것이 효과적이다. 상기 기판(210) 상측에 자외선을 투과하는 투광부(270)가 마련될 수도 있다.
또한, 본 실시예의 변형예에 따른 써모 파일(200)의 경우 써모 파일(200)의 상부 영역과 측면 영역에 히트 싱크를 마련하여 투과창 이외의 영역으로 조사된 적외선에 의한 열을 써모 파일(200)의 하부로 배출시켜 외부 영향 없이 피측정체 만의 정확한 온도를 계측할 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 써모 파일(200)과 이의 신호를 처리하는 회로 칩을 단일의 패키지 내부에 실장시켜 피측정체의 온도를 측정하는 온도 센서 모듈의 크기를 줄일 수 있다. 즉, 써모 파일(200)의 측정 신호를 처리하는 복수의 회로를 원칩화한 센싱 칩(100)을 베이스부에 배치하고, 센싱 칩(100) 상에 써모 파일(200)을 배치하여 온도 센서 모듈의 크기를 초소형화할 수 있다. 그리고, 상기 센싱 칩(100) 내부에 박막 형태의 써미스터를 마련하여 써모 파일(200)의 온도를 보상할 수 있다.
본 발명에 따른 온도 센서 모듈은 상술한 설명에 한정되지 않고, 적층 공정으로 제작된 세라믹 패키지 내측에 센싱 칩과 써모 파일이 적층되고, 패키지 하측에 외부 단자 패드가 마련될 수 있다. 하기에서는 세라믹 패키지에 의해 패키징된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 온도 센서 모듈에 관해 설명한다. 후술되는 설명중 상술한 설명과 중복되는 설명은 생략한다. 물론 후술되는 실시예의 기술은 앞선 실시예에 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 단면도이다.
도 9는 제 2 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 평면도이고, 도 10은 제 2 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 저면도이다. 도 11은 제 2 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 상부 영역을 절단한 평면 개념도이다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈은 하부 시트부(310)와 측벽 시트부(320)를 포함하는 세라믹 패키지부(300)와, 세라믹 패키지부(300)의 하부 시트(310) 상에 다이 본딩된 센서 칩(100)과, 상기 센서 칩(100) 상에 배치된 써모 파일(200)과, 상기 세라믹 패키지부(300) 상측에 적외선 필터(342)가 부착된 커버부(340)를 포함한다. 그리고, 세라믹 패키지부(300) 내에 마련되어 센싱 칩(100)과 써모 파일(200)에 접속된 복수의 내부 단자 전극(351, 352; 350)과, 세라믹 패키지부(300)의 하부 시트부(310)의 바닥면에 마련되어 상기 내부 단자 전극(350)과 접속된 복수의 외부 단자 전극(360)을 더 포함한다. 그리고, 상기 내부 단자 전극(350)과 센싱 칩(100) 및 써모 파일(200) 간을 연결하는 복수의 와이어(400)를 더 포함한다.
상술한 세라믹 패키지부(300)는 사각 판 형상의 하부 시트부(310)와, 상기 하부 시트부(310)의 가장 자리 영역 상에 적층된 측벽 시트부(320)를 포함하고, 적어도 상기 하부 시트부(310)를 관통하여 마련된 복수의 내부 단자 전극(350)과, 상기 하부 시트부(310)의 내부 단자 전극(350)과 전기적으로 접속되는 복수의 외부 단자 전극(360)을 포함한다.
여기서, 측벽 시트부(320)는 내부가 비어 있는 사각 튜브 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 사각 튜브 형상의 측벽 시트부(320)는 측벽부(321)와, 측벽부(321) 하측영역 일부가 사각 튜브의 내측 방향으로 돌출된 돌출부(322)를 포함한다. 도면에서는 상기 측벽부(321)와 돌출부(322)가 단일 몸체로 제작됨을 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 측벽부(321)와 돌출부(322)가 분리제작된 다음 이들을 결합하여 측벽 시트부(320)를 제작할 수도 있다. 이때, 상술한 내부 단자 전극(350)은 하부 시트부(310)는 물론 측벽 시트부(320)의 상기 돌출부(322)까지 연장 관통하여 형성될 수 있다. 그리고, 상기 하부 시트부(310)와 측벽 시트부(320)가 적층되어 마련된 몸체는 상부가 개방되고, 내측이 비어 있는 사각 통 형 상으로 제작된다. 사각 통 형상의 몸체 내측 바닥면에 센싱 칩(100)과 써모 파일(200)이 본딩된다. 도 8에 도시된 바와 같이 상기 측벽 시트부(320)의 돌출부(322)에 의해 상기 몸체의 상측 개구의 면적보다 내측 면적이 더 작게된다.
