KR100896465B1 - 플렉서블 촉각 센서 모듈 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플렉서블 촉각 센서 모듈 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 촉각 센서의 전극 라인과 연결된 단자가 평면 케이블 형태로 촉각 센서와 함께 제조되기 때문에, 촉각 센서 모듈을 제작한 후에 제어부와 연결된 커넥터 소켓에 삽입하여, 쉽게 사용할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명은 제어부와 신호처리를 위해 별도의 패키징 공정이 필요하지 않은 장점이 있다.
또한, 본 발명은 연성 평면 케이블(Flexible Flat Cable, FFC)과 같은 형태로, 신호처리 접속부가 구비된 플렉서블 촉각 센서 모듈을 구현할 수 있으므로, 다양한 지지물에서 촉각 센서 모듈을 접착시켜 외부 물체와의 접촉 압력을 감지할 수 있는 장점이 있다.
촉각, 센서, 단자, 도금, 신호, 소켓
Description
본 발명은 플렉서블 촉각 센서 모듈 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 촉각센서는 접촉을 통해 주변환경의 정보, 즉 접촉력, 진동, 표면의 거칠기, 열전도도에 대한 온도변화 등을 감지할 수 있는 센서를 지칭한다.
이러한, 촉각센서는 혈관내의 미세수술, 암진단 등의 각종 의료진단 및 시술에 사용될 뿐만 아니라 로봇 등의 분야에도 적용될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 실리콘 촉각센서의 개략적인 단면도로서, 이 실리콘 촉각센서는 실리콘 기판(10) 하부의 일부를 미세가공기술(MEMS:Micro Electro Mechanical Systems)로 제거하여 홈(12)을 형성하고, 상기 홈(12)에 의해 사각형 모양의 다이아프램(11)을 형성한다.
상기 다이아프램(11) 상부에는 하중 블럭(14)이 형성되어 있고, 실리콘 피에조저항 또는 금속 박막의 스트레인 게이지를 촉각센서 감지부(15)로 구성한다.
이러한, 실리콘을 이용한 촉각센서는 실리콘 기판 후면이 식각된 다이아프램 상에 압저항 구조물 패턴을 형성함으로써, 외부 물체가 하중블록에 접촉되면, 다이아프램의 처짐 현상이 발생되고, 이 다이아프램의 처침에 따라 감지부의 저항 변화를 측정하여 접촉 압력을 검출한다.
도 2는 종래 기술에 따른 실리콘 촉각 센서 어레이의 개략적인 단면도로서, 연성회로기판(FPCB)(30) 상부에 복수개의 촉각 센서들(21,22,23,24)을 접착하고, 상기 복수개의 촉각 센서들(21,22,23,24)의 전극단자와 상기 연성회로기판(30)의 전극단자를 와이어(29) 본딩하고, 와이어 본딩된 영역을 폴리머 탄성체(40)로 실링(Sealing)하여 촉각 센서를 어레이하였다.
이러한, 종래의 촉각 센서 어레이는 어레이수가 증가할수록 신호 처리를 위한 촉각 센서 어레이와 연성회로기판간의 와이어 공정이 매우 복잡해짐으로 불량률이 증가되는 문제점이 있다.
본 발명은 어레이수가 증가할수록 와이어 공정이 매우 복잡해짐으로 불량률이 증가되는 문제점을 해결하는 것이다.
본 발명의 바람직한 제 1 양태(樣態)는,
스트레인 게이지와;
상기 스트레인 게이지를 감싸고 있는 절연막과;
상기 스트레인 게이지 일단에 연결되어 상기 절연막 내부 및 표면에 형성되어 있는 제 1 전극 라인과;
상기 스트레인 게이지 타단에 연결되어 상기 절연막 내부 및 표면에 형성되어 있는 제 2 전극 라인과;
상기 스트레인 게이지의 일부를 부상시킬 수 있는 제 1 개구 및 상기 제 1과 2 전극 라인을 노출시키는 제 2 개구들이 형성되어 있고, 상기 절연막 하부에 형성된 지지부로 구성된 플렉서블 촉각 센서 모듈이 제공된다.
본 발명의 바람직한 제 2 양태(樣態)는,
기판 상부에 제 1 절연막을 형성하는 단계와;
상기 제 1 절연막 상부에 금속 패턴을 형성하는 단계와;
상기 금속 패턴을 감싸며, 상기 제 1 절연막 상부에 제 2 절연막을 형성하는 단계와;
상기 제 2 절연막 상부에 스트레인 게이지용 금속 패턴 및 제 1 전극 라인용 금속 패턴을 순차적으로 형성하는 단계와;
상기 제 1 전극 라인용 금속 패턴의 일부를 식각하여, 스트레인 게이지, 상기 스트레인 게이지 일단에 연결된 제 1 전극 라인 및 상기 스트레인 게이지 타단에 연결된 전극패드를 형성하는 단계와;
상기 스트레인 게이지 타단에 연결된 전극패드, 상기 제 1 전극 라인 종단 및 상기 제 2 절연막 상부 일부를 노출시키며, 상기 제 2 절연막 상부에 제 3 절연막을 형성하는 단계와;
상기 노출된 전극패드에서 상기 제 2 절연막 상부 일부까지 연장된 제 2 전극 라인을 형성하는 단계와;
상기 스트레인 게이지 상부를 포함한 영역을 노출시키는 제 1 개구, 상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들을 구비한 지지부를, 상기 제 3 절연막 상부에 형성하는 단계와;
상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들에 도금층을 형성하는 단계와;
상기 제 2 절연막 하부로부터 상기 기판과 제 1 절연막을 이탈시키는 단계로 구성된 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 바람직한 제 3 양태(樣態)는,
기판 상부에 제 1 절연막을 형성하는 단계와;
상기 제 1 절연막 상부에 금속 패턴을 형성하는 단계와;
상기 금속 패턴을 노출시키며, 폴리이미드층을 제 1 절연막 상부에 형성하는 단계와;
상기 노출된 금속 패턴을 감싸며, 상기 폴리이미드층 상부에 금속 박막을 형성하는 단계와;
