KR101939914B1 - 가스센서 패키지 및 그의 조립방법 - Google Patents

가스센서 패키지 및 그의 조립방법 Download PDF

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전시욱
장인석
김재필
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Abstract

본 발명은 가스센서 패키지 및 그의 조립방법에 관한 것으로, 가스센서 패키지는 상면에 전극패턴이 형성되며, 상기 상면으로부터 돌출되고 상호 이격된 다수의 칩본딩부가 형성된 제1기판; 상기 다수의 칩본딩부에 실장된 반도체식 가스센서칩; 상기 반도체식 가스센서칩과 상기 전극패턴을 전기적으로 연결하는 전기연결부; 상기 제1기판의 저면에 접착되는 제2기판; 및 상기 제1기판의 상면에 접착되고, 다수의 가스유통공이 형성된 가스 유통 캡;을 포함한다.

Description

가스센서 패키지 및 그의 조립방법{Gas sensor package and assembling method thereof}
본 발명은 가스센서 패키지 및 그의 조립방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 제1기판의 상면으로부터 돌출된 다수의 칩본딩부에 반도체식 가스센서칩을 실장하여 히터전극에서 발생된 열의 손실을 감소하고, 제1기판의 다수의 칩본딩부 내측에 제1관통홀을 형성하고 제1기판의 저면에 제2기판을 접착하여 유입된 가스가 머무를 수 있는 공간을 형성하여 높은 가스 흡착률로 감지효율을 극대화할 수 있는 가스센서 패키지 및 그의 조립방법을 제공하는 데 있다.
가스센서는 가스를 검출하는 센서로서, 가스센서는 가스의 종류, 농도에 따라 검출방법이 다르기 때문에 접촉연소식 가스센서, 반도체식 가스센서, 세라믹 가스센서 등 다양한 종류가 있다.
특히, 산화물을 이용하는 반도체식 가스센서는 다른 방식의 가스센서에 비해 가스에 대한 감도가 높고 빠른 응답 속도를 가지며 제작이 용이할 뿐 아니라 적당한 촉매제의 첨가로 특정가스에 대한 선택성의 부여가 가능하다는 장점이 있다.
이러한 반도체식 가스센서는 유해가스가 산화물 반도체의 감지막 표면에 노출되면 흡착 및 탈리에 의한 산화물 표면에서의 전기전도성이 변하는 성질을 이용한 것이며, 유해가스를 검출하기 위해서는 감지막을 이루는 감지물질의 온도를 300℃ 이상으로 균일하게 유지시켜야 한다.
따라서, 감지막을 일정 온도 이상으로 유지하기 위한 히터가 필요하다.
한국 공개특허공보 제10-2015-0131709호(특허문헌 1)에는 다수의 금속패턴을 포함하는 기판; 상기 기판에 실장되는 가스센싱소자; 및 상기 기판에 실장되어 상기 가스센싱소자의 출력방식을 변경하는 출력변경부;를 포함하는 가스센서 패키지가 개시되어 있다.
특허문헌 1의 가스센서 패키지는 출력변경부를 마련하여 저항출력방식을 전압출력방식으로 전환할 수 있도록 하여 센싱물질에 저항변화값을 보상하여 일정한 초기 전압값을 가질 수 있도록 하는 장점이 있으나, 커버모듈의 수용공간의 기판 영역에 가스센싱소자 및 출력변경부가 존재하여 커버모듈의 가스이동홀로 유입되는 가스가 넓은 커버모듈의 수용공간으로 흩어지게 되어 가스 감지 효율이 저하되는 단점이 있다.
: 한국 공개특허공보 제10-2015-0131709호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 가스 감지효율을 향상시킬 수 있는 가스센서 패키지 및 그의 조립방법을 제공하는데 있다.
