KR101200798B1 - 미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터, 이를 이용한 다기능 센서 및 그 제작방법 - Google Patents

미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터, 이를 이용한 다기능 센서 및 그 제작방법 Download PDF

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Abstract

나노스케일의 구조물을 통해 전극을 연결하여 저항의 발생을 최소화시킴으로써 전기 효율을 극대화시킨 가역적 전기커넥터와, 이러한 전기커넥터 구조를 통해 작은 압력과 힘에도 미세하게 반응하며 작은 변화에도 크게 반응하는 민감도를 제공하는 다기능 센서가 개시된다. 이를 위하여 제 1 기판 상에 형성된 제 1 미세섬모를 가지는 제 1 연결부재, 및 상기 제 1 미세섬모에 접촉하여 접착력을 나타내도록 제 2 기판 상에 형성된 제 2 미세섬모를 가지는 제 2 연결부재를 포함하며, 상기 제 1 미세섬모 및 제 2 미세섬모의 표면에 금속 박막이 형성된 것을 특징으로 하는 미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터를 제공한다. 이에 따르면, 본 발명의 가역적 전기커넥터는 전기적 연결을 하는데 있어 유연성을 가지고, 종전의 전기커넥터에 비해 낮은 전기 저항을 갖는다. 또한, 본 발명의 다기능 센서는 작은 압력과 힘도 계측할 수 있으며, 측정할 수 있는 압력과 힘의 범위에서 작은 변화에도 크게 반응하는 민감도를 갖는다.

Description

미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터, 이를 이용한 다기능 센서 및 그 제작방법{REVERSIBLE ELECTRIC CONNECTOR USING INTERLOCKING OF FINE CILIARY AND MULTIFUNCTIONAL SENSOR USING THE SAME, AND METHOD OF MANUFACTURING SENSOR HAVING MULTIPLE FUNCTIONS USING THE SAME}
본 발명은 미세섬모의 인터락킹(interlocking)을 이용한 가역적 전기커넥터, 이를 이용한 다기능 센서 및 그 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노스케일의 구조물을 통해 전극을 연결하여 저항의 발생을 최소화시킴으로써 전기 효율을 극대화시킨 가역적 전기커넥터와, 이러한 전기커넥터 구조를 통해 작은 압력과 힘에도 미세하게 반응하며 작은 변화에도 크게 반응하는 민감도를 제공하는 다기능 센서 및 그 제작방법에 관한 것이다.
센서는 데이터를 읽고, 필요한 정보를 신호로 전달하는 장치로서, 현대 산업에서 필수적인 부품 중 하나이다. 여러 가지 데이터를 읽기 위한 다양한 센서가 쓰이고 있는데, 그 중 압력과 전단력(shear force), 비틀림(torsion)을 측정하는 센서로는 정전용량(capacitive) 센서, 압전기(piezoelectric) 센서, 스트레인 게이지가 많이 쓰이고 있다.
그러나 이 센서들은 각각 특정한 단점들을 가지고 있다. 우선, 정전용량 센서는 높은 임피던스 값의 회로가 필요하며, 높은 습도의 환경에서는 제대로 작동하지 않는다. 또한 누출(leackage)이 발생하는데, 그 이유로는 공기 중의 먼지를 흡수하는 송진과 윤활제, 탄소 색소의 페인트 등이 있다.
상기 압전기 센서는 소자 자체의 저항이 지속적으로 전자의 이동을 방해하며, 센서의 민감도를 떨어뜨리게 된다. 그리고 온도와 압력 두 가지에 한꺼번에 반응하기 때문에, 압력을 측정하는 도중에 온도 변화가 작용하여 부정확한 값을 읽게 될 여지가 있다. 또한, 압전 소자의 고온 소결 공정이 진행되어야 하므로, 플라스틱과 같은 플렉서블(flexible) 기판 상에 제조하기는 어렵다는 문제가 있다. 아울러, 플렉서블 기판 상에 반도체 소자를 만들고자 연구되는 유기반도체 및 카본 나노튜브는 유효이동도가 각각 1cm2/V?s, 5cm2/V?s에 불과해 민감도가 요구되는 센서에는 부적합하며, 소자들 간의 균일성이 떨어져 상품화에는 많은 어려움이 존재한다.
상기 스트레인 게이지는 네 개의 게이지 암이 정확하게 동일한 저항 값을 갖지 않을 때 오차가 발생할 수 있다. 또한, 온도와 습도에 의해 저항의 데이터가 정확하지 않게 될 여지가 많다. 그리고 이전에 실험했던 영향이 남아 있을 수 있으며 특히, 한도 이상으로 실험을 하게 되었을 시에는 망가지게 된다는 단점이 있다.
이에 따라, 전술한 기존 센서들의 문제점을 보완할 수 있는 새로운 방식의 센서 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 제 1 목적은 소켓과 같은 가역적인 접합이 가능하며, 전극의 연결을 나노스케일로 하여 낮은 저항으로 인해 기존의 기술보다 높은 전기 효율을 달성할 수 있는 나노헤어 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 2 목적은 휘어질 수 있고 미세한 측정이 가능하며, 데이터의 변화에 대한 센서의 만감도가 크고 반복적으로 사용할 수 있는 다기능 센서를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 3 목적은 상기 다기능 센서의 제작방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제 1 기판 상에 형성된 제 1 미세섬모를 가지는 제 1 연결부재, 및 상기 제 1 미세섬모에 접촉하여 접착력을 나타내도록 제 2 기판 상에 형성된 제 2 미세섬모를 가지는 제 2 연결부재를 포함하며, 상기 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모의 표면, 제 1 미세섬모가 형성된 제 1 기판의 표면, 및 제 2 미세섬모가 형성된 제 2 기판의 표면에 금속 박막이 형성된 것을 특징으로 하는 미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터를 제공한다.
