KR101617164B1 - 차압 센서 - Google Patents

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KR101617164B1
KR101617164B1 KR1020140190206A KR20140190206A KR101617164B1 KR 101617164 B1 KR101617164 B1 KR 101617164B1 KR 1020140190206 A KR1020140190206 A KR 1020140190206A KR 20140190206 A KR20140190206 A KR 20140190206A KR 101617164 B1 KR101617164 B1 KR 101617164B1
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신규식
이경일
이대성
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전자부품연구원
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Abstract

하나의 고정 전극과 가동 전극으로 하나의 커패시턴스를 형성하여 가해진 압력의 차이를 검출하는 차압 센서에 관한 것이다. 차압 센서는 제1 관통홀이 형성되며 한 쌍의 제1 및 제2 단자들이 배치된 베이스 몸체; 상기 베이스 몸체에 배치되며 상기 제1 관통홀과 대응하는 제2 관통홀이 형성되고 상면에 고정 전극이 형성된 기판; 상기 기판 상에 접속되며 상기 고정 전극과 이격되며 압력 차이에 의하여 상기 고정 전극과 이루는 간격이 변경되는 가동 전극; 및 상기 제1 단자 및 상기 고정 전극을 전기적으로 연결하는 제1 도전성 와이어 및 상기 제2 단자 및 상기 가동 전극을 전기적으로 연결하는 제2 도전성 와이어를 포함하는 도전성 와이어를 포함한다.

Description

차압 센서{differential pressure sensor}
본 발명은 차압 센서에 관한 것이다.
일반적으로, 차압 센서는 서로 다른 압력의 차를 측정하고, 계측이나 제어에 사용하기 쉬운 전기신호로 변환하여 전송하는 센서이다.
차압 센서의 종류에는 정전 용량식 차압 센서, 반도체 변형 게이지식 차압 센서 및 인턱턴스식 차압 센서 등이 있다.
최근에는 제품들이 소형화 및 박형화되는 추세에 따라 이들 제품에 내장되는 차압 센서도 MEMS를 이용한 반도체 공정을 통해 소형화 및 박형화 되도록 제조되고 있다.
MEMS를 이용한 차압 센서들 중 가해진 압력의 차를 정전 용량의 변화로 검출하는 정전 용량식 차압 센서는 초기 장력이 주어진 얇은 다이어프램(가동전극)의 상부쪽에 다이어프램과 이격되도록 제1 고정 전극을 위치시키고, 다이어프램의 하부쪽에 다이어프램과 이격되도록 제2 고정 전극을 위치시켜 다이어프램과 제1 및 제2 고정 전극 사이에 2개의 커패시턴스를 형성한다.
제1 및 제2 고정 전극은 유리와 같은 절연기판 상에 증착 공정을 통해 얇은 도전체 막을 증착시켜 형성하며, 제1 및 제2 고정전극이 절연 기판에는 압력을 전달하기 위한 관통홀이 형성된다.
제1 및 제2 고정전극과 다이어프램은 와이어에 의해 소자들이 탑재된 회로 기판과 전기적으로 연결된다.
외부에서 압력이 가해지면, 가해진 압력에 의해 제1 고정 전극 및 제2 고정 전극 사이에 위치하는 다이어프램이 휘어져 제1 고정 전극 및 다이어프램 사이의 간격과, 제2 고정 전극 및 다이어프램 사이의 간격이 변화되어 정전용량의 차가 발생되어 정전 용량식 차압 센서는 서로 다른 압력들의 차를 측정한다.
그러나, 다이어프램을 기준으로 다이어프램의 양쪽에 제1 및 제2 고정 전극을 위치시켜 다이어프램의 양쪽에 캐패시턴스를 포함하는 정전 용량식 차압 센서의 경우, 와이어가 본딩되는 전극 패드가 차압 센서의 벽면에 형성되어 와이어를 이용하여 다이어프램, 제1 고정전극 및 제2 고정 전극을 외부의 회로 기판과 전기적으로 연결하는 와이어 본딩 공정 및 차압 센서를 패키지하는 패키지 공정이 어려운 문제점이 있다.