상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 의한 가스센서 패키지는, 상면에 전극패턴이 형성되며, 상기 상면으로부터 돌출되고 상호 이격된 다수의 칩본딩부가 형성된 제1기판; 상기 다수의 칩본딩부에 실장된 반도체식 가스센서칩; 상기 반도체식 가스센서칩과 상기 전극패턴을 전기적으로 연결하는 전기연결부; 상기 제1기판의 저면에 접착되는 제2기판; 및 상기 제1기판의 상면에 접착되고, 다수의 가스유통공이 형성된 가스 유통 캡;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제1기판의 다수의 칩본딩부 내측에 형성된 제1관통홀을 더 포함하고, 상기 제1기판의 제1관통홀에 저면이 대향되도록 상기 반도체식 가스센서칩이 상기 다수의 칩본딩부에 실장되어 있고, 상기 제1기판의 저면에 상기 제2기판이 접착되어 상기 제1관통홀의 하측방향이 밀봉되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 가스 유통 캡은, 상기 제1기판 상면에 접착되고, 상기 반도체식 가스센서칩을 내측에 위치하는 제2관통홀이 형성된 지지부; 및 상기 지지부에 접착되고, 상기 다수의 가스유통공이 형성된 가스 유통 필름;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명은 상기 가스 유통 필름은 5~20㎛ 크기의 다수의 가스유통공이 형성된 필름인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 가스 유통 필름은 다공성 금속 기판, 다공성 실리콘 박막, 산화알루미늄 다공성 박막 중 하나로 구현된 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 지지부는, 하측폭이 상측폭보다 좁고 측벽이 곡면으로 이루어진 제2관통홀이 형성되고, 상기 제1기판 상면 가장자리에 접착되는 가스흐름 유도 가이드부인 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명은 상기 제1기판은 BT레진, 세라믹, 금속 중 하나의 소재로 제조된 제1기판 구조물에 전극패턴이 형성된 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 가스센서 패키지의 조립방법은, a) 제1관통홀이 형성되고, 상면에 전극패턴이 형성되며, 상기 상면으로부터 돌출되고 상호 이격된 다수의 칩본딩부가 형성된 제1기판을 제조하는 단계; b) 상기 제1관통홀의 하측방향을 밀봉하기 위하여, 상기 제1기판의 저면에 제2기판을 접착하는 단계; c) 상기 제1기판의 제1관통홀에 반도체식 가스센서칩의 저면이 대향되도록 하여 상기 다수의 칩본딩부에 상기 반도체식 가스센서칩을 본딩하는 단계; d) 상기 반도체식 가스센서칩과 상기 전극패턴을 전기적으로 연결하는 단계; 및 e) 다수의 가스유통공이 형성된 가스 유통 캡을 상기 제1기판의 상면에 접착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 가스센서 패키지의 조립방법은, a) 제1관통홀이 형성되고, 상면에 전극패턴이 형성되며, 상기 상면으로부터 돌출되고 상호 이격된 다수의 칩본딩부가 형성된 제1기판을 제조하는 단계; b) 상기 제1관통홀의 하측방향을 밀봉하기 위하여, 상기 제1기판의 저면에 제2기판을 접착하는 단계; c) 상기 제1기판의 제1관통홀에 반도체식 가스센서칩의 저면이 대향되도록 하여 상기 다수의 칩본딩부에 상기 반도체식 가스센서칩을 본딩하는 단계; d) 상기 반도체식 가스센서칩과 상기 전극패턴을 전기적으로 연결하는 단계; e) 하측폭이 상측폭보다 좁고 측벽이 곡면으로 이루어진 제2관통홀이 형성된 가스흐름 유도 가이드부를 상기 제1기판의 상면에 접착하는 단계; 및 f) 상기 가스흐름 유도 가이드부에 다수의 가스유통공이 형성된 가스 유통 필름을 접착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다수의 가스유통공의 크기는 5~20㎛이고, 상기 곡면은 상기 제2관통홀의 중심영역 방향으로 오목하거나 볼록하게 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제1기판의 상면으로부터 돌출된 다수의 칩본딩부에 반도체식 가스센서칩을 본딩하여 실장함으로써, 반도체식 가스센서칩의 히터전극에서 발생된 열의 손실을 현저하게 감소시켜 최적화된 히팅 온도를 감지막에 부여하여 가스 감지효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 제1기판의 다수의 칩본딩부 내측에 제1관통홀을 형성하고, 제1기판의 저면에 제2기판을 접착함으로써, 제1관통홀의 하측방향이 밀봉되어 