KR100969579B1 - Movement detecting device of electrical conductor, accelerometer having the same and method for producing movement detecting device - Google Patents
Movement detecting device of electrical conductor, accelerometer having the same and method for producing movement detecting device Download PDFInfo
- Publication number
- KR100969579B1 KR100969579B1 KR1020090117224A KR20090117224A KR100969579B1 KR 100969579 B1 KR100969579 B1 KR 100969579B1 KR 1020090117224 A KR1020090117224 A KR 1020090117224A KR 20090117224 A KR20090117224 A KR 20090117224A KR 100969579 B1 KR100969579 B1 KR 100969579B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- liquid conductor
- movement
- guide
- electrical paths
- liquid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/0891—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values with indication of predetermined acceleration values
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
- G01C9/02—Details
- G01C9/06—Electric or photoelectric indication or reading means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/0802—Details
Abstract
Description
본 발명은 관성력 또는 가속도 등을 측정할 수 있는 감지장치와 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sensing device capable of measuring an inertial force or acceleration, and a manufacturing method thereof.
가속도계는 어떤 물체의 속도변화 비율(가속도)을 측정하는 장치를 말하며, 가속도는 직접 측정할 수 없으므로 가속도계 안의 표준질량(proof mass) 위에 고정되어 있는 억제기에 가해진 힘을 측정한다.An accelerometer is a device that measures the rate of change of an object (acceleration). It can't measure acceleration directly, so it measures the force applied to the suppressor held above the proof mass in the accelerometer.
도 9는 일반적으로 이용되는 고체표준질량을 사용하는 가속도계의 구성을 나타내며, 이러한 가속도계는 고체표준질량(solid proof mass, 11)과 경첩(hinge, 12)로 구성되어, 외부 입력(예를 들어, 외력)에 의한 표준질량의 이동과 변형으로부터 입력 가속도를 감지한다. 즉, 표준질량의 이동으로부터, 표준질량에 가해지는 관성력, 외부 입력의 크기 또는 가속도계가 측정하는 가속도가 계산되어지는 것이다. 이와 같이, 가속도계의 구동원리를 이루는 관성(慣性)에 의한 질량체의 이동을 감지하는 장치에 의하여 구현된다. 또한 상기 질량체의 이동 감지장치는 가속계 뿐 만 아니라 다른 기술분야에서도 그 활용도가 높다.Fig. 9 shows the configuration of an accelerometer using a commonly used solid standard mass, which is composed of a
다만, 고성능의 이동 감지장치 또는 가속도계의 제작을 위해서는 복잡한 구조의 설계와 고도화된 제작 기술이 필요하고, 신호 처리 과정에서도 복잡한 회로를 필요로 한다. 따라서, 보다 간단한 구조로 용이하게 제조되는 질량체의 이동 감지장치 및 이를 구비하는 가속도계 등이 고려될 수 있다.However, in order to manufacture high-performance motion detectors or accelerometers, complex structures and advanced manufacturing techniques are required, and complex circuits are required in signal processing. Accordingly, a device for detecting mass movement and an accelerometer having the same may be considered.
본 발명의 일 목적은 종래와 다른 형태로 구동되는 이동 감지장치, 이를 구비하는 가속도계 및 이동 감지장치의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.One object of the present invention is to provide a motion sensing device driven in a form different from the prior art, an accelerometer having the same, and a manufacturing method of the motion sensing device.