그리고 본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제 1 기판 상에 형성된 제 1 미세섬모를 가지며, 상기 제 1 미세섬모의 표면과 상기 제 1 미세섬모가 형성된 제 1 기판의 표면에 금속 박막이 형성된 제 1 연결부재와, 상기 제 1 미세섬모에 접촉하는 제 2 기판 상에 형성된 제 2 미세섬모를 가지며, 상기 제 2 미세섬모의 표면과 상기 제 2 미세섬모가 형성된 제 2 기판의 표면에 금속 박막이 형성된 제 2 연결부재, 및 상기 제 1 연결부재와 제 2 연결부재를 밀봉하는 씰링층을 포함하는 다기능 센서를 제공한다.
또한, 본 발명의 제 3 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제 1 기판 상에 형성된 제 1 미세섬모의 표면과 상기 제 1 미세섬모가 형성된 제 1 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계와, 제 2 기판 상에 형성된 제 2 미세섬모의 표면과 상기 제 2 미세섬모가 형성된 제 2 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모가 접촉되도록 제 1 기판과 제 2 기판을 밀착시키는 단계와, 상기 제 1 미세섬모가 포함된 제 1 기판 및 제 2 미세섬모가 포함된 제 2 기판이 밀봉되도록 씰링층을 형성하는 단계, 및 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 0.01 내지 0.3N/㎠의 압력을 가하여 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모를 서로 체결시키는 단계를 포함하는 다기능 센서의 제작방법을 제공한다.
본 발명에 의한 전기커넥터를 사용하면, 전기적 연결을 하는데 있어 유연성을 가지며, 종전의 전기커넥터에 비해 낮은 전기 저항을 갖는다. 따라서, 본 발명의 전기커넥터는 높은 전기 효율을 제공할 수 있다.
그리고 본 발명에 의한 전기커넥터는 미세섬모를 반데르발스힘을 이용해 결합시킴으로써, 기존의 전기커넥터에 비해 높은 결합력을 가지는 효과를 기대할 수 있으며, 가역적인 상하 결합을 유도할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전기커넥터는 결합/분리 과정 시 소음이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 나노 사이즈의 미세 섬모를 이용하기 때문에 매우 좁은 면적에서도 전기 접속을 구현할 수 있다.
더불어, 본 발명에 의한 다기능 센서는 작은 압력과 힘도 계측할 수 있으며, 측정할 수 있는 압력과 힘의 범위에서 작은 변화에도 크게 반응하는 민감도를 갖는다. 그리고 본 발명에 의한 다기능 센서는 금속에 비해 부드러운 재질로 구성되기 때문에 휘어질 수 있다.
아울러, 본 발명에 의한 다기능 센서는 미세섬모가 측정 후에 원 상태로 복귀되므로 반복적으로 사용할 수 있으며, 제 1 연결부재와 제 2 연결부재가 미세 접촉에 의한 반데르발스 힘을 이용하는 체결시스템으로, 제 1 연결부재와 제 2 연결부재는 구조적으로 동일한 형태를 가지기 때문에 생산이 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가역적 전기커넥터를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 개략적인 모식도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부재의 결합을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가역적 전기커넥터의 탈리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기커넥터의 사이클 횟수에 따른 결합력의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기커넥터에 구비된 금속 박막의 두께에 따른 전단 접착력의 상관관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기커넥터에 구비된 금속 박막의 두께에 따른 전류밀도의 상관관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기커넥터의 유연성을 나타내는 사진이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 가역적 전기커넥터의 사용방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 센서를 설명하기 위한 구성도이다.
도 12는 본 발명에 따른 다기능 센서에 작용하는 압력에 따른 움직임을 나타내는 부분 확대 사시도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 다기능 센서로 검출되는 데이터를 나타내는 개략도이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 다기능 센서에 작용하는 압력, 전단력, 비틀림과 레지스턴스의 상관관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 18은 본 발명에 따른 다기능 센서의 사이클 과정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 19는 본 발명에 따른 다기능 센서의 유연성을 나타내는 사진이다.
도 20은 본 발명의 다기능 센서에 작용하는 변형률의 상관관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 21은 본 발명에 따른 다기능 센서의 제작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터(이하, '가역적 전기커넥터'라고 한다.)를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 가역적 전기커넥터를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 가역적 전기커넥터는 제 1 연결부재(100) 및 제 2 연결부재(200)를 포함한다.
구체적으로, 상기 제 1 연결부재(100)는 제 1 기판(110) 및 제 1 기판(110) 상에 형성된 제 1 미세섬모 구조물(120)을 포함한다. 이때, 상기 제 1 미세섬모 구조물(120)은 제 1 기판(110) 상에 형성된 제 1 미세섬모(122), 및 상기 제 1 미세섬모(122)의 표면과 제 1 미세섬모(122)가 형성된 제 1 기판(110)의 표면에 형성된 금속 박막(126)으로 구성된다.
