KR101762429B1 - Pressure sensor device and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서로 다른 방향으로 형성된 대기도입구와 유체도입구를 구비하는 하우징; 상기 하우징의 내부공간에 배치되며, 대기가 통과할 수 있도록 관통홀을 구비하는 기판; 및 대기압에 대한 유체의 상대적인 압력을 측정하기 위하여, 상기 관통홀을 덮도록 상기 기판 상에 실장되되, 상부는 상기 유체도입구로부터 유입되는 유체의 압력이 인가되며, 하부는 상기 관통홀을 통하여 대기에 노출되는, 압력센서칩;을 포함하고, 상기 내부공간은 상기 기판을 기준으로 상부 영역과 하부 영역으로 구분되며, 상기 상부 영역은 상기 압력센서칩이 배치되는 제 1 내부영역과 대기가 통과할 수 있는 제 2 내부영역으로 구분되는, 압력센서장치 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention relates to an air conditioner comprising: a housing having an atmospheric air inlet and a fluid inlet formed in different directions; A substrate disposed in an inner space of the housing, the substrate having a through hole through which air can pass; And a pressure sensor for detecting a relative pressure of the fluid with respect to the atmospheric pressure, the pressure being applied to the upper surface of the substrate to cover the through hole, Wherein the inner space is divided into an upper region and a lower region with respect to the substrate, the upper region includes a first inner region in which the pressure sensor chip is disposed, And a second inner region that can be formed by the first and second inner regions.
Description
본 발명은 압력센서장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수위 감지용 압력센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure sensor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a pressure sensor for detecting a water level and a method of manufacturing the same.
일반적으로 세탁기는 세탁조 내로 급수되는 물과 세제의 작용을 이용하여 세탁물의 세탁, 헹굼 및 탈수 등의 과정을 통해 세탁하는 장치로서, 상기 세탁기는 제어부에 기설정된 수위나 사용자가 직접 설정한 수위에 따라 물의 공급량을 적절히 조절할 수 있는 압력센서가 구비되어 있다.In general, a washing machine is an apparatus for washing laundry through washing, rinsing and dewatering processes using the action of water and detergent supplied into the washing tub, and the washing machine is installed in the washing machine according to a predetermined water level A pressure sensor capable of appropriately adjusting the supply amount of water is provided.
상기 압력센서는 수위 감지 대상의 수위 변화에 따른 공기 압력의 변화를 통해 금속 코일과 마그네틱 바가 움직이는 구조로 이의 인덕턴스의 변화를 통해 주파수가 발진하는 원리로 구성된다.The pressure sensor has a structure in which a metal coil and a magnetic bar move through a change in air pressure according to a change in the water level of a water level sensing object, and the frequency is oscillated through a change in inductance thereof.
한편, 최근에는 증기를 분사하여 세탁하는 드럼 세탁기도 상용화되면서 보다 정밀한 수위를 감지하고자 압력센서에 대한 연구가 많이 진행되고 있는 실정이다. 그러나 압력센서는 수 ㎑의 출력 주파수 변화 감도를 가지고 있으며, 비선형적인 2차 곡선의 형태로 출력 값이 변하여 수위를 정밀 감지하지 못하는 문제점이 있다. 또, 과도한 증기의 발생 또는 계속적으로 공급되는 수압에 의하여 내부에 과도한 압력이 발생하게 되어 심한 경우 압력센서의 파손 또는 고장을 가져오는 문제점이 있다.Meanwhile, in recent years, a drum washing machine for spraying steam by spraying steam has also been commercialized, and a lot of researches on pressure sensors have been conducted to detect a more accurate water level. However, the pressure sensor has a sensitivity of changing the output frequency of several kHz, and the output value changes in the form of a nonlinear quadratic curve, which causes a problem that the level can not be precisely detected. Also, there is a problem that excessive pressure is generated due to excessive steam generation or water pressure continuously supplied, resulting in breakage or failure of the pressure sensor in severe cases.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 정밀한 수위를 감지할 수 있으며, 세탁수에 의한 파손을 방지할 수 있는 압력센서장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pressure sensor device capable of sensing a precise level and preventing breakage by washing water and a method of manufacturing the same, . However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.
본 발명의 일 관점에 따르면, 압력센서장치가 제공된다. 상기 압력센서장치는 제 1 관통홀 및 제 2 관통홀을 포함하는 기판과, 상기 기판에 상기 제 1 관통홀의 일측을 덮도록 실장되는, 압력센서칩과, 상기 압력센서칩을 둘러싸고, 서로 다른 면에 형성된 대기도입구와 유체도압구를 포함하는 하우징;을 포함한다. 상기 하우징은, 상기 기판에 결합되어 상기 제 1 관통홀 및 상기 제 2 관통홀을 분리하도록 내부공간을 한정하는 격벽; 상기 격벽 상에 접합된 상부 하우징; 및 상기 기판 또는 상기 격벽의 하부에 접합된 하부 하우징을 포함하고, 상기 제 2 관통홀은 상기 대기도입구와 연통되어, 상기 압력센서칩은 상기 대기도입구를 통한 대기압에 대한 상기 유체도입구를 통한 상기 유체의 상대적인 압력을 측정한다.According to one aspect of the present invention, a pressure sensor device is provided. The pressure sensor device comprising: a substrate including a first through hole and a second through hole; a pressure sensor chip mounted on the substrate to cover one side of the first through hole; And a housing including an air inlet formed in the housing and a fluid guide. The housing includes: a partition wall coupled to the substrate and defining an inner space to separate the first through hole and the second through hole; An upper housing joined on the partition wall; And a lower housing joined to the lower portion of the substrate or the partition wall, wherein the second through hole is in communication with the atmospheric pressure inlet, and the pressure sensor chip is connected to the atmospheric pressure inlet To measure the relative pressure of the fluid.
본 발명의 다른 관점에 따른 압력센서장치는 서로 다른 방향으로 형성된 대기도입구와 유체도입구를 구비하는 하우징; 상기 하우징의 내부공간에 배치되며, 대기가 통과할 수 있도록 관통홀을 구비하는 기판; 및 대기압에 대한 유체의 상대적인 압력을 측정하기 위하여, 상기 관통홀을 덮도록 상기 기판 상에 실장되되, 상부는 상기 유체도입구로부터 유입되는 유체의 압력이 인가되며, 하부는 상기 관통홀을 통하여 대기에 노출되는, 압력센서칩;을 포함하고, 상기 내부공간은 상기 기판을 기준으로 상부 영역과 하부 영역으로 구분되며, 상기 상부 영역은 상기 압력센서칩이 배치되는 제 1 내부영역과 대기가 통과할 수 있는 제 2 내부영역으로 구분될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a pressure sensor device comprising: a housing having an atmospheric gas inlet and a fluid inlet formed in different directions; A substrate disposed in an inner space of the housing, the substrate having a through hole through which air can pass; And a pressure sensor for detecting a relative pressure of the fluid with respect to the atmospheric pressure, the pressure being applied to the upper surface of the substrate to cover the through hole, Wherein the inner space is divided into an upper region and a lower region with respect to the substrate, the upper region includes a first inner region in which the pressure sensor chip is disposed, And a second inner area that can be used as the second inner area.