본 발명의 다른 일 목적은 보다 간단한 구조로 이루어지며 설계값의 변화가 용이한 가속도계를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide an accelerometer with a simpler structure and easy to change the design value.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 액상 전도체의 이동 감지장치는, 액상 전도체를 수용하며 상기 액상 전도체의 이동을 가이드하도록 형성되는 가이드부와, 상기 가이드부를 가로지르도록 형성되는 복수의 전기 경로들을 구비하고 상기 전기 경로들은 각각 상기 가이드부에서 서로 단절되며 상기 전기 경로들 중 적어도 하나는 상기 액상 전도체에 의하여 전기적으로 연결되도록 형성되는 전기 배선부, 및 상기 전기 배선부와 연결되고 상기 전기적으로 연결되는 전기 경로의 변화를 이용하여 상기 액상 전도체의 이동을 검출하는 검출부를 포함한다.An apparatus for detecting movement of a liquid conductor according to an embodiment of the present invention for realizing the above object includes: a guide portion formed to receive a liquid conductor and to guide movement of the liquid conductor, and to cross the guide portion; An electrical wiring part having a plurality of electrical paths, the electrical paths being disconnected from each other in the guide part, and at least one of the electrical paths being electrically connected by the liquid conductor; And a detector configured to detect movement of the liquid conductor using a change in the electrically connected electrical path.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 가이드부는 리세스부 및 커버부를 포함한다. 리세스부는 감지장치 본체의 일면에서 리세스되어 상기 가이드부의 가이드 공간을 형성한다. 커버부는 상기 리세스부의 개구를 막도록 상기 본체의 일면을 덮도록 형성된다. 상기 전기 경로들은 상기 커버부에서 서로 평행하도록 배치된다.According to an example related to the present invention, the guide part includes a recess part and a cover part. The recess is recessed on one surface of the sensing body to form a guide space of the guide part. The cover part is formed to cover one surface of the main body so as to close the opening of the recess part. The electrical paths are arranged parallel to each other in the cover part.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 리세스부를 한정하는 면들은 비젖음(non-wetting) 표면으로 이루어진다. 상기 리세스부를 한정하는 면은 요철면으로 이루어진다. 상기 액상 전도체는 액체금속 액적(liquid metal droplet)이 될 수 있다.According to another example related to the present invention, the surfaces defining the recessed portions are made of a non-wetting surface. The surface defining the recess portion is formed of an uneven surface. The liquid conductor may be a liquid metal droplet.
본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 가이드부는 중앙에서 서로 반대되는 양 방향으로 각각 연장되고, 상기 중앙으로부터 상기 양 방향으로 폭이 점차적으로 좁아지도록 형성된다. 상기 검출부는 상기 전기적으로 연결되는 전기 경로를 이용하여 상기 액상 전도체의 상기 중앙에 대한 상대 위치를 산출하고, 상기 상대 위치로부터 상기 액상 전도체에 가해지는 관성력 또는 감지장치 본체의 가속도를 산출한다.According to another example related to the present invention, the guide parts respectively extend in both directions opposite to each other at the center, and are formed to gradually narrow in both directions from the center. The detector calculates a relative position with respect to the center of the liquid conductor using the electrically connected electrical path, and calculates an inertial force applied to the liquid conductor or an acceleration of the sensing device body from the relative position.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르는 가속도계는 상기 액상 전도체의 이동 감지장치와 가속도 산출부를 포함한다. 가속도 산출부는 상기 이동 감지장치와 연결되어, 상기 액상 전도체의 이동을 이용하여 가속도를 산출한다. 전기 경로들은 기설정된 간격으로 서로 이격 배치되고, 상기 기설정된 간격에 의하여 감지 가능한 가속도의 최소변화가 설정될 수 있다.In addition, the accelerometer according to another embodiment of the present invention includes a movement sensing device and an acceleration calculator of the liquid conductor. An acceleration calculator is connected to the movement sensing device to calculate the acceleration by using the movement of the liquid conductor. The electrical paths may be spaced apart from each other at predetermined intervals, and the minimum change in the detectable acceleration may be set by the predetermined interval.
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은 이동 감지장치 제조 방법을 개시한다. 이동 감지장치 제조 방법은, 마스킹되지 않는 부분이 패턴을 형성하도록 감광유리의 적어도 일부를 마스킹하는 단계와, 상기 패턴이 광에 노출되도록 상기 감광유리에 광을 조사하는 단계와, 상기 패턴이 상기 감광유리의 내부로 리세스되도록 상기 감광유리를 식각하는 단계와, 상기 리세스된 부분을 따라 액상 전도체가 이동하도록 상기 리세스된 부분에 액상 전도체를 주입하는 단계와, 서로 단절되는 복수의 전기 경로를 구비하는 커버를 이용하여 상기 리세스된 부분을 덮는 단계를 포함한다. 상기 이동 감지장치 제조 방법은 상기 광에 노출된 패턴의 물리적 성질을 변경시키도록 상기 감광유리를 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the present invention discloses a method for manufacturing a movement sensor in order to realize the above object. A method of manufacturing a movement sensing device includes: masking at least a portion of photosensitive glass such that an unmasked portion forms a pattern, irradiating light onto the photosensitive glass so that the pattern is exposed to light, and the pattern is photosensitive. Etching the photosensitive glass to be recessed into the interior of the glass, injecting a liquid conductor into the recessed portion to move the liquid conductor along the recessed portion, and a plurality of electrical paths disconnected from each other. Covering the recessed portion using a cover provided. The method of manufacturing the movement sensing device may include heat treating the photosensitive glass to change a physical property of the pattern exposed to the light.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 액상 전도체의 이동 감지장치, 이를 구비하는 가속도계 및 이동 감지장치의 제조 방법은 액상 전도체의 이동을 감지하여 보다 간단한 구조로 구성될 수 있다. 또한, 이를 통하여 별도의 복잡한 회로없이도 관성력이나 가속도 등의 실시간 출력이 가능하게 된다.The movement sensing device of the liquid conductor, the accelerometer having the same, and the manufacturing method of the movement sensing device according to the present invention configured as described above may be configured in a simpler structure by detecting the movement of the liquid conductor. In addition, this enables real-time output such as inertial force or acceleration without a separate complicated circuit.