또한, 상기 제 2 연결부재(200)는 제 1 연결부재(100)와 유사한 형태로서, 제 2 기판(210) 및 상기 제 1 미세섬모 구조물(120)과 접촉하여 접착력을 나타내도록 제 2 기판(210) 상에 형성된 제 2 미세섬모 구조물(220)을 포함한다. 이때, 상기 제 2 미세섬모 구조물(220)은 제 1 미세섬모(122)와 접촉하여 접착력을 나타내도록 상기 제 2 기판(210) 상에 형성된 제 2 미세섬모(222), 및 상기 제 2 미세섬모(222)의 표면과 제 2 미세섬모(222)가 형성된 제 2 기판(210)의 표면에 형성된 금속 박막(226)으로 구성된다.
필요에 따라, 상기 금속 박막(126, 226)은 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(210)의 전면에 형성되도록 구비될 수 있다.
아울러, 상기 제 1 연결부재(100)에 형성된 금속 박막(126)과 제 2 연결부재(200)에 형성된 금속 박막(226)에는 전선이 연결되어 전기가 소통된다.
이러한 제 1 기판(110)과 제 2 기판(210)은 다양한 소재로 제작할 수 있으나, 임프린트 리소그래피, 모세관력 리소그래피 등의 방법으로 미세섬모를 형성할 수 있는 유연한 성질을 가지는 고분자 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(210)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate: PET) 재질 등을 사용하여 제작할 수 있다.
또한, 제 1 미세섬모(122) 및 제 2 미세섬모(222)는 폴리우레탄 아크릴레이트(PUA : Poly Urethane Acrylate) 등의 자외선 고분자, 폴리스티렌(PS : PolyStyrene) 고분자, 또는 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl MethAcrylate ; PMMA) 등의 아크릴 수지 같은 고분자 등으로 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 소재로 형성되는 상기 제 1 미세섬모(122) 및 제 2 미세섬모(222)는 UV 리소그래피, 나노임프린트 리소그래피, 모세관력 리소그래피 등의 방법을 통해 제조하는 것이 바람직하다. 이외에도 작은 크기의 미세 구조물을 만들 수 있는 방법이라면 어떠한 방법을 이용하여도 무방할 것이다.
아울러, 금속 박막은 제 1 미세섬모(122)와 제 2 미세섬모(222)의 표면에 플라즈마 코팅방식을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가역적 전기커넥터를 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 전기커넥터는 서로 형태가 동일하거나 유사한 미세섬모가 각각 형성된 두 개의 연결부재(100, 200)를 서로 접촉시키는 방식으로 결합된다. 따라서, 제 1 기판(110) 및 제 1 미세섬모 구조물(120)을 포함하는 제 1 연결부재(100)와, 제 2 기판(210)과 제 2 미세섬모 구조물(220)을 포함하는 제 2 연결부재(200)는 서로 동일한 형상을 가져도 무방하다. 즉, 제 1 미세섬모 구조물(120)과 제 2 미세섬모 구조물(130)은 미세섬모의 길이, 종횡비, 굵기, 기판에 형성된 미세섬모의 방향, 금속 박막의 두께가 서로 다를 수 있으나, 미세섬모와 금속 박막을 이용한다는 점에서 동일성이 있다.
상기 제 1 미세섬모(122) 및 제 2 미세섬모(222)는 그 직경 및 높이가 마이크로미터(㎛) 사이즈 또는 나노미터(㎚) 사이즈로 형성된 미세 섬모 구조물이고, 서로 동일한 직경을 가지는 섬모 형상으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 직경 50㎚, 높이 1㎛가 되는 것이 좋다.
또한, 상기 제 1 미세섬모(122)는 제 1 기판(110) 상에 형성되며, 보다 구체적으로 미세섬모(122)는 제 1 기판(110)에 대하여 수직인 방향 또는 경사진 방향으로 형성할 수 있다. 다만, 경사지게 형성하는 경우, 서로 접촉되는 연결부재는 양측 미세섬모가 서로 평행한 방향으로 접근되어 접촉하는 것이 바람직하다. 따라서 경사방향을 고려하여 양 연결부재를 선택하는 것이 좋다.
이와 같이, 상기 제 1 기판(110) 및 상기 제 2 기판(210)에 대하여 제 1 미세섬모(122) 및 제 2 미세섬모(222)가 각각 수직방향으로 형성되는 경우, 제 1 기판(110)의 수직방향으로 힘을 작용시켜 제 1 미세섬모 구조물(120)과 제 2 미세섬모 구조물(220)을 접촉시키면 제 2 연결부재(200)에 제 1 연결부재(100)가 결합된다. 따라서, 결합대상 간 서로 평행을 유지한 상태에서 맞닿은 구조라면, 각 기판에 대하여 미세섬모가 수직인 방향으로 형성하는 것이 실용적이다.
상기 제 1 미세섬모(122) 및 제 2 미세섬모(222)는 각각 상기 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(210)의 단위면적당, 많은 개수가 형성될수록 결합력이 우수해진다. 즉, 형성된 미세섬모의 밀도가 높을수록, 미세섬모 간의 접촉에 의한 반데르발스 힘이 커지기 때문에 결합력이 향상된다. 따라서 본 발명에 의한 가역적 전기커넥터가 사용되는 환경에 따라 미세섬모의 형성 밀도를 조절할 수 있다.
