KR101023082B1 - 플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전자 나침반 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 3축 방향의 자계성분을 검출하는 박막형 3축 플럭스게이트(Fluxgate)를 포함하는 전자 나침반에 있어서, 자계의 수직 성분을 검출하는 z축 플럭스게이트 센서; 및 상기 z축 플럭스게이트 센서가 수평으로 장착되며, 상기 z축 플럭스게이트 센서와 전기적으로 연결된 제1 전기 단자가 끝단에 형성된 단일기판을 포함하는 z축 플럭스게이트 소자가 전자 나침반의 베이스 기판 상에 장착되되, 상기 베이스 기판에는, ASIC 구동소자와 전기적으로 연결된 제2 전기 단자가 형성되고, 상기 z축 플럭스게이트 소자가 장착된 단일 기판이 상기 베이스 기판에 수직으로 장착되며 상기 제1 전기 단자와 제2 전기 단자가 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전자나침반과 이를 제조하는 방법으로서, 이와 같은 본 발명에 의하면, 전자나침반의 z축 플럭스게이트 소자를 별도의 단품으로 제작하여 베이스 기판에 장착함으로써 수직방향의 와이어 본딩이 어려운 문제점을 해결하며, 간단한 제조공정을 통해 전자나침반의 대량생산 및 저렴한 제조단가에 기여할 수 있다.
전자나침반, 플럭스게이트, z축, 수직축, 와이어 본딩.

Description

플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반 및 이를 제조하는 방법 {Electronic compass having fluxgate device and Method of manufacturing electronic compass having fluxgate device}
본 발명은 전자 나침반 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서, z축 플럭스게이트 소자를 단일 기판 상에 별도의 단품으로 제조하고 이를 전자나침반에 장착하는 플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반 및 이를 제조하는 방법에 대한 것이다.
플렉스게이트(Fluxgate) 센서는 고투자율의 자심 둘레에 권선된 드라이브 코일에 교류전류를 인가하고, 이와 별도의 픽업 코일에 의하여 그 자심의 자기포화 및 비선형 자기 특성에 따라 지자계 등 외부 자계에 비례하는 2차 고조파 성분을 검출함으로써 외부 자계의 크기를 측정하는 장치이다.
이러한 플럭스게이트 센서는 여타의 자기센서에 비해 비교적 고감도이면서도 소형으로 제작할 수 있으며, 출력신호 안정도가 우수하여 휴대장치의 전자 나침반 기능, 광맥탐사, 표적탐지, 인공위성의 자세제어에 이르기까지 민간용 및 군사용으로 광범위하게 사용되고 있다.
하나의 플럭스게이트 센서를 구비한 전자 나침반으로 방위를 측정할 경우, 남극 또는 북극과의 편각의 크기는 측정할 수 있으나, 편향의 방향이 동쪽인지 또는 서쪽인지 여부는 파악할 수 없는 문제가 있다. 따라서 동서남북을 모두 파악하기 위하여 두 개의 플럭스게이트(2축 플럭스게이트)를 이용하여 지자계의 수평 성분(x ,y 축상의 성분)을 검출하여야 하며, 이때 각 플럭스게이트는 상호 직교하도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한 전자 나침반을 구성하는 플럭스게이트 센서는 지구 자장의 수평 성분만을 감지하는 소자이므로, 전자 나침반 소자를 지표면과 수평을 정확히 맞추어서 방향을 측정하지 않으면 상당한 방향 측정 오차가 발생한다. 따라서 지자계의 수직축 성분(즉, z측 성분)도 검출해서 플럭스케이트가 수평을 벗어났을 때의 오차를 보정해주어야 정확한 방위를 산출할 수 있으며, 이를 위해 3축 플럭스게이트가 사용될 수 있다.
최근에는 휴대폰, PDA 등과 같은 휴대 단말을 통해 지리 정보 서비스(Geographic Information Services)의 제공이 보편화되는 추세에 있으며, 이를 보다 편리하게 이용하기 위해서는 휴대 단말의 디스플레이에 표시되는 지도(map)의 방향을 사용자의 방향과 일치시킬 필요가 있다. 이를 위해 휴대용 단말에 장착되어 사용자의 방향을 탐지할 수 있는 초소형 전자나침반이 요구되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 3축 박막 플럭스게이트 센서를 채용한 전자나침반의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 3차원 측정용 전자나침반은 기판(10)상에 배치된 3개의 플럭스게이트 소자(12,14,16)와 이를 구동하는 ASIC 구동 소자(18)로 구성된다. 3개의 플럭스게이트 소자(12,14,16)는 기판 상에 x,y,z 축으로 배열되며, 플럭스게이트 소자(12,14,16)와 ASIC 구동소자(18)의 단자(20)는 도선용 와이어를 통해 상호 전기적으로 연결되게 된다.