또한 본 발명은 가이드부의 형상 변경이나 전기 경로들 사이의 간격 조절을 통하여 설계값의 변화가 보다 용이하게 이루어질 수 있다. 또한 이를 통하여, 다양한 기술분야에 활용 가능한 이동 감지장치가 구현될 수 있다.In addition, the present invention can be made easier to change the design value by changing the shape of the guide portion or the distance between the electrical paths. In addition, through this, a movement detecting apparatus that can be utilized in various technical fields may be implemented.
또한 본 발명은 감광유리를 이용하여 가이드부를 형성함과 동시에 가이드부의 내면에 미세요철을 구비함에 따라, 보다 저렴한 비용으로 액상 전도체의 이동이 용이한 액상 전도체의 이동 감지장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a movement sensing device of the liquid conductor that is easy to move the liquid conductor at a lower cost by forming a guide portion using the photosensitive glass and at the same time having a fine roughness on the inner surface of the guide portion.
이하, 본 발명에 관련된 액상 전도체의 이동 감지장치, 이를 구비하는 가속도계 및 이동 감지장치의 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, a movement detecting apparatus for a liquid conductor, an accelerometer having the same, and a manufacturing method of the movement detecting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same or similar reference numerals are assigned to the same or similar configurations in different embodiments, and the description thereof is replaced with the first description. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural forms unless the context clearly indicates otherwise.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 가속도계(100)를 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an
도시한 바와 같이, 가속도계(100)는 액상 전도체의 이동 감지장치(200) 및 가속도 산출부(110)를 포함한다.As shown, the
액상 전도체의 이동 감지장치(200)는 가속도를 측정하는 대상체(미도시)에 장착되고, 대상체의 속도 변화에 따라 액상 전도체(201)가 이동하도록 형성된다. 구체적으로, 대상체의 속도가 변하면 이동 감지장치(200)는 화살표 방향으로 가속되고, 액상 전도체(201)에 작용하는 관성에 의하여 액상 전도체(201)가 가속 방향과 반대 방향으로 이동하게 된다.The
이동 감지장치(200)는, 예를 들어 액상 전도체(201)가 이동할 수 있는 가이드 공간을 한정하는 본체(210)와, 액상 전도체(201)가 가이드 공간내에서 이동하였음을 검출하는 검출부(220)를 구비한다.The
본체(210)는 가이드 공간의 크기가 마이크로 단위가 되도록 초소형으로 이루어질 수 있으며, 이를 통하여 가속도계(100)는 마이크로 가속도계가 될 수 있다.The
가속도 산출부(110)는 이동 감지장치(200)와 연결되어, 액상 전도체(201)의 이동을 이용하여 가속도를 산출한다. 즉, 상기 가속도계(100)는 가이드 공간에서 이동하는 액상 전도체(201)의 위치를 통해 인가되는 가속도를 측정하는 방식으로, 종래의 일반적인 고체표준질량(soild proof mass) 방식의 가속도계에 비해 간단한 구조를 가진다. The