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 하우징은 상기 기판을 기준으로 상부 하우징과 하부 하우징으로 구분되며, 상기 상부 하우징은 상기 기판과 접하면서 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역을 구분할 수 있는 격벽을 포함할 수 있다.In the pressure sensor device, the housing is divided into an upper housing and a lower housing with respect to the substrate, and the upper housing includes a partition wall which is in contact with the substrate and can distinguish the first region from the second region .
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 제 1 영역 내에 배치되어 상기 압력센서칩을 보호하며, 상기 압력센서칩에서 압력을 측정할 수 있도록 상기 유체의 압력을 전달할 수 있는 압력전달매체를 더 포함할 수 있다.The pressure sensor device may further include a pressure transmission medium disposed in the first region to protect the pressure sensor chip and to transmit pressure of the fluid so as to measure pressure in the pressure sensor chip .
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 대기도입구로부터 유입되는 대기가 이동할 수 있는 공간과 상기 압력전달매체가 형성될 수 있는 공간은 상기 격벽에 의해 구분될 수 있다.In the pressure sensor device, a space through which the air flowing from the airflow inlet can move and a space through which the pressure transmission medium can be formed can be divided by the partition wall.
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 기판의 상면에 상기 격벽이 접합되고, 상기 격벽 상에 상기 상부 하우징이 접합되며, 상기 기판의 하면에 상기 하부 하우징이 접합될 수 있다.In the pressure sensor device, the partition wall is bonded to the upper surface of the substrate, the upper housing is bonded to the partition wall, and the lower housing is bonded to the lower surface of the substrate.
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 하부 하우징은 상기 기판과 접하면서 상기 대기도입구와 연통된 것일 수 있다.In the pressure sensor device, the lower housing may be in contact with the substrate and communicated with the air inlet.
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 대기도입구와 상기 유체도입구는 서로 수직한 방향으로 신장할 수 있다.In the pressure sensor device, the air inlet and the fluid inlet may extend in directions perpendicular to each other.
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 압력전달매체는 상기 유체가 상기 압력센서칩에 직접 닿지 않도록 방수 기능을 가질 수 있다.In the pressure sensor device, the pressure transmission medium may have a waterproof function so that the fluid does not directly touch the pressure sensor chip.
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 압력전달매체는 상기 유체의 압력에 따라 그 형태가 변형될 수 있는 겔(gel)을 포함할 수 있다.In the pressure sensor device, the pressure transmission medium may include a gel that can be deformed according to a pressure of the fluid.
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 압력전달매체는 상기 유체의 압력에 따라 그 형태가 변형될 수 있는 실리콘(Silicone) 또는 에폭시(Epoxy)를 포함할 수 있다.In the pressure sensor device, the pressure transmission medium may include silicone or epoxy, which may be deformed depending on the pressure of the fluid.
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 기판과 상기 압력센서칩은 도전성 리드를 사용함으로써 서로 전기적으로 연결되고, 상기 압력센서칩 및 상기 도전성 리드는 상기 압력전달매체를 이용하여 밀봉될 수 있다.In the pressure sensor device, the substrate and the pressure sensor chip may be electrically connected to each other by using a conductive lead, and the pressure sensor chip and the conductive lead may be sealed using the pressure transmission medium.
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 기판 상에 실장되며, 상기 압력센서칩에서 발생하는 아날로그 신호 출력을 디지털 신호 출력으로 변환하는 집적회로(IC)칩을 포함할 수 있다.The pressure sensor device may include an integrated circuit (IC) chip mounted on the substrate and converting an analog signal output generated from the pressure sensor chip into a digital signal output.
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 대기도입구를 통해 유입된 대기가 상기 제 2 영역을 거쳐 상기 하부 영역으로 이동됨에 따라 상기 관통홀에 의해 노출된 상기 압력센서칩에 대기가 도달할 수 있도록 연통된 구조를 가질 수 있다.In the pressure sensor device, as the atmosphere introduced through the airflow inlet is moved to the lower region through the second region, the pressure sensor device is communicated with the pressure sensor chip so that the atmosphere can reach the pressure sensor chip exposed by the through hole Structure.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 압력센서장치가 제공된다. 상기 압력센서장치는 제 1 관통홀 및 제 2 관통홀을 구비하는 기판; 대기압에 대한 유체의 상대적인 압력을 측정하기 위하여, 상기 제 1 관통홀을 덮도록 상기 기판 상에 실장되되, 하부는 상기 제 1 관통홀을 통하여 대기에 노출되는, 압력센서칩; 상기 압력센서칩을 보호할 수 있도록 상기 기판의 상부면과 접합됨으로써 내부공간을 한정하는 격벽; 상기 격벽 상에 접합되어 상기 압력센서칩의 적어도 일부를 보호할 수 있으며, 서로 다른 방향으로 형성된 대기도입구와 유체도입구를 구비하는 상부 하우징; 및 상기 압력센서칩을 보호하기 위해서 상기 기판의 하부면에 접합됨으로써 상기 대기도입구를 통해 유입된 대기가 상기 제 2 관통홀과 상기 제 1 관통홀을 순차적으로 통과할 수 있도록 통로를 형성하는 하부 하우징;을 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a pressure sensor device is provided. The pressure sensor device comprising: a substrate having a first through hole and a second through hole; Wherein the pressure sensor chip is mounted on the substrate so as to cover the first through hole and the lower portion is exposed to the atmosphere through the first through hole to measure a relative pressure of the fluid with respect to the atmospheric pressure. A partition wall defining an inner space by being joined to an upper surface of the substrate so as to protect the pressure sensor chip; An upper housing coupled to the partition wall to protect at least a portion of the pressure sensor chip, the upper housing having an atmospheric air inlet and a fluid inlet formed in different directions; And a lower portion which is joined to a lower surface of the substrate to protect the pressure sensor chip, thereby forming a passage so that air introduced through the air inlet may sequentially pass through the second through hole and the first through hole, And a housing.
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 내부공간은 상기 격벽을 기준으로 상기 압력센서칩이 배치되는 제 1 영역과 상기 대기가 통과할 수 있는 제 2 영역으로 구분될 수 있다.In the pressure sensor device, the internal space may be divided into a first area in which the pressure sensor chip is disposed and a second area in which the atmosphere can pass, with respect to the partition wall.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 압력센서장치가 제공된다. 상기 압력센서장치는 제 1 관통홀 및 제 2 관통홀을 포함하는 기판; 상기 제 1 관통홀 및 상기 제 2 관통홀이 내부에 배치되도록 상기 기판의 적어도 일부를 둘러싸고, 유체도입구가 형성된 제 1 면 및 대기도입구가 형성된 상기 제 1 면과는 다른 제 2 면을 포함하는 하우징; 및 상기 대기도입구로 인가되는 대기압에 대해 상기 유체도입구로 인가되는 유체의 상대적인 압력을 측정하기 위해 상기 기판 상에 설치된 압력센서칩;을 포함하고, 상기 하우징은 상기 유체도입구에 연통되어 상기 유체의 압력이 인가되는 제 1 내부영역, 상기 대기도입구에 연통되어 상기 대기압이 인가되고 상기 기판 상의 상기 제 1 관통홀 및 제 2 관통홀 사이의 내벽에 의해서 상기 제 1 내부영역과 분리된 제 2 내부영역을 포함하고, 상기 압력센서칩은 상기 제 1 관통홀 상에 설치되어, 일면이 상기 제 1 내부 영역에 배치되고 타면이 상기 제 1 관통홀을 통해서 제 2 내부영역의 대기압을 인가받을 수 있다.According to another aspect of the present invention, a pressure sensor device is provided. The pressure sensor device comprising: a substrate including a first through hole and a second through hole; A first surface on which the fluid inlet is formed and a second surface different from the first surface on which the air inlet is formed, the second surface being surrounded by at least a part of the substrate such that the first through hole and the second through hole are disposed therein ; And a pressure sensor chip mounted on the substrate for measuring a relative pressure of a fluid applied to the fluid inlet with respect to an atmospheric pressure applied to the atmospheric introduction port, the housing communicating with the fluid inlet, A first inner region to which pressure is applied, a second inner portion that is separated from the first inner region by the inner wall between the first through holes and the second through holes on the substrate, And the pressure sensor chip is disposed on the first through hole so that one surface of the pressure sensor chip is disposed in the first inner region and the other surface of the pressure sensor chip is allowed to receive the atmospheric pressure of the second inner region through the first through hole .