이와 같은 종래기술은 소자면이 측면을 향하는 z축용 박막 플럭스게이트 소자의 경우에 통상의 수직 이동형 와이어 본딩 머신으로는 단자의 도선 연결을 용이하게 수행할 수 없어 전기적 접촉을 형성시키는데 어려움을 해결하고자 z축 박막 플럭스게이트 소자(16)가 소자면과 90도를 이루는 소자체 상부에 당해 박막 소자의 단자와 전기적으로 연결된 도전 박막을 추가로 형성함으로써 기판(10)과 평행한 소자체 상부에 박막 소자로부터 연장되어 나온 별도의 전기 단자를 구비하고 있다.
도 2는 상기 종래기술의 z축 박막 플럭스게이트 소자의 연결을 도시하는데, 도 2를 통해 이를 좀 더 살펴보면, z축용 박막 플럭스 게이트 소자(16)의 연결단자와 ASIC 구동 소자(18)의 단자간 와이어 본딩이 이루어지는 본딩면은 x,y,z축용 박막 플럭스 게이트 소자와 ASIC 구동소자의 와이어 본딩면과 마찬가지로 기판과 평행을 이루도록 추가적인 와이어 본딩 패드(36)를 형성시켜 통상의 수직 이동형 와이어 본딩 머신으로는 단자의 도선 연결을 용이하게 수행할 수 있도록 하였다.
그러나 이와 같은 종래기술은 z축 박막 플럭스게이트 소자의 제작공정이 복잡하여 생산단가가 높아지는 문제점이 있으며, 또한 추가적인 본딩 패드의 막박이 측면에 형성되는데, 이같은 측면에 형성되는 박막의 경우 일정한 막품질을 보장하기 어려운 공법이기 때문에 와이어 본딩 접합 신뢰성에 문제가 발생되어 양산성이 떨어지게 된다.
본 발명은 3축 플럭스게이트 소자를 포함하는 전자 나침반에서 z축 플럭스게이트 소자를 간단한 구조 및 공정으로 장착한 전자 나침반과 이를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
또한 통상의 공정으로 z축 플럭스게이트 소자를 장착함에 있어서 수직 방향으로 와이어 본딩할 수 없는 문제점을 해결하고, 나아가서 수평방향으로 와이어 본딩하고자 z축 플럭스게이트 소자의 측면에 본딩패드를 형성함으로써 본딩패드 박막의 신뢰성이 떨어지는 문제점을 해결하고자 한다.
상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, 3축 방향의 자계성분을 검출하는 박막형 3축 플럭스게이트(Fluxgate)를 포함하는 전자 나침반에 있어서, 자계의 수직 성분을 검출하는 z축 플럭스게이트 센서; 및 상기 z축 플럭스게이트 센서가 수평으로 장착되며, 상기 z축 플럭스게이트 센서와 전기적으로 연결된 제1 전기 단자가 끝단에 형성된 단일기판을 포함하는 z축 플럭스게이트 소자가 전자 나침반의 베 이스 기판 상에 장착되되, 상기 베이스 기판에는, ASIC 구동소자와 전기적으로 연결된 제2 전기 단자가 형성되고, 상기 z축 플럭스게이트 소자가 장착된 단일기판이 상기 베이스 기판에 수직으로 장착되며 상기 제1 전기 단자와 제2 전기 단자가 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전자나침반이다.
바람직하게는 상기 단일기판 상의 제1 전기 단자의 적어도 그 일부분에 비아(via)가 형성되어, 상기 비아를 통해 상기 제1 전기 단자는 상기 단일기판의 후면까지 연장되며, 상기 제2 전기 단자와 상기 단일기판 후면의 상기 비아가 형성된 부분이 솔더 접합되어 상기 제1 전기 단자와 상기 제2 전기 단자가 전기적으로 연결될 수 있다.