본 실시예에 따른 세라믹 패키지부(300)는 복수의 세라믹 시트를 가공하고, 적층하여 상술한 구조의 몸체를 제작한 다음 이를 소성하여 제작하는 것이 바람직하다.
상기 하부 시트부(310)와 측벽 시트부(320)는 판 형상의 복수의 세라믹 시트로 제작할 수 있고, 단일의 세라믹 시트를 이용하여 제작할 수 있다. 이때, 측벽 시트부(320)의 경우 판 형상의 세라믹 시트의 중앙 영역을 제거하여 제작하는 것이 바람직하다.
상기의 세라믹 시트는 세라믹 원료 분말을 슬러리 형태로 제작한 다음 상기 슬러리를 닥터 블레이드(Doctor blade)등의 방법으로 원하는 두께의 판 형상으로 제작한다.
본 실시예에서는 상술한 세라믹 시트를 이용하여 하부 시트부(310)를 제작하되, 세라믹 시트의 가장자리 일부에 복수의 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀 내부에 도전성 물질을 매립하여 제 1 내부 단자 전극(351)을 형성한다.
측벽 시트부(320)는 복수의 세라믹 시트를 이용하여 제작하는 것이 바람직하다. 상기 복수의 세라믹 시트는 그 중앙 영역에 개구부가 마련되어 있다. 예를 들어 중앙 영역에 개구부가 마련된 두개의 세라믹 시트를 적층시켜 측벽 시트부(320)를 제작한다. 이때, 일 세라믹 시트의 중앙 개구부의 면적이 타 세라믹 시트의 개 구부의 면적보다 큰 것이 바람직하다. 이때, 일 세라믹 시트는 측벽부(321)가 되고, 타 세라믹 시트는 돌출부(322)가 될 수 있다. 상기 타 세라믹 시트 중 상기 하부 시트의 관통홀 형성 영역과 대응하는 영역에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀 내부에 도전성 물질을 매립하여 제 2 내부 단자 전극(352)을 형성한다.
상술한 하부 시트부(310) 상에 측벽 시트부(320)를 적층 시킨 다음 이를 소성한다. 이를 통해 제 1 및 제 2 내부 단자 전극(351, 352)이 전기적으로 접속되어 센싱 칩(100)과 써모 파일(200)과 와이어(400)로 접속되는 내부 단자 전극(350)이 형성된다.
이후, 상기 하부 시트부(310)의 바닥면에 스크린 프린팅 등의 방법으로 도전성막을 프린팅하여 내부 단자 전극(350)과 전기적으로 접속되는 외부 단자 전극(360)을 형성하여 세라믹 패키지부(300)를 제작한다. 도 10에 도시된 바와 같이 세라믹 패키지부(300)의 하부 바닥면의 양측 가장자리 영역에 6개의 외부 단자 전극(360)이 형성된다. 이와 같이 세라믹 패키지부(300)의 하측에 전극을 형성하여 본 실시예의 온도 센서 모듈이 표면 실장이 가능하도록 제작할 수 있다.
물론 이에 한정되지 않고, 하부 시트부(310)와 측벽 시트부(320)를 적층 소성 시킨 다음, 하부 시트부(310)와 측벽 시트부(320)의 돌출부(322)를 관통하는 관통홀을 형성한다. 이후, 관통홀을 도전성물질로 매립하여 내부 단자 전극(350)을 형성하고, 하부 시트부(310)의 바닥면에 외부 단자 전극(360)을 형성할 수도 있다.
또한, 상기 세라믹 패키지부(300)는 표면 탄성파 필터(Surface Acoustic Wave filter) 또는 레이저 다이오드(Laser Diode) 등에서 사용하는 저온 동시 소성 세라믹(Low Temperature Co-fired Ceramic)을 이용할 수 있다. 또한, 환원소성용 조성의 알루미나를 이용한 시트 성형 공정, 시트 펀칭 공정, 적층 공정, 소성 및 도금 공정 등의 다양한 공정을 수행하여 세라믹 패키지부(300)를 제작할 수도 있다.