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 제 1 면은 상기 하우징의 상면이고, 상기 제 2 면은 상기 하우징의 일측면이고, 상기 유체도입구 및 상기 대기도입구는 상기 기판의 전면 상에 배치될 수 있다.In the pressure sensor device, the first surface may be the upper surface of the housing, the second surface may be one side of the housing, and the fluid conduit inlet and the atmosphere conduit inlet may be disposed on the front surface of the substrate .
상기 압력센서자이에 있어서, 상기 제 1 면과 상기 제 2 면은 서로 수직한 방향일 수 있다.In the pressure sensor jig, the first surface and the second surface may be directions perpendicular to each other.
상기 압력센서장치에 있어서, 상기 압력센서칩을 밀봉하며, 상기 압력센서칩에서 압력을 측정할 수 있도록 상기 유체의 압력을 전달할 수 있는 압력전달매체를 포함할 수 있다.The pressure sensor device may include a pressure transmission medium which seals the pressure sensor chip and can transmit the pressure of the fluid so as to measure pressure in the pressure sensor chip.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 압력센서장치의 제조방법이 제공된다. 상기 압력센서장치의 제조방법은 대기가 통과할 수 있도록 적어도 둘 이상의 관통홀을 구비하는 기판을 준비하는 단계; 대기압에 대한 유체의 상대적인 압력을 측정하기 위하여, 상기 관통홀을 덮도록 상기 기판 상에 실장되되, 하부는 상기 관통홀을 통하여 대기에 노출되도록 압력센서칩을 형성하는 단계; 상기 기판 상에 집적회로(IC)칩을 형성하는 단계; 상기 압력센서칩과 상기 집적회로칩을 보호할 수 있도록 상기 기판과 접하면서 내부공간을 한정하는 격벽을 형성하는 단계; 상기 내부공간에 상기 압력센서칩과 상기 집적회로칩의 적어도 일부를 밀봉할 수 있는 압력전달매체를 형성하는 단계; 상기 기판의 하부에 상기 관통홀에 의해 노출된 상기 압력센서칩을 보호하기 위하여 하부 하우징을 형성하는 단계; 및 서로 다른 방향으로 형성된 대기도입구 및 유체도입구를 구비하는 상부 하우징을 상기 격벽 상에 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a pressure sensor device is provided. The method of manufacturing the pressure sensor device includes: preparing a substrate having at least two through holes so that air can pass therethrough; Forming a pressure sensor chip on the substrate so as to cover the through hole and measuring the relative pressure of the fluid with respect to the atmospheric pressure so that the lower part is exposed to the atmosphere through the through hole; Forming an integrated circuit (IC) chip on the substrate; Forming a partition wall defining an internal space in contact with the substrate to protect the pressure sensor chip and the integrated circuit chip; Forming a pressure transmission medium capable of sealing at least a part of the pressure sensor chip and the integrated circuit chip in the internal space; Forming a lower housing to protect the pressure sensor chip exposed by the through hole at a lower portion of the substrate; And forming an upper housing on the partition wall, the upper housing having an atmospheric inlet and a fluid inlet formed in different directions.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소형화가 가능하며, 정밀한 수위 제어를 통한 물의 절약 및 소비 전력의 절감을 구현할 수 있으며, 세탁수에 의한 파손을 방지할 수 있는 압력센서장치 및 그 제조방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to the embodiment of the present invention described above, it is possible to provide a pressure sensor device capable of realizing miniaturization, saving water and reducing power consumption through precise level control, and preventing breakage by washing water, The manufacturing method can be implemented. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서장치의 구성을 개략적으로 도해하는 도면이다.
도 2a 내지 도 2h는 도 1에 도시된 압력센서장치의 제조방법을 개략적으로 도해하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력센서장치의 구성을 개략적으로 도해하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4i는 도 3에 도시된 압력센서장치의 제조방법을 개략적으로 도해하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압력센서장치의 구성을 개략적으로 도해하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압력센서장치의 구성을 개략적으로 도해하는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압력센서장치의 구성을 개략적으로 도해하는 사시도이다.1 is a schematic diagram illustrating the configuration of a pressure sensor device according to an embodiment of the present invention.
2A to 2H are perspective views schematically illustrating a manufacturing method of the pressure sensor device shown in Fig.
3 is a schematic view illustrating the configuration of a pressure sensor device according to another embodiment of the present invention.
4A to 4I are perspective views schematically illustrating a manufacturing method of the pressure sensor device shown in FIG.
5 is a schematic diagram illustrating the configuration of a pressure sensor device according to another embodiment of the present invention.
6 is a perspective view schematically illustrating the configuration of a pressure sensor device according to another embodiment of the present invention.