나아가서 상기 z축 플럭스게이트 소자는, 상기 단일기판의 상부면으로부터 상기 z축 플럭스게이트 센서가 포함되도록 수지로 몰딩될 수 있다.
바람직하게는 상기 z축 플럭스게이트 소자는, 상기 z축 플럭스게이트 센서의 상면에 배열된 전기 단자와 상기 제1 전기 단자가 와이어 본딩으로 접합되어 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제2 전기 단자와 상기 ASIC 구동소자의 상면에 배열된 전기 단자가 와이어 본딩으로 접합되어 전기적으로 연결될 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 베이스 기판의 상부면으로부터 3축 플럭스게이트 소자 및 상기 ASIC 구동소자가 포함되도록 수지로 몰딩될 수 있다.
또한 본 발명은, 3축 방향의 자계성분을 검출하는 박막형 3축 플럭스게이트(Fluxgate)를 포함하는 전자 나침반을 제조하는 방법에 있어서, 소정의 크기를 갖는 단일 기판 상에 z축 플럭스게이트 센서를 장착하고 상기 z축 플럭스게이트 센 서에 배열된 단자와 상기 단일 기판의 제1 전기 단자를 전기적으로 연결하여 z축 플럭스게이트 소자 제조 단계; 및 전자 나침반의 베이스 기판 상에 z축 플럭스게이트 소자를 수직으로 장착하고, 상기 베이스 기판 상의 ASIC 구동소자와 전기적으로 연결된 제2 단자를 상기 제1 전기 단자와 전기적으로 연결하여 z축 플럭스게이트 소자 장착 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반을 제조하는 방법이다.
바람직하게는 상기 z축 플럭스게이트 소자 제조 단계는, z축 플럭스게이트 소자용 단일 기판을 준비하는 단계; 상기 단일 기판 상의 끝단으로부터 소정의 길이를 갖는 제1 전기 단자를 형성하는 단계; 상기 단일 기판 상에 z축 플럭스게이트 센서를 수평으로 장착하는 단계; 및 상기 z축 플럭스게이트 센서의 상면에 배열된 전기 단자와 상기 제1 전기 단자를 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 상기 z축 플럭스게이트 소자 장착 단계는, 전자 나침반의 베이스 기판의 상기 z축 플럭스게이트 소자가 장착될 부근에 소정의 길이를 갖는 제2 전기 단자를 형성하는 단계; 상기 z축 플럭스게이트 소자의 단일 기판 상의 제1 단자가 상기 베이스 기판에 수직으로 접하도록 상기 z축 플럭스게이트 소자를 상기 베이스 기판에 수직으로 장착하는 단계; 및 상기 제2 전기 단자의 일단을 상기 ASIC 구동소자와 전기적으로 연결하고 타단을 상기 z축 플럭스게이트 소자의 제1 단자와 전기적으로 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 z축 플럭스게이트 소자 제조 단계에서, 상기 z축 플럭스게이트 센서의 상면에 배열된 전기 단자와 상기 제1 전기 단자는 와이어 본딩으로 연결될 수 있다.
나아가서 상기 z축 플럭스게이트 소자 제조 단계는, 상기 단일기판의 상부면으로부터 상기 z축 플럭스게이트 센서가 포함되도록 수지로 몰딩하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
바람직하게는 상기 z축 플럭스게이트 소자 장착 단계는, 상기 제2 전기 단자의 타단이 상기 z축 플럭스게이트 소자의 제1 단자와 솔더 접합되어 상기 제2 전기 단자와 상기 제1 단자가 전기적으로 연결되고 상기 z축 플럭스게이트 소자가 고정될 수 있다.
또한 상기 베이스 기판의 상부면으로부터 3축 플럭스게이트 소자 및 상기 ASIC 구동소자가 포함되도록 수지로 몰딩하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
보다 바람직하게는 상기 z축 플럭스게이트 소자 제조 단계에서, 상기 단일 기판 상의 끝단으로부터 소정의 길이를 갖는 도전성 박막을 형성하되, 상기 도전성 박막의 적어도 일부분에 비아(via)를 형성하여 상기 비아를 통해 상기 단일 기판의 후면까지 상기 도전성 박막이 연장된 제1 전기 단자를 형성시키고, 상기 z축 플럭스게이트 소자 장착 단계에서, 상기 단일 기판의 후면에 상기 비아가 형성된 제1 전기 단자 부분과 상기 제2 전기 단자의 일부분을 솔더 접합할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 전자 나침반의 수직축인 z축 플럭스게이트 소자의 장착시에 수직방향으로 와이어 본딩이 어려운 문제점을 해결할 수 있다.