가속도계(100)는 반도체 패키지의 형태로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 이동 감지장치(200)의 본체(210) 및 검출부(220)가 하나의 칩으로 형성되고, 가속도 산출부(110)가 하나의 칩으로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 검출부(220) 및 가속도 산출부(110)가 하나의 칩에서 구현될 수 있다. 또한, 가속도계(100)는 가속도 산출부(110)에서 산출된 가속도를 디지털 또는 아날로그 신호로 변환되어 외부로 출력하도록 형성될 수 있다.The
이하, 도 2a 내지 도 4b을 참조하여, 도 1의 이동 감지장치(200)에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the
도 2a 및 도 2b는 각각 도 1에 도시된 액상 전도체의 이동 감지장치(200)의 사시도 및 분해도이다.2A and 2B are respectively a perspective view and an exploded view of the
이동 감지장치(200)의 본체(210)는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 베이스 케이스(211)와 커버 케이스(212)로 구분될 수 있다. 베이스 케이스(211)와 커버 케이스(212)는 본딩 등을 통하여 서로 결합될 수 있으며, 베이스 케이스(211)와 커버 케이스(212)의 사이에는 내부 공간이 형성된다. 케이스들(211, 212)은, 예를 들어 합성수지, 반도체 웨이퍼, 감광유리(photosensitive glass) 등으로 형성될 수 있다.The
본 도면들을 참조하면, 이동 감지장치(200)는 가이드부(230) 및 전기 배선부(240)를 포함한다.Referring to the drawings, the
가이드부(230)는 액상 전도체(201)를 수용하며, 액상 전도체(201)의 이동을 가이드하도록 형성된다. 가이드부(230)는 리세스부(231) 및 커버부(232)를 포함한 다.The
리세스부(231)는 감지장치 본체(210)의 일면에서 리세스(recess)되어 상기 가이드부(230)의 가이드 공간을 형성한다. 도 2b를 참조하면, 리세스부(231)는 베이스 케이스(211)의 일면에서 일 방향으로 길게 연장되고, 길이에 비해 폭이 좁도록 이루어지며, 길이 방향으로 양단이 막히도록 형성된다. 리세스부(231)에 수용되는 액상 전도체(201)는 관성에 의하여 가이드 공간을 따라 유동하게 된다.The recess 231 is recessed in one surface of the sensing device
액상 전도체(201)는 액체금속 액적(liquid metal droplet)으로 형성된다. 액체금속 액적은 전기 전도성을 갖는 금속이면서, 상온에서 액체상태를 유지하는 물질이다. 특히 액체금속 액적은 마이크로 단위의 미세 크기로 형성될 수 있으며, 표면장력이 크기때문에 구형의 액체방울로 유지된다. 액체금속 액적은 전기 전도성을 갖는 액상 금속이라면 어느 것이라도 사용될 수 있으며, 예를 들어 수은이 될 수 있다. The
리세스부(231)를 한정하는 면들은 비젖음(non-wetting) 표면으로 이루어지거나, 요철면을 형성한다. 리세스부(231)를 한정하는 면들은 리세스부(231)의 바닥면 및 측면들, 즉 가이드부(230)의 내부 표면들을 지칭한다. 바람직하게는, 가이드부(230)의 내부 표면들은 미세 요철(231a, 도 8d 참조)을 갖는 비젖음 표면으로 형성되어 액상 전도체(201)가 보다 용이하게 유동되도록 한다. 미세 요철(231a)에 의하여 액상 전도체(201)가 가이드부(230)의 내부 표면들과 접촉하는 면적이 감소하게 되고, 이를 통하여 가속도계(100, 도 1 참조)에서 가속도 감지의 민감도가 보다 높아질 수 있다.Surfaces defining the recessed portion 231 may be made of a non-wetting surface or form an uneven surface. Surfaces defining the recessed portion 231 refer to the bottom and side surfaces of the recessed portion 231, ie the inner surfaces of the
가이드부(230)의 내부 표면들을 비젖음 표면으로 가공하는 방법으로 감광유리(photosensitive glass)를 이용해서 유로 제작과 동시에 미세 요철을 형성하는 방법이 사용될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 테프론(Teflon) 코팅이나 SAM 코팅과 같은 화학적인 방법과 미세 입자 분사기 등을 이용하는 물리적인 방법을 통하여 비젖음 표면을 형성할 수도 있다.As a method of processing the inner surfaces of the