7 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a pressure sensor device according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically showing ideal embodiments of the present invention. In the figures, for example, variations in the shape shown may be expected, depending on manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention should not be construed as limited to the particular shapes of the regions shown herein, but should include, for example, changes in shape resulting from manufacturing.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서장치의 구성을 개략적으로 도해하는 도면이다.1 is a schematic diagram illustrating the configuration of a pressure sensor device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서장치(1000)는 기판(100)으로 리드프레임을 사용할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 리드프레임을 기판(100)으로 사용할 경우, 각각의 리드프레임을 연결할 수 있는 별도의 몰딩부(미도시)가 더 포함될 수 있다.Referring to FIG. 1, a
기판(100)은 적어도 둘 이상의 관통홀(102, 104)을 포함할 수 있다. 제 1 관통홀(102)과 제 2 관통홀(104)은 대기가 유입될 수 있는 통로로서, 후술할 상부 하우징(700c)의 대기도입구(210)와 연통될 수 있다.The
대기도입구(210)로 인가되는 대기압에 대해 유체도입구(220)로 인가되는 유체의 상대적인 압력을 측정하기 위해 압력센서칩(200)이 기판(100) 상에 실장될 수 있다. 압력센서칩(200)에 의해서 제 1 관통홀(102)을 덮어 유체도입구(220)로부터 유입되는 유체의 압력이 인가될 수 있다. 압력센서칩(200)의 하부는 제 1 관통홀(102)을 통하여 대기에 노출될 수 있다. 압력센서칩(200)이 기판(100) 상에 실장되기 이전에 압력센서칩(200)이 배치될 영역에 실리콘 패터닝(202)을 형성할 수도 있다. 실리콘 패터닝(202)은 기판(100) 상에 압력센서칩(200)이 고정될 수 있도록 접착제 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 유체는 액체 또는 기체를 모두 포함하며, 압력센서칩(200)은 이미 공지된 기술로서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The
압력센서칩(200)과 동일한 방식으로 압력센서칩(200)에서 발생하는 아날로그 신호 출력을 디지털 신호 출력으로 변환할 수 있는 집적회로(IC)칩(300)이 기판(100) 상에 실장될 수 있다. 여기서, 집적회로(IC)칩(300)은 예를 들어, 아날로그 프론트 엔드부(analog front end)로 이해될 수 있다.An integrated circuit (IC)
기판(100), 압력센서칩(200) 및 집적회로(IC)칩(300) 중 선택된 적어도 어느 둘은 도전성 리드(800)를 사용함으로써 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 압력센서칩(200) 및 집적회로(IC)칩(300)은 각각 도전성 리드(800)를 이용함으로써 와이어본딩 공정을 통해 기판(100)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 압력센서칩(200)과 집적회로(IC)칩(300)도 도전성 리드(800)를 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.At least any two selected from the
한편, 하우징(700)은 격벽(700a), 하부 하우징(700b) 및 상부 하우징(700c)으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 격벽(700a)은 기판(100)의 적어도 일부에 접합될 수 있다. 하부 하우징(700b)은 기판(100)의 하부에 위치하며, 격벽(700a)과 접합될 수 있다. 또, 격벽(700a) 상에 상부 하우징(700c)이 접합될 수 있다. 상부 하우징(700c)은 서로 다른 방향으로 형성된 대기도입구(210)와 유체도입구(220)를 구비할 수 있다.Meanwhile, the
여기에서, 상기 서로 다른 방향은 예를 들어, 제 1 면 및 상기 제 1 면과는 다른 제 2 면을 포함하는 상부 하우징(700c)에서, 상기 제 1 면에 유체도입구(220)가 형성될 수 있으며, 상기 제 2 면에는 대기도입구(210)가 형성된 것일 수 있다. 상기 제 1 면과 상기 제 2 면은 서로 수직한 방향일 수 있으며, 이 때, 상기 제 1 면은 상부 하우징(700c)의 상면이고, 상기 제 2 면은 상부 하우징(700c)의 일측면으로 이해될 수 있으며, 유체도입구(220)와 대기도입구(210)는 모두 기판(100)을 기준으로 기판의 전면 상에 배치될 수 있다.Here, the
상부 하우징(700c)에 구비된 대기도입구(210)와 유체도입구(220)는 예시적으로 서로 수직한 방향으로 형성되었으나, 격벽(700a)의 위치, 크기 및 구조에 따라 서로 다른 방향으로 형성될 수도 있다. 또, 격벽(700a), 하부 하우징(700b) 및 상부 하우징(700c)은 모두 동일한 물질일 수 있으며, 서로 상이한 물질로 구성될 수도 있다.Although the
또한, 상부 하우징(700c)의 일측면에 대기도입구(210)가 형성되어 있다. 대기도입구(210)는 상부 하우징(700c)의 일측면을 관통한 형태로 도시되었으나, 외부기기와 조립될 경우 상기 외부기기의 형상에 따라 유체도입구(220)와 같은 형태로 상부 하우징(700c)의 외부로 돌출되도록 설계될 수도 있다.An
또한, 대기도입구(210)와 유체도입구(220)의 직경은 서로 동일할 수 있으나, 둘 중 어느 하나가 더 크게 제작될 수도 있다. 대기도입구(210)와 유체도입구(220)의 외경은 서로 다를 수 있으며, 이는 외부기기와 연결되는 부분 즉, 결합부위의 형태에 따라서 대기도입구(210)와 유체도입구(220)의 형상이 결정될 수 있다. 반면, 대기도입구(210)와 유체도입구(220)의 크기 및 형성 방향은 소자 내에 배치된 압력센서칩(200)의 위치, 기판(100)에 구비된 관통홀의 위치, 격벽(700a)의 높이 또는 각 센서칩들의 위치 등에 의해서 서로 다른 방향을 갖도록 설계될 수도 있다.Also, the diameters of the
또한, 압력센서장치(1000)는 하우징(700)의 외벽으로 둘러싸인 내부공간을 포함하고 있다. 상기 내부공간은 기판(100)을 기준으로 기판(100)의 상면은 상부 영역으로, 기판(100)의 하면은 하부 영역으로 구분된다. 상기 상부 영역은 상부 하우징(700c)의 내벽에 의해서 압력센서칩(200)이 배치되는 제 1 내부영역과 대기가 통과할 수 있는 제 2 내부영역으로 구분될 수 있다. 상기 제 1 내부영역에는 유체가 이동할 수 있는 유체도입구(220)가 형성되며, 상기 제 2 내부영역에는 대기도입구(210)가 형성될 수 있다.In addition, the