상술한 구성과 제작 방법을 통해 제작된 세라믹 패키지부(300)의 내측 바닥면에 센싱 칩(100)을 실장하고, 그 상부에 써모 파일(200)을 배치한다. 이후, 와이어(400)를 이용하여 내부 단자 전극(350)과, 센싱 칩(100) 및 써모 파일(200)을 전기적으로 연결한다. 도 11에서는 센싱 칩(100)의 상측면에 3개의 외부 패드부(102)가 마련되고, 이들이 와이어(400)에 의해 각기 세라믹 패키지부(300)의 내부 단자 전극(350)에 접속된다. 써모 파일(200)의 상측면에도 2개의 외부 전극(230a, 230b)이 마련되고, 이들이 와이어(400)에 의해 각기 세라믹 패키지부(300)의 내부 단자 전극(350)에 접속된다. 물론 본 실시예의 전기적 연결은 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 방법을 통한 전기적 연결이 가능하다.
상술한 세라믹 패키지부(300) 상측에는 커버부(340)가 마련된다. 커버부(340)는 세라믹 패키지부(300) 상단을 덮는 상부판(342)과, 상부판(341)의 일측에 마련된 적외선 투과창(341)을 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이 커버부(340)는 세라믹 패키지부(300)를 덮는 사각 판 형상으로 제작된다. 그리고, 적외선 투과창(341)은 세라믹 패키지부(300) 내부의 써모 파일(200)에 대응하는 원형 판 형상으로 제작된다. 도 8에서는 상기 커버부(340) 하측에 적외선 투과창(341)이 마련됨을 도시하였지만, 본 실시예에서는 이에 한정되지 않고, 상기 커버부(340)의 일부 에 관통공이 형성되고, 상기 관통공 내에 적외선 투과창(341)이 마련될 수도 있고, 상기 커버부(342) 상측에 적외선 투과창(341)이 마련될 수도 있다. 상기 커버부(340) 하단에는 반사막이 형성되어 적외선 투과창(341)을 제외한 영역으로의 적외선 침투를 방지할 수도 있다. 또한, 상기 세라믹 패키지부(300)와, 적외선 투과창(341)을 제외한 커버부(340) 상측 영역에 열 전도성이 우수한 히트 싱크가 마련되어 적외선이 직접 입력되는 커버부(340) 상측에서 발생한 열을 외부로 빠르게 배출시킬 수도 있다.
그리고, 상기 써모 파일(200)의 검출 신호를 제어하는 회로를 원칩화한 센싱 칩(100)과 써모 파일(200)을 단일 패키지부에 마련하여 기타 주변회로가 필요 없을 뿐만 아니라 종래의 메탈 패키징 크기의 온도 센서 모듈을 제작할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 적외선 온도 센서 모듈은 상술한 설명에 한정되지 않고 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 패키지내에 마련된 가열 수단을 통해 센서 모듈의 주변 온도 변화에 상관없이 피측정체의 온도를 측정할 수 있다.