이러한 반데르발스 힘은 본 발명의 가역적 전기커넥터에서 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)가 서로 결합될 때, 정확하게는 제 1 연결부재(100)의 제 1 미세섬모(122)와 제 2 연결부재(200)의 제 2 미세섬모(222)가 서로 접촉될 때 발생한다. 구체적으로, 상기 제 1 미세섬모 구조물(120)과 제 2 미세섬모 구조물(220)의 말단이 서로 접촉되거나, 추가적인 압력이 가해지는 경우 제 1 미세섬모 구조물(120)과 제 2 미세섬모 구조물(220)이 인터락킹 되는 형상(맞물려지는 형상)이 되는 경우, 또는 양 구조물의 측면끼리 접촉하게 될 때 발생한다.
이와 같이, 본 전기커넥터에서 결합력을 제공하는 반데르발스힘을 증가시키기 위해서는 제 1 미세섬모 구조물(120)과 제 2 미세섬모 구조물(220) 사이의 접촉면적을 넓히는 것이 바람직하다. 따라서, 접촉 시 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 압력을 가하여 제 1 미세섬모 구조물(120)과 제 2 미세섬모 구조물(220)이 서로 끼워지는 형상이 되도록 하여 접촉면적을 증가시키면 강한 접착력을 구현할 수 있다.
상기와 같이 접착된 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)는 종래의 전기커넥터에 비해 탈리(脫離)시 소음이 거의 발생하지 않으며, 평균적인 초등학생 이상의 힘을 사용하면 간편하게 탈리할 수 있다.
이러한 사항을 도면을 통하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 가역적 전기커넥터의 전기적 접속을 설명하기 위한 모식도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 가역적 전기커넥터의 탈리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 가역적 전기커넥터는 전기적 접속을 위해 먼저, 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)를 결합시키는 동작을 수행한다. 이때, 상기 제 1 연결부재(100)의 제 1 미세섬모와 제 2 연결부재(200)의 제 2 미세섬모는 동일한 배열을 가지는 다수의 미세섬모들로 이루어진다. 따라서, 서로 동일한 배열을 가지는 미세섬모 구조물들이 겹쳐 짓눌리지 않도록, 제 1 미세섬모 구조물(120) 및 제 2 미세섬모 구조물(220)이 서로 교차하면서 결합 접착시키는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 상기와 같이 결합 동작을 수행한 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)에 강한 전단력을 가하여도 반데르발스 힘에 의한 결합력에 의하여 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)는 탈리되지 않는다. 더구나 전단력을 가하는 과정에서 제 1 미세섬모 구조물(120)의 측면이 제 2 미세섬모 구조물(220)의 측면과 밀착(인터락킹)되는 결과를 초래하게 되므로 결합력은 더욱 향상되고 이에 따라 강한 압력에도 견딜 수 있게 된다.
이러한 과정을 통해 상기 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)는 높은 인장강도를 가지면서 결합하게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 가역적 전기커넥터의 탈리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 5를 참조하면, 상기와 같이 접착된 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)를 탈리시키기 위한 동작으로, 제 2 연결부재(200)의 일측 단부를 소정의 힘을 가해 제 1 연결부재(100)로부터 탈거시키는 과정을 수행한다. 즉, 상기 제 2 연결부재(200)(또는 제 1 연결부재(100))의 일측 단부를 측방향이 아니라 상부 방향으로 잡아당기게 되면, A부분을 시작으로 접착이 해제되어 제 2 연결부재(200)가 제 1 연결부재(100)로부터 탈리되게 된다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 가역적 전기커넥터는 38N/㎠까지 유도된 반데르발스힘을 유지하면서 결합된 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)가 탈리를 위해 필요로 하는 힘이 0.02N/㎠에 불과하다.
한편, 제 1 연결부재(100)의 금속 박막(126)과 제 2 연결부재(200)의 금속 박막(226)은 미세섬모의 표면에 금속 재료를 5 내지 30㎚의 두께로 코팅하는 방법을 통해 형성될 수 있다. 이때, 금속 재료로는 백금(Pt), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 등의 전기가 소통되는 금속을 사용할 수 있지만, 전기전도율과 내구성 및 내식성이 우수한 백금(Pt)을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 금속 박막의 두께가 5㎚의 미만으로 형성되면 전기커넥터 본연의 기능이 저하될 수 있을 뿐만 아니라, 결합/분리 과정으로 이루어진 사이클이 다수회 반복될수록 결합력이 떨어지게 된다. 또한, 금속 박막의 두께가 30㎚를 초과하도록 형성되면 미세섬모 구조물의 직경이 커져서 제 1 미세섬모 구조물(120)과 제 2 미세섬모 구조물(130)의 결합력이 저하된다.