상기 금속 박막을 감싸며, 상기 폴리이미드층 상부에 제 2 절연막을 형성하는 단계와;
상기 제 2 절연막 상부에 스트레인 게이지용 금속 패턴 및 제 1 전극 라인용 금속 패턴을 순차적으로 형성하는 단계와;
상기 제 1 전극 라인용 금속 패턴의 일부를 식각하여, 스트레인 게이지, 상기 스트레인 게이지 일단에 연결된 제 1 전극 라인 및 상기 스트레인 게이지 타단에 연결된 전극패드를 형성하는 단계와;
상기 스트레인 게이지 타단에 연결된 전극패드, 상기 제 1 전극 라인 종단 및 상기 제 2 절연막 상부 일부를 노출시키며, 상기 제 2 절연막 상부에 제 3 절연막을 형성하는 단계와;
상기 노출된 전극패드에서 상기 제 2 절연막 상부 일부까지 연장된 제 2 전극 라인을 형성하는 단계와;
상기 스트레인 게이지 상부를 포함한 영역을 노출시키는 제 1 개구, 상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들을 구비한 지지부를, 상기 제 3 절연막 상부에 형성하는 단계와;
상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들에 도금층을 형성하는 단계와;
상기 제 2 절연막 하부로부터 상기 기판과 제 1 절연막을 이탈시켜 상기 금속 패턴을 노출시키는 단계와;
상기 노출된 금속 패턴 상에 하중 블럭을 위한 도금 구조물을 형성하는 단계 로 구성된 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 바람직한 제 4 양태(樣態)는,
기판상에 절연막이 형성되어 있고, 상기 절연막 내부에 복수개의 스트레인 게이지들이 어레이되어 있고, 상기 기판과 절연막 사이에 상기 스트레인 게이지들 각각에 대응되는 금속 패턴들이 형성되어 있고, 상기 스트레인 게이지들 각각의 일단 및 타단에 연결되어 상기 절연막 내부 및 표면에 제 1과 2 전극 라인들이 형성되어 있는 구조물을 준비하는 단계와;
상기 스트레인 게이지들 각각이 포함된 영역을 노출시키는 제 1 개구들과 상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들이 구비되어 있는 지지부를 상기 절연막에 접합하는 단계와;
상기 구조물의 절연막에서 기판을 이탈시켜 금속패턴들을 노출시키는 단계와;
상기 노출된 금속 패턴들 각각의 상부에 솔더 페이스트를 인쇄하는 단계와;
솔더볼 삽입을 위한 복수개의 개구들이 형성되어 있는 새도우 마스크를 상기 제 2 절연막 상에 위치시키는 단계와;
상기 새도우 마스크의 개구들에 솔더볼들을 통과시켜, 상기 솔더볼들이 상기 솔더 페이스트에 접촉시키는 단계와;
리플로우(Reflow) 공정을 수행하면, 상기 솔더볼들이 상기 금속 패턴들 각각에 융착시키는 단계를 포함하여 구성된 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법이 제 공된다.
본 발명의 바람직한 제 5 양태(樣態)는,
기판상에 절연막이 형성되어 있고, 상기 절연막 내부에 복수개의 스트레인 게이지들이 어레이되어 있고, 상기 기판과 절연막 사이에 상기 스트레인 게이지들 각각에 대응되는 금속 패턴들이 형성되어 있고, 상기 스트레인 게이지들 각각의 일단 및 타단에 연결되어 상기 절연막 내부 및 표면에 제 1과 2 전극 라인들이 형성되어 있는 구조물을 준비하는 단계와;
상기 스트레인 게이지들 각각이 포함된 영역을 노출시키는 제 1 개구들과 상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들이 구비되어 있는 지지부를 상기 절연막에 접합하는 단계와;
상기 구조물의 절연막에서 기판을 이탈시켜 금속패턴들을 노출시키는 단계와;
상기 노출된 금속 패턴들 각각의 상부에 접착제를 인쇄하는 단계와;
비즈(Beads) 삽입을 위한 복수개의 개구들이 형성되어 있는 새도우 마스크를 상기 제 2 절연막 상에 위치시키는 단계와;
상기 새도우 마스크의 개구들에 비즈들을 통과시켜, 상기 비즈들이 상기 접착제에 접촉시키는 단계와;
상기 새도우 마스크를 제거한 후, 상기 비즈들을 상기 금속 패턴들 각각에 경화시키는 단계를 포함하여 구성된 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법이 제공 된다.
본 발명은 촉각 센서의 전극 라인과 연결된 단자가 평면 케이블 형태로 촉각 센서와 함께 제조되기 때문에, 촉각 센서 모듈을 제작한 후에 제어부와 연결된 커넥터 소켓에 삽입하여, 쉽게 사용할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 제어부와 신호처리를 위해 별도의 패키징 공정이 필요하지 않은 효과가 있다.
또한, 본 발명은 연성 평면 케이블(Flexible Flat Cable, FFC)과 같은 형태로, 신호처리 접속부가 구비된 플렉서블 촉각 센서 모듈을 구현할 수 있으므로, 다양한 지지물에서 촉각 센서 모듈을 접착시켜 외부 물체와의 접촉 압력을 감지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 개략적인 단면도로서, 스트레인 게이지(120)와; 상기 스트레인 게이지(120)를 감싸고 있는 절연막(110)과; 상기 스트레인 게이지(120) 일단에 연결되어 상기 절연막(110) 내부 및 표면에 형성되어 있는 제 1 전극 라인(125)과; 상기 스트레인 게이지(120) 타단에 연결되어 상기 절연막(110) 내부 및 표면에 형성되어 있는 제 2 전극 라인(130)과; 상기 스트레인 게이지(120)의 일부를 부상시킬 수 있는 제 1 개구(151) 및 상기 제 1과 2 전극 라인(125,130)을 노출시키는 제 2 개구들(152)들이 형성되어 있고, 상기 절연막(110) 하부에 형성된 지지부(150)로 구성된다.