나아가서 z축 플럭스게이트 소자에 별도의 측면 박막을 형성함으로써 발생되 는 와이어 본딩의 신뢰성이 떨어지는 문제점을 해결하고 또한 제조 공정을 단순화시킴으로써 대량생산이 가능하며 제조단가를 낮출 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
본 발명은 3축 플럭스게이트 소자를 갖는 전자나침반과 이를 제조하는 방법으로서, z축 플럭스게이트 소자를 전기적으로 연결하는 어려움을 극복하고자 z축 플럭스게이트 소자를 별도의 단일기판상에 단품으로 제작하고 이를 전자나침반의 베이스 기판에 수직으로 장착함으로서 단순한 공정으로 신뢰성 높은 3축 플럭스게이트를 갖는 전자나침반을 제공한다.
도 3은 본 발명에 따른 3축 플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반에 대한 하나의 실시예의 사시도를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이 3축 플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반은 3차원을 측정하기 위하여, 베이스 기판(210) 상에 수평 자계성분을 검출하기 위한 x축 플럭스게이트 소자(250)와 y축 플럭스게이트 소자(270)가 수평방향으로 장착되고 수직방향의 자계성분을 검출하기 위한 z축 플럭스게이트 소자(100)가 수직방향으로 장착되며, 이들 플럭스게이트 소자를 구동시키는 ASIC 구동소자(230)가 장착되어 각 플럭스게이트 소자(100, 250, 270)와 전기적으로 연결된다.
본 발명에서는 z축 플럭스게이트 소자(100)를 하나의 단품으로 제작하여 베이스 기판(210) 상에 장착하고, z축 플럭스게이트 소자(100)와 베이스 기판(210) 상의 제2 전기 단자(215)를 연결하며, 제2 전기 단자(215)는 ASIC 구동소자(230)의 상면에 배열된 전기단자들과 와이어 본딩으로 연결되어, ASIC 구동소자(230)에 의해 z축 플럭스게이트 소자(100)가 구동되게 된다.
본 발명은 z축 플럭스게이트 소자(100)에 발명의 주된 구성이 있으므로, 이하에서는 z축 플럭스게이트 소자(100)를 중심으로 살펴본다.
도 4는 본 발명에 따른 z축 플럭스게이트 소자의 실시예에 대한 사시도를 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 다른 z축 플럭스게이트 소자는 자계의 수직 성분을 검출하기 위한 z축 플럭스게이트 센서(110)가 소정 크기의 단일 기판(120) 상에 수평으로 장착되어 있으며, 단일 기판(120)의 끝단에는 형성된 제1 전기 단자(125)와 z축 플럭스게이트 센서(110)의 상면에 배열된 전기 단자(115)와 제1 전기 단자(125)가 와이어 본딩(130)으로 연결되어 있다.
나아가서 도 4 상에는 도시되어 있지는 않으나, 보다 간편한 접합을 위하여 단일기판(120) 상의 제1 전기 단자(125)의 일부분에 비아(via)를 형성하여, 상기 비아를 통해 제1 전기 단자(125)를 단일기판(120)의 후면까지 연장시켜 형성시킬 수 있으며, 상기 비아가 형성된 단일기판(120)의 후면 상의 제1 전기 단자(125) 부분과 제2 전기단자(215)를 솔더 접합으로 연결함으로써, z축 플럭스게이트 소자(100)를 ASIC 구동소자(230)와 전기적으로 연결시킴과 동시에 z축 플럭스게이트 소자(100)를 베이스 기판(210) 상에 고정시킬 수 있다.
여기서 기판(120)은 일반적인 PCB 기판이나 FPCB 등 다양한 종류의 기판이 적용될 수 있으며, 도 4 상에는 도시되지 않았으나, 소자의 안정성을 확보하기 위하여 단일 기판(120)의 상부면으로부터 z축 플럭스게이트 센서(110) 및 전기적 연결선인 와이어(130)를 포함하도록 수지로 몰딩될 수 있다.