이러한 금속 박막의 두께에 따른 미세섬모 구조물 간의 접착력은 실험을 통해 확인할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 전기커넥터의 사이클 횟수에 따른 결합력의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모에 금속 박막으로 백금(Pt)이 코팅되지 않은 경우와, 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모에 각각 5㎚ 두께의 백금이 코팅된 경우, 및 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모에 각각 10㎚ 두께의 백금이 코팅된 경우에 결합횟수에 따라 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모 사이에 작용하는 전단력(shearing force)을 비교하였다. 그 결과, 표면에 백금이 코팅되지 않은 미세섬모들은 사이클 횟수가 증가할수록 전단력이 급격히 감소한 반면, 표면에 백금이 코팅된 미세섬모들은 사이클 횟수가 증가하여도 전단력이 완만하게 감소하였다. 특히, 10㎚ 두께의 백금이 코팅된 미세섬모들 사이에 작용하는 전단력은 20 내지 35N/㎠를 유지하는 것을 알 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 전기커넥터에 구비된 금속 박막의 두께에 따른 전단 접착력 및 전류밀도와의 상관관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 순차적으로 0㎚, 5㎚, 10㎚, 20㎚, 30㎚의 두께로 백금이 코팅된 제 1 미세섬모 및 제 2 미세섬모의 사이에 작용하는 전단 접착력(shearing adhesion force)은 코팅된 백금의 두께가 두꺼울수록 낮아진다. 하지만, 미세섬모에 코팅된 백금의 두께가 5 내지 30㎚일 때, 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모의 사이에는 서로 인터락킹 된 이후에도 서로 접착된 상태를 유지할 수 있는 전단 접착력이 작용한다.
또한 도 8을 참조하면, 5㎚, 10㎚, 20㎚의 두께로 백금이 코팅된 제 1 미세섬모 및 제 2 미세섬모는 종전의 연결 기술에 비해 낮은 전기 저항을 갖는다는 것을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기커넥터의 유연성을 나타내는 사진이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기커넥터는 제 1 기판, 제 2 기판, 제 1 미세섬모, 제 2 미세섬모가 유연한 성질을 가지는 고분자 수지로 구성되고, 금속 박막이 나노미터 두께로 구성되기 때문에 양 측을 붙잡고 서로 다른 방향으로 외력을 작용하여도 파손되지 않고 외력에 따라 휘어진다. 따라서, 본 발명에 따른 전기커넥터는 이러한 유연성에 의해 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
이러한 실험을 통해 미세섬모에 코팅된 금속 박막의 두께에 따른 전단력, 전단 접착력, 전기 저항의 상관관계를 확인할 수 있다. 다시 말해, 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모에 백금 등의 금속 박막이 코팅되면, 전단 접착력은 금속 박막의 두께에 따라 점차 낮아지지만 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모가 인터락킹 된 이후에도 전기커넥터의 역할을 수행할 수 있을 정도의 전단 접착력을 제공하고, 결합/분리 과정의 사이클이 다수회 반복되어도 일정 수준의 전단력을 제공하며, 전기 저항이 감소됨을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 의한 가역적 전기커넥터를 이용한 사용방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 가역적 전기커넥터의 사용방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 가역적 전기커넥터의 사용방법은 먼저, 제 1 미세섬모와 상기 제 1 미세섬모의 표면에 코팅된 금속 박막으로 구성된 제 1 미세섬모 구조물이 제 1 기판 상에 구비된 제 1 연결부재를 준비하고(S100), 이어서 상기 제 1 미세섬모 구조물과 접착력을 나타내도록 제 2 미세섬모와 상기 제 2 미세섬모의 표면에 코팅된 금속 박막으로 구성된 제 2 미세섬모 구조물을 상기 제 1 미세섬모 구조물에 접촉시킨다(S200).
상기 스텝 S200에서 제 1 미세섬모 구조물과 제 2 미세섬모 구조물을 접촉시키는 과정에서 접촉 시 가해지는 힘을 조절하여 접착력을 조절할 수 있다. 또한, 상기 제 1 미세섬모 구조물 또는 제 2 미세섬모 구조물의 직경이나, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판에 각각 형성된 제 1 미세섬모 구조물 또는 제 2 미세섬모 구조물의 밀도, 또는 상기 제 1 미세섬모 구조물 또는 제 2 미세섬모 구조물의 종횡비를 조절하여 접착력을 조절할 수도 있다. 아울러, 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모에 코팅된 금속 박막의 두께를 조절하여 접착력을 조절할 수도 있다.
이어서 접착된 제 1 연결부재와 제 2 연결부재를 탈리시키려면, 접착하고 있는 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 일부, 특히 일단부를 이격시켜 상기 제 1 연결부재와 제 2 연결부재를 분리할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 방식으로 상기 접착하고 있는 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(210)의 일단부를 이격시키면, 작은 힘으로도 상기 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)를 분리할 수 있다.
한편, 본 발명은 전술한 전기커넥터를 이용한 다기능 센서를 제공한다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 센서를 설명하기 위한 구성도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 다기능 센서는 제 1 연결부재(100)와, 제 2 연결부재(200), 및 상기 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)를 밀봉하는 씰링층(300)을 포함한다.
이때, 제 1 연결부재(100)는 제 1 기판 상에 형성된 제 1 미세섬모를 가지며, 상기 제 1 미세섬모의 표면과 제 1 미세섬모가 형성된 제 1 기판의 표면에 금속 박막이 형성된다. 또한, 제 2 연결부재(200)는 상기 제 1 미세섬모에 접촉하는 제 2 기판 상에 형성된 제 2 미세섬모를 가지며, 상기 제 2 미세섬모의 표면과 제 2 미세섬모가 형성된 제 2 기판의 표면에 금속 박막이 형성된다.