도 12는 제 2 실시예의 제 1 변형예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 단면도이고, 도 13은 제 1 변형예에 따른 세라믹 패키지부의 평면도이다. 도 14는 제 2 실시예의 제 2 변형예에 따른 적외선 온도 센서 모듈의 단면도이다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 상기 세라믹 패키지부(300)의 하부 시트부(310)의 상측 표면에 가열 수단(500)을 마련한다. 상기의 가열 수단(500)으로 하부 시트부(310)에 마련된 제 1 내부 단자 전극(351)에 접속된 열선을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 열선은 상기 하부 시트부(310) 상에 저항성 페이스트를 도 13에 도시된 사행 형태로 인쇄하여 구현할 수 있다. 물론 상기 열선의 형상은 사행 형태에 한정되지 않고, 하부 시트부(310)의 상측 표면이 균일한 가열이 이루어질 수 있는 다양한 형상이 가능하다. 도 13에 도시된 바와 같이 측벽 시트부(320)에 의해 노출된 하부 시트부(310) 영역에 열선이 균일하게 마련되는 것이 효과적이다. 이때, 저항성 페이스트로는 Pt, RuO2, Ni/Cr, Ag, Ag/Pd 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나의 물질을 주된 물질로 하는 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 열선을 적절한 내부 단자 전극(350)에 접속되어 외부로부터 전원을 인가받는다. 하부 시트부(310)의 제 1 내부 단자 전극(351)형성시 열선을 동시에 형성하는 것이 바람직하다. 물론 제 1 내부 단자 전극(351) 형성 전 또는 후에 열선을 형성할 수 있다. 본 변형예에서는 단일의 열선이 하부 시트부(310)의 표면에 균일하게 형성되고, 열선의 양 끝단이 각기 서로 다른 두개의 제 1 내부 단자 전극(351)에 접속된다. 물론 이에 한정되지 않고, 복수의 열선이 하부 시트부(310)의 표면에 균일하게 형성되고, 각 열선의 양 끝단이 제 1 내부 단자 전극(351)에 접속될 수도 있다. 또한, 하부 시트부(310)에 가열 수단(500)인 열선이 형성됨에 한정되지 않고, 상기 측벽 시트부(320)의 내측벽 표면 영역에 열선이 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 제 1 변형예에서는 가열 수단(500)을 세라믹 패키지부(300)의 하부 표면에 형성하였지만, 도 14에 도시된 바와 같이 제 2 변형예에서는 세라믹 패키지부(300)의 내측영역에 가열 수단(500)인 열선이 마련될 수 있다. 이를 통해 상기 센싱 칩(100)과 전기적 절연을 이룰 수 있다.
상기 열선을 하부 시트부(310)의 내측영역에 형성할 수 있다. 이를 위해 상기 하부 시트부(310)을 다수의 시트가 적층된 형태로 제작한다. 도 14에 도시된 바와 같이 하부 시트부(310)가 제 1 및 제 2 하부 시트부(311, 312)를 포함한다. 이때, 제 2 하부 시트부(312)의 가장자리 영역에는 복수의 하부 제 1 내부 단자 전극(351a)가 마련되고, 중심 영역에는 하부 제 1 내부 단자 전극(351a)와 전기적으로 접속되는 열선이 마련된다. 제 1 하부 시트부(311)의 가장자리 영역에는 상기 복수의 하부 제 1 내부 단자 전극(351a)와 전기적으로 접속되는 복수의 상부 제 1 내부 단자 전극(351b)가 마련된다. 여기서, 상기 하부 제 1 내부 단자 전극(351a)은 외부 단자 전극(360)에 접속되고, 상부 제 1 내부 단자 전극(351b)는 측벽 시트부(320)의 제 2 내부 단자 전극(352)에 접속된다. 물론 상기 열선을 제 1 하부 시트부(311)의 하측 표면에 형성되어 제 1 하부 시트부(311)의 상부 제 1 내부 단자 전극(351b)와 전기적으로 접속될 수도 있다.
상술한 바와 같은 가열 수단(500)을 세라믹 패키지부(300)의 표면 또는 내측에 둠으로 인해 세라믹 패키지부(300) 내부의 센싱 칩(100)과 써모 파일(200)이 항상 일정한 온도 예를 들어 20 내지 50도의 온도를 유지하도록 할 수 있다. 이를 통해 센싱 칩(100)에 써미스터를 내장하지 않고도 정밀한 온도 계측이 가능하다.
또한, 본 발명은 상술한 적외선 온도 센서 모듈에 한정되지 않고, 상술한 세라믹 패키지부 내부에 써모 파일을 실장한 적외선 온도 센서를 제작할 수 있다. 하기에서는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 적외선 온도 센서에 관해 설명한다. 후술 되는 설명중 상술한 설명과 중복되는 설명은 생략한다.