상기 하부 영역은 하부 하우징(700b)에 의해서 구분되는 영역으로서, 대기가 통과할 수 있는 제 1 관통홀(102)과 제 2 관통홀(104)을 커버함으로써 대기가 이동할 수 있는 통로 역할을 수행한다. 반면에, 격벽(700a)의 상부는 상기 제 1 내부영역과 상기 제 2 내부영역으로 구분되도록 상부 하우징(700c)과 접할 수 있다. 상기 제 1 내부영역과 상기 제 2 내부영역으로 구분짓는 상부 하우징(700c)의 내벽과 격벽(700a)의 적어도 일부는 서로 맞닿을 수 있으며, 서로 맞닿는 부분을 기준으로 상기 제 1 내부영역과 상기 제 2 내부영역으로 구분될 수 있다.The lower region is a region defined by the
또한, 격벽(700a)은 기판(100)에 구비된 제 1 관통홀(102) 및 제 2 관통홀(104)가 내부에 배치되도록 기판(100)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 격벽(700a)은 기판(100)과 접하면서 내부공간을 한정함으로써 상기 내부공간 내에 압력전달매체(500)를 정밀하게 형성할 수 있다. 상기 내부공간 내에 압력전달매체(500)를 채워 기판(100)의 적어도 일부와 압력센서칩(200), 집적회로(IC)칩(300) 및 각각의 칩들을 전기적으로 연결시켜주는 도전성 리드(800)들을 밀봉할 수 있다. 여기서, 압력전달매체(500)는 예를 들면, 반도체 IC 및 MEMS 센서의 보호를 위하여 사용하는 실리콘 계열의 재료(영률 값은 0.001GPa 내지 0.05GPa) 또는 에폭시 계열의 재료(영률 값은 2.0GPa 내지 20.0GPa)를 사용할 수 있다. 상기 두 재료 모두 방수기능이 우수하고, 압력전달기능은 실리콘(Silicone) 계열 재료가 에폭시(Epoxy) 계열 재료보다 더 우수하다. 이는 재료들의 영률(young's modulus) 차이에 의해서 결정될 수 있다. 영률 값은 세로축 탄성률을 의미하며, 영률 값이 작을수록 수축이 잘되고, 이는 압력 전달이 잘됨을 의미한다.The
또한, 압력센서칩(200) 상에 구비된 다이어프램(diaphragm, 미도시)에 유체의 압력이 인가됨으로써 전기적인 신호(예를 들어, 주파수 등)를 발생할 수 있도록 압력전달매체(500)는 유동적일 수 있다. 상기 재료들은 상기 다이어프램에 상기 유체의 압력을 전달하는 기능 및 방수기능을 수행할 수 있는 겔 형태의 재료를 사용할 수 있다. 상기 겔은 콜로이드(colloid) 용액이 젤리 모양처럼 일정한 농도 이상으로 고체화된 상태로서, 상기 다이어프램 상에 형성된 압력전달매체(500)는 인가되는 압력에 의해 전해지는 힘이 그대로 상기 다이어프램에 전달될 수 있다.The pressure transmitting medium 500 may be formed of a flexible material such that fluid pressure may be applied to a diaphragm (not shown) provided on the
또한, 상기 다이어프램에 압력이 인가될 수 있도록 압력전달매체(500)는 각 칩들(200, 300)의 표면을 매우 얇게 덮어 형성할 수 있다. 따라서, 압력전달매체(500)는 기기 외부의 수분에 의한 전기적인 결함 또는 과도한 수압으로부터 압력센서칩(200)의 파손을 방지할 수 있다.In addition, the
한편, 리드프레임을 기판(100)으로 사용할 경우, 격벽(700a)과 하부 하우징(700b)은 일체형으로 형성될 수 있다. 이 때, 하부 하우징(700b)이 생략될 수 있다. 격벽(700a)이 하부 하우징(700b)의 기능을 대신 수행함으로써 압력센서칩(200)을 보호하는 기능을 하고, 대기가 이동할 수 있도록 연통된 유체이동경로를 형성한다. 이후에 격벽(700a) 상에 상부 하우징(700c)이 조립되어 소형화가 가능하며, 정밀한 수위 제어를 통해 물을 절약하고 소비전력의 절감 효과를 얻을 수 있는 압력센서장치(1000)를 구현할 수 있다.On the other hand, when the lead frame is used as the
또한, 격벽(700a)은 리드프레임 기판(100)과 일체형으로 몰딩되어 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(700a)은 별도의 몰딩부 대신에 인서트(insert) 사출됨으로써 기판(100)과 일체형으로 형성될 수 있다. 이 때, 기판(100)의 상면에 형성되는 격벽(700a)의 높이는 후술할 압력센서장치들의 격벽(700a)의 높이보다 더 낮게 형성될 수 있다.In addition, the
따라서, 상부 하우징(700c)에 구비된 유체도입구(220) 및 대기도입구(210)로 연통되는 통로는 상대적으로 더 길게 형성될 수 있다. 반면, 다른 기판을 사용한 압력센서장치들과 동일한 크기의 상부 하우징(700c)을 사용할 경우, 격벽(700a)의 높이가 낮게 형성되어 있으므로, 유체도입구(220) 및 대기도입구(210)로 연통되는 통로가 상대적으로 더 짧게 형성될 수도 있다.Accordingly, the passages communicating with the
도 2a 내지 도 2h는 도 1에 도시된 압력센서장치의 제조방법을 개략적으로 도해하는 사시도이다.2A to 2H are perspective views schematically illustrating a manufacturing method of the pressure sensor device shown in Fig.
도 2a 내지 도 2h는 압력센서장치(1000)의 제조공정에 따라 구분된 것으로서, 기판(100), 압력센서칩(200), 집적회로칩(300), 압력전달매체(500) 및 하우징(700)에 대한 상세한 설명은 도 1을 참조하여 상술한 바와 동일하므로 생략한다.2A to 2H are sectional views of the
먼저, 도 2a를 참조하면, 제 1 관통홀(102)과 제 2 관통홀(104)을 포함하는 리드프레임 기판(100)을 준비할 수 있다. 기판(100)으로 리드프레임을 사용할 경우, 각각의 리드프레임을 연결할 수 있는 별도의 몰딩부로 몰딩하는 단계를 포함할 수 있다. 여기에서, 기판(100) 상에 격벽(700a)을 따로 형성하여 접합하지 않고, 격벽(700a)을 복수개의 리드프레임들과 함께 인서트 사출시켜 형성함으로써 별도의 몰딩부 없이 하나의 기판으로 된 것을 사용할 수 있다. 또, 제 1 관통홀(102)과 제 2 관통홀(104)은 대기가 유입될 수 있는 통로로서, 이후에 도 2h를 참조하여 후술할 상부 하우징(700c)의 대기도입구(210)와 연결될 수 있다.First, referring to FIG. 2A, a
도 2b 내지 도 2f를 참조하면, 대기압에 대한 유체의 상대적인 압력을 측정하기 위하여, 제 1 관통홀(102)을 덮도록 기판(100) 상에 실장되되, 하부는 제 1 관통홀(102)을 통하여 대기에 노출되도록 압력센서칩(200)이 형성될 수 있다. 이전에 압력센서칩(200)의 테두리에 압력센서칩(200)의 접착제 기능을 수행할 수 있는 실리콘 패터닝(202)을 형성할 수 있다.2B to 2F, in order to measure the relative pressure of the fluid with respect to the atmospheric pressure, the
또한, 압력센서칩(200)과 동일한 방식으로 기판(100)의 동일면 상에 실장되며, 압력센서칩(200)에서 발생하는 아날로그 신호 출력을 디지털 신호 출력으로 변환하는 집적회로(IC)칩(300)이 형성될 수 있다. 기판(100), 압력센서칩(200) 및 집적회로칩(300)은 도전성 리드(800)들을 사용함으로써 서로 전기적으로 연결될 수 있다.An integrated circuit (IC)
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력센서장치(1000)는 기판(100) 상에 실장되며, 일정한 전압을 유지할 수 있는 레귤레이터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 레귤레이터는 예를 들어, LDO 레귤레이터(Low Dropout Regulator)로 이해될 수 있다. 여기서, 상기 레귤레이터는 센서 및 집적회로의 조합에 따라서 사용되거나 미사용 될 수도 있다. 상기 레귤레이터는 이미 공지된 기술로서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, the