여기서, 상기 절연막(110)은 1과 2 절연층(111,112)으로 분리되어 있고, 1과 2 절연층(111,112) 사이에 상기 스트레인 게이지(120)가 형성되어 있고, 상기 제 1 전극 라인(125)은 1 절연층(111) 내부에서 상기 스트레인 게이지(120) 일단에 연결되어 상기 1과 2 절연층(111,112) 사이로 배열되어 있고, 상기 제 2 전극 라인(130)은 2 절연층(111) 내부에서 상기 스트레인 게이지(120) 타단에 연결되어 상기 1 절연층(111) 표면을 따라 배열되어 있는 구조로 이루어진다.
그리고, 상기 제 2 개구들(152)들 각각의 내부에는 상기 제 1과 2 전극 라인(125,130)에 도금된 도금층이 더 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 절연막(110)은 유연한(Flexible) 폴리머로 구성하는 것이 바람직하다.
도 4a 내지 4j는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 먼저, 기판(200) 상부에 제 1 절연막(211)을 형성한다.(도 4a)
여기서, 상기 기판이 실리콘 웨이퍼이면, 상기 제 1 절연막(211)은 열산화막이고, 이경우, 도 3a의 '212'와 같이, 상기 실리콘 웨이퍼 하부에도 형성한다.
그 후, 상기 제 1 절연막(210) 상부에 후속공정에서 하중 블럭을 형성할 위치를 표시하기 위해, 금속 패턴(230)을 형성한다.(도 4b)
이때, 상기 제 1 절연막(211) 상부에 접착층(Adhesion layer)(220)으로 Cr층을 형성하고, 상기 접착층(220) 상부에 금속 패턴(230)인 Au층을 형성할 수도 있다.
연이어, 상기 금속 패턴(230)을 감싸며, 상기 제 1 절연막(210) 상부에 제 2 절연막(240)을 형성한다.(도 4c)
상기 제 2 절연막(240)은 폴리머로 형성하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 폴리이미드로 형성하는 것이다.
여기서, 상기 제 1 절연막(210) 상부 또는 상기 접착층(220)이 존재하는 경우 접착층(220) 상부에 폴리이미드를 스핀 코팅하여 형성하고, 대략 350℃에서 경화시킨다.
그리고, 폴리이미드층의 두께 조절을 위하여, 질량 변화에 따른 부피를 계산 및 테스트 코팅을 수행한다.
이 다음, 상기 제 2 절연막(240) 상부에 스트레인 게이지용 금속 패턴(250) 및 제 1 전극 라인용 금속 패턴(260)을 순차적으로 형성한다.(도 4d)
상기 스트레인 게이지용 금속 패턴(250) 및 제 1 전극 라인용 금속 패턴(260)은 스퍼터링법 또는 진공증착법을 이용하여 스트레인 게이지용 금속막 및 제 1 전극 라인용 금속막을 증착한 다음, 리프트 공정을 수행하여 형성한다.
그 후, 상기 제 1 전극 라인용 금속 패턴(260)의 일부를 식각하여, 스트레인 게이지(251), 상기 스트레인 게이지(251) 일단에 연결된 제 1 전극 라인(261) 및 상기 스트레인 게이지(251) 타단에 연결된 전극패드(262)를 형성한다.(도 4e)
전술된 도 4e의 공정은 스트레인 게이지를 형성한 후에 전극 라인을 형성하면, 전극 라인 형성시 발생된 수분 및 유기물을 산소 플라즈마를 이용하여 제거하는 공정에서 스트레인 게이지의 산화되는 것을 방지할 수 있고, 공정을 단순화시킬 수 있는 것이다.
이어서, 상기 스트레인 게이지(251) 타단에 연결된 전극패드(262), 상기 제 1 전극 라인(261) 종단 및 상기 제 2 절연막(240) 상부 일부를 노출시키며, 상기 제 2 절연막(240) 상부에 제 3 절연막(270)을 형성한다.(도 4f)
계속하여, 상기 노출된 전극패드(262)에서 상기 제 2 절연막(240) 상부 일부까지 연장된 제 2 전극 라인(280)을 형성한다.(도 4g)
그 후, 상기 스트레인 게이지(251) 상부를 포함한 영역을 노출시키는 제 1 개구(291), 상기 제 1과 2 전극 라인(261,280)의 종단을 노출시키는 제 2 개구들(292)을 구비한 지지부(290)를, 상기 제 3 절연막(270) 상부에 형성한다.(도 4h)
상기 지지부(290)는 수직력에 의한 멤브레인의 처짐을 용이하게 할 수 있도록, 캐비티(Cavity) 형태의 지지대를 형성하는 공정으로, 감광성 폴리이미드를 이용하여 리소그라피를 통해 형성할 수 있다.
즉, 감광성 폴리이미드를 상기 제 3 절연막에 형성하고, 식각하여 제 1과 2 개구들(291,292)을 형성하는 공정을 이용하는 것이다.
다른 방법으로, 접착제가 접합되어 있는 폴리이미드 필름을 펀칭기를 이용하 여 전술된 제 1과 2 개구들(291,292)을 형성한 후, 상기 폴리이미드 필름을 상기 제 3 절연막(270) 상부에 열압착으로 접착한다.
연이어, 상기 제 1과 2 전극 라인(261,280)의 종단을 노출시키는 제 2 개구들(292)에 도금층(293)을 형성한다.(도 4i)
상기 도금층(293)은 전해 도금으로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 도금층(293)은 Cu(293a)/Ni(293b)/Au(293c)로 이루어진 것이 바람직하다.
여기서, 상기 도금층(293)은 상기 제 1과 2 전극 라(261,280)과 연결된 단자의 기능을 수행하며, 본 발명의 플렉서블 촉각 센서 모듈이 외부 장치와 보다 쉽게 연결될 수 있는 것이다.