커버부(232)는 리세스부(231)의 개구를 막도록 베이스 케이스(211)의 일면을 덮도록 형성된다. 구체적으로, 커버부(232)는 커버 케이스(212)의 베이스 케이스(211)를 덮는 면에 배치되며, 리세스부(231)와 함께 액상 전도체(201)의 가이드 공간을 밀폐된 공간으로 형성시킨다.The cover part 232 is formed to cover one surface of the
전기 배선부(240)는 가이드부(230)를 가로지르도록 형성되는 복수의 전기 경로들(241)을 구비하고, 전기 경로들(241)은 각각 가이드부(230)에서 서로 단절되며, 전기 경로들(241) 중 적어도 하나는 액상 전도체(201)에 의하여 전기적으로 연결되도록 형성된다.The
전기 경로들(241)은 커버부(232)에서 서로 평행하도록 배치된다. 전기 경로들(241)은 각각 단절된 부분에 액상 전도체(201)가 배치되면 전기적으로 도통되도록 가이드부(230)에서 노출된다. The
전기 경로들(241)은 전극을 연결하는 전극 연결선이 될 수 있으며, 전기 경로(241)의 단절된 부분은 서로 마주보는 한 쌍의 연결 단자의 역할을 하게 되며, 한 쌍의 연결 단자들은 상호 대향하면서 기설정된 간격으로 이격된다. The
예를 들어, 전기 경로들(241)에 전원이 공급되면, 액상 전도체(201)에 의하 여 한 쌍의 연결 단자가 전기적으로 연결되며, 이를 통하여 전극이 연결되어 전기 경로에는 전류가 흐르게 된다. 이 때, 액상 전도체(201)가 이동하게 되면, 서로 연결되는 한 쌍의 연결 단자가 변하게 된다. 검출부(220, 도 1 참조)는 전기 배선부(240)와 연결되고, 이러한 전기적으로 연결되는 전기 경로의 변화를 이용하여 액상 전도체(201)의 이동을 검출하게 된다. For example, when power is supplied to the
액상 전도체(201)의 이동은 가속도 산출부(110, 도 1 참조)에 의하여 가속도로 환산되어질 수 있으며, 이와 같이, 액상전도체의 이동 감지장치(200)를 이용하여 미세 액체금속 액적을 표준질량(proof mass)으로 사용하는 마이크로 가속도계가 구현될 수 있다.The movement of the
도 3a 및 도 3b는 각각 가속도가 인가되기 전과 후의 액상 전도체(201)의 위치를 나타내는 개념도들이고, 도 4a 및 도 4b는 각각 전기 경로들(241)을 이용하여 액상 전도체(201)의 위치를 감지하는 원리를 나타내는 개념도들이다. 도 3a 내지 도 4b는 각각 가이드부(230)의 평면도와 전면도를 함께 나타낸 도면들이다.3A and 3B are conceptual views showing the position of the
가이드부(230)는 중앙(233)에서 서로 반대되는 양 방향으로 각각 연장된다. 가이드부(230)는 중앙(233)을 기준으로 양 방향으로 대칭되도록 이루어지며, 이를 통하여 중앙으로부터 양 방향으로 이동되는 거리에 따른 액상 전도체(201)의 변화가 동일하게 될 수 있다.The
가이드부(230)는 중앙(233)으로부터 양 방향으로 폭이 점차적으로 좁아지도록 형성된다. 도 3a와 같이 중앙에 위치했던 액상 전도체(201)는 관성력이 작용하는 경우에 도 3b와 같이 가이드부(230)를 따라 이동하게 되며, 가이드부(230)에 의 하여 받는 외력에 의해 형상이 변형된다. 관성력이 제거되면, 액상 전도체(201)는 표면 장력에 의하여 폭이 넓은 중앙(233)으로 되돌아오게 된다.The
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 중앙(233)에 위치했던 액상 전도체(201)가 이동하면, 전기적으로 연결되는 전기 경로(구체적으로, 속이 빈 원으로 표시된 전기경로)가 변하게 된다. 검출부(220, 도 1 참조)는 전기적으로 연결되는 전기 경로를 이용하여 액상 전도체(201)의 중앙(233)에 대한 상대 위치를 산출하고, 상대 위치로부터 액상 전도체(201)에 가해지는 관성력 또는 본체(210)의 가속도를 산출한다.4A and 4B, when the
도 5a 내지 도 5d는 각각 감지 가속도의 설계값에 따른 도 2a의 가이드부의 변형예들을 나타내는 개념도들이고, 도 6a 및 도 6b는 각각 전기 경로들의 간격에 의하여 감지 가능한 가속도의 최소변화가 설정되는 모습을 나타내는 개념도들이다.5A to 5D are conceptual views illustrating modifications of the guide unit of FIG. 2A according to design values of sensing accelerations, respectively, and FIGS. 6A and 6B are views in which a minimum change in the detectable acceleration is set by the distance between electric paths, respectively. Are conceptual diagrams.