도 2a에 기판(100)의 적어도 일부에 형성된 격벽(700a)에 의해서 구분된 내부공간 내에 압력전달매체(500)를 정밀하게 형성할 수 있다. 상기 내부공간 내에 압력전달매체(500)를 채워 기판(100)의 적어도 일부와 압력센서칩(200), 집적회로칩(300), 레귤레이터(미도시) 및 각각의 칩들을 전기적으로 연결시켜주는 도전성 리드들(800)을 밀봉할 수 있다. The
도 2g 및 도 2h를 참조하면, 기판(100)의 하부에 하부 하우징(700b)을 형성할 수 있다. Referring to FIGS. 2G and 2H, a
먼저, 도 2g를 참조하면, 기판(100)의 하부면에 형성된 격벽(700a)의 일부와 하부 하우징(700b)이 접합될 수 있다. 하부 하우징(700b)은 압력센서장치(1000)에 유입되는 대기가 압력센서칩(200)의 하부에 도달되어 표준압력을 측정할 수 있도록 대기가 이동할 수 있는 통로를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 2G, a part of the
도 2h를 참조하면, 마지막으로 서로 다른 방향으로 형성되어 있으며, 대기가 유입될 수 있는 대기도입구(210) 및 유체가 유입될 수 있는 유체도입구(220)를 구비하는 상부 하우징(700c)이 격벽(700a) 상에 접합함으로써 압력센서장치(1000)를 제조할 수 있다.Referring to FIG. 2H, an
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력센서장치의 구성을 개략적으로 도해하는 도면이다.3 is a schematic view illustrating the configuration of a pressure sensor device according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력센서장치(1100)의 단면도이다. 먼저, 압력센서장치(1100)는 기판(100) 상에 형성된 하우징(700)을 포함할 수 있다. 기판(100)은 예를 들어, 인쇄회로기판(PCB)을 사용할 수 있다. 기판(100)의 상면(100a)과 하면(100b)에는 일반적으로 상기 인쇄회로기판의 레지스트 막이 얇게 형성된 것으로 이해될 수 있다.3 is a cross-sectional view of a
하우징(700)은 격벽(700a), 하부 하우징(700b) 및 상부 하우징(700c)으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 격벽(700a)은 기판(100)의 적어도 일부 상에 접합될 수 있다. 하부 하우징(700b)은 기판(100)의 하부면 중 적어도 일부에 접합될 수 있다. 또, 격벽(700a) 상에 상부 하우징(700c)이 접합될 수 있다. 상부 하우징(700c)은 나란하지 않으며, 서로 다른 방향으로 형성된 대기도입구(210)와 유체도입구(220)를 구비할 수 있다.The
여기에서, 상기 서로 다른 방향은 예를 들어, 제 1 면 및 상기 제 1 면과는 다른 제 2 면을 포함하는 상부 하우징(700c)에서, 상기 제 1 면에 유체도입구(220)가 형성될 수 있으며, 상기 제 2 면에는 대기도입구(210)가 형성된 것일 수 있다. 상기 제 1 면과 상기 제 2 면은 서로 수직한 방향일 수 있으며, 상기 제 1 면은 상부 하우징(700c)의 상면이고, 상기 제 2 면은 상부 하우징(700c)의 일측면으로 이해될 수 있으며, 유체도입구(220)와 대기도입구(210)는 모두 기판(100)을 기준으로 기판의 상면 상에 배치될 수 있다.Here, the
여기서, 압력센서칩(200), 집적회로칩(300) 및 압력전달매체(500)에 대한 상세한 설명은 도 1을 참조하여 상술한 바와 동일하므로 생략한다.Here, the detailed description of the
또한, 하우징(700)은 격벽(700a), 하부 하우징(700b) 및 상부 하우징(700c)을 포함하며, 상기 하우징(700)의 외벽으로 둘러싸인 내부공간을 포함하고 있다. 상기 내부공간은 기판(100)을 기준으로 기판(100)의 상면(100a)은 상부 영역으로, 기판(100)의 하면(100b)은 하부 영역으로 구분된다. 상기 상부 영역은 상부 하우징(700c)의 내부 구조체 즉, 내벽에 의해서 압력센서칩(200)이 배치되는 제 1 내부영역과 대기가 통과할 수 있는 제 2 내부영역으로 구분될 수 있다. 상기 제 1 내부영역에는 유체가 이동할 수 있는 유체도입구(220)가 형성되며, 상기 제 2 내부영역에는 대기도입구(210)가 형성될 수 있다.The
상기 하부 영역은 하부 하우징(700b)에 의해서 구분되는 영역으로서, 대기가 통과할 수 있는 관통홀(102, 104)들을 커버함으로써 대기가 이동할 수 있는 통로 역할을 수행한다. 반면에, 격벽(700a)의 상부는 상기 제 1 내부영역과 상기 제 2 내부영역으로 구분되도록 상부 하우징(700c)과 접할 수 있다. 상기 제 1 내부영역과 상기 제 2 내부영역으로 구분짓는 상부 하우징(700c)의 내부 구조체와 격벽(700a)의 적어도 일부는 서로 맞닿을 수 있으며, 서로 맞닿는 부분을 기준으로 상기 제 1 내부영역과 상기 제 2 내부영역으로 구분될 수 있다. 따라서, 격벽(700a)은 기판(100)의 적어도 일부를 상기 제 1 내부영역과 상기 제 2 내부영역으로 구분시킴으로써 압력전달매체(500)를 압력센서칩(200)이 배치된 상기 제 1 내부영역에 정확하게 채울 수 있다.The lower region is a region defined by the
또한, 압력전달매체(500)를 격벽(700a)에 의해 구분된 내부공간에 매립한 후 기판(100)의 하부에 하부 하우징(700b)을 형성함으로써 대기가 이동할 수 있는 통로를 형성할 수 있다.In addition, a passageway through which the atmosphere can move can be formed by embedding the
격벽(700a)과 하부 하우징(700b)이 접합된 이후에 격벽(700a) 상에 상부 하우징(700c)을 조립하여 압력센서장치(1100)를 형성할 수 있다. 상부 하우징(700c)에 구비된 대기도입구(210)와 유체도입구(220)는 예시적으로 서로 수직한 방향으로 형성되었으나, 격벽의 위치 및 크기에 따라 서로 다른 방향으로 형성될 수도 있다.After the
상술한 바와 같이, 격벽(700a), 하부 하우징(700b) 및 상부 하우징(700c)이 기판 상에 접합되는 방식으로 압력센서장치(1100)를 형성할 수 있다. 기판(100)으로 인쇄회로기판을 사용할 경우, 별도의 몰딩공정 없이 간단하게 압력센서장치(1000)를 형성할 수 있다.As described above, the
또한, 하우징(700)은 유체도입구(220)에 연통되어 유체의 압력이 인가되는 제 1 내부영역, 대기도입구(210)에 연통되어 대기압이 인가되고 기판(100) 상의 제 1 관통홀(102) 및 제 2 관통홀(104) 사이의 내벽에 의해서 상기 제 1 내부영역과 분리된 제 2 내부영역을 포함할 수 있다. 또, 압력센서칩(200)은 제 1 관통홀(102) 상에 설치되어, 일면이 상기 제 1 내부영역에 배치되고 타면이 제 1 관통홀(102)을 통해서 제 2 내부영역의 대기압을 인가받을 수 있는 압력센서장치(1100)를 구현할 수 있다.The
도 4a 내지 도 4i는 도 3에 도시된 압력센서장치의 제조방법을 개략적으로 도해하는 사시도이다.4A to 4I are perspective views schematically illustrating a manufacturing method of the pressure sensor device shown in Fig.