또한 베이스 기판(210) 상에 z축 플럭스게이트 소자(100)를 장착하여 전기적으로 연결할 시에 편리성을 위하여 단일기판(120)의 후면까지 제1 전기 단자(125)가 연장되어 형성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 전자 나침반의 제조 방법에 대하여 이하에서 살펴보기로 하며, 도 5는 본 발명에 따른 전자 나침반의 z축 플럭스게이트 소자의 제조 과정을 도시한다.
본 발명에서는 전자 나침반의 z축 플럭스게이트 소자를 별도의 단일기판 상에 단품으로 제작하는데, 소정의 크기를 갖는 단일 기판 상에 z축 플럭스게이트 센서를 장착시키고 상기 z축 플럭스게이트 센서에 배열된 단자와 상기 단일 기판의 제1 전기 단자를 전기적으로 연결하여 z축 플럭스게이트 소자를 제조한 후, 전자 나침반의 베이스 기판 상에 상기 z축 플럭스게이트 소자를 수직으로 장착하고 상기 베이스 기판 상의 ASIC 구동소자와 전기적으로 연결된 제2 단자를 상기 제1 전기 단자와 전기적으로 연결하여 z축 플럭스게이트 소자를 장착함으로써 전자나침반을 제조하게 된다.
이를 보다 자세히 살펴보면, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 z축 플럭스게이트 소자용 단일 기판(120)을 소정의 크기로 준비한다. 여기서 단일 기판(120)은 PCB 기판이나 FPCB 기판 등 다양한 종류의 기판이 적용될 수 있다.
그리고 단일 기판(120) 상의 끝단으로부터 소정의 길이를 갖는 제1 전기 단자(125)를 형성한 후 단일 기판(120) 상에 수평방향으로 z축 플럭스게이트 센서(110)를 장착하며 도 5의 (b)는 단일 기판(120)에 z축 플럭스게이트 센서(110)가 장착된 모습을 도시한다.
도 5의 (b)에서 보는 바와 같이 z축 플럭스게이트 센서(110)의 상면에는 전기 단자(115)가 배열되어 있으며, 도 5의 (c)에서와 같이 단일 기판(120) 상에 형성된 제1 전기 단자(125)와 z축 플럭스게이트 센서(110)의 전기 단자(115)를 전기적으로 연결을 하게 되는데, 이때 제1 단자(125)와 전기 단자(115)는 와이어 본딩으로 연결될 수 있다.
그리고 와이어 본딩된 와이어(130)와 내부 구성부품들을 안정적으로 고정시키기 위하여 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이 단일기판(120)의 상부면으로부터 z축 플러스게이트 센서(110) 및 연결 와이어(130) 등을 포함하도록 수지로 몰딩할 수 있다.
나아가서 도 5 상에 도시되지는 않았지만, z축 플럭스게이트 소자(100)의 장착을 더욱 용이하게 하기 위하여, z축 플럭스게이트 소자(100)의 제조시에 단일 기판 상의 끝단으로부터 소정의 길이를 갖는 도전성 박막을 형성하되, 상기 도전성 박막의 적어도 일부분에 비아(via)를 형성하여 상기 비아를 통해 상기 단일 기판의 후면까지 상기 도전성 박막이 연장된 제1 전기 단자를 형성시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 z축 플럭스게이트 소자(100)를 별도의 단일기판 상에 단품으로 제작한 후에 전자 나침반의 베이스 기판에 장착한다.
도 6은 본 발명에 따른 전자 나침반 측면의 단면도를 나타낸다.
도 3 및 도 6에서 보는 바와 같이 전자 나침반의 베이스 기판(210) 상에 z축 플럭스게이트 소자(100)가 장착되는 부근에 제2 전기 단자(215)를 형성하고 z축 플럭스게이트 소자(100)의 단일 기판(120) 상의 제1 전기 단자(125)가 베이스 기판(210)의 제2 전기 단자(215)의 일단이 수직으로 접하도록 z축 플럭스게이트 소자(100)를 베이스 기판(210) 상에 위치시키고 제1 전기 단자(125)와 제2 전기 단자(215)의 일단을 솔더 접합(170)으로 연결시켜 베이스 기판(210) 상에 z축 플럭스게이트 소자(100)가 고정될 수 있다.