대한민국 등록 특허 제10-0634822호, 비대칭 차압센서 및 그 제조 방법(등록일: 2006. 10.10)
본 발명은 가동 전극(또는 다이어프램)과 하나의 고정 전극을 이용하여 가동 전극과 고정 전극 사이에 형성되는 하나의 커패시턴스를 이용하여 서로 다른 압력의 차이를 측정하고, 하나의 가동 전극 및 고정 전극을 이용함으로써 보다 쉽게 와이어 본딩 공정을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 가동 전극 및 고정 전극과 연결된 도전 핀이 베이스 몸체를 관통하도록 배치한 상태에서 와이어 본딩을 수행함으로써 패키지 공정을 보다 쉽게 수행할 수 있는 차압 센서를 제공한다.
일실시예로서, 차압 센서는 제1 관통홀이 형성되며 한 쌍의 제1 및 제2 단자들이 배치된 베이스 몸체; 상기 베이스 몸체에 배치되며 상기 제1 관통홀과 대응하는 제2 관통홀이 형성되고 상면에 고정 전극이 형성된 기판; 상기 기판 상에 접속되며 상기 고정 전극과 이격되며 압력 차이에 의하여 상기 고정 전극과 이루는 간격이 변경되는 가동 전극; 및 상기 제1 단자 및 상기 고정 전극을 전기적으로 연결하는 제1 도전성 와이어 및 상기 제2 단자 및 상기 가동 전극을 전기적으로 연결하는 제2 도전성 와이어를 포함하는 도전성 와이어를 포함한다.
차압 센서의 고정 전극은 금속 전극을 포함하고, 상기 가동 전극은 실리콘 전극을 포함한다.
차압 센서는 상기 기판 및 상기 베이스 몸체 사이에 개재되며 상기 제1 및 제2 관통홀들과 연통된 제3 관통홀이 형성된 스페이서를 포함하며, 상기 스페이서 및 상기 베이스 몸체는 유리를 포함한다.
차압 센서는 상기 고정 전극 및 상기 가동 전극 사이에 채워진 유전체를 포함한다.
차압 센서의 상기 가동 전극은 상기 압력차에 의하여 상기 고정 전극과 이루는 간격이 변경되도록 상기 가동 전극의 테두리를 따라 홈이 형성된다.
차압 센서는 상기 가동 전극 및 상기 고정 전극이 쇼트되는 것을 방지하기 위해 상기 가동전극 및 고정전극 사이에 형성된 절연막을 포함한다.
다른 실시예로서, 차압 센서는 제1 관통홀이 형성된 베이스 몸체; 상기 베이스 몸체에 배치되며 상기 제1 관통홀과 대응하는 제2 관통홀이 형성되고 상면에 고정 전극이 형성된 기판; 상기 기판 및 상기 베이스 몸체 사이에 개재되며 상기 제1 및 제2 관통홀들과 연통된 제3 관통홀이 형성된 스페이서; 상기 고정 전극과 일부가 이격되도록 상기 기판 상에 접촉되며 압력 차이에 의하여 상기 고정 전극과 이루는 간격이 변경되는 가동 전극; 상기 베이스 몸체를 관통하는 제1 도전 핀 및 상기 베이스 몸체를 관통하는 제2 도전 핀을 포함하는 도전핀; 및 상기 제1 도전 핀 및 상기 고정 전극을 전기적으로 연결하는 제1 도전성 와이어 및 상기 제2 도전 핀 및 상기 가동 전극을 전기적으로 연결하는 제2 도전성 와이어를 포함한다.
차압 센서는 상기 가동 전극 및 상기 고정 전극이 쇼트되는 것을 방지하기 위해 상기 가동전극 및 고정전극 사이에 형성된 절연막을 포함한다.
본 발명에 따른 차압 센서는 기판에 고정 전극을 형성하고, 고정 전극과 이격되며 압력 차이에 의하여 고정 전극과 이루는 간격이 변경되는 가동 전극(다이어프램)을 기판 상에 접속시켜 고정 전극과 가동 전극 사이에 형성되는 하나의 커패시컨스를 이용하여 서로 다른 압력의 차를 측정함으로써, 제조 공정을 단순화시킬 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 한 쌍의 제1 및 제2 단자들을 설치된 베이스 몸체에 가동 전극이 접속된 기판을 접속시키고, 제1 도전성 와이어를 이용해 제1 단자 및 상기 고정 전극을 전기적으로 연결시키고, 제2 도전성 와이어를 이용해 제2 단자 및 가동 전극을 전기적으로 연결함으로써 와이어 본딩 공정을 용이하게 할 수 있고, 제1 및 제2 단자를 다른 소자들이 탑재된 회로 기판과도 쉽게 연결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 차압 센서의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차압 센서에서 가동 전극 쪽에 고압이 가해지고 기판 쪽에 저압이 가해졌을 때 가동 전극의 휘어짐의 방향에 따라 정전용량이 변화는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 것과 반대로 가동 전극 쪽에 저압이 가해지고 기판 쪽에 고압이 가해졌을 때 가동 전극의 휘어짐의 방향에 따라 정전용량이 변화는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시에에 의한 차압 센서의 단면도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 차압 센서의 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 차압 센서에서 가동 전극 쪽에 고압이 가해지고 기판 쪽에 저압이 가해졌을 때 가동 전극의 휘어짐의 방향에 따라 정전용량이 변화는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 것과 반대로 가동 전극 쪽에 저압이 가해지고 기판 쪽에 고압이 가해졌을 때 가동 전극의 휘어짐의 방향에 따라 정전용량이 변화는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 차압 센서(700)는 베이스 몸체(100), 기판(200), 가동 전극(300) 및 도전성 와이어(400)를 포함한다. 이어 더하여 차압 센서(700)는 절연막(500)을 더 포함할 수 있다.
베이스 몸체(100)는, 예를 들어, 플레이트 형상으로 형성될 수 있고, 베이스 몸체(100)의 중앙에는 유체가 통과하기 위한 제1 관통홀(110)이 형성되고, 베이스 몸체(100)의 일측 가장자리에는 제1 단자 삽입홀이 형성된다.
또한, 제1 단자 삽입홀과 마주하는 베이스 몸체(100)의 타측 가장자리에는 제2 단자 삽입홀이 형성된다.
베이스 몸체(100)는, 예를 들어, 절연체를 포함하며, 베이스 몸체(100)의 소재로서는 유리가 사용될 수 있다.
제1 단자 삽입홀에는 핀 형상을 갖는 제1 단자(120)가 삽입되고, 제2 단자 삽입홀에는 핀 형상을 갖는 제2 단자(130)가 삽입된다.
제1 및 제2 단자(120, 130)들의 길이는 베이스 몸체(100)의 두께보다 길게 형성되고 이로 인해 제1 및 제2 단자 삽입홀에 제1 및 제2 단자(120, 130)가 삽입되면 제1 및 제2 단자(120, 130)의 양쪽 단부는 베이스 몸체(100)의 상부면 및 하부면으로부터 돌출된다.
도 1 내지 도 3에서는 제1 및 제2 단자(120, 130)를, 예를 들어, 핀 형상으로 도시하고, 핀 형상의 제1 및 제2 단자(120, 130)에 대해 설명하였지만, 이와 다르게, 베이스 몸체(100)의 양측 가장자리의 상부면과 하부면에 도전성 막을 증착시켜 제1 및 제2 단자를 형성하여도 무방하다.
제1 및 제2 단자(120,130)는, 예를 들어, 도전체를 포함하며, 제1 및 제2 단자(120,130)의 소재로서는 금속이 사용될 수 있다.
기판(200)은 베이스 몸체(100)의 상부면에 배치되며, 기판(200)에는 제2 관통홀(210) 및 고정 전극(220)이 형성된다.
기판(200)은, 예를 들어, 베이스 몸체(100)의 두께보다 얇게 형성되고 베이스 몸체(100)의 크기보다 작게 형성되는데, 이로 인해 베이스 몸체(100)의 상부면에 기판(200)이 배치되더라도 제1 및 제2 단자(120, 130)들은 기판(200)에 가려지지 않게 된다.
기판(200)는, 예를 들어, 절연체를 포함하며, 기판(200)은 베이스 몸체(100)와 동일한 재질로 형성될 수 있다.
제2 관통홀(210)은 상기 제1 관통홀(110)을 통해 제공된 유체에 기인한 압력을 전달하기 위해 형성되며, 제2 관통홀(210)은 제1 관통홀(110)과 대응하는 위치에 형성되고 이로 인해 제2 관통홀(210)은 제1 관통홀(110)과 연통된다.
제2 관통홀(210)의 크기는 도 1에 도시한 바와 같이 제1 관통홀(110)의 크기 보다 작게 형성되지만, 제1 관통홀(110)의 크기와 제2 관통홀(210)의 크기가 동일하게 형성되어도 무방하다.
고정 전극(220)은, 예를 들어, 기판(200)의 표면에 도전성 막을 얇게 증착시켜 형성한다. 본 발명의 일실시예에서는 고정 전극(220)을 도전성 막을 증착시켜 형성하는 것이 설명되고 있지만 이와 다르게 고정 전극(220)은 도금 등 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다.
설명의 편의상 제2 관통홀(210)을 기준으로 제2 관통홀(210)의 좌측에 해당하는 제1 기판부(202)에 형성된 고정 전극에는 참조부호 222를 부여하고 제2 관통홀(210)의 우측에 해당하는 제2 기판부(204)에 형성된 고정 전극에는 참조부호 224를 부여하며 이들을 형상을 각각 구분하여 설명하기로 한다.
기판(200) 중 제2 관통홀(210)의 좌측에 위치한 제1 기판부(202) 쪽에 형성된 고정 전극(222)은 제1 기판부(202)의 하부면 중 제1 관통홀(110)로 인해 베이스 몸체(100)의 외부로 노출된 부분으로부터 제2 관통홀(210)로 인해 형성된 기판(200)의 내측면을 따라 제1 기판부(202)의 상부면까지 형성된다.
여기서, 제1 기판부(202)의 상부면 중 제2 단자(130)가 형성된 베이스 몸체(100)의 타측 가장자리와 대응되는 제1 기판부(202)의 가장자리에는 고정 전극(222)이 형성되지 않는다.
기판(200) 중 제2 관통홀(210)의 우측에 위치한 제2 기판부(204) 쪽에 형성된 고정 전극(224)은 제2 기판부(204)의 상부면의 일부를 제외한 제2 기판부(204)의 전체를 감싼다. 제2 기판부(204)의 상부면 중 고정 전극(204)이 형성되지 않은 소정부분은 후술될 가동 전극(300)이 접촉되는 부분이다.
가동 전극(300)은 기판(200)의 상부면에 접속되고 고정 전극(220)과는 이격되어 외부에서 가해지는 압력 차이에 의해 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 고정 전극(220) 및 가동 전극(300) 사이의 간격이 좁아지거나 넓어지며 이로 인해 고정 전극(220) 및 가동 전극(300) 사이의 커패시턴스가 변화된다.
가동 전극(300)의 크기는 기판(200)의 크기 보다 작게 형성되고, 이로 인해 기판(200)의 일부는 가동 전극(300)에 가려지지 않고 노출된다.
가동 전극(300)에는 제1 및 제2 홈(310,320)이 형성되고, 제1 및 제2 홈(310,320)에 의하여 외부에서 가해진 압력에 의하여 가동 전극(300)의 중앙부는 압력차에 의하여 민감하게 변형된다.
가동 전극(300)의 제1 홈(310)은 가동 전극(300)의 상면의 테두리를 따라 트랜치 형상으로 형성되며, 가동 전극(300)의 제2 홈(320)은 가동 전극(300)의 하면의 중앙부에 오목한 형상으로 형성되며, 제1 홈(310) 및 제2 홈(320)에 의하여 가동 전극(300)은 압력이 큰 방향으로 휘어지게 된다.
특히 제2 홈(320)은 기판(200)의 상부면에 형성된 고정 전극(220)과 가동 전극(300) 사이를 이격시켜 공간을 형성하기 위한 것으로, 고정 전극(220)과 마주보는 가동 전극(300)의 하부면 중앙에서부터 제1 홈(310)과 대응되는 부분까지 형성된다.
가동 전극(300)의 제2 홈(320)과 기판(200)의 상부면 사이의 빈 공간에는 유전체가 채워져 커패시턴스를 발생시키는데, 유전체는, 예를 들어, 공기 또는 오일일 수 있다.
가동 전극(300)은 도전성 재질, 예를 들어, 저 저항 실리콘(low resistance silicon)으로 형성된다.
도전성 와이어(400)는 커패시컨스의 변화량을 출력하기 위해 고정 전극(220) 및 가동 전극(300)과 제1 및 제2 단자(120, 130)를 전기전으로 연결시키는 것으로, 제1 도전성 와이어(410) 및 제2 도전성 와이어(420)를 포함한다.
제1 도전성 와이어(410)의 일단은 베이스 몸체(100)의 상부면으로 돌출된 제1 단자(120)의 일측단부에 접속되고, 제1 도전성 와이어(410)의 타단은 가동 전극(300)의 외부로 노출되며 제2 기판(204)의 상부면 가장자리를 덮는 고정 전극(224)에 접속된다.
제2 도전성 와이어(420)의 일단은 베이스 몸체(100)의 상부면으로 돌출된 제2 단자(130)의 일측단부에 접속되고, 제2 도전성 와이어(420)의 타단은 가동 전극(300)에 접속된다.
절연막(500)은 가동 전극(300)이 가해지는 압력에 의해 가동 전극(300)이 기판(200) 쪽으로 휘어졌을 때 가동 전극(300)과 고정 전극(200)이 상호 접촉되어 쇼트되는 것을 방지하는 것으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 가동 전극(300)의 제2 홈(320) 내에 형성된다.
이와 다르게, 절연막(500)은 고정 전극(220)의 상부면에 형성되어도 무방하다.
도 1에 도시된 바와 같이 차압 센서(600)에 압력이 가해지지 않아 가동 전극(300) 및 고정 전극(220)이 평형한 상태에서, 도 2에 도시된 바와 같이 가동 전극(300) 쪽에서 압력(P1), 예를 들어, 고압이 가해지고 베이스 몸체(100) 쪽에서 압력(P2), 예를 들어, 저압이 가해지면, 가동 전극(300)이 기판(200) 쪽으로 휘어져 가동 전극(300)과 고정 전극(220) 사이의 간격이 좁아지게 된다.
그러면, 기준 커패시턴스 값보다 가동 전극(300)과 고정 전극(220) 사이의 간격이 좁아 졌을 때의 커패시턴스 값이 커지게 된다.
변화된 커패시턴스 값은 도전성 와이어(400) 및 제1 및 제2 단자(120, 130)를 통해 외부 소자, 예를 들어, 커패시턴스 값을 전압으로 변화시키는 전기 소자로 제공되고 기준 커패시터 값과 출력된 커패시커 값의 차이를 산출하여 가동 전극(300) 쪽에서 가해지는 압력(P1)과 베이스 몸체(100) 쪽에서 가해지는 압력(P2)의 차이를 검출할 수 있다.
도 2에 도시된 것과 반대로, 도 3에 도시된 바와 같이 가동 전극(300) 쪽에서 압력(P1), 예를 들어, 저압이 가해지고 베이스 몸체(100) 쪽에서 압력(P2), 예를 들어, 고압이 가해지면, 가동 전극(300)이 기판(200)의 반대 방향으로 휘어져 가동 전극(300)과 고정 전극(220) 사이의 간격이 넓어지게 된다.
그러면, 기준 커패시턴스 값보다 가동 전극(300)과 고정 전극(220) 사이의 간격이 넓어졌을 때의 커패시턴스 값은 작아지게 된다.
변화된 커패시턴스 값은 도전성 와이어(400) 및 제1 및 제2 단자(120, 130)를 통해 외부 소자, 예를 들어, 커패시턴스 값을 전압으로 변화시키는 소자에 인가되고, 기준 커패시터 값과 출력된 커패시커 값의 차이를 전압 레벨로 변환하여 가동 전극(300) 쪽에서 가해지는 압력(P1)과 베이스 몸체(100) 쪽에서 가해지는 압력(P2)의 차이를 역시 검출할 수 있다.
이와 같이 하나의 고정 전극(220)과 가동 전극(300)으로 하나의 커패시턴스를 형성하여도 차압 센서(700)에 가해진 압력의 차를 측정할 수 있어 차압 센서(700)를 제조하는 고정이 단순화된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 차압 센서(700)는 고정 전극(220)과 가동 전극(300)을 제1 및 제2 단자(120, 130)에 전기적으로 연결하는 와이어 본딩 공정이 용이하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 차압 센서의 단면도이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 차압 센서는 베이스 몸체와 기판 사이에 스페이서가 개재되는 것을 제외하면 앞서 도 1에 도시 및 설명된 차압 센서와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 개략적으로만 설명하고, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 4를 참조하면, 차압 센서(700)는 베이스 몸체(100), 기판(200), 가동 전극(300), 도전성 와이어(400) 및 스페이서(600)를 포함한다. 이어 더하여 차압 센서(700)는 절연막(500)을 더포함한다.
베이스 몸체(100), 스페이서(600), 기판(200) 및 가동 전극(300)은 차례대로 적층된다.
베이스 몸체(100)의 중앙에는 제1 관통홀(110)이 형성된다. 또한, 베이스 몸체(100)의 일측 가장자리에는 베이스 몸체(100)를 관통하도록 제1 도전 핀(120)이 설치되고, 베이스 몸체(100)의 일측 가장자리와 대향되는 베이스 몸체(100)의 타측 가장자리에는 베이스 몸체(100)를 관통하는 제2 도전 핀(130)이 설치된다.
기판(200)은 베이스 몸체(100)의 상부면에 배치되며 제1 관통홀(110)과 대응하여 기판(200)의 중앙에 제2 관통홀(210)이 형성된다. 제2 관통홀(210)은 제1 관통홀(110)과 연통되며 제1 관통홀(110)의 크기보다 작게 형성된다.
그리고, 기판(200)의 상부면 중 후술될 가동 전극(300)이 접촉되는 부분을 제외한 기판(200)의 상부면에는 고정 전극(220)이 형성된다.
스페이서(600)는 베이스 몸체(100)과 기판(200) 사이에 개재되며, 제1 및 제2 관통홀(110, 210)들 대응하여 스페이서(600)의 중앙에 제3 관통홀(610)이 형성된다.
제1 관통홀(110), 제2 관통홀(210) 및 제3 관통홀(610)은 서로 연통되고, 제3 관통홀(610)의 크기는 제1 관통홀(110)의 크기 보다는 작고 제2 관통홀(210)의 크기 보다는 크게 형성된다. 즉, 베이스 몸체(100)에서 기판(200) 쪽으로 갈수록 각각에 형성된 관통홀들(110, 210, 610)의 크기는 작아진다.
스페이서(600)의 크기는, 예를 들어, 기판(200)의 크기와 동일하고 베이스 몸체(100)의 크기 보다는 작게 형성되어 스페이서(600)가 베이스 몸체(100)와 기판(200) 사이에 개재되면, 제1 및 제2 도전 핀(120, 130)을 포함한 베이스 몸체(100)의 가장자리는 스페이서(600)의 외부로 노출된다.
스페이서(200)는 절연체로, 베이스 몸체(100)와 동일한 재질, 예를 들어, 유리로 형성된다.
가동 전극(300)은 기판의 상부면에 접촉되고, 고정 전극(220)과 대응되는 가동 전극(300)의 하부면에는 고정 전극(220)과 가동 전극(300)을 이격시키기 위한 제2 홈(320)이 형성된다.
도전성 와이어(400)는 제1 도전 핀(120)과 고정 전극(220)을 전기적으로 연결하는 제1 도전성 와이어(410) 및 상기 제2 도전 핀(130)과 가동 전극(300)을 전기적으로 연결하는 제2 도전성 와이어(420)를 포함한다.
절연막(500)은 가동 전극(300)의 제2 홈(320) 내에 형성한다.
이와 다르게, 절연막(500)은 고정 전극(220)의 상부면에 형성하여도 무방하다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 기판에 고정 전극을 형성하고, 고정 전극과 이격되며 압력 차이에 의하여 고정 전극과 이루는 간격이 변경되는 가동 전극을 기판 상에 접속시켜 고정 전극과 가동 전극 사이에 하나의 커패시컨스를 형성하여 가해진 압력의 차를 측정함으로써, 제조 공정을 단순화시킬 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 한 쌍의 제1 및 제2 단자들을 설치된 베이스 몸체에 가동 전극이 접속된 기판을 접속시키고, 제1 도전성 와이어를 이용해 제1 단자 및 상기 고정 전극을 전기적으로 연결시키고, 제2 도전성 와이어를 이용해 제2 단자 및 가동 전극을 전기적으로 연결함으로써 와이어 본딩 공정을 용이하게 할 수 있어 패키지 공정을 용이하게 수행할 수 있고 더욱이 제1 및 제2 단자를 다른 소자들이 탑재된 회로 기판과도 쉽게 연결할 수 있어 패키지 공정을 보다 용이하게 수행할 수 있다.
한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
100...베이스 몸체 200...기판
220...고정 전극 300...가동 전극
400...도전성 와이어 500...절연막
600...스페이서 700...차압 센서

Claims (8)

  1. 제1 관통홀이 형성되며, 상기 제1 관통홀을 중심으로 양쪽에 한 쌍의 제1 및 제2 단자들이 배치되는 베이스 몸체;
    상기 제1 관통홀을 덮되 상기 제1 및 제2 단자들 사이의 상기 베이스 몸체 상부면에 배치되며, 상기 제1 관통홀과 대응하고, 상기 제1 관통홀의 크기보다 작게 제2 관통홀이 형성되며, 상기 제1 관통홀을 포함한 상부면과 하부면에 고정 전극이 형성되는 기판;
    상기 제2 관통홀을 덮도록 상기 기판의 상부면에 배치되되, 상기 고정 전극과는 이격되게 배치되며, 상기 기판의 크기보다 작게 형성되어 상기 고정 전극이 형성된 상기 기판의 일부가 노출이 되고, 상부면의 테두리를 따라 트랜치 형상으로 제1 홈이 형성되며, 하부면에 오목한 형상으로 상기 제1 홈과 상기 기판 상부면의 고정 전극 부분을 포함하도록 제2 홈이 형성되고, 상기 제2 홈의 천장면이 상기 고정 전극과 이격되며, 압력 차이에 의하여 상기 고정 전극과 이루는 간격이 변경되는 가동 전극;
    상기 고정 전극 및 상기 가동 전극이 쇼트되는 것을 방지하기 위해 상기 제2 홈의 천장면에 형성되는 절연막; 및
    상기 제1 단자 및 상기 가동 전극 밖으로 노출된 상기 기판의 상부면에 형성된 고정 전극 부분을 전기적으로 연결하는 제1 도전성 와이어 및 상기 제2 단자 및 상기 가동 전극의 제1 홈 외측의 가장자리면을 전기적으로 연결하는 제2 도전성 와이어를 포함하는 도전성 와이어;
    를 포함하는 차압 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정 전극은 금속 전극을 포함하고, 상기 가동 전극은 실리콘 전극을 포함하는 차압 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 베이스 몸체 사이에 개재되며 상기 제1 및 제2 관통홀들과 연통된 제3 관통홀이 형성된 스페이서;를 더 포함하며, 상기 스페이서 및 상기 베이스 몸체는 유리를 포함하는 차압 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정 전극 및 상기 가동 전극 사이에 채워져 상기 가동 전극에 압력을 인가하는 유전체를 포함하는 차압 센서.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 관통홀이 형성된 베이스 몸체;
    상기 제1 관통홀을 중심으로 양쪽에 상기 베이스 몸체를 관통하는 제1 및 제2 도전 핀을 포함하는 도전핀;
    상기 제1 관통홀을 덮되 상기 제1 및 제2 도전 핀 사이의 상기 베이스 몸체 상부면에 배치되며, 상기 제1 관통홀과 대응하고, 상기 제1 관통홀의 크기보다 작게 제2 관통홀이 형성되며, 상기 제1 관통홀을 포함한 상부면과 하부면에 고정 전극이 형성되는 기판;
    상기 기판 및 상기 베이스 몸체 사이에 개재되며 상기 제1 관통홀의 크기보다 작고, 상기 제2 관통홀의 크기보다 큰 제3 관통홀이 형성되는 스페이서;
    상기 제2 관통홀을 덮도록 상기 기판의 상부면에 배치되되 상기 고정 전극과는 이격되게 배치되며, 상기 기판의 크기보다 작게 형성되어 상기 고정 전극이 형성된 상기 기판의 일부가 노출되고, 상부면의 테두리를 따라 트랜치 형상으로 제1 홈이 형성되며, 하부면에 오목한 형상으로 상기 제1 홈과 상기 기판 상부면의 고정 전극 부분을 포함하도록 제2 홈이 형성되고, 상기 제2 홈의 천장면이 상기 고정 전극과 이격되며, 압력 차이에 의하여 상기 고정 전극과 이루는 간격이 변경되는 가동 전극;
    상기 고정 전극 및 상기 가동 전극이 쇼트되는 것을 방지하기 위해 상기 제2 홈의 천장면에 형성되는 절연막; 및
    상기 제1 도전 핀 및 상기 가동 전극 밖으로 노출된 상기 기판의 상부면에 형성된 상기 고정 전극 부분을 전기적으로 연결하는 제1 도전성 와이어 및 상기 제2 도전 핀 및 상기 가동 전극의 제1 홈 외측의 가장자리면을 전기적으로 연결하는 제2 도전성 와이어를 포함하는 도전성 와이어;
    를 포함하는 차압 센서.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가동 전극 및 상기 고정 전극이 쇼트되는 것을 방지하기 위해 상기 가동전극 및 고정 전극 사이에 형성된 절연막을 더 포함하는 차압 센서.
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