도 4a 내지 도 4i는 압력센서장치(1100)의 제조공정에 따라 구분된 것으로서, 기판(100), 압력센서칩(200), 집적회로칩(300), 압력전달매체(500) 및 하우징(700)에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 바와 동일하므로 생략한다.4A to 4I are sectional views of the
도 4a를 참조하면, 적어도 둘 이상의 관통홀을 구비하는 인쇄회로기판(100)을 준비할 수 있다. 상기 관통홀에는 제 1 관통홀(102)과 제 2 관통홀(104)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4A, a printed
도 4b 및 도 4c를 참조하면, 대기압에 대한 유체의 상대적인 압력을 측정하기 위하여, 제 1 관통홀(102)을 덮도록 기판(100) 상에 실장되되, 상부는 후술할 유체도입구로부터 유입되는 유체의 압력이 인가되며, 하부는 제 1 관통홀(102)을 통하여 대기에 노출되도록 압력센서칩(200)이 형성될 수 있다. 이전에 압력센서칩(200)의 테두리에 압력센서칩(200)이 고정될 수 있도록 접착제 기능을 수행할 수 있는 실리콘 패터닝(202)을 형성할 수 있다.4B and 4C, in order to measure the relative pressure of the fluid with respect to the atmospheric pressure, the
도 4d 및 도 4e를 참조하면, 압력센서칩(200)과 동일한 방식으로 기판(100)의 동일면 상에 실장되며, 압력센서칩(200)에서 발생하는 아날로그 신호 출력을 디지털 신호 출력으로 변환하는 집적회로(IC)칩(300)이 형성될 수 있다. 기판(100), 압력센서칩(200) 및 집적회로칩(300) 중 선택된 적어도 어느 둘은 도전성 리드(800)들을 사용함으로써 서로 전기적으로 연결될 수 있다.4D and 4E, the
도 4f 및 도 4g를 참조하면, 기판(100) 상부면의 적어도 일부에 격벽(700a)이 접합될 수 있다. 격벽(700a)은 기판(100)에 구비된 제 1 관통홀(102) 및 제 2 관통홀(104)가 내부에 배치되도록 기판(100)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 격벽(700a)은 기판(100)과 접하면서 내부공간을 한정함으로써 상기 내부공간 내에 압력전달매체(500)를 정밀하게 형성할 수 있다. 상기 내부공간 내에 압력전달매체(500)를 채워 기판(100)의 적어도 일부와 압력센서칩(200), 집적회로칩(300) 및 각각의 칩들을 전기적으로 연결시켜주는 도전성 리드들(800)을 밀봉할 수 있다. Referring to FIGS. 4F and 4G, the
도 4h 및 도 4i를 참조하면, 기판(100)의 하부에 하부 하우징(700b)을 형성할 수 있다. Referring to FIGS. 4H and 4I, a
먼저, 도 4h를 참조하면, 기판(100)의 하부면 중 적어도 일부에 하부 하우징(700b)이 접합될 수 있다. 하부 하우징(700b)은 압력센서장치에 유입되는 대기가 압력센서칩(200)의 하부에 도달되어 표준압력을 측정할 수 있도록 대기가 이동할 수 있는 통로를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 4H, the
도 4i를 참조하면, 마지막으로 대기가 유입될 수 있는 대기도입구(210) 및 유체가 유입될 수 있는 유체도입구(220)를 구비하는 상부 하우징(700c)이 격벽(700a) 상에 접합함으로써 압력센서장치(1000)를 제조할 수 있다.4I, finally, an
한편, 대기도입구(210)와 유체도입구(220)는 나란하지 않으며, 서로 다른 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 대기도입구(210)와 유체도입구(220)는 서로 수직한 방향으로 신장할 수 있다. 즉, 도 4i에 의하면, 상부 하우징(700c)의 상면 방향으로 유체도입구(220)가 신장되어 있다. 상부 하우징(700c)의 일측면에 대기도입구(210)가 형성되어 있다. 대기도입구(210)는 상부 하우징(700c)의 일측면을 관통한 형태로 도시되었으나, 외부기기와 조립될 경우 상기 외부기기의 형상에 따라 유체도입구(220)와 같은 형태로 상부 하우징(700c)의 외부로 돌출되도록 설계될 수도 있다.On the other hand, the
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압력센서장치의 구성을 개략적으로 도해하는 도면이다.5 is a schematic diagram illustrating the configuration of a pressure sensor device according to another embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 압력센서장치(1200)는 도 3을 참조하여 상술한 압력센서장치(1100)와 그 구조가 거의 유사하나, 격벽(700a)의 높이 또는 상부 하우징(700c)의 내부 구조가 변함에 따라 실시된 예이다. 압력센서칩(200)이 배치된 상기 제 1 내부영역과 대기가 유입되는 통로가 형성된 제 2 내부영역 사이에 형성된 격벽(700a)의 높이가 높을 경우, 대기도입구(210)의 방향은 오른쪽으로 꺾인 구조를 가질 수 있다. 이 때, 상기 제 1 내부영역과 상기 제 2 내부영역은 상부 하우징(700c)에 의해서 구분되지 않고, 격벽(700a)에 의해서 구분된다. 이 경우, 상부 하우징(700c)의 외벽은 격벽(700a)과 결합될 수 있도록 단차가 형성될 수 있다.The
한편, 여기에 도시되지는 않았지만, 상부 하우징(700c)은 유체도입구(220)만을 포함할 수 있으며, 이 경우, 대기도입구(210)는 격벽(700a)의 일측에 형성될 수도 있다. 또, 기판(100)에 대기를 통과할 수 있는 제 2 관통홀(104)이 없다면, 하부 하우징(700b)의 어느 일측에 대기도입구(210)가 형성될 수도 있다.Meanwhile, although not shown, the
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압력센서장치의 구성을 개략적으로 도해하는 사시도이다.6 is a perspective view schematically illustrating the configuration of a pressure sensor device according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 압력센서장치(1300)는 도 1을 참조하여 상술한 압력센서장치(1000)와 내부구조는 동일하나, 상부 하우징(700c)에 구비된 유체도입구(220)의 형상이 다르게 구성된 실시예이다. 유체도입구(220)는 상부 하우징(700c)의 상면을 기준으로 상기 상면과 수직한 방향쪽으로 소정의 각도를 갖고, 비스듬하게 기울어져 형성될 수 있다. 도면에는 예시적으로, 유체도입구(220)의 방향이 대기도입구(210)가 형성된 방향쪽으로 틀어진 구성을 가지나, 예를 들면, 세탁기와 같은 외부장치에서 물이 이동할 수 있는 결합부와 쉽게 결합할 수 있도록 유체도입구(220)의 방향 및 길이가 변경되어 설계될 수 있다.Referring to FIG. 6, the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압력센서장치의 구성을 개략적으로 도해하는 사시도이다.7 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a pressure sensor device according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 압력센서장치(1400)는 도 1을 참조하여 상술한 압력센서장치(1000)와 내부구조가 거의 동일하나, 상부 하우징(700c)에 구비된 유체도입구(220)의 형상이 다르게 구성된 실시예이다. 유체도입구(220)는 상부 하우징(700c)의 어느 일측면에 형성될 수 있다. 이 때, 유체도입구(220)와 대기도입구(210)는 서로 수직한 방향으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7, the
그러나 압력센서장치(1400)의 내부구조에 따라 대기도입구(210)가 형성된 면과 마주보는 반대면 또는 대기도입구(210)가 형성된 동일한 면에 유체도입구(220)가 형성될 수 있다. 경우에 따라 도 6과 같이, 상부 하우징(700c)의 일측면을 기준으로 상부 하우징(700c)의 상면 방향 또는 상기 상면과 나란한 방향으로 비스듬하게 기울어져 외부 장치의 결합부와 결합될 수도 있다.However, depending on the internal structure of the
한편, 도 1 내지 도 7을 참조하여 상술한 압력센서장치들(1000, 1100, 1200, 1300, 1400)은 본 발명의 실시예들에 의한 것으로서, 외부 장치와 용이하게 결합할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 대기도입구(210)와 유체도입구(220)의 방향 및 구조는 상기 장치의 내부구조 및 격벽의 높이 등에 따라 다양한 방향과 형상을 갖도록 설계될 수 있다.Meanwhile, the
상술한 바와 같이, 본 발명은 압력전달매체를 도입함으로써 압력센서칩 및 집적회로칩 등에 대하여 유체 또는 수분에 의한 장치 결함을 방지할 수 있다. 또, 압력센서장치의 부착 형태가 유체도입구가 하부로 가는 형태이므로 압력센서장치의 하부 방수가 상대적으로 취약할 수 있다. 따라서, 방수 기능을 가지면서 외부를 보호할 수 있는 하우징으로 감싸주어 수분에 의한 결함을 방지할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention can prevent a device defect due to fluid or moisture from occurring in a pressure sensor chip, an integrated circuit chip and the like by introducing a pressure transmission medium. In addition, since the mounting form of the pressure sensor device is a shape in which the fluid inlet is downward, the lower waterproofing of the pressure sensor device may be relatively weak. Therefore, it is possible to prevent defects due to moisture by covering the housing with a waterproof function and protecting the outside.