여기서 솔더 접합(170)의 솔더 페이스트로 제1 전기 단자(125)와 제2 전기 단자(215)가 전기적으로 보다 잘 도통되도록 제1 전기 단자(125)는 단일 기판(120)의 전면 끝단으로부터 연장되어 대응되는 후면의 끝단까지 형성될 수 있는데, 앞서 살펴본 바와 같이 제1 전기 단자(125)에는 비아(via)가 형성되어 단일기판(120)의 후면까지 제1 전기 단자(125)가 연장될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 z축 플럭스게이트 소자(100)의 장착시에, 단일 기판(120)의 후면에 상기 비아가 형성된 제1 전기 단자 부분과 상기 제2 전기 단자(215)의 일부분을 솔더 접합할 수 있다.
이와 같이 z축 플럭스게이트 소자(100)가 베이스 기판(210)에 장착되고 z축 플럭스게이트 소자(100)와 ASIC 구동 소자(230)를 전기적으로 연결하기 위하여 제2 전기 단자(215)의 타단과 ASIC 구동 소자(230)의 상면에 배열된 전기 단자를 와이어 본딩으로 연결한다.
나아가서 도 6에 도시된 바와 같이 전자 나침반의 장착된 소자와 와이어 본딩의 안정성을 유지하기 위하여 베이스 기판(210)의 상면으로부터 3축 플럭스게이트 소자(100, 250, 270) 및 ASIC 구동소자(230)를 포함하도록 수지로 몰딩(290)할 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 3축 박막형 플럭스게이트를 갖는 전자 나침반은 z축 플럭스게이트 소자가 수직으로 장착됨으로 인해 수직 와이어 본딩으로 전기적 연결을 시킬 수 없는 문제점을 극복하고자 별도의 단일 기판 상에 z축 플럭스게이트 소자를 단품으로 제작하고 이를 전자 나침반의 베이스 기판에 솔더 접합으로 장착함으로써 간단한 구조와 공정으로 신뢰성 높은 전자 나침반을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 3축 박막 플럭스게이트 센서를 채용한 전자나침반의 구조를 나타내는 사시도이며,
도 2는 상기 종래기술의 z축 박막 플럭스게이트 소자의 연결을 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 3축 박막 플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반의 실시예에 대한 사시도를 나타내며,
도 4는 본 발명에 따른 z축 플럭스게이트 소자의 실시예에 대한 사시도를 나타내며,
도 5는 본 발명에 따른 z축 플럭스게이트 소자를 제작하는 실시예의 공정을 도시하며,
도 6는 본 발명에 따른 3축 박막 플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반의 실시예에 대한 측면의 단면도를 나타낸다.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
100 : z축 플럭스게이트 소자, 110 : z축 플럭스게이트 센서,
120 : 단일 기판, 210 : 베이스 기판,
230 : ASIC 구동소자, 250 : x축 플럭스게이트 소자,
270 : y축 플럭스게이트 소자.

Claims (14)

  1. 3축 방향의 자계성분을 검출하는 박막형 3축 플럭스게이트(Fluxgate)를 포함하는 전자 나침반에 있어서,
    자계의 수직 성분을 검출하는 z축 플럭스게이트 센서; 및
    상기 z축 플럭스게이트 센서가 수평으로 장착되며, 상기 z축 플럭스게이트 센서와 전기적으로 연결된 제1 전기 단자가 끝단에 형성된 단일기판을 포함하는 z축 플럭스게이트 소자가 전자 나침반의 베이스 기판 상에 장착되되,
    상기 베이스 기판에는, ASIC 구동소자와 전기적으로 연결된 제2 전기 단자가 형성되고, 상기 z축 플럭스게이트 소자가 장착된 단일기판이 상기 베이스 기판에 수직으로 장착되며 상기 제1 전기 단자와 제2 전기 단자가 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전자나침반.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단일기판 상의 제1 전기 단자의 적어도 그 일부분에 비아(via)가 형성되어, 상기 비아를 통해 상기 제1 전기 단자는 상기 단일기판의 후면까지 연장되며,
    상기 제2 전기 단자와 상기 단일기판 후면의 상기 비아가 형성된 부분이 솔더 접합되어 상기 제1 전기 단자와 상기 제2 전기 단자가 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전자나침반.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 z축 플럭스게이트 소자는,
    상기 단일기판의 상부면으로부터 상기 z축 플럭스게이트 센서가 포함되도록 수지로 몰딩된 것을 특징으로 하는 전자나침반.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 z축 플럭스게이트 소자는,
    상기 z축 플럭스게이트 센서의 상면에 배열된 전기 단자와 상기 제1 전기 단자가 와이어 본딩으로 접합되어 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전자나침반.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 전기 단자와 상기 ASIC 구동소자의 상면에 배열된 전기 단자와 와이어 본딩으로 접합되어 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전자나침반.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 상부면으로부터 3축 플럭스게이트 소자 및 상기 ASIC 구동소자가 포함되도록 수지로 몰딩된 것을 특징으로 하는 전자나침반.