아울러, 본 발명의 다기능 센서가 반데르발스힘을 이용해 압력, 전단력, 비틀림을 원활하게 감지하기 위해서는 제 1 미세섬모 및 제 2 미세섬모가 50 내지 300㎚의 직경과 600㎚ 내지 5㎛의 높이로 형성되며, 제 1 기판 및 제 2 기판이 5 내지 50㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 미세섬모의 직경과 높이가 하한치에 미달되면 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모의 결합이 형성되지 않으며, 상기 미세섬모의 직경과 높이가 상한치를 초과하면 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모가 서로 결합되기 전에 제 1 미세섬모가 주변 제 1 미세섬모와 부착되어 기판간의 결합에 문제를 유발할 수 있다. 그리고 상기 기판의 두께가 하한치에 미달되면 외부로부터 제공된 자극이 골고루 분산되기 어렵게 되며, 기판의 두께가 상한치를 초과하면 다기능 센서의 민감도가 저하될 수 있다.
이때, 상기 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모가 동일한 직경을 가지는 섬모 형상으로 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 씰링층(300)은 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)를 외기로부터 보호하는 한편, 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)를 체결하기에 앞서 체결 시 외부로부터 제공된 힘을 골고루 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)에 제공하기 위해 구비되는 것으로, 제1 미세섬모와 제 2 미세섬모가 접촉된 상태의 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)의 표면을 밀봉하도록 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 씰링층(300)은 상기 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)의 측면을 커버하고, 길이방향으로 제 1 연결부재(100)와 제 2 연결부재(200)의 일측 말단이나 양측 말단을 제외한 상기 제 1 연결부재(100)의 하부면과 제 2 연결부재(200)의 상부면을 커버하도록 형성된다.
이때, 씰링층은 5 내지 500㎛ 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 씰링층의 두께가 5㎛에 미달되면 외부로부터 제공된 자극이 골고루 분산되기 어렵게 되며, 씰링층의 두께가 500㎛를 초과하면 다기능 센서의 민감도가 저하될 수 있다.
또한, 씰링층은 폴리머 기반의 접착제나 접착필름을 사용하여 산소 플라즈마(oxygen plasma) 코팅법을 통해 형성될 수 있다. 이때, 폴리머 기반의 접착제로는 내구성이 강하며, 계면자유에너지(interfacial free energy)가 낮아 제 1 연결부재 및 제 2 연결부재의 표면에 구비할 때 제 1 연결부재 및 제 2 연결부재와 접착이 잘 일어나지 않는 폴리다이메틸실록산(Polydimethylsiloxane : PDMS)을 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 이러한 다기능 센서는 반데르발스힘에 의해 체결된 미세섬모가 압력, 전단력, 비틀림(torsion)이 가해짐에 따라 저항값이 바뀌는 성질을 이용하여 압력, 전단력, 비틀림을 감지하므로, 반데르발스힘에 의해 체결된 미세섬모의 수가 많을수록 유리하다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 다기능 센서는 수직 방향으로 가해지는 압력을 저항 변화에 따른 반응으로 측정할 수 있다. 또한, 도 13을 참조하면, 수평 방향으로 가해지는 전단력도 저항 변화에 따른 측정할 수 있다. 아울러 도 14를 참조하면, 모멘트로 인해 발생하는 비틀림도 측정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 다기능 센서는 압력, 전단력, 비틀림을 측정할 수 있으며, 금속에 비해 부드러운 고분자 소재를 사용하기 때문에 휘어질 수 있는 특성을 가지고 있다. 또한, 작은 압력과 힘에도 미세하게 반응하며, 측정할 수 있는 압력과 힘의 범위에서 작은 변화에도 크게 반응하는 민감도를 가진다. 그리고 미세섬모들이 측정 후에 원 상태로 복귀되므로, 반복적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 다기능 센서의 특징을 보다 부각시키기 위해 다기능 센서의 민감도 측면을 그래프를 통해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 다기능 센서를 통한 압력 측정은 최소 10Pa 까지 측정할 수 있다. 이는, 20㎟ 면적에 20㎎이 얹어졌을 때, 이를 감지해낼 수 있는 민감도이며, 아주 가벼운 터치(~<10kPa) 보다도 작은 값이다.
본 발명의 다기능 센서를 통한 전단력 측정은, 외부로부터 힘이 가해짐에 따라 제 1 미세섬모 구조물과 제 2 미세섬모 구조물이 서로 닿는 면적이 넓어지게 되어 발생되는 저항의 저하를 통해 측정할 수 있다. 이는 최소 0.001N부터 감지할 수 있으며, 1N까지 측정할 수 있다. 또한, 전단력 측정은 10x103의 범위에서 측정할 수 있다.
본 발명의 다기능 센서를 통한 비틀림은 전단력과 비슷한 작용으로 감지할 수 있으며, 최소 0.0002Nm부터 측정할 수 있다. 또한, 압력 측정과 전단력 측정과 비교했을 때, 비틀림에 대한 다기능 센서의 반응은 저항이 훨씬 급격하게 변하는 양상을 보여준다. 이 현상은, 비틀림 자극이 압력이나 전단력보다 미세섬모가 닿게 되는 면적 변화가 더 크기 때문이다.