본 발명과 관련한 가속도계 또는 이동 감지장치는 도 5b와 같이 가이드부(330)의 기울기와 전체 길이를 조절하여 측정범위(dynamic range)를 조절할 수 있다. 도 5b와 같이, 도 5a의 가이드부(230)보다 기울기가 작고 전체 길이가 길어지면 측정 범위가 커질 수 잇다. 가이드부(230)의 기울기는 중앙(233, 도 3b 참조)으로부터 폭이 감소되는 비례값을 의미한다. The accelerometer or the movement detecting apparatus according to the present invention may adjust the dynamic range by adjusting the inclination and the overall length of the
도 5c와 같이, 가이드부(430)의 형상을 볼록하게 만들면 액상 전도체(401)의 움직임이 용이해져서 더욱 민감한 측정이 가능하게 되며, 도 5d와 같이, 가이드부(530)의 형상을 오목하게 만들면 액상 전도체(501)가 받는 힘(표면장력에 의한 복원력)이 커져서 측정범위를 크게 할 수 있다.As shown in FIG. 5C, the convex shape of the
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 전기 경로들(641a, 641b)은 기설정된 간격으로 서로 이격 배치되고, 상기 기설정된 간격에 의하여 감지 가능한 가속도의 최소변화가 설정될 수 있다. 즉, 가속도계 또는 이동 감지장치는 전극 경로들의 간격을 조절하여 민감도를 변화시킬 수도 있다. 전극 경로들의 간격을 줄이면 감지할 수 있는 가속도의 최소 변화가 줄어들고, 따라서 민감도가 높아진다.6A and 6B, the
이에 더하여, 가속도 감지의 민감도를 높이기 위하여 도 2a 및 도 2b를 참조한 설명에서 전술한 바와 같이 가이드부(230)의 내부 표면들은 비젖음 특성을 가질 수 있다. 이하, 도 7 내지 도 8d를 참조하여, 가이드부(230)의 내부 표면들을 비젖음 표면으로 형성할 수 있는 이동 감지장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.In addition, in order to increase the sensitivity of the acceleration detection, as described above with reference to FIGS. 2A and 2B, the inner surfaces of the
도 7은 본 발명과 관련한 액상 전도체의 이동 감지장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 8a 내지 도 8d는 각각 도 7의 제조 방법에 의하여 가이드부의 형성과 동시에 접촉각이 높은 비젖음 표면이 이루어지는 과정을 나타내는 개념도들이다. FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an apparatus for detecting a movement of a liquid conductor according to the present invention, and FIGS. 8A to 8D illustrate a process of forming a non-wetting surface having a high contact angle at the same time as the guide part is formed by the manufacturing method of FIG. 7. Are conceptual diagrams.
도 7을 참조하면, 이동 감지장치의 제조 방법은 먼저, 마스킹되지 않는 부분이 패턴을 형성하도록 감광유리의 적어도 일부를 마스킹한다(S100).Referring to FIG. 7, in the method of manufacturing the movement sensing apparatus, first, at least a portion of the photosensitive glass is masked so that a portion which is not masked forms a pattern (S100).
예를 들어 도 8a와 같이, 감광유리로 본체(710)를 형성하고, 가이드부(730)를 외부로 노출시키고 가이드부(730, 도 8d 참조)를 제외한 본체(710)의 다른 영역을 마스크(mask, 760)로 감싼다.For example, as shown in FIG. 8A, the
다음은, 패턴이 광에 노출되도록 감광유리에 광을 조사하고(S200), 광에 노출된 패턴의 물리적 성질을 변경시키도록 감광유리를 열처리한다(S300).Next, the photosensitive glass is irradiated with light to expose the pattern (S200), and the photosensitive glass is heat-treated to change the physical properties of the pattern exposed to the light (S300).
예를 들어 도 8b와 같이, 먼저 마스크(760)를 이용해 패턴 부분을 감광유리 가 민감하게 반응하는 파장대의 빛에 노출시킨다. 그리고 고온에서 열처리를 거치면 가이드부(730)가 될 부분, 즉 빛에 노출된 패턴 부분(740)은 물질의 성질이 바뀌게 되어, 빛에 노출되지 않은 부분에 대하여 식각액에 대한 식각비가 다르게 된다. For example, as shown in FIG. 8B, the
다음은, 패턴이 감광유리의 내부로 리세스되도록 감광유리를 식각한다(S400).Next, the photosensitive glass is etched so that the pattern is recessed into the photosensitive glass (S400).