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 적외선 온도 센서의 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 적외선 온도 센서는 피측정체의 온도를 측정하는 써모 파일(1100)과, 상기 써모 파일(1100)과 전기적으로 접속된 써미스터(1200)와, 상기 써모 파일(1100)과 써미스터(1200)를 수납하는 세라믹 패키지부(1300)와, 상기 세라믹 패키지부(1300) 상부를 덮는 커버부(1340)와, 상기 세라믹 패키지부(1300) 내측에 마련되어 상기 써모 파일(1100)과 써미스터(1200)에 접속된 복수의 내부 단자 전극(1350)과, 상기 세라믹 패키지부(1300) 외측에 마련되어 상기 내부 단자 전극(1350)에 접속된 복수의 외부 단자 전극(1360)과, 상기 세라믹 패키지부(1300)에 마련된 가열 수단(1500)을 포함한다.
세라믹 패키지부(1300)는 상부가 개방된 통 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 즉, 복수의 세라믹 시트를 적층하고 이를 소성하여 제작할 수 있다. 상기 세라믹 패키지부(1300)는 판 형상의 하부 시트부(1310)와 파이프 형상의 상부 시트부(1320)을 포함한다. 여기서, 써모 파일(1100)과 써미스터(1200)는 세라믹 패키지부(1300)의 하부 시트부(1300)의 상측 표면에 실장되는 것이 바람직하다. 하부 시트부(1300)에는 가열 수단(1500)인 열선이 마련되는 것이 바람직하다.
상기의 내부 단자 전극(1350)과 써모 파일(1100) 및 써미스터(1200)는 복수의 와이어(1400)를 통해 전기적으로 연결되는 것이 효과적이다. 상기 세라믹 패키지부(1300) 상측에 마련된 커버부(1340)는 적외선을 투과하는 적외선 투과창(341)을 포함한다.
도면에 도시된 바와 같이 세라믹 패키지부(1300)의 하측면에는 외부 단자 전극(1360)을 마련하여 본 실시예의 적외선 온도 센서를 SMD 타입으로 제작할 수 있다. 이를 통해 적외선 온도 센서를 자동 실장 및 솔더링을 통해 기판에 실장할 수 있다. 즉, 온도 센서의 신호를 증폭하기 위한 회로, 온도 보정 및 수정을 위한 회로 및 신호를 변환하기 위한 다양한 회로 부품이 실장된 PCB에 본 실시예의 SMD 타입의 적외선 온도 센서를 실장하여 온도 센서 모듈을 제작할 수 있다. 따라서, 온도 센서를 포함하는 온도 센서 모듈의 제작 비용을 줄일 수 있고, 제작 공정을 단순화할 수 있다. 그리고, 온도 센서 내부에 가열 수단을 마련하여 주변 회로에 의한 온도 변화에 상관없이 피 측정체의 온도를 정확하게 측정하여 이를 외부로 출력할 수 있다.
상술한 실시예에서는 센싱 칩과 써모 파일을 별도로 제작한 다음 단일의 패키지 내부에 이들을 실장함에 관해 설명하였다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 웨이퍼 상에 소정의 회로 패턴들(신호증촉부, 연산 처리부, A/D컨버터부, 메모리부, 및 온도 보상부 등)이 형성된 센싱 모듈과, 웨이퍼 상에 제작된 써모 파일을 웨이퍼 레벨에서 부착한 다음 이들을 동시에 패키지하여 센싱 모듈과 써모 파일을 원칩화할 수도 있다. 물론 단일 웨이퍼 상에 상기 회로 패턴을 구비하는 센싱 모듈을 제작하고, 그상측에 적층하여 써모 파일을 제작하여 원칩화할 수도 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시예들 각각의 기술적 사상이 서로 다른 실시예에 적용될 수 있다. 즉, 복수의 실시예들의 조합을 통해 온도 센서 및 온도 센서 모듈의 제작이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 신호증폭부, 연산처리부, A/D 컨버퍼부, 메모리부 및 온도 보상부 등을 원칩으로 구성하고, 이러한 칩과 써모 파일을 단일의 패키지 내부에 실장하여 온도 센서 모듈을 소형화시킬 수 있고, 제작 단가를 줄일 수 있다.
또한, 센싱 칩 상에 써모 파일을 배치하여 기타 주변회로가 필요 없을 뿐만 아니라 종래의 메탈 패키징 크기의 초소형 온도 센서 모듈을 제작할 수 있다.
또한, 상기 패키지를 SMD 타입으로 제작하여 표면실장기술(SMT)을 통해 기판 상에 온도 센서 모듈을 실장할 수 있다.