이러한 현상을 수치적으로 살펴보면, 도 15에서 압력 변화에 따른 센서의 저항 변화를 보여주고, 도 16에서는 전단력 변화에 따른 센서의 저항 변화를 보여준다. 그리고 도 17에서는 비틀림에서의 센서 저항 변화를 보여주고 있으며, 도 15 내지 17을 비교하면 비틀림 자극에 대한 저항 변화가 다른 자극에 비해 급격한 변화를 보임을 확인 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 다기능 센서의 다른 장점은, 반복적으로 사용할 수 있다는 것이다. 이는, 도 18에 도시된 바와 같이 4가지 단계로 나타낼 수 있다.
첫 번째는, 스텝 1에 도시된 바와 같이 처음 미세섬모를 체결시키는 힘에 의해 섬모가 겹쳐지게 현상을 보여준다.
두 번째는, 스텝 2에 도시된 바와 같이 힘을 가함에 따라 위와 아래의 미세섬모가 서로 겹쳐지게 되면서 반데르발스힘에 의해 체결되는 것을 나타낸다.
세 번째는, 스텝 3에 도시된 바와 같이 힘이 증가됨에 따라 수많은 미세섬모들이 체결되면서 마찰 힘이 증가하는 것을 나타낸다.
네 번째는, 스텝 4에 도시된 바와 같이 힘이 한계 이상으로 가해졌을 때, 미세섬모들의 체결이 끊어지고, 각 미세섬모는 원래의 상태로 되돌아감을 나타낸다. 또한, 체결이 끊어지면서 발생한 잔류 응력도 회복함을 보여준다.
이러한 현상을 통해 본 발명에 따른 다기능 센서는 반복적으로 사용될 수 있다는 것을 나타내고 있다.
아울러, 본 발명에 따른 다기능 센서의 또 다른 장점은 휘어질 수 있다는 것이다. 도 19는 본 발명에 따른 다기능 센서를 설명하기 위한 사진이다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 다기능 센서는 유연성을 가지고 있기 때문에 외력이 작용하여도 파손되지 않고 휘어지며, 이러한 특성은 많은 장점을 내포하고 있다.
보다 구체적으로, 압력이나 전단력 또는 비틀림을 측정할 때, 측정 대상은 언제나 평면인 것이 아니며, 원형이나 여러 가지 형태가 될 수 있다. 이때, 다른 센서는 측정하기가 힘들거나 불가능한 것에 비해, 본 발명의 다 기능 센서는 휘어질 수 있기 때문에 측정이 가능하다.
더불어, 본 발명의 다기능 센서는 스트레인 게이지(strain gauge) 센서로도 사용될 수 있다. 여기서, 스트레인 게이지란 구조체의 변형되는 상태와 그 양을 측정하기 위하여 구조체 표면에 부착하는 게이지로서, 스트레인은 변형도(變形度) 또는 변형률(變形率)을 나타내며, 어느 물체가 인장 또는 압축을 받을 때 원래의 길이에 대하여 늘어나거나 줄어든 길이를 비율로 표시한 값을 의미한다.
도 20를 참조하면, 본 발명에 따른 다기능 센서는 게이지 계수가 11.45로서 높은 민간성을 갖는다는 것을 알 수 있다.
나아가, 본 발명은 전술한 구성요소가 포함된 다기능 센서의 제작방법을 제공한다. 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 센서의 제작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 21을 참조하면, 먼저 제 1 연결부재와 제 2 연결부재를 제작한다(S500, S600). 이어서, 상기 제 1 연결부재의 제 1 미세섬모와 제 2 연결부재의 제 2 미세섬모를 접촉시키고(S700), 이어서 제 1 연결부재와 제 2 연결부재가 밀봉되도록 씰링층을 형성한다(S800). 이어서, 상기 씰링층을 가압하여 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모를 서로 체결시킨다(단계 S900).
이를 도면을 참조하여 각 단계별로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 다기능 센서를 제작하기 위해서는 먼저, 제 1 연결부재의 제작이 요구된다(S500).
보다 구체적으로, 본 단계(S500)에서는 제 1 미세섬모가 형성된 제 1 기판을 기본으로, 상기 제 1 기판 상에 형성된 제 1 미세섬모의 표면과 상기 제 1 미세섬모가 형성된 제 1 기판의 표면에 금속 박막을 형성한다. 결과적으로, 본 단계는 제 1 미세섬모 구조물이 형성된 제 1 연결부재를 제작하는 단계이다.
이어서, 두 번째 단계로는 제 2 연결부재의 제작을 수행한다(S600).
보다 구체적으로, 본 단계(S600)에서는 제 2 미세섬모가 형성된 제 2 기판을 기본으로, 상기 제 2 기판 상에 형성된 제 2 미세섬모의 표면과 상기 제 2 미세섬모가 형성된 제 2 기판의 표면에 금속 박막을 형성한다.
그 다음, 세 번째 단계로는 제 1 연결부재의 제 1 미세섬모와 제 2 연결부재의 제 2 미세섬모가 접촉되도록 제 1 기판과 제 2 기판을 밀착시키는 과정을 수행한다(S700).
보다 구체적으로, 본 단계(S700)에서는 제 1 미세섬모의 말단부와 제 2 미세섬모의 말단부가 서로 접촉될 수 있을 정도로 제 1 기판 및 제 2 기판을 밀착시킨다.
계속하여, 네 번째 단계로는 제 1 기판이 포함된 제 1 연결부재와 제 기판이 포함된 제 2 연결부재가 밀봉되도록 씰링층을 형성하는 과정을 수행한다(S800).