도 8c 및 도 8d와 같이, 감광유리를 식각액으로 식각 처리하면 식각비의 차이에 따라 가이드부(730)가 형성되며, 이 때 식각되는 표면에는 미세 요철(731a)이 생긴다. 미세요철의 모양과 크기는 패턴 부분이 빛에 노출되는 시간, 열처리 온도 및 시간이나, 식각액의 비율에 따라 조절될 수 있다. As illustrated in FIGS. 8C and 8D, when the photosensitive glass is etched with an etchant, a
마지막으로, 리세스된 부분을 따라 액상 전도체가 이동하도록 상기 리세스된 부분에 액상 전도체를 주입하고(S500), 서로 단절되는 복수의 전기 경로를 구비하는 커버를 이용하여 상기 리세스된 부분을 덮는다(S600).Finally, a liquid conductor is injected into the recessed portion to move the liquid conductor along the recessed portion (S500), and the recessed portion is covered using a cover having a plurality of electrical paths disconnected from each other. (S600).
예를 들어, 리세스된 부분에 미세 액체금속 액적을 넣고 전기 경로가 배치되어 있는 커버 케이스를 덮고 접합하면 제작이 완료 된다.For example, the manufacturing process is completed by inserting the fine liquid metal droplets into the recessed portions, covering and bonding the cover case in which the electrical path is disposed.
상기에서 설명된 바와 같이 본 발명과 관련한 제조 방법과 같이, 감광유리를 이용해서 가이드부 제작과 동시에 미세요철을 형성하며, 이를 통하여 보다 간단하게 감지장치를 제조한다.As described above, as in the manufacturing method related to the present invention, by using the photosensitive glass to form a fine roughness at the same time as the guide portion fabrication, thereby making the sensing device more simply.
상기와 같은 액상 전도체의 이동 감지장치, 이를 구비하는 가속도계 및 이동 감지장치의 제조 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The movement sensing device of the liquid conductor as described above, the accelerometer and the manufacturing method of the movement sensing device having the same are not limited to the configuration and method of the embodiments described above, the embodiments are each embodiment so that various modifications can be made All or some of these may optionally be combined.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 가속도계를 나타내는 개념도.1 is a conceptual diagram illustrating an accelerometer according to an embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b는 각각 도 1에 도시된 액상 전도체의 이동 감지장치의 사시도 및 분해도.2A and 2B are respectively a perspective view and an exploded view of the movement detecting device of the liquid conductor shown in FIG.
도 3a 및 도 3b는 각각 가속도가 인가되기 전과 후의 액상 전도체의 위치를 나타내는 개념도들.3A and 3B are conceptual views showing the position of the liquid conductor before and after the acceleration is applied, respectively.
도 4a 및 도 4b는 각각 전기 경로들을 이용하여 액상 전도체의 위치를 감지하는 원리를 나타내는 개념도들. 4A and 4B are conceptual views illustrating the principle of sensing the position of a liquid conductor using electrical paths, respectively.
도 5a 내지 도 5d는 각각 감지 가속도의 설계값에 따른 가이드부의 변형예들을 나타내는 개념도들.5A to 5D are conceptual views illustrating modified examples of the guide unit according to design values of sensing accelerations, respectively.
도 6a 및 도 6b는 각각 전기 경로들의 간격에 의하여 감지 가능한 가속도의 최소변화가 설정되는 모습을 나타내는 개념도들.6A and 6B are conceptual views illustrating a state in which a minimum change in the acceleration that can be detected by an interval of electric paths is set.
도 7은 본 발명과 관련한 액상 전도체의 이동 감지장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도.7 is a flow chart showing a manufacturing method of a movement sensing device of a liquid conductor according to the present invention.
도 8a 내지 도 8d는 각각 도 7의 제조 방법에 의하여 가이드부의 형성과 동시에 접촉각이 높은 비젖음 표면이 이루어지는 과정을 나타내는 개념도들. 8A to 8D are conceptual views illustrating a process of forming a non-wetting surface having a high contact angle at the same time as the formation of the guide part by the manufacturing method of FIG. 7.