그 다음, 상기 제 2 절연막(240) 하부로부터 상기 기판(200)과 제 1 절연막(211)을 이탈시킨다.(도 4j)
여기서, 상기 접착층(220)이 있는 경우, 접착층(220)도 제거하여, 하중 블럭을 형성할 위치를 표시하기 위한, 마크용 금속 패턴(230)을 노출시키는 것이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 도금 공정이 완료된 상태를 촬영한 사진도로서, 어레이되어 있는 복수개의 단일 촉각 센서들(300)의 전극 라인들의 종단이 지지부에 의해 노출된 영역(310)에는 도금 공정으로 단자들(320)이 형성되어 있다.
여기서, 본 발명은 하나의 스트레인 게이지가 있는 단일 촉각 센서로도 구현할 수 있고, 복수개의 단일 촉각 센서들을 어레이시켜 구현할 수 있다.
도 6은 도 4i의 공정이 수행되는 것을 설명하기 위한 다른 단면도로서, 전술된 도금 공정에서, 제 1 전극 라인(261)의 종단을 노출시키는 개구(292)에 도금층(293)이 형성된 상태를 도시한 단면도이다.
즉, 제 1 전극 라인(261) 및 제 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 개구에 도금층이 형성됨으로, 본 발명에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈은 접촉되는 힘을 감지할 수 있는 스트레인 게이지와 제 1과 2 전극 라인이 연결되어 있고, 이 제 1과 2 전극 라인은 외부 장치와 연결될 수 있는 단자가 형성되어 있는 것이다.
다시 말해, 제 1과 2 전극 라인과 연결된 단자가 평면 케이블 형태로 촉각 센서와 함께 제조되기 때문에, 촉각 센서 모듈을 제작한 후에, 제어부와 연결된 커넥터 소켓에 삽입하면, 쉽게 사용할 수 있게 되는 것이다.
그러므로, 본 발명은 제어부와 신호처리를 위해 별도의 패키징 공정이 필요하지 않은 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 구성을 설명하기 위한 개념적인 평면도로서, 멤브레인 영역(350) 상에 스트레인 게이지(351)가 존재하게 되고, 상기 스트레인 게이지(351)의 일단과 타단에는 제 1 전극 라인(361)과 제 2 전극 라인(362)이 형성되어 있고, 상기 제 1과 2 전극라인(361,362)의 종단에는 도금된 단자(361,362)가 형성되어 있다.
도 8a와 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 개략적인 단면도로서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈은 멤브레인 영역에 힘을 전달할 수 있는 하중 블럭이 형성되어 있는 것이다.
즉, 기판 이탈공정까지 완료된 후, 도 4j의 플렉서블 촉각 센서 모듈에서, 제 2 절연막(240)의 멤브레인 영역에 힘을 전달할 수 있는 하중 블럭을 형성한다.
이 하중 블럭은 물체 접촉에 의하여 촉각 센서에 힘이 가해질 때, 멤브레인의 휘어짐을 높일 수 있는 것이다.
여기서, 상기 하중 블럭은, 도 8a에 도시된 바와 같이, 멤브레인 영역에 디스펜싱(Dispensing)되어 경화된 폴리머 방울(400)인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 폴리머 방울이 금속 패턴에 디스펜싱되어지는 것이 바람직하고, 상기 금속 패턴은 하중 블럭을 형성하기 위한 마크 패턴이다.
이때, 상기 폴리머 방울(400)은 자외선 에폭시, 열경화 에폭시, 폴리우레탄 등등으로 이루어진 것이다.
또한, 상기 하중 블럭은, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 폴리머 방울(400)과, 상기 폴리머 방울(400)을 감싸며 상기 제 2 절연막(240) 상부에 형성된 폴리머 탄성체(410)로 이루어진 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 구성을 설명하기 위한 개념적인 평면도로서, 플렉서블 촉각 센서 모듈의 멤브레인 영역(350)에는 하중 블럭으로 폴리머 방울(400)이 형성되어 있다.
이 폴리머 방울(400)에 외부 물체가 접촉되면, 물체가 접촉되는 하중은 상기 폴리머 방울(400)을 통하여 멤브레인 영역(350)에 전달되고, 상기 멤브레인 영역(350)이 휘어지게 되어 스트레인 게이지(351)에서 저항변화가 발생한다.
그러므로, 상기 스트레인 게이지(351)에서 발생된 저항변화를 감지하여, 상기 물체가 접촉되는 힘을 측정할 수 있는 것이다.
도 9에서, '361'은 제 1 전극 라인이고, '361a'는 제 1 전극 라인에 연결된 단자이고, '362'는 제 2 전극 라인이고, '362a'는 제 2 전극 라인에 연결된 단자이다.
도 10a 내지 10e는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 전술된 도 4b의 공정 후에, 후속공정에서 하중 블럭을 형성할 위치를 표시하기 위한 금속 패턴(230)을 노출시키며, 폴리이미드층(231)을 제 1 절연막(210) 상부에 형성한다.(도 10a)
그 다음, 상기 노출된 금속 패턴(230)을 감싸며, 상기 폴리이미드층(231) 상부에 금속 박막(232)을 형성한다.(도 10b)
이어서, 상기 금속 박막(232)을 감싸며, 상기 폴리이미드층(231) 상부에 제 2 절연막(240)을 형성한다.(도 10c)
여기서, 상기 금속 박막(232)은 후속공정에서, 도금으로 하중 블럭을 형성할 때, 음극이 접속되기 위하여 형성하는 것이다.
그리고, 상기 도 10c의 공정 후는, 전술된 도 4d의 공정에서 도 4i의 도금층 을 형성하는 공정까지 동일하다.