또한, 세라믹 시트를 이용하여 온도 센서 모듈의 패키지를 제작하여 적층 공정을 통해 다양한 형태의 패키지를 제작할 수 있고, 패키지의 제작을 단순화시킬 수 있다.
또한, 온도 센서 모듈의 패키지에 가열 수단을 두어 주변 온도의 변화에 상관없이 써모 파일을 일정한 온도로 유지할 수 있어, 피 측정체의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
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- 하부 시트부와, 상기 하부 시트부의 가장자리 영역 상에 적층된 측벽 시트부와, 상기 측벽 시트부 상측을 덮는 커버부를 포함하는 패키지;상기 하부 시트 상에 실장된 센싱 칩;상기 센싱 칩 상에 적층된 써모 파일;상기 써모 파일에 대응하는 상기 커버부에 마련된 적외선 투과창;상기 측벽 시트부와 상기 하부 시트부 내측에 마련되어, 와이어를 통해 해당 상기 센싱 칩 및 상기 써모 파일에 각기 접속된 복수의 내부 단자 전극; 및상기 하부 시트부의 바닥면에 마련되어, 상기 하부 시트부의 바닥면으로 노출된 상기 복수의 내부 단자 전극에 각기 전기적으로 접속된 복수의 외부 단자 전극을 포함하는 온도 센서 모듈.
- 청구항 9에 있어서,상기 측벽 시트부는 하부 시트부의 중심 영역으로 돌출된 돌출부를 구비하고,상기 복수의 내부 단자 전극 각각은 상기 복수의 외부 단자 전극에 각기 접속되고 상기 하부 시트부의 복수의 관통홀에 충진된 복수의 제 1 내부 단자 전극과, 상기 복수의 제 1 내부 단자 전극에 각기 전기적으로 접속되고 상기 측벽 시트부의 상기 돌출부의 복수의 관통홀에 충진된 복수의 제 2 내부 단자 전극을 포함하는 온도 센서 모듈.
- 청구항 9에 있어서,상기 하부 시트부와 상기 측벽 시트부는 적어도 하나 이상의 세라믹 시트를 가공하여 제작하는 온도 센서 모듈.
- 청구항 9에 있어서,상기 패키지내에 마련된 가열 수단을 더 포함하는 온도 센서 모듈.
- 청구항 12에 있어서,상기 가열 수단으로 상기 단자 전극에 접속된 열선을 사용하는 온도 센서 모듈.
- 하부 시트부와, 상기 하부 시트부의 가장자리 영역 상에 적층되고 상기 하부 시트부의 중심 영역으로 돌출된 돌출부를 구비하는 측벽 시트부를 포함하는 세라믹 패키지부;상기 하부 시트부의 상측 표면에 실장되어 피 측정체의 온도를 측정하는 써모 파일;상기 써모 파일에 대응하는 영역에 마련된 적외선 투과창을 구비하고, 상기 세라믹 패키지부를 덮는 커버부;상기 측벽 시트부와 상기 하부 시트부 내측에 마련되어, 와이어를 통해 상기 써모 파일에 접속된 복수의 내부 단자 전극; 및상기 하부 시트부의 바닥면에 마련되어, 상기 하부 시트부의 바닥면으로 노출된 상기 복수의 내부 단자 전극에 각기 전기적으로 접속된 외부 단자 전극을 포함하는 온도 센서.
- 청구항 14에 있어서,상기 패키지부의 상기 하부 시트부에 마련된 열선을 더 포함하는 온도 센서.
- 청구항 14에 있어서,상기 패키지부 내에 와이어를 통해 상기 써모 파일과 전기적으로 접속하는 써미스터를 더 수납하는 온도 센서.
- 삭제
- 청구항 14에 있어서,상기 복수의 내부 단자 전극 각각은 상기 복수의 외부 단자 전극에 각기 접속되고 상기 하부 시트부의 복수의 관통홀에 충진된 복수의 제 1 내부 단자 전극과, 상기 복수의 제 1 내부 단자 전극에 각기 전기적으로 접속되고 상기 측벽 시트부의 상기 돌출부의 복수의 관통홀에 충진된 복수의 제 2 내부 단자 전극을 포함하는 온도 센서.
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| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
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Payment date: 20111007 Year of fee payment: 4 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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