  7. 3축 방향의 자계성분을 검출하는 박막형 3축 플럭스게이트(Fluxgate)를 포함하는 전자 나침반을 제조하는 방법에 있어서,
    소정의 크기를 갖는 단일 기판 상에 z축 플럭스게이트 센서를 장착하고 상기 z축 플럭스게이트 센서에 배열된 단자와 상기 단일 기판의 제1 전기 단자를 전기적으로 연결하여 z축 플럭스게이트 소자 제조 단계; 및
    전자 나침반의 베이스 기판 상에 상기 z축 플럭스게이트 소자를 수직으로 장착하고, 상기 베이스 기판 상의 ASIC 구동소자와 전기적으로 연결된 제2 단자를 상기 제1 전기 단자와 전기적으로 연결하여 z축 플럭스게이트 소자 장착 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반을 제조하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 z축 플럭스게이트 소자 제조 단계는,
    z축 플럭스게이트 소자용 단일 기판을 준비하는 단계;
    상기 단일 기판 상의 끝단으로부터 소정의 길이를 갖는 제1 전기 단자를 형성하는 단계;
    상기 단일 기판 상에 z축 플럭스게이트 센서를 수평으로 장착하는 단계; 및
    상기 z축 플럭스게이트 센서의 상면에 배열된 전기 단자와 상기 제1 전기 단자를 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반을 제조하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 z축 플럭스게이트 소자 장착 단계는,
    전자 나침반의 베이스 기판의 상기 z축 플럭스게이트 소자가 장착될 부근에 소정의 길이를 갖는 제2 전기 단자를 형성하는 단계;
    상기 z축 플럭스게이트 소자의 단일 기판 상의 제1 전기 단자가 상기 베이스 기판에 수직으로 접하도록 상기 z축 플럭스게이트 소자를 상기 베이스 기판에 수직으로 장착하는 단계; 및
    상기 제2 전기 단자의 일단을 상기 ASIC 구동소자와 전기적으로 연결하고 타단을 상기 z축 플럭스게이트 소자의 제1 단자와 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반을 제조하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 z축 플럭스게이트 소자 제조 단계에서, 상기 z축 플럭스게이트 센서의 상면에 배열된 전기 단자와 상기 제1 전기 단자는 와이어 본딩으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 나침반을 제조하는 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 z축 플럭스게이트 소자 제조 단계는,
    상기 단일기판의 상부면으로부터 상기 z축 플럭스게이트 센서가 포함되도록 수지로 몰딩하는 단계를 더 포함하는 것으로 특징으로 하는 전자 나침반을 제조하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 z축 플럭스게이트 소자 장착 단계는,
    상기 제2 전기 단자의 타단이 상기 z축 플럭스게이트 소자의 제1 단자와 솔더 접합되어 상기 제2 전기 단자와 상기 제1 단자가 전기적으로 연결되고 상기 z축 플럭스게이트 소자가 고정되는 것을 특징으로 하는 전자 나침반을 제조하는 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 상부면으로부터 3축 플럭스게이트 소자 및 상기 ASIC 구동소자가 포함되도록 수지로 몰딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반을 제조하는 방법.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 z축 플럭스게이트 소자 제조 단계에서,
    상기 단일 기판 상의 끝단으로부터 소정의 길이를 갖는 도전성 박막을 형성하되, 상기 도전성 박막의 적어도 일부분에 비아(via)를 형성하여 상기 비아를 통해 상기 단일 기판의 후면까지 상기 도전성 박막이 연장된 제1 전기 단자를 형성시키고,
    상기 z축 플럭스게이트 소자 장착 단계에서,
    상기 단일 기판의 후면에 상기 비아가 형성된 제1 전기 단자 부분과 상기 제 2 전기 단자의 일부분을 솔더 접합하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반을 제조하는 방법.
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