그리하여, 상기 도금층 형성공정 후에, 상기 폴리이미드층(231) 하부로부터 기판(200)과 제 1 절연막(210)을 이탈시키면, 도 10d와 같이, 상기 금속 패턴( 230)이 노출된다.
여기서, 접착층 '220'이 있는 경우, 접착층(220)도 제거하여, 하중 블럭을 형성할 위치를 표시하기 위한, 마크용 금속 패턴(230)을 노출시킨다.
그 다음, 상기 노출된 금속 패턴(230) 상에 하중 블럭을 위한 도금 구조물(450)을 형성한다.(도 10e)
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 다른 하중 블럭을 도시한 단면도로서, 전술된 도 10e 공정에서 형성된 도금 구조물(450)을 감싸며 상기 폴리이미드층(231) 상부에 형성된 폴리머 탄성체(451)를 형성한다.
즉, 이 플렉서블 촉각 센서 모듈의 하중 블럭은, 노출된 금속 패턴(230) 상에 형성된 도금 구조물(450)과; 상기 도금 구조물(450)을 감싸며 상기 폴리이미드층(231) 상부에 형성된 폴리머 탄성체(451)로 구성된다.
도 12a 내지 12g는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 전술된 도 4a에서 도 4g까지의 공정을 수행하여, 어레이된 복수개의 스트레인 게이지들과 상기 복수개의 스트레인 게이지들 각각에 연결된 제 1과 2 전극라인들을 형성하면, 도 12a와 같은 상 태의 구조물이 된다.
즉, 그 구조물은 기판 상에 절연막이 형성되어 있고, 상기 절연막 내부에 복수개의 스트레인 게이지들이 어레이되어 있고, 상기 기판과 절연막 사이에 상기 스트레인 게이지들 각각에 대응되는 금속 패턴들이 형성되어 있고, 상기 스트레인 게이지들 각각의 일단 및 타단에 연결되어 상기 절연막 내부 및 표면에 제 1과 2 전극 라인들이 형성되어 있는 구조물이다.
이 구조물은 도 12a를 참조하고, 전술된 도 4g의 설명을 참조하면, 기판(200) 반대편에 제 3 절연막(270)이 존재하게 된다.
그러므로, 도 12b의 공정에서, 복수개의 관통홀들(501)이 형성되어 있는 지지부(500)를 제 3 절연막(270)에 접합한다.
상기 복수개의 관통홀들(501)은 상기 스트레인 게이지들 각각이 포함된 영역을 노출시키는 제 1 개구들, 상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들이다.
이때, 상기 지지부(500)와 상기 제 3 절연막(270) 사이에는 접착층(510)이 개재되어 있고, 열압착시켜 접합하는 것이 바람직하다.
그러므로, 상기 복수개의 관통홀들(501)에 의해, 멤브레인 영역들이 형성된다.
그리고, 상기 각각의 멤브레인 영역들에는 스트레인 게이지가 존재하게 된다.
연이어, 제 2 절연막(240)으로부터 기판(200)과 제 1 절연막(211)을 이탈시 켜, 금속 패턴들(230)을 노출시킨다.(도 12c)
즉, 전술된 구조물의 절연막에서 기판을 이탈시켜 금속패턴들을 노출시키는 것이다.
여기서, 상기 금속 패턴(230)은 각각의 스트레인 게이지에 대응되어 형성되어, 복수개이며, 각각의 멤브레인 영역들에는 금속 패턴이 존재한다.
이 다음, 상기 노출된 금속 패턴들(230) 각각의 상부에 솔더 페이스트(550)를 인쇄한다.(도 12d)
그 다음, 솔더볼 삽입을 위한 복수개의 개구들(571)이 형성되어 있는 새도우 마스크(570)를 상기 제 2 절연막(240) 상에 위치시킨다.(도 12e)
이때, 상기 새도우 마스크(570)의 개구들(571) 각각은 상기 금속 패턴들(230)과 대응되어 있다.
계속하여, 상기 새도우 마스크(570)의 개구들(571)에 솔더볼들(580)을 통과시켜, 상기 솔더볼들(580)이 상기 솔더 페이스트(550)에 접촉되게 한다.(도 12f)
그 다음, 리플로우(Reflow) 공정을 수행하면, 상기 솔더볼들(580)이 상기 금속 패턴들(230) 각각에 융착되게 된다.(도 12g)
여기서, 상기 리플로우 공정은, 대략 250℃에서 수행한다.
이로써, 본 발명의 제 4 실시예의 플렉서블 촉각 센서 모듈에서는 솔더볼로 하중 블럭을 형성하는 것이다.
도 13a와 13b는 본 발명의 제 4 실시예에 적용된 지지부를 형성하는 공정을 설명하기 위한 단면도로서, 본 발명의 제 4 실시예에서는 지지부를 형성하기 위해, 먼저, 도 13a와 같이, 상부에 접착층(510)이 형성되어 있는 폴리이미드 필름(500)을 준비한다.
그 후, 도 13b에 도시된 바와 같이, 상기 폴리이미드 필름(500)을 펀칭기를 이용하여 관통시켜, 멤브레인 크기의 관통홀들(501)을 형성한다.
도 14a 내지 14e는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 도 4a에서 도 4g까지의 공정 수행 및 본 발명의 제 4 실시예의 도 12a 및 도 12b의 공정을 동일하게 수행하여, 어레이된 복수개의 스트레인 게이지들과 상기 복수개의 스트레인 게이지들 각각에 연결된 제 1과 2 전극라인들을 형성하고, 복수개의 관통홀들(501)이 형성되어 있는 지지부(500)를 제 3 절연막(270)에 접합하고, 제 2 절연막(240)으로부터 기판(200)과 제 1 절연막(211)을 이탈시켜, 금속 패턴들(230)을 노출시키면, 도 14a와 같은 상태가 된다.
즉, 도 14a의 상태는 도 12c의 상태이다.