도 9는 종래의 기술에 대한 공진형 고체표준질량을 사용하는 가속도계의 개략도.9 is a schematic diagram of an accelerometer using a resonant solid standard mass according to the prior art;
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090117224A KR100969579B1 (en) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Movement detecting device of electrical conductor, accelerometer having the same and method for producing movement detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090117224A KR100969579B1 (en) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Movement detecting device of electrical conductor, accelerometer having the same and method for producing movement detecting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100969579B1 true KR100969579B1 (en) | 2010-07-12 |
Family
ID=42645457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090117224A KR100969579B1 (en) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Movement detecting device of electrical conductor, accelerometer having the same and method for producing movement detecting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100969579B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013048106A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 국방과학연구소 | Accelerometer |
CN109900918A (en) * | 2019-03-11 | 2019-06-18 | 南京理工大学 | A kind of rotation-speed measuring device and its rotating speed measurement method based on liquid metal antenna |
EP3504511B1 (en) * | 2016-08-26 | 2023-10-25 | Robert Bosch GmbH | Flexible microfluidic motion sensors |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0666825A (en) * | 1992-08-14 | 1994-03-11 | Taiko Denki Seisakusho:Kk | Acceleration sensor |
JP2003121456A (en) | 2001-10-15 | 2003-04-23 | Ubukata Industries Co Ltd | Acceleration sensor |
JP2004333372A (en) | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Ubukata Industries Co Ltd | Capacitance type liquid sensor |
JP2009150861A (en) | 2007-11-30 | 2009-07-09 | Seiko Instruments Inc | Liquid seal sensor |
-
2009
- 2009-11-30 KR KR1020090117224A patent/KR100969579B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0666825A (en) * | 1992-08-14 | 1994-03-11 | Taiko Denki Seisakusho:Kk | Acceleration sensor |
JP2003121456A (en) | 2001-10-15 | 2003-04-23 | Ubukata Industries Co Ltd | Acceleration sensor |
JP2004333372A (en) | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Ubukata Industries Co Ltd | Capacitance type liquid sensor |
JP2009150861A (en) | 2007-11-30 | 2009-07-09 | Seiko Instruments Inc | Liquid seal sensor |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013048106A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 국방과학연구소 | Accelerometer |
KR101275169B1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-06-18 | 국방과학연구소 | Accelerometer |
US9482689B2 (en) | 2011-09-30 | 2016-11-01 | Agency For Defense Development | Accelerometer |
EP3504511B1 (en) * | 2016-08-26 | 2023-10-25 | Robert Bosch GmbH | Flexible microfluidic motion sensors |
CN109900918A (en) * | 2019-03-11 | 2019-06-18 | 南京理工大学 | A kind of rotation-speed measuring device and its rotating speed measurement method based on liquid metal antenna |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6182509B1 (en) | Accelerometer without proof mass | |
US20110018561A1 (en) | Capacitive sensor having cyclic and absolute electrode sets | |
EP2762864A1 (en) | Membrane-based sensor device and method for manufacturing the same | |
JP6144540B2 (en) | Pressure sensor | |
KR100969579B1 (en) | Movement detecting device of electrical conductor, accelerometer having the same and method for producing movement detecting device | |
US20130081930A1 (en) | Acceleration switch and electronic device | |
US6666088B2 (en) | Accelerometer without proof mass | |
US6589433B2 (en) | Accelerometer without proof mass | |
ITTO20130775A1 (en) | SENSOR DEVICE WITH INTEGRATED CALIBRATION SYSTEM AND METHOD OF CALIBRATION OF THE SAME | |
JP6728491B2 (en) | Thermal convection type acceleration sensor and manufacturing method thereof | |
US20120217609A1 (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
KR100677866B1 (en) | A method and device for measuring acceleration and/or inclination by using thermal convection of a fluid | |
JP5665892B2 (en) | Piezoresistive micromechanical sensor component and corresponding measurement method | |
US20050066729A1 (en) | Capacitance type dynamic quantity sensor | |
JPH11242052A (en) | Semiconductor acceleration sensor | |
KR100829165B1 (en) | Mems appratus for measuring acceleration in three axes | |
US8471573B2 (en) | Dynamic quantity sensor and manufacturing method thereof | |
KR100771167B1 (en) | micromachined convective accelerometer | |
JP5767076B2 (en) | Thermal acceleration sensor | |
JP2000065850A (en) | Thermal type acceleration sensor | |
KR100596669B1 (en) | Manufacturing method of slope sensor unit and this unit | |
RU192953U1 (en) | MEMS ACCELEROMETER | |
KR20150021848A (en) | Micro electro mechanical systems magnetic field sensor package | |
KR101283924B1 (en) | A micro accelerometer using a liquid metal droplet and Fabry-Perot interferometry | |
KR100408522B1 (en) | Vertical axis magnetometer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
A302 | Request for accelerated 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: 20130701 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140701 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160701 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |