KR101700758B1 - Multi gas detection apparatus with stack structure - Google Patents

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KR101700758B1
KR101700758B1 KR1020160030481A KR20160030481A KR101700758B1 KR 101700758 B1 KR101700758 B1 KR 101700758B1 KR 1020160030481 A KR1020160030481 A KR 1020160030481A KR 20160030481 A KR20160030481 A KR 20160030481A KR 101700758 B1 KR101700758 B1 KR 101700758B1
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gas
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acoustic wave
surface acoustic
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서병일
김주형
이영준
김광훈
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국방과학연구소
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Abstract

The present invention relates to a gas detection apparatus, which comprises: a base substrate; a plurality of sensor layers stacked on each other, provided on the base substrate, and individually provided with a surface acoustic wave (SAW) sensor for detecting gas; a switch for controlling the SAW sensor to be on/off; a plurality of electrodes for penetrating at least one of the plurality of sensor layers to be extended and formed to the base substrate, and for supplying the power to the SAW sensor; and a control unit for controlling the switch. The plurality of sensor layers are formed to be separated from each other by the plurality of electrodes.

Description

적층 구조를 갖는 가스 다중 감지 장치{MULTI GAS DETECTION APPARATUS WITH STACK STRUCTURE}[0001] MULTI GAS DETECTION APPARATUS WITH STACK STRUCTURE [0002]

본 발명은 다수 개의 층이 적층되어 형성되는 가스 다중 감지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gas multiplex sensing device in which a plurality of layers are stacked.

가스를 감지하는 고감도 표면탄성파(SAW, surface acoustic wave) 센서는 단일의 베이스 기판 상에 다수 개의 SAW 단위센서를 부착하는 형태로 형성된다.A highly sensitive surface acoustic wave (SAW) sensor for sensing gas is formed by attaching a plurality of SAW unit sensors on a single base substrate.

그러나, 기판 상에 다수 개의 SAW 단위센서를 설치하기 위해서는 하나의 기판 상에 다수 개의 SAW 단위센서를 설치해야 하므로, SAW 단위센서의 개수가 늘어날수록 더 큰 기판이 필요하며, 이에 따라, 가스 감지 장치의 크기가 커진다는 단점이 있다.However, in order to install a plurality of SAW unit sensors on a substrate, a plurality of SAW unit sensors must be installed on one substrate. Therefore, a larger substrate is required as the number of SAW unit sensors increases, The size of the optical fiber is increased.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 기판을 스택 구조로 형성하여 다수 개의 가스 감지 센서를 구비하더라도 가스 감지 장치를 소형으로 제작하는 것을 제공하기 위한 것이다.The present invention is directed to solving the above-mentioned problems and other problems. Another object of the present invention is to provide a gas sensing device that is small in size, even if the substrate is formed into a stacked structure and includes a plurality of gas sensing sensors.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 구비되고 가스를 감지하는 표면탄성파(SAW, surface acoustic wave) 센서를 각각 구비하고 서로 적층되는 다수의 센서층; 상기 표면탄성파 센서를 온/오프(on/off)되도록 제어하는 스위치; 상기 다수의 센서층 중 적어도 하나를 관통하여 상기 베이스 기판까지 연장 형성되어 상기 표면탄성파 센서에 전원을 공급하는 다수의 전극; 및 상기 스위치를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 다수의 센서층은 상기 다수의 전극에 의해 서로 이격 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a base substrate; A plurality of sensor layers provided on the base substrate and each having a surface acoustic wave (SAW) sensor for sensing a gas and stacked on each other; A switch for controlling the surface acoustic wave sensor to be turned on / off; A plurality of electrodes extending through at least one of the plurality of sensor layers and extending to the base substrate to supply power to the surface acoustic wave sensor; And a control unit for controlling the switch, wherein the plurality of sensor layers are spaced from each other by the plurality of electrodes.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 다수의 전극들은 상기 베이스 기판 상에 구비되고, 다수의 관통홀이 형성되는 칩 소켓에 전기적으로 연결될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the plurality of electrodes are provided on the base substrate and may be electrically connected to a chip socket in which a plurality of through holes are formed.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 다수의 가스층에 형성되는 표면탄성파 센서들은 각각 서로 다른 가스를 감지할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the surface acoustic wave sensors formed on the plurality of gas layers can detect different gases.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 스위치는 상기 베이스 기판에 구비되고 위치를 가변시킴에 따라 표면탄성파 센서를 온/오프(on/off)되도록 제어하는 센서층이 달라질 수 있다.According to an aspect of the present invention, the sensor layer provided on the base substrate and controlling the on / off state of the surface acoustic wave sensor according to the change of the position may be changed.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 스위치는 상기 각각의 센서층 상에 구비되어 각각의 표면탄성파 센서를 온/오프(on/off)되도록 제어할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the switch is provided on each of the sensor layers to control on / off of each of the surface acoustic wave sensors.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 각각의 센서층에는 동일 가스를 감지하는 다수의 표면탄성파 센서가 구비될 수 있다.According to an aspect of the present invention, each of the sensor layers may be provided with a plurality of surface acoustic wave sensors sensing the same gas.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 다수의 전극들은 상기 칩 소켓에서부터 상기 센서층까지 형성되며, 상기 다수의 전극들이 형성되는 센서층은 서로 다른 것일 수 있다.According to an aspect of the present invention, the plurality of electrodes are formed from the chip socket to the sensor layer, and the sensor layers in which the plurality of electrodes are formed may be different.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 가스 감지 장치 중 어느 하나의 가스 감지 장치 다수 개를 포함하고, 상기 가스 감지 장치 중 하부에 구비되는 가스 감지 장치의 베이스 기판 상부면에는 돌기가 형성되고, 상기 하부에 구비되는 가스 감지 장치의 상측에 적층되는 가스 감지 장치의 베이스 기판의 하부면에는 홈이 구비되어, 상기 돌기가 홈에 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a gas sensing device including a plurality of gas sensing devices, the gas sensing device being provided at a lower portion of the gas sensing device, A gas sensing device is provided on a lower surface of a base plate of the gas sensing device, and a groove is formed in the lower surface of the base substrate, and the protrusion is inserted and fixed in the groove.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 다수 개의 층에 각각 다수 개의 고감도 표면탄성파 센서를 구비하고, 각각의 층은 서로 다른 가스를 감지하는 고감도 표면탄성파 센서를 구비하고 스위치에 의해 온 또는 오프되도록 제어되는 구조를 가지므로, 가스 감지 장치의 소형화 구현이 가능한 효과가 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, a plurality of high-sensitivity surface acoustic-wave sensors are provided in each of a plurality of layers, each layer has a high-sensitivity surface acoustic-wave sensor for sensing a different gas, Therefore, the gas sensing device can be miniaturized.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. It should be understood, however, that the detailed description and specific examples, such as the preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 구조를 갖는 다수의 가스층을 나타낸 사시도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 감지 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 감지 장치의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 가스 감지 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스택 구조를 갖는 가스 감지 장치의 스위치 동작을 나타낸 흐름도이다.1 is a perspective view showing a plurality of gas layers having a laminated structure according to an embodiment of the present invention.
2A to 2C are perspective views illustrating a gas sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining another example of the gas sensing device according to the embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view of the gas sensing device of Figure 3;
5 is a flowchart illustrating a switch operation of a gas sensing apparatus having a stack structure according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.

제1, 제2등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다. The singular forms "a," "an," and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하에서는 본 발명의 실시예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 구조를 갖는 다수의 가스층을 나타낸 사시도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 감지 장치(100)를 나타낸 사시도인데, 이하에서는 도 1 내지 도 2c를 참조하여 설명하기로 한다. FIG. 1 is a perspective view showing a plurality of gas layers having a laminated structure according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2A to 2C are perspective views showing a gas sensing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. Will be described with reference to Figs. 1 to 2C.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 감지 장치(100)는 다수의 센서층(121,122,123)이 일정한 간격을 두고 적층되는 형태로 구현되며, 각각의 센서층(121,122,123)에 적어도 하나의 센서(125,126,127)가 구비된다. 본 발명의 일 실시예에서는 하나의 센서층에 두 개 이상의 센서를 배치할 수도 있고 하나의 센서만 배치할 수도 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 도면에서는 각각의 센서층(121,122,123)에 하나의 센서(125,126,127)가 배치된 것을 도시하였다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The gas sensing device 100 according to an exemplary embodiment of the present invention is configured such that a plurality of sensor layers 121, 122 and 123 are stacked at regular intervals and at least one sensor 125, 126, or 127 is installed on each of the sensor layers 121, Respectively. In an embodiment of the present invention, two or more sensors may be disposed in one sensor layer, or only one sensor may be disposed. In the embodiment of the present invention, one sensor layer (121, 122, 123) Sensors 125, 126, and 127 are disposed. However, the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에서의 센서(125,126,127)는 IDT(inter digital transducer) 패턴이 형성되며, 한 쌍의 IDT 패턴이 하나의 센서를 형성할 수 있다. 따라서 IDT 패턴이 센서(125,126,127)를 의미하는 것은 아니나, 센서(125,126,127)와 동일시하여 설명하기로 한다.In the embodiment of the present invention, the sensors 125, 126, and 127 may be formed with an interdigital transducer (IDT) pattern, and the pair of IDT patterns may form one sensor. Therefore, the IDT pattern does not mean the sensors 125, 126, and 127, but will be described in the same manner as the sensors 125, 126, and 127.

보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 감지 장치(100)는 베이스 기판(110)과, 상기 베이스 기판(110) 상에 구비되고 가스를 감지하는 표면탄성파(SAW, surface acoustic wave) 센서(125,126,127)를 각각 구비하고 서로 적층되는 다수의 센서층(120), 상기 표면탄성파 센서(125,126,127)를 온/오프(on/off)되도록 제어하는 스위치(130)와, 상기 다수의 센서층(120) 중 적어도 하나를 관통하여 상기 베이스 기판(110)까지 연장 형성되어 상기 표면탄성파 센서(125,126,127)에 전원을 공급하는 다수의 전극(140), 및 상기 스위치(130)를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다. A gas sensing device 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a base substrate 110 and a surface acoustic wave (SAW) A plurality of sensor layers 120 each having sensors 125, 126 and 127 and stacked on each other, a switch 130 for controlling on / off of the surface acoustic wave sensors 125, 126 and 127, A plurality of electrodes 140 extending through at least one of the surface acoustic wave sensors 120 and extending to the base substrate 110 to supply power to the surface acoustic wave sensors 125, 126 and 127, and a control unit for controlling the switches 130 .

도시된 바에 의하면, 상기 전극(140)은 제1 내지 제3 전극(141,142,143)을 구비하고, 상기 제1 전극(141)은 제1 센서층(121)만을 관통하고, 상기 제2 전극(142)은 제1 및 제2 센서층(121,122)을 관통하며, 상기 제3 전극(143)은 제1 내지 제3 센서층(121,122,123)을 관통하도록 형성된다. 이때, 상기 제1 내지 제3 센서층(121,122,123)에는 관통홀(105)이 형성되어 상기 제1 내지 제3 전극(141,142,143)이 관통되도록 되어 있다.The electrode 140 may include first to third electrodes 141 and 142 and 143 and the first electrode 141 may penetrate only the first sensor layer 121 and may be electrically connected to the second electrode 142. [ And the third electrode 143 is formed to pass through the first to third sensor layers 121, 122, and 123. The first and second sensor layers 121, At this time, through holes 105 are formed in the first to third sensor layers 121, 122 and 123 so that the first to third electrodes 141, 142 and 143 are penetrated.

이때, 상기 제1 전극(141)의 헤드부(145)는 상기 제1 센서층(121)의 상부면에 형성되고, 상기 제2 전극(142)의 헤드부(146)는 상기 제2 센서층(122)의 상부면에 형성되며, 상기 제3 전극(143)의 헤드부(147)는 상기 제3 센서층(123)의 상부면에 형성된다. The head portion 145 of the first electrode 141 is formed on the upper surface of the first sensor layer 121 and the head portion 146 of the second electrode 142 is formed on the second sensor layer 121. [ And the head portion 147 of the third electrode 143 is formed on the upper surface of the third sensor layer 123. [

이와 같이, 상기 제1 내지 제3 전극(141,142,143)에 의해 제1 내지 제3 센서층(121,122,123)이 일정 간격으로 이격되면서 고정되게 된다. 즉, 상기 다수의 센서층(120)은 상기 다수의 전극(140)에 의해 적층 방향으로 서로 이격 형성되며, 이에 의해 가스가 유입될 수 있는 공간을 확보할 수 있게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 감지 장치(100)는 일예로, 챔버(chamber) 내에서 가스를 감지하기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 가스 감지 장치(100)를 챔버 내에 위치시킨 다음 가스를 공급함으로써 공급되는 가스의 종류 및 가스 농도 등을 감지하는데 사용될 수 있다. In this way, the first to third sensor layers 121, 122, and 123 are spaced apart from each other and fixed by the first to third electrodes 141, 142, and 143. That is, the plurality of sensor layers 120 are spaced apart from each other in the stacking direction by the plurality of electrodes 140, thereby securing a space through which the gas can flow. A gas sensing device 100 according to an embodiment of the present invention can be used, for example, to sense gas in a chamber, which is positioned within the chamber and then supplied with gas The type of gas to be supplied, the gas concentration, and the like.

도 2a 내지 도 2c에서는 하나의 베이스 기판(110)에 3개의 센서층(121,122,123)이 구비되는 것을 예시하였는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 기판(110)에 2개의 센서층이 구비될 수도 있으며, 4개 이상의 센서층이 적층될 수도 있다. 2A to 2C, three sensor layers 121, 122 and 123 are provided on one base substrate 110. However, the present invention is not limited thereto, and two sensor layers may be provided on one substrate 110 And more than four sensor layers may be stacked.

상기 다수의 전극들(141,142,143)은 상기 베이스 기판(110) 상에 구비되고, 다수의 관통홀이 형성되는 칩 소켓(160)에 전기적으로 연결된다. The plurality of electrodes 141, 142, and 143 are provided on the base substrate 110 and are electrically connected to a chip socket 160 having a plurality of through holes.

본 발명의 일 실시예에서는 제1 내지 제3 센서층(121,122,123)이 도시되는데, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 각각의 센서층(120)이 활성화되는 방식에 대하여 설명하기로 한다. In an embodiment of the present invention, the first to third sensor layers 121, 122 and 123 are illustrated, and the manner in which each sensor layer 120 is activated will be described with reference to FIGS. 2A to 2C.

먼저, 도 2a를 참조하면, 스위치(130)는 상기 베이스 기판(110)에 구비되고 위치를 가변시킴에 따라 표면탄성파 센서(125,126,127)를 온/오프(on/off)되도록 제어하는 센서층(120)이 달라지도록 하였다. 즉, 제1 센서층(121)의 제1 표면탄성파 센서(125)를 제어하고자 하는 경우에는 도 2a에 도시된 바와 같이, 스위치(130)의 위치가 가장 왼쪽에 배치되고, 제2 센서층(122)의 제2 표면탄성파 센서(126)를 제어하고자 하는 경우에는 도 2b에 도시된 바와 같이, 스위치(130)의 위치가 중간에 위치하며, 제3 센서층(123)의 제3 표면탄성파 센서(127)를 제어하고자 하는 경우에는 가장 오른쪽에 배치되도록 할 수 있다. 2A, the switch 130 is provided on the base substrate 110 and includes a sensor layer 120 for controlling on / off of the surface acoustic wave sensors 125, 126, ). That is, when the first surface acoustic wave sensor 125 of the first sensor layer 121 is to be controlled, as shown in FIG. 2A, the switch 130 is disposed at the leftmost position, and the second sensor layer The position of the switch 130 is located at the middle position and the third surface acoustic wave sensor 126 of the third sensor layer 123 is located at the middle position as shown in FIG. When the control unit 127 is to be controlled, it can be arranged at the rightmost position.

이때, 상기 제1 센서층(121)은 적어도 하나의 제1 표면탄성파(SAW, surface acoustic wave) 센서(125)를 구비하는 층이고, 상기 제2 센서층(122)은 상기 제1 센서층(121)의 상부에 위치하고, 상기 제1 센서층(121)에 적층되며 적어도 하나의 제2 표면탄성파 센서(126)를 구비하는 층이며, 상기 제3 센서층(123)은 상기 제2 센서층(122)에 적층되며 적어도 하나의 제3 표면탄성파 센서(127)를 구비하는 층이다. The first sensor layer 121 is a layer having at least one first surface acoustic wave (SAW) sensor 125, and the second sensor layer 122 is a layer including at least one first sensor layer And the third sensor layer 123 is disposed on the second sensor layer 121 and is stacked on the first sensor layer 121 and includes at least one second surface acoustic wave sensor 126, 122 and at least one third surface acoustic wave sensor 127,

구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 제1 표면탄성파 센서(125)를 온/오프(on/off)되도록 제어하는 제1 스위치(130)와, 상기 제2 표면탄성파 센서(126)를 온/오프(on/off)되도록 제어하는 제2 스위치(130), 및 상기 제3 표면탄성파 센서(127)를 온/오프(on/off)되도록 제어하는 제3 스위치(130)는 각각 제1 내지 제3 센서층(121,122,123)에 구비될 수도 있다. A first switch 130 for controlling the first surface acoustic wave sensor 125 to be turned on and off and a second switch 130 for controlling the second surface acoustic wave sensor 126 to be on / a third switch 130 for controlling the third surface acoustic wave sensor 127 to turn on and off and a third switch 130 for controlling the third surface acoustic wave sensor 127 to turn on / (121, 122, 123).

상기 제1 내지 제3 스위치(130)는 제어부(미도시)에 의해 제어된다. The first to third switches 130 are controlled by a control unit (not shown).

이때, 상기 제1 내지 제3 표면탄성파 센서(125,126,127)는 각각 서로 다른 가스를 감지하도록 함으로써, 하나의 가스 감지 장치(100)에 의해 3종 이상의 가스를 감지할 수 있는 다중 가스 감지 장치(100)를 제공할 수 있다. Here, the first to third SAW sensors 125, 126, and 127 may detect different gases, and may detect three or more gases by one gas sensing device 100, Can be provided.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 감지 장치(100')는 상술한 가스 감지 장치(100)를 다수 포함하여 별개의 가스 감지 장치(100')를 형성할 수 있다. 즉, 상기 베이스 기판(110)에 구비되는 다수의 센서층(120), 스위치(130), 칩 소켓(160) 등을 구비하는 다수의 가스 감지 장치(100a,100b,100c) 다수가 적층되는 구조를 갖는 가스 감지 장치(100')가 제공된다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 감지 장치(100')의 다른 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 가스 감지 장치의 단면도이다. Meanwhile, the gas sensing device 100 'according to an embodiment of the present invention may include a plurality of the gas sensing devices 100 to form a separate gas sensing device 100'. That is, a plurality of gas sensing devices 100a, 100b, and 100c including a plurality of sensor layers 120, a switch 130, and a chip socket 160 provided on the base substrate 110 are stacked Is provided with a gas sensing device (100 '). FIG. 3 is a view for explaining another example of the gas sensing device 100 'according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view of the gas sensing device of FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 다수 개의 가스 감지 장치(100a,100b,100c) 중 하부에 구비되는 가스 감지 장치(100a)를 제1 가스 감지 장치(100a)라 하고, 상기 제1 가스 감지 장치(100a)에 적층되는 가스 감지 장치(100b)를 제2 가스 감지 장치(100b)라고 하기로 한다. 상기 제1 가스 감지 장치(100a)의 제1 베이스 기판(110a) 상에는 제1 돌기(115a)가 형성되고, 상기 제2 가스 감지 장치(100b)의 제2 베이스 기판(110b)의 하면에는 제2 홈(116b)이 구비되어, 상기 제1 돌기(115a)가 제2 홈(116b)에 삽입 고정되게 된다. 3 and 4, a gas sensing device 100a provided below the plurality of gas sensing devices 100a, 100b and 100c is referred to as a first gas sensing device 100a, The gas sensing device 100b stacked on the device 100a will be referred to as a second gas sensing device 100b. A first protrusion 115a is formed on the first base substrate 110a of the first gas sensing device 100a and a second protrusion 115b is formed on the lower surface of the second base substrate 110b of the second gas sensing device 100b. And the groove 116b is provided so that the first projection 115a is inserted and fixed in the second groove 116b.

이때, 상기 제1 가스 감지 장치(100a)의 제1 베이스 기판(110a) 상에는 다수의 제1 돌기(115a)가 형성되고, 상기 제2 가스 감지 장치(100b)의 제2 베이스 기판(110b)의 하부면에는 상기 제1 돌기(115a)가 삽입되는 제2 홈(116b)이 형성된다. At this time, a plurality of first protrusions 115a are formed on the first base substrate 110a of the first gas sensing device 100a, and a plurality of second protrusions 115b are formed on the second base substrate 110b of the second gas sensing device 100b. And a second groove 116b into which the first protrusion 115a is inserted is formed on the lower surface.

나아가, 제2 가스 감지 장치(100b)에 적층되는 제3 가스 감지 장치(100c)가 있는 경우에는, 상기 제2 베이스 기판(110b)의 상부면에는 제2 돌기(115b)가 형성되고, 상기 제3 가스 감지 장치(100c)의 제3 베이스 기판(110c)의 하부면에는 상기 제2 돌기(115b)가 삽입 고정되는 제3 홈(116c)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 내지 제3 가스 감지 장치(100a,110b,110c)의 적층 순서를 서로 바꿀 수도 있다. 예를 들면, 제1 가스 감지 장치(100a)를 상기 제3 가스 감지 장치(100c)의 위치에 배치하고, 제3 가스 감지 장치(100c)를 제1 가스 감지 장치(100a)의 위치에 배치할 수도 있다. 이를 위해서는 각각의 베이스 기판(110a,110b,110c)의 상부면에는 돌기들(115a,115b,115c)이 형성되고, 하부면에는 홈들(116a,116b,116c)이 형성되어 있어야 한다. Further, when there is a third gas sensing device 100c stacked on the second gas sensing device 100b, a second protrusion 115b is formed on the upper surface of the second base substrate 110b, A third groove 116c may be formed on the lower surface of the third base substrate 110c of the gas sensing device 100c to receive and fix the second protrusion 115b. Also, the stacking order of the first to third gas sensing devices 100a, 110b, and 110c may be changed. For example, if the first gas sensing device 100a is located at the location of the third gas sensing device 100c and the third gas sensing device 100c is located at the location of the first gas sensing device 100a It is possible. For this purpose, protrusions 115a, 115b and 115c are formed on the upper surfaces of the respective base substrates 110a, 110b and 110c and grooves 116a, 116b and 116c are formed on the lower surface.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 2개 이상의 베이스 기판(110a,110b,110c)을 적층함으로써 다양한 가스를 감지할 수 있도록 할 수 있다. As described above, in one embodiment of the present invention, it is possible to detect various gases by stacking two or more base substrates 110a, 110b, and 110c.

편의상 본 발명의 일 실시예에서는 제1 베이스 기판(110a)에 형성되는 돌기(115a)와 홈(116a)을 제1 돌기와 제1 홈이라 명명하고, 제2 베이스 기판(110b)에 형성되는 돌기(115b)와 홈(116b)을 제2 돌기와 제2 홈이라 명명하며, 제3 베이스 기판(110c)에 형성되는 돌기(115c)와 홈(116c)을 제3 돌기와 제3 홈이라 명명하기로 한다. For convenience, the protrusions 115a and the grooves 116a formed on the first base substrate 110a are referred to as first protrusions and first grooves, and the protrusions 115a and 116b formed on the second base substrate 110b 115b and the groove 116b are referred to as a second projection and a second groove and the projections 115c and the groove 116c formed on the third base substrate 110c are referred to as a third projection and a third groove.

이때, 상기 제1 내지 제3층 베이스 기판(110a,110b,110c)은 서로 이격되도록 배치되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 제1 내지 제3 베이스 기판(110a,110b,110c)이 밀착되도록 접촉된다면, 여러 종류의 가스를 감지하고자 하는 본 발명의 목적을 제대로 수행할 수 없게 될 것이다. 이는 제1 내지 제3 센서층(121,122,123)의 경우에도 마찬가지이며, 이러한 경우에는 가장 상측에 배치되는 층에 구비된 센서에 의한 감지가 주로 이루어지고, 하부에 형성되는 다른 층들에 구비되는 센서에 의한 감지는 약하게 이루어질 것이다. At this time, the first to third layer base substrates 110a, 110b, and 110c are preferably spaced apart from each other. If the first to third base substrates 110a, 110b, and 110c are in contact with each other, the object of the present invention to detect various kinds of gases can not be properly performed. This is also true in the case of the first to third sensor layers 121, 122 and 123. In this case, the sensor disposed in the layer disposed on the uppermost side is mainly used for detection, Detection will be weak.

이러한 방식에 의해 다수 개의 가스 감지 장치(100a,100b,100c)가 적층되는 구조를 가질 수 있다. 상기에서는 홈(115a,115b,115c)과 돌기(116a,116b,116c)에 의한 적층 구조를 예시하였으나, 이는 일예에 불과한 것이어서 베이스 기판(110)을 적층할 수 있는 구조이면 특별히 제한되지 않는다. 이때, 상기 홈(115a,115b,115c)과 돌기(116a,116b,116c)는 상기 베이스 기판(110)의 가장자리에 형성되는 것이 바람직하고, 상기 돌기가 일정한 높이를 갖도록 함으로써 가스가 유입될 수 있는 공간을 확보하는 것이 바람직하다. In this way, a plurality of gas sensing devices 100a, 100b, and 100c can be stacked. Although the lamination structure of the grooves 115a, 115b and 115c and the protrusions 116a, 116b and 116c has been illustrated in the above description, the lamination structure is merely an example, and the structure is not particularly limited as long as the structure can laminate the base substrate 110. [ It is preferable that the grooves 115a, 115b and 115c and the protrusions 116a, 116b and 116c are formed at the edge of the base substrate 110. The projections may have a constant height, It is desirable to secure a space.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 내지 제3 베이스 기판(110a,110b,110c)을 적층하는 구조에 대하여 설명하였으나, 표면탄성파 센서(125,126,127)와 이를 제어하는 스위치(130)를 구비하는 다수의 베이스 기판(110a,110b,110c)들을 동일 평면 상에 배치할 수도 있다. 다만, 이러한 경우에는 앞서 설명한 실시예에 비하여 보다 넓은 면적을 차지하게 되어 효율성이 다소 떨어지게 된다. Although the first to third base boards 110a, 110b and 110c are laminated in the embodiment of the present invention, the surface acoustic wave sensors 125, 126 and 127 and the switch 130 for controlling the same A plurality of base substrates 110a, 110b, and 110c may be disposed on the same plane. However, in such a case, a larger area is occupied as compared with the above-described embodiment, and the efficiency is somewhat lowered.

한편, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 센서층(121)에 구비되는 스위치(130)는 상기 제1 탄성표면파 센서(125)의 일측에 형성되고, 상기 제2 센서층(122)에 구비되는 스위치(130)는 상기 제2 탄성표면파 센서(126)의 일측에 형성될 수 있으며, 제3 센서층(123)이 구비되는 경우에는 제3 표면탄성파 센서(127)를 제어하는 스위치(130)가 제3 탄성표면파 센서(127)의 일측에 구비된다. 이는 제1 내지 제3 센서층(121,122,123)이 서로 독립되어 사용될 수 있음을 의미한다. 즉, 제1 내지 제3 센서층(121,122,123)은 각각 독립적으로 사용될 수도 있으며, 제1 센서층(121) 및 제2 센서층(122)이 적층되어 하나의 가스 감지 장치(100)로 사용될 수도 있으며, 감지하고자 하는 가스의 종류가 다수 개인 경우에는 다수의 층들을 단순히 적층함으로써 여러 종류의 가스를 동시에 감지할 수 있는 장점이 있다. Although not shown in detail, in an embodiment of the present invention, the switch 130 provided in the first sensor layer 121 is formed on one side of the first surface acoustic wave sensor 125, The switch 130 provided on the layer 122 may be formed on one side of the second surface acoustic wave sensor 126 and the third surface acoustic wave sensor 127 when the third sensor layer 123 is provided. A switch 130 for controlling the third surface acoustic wave sensor 127 is provided on one side of the third surface acoustic wave sensor 127. This means that the first to third sensor layers 121, 122 and 123 can be used independently of each other. That is, the first to third sensor layers 121, 122 and 123 may be used independently, and the first sensor layer 121 and the second sensor layer 122 may be stacked to be used as one gas sensing device 100 , And when a plurality of kinds of gases to be sensed are present, it is possible to simultaneously detect a plurality of kinds of gases by simply stacking a plurality of layers.

한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층의 센서로 이루어진 가스 감지 장치(100)에서의 센서 구동에 대한 플로우 차트이다. 즉, 다층 센서 구조로 이루어진 구조에 가스가 공급되면 이를 감지하기 위해 맨 위 층에서 맨 아래의 층으로, 또는 맨 아래의 층에서부터 맨 위 층에 위치한 센서들을 순서적으로 구동하여 감지할 수 있도록 하기 위한 구동에 대한 플로우 차트이다. Meanwhile, FIG. 5 is a flowchart for driving the sensor in the gas sensing apparatus 100 including the multi-layer sensor according to an embodiment of the present invention. That is, in order to detect when gas is supplied to the structure of a multi-layered sensor structure, it is necessary to sequentially drive the sensors located at the top layer from the bottom layer to the bottom layer, Fig.

이하에서는 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.The following description will be made with reference to FIG.

각각의 층은 특정가스에만 민감하게 반응하는 물질을 가지고 있으므로 이를 위해 특정 가스만을 선택하여 측정하기 위해서 메뉴상 또는 자동기능의 측정순서를 가진 선택키에 의해 결정된 측정을 원하는 가스의 센서만을 동작시킬 수 있도록 센서의 개수를 설정한다. Each layer has a substance that reacts sensitively to a specific gas. To do so, you can only operate the sensor of the desired gas in the menu or on the measurement determined by the selection key with the measurement sequence of the automatic function The number of sensors is set.

각 가스를 측정할 수 있는 센서의 위치는 센서의 번호로 결정되며 이를 통해서 측정되기 원하는 가스센서의 수를 결정하게 되고 나머지 센서층은 오프(off)되어 반응하지 않도록 한다. 첫 번째 동작되고 있는 센서(n=1)부터 여러층에 존재하는 센서의 (n=2,3,4....) 가스반응성은 주파수 변화(△f out )를 통해서 구동되도록 온(on) 된다(S13). 가스가 들어오기 전에는 모든 주파수 변화는 0으로 설정(S11)되도록 한다. 외부에서 가스가 주입(S12)되면 회로적으로 SAW센서에 전원을 공급하므로 주파수 변화를 감지하도록 측정하는데 이때 측정된 △f n이 △f OUT 보다 크면 이를 기록하고 디스플레이 소자에 값을 변환하여 알리도록 한다.(S14,S15) 동시에 다음층에 존재하는 센서로 전원스위치(130)가 전달되어 측정(S17)을 시작한다. 이를 통해 n번째까지의 측정이 가능한 센서의 채널을 모두 구동하여 주파수 변화를 확인하고 이를 디스플레이나 알람 등의 외부 모니터링 신호로 변환(S16)하도록 한다. 모든 결과가 마쳐지면 센서는 동작을 멈추도록 한다. 모든 결과가 마쳐지면 센서는 동작을 멈추고, 분석을 위해 지속적으로 모니터링을 수행한다.The position of the sensor capable of measuring each gas is determined by the number of the sensor, which determines the number of gas sensors to be measured, and the remaining sensor layer is turned off so as not to react. The first operation is from the sensor (n = 1) with a sensor present in the various layers (n = 2,3,4 ....) the reactive gas is turned on so as to be driven via a frequency shift (△ f out) (on) (S13). Before gas enters, all frequency changes are set to zero (S11). To notify the gas when the injection (S12) because the circuit typically provides power to the SAW sensor to measure to detect change in frequency wherein the measured △ f n is greater than △ f OUT record it and convert the value to the display device from the outside (S14, S15) At the same time, the power switch 130 is transmitted to the sensor in the next layer, and measurement S17 is started. Through this, all the channels of the sensor capable of measuring up to the nth time are driven to check the frequency change and convert it into an external monitoring signal such as a display or an alarm (S16). When all the results are finished, the sensor stops the operation. Once all the results are complete, the sensor will stop and continue monitoring for analysis.