그 후, 상기 노출된 금속 패턴들(230) 각각의 상부에 접착제(610)를 인쇄한다.(도 14b)
상기 접착제(610)는 스크린 프린팅법으로 자외선 에폭시와 열경화 에폭시등과 같은 폴리머 접착제를 인쇄하는 것이다.
이어서, 비즈(Beads) 삽입을 위한 복수개의 개구들(571)이 형성되어 있는 새 도우 마스크(570)를 상기 제 2 절연막(240) 상에 위치시킨다.(도 14c)
이때, 상기 새도우 마스크(570)의 개구들(571) 각각은 상기 금속 패턴들(230)과 대응되어 있다.
계속하여, 상기 새도우 마스크(570)의 개구들(571)에 비즈들(650)을 통과시켜, 상기 비즈들(650)이 상기 접착제(610)에 접촉되게 한다.(도 14d)
이때, 상기 새도우 마스크는 스테인레스 스틸과 같은 것이며, 상기 접착제(610)가 닿지 않은 정도 높이에서 비즈들(650)을 통과시키는 것이다.
그리고, 상기 비즈들(650)은 아크릴, 세라믹과 금속 중 어느 하나로 이루어진 것이 바람직하다.
그 다음, 상기 새도우 마스크를 제거한 후, 상기 비즈들을(650) 상기 금속 패턴들(230) 각각에 경화시킨다.(도 12g)
전술된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예의 플렉서블 촉각 센서 모듈에서는 비즈로 하중 블럭을 형성하는 것이다.
도 15는 본 발명에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈을 설명하기 위한 개념적인 평면도로서, 본 발명의 플렉서블 촉각 센서 모듈은 복수개의 촉각 센서들(710)이 어레이되어 있고(물론, 단일 촉각 센서도 가능하다.), 상기 복수개의 촉각 센서들(710) 각각과 단자들(730)이 전극라인(720)으로 연결되어 있다.
이때, 상기 단자들(730)은 제어부와 같은 외부 장치와 연결되기 위한 신호처리 접속부로, 이 단자들(730)이 형성되어 있는 영역은 상기 촉각 센서들이 어레이 되어 있는 영역으로부터 돌출되어 있다.
즉, 도 15에 도시된 바와 같이, 두께 'T' 정도 단자들(730)이 형성되어 있는 영역이 돌출되어 있기 때문에, 외부 장치와 연결된 커넥터 소켓에 간단히 삽입하여 사용할 수 있기 때문에, 사용자의 측면에서 본 발명의 플렉서블 촉각 센서 모듈의 사용이 보다 편리해지는 것이다.
도 16a와 16b는 본 발명에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈이 커넥터 소켓에 삽입되어 있는 상태를 촬영한 사진도로서, 도 16a의 사진도는 좌측에서 우측으로, 4X4, 8X8, 16X16 어레이 촉각 센서 모듈이 커넥터 소켓에 삽입되어 있는 것을 촬영한 것이다.
그리고, 도 16b의 사진도는 32X32 어레이 촉각 센서 모듈이 커넥터 소켓에 삽입되어 있는 것을 촬영한 것이다.
그러므로, 본 발명은 연성 평명 케이블(Flexible Flat Cable, FFC)와 같은 형태로, 신호처리 접속부가 구비된 플렉서블 촉각 센서 모듈을 구현할 수 있으므로, 다양한 지지물에서 촉각 센서 모듈을 접착시켜 외부 물체와의 접촉 압력을 감지할 수 있는 장점이 있다.
도 17a 내지 17d는 본 발명에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈을 테스트한 것을 설명하기 위한 사진도로서, 도 17a와 같이, 본 발명의 플렉서블 촉각 센서 모듈에 금속봉을 접촉시키고, 도 17c와 같이, 본 발명의 플렉서블 촉각 센서 모듈에 손 가락을 접촉시킨 결과, 금속봉을 접촉시킨 힘의 데이터(도 17b)가 손가락을 접촉시킨 힘의 데이터(도 17d)가 크게 나타났다.
결국, 본 발명의 플렉서블 촉각 센서 모듈은 접촉되는 힘에 따라 양호한 감지능력을 가지고 있음을 알 수 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 실리콘 촉각센서의 개략적인 단면도
도 2는 종래 기술에 따른 실리콘 촉각 센서 어레이의 개략적인 단면도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 개략적인 단면도
도 4a 내지 4j는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 도금 공정이 완료된 상태를 촬영한 사진도
도 6은 도 4i의 공정이 수행되는 것을 설명하기 위한 다른 단면도
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 구성을 설명하기 위한 개념적인 평면도
도 8a와 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 개략적인 단면도
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 구성을 설명하기 위한 개념적인 평면도
도 10a 내지 10e는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 다른 하중 블럭을 도시한 단면도
도 12a 내지 12g는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 13a와 13b는 본 발명의 제 4 실시예에 적용된 지지부를 형성하는 공정을 설명하기 위한 단면도
도 14a 내지 14e는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 15는 본 발명에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈을 설명하기 위한 개념적인 평면도
도 16a와 16b는 본 발명에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈이 커넥터 소켓에 삽입되어 있는 상태를 촬영한 사진도
도 17a 내지 17d는 본 발명에 따른 플렉서블 촉각 센서 모듈을 테스트한 것을 설명하기 위한 사진도
Claims (23)
- 스트레인 게이지와;상기 스트레인 게이지를 감싸고 있는 절연막과;상기 스트레인 게이지 일단에 연결되어 상기 절연막 내부 및 표면에 형성되어 있는 제 1 전극 라인과;상기 스트레인 게이지 타단에 연결되어 상기 절연막 내부 및 표면에 형성되어 있는 제 2 전극 라인과;상기 스트레인 게이지의 일부를 부상시킬 수 있는 제 1 개구 및 상기 제 1과 2 전극 라인을 노출시키는 제 2 개구들이 형성되어 있고, 상기 절연막 하부에 형성 된 지지부로 구성된 플렉서블 촉각 센서 모듈.