또한, 압력전달매체의 특성이 딱딱한 경화를 하게 되면 센서의 특성이 변화하고, 점도가 낮은 방수겔 형태의 압력전달매체를 고정시키기 위하여 격벽 구조를 도입함으로써 압력센서의 작동을 원활하게 할 수 있다. 또, 각각의 하우징은 분리형 구조로 되어 있으며, 유체도입구와 대기도입구가 서로 나란하지 않으며, 다른 방향으로 형성됨으로써 자동조립 등에 의한 생산성이 우수하며, 구조가 간단하고, 제조공정시 각 센서칩 및 집적회로의 실장이 용이한 압력센서장치를 구현할 수 있다.In addition, when the characteristics of the pressure transmission medium are hardened, the characteristic of the sensor changes, and the operation of the pressure sensor can be smoothly performed by introducing the partition wall structure for fixing the pressure transmitting medium in the form of a waterproof gel having a low viscosity. In addition, each housing has a separate structure, and the fluid inlet and the air inlet are not parallel to each other and are formed in different directions, so that productivity is improved by automatic assembly and the like, and the structure is simple, And a pressure sensor device in which an integrated circuit can be easily mounted.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100 : 기판
102 : 제 1 관통홀
104 : 제 2 관통홀
200 : 압력센서칩
202 : 실리콘 패터닝
210 : 대기도입구
220 : 유체도입구
300 : 집적회로칩
500 : 보호부재
700 : 하우징
700a : 격벽
700b : 하부 하우징
700c : 상부 하우징
800 : 도전성 리드
1000 : 압력센서장치100: substrate
102: first through hole
104: second through hole
200: Pressure sensor chip
202: Silicon patterning
210: Air intake
220: Fluid inlet
300: integrated circuit chip
500: protective member
700: Housing
700a: partition wall
700b: Lower housing
700c: upper housing
800: conductive lead
1000: Pressure sensor device
Claims (10)
상기 제 1 관통홀 및 상기 제 2 관통홀이 내부에 배치되도록 상기 기판의 적어도 일부를 둘러싸고, 유체도입구가 형성된 제 1 면 및 대기도입구가 형성된 상기 제 1 면과는 다른 제 2 면을 포함하는 하우징; 및
상기 대기도입구로 인가되는 대기압에 대해 상기 유체도입구로 인가되는 유체의 상대적인 압력을 측정하기 위해 상기 기판의 상기 제 1 관통홀의 일측에 설치된 압력센서칩;을 포함하고,
상기 하우징은,
상기 기판에 결합되어 상기 제 1 관통홀 및 상기 제 2 관통홀을 분리하도록 내부공간을 한정하는 격벽;
상기 격벽 상에 접합된 상부 하우징; 및
상기 기판 또는 상기 격벽의 하부에 접합된 하부 하우징을 포함하고,
상기 대기도입구를 통해 유입된 대기가 상기 제 2 관통홀을 통과해서 상기 하부 하우징 내로 도입되도록 상기 대기도입구는 상기 제 2 관통홀과 연통된,
압력센서장치.A substrate including a first through hole and a second through hole;
A first surface on which the fluid inlet is formed, and a second surface different from the first surface on which the air inlet is formed, the second surface being surrounded by at least a portion of the substrate such that the first through hole and the second through hole are disposed therein ; And
And a pressure sensor chip provided at one side of the first through hole of the substrate for measuring a relative pressure of fluid applied to the fluid inlet with respect to an atmospheric pressure applied to the atmospheric introduction port,
The housing includes:
A partition wall coupled to the substrate and defining an inner space to separate the first through hole and the second through hole;
An upper housing joined on the partition wall; And
And a lower housing joined to the substrate or the lower portion of the partition,
Wherein the air inlet is communicated with the second through hole so that the air introduced through the air inlet is introduced into the lower housing through the second through hole,
Pressure sensor device.
상기 대기도입구 및 유체도입구는 상기 상부 하우징의 서로 다른 면에 형성되고,
상기 제 1 면은 상기 상부 하우징의 상면이고, 상기 제 2 면은 상기 상부 하우징의 일측면인,
압력센서장치.The method according to claim 1,
The air inlet and the fluid inlet are formed on different surfaces of the upper housing,
Wherein the first surface is an upper surface of the upper housing and the second surface is a side surface of the upper housing,
Pressure sensor device.
상기 유체도입구는 상기 상부 하우징의 외부로 돌출되도록 형성되고,
상기 대기도입구는 상기 상부 하우징의 일측면을 관통한 형태로 형성된,
압력센서장치.The method according to claim 1,
Wherein the fluid guide opening is formed to protrude out of the upper housing,
Wherein the air inlet is formed in a shape penetrating through one side of the upper housing,
Pressure sensor device.
상기 제 1 면과 상기 제 2 면은 서로 수직한 방향인,
압력센서장치.3. The method of claim 2,
Wherein the first surface and the second surface are perpendicular to each other,
Pressure sensor device.
상기 압력센서칩을 밀봉하며, 상기 압력센서칩에서 압력을 측정할 수 있도록 상기 유체의 압력을 전달할 수 있는 압력전달매체를 포함하는,
압력센서장치.The method according to claim 1,
And a pressure delivery medium that seals the pressure sensor chip and is capable of transferring the pressure of the fluid so as to measure pressure in the pressure sensor chip.
Pressure sensor device.
상기 압력전달매체는 상기 유체가 상기 압력센서칩에 직접 닿지 않도록 방수 기능을 가지는,
압력센서장치.6. The method of claim 5,
Wherein the pressure transmitting medium has a waterproof function so that the fluid does not directly touch the pressure sensor chip,
Pressure sensor device.
상기 기판에 실장되며, 상기 압력센서칩에서 발생하는 아날로그 신호 출력을 디지털 신호 출력으로 변환하는 집적회로(IC)칩을 포함하는,
압력센서장치.The method according to claim 1,
And an integrated circuit (IC) chip mounted on the substrate for converting the analog signal output generated by the pressure sensor chip into a digital signal output.
Pressure sensor device.
상기 내부공간은 상기 격벽을 기준으로 상기 유체도입구에 연통되어 상기 유체의 압력이 인가되는 제 1 내부영역과 상기 대기도입구에 연통되어 상기 대기압이 인가되는 제 2 내부영역으로 구분되는,
압력센서장치.The method according to claim 1,
Wherein the inner space is divided into a first inner area in which the fluid pressure is applied to the fluid inlet and a second inner area in which the atmospheric pressure is applied,
Pressure sensor device.
상기 기판은 리드프레임을 포함하는,
압력센서장치.The method according to claim 1,
Wherein the substrate comprises a lead frame,
Pressure sensor device.
상기 기판은 인쇄회로기판을 포함하는,
압력센서장치.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate comprises a printed circuit board,
Pressure sensor device.
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