이러한 과정에 의해 챔버 내에 유입된 가스를 측정하기 위한 SAW 센서가 어떤 것인지를 확인할 수 있게 되며, 확인된 SAW 센서로 가스를 감지하게 된다.By this process, it is possible to check the SAW sensor for measuring the gas introduced into the chamber, and the gas is detected by the confirmed SAW sensor.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. The foregoing detailed description should not be construed in all aspects as limiting and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (8)

베이스 기판;
상기 베이스 기판 상에 구비되고 가스를 감지하는 표면탄성파(SAW, surface acoustic wave) 센서를 각각 구비하고 서로 적층되는 다수의 센서층;
상기 표면탄성파 센서를 온/오프(on/off)되도록 제어하는 스위치;
상기 다수의 센서층 중 적어도 하나를 관통하여 상기 베이스 기판까지 연장 형성되어 상기 표면탄성파 센서에 전원을 공급하는 다수의 전극; 및
상기 스위치를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 다수의 센서층은 상기 다수의 전극에 의해 서로 이격 형성되며,
상기 다수의 전극들은 상기 베이스 기판 상에 구비되고, 다수의 관통홀이 형성되는 칩 소켓에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치.
A base substrate;
A plurality of sensor layers provided on the base substrate and each having a surface acoustic wave (SAW) sensor for sensing a gas and stacked on each other;
A switch for controlling the surface acoustic wave sensor to be turned on / off;
A plurality of electrodes extending through at least one of the plurality of sensor layers and extending to the base substrate to supply power to the surface acoustic wave sensor; And
And a control unit for controlling the switch,
Wherein the plurality of sensor layers are spaced from each other by the plurality of electrodes,
Wherein the plurality of electrodes are provided on the base substrate and are electrically connected to a chip socket in which a plurality of through holes are formed.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 다수의 가스층에 형성되는 표면탄성파 센서들은 각각 서로 다른 가스를 감지하는 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the surface acoustic wave sensors formed on the plurality of gas layers each detect a different gas. 제1항에 있어서,
상기 스위치는,
상기 베이스 기판에 구비되고 위치를 가변시킴에 따라 표면탄성파 센서를 온/오프(on/off)되도록 제어하는 센서층이 달라지는 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the switch comprises:
Wherein the sensor layer is provided on the base substrate and controls the on / off state of the surface acoustic wave sensor according to the change of the position of the sensor layer. 제1항에 있어서,
상기 스위치는 상기 각각의 센서층 상에 구비되어 각각의 표면탄성파 센서를 온/오프(on/off)되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the switch is provided on each of the sensor layers to control on / off of each of the surface acoustic wave sensors. 제1항에 있어서,
상기 각각의 센서층에는 동일 가스를 감지하는 다수의 표면탄성파 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치. The method according to claim 1,
Wherein each of the sensor layers is provided with a plurality of surface acoustic wave sensors for sensing the same gas. 제1항에 있어서,
상기 다수의 전극들은 상기 칩 소켓에서부터 상기 센서층까지 형성되며, 상기 다수의 전극들이 형성되는 센서층은 서로 다른 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of electrodes are formed from the chip socket to the sensor layer, and the sensor layers in which the plurality of electrodes are formed are different from each other. 제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 하나의 항의 가스 감지 장치 다수 개를 포함하고,
상기 가스 감지 장치 중 하부에 구비되는 가스 감지 장치의 베이스 기판 상부면에는 돌기가 형성되고, 상기 하부에 구비되는 가스 감지 장치의 상측에 적층되는 가스 감지 장치의 베이스 기판의 하부면에는 홈이 구비되어,
상기 돌기가 홈에 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 가스 감지 장치. 8. A gas sensing device comprising a plurality of gas sensing devices according to any one of claims 1 and 3 to 7,
A protrusion is formed on the upper surface of the base substrate of the gas sensing device provided below the gas sensing device and a groove is formed on the lower surface of the base substrate of the gas sensing device stacked on the lower side of the gas sensing device provided at the lower portion. ,
And the projection is inserted and fixed in the groove.
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