특정 양태로서, 본 단계(S800)에서는 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모가 밀착된 상태로 제 1 연결부재 및 제 2 연결부재의 표면에 폴리다이메틸실록산을 도포한 다음, 산소 플라즈마를 처리하여 제 1 연결부재와 제 2 연결부재를 밀봉하는 씰링층을 형성한다.
이때, 씰링층은 제 1 연결부재와 제 2 연결부재의 일측 말단이나 양측 말단이 외부로 노출될 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다. 이는, 제 1 연결부재에 형성된 금속 박막과 제 2 연결부재에 형성된 금속 박막에 전선을 연결하여 전기를 소통시키기 위함이다.
마지막으로, 다섯 번째 단계로는 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모 사이에 반데르발스힘이 작용하여 상기 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모가 체결되도록 씰링층에 압력을 가하는 과정을 수행한다(S900).
보다 구체적으로, 본 단계(S900)에서는 씰링층이 형성된 제 1 기판 또는 제 2 기판에 0.01 내지 0.3N/㎠, 바람직하게는 0.1N/㎠을 압력을 가한다. 그 결과, 제 1 미세섬모 구조물과 제 2 미세섬모 구조물이 서로 맞닿으면서 반데르발스힘에 의하여 체결된다. 이때, 제 1 기판 또는 제 2 기판에 0.01N/㎠ 미만의 압력을 가하면 제 2 기판의 제 2 미세섬모가 제 1 기판의 제 1 미세섬모와 원활하게 체결되지 않으며, 0.3N/㎠가 초과된 압력을 가하면 상기 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모가 결합력이 강해져서 다기능 센서의 민감도가 저하될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 제 1 연결부재 110 : 제 1 기판
120 : 제 1 미세섬모 구조물 122 : 제 1 미세섬모
124 : 제 1 연결부재 금속 박막 200 : 제 2 연결부재
210 : 제 2 기판 220 : 제 2 미세섬모 구조물
222 : 제 2 미세섬모 224 : 제 2 연결부재 금속 박막
300 : 씰링층

Claims (14)

  1. 제 1 기판 상에 형성된 제 1 미세섬모를 가지는 제 1 연결부재; 및
    상기 제 1 미세섬모에 접촉하여 접착력을 나타내도록 제 2 기판 상에 형성된 제 2 미세섬모를 가지는 제 2 연결부재를 포함하며,
    상기 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모의 표면, 제 1 미세섬모가 형성된 제 1 기판의 표면, 및 제 2 미세섬모가 형성된 제 2 기판의 표면에 금속 박막이 형성된 것을 특징으로 하는 미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 미세섬모 및 제 2 미세섬모는
    마이크로 사이즈 또는 나노 사이즈로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 박막은
    5 내지 30㎚의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 금속 박막은
    백금, 알루미늄, 구리, 은, 금으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 미세섬모와 상기 제 2 미세섬모는
    각각 상기 제 1 기판 및 제 2 기판에 대하여 수직방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판은 PET로 형성된 것을 특징으로 하는 미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 미세섬모 및 제 2 미세섬모는
    PUA, PS, PMMA 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 미세섬모의 인터락킹을 이용한 가역적 전기커넥터.
  8. 제 1 기판 상에 형성된 제 1 미세섬모를 가지며, 상기 제 1 미세섬모의 표면과 상기 제 1 미세섬모가 형성된 제 1 기판의 표면에 금속 박막이 형성된 제 1 연결부재;
    상기 제 1 미세섬모에 접촉하는 제 2 기판 상에 형성된 제 2 미세섬모를 가지며, 상기 제 2 미세섬모의 표면과 상기 제 2 미세섬모가 형성된 제 2 기판의 표면에 금속 박막이 형성된 제 2 연결부재; 및
    상기 제 1 연결부재와 제 2 연결부재를 밀봉하는 씰링층을 포함하는 다기능 센서.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 씰링층은 PDMS로 형성된 것을 특징으로 하는 다기능 센서.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 씰링층은 5 내지 500㎛의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 다기능 센서.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 씰링층은 상기 제 1 연결부재와 제 2 연결부재의 측면을 커버하고, 길이방향으로 제 1 연결부재와 제 2 연결부재의 일측 말단이나 양측 말단을 제외한 상기 제 1 연결부재의 하부면과 제 2 연결부재의 상부면을 커버하도록 형성된 것을 특징으로 하는 다기능 센서.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모는 50 내지 300㎚의 직경과 600㎚ 내지 5㎛의 높이로 형성되며, 상기 제 1 기판과 제 2 기판은 5 내지 50㎛의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 다기능 센서.
  13. 제 1 기판 상에 형성된 제 1 미세섬모의 표면과 상기 제 1 미세섬모가 형성된 제 1 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계;
    제 2 기판 상에 형성된 제 2 미세섬모의 표면과 상기 제 2 미세섬모가 형성된 제 2 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모가 접촉되도록 제 1 기판과 제 2 기판을 밀착시키는 단계;
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판이 밀봉되도록 씰링층을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 0.01 내지 0.3N/㎠의 압력을 가하여 제 1 미세섬모와 제 2 미세섬모를 서로 체결시키는 단계를 포함하는 다기능 센서의 제작방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 씰링층은
    제 1 기판 및 제 2 기판의 표면에 폴리다이메틸실록산을 도포하고 산소 플라즈마를 처리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다기능 센서의 제작방법.
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