- 청구항 1에 있어서,상기 절연막은 1과 2 절연층으로 분리되어 있고;상기 1과 2 절연층 사이에 상기 스트레인 게이지가 형성되어 있고;상기 제 1 전극 라인은 상기 1 절연층 내부에서 상기 스트레인 게이지 일단에 연결되어 상기 1과 2 절연층 사이로 배열되어 있고;상기 제 2 전극 라인은 상기 2 절연층 내부에서 상기 스트레인 게이지 타단에 연결되어 상기 1 절연층 표면을 따라 배열되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈.
- 청구항 1에 있어서,상기 스트레인 게이지, 제 1과 2 전극 라인 및 제 1 개구는 복수개이고;상기 복수개의 스트레인 게이지 각각에는 제 1과 2 전극 라인들이 연결되어 있고;상기 제 1 개구들 각각은 상기 스트레인 게이지들 각각의 일부를 부상시키는 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈.
- 청구항 1 내지 3 중 한 항에 있어서,상기 제 2 개구들 각각의 내부에는,상기 제 1과 2 전극 라인에 도금된 도금층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈.
- 청구항 1 또는 3에 있어서,상기 제 2 개구 상부에 있는 절연막 영역에 금속 패턴이 형성되어 있으며, 상기 금속 패턴은 상기 절연막에 노출되어 있고, 상기 노출된 금속 패턴에는 하중 블럭이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈.
- 청구항 5에 있어서,상기 하중 블럭은,솔더볼 또는 비즈(Beads) 중 하나인 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈.
- 청구항 5에 있어서,상기 하중 블럭은,상기 금속 패턴에 도금된 도금 구조물 또는 경화된 폴리머 방울로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈.
- 청구항 5에 있어서,상기 하중 블럭은,상기 금속 패턴에 도금된 도금 구조물이고,상기 금속 패턴과 절연막 사이에는 금속 박막이 더 형성되어 있고,상기 금속 패턴을 노출시키며, 상기 금속 박막과 절연막에 폴리이미드층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈.
- 청구항 1 내지 3 중 한 항에 있어서,상기 제 2 개구들이 있는 영역은,상기 스트레인 게이지가 있는 영역으로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈.
- 청구항 4에 있어서,상기 제 2 개구들이 있는 영역을 삽입하는 커넥터 소켓이 더 구비되어 있고;상기 제 2 개구들 각각의 내부에 있는 도금층은 상기 커넥터 소켓과 전기적으로 커넥팅(Connecting)되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈.
- 청구항 1에 있어서,상기 절연막은,폴리머인 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈.
- 기판 상부에 제 1 절연막을 형성하는 단계와;상기 제 1 절연막 상부에 금속 패턴을 형성하는 단계와;상기 금속 패턴을 감싸며, 상기 제 1 절연막 상부에 제 2 절연막을 형성하는 단계와;상기 제 2 절연막 상부에 스트레인 게이지용 금속 패턴 및 제 1 전극 라인용 금속 패턴을 순차적으로 형성하는 단계와;상기 제 1 전극 라인용 금속 패턴의 일부를 식각하여, 스트레인 게이지, 상기 스트레인 게이지 일단에 연결된 제 1 전극 라인 및 상기 스트레인 게이지 타단에 연결된 전극패드를 형성하는 단계와;상기 스트레인 게이지 타단에 연결된 전극패드, 상기 제 1 전극 라인 종단 및 상기 제 2 절연막 상부 일부를 노출시키며, 상기 제 2 절연막 상부에 제 3 절연막을 형성하는 단계와;상기 노출된 전극패드에서 상기 제 2 절연막 상부 일부까지 연장된 제 2 전극 라인을 형성하는 단계와;상기 스트레인 게이지 상부를 포함한 영역을 노출시키는 제 1 개구, 상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들을 구비한 지지부를, 상기 제 3 절연막 상부에 형성하는 단계와;상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들에 도금층을 형성하는 단계와;상기 제 2 절연막 하부로부터 상기 기판과 제 1 절연막을 이탈시키는 단계로 구성된 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법.
- 청구항 12에 있어서,상기 지지부를 상기 제 3 절연막 상부에 형성하는 것은,감광성 폴리이미드를 상기 제 3 절연막에 형성하고, 식각하여 개구들을 형성하는 공정 또는,접착제가 접합되어 있는 폴리이미드 필름을 펀칭기를 이용하여 개구들을 형성한 후, 상기 폴리이미드 필름을 상기 제 3 절연막 상부에 열압착으로 접착하는 공정을 수행하여 지지부를 형성하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈 의 제조 방법.
- 청구항 12에 있어서,상기 기판 이탈시키는 단계로 상기 금속 패턴과 제 2 절연막은 노출되어 있으며,상기 기판 이탈시키는 단계로 후에,상기 노출된 금속 패턴에 하중 블럭을 형성하는 공정이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법.
- 청구항 14에 있어서,상기 하중 블럭을 형성하는 것은,상기 금속 패턴에 폴리머 방울을 디스펜싱(Dispensing)하는 공정과,상기 폴리머 방울을 경화하는 공정으로 이루어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법.
- 청구항 15에 있어서,상기 경화된 폴리머 방울을 감싸며 상기 제 2 절연막에 폴리머 탄성체를 형성하는 공정이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법.
- 기판 상부에 제 1 절연막을 형성하는 단계와;상기 제 1 절연막 상부에 금속 패턴을 형성하는 단계와;상기 금속 패턴을 노출시키며, 폴리이미드층을 제 1 절연막 상부에 형성하는 단계와;상기 노출된 금속 패턴을 감싸며, 상기 폴리이미드층 상부에 금속 박막을 형성하는 단계와;상기 금속 박막을 감싸며, 상기 폴리이미드층 상부에 제 2 절연막을 형성하는 단계와;상기 제 2 절연막 상부에 스트레인 게이지용 금속 패턴 및 제 1 전극 라인용 금속 패턴을 순차적으로 형성하는 단계와;상기 제 1 전극 라인용 금속 패턴의 일부를 식각하여, 스트레인 게이지, 상기 스트레인 게이지 일단에 연결된 제 1 전극 라인 및 상기 스트레인 게이지 타단에 연결된 전극패드를 형성하는 단계와;상기 스트레인 게이지 타단에 연결된 전극패드, 상기 제 1 전극 라인 종단 및 상기 제 2 절연막 상부 일부를 노출시키며, 상기 제 2 절연막 상부에 제 3 절연막을 형성하는 단계와;상기 노출된 전극패드에서 상기 제 2 절연막 상부 일부까지 연장된 제 2 전 극 라인을 형성하는 단계와;상기 스트레인 게이지 상부를 포함한 영역을 노출시키는 제 1 개구, 상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들을 구비한 지지부를, 상기 제 3 절연막 상부에 형성하는 단계와;상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들에 도금층을 형성하는 단계와;상기 제 2 절연막 하부로부터 상기 기판과 제 1 절연막을 이탈시켜 상기 금속 패턴을 노출시키는 단계와;상기 노출된 금속 패턴 상에 하중 블럭을 위한 도금 구조물을 형성하는 단계로 구성된 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법.
- 청구항 17에 있어서,상기 도금 구조물을 형성하는 단계 후에,상기 도금 구조물을 감싸며 상기 폴리이미드층 상부에 폴리머 탄성체를 형성하는 단계가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법.
- 기판상에 절연막이 형성되어 있고, 상기 절연막 내부에 복수개의 스트레인 게이지들이 어레이되어 있고, 상기 기판과 절연막 사이에 상기 스트레인 게이지들 각각에 대응되는 금속 패턴들이 형성되어 있고, 상기 스트레인 게이지들 각각의 일단 및 타단에 연결되어 상기 절연막 내부 및 표면에 제 1과 2 전극 라인들이 형성되어 있는 구조물을 준비하는 단계와;상기 스트레인 게이지들 각각이 포함된 영역을 노출시키는 제 1 개구들과 상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들이 구비되어 있는 지지부를 상기 절연막에 접합하는 단계와;상기 구조물의 절연막에서 기판을 이탈시켜 금속패턴들을 노출시키는 단계와;상기 노출된 금속 패턴들 각각의 상부에 솔더 페이스트를 인쇄하는 단계와;솔더볼 삽입을 위한 복수개의 개구들이 형성되어 있는 새도우 마스크를 상기 제 2 절연막 상에 위치시키는 단계와;상기 새도우 마스크의 개구들에 솔더볼들을 통과시켜, 상기 솔더볼들이 상기 솔더 페이스트에 접촉시키는 단계와;리플로우(Reflow) 공정을 수행하면, 상기 솔더볼들이 상기 금속 패턴들 각각에 융착시키는 단계를 포함하여 구성된 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법.
- 기판상에 절연막이 형성되어 있고, 상기 절연막 내부에 복수개의 스트레인 게이지들이 어레이되어 있고, 상기 기판과 절연막 사이에 상기 스트레인 게이지들 각각에 대응되는 금속 패턴들이 형성되어 있고, 상기 스트레인 게이지들 각각의 일단 및 타단에 연결되어 상기 절연막 내부 및 표면에 제 1과 2 전극 라인들이 형성되어 있는 구조물을 준비하는 단계와;상기 스트레인 게이지들 각각이 포함된 영역을 노출시키는 제 1 개구들과 상기 제 1과 2 전극 라인의 종단을 노출시키는 제 2 개구들이 구비되어 있는 지지부를 상기 절연막에 접합하는 단계와;상기 구조물의 절연막에서 기판을 이탈시켜 금속패턴들을 노출시키는 단계와;상기 노출된 금속 패턴들 각각의 상부에 접착제를 인쇄하는 단계와;비즈(Beads) 삽입을 위한 복수개의 개구들이 형성되어 있는 새도우 마스크를 상기 제 2 절연막 상에 위치시키는 단계와;상기 새도우 마스크의 개구들에 비즈들을 통과시켜, 상기 비즈들이 상기 접착제에 접촉시키는 단계와;상기 새도우 마스크를 제거한 후, 상기 비즈들을 상기 금속 패턴들 각각에 경화시키는 단계를 포함하여 구성된 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법.
- 청구항 19 또는 20에 있어서,상기 구조물을 준비하는 단계는,기판 상부에 제 1 절연막을 형성하는 단계와;상기 제 1 절연막 상부에 금속 패턴을 형성하는 단계와;상기 금속 패턴을 감싸며, 상기 제 1 절연막 상부에 제 2 절연막을 형성하는 단계와;상기 제 2 절연막 상부에 스트레인 게이지용 금속 패턴 및 제 1 전극 라인용 금속 패턴을 순차적으로 형성하는 단계와;상기 제 1 전극 라인용 금속 패턴의 일부를 식각하여, 스트레인 게이지, 상기 스트레인 게이지 일단에 연결된 제 1 전극 라인 및 상기 스트레인 게이지 타단에 연결된 전극패드를 형성하는 단계와;상기 스트레인 게이지 타단에 연결된 전극패드, 상기 제 1 전극 라인 종단 및 상기 제 2 절연막 상부 일부를 노출시키며, 상기 제 2 절연막 상부에 제 3 절연막을 형성하는 단계와;상기 노출된 전극패드에서 상기 제 2 절연막 상부 일부까지 연장된 제 2 전극 라인을 형성하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법.
- 청구항 19 또는 20에 있어서,상기 지지부는,상부에 접착층이 형성되어 있는 폴리이미드 필름을 준비하는 단계와;상기 폴리이미드 필름을 펀칭기를 이용하여 관통시켜, 제 1과 2 개구들을 형 성하는 단계로 형성하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법.
- 청구항 20에 있어서,상기 비즈들은,아크릴, 세라믹과 금속 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉서블 촉각 센서 모듈의 제조 방법.
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