유입된 가스가 가스센서칩의 상면뿐만 아니라 하면에도 머물러 있음으로써, 가스센서칩의 상면 및 하면에 존재하는 풍부한 가스로 감지막에서 가스 흡착 확률을 높이게 되어 감지효율을 극대화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스센서 패키지의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 가스센서 패키지에 적용된 제1기판의 평면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 가스센서 패키지의 단면도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따라 적용된 가스 유통 필름의 일례 사진도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따라 적용된 가스 유통 필름의 다른예 사진도,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 가스센서 패키지의 단면도,
도 7은 도 6의 가스센서 패키지에서 가스 유통 필름이 가스흐름 유도 가이드부 상면에 접착된 상태를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 가스센서 패키지의 가스흐름 유도 가이드부가 오목한 곡면의 측벽을 가지는 상태를 도시한 단면도,
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 가스센서 패키지의 가스흐름 유도 가이드부가 볼록한 곡면의 측벽을 가지는 상태를 도시한 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 가스센서 패키지의 가스 유통 필름에 지지용 필름이 적층된 상태를 도시한 단면도,
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스센서 패키지의 조립방법의 흐름도,
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 가스센서 패키지의 조립방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스센서 패키지의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 가스센서 패키지는 제1관통홀(110)이 형성되고, 상면에 전극패턴(미도시)이 형성되며, 상기 상면으로부터 돌출되고 상호 이격된 다수의 칩본딩부(120)가 형성된 제1기판(100); 상기 제1기판(100)의 제1관통홀(110)에 저면이 대향되도록 하여 상기 다수의 칩본딩부(120)에 실장된 반도체식 가스센서칩(150); 상기 반도체식 가스센서칩(150)과 상기 전극패턴을 전기적으로 연결하는 전기연결부(130); 상기 제1기판(100)의 저면에 접착되어 상기 제1관통홀(110)의 하측방향을 밀봉하는 제2기판(180); 상기 제1기판(100)의 상면에 접착되고, 다수의 가스유통공(221)이 형성된 가스 유통 캡(200);을 포함하여 구성된다.
이런 본 발명에 의한 가스센서 패키지는 제1기판(100)의 상면으로부터 돌출된 다수의 칩본딩부(120)에 반도체식 가스센서칩(150)을 본딩하여 실장함으로써, 반도체식 가스센서칩(150)의 히터전극에서 발생된 열이 제1기판(100)을 통하여 빠져나가는 것을 최소화하여 가스센서의 감지효율을 향상시킬 수 있다.
즉, 반도체식 가스센서칩(150)은 다수의 칩본딩부(120)에 본딩되어 있어, 반도체식 가스센서칩(150)의 히터전극에서 발생된 열이 국부적으로 작은 크기의 다수의 칩본딩부(120)를 통해서만 손실됨으로, 히터전극에서 발생된 열의 손실을 현저하게 감소시켜 최적화된 히팅 온도를 감지막에 부여하여 가스 감지효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
한편, 반도체식 가스센서칩(150)의 상면에는 감지막이 위치되는데, 가스 유통 캡(200)의 다수의 가스유통공(210)으로 유입된 가스는 감지막에 반도체식 가스센서칩(150)의 상면에 위치된 감지막에 흡착되거나, 또는 흡착되지 않은 상태로 존재하다가 다수의 가스유통공(210)을 통하여 외부로 빠져나갈 수 있다.
여기서, 본 발명에서는 가스 센서 패키지의 혁신적인 구조를 채용하여, 가스센서칩의 상면에 위치된 감지막에서 다수의 가스유통공(210)으로 유입된 가스의 흡착량을 증가시켜 감지효율을 우수하게 하는 것이다.
즉, 본 발명의 가스 센서 패키지 구조는 제1기판(100)의 다수의 칩본딩부(120) 내측에 제1관통홀(110)을 형성하고, 제1기판(100)의 저면에 제2기판(180)을 접착함으로써, 제1관통홀(110)의 하측방향이 밀봉되어 제1관통홀(110)은 '홈'으로 구현된다.
이로써, 다수의 칩본딩부(120)에 반도체식 가스센서칩(150)이 본딩된 상태에서 반도체식 가스센서칩(150)의 하면에 대향하는 제1관통홀(110) 영역은 가스가 머무를 수 있는 공간부의 역할을 수행하여, 다수의 가스유통공(210)으로 유입된 가스가 가스센서칩의 상면뿐만 아니라 하면에도 머물러 있음으로써, 가스센서칩의 상면 및 하면에서 풍부한 가스를 감지막으로 공급할 수 있으므로, 감지막에서 가스 흡착 확률을 높이게 되어 감지효율을 극대화할 수 있는 구조적인 특징을 가진다.
이런 반도체식 가스센서칩(150)은 산화성 가스 또는 환원성 가스와의 접촉을 통해 감지막의 전도성 변화로 가스를 감지한다.
즉, 반도체식 가스센서칩(150)은 히터전극, 감지막, 감지전극을 구비하고, 히터전극은 전원이 인가되면 두께와 길이에 따른 저항에 의해 발열을 하게 되고, 발생된 열은 감지막으로 전달되어 감지막을 승온시킨다.
승온된 감지막은 유입되는 가스에 대해 화학적 흡착 또는 탈착 반응이 원활하게 수행하면서 감지막에 저항변화가 발생되고, 감지막의 저항변화를 감지전극에서 측정함으로써, 가스 감지가 이루어진다.
여기서, 히터전극은 금(Au), 텅스텐(W), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd) 등의 금속, 실리콘, 전도성 금속 산화물 등을 사용할 수 있고, 감지막은 가스를 흡착하여 저항 변화가 일어나는 소재를 사용하며, 산화물 반도체(SnO2, ZnO, WO3, Fe2O3 등)에 촉매류(Pt, Pd, Ag, Ni 등)가 첨가된 조성 물질로 형성된다.
그리고, 감지전극은 금속 또는 전도성 금속 산화물로 사용할 수 있다.
제1기판(100)은 제1관통홀(110)이 형성되어 있고 상면에 전극패턴이 형성되어 있고, 반도체식 가스센서칩(150)이 실장된다. 그리고, 반도체식 가스센서칩(150)과 전극패턴은 전기적으로 연결된다.
즉, 반도체식 가스센서칩(150)의 히터전극은 전극패턴과 연결되어 전원을 공급받으며, 감지전극도 전극패턴과 연결되어 감지전극에서 감지된 감지신호를 분석장치로 송신한다.
그리고, 전기연결부(130)는 와이어 또는 도전성 리본으로, 반도체식 가스센서칩(150)과 전극패턴을 와이어 본딩하거나 또는 도전성 리본으로 전기적 연결할 수 있다.
제2기판(180)은 제1기판(100)의 저면에 접착되어 제1관통홀(110)의 하측방향을 밀봉하여 유입된 가스가 제1기판(100)의 제1관통홀(110)을 통하여 외부로 유출되어 감지효율이 저하되는 것을 방지할 수 있음과 동시에 가스가 머무를 수 있는 공간부의 역할을 수행한다.
도 2는 본 발명에 따른 가스센서 패키지에 적용된 제1기판의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 상술한 설명과 같이, 제1기판(100)은 가스센서의 감지효율을 증가시키기 위한 기본적인 특징으로 상면에 상호 이격된 다수의 칩본딩부(120)가 형성되어 있다.
그리고, 본 발명에서는 제1기판(100)의 다수의 칩본딩부(120)에 실장된 반도체식 가스센서칩(150)의 하면에 대향하는 영역에, 제1 및 제2기판(180)의 접착으로 형성된 공간부(즉, 제1관통홀(110) 영역)를 마련하여, 가스가 채워져서 머무르게 함으로써, 감지효율을 더욱 증대할 수 있는 것이다.
이에 따라, 제1기판(100)은 구조적으로, 상면에 상호 이격된 다수의 칩본딩부(120) 구비할 수 있고, 다수의 칩본딩부(120) 내측에 제1관통홀(110) 영역이 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 가스센서 패키지의 단면도이다.
도 1에서는 가스 유통 캡(200)의 구조가 모자와 같은 캡 형상인데, 본 발명의 제2실시예에 따른 가스센서 패키지는 도 3과 같이, 가스 유통 캡(200)의 구조를 제1기판(100) 상면에 접착되고, 반도체식 가스센서칩(150)을 내측에 위치하는 제2관통홀(231)이 형성된 지지부(210); 및 상기 지지부(210)에 접착되고, 다수의 가스유통공(221)이 형성된 가스 유통 필름(220);으로 구현하는 것이다.
여기서, 가스 유통 필름(220)은 5~20㎛ 크기의 다수의 가스유통공(221)이 형성된 필름으로 구현할 수 있다. 여기서, 다수의 가스유통공(221)은 필름에 균일하게 배열된 상태로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 다수의 가스유통공(221)의 크기는 5~20㎛이므로, 수분, 이물질, 분진, 먼지 등을 통과하지 못하여 감지막의 오염을 방지하여 감지효율을 높일 수 있다.
이때, 다수의 가스유통공(221)의 크기가 5㎛미만인 경우, 가스유통공(221)의 크기가 미세하여 가스유통공(221)을 형성하는 공정에서 막힌 가스유통공(221)이 형성될 수 있고 가스유통공(221)을 균일화시킬 수 없는 단점이 있다.
그리고, 다수의 가스유통공(221)의 크기가 20㎛ 초과하는 경우, 미세한 수분, 이물질, 분진, 먼지가 가스유통공(221)을 통과될 수 있어, 감지효율이 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명에서는 다수의 가스유통공(221)을 가지는 가스 유통 필름(220)을 다공성 금속 기판, 다공성 실리콘 박막, 산화알루미늄 다공성 박막 중 하나로 구현할 수 있다.
실리콘 박막 및 산화알루미늄 박막을 에칭하여, 다수의 가스유통공(221)을 균일하게 형성할 수 있다.
즉, 도 4a 및 도 4b와 같은 다공성 실리콘 박막을 제조할 수 있고, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같은 산화알루미늄 다공성 박막을 제조할 수 있다.
이러한 가스 유통 필름(220)의 두께는 다수의 가스유통공(221)을 에칭 공정으로 원활하게 형성하기 위하여, 50㎛ 미만인 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 가스센서 패키지의 단면도이다.
본 발명의 제3실시예에 따른 가스센서 패키지는 도 3의 제2실시예에 따른 가스센서 패키지에 적용된 가스 유통 필름(220)을 지지하는 지지부(210)를 유입되는 가스의 흐름을 변경시켜 반도체식 가스센서칩(150)으로 모일 수 있도록 하는 가스흐름 유도 가이드부(230)로 구현하는 것이다.
즉, 가스흐름 유도 가이드부(230)는 도 6에 도시된 바와 같이, 하측폭(W2)이 상측폭(W1)보다 좁고 측벽이 곡면으로 이루어진 제2관통홀(231)이 형성되어 있다.
이런 가스흐름 유도 가이드부(230)는 제1기판(100) 상면 가장자리에 접착되어 반도체식 가스센서칩(150)을 제2관통홀(231) 내측에 위치시킨다.
여기서, 가스 유통 필름(220)은 도 6과 같이, 제2관통홀(231)의 측벽 상단에 고정되거나, 도 7과 같이, 가스흐름 유도 가이드부(230) 상면에 접착된다.
도 7의 구조인 경우, 가스 유통 필름(220)의 다수의 가스유통공(221)은 가스흐름 유도 가이드부(230)의 제2관통홀(231)에 대향되는 영역에만 형성할 수 있다.
그리고, 가스흐름 유도 가이드부(230)의 곡면은 제2관통홀(231)의 중심영역 방향으로 오목하거나 볼록하게 형성할 수 있다.
즉, 도 8 및 도 9와 같이, 가스흐름 유도 가이드부(230)의 측벽이 오목한 곡면(231a) 및 볼록한 곡면(231b)으로 이루어진 경우, 가스 유통 필름(220)의 다수의 가스유통공(221)으로 유입된 가스는 가스흐름 유도 가이드부(230)의 오목한 곡면 (231a) 및 볼록한 곡면(231b)으로 이루어진 측벽에서 흐름이 변경되어 반도체식 가스센서칩(150)으로 모아지게 됨으로써, 반도체식 가스센서칩(150)의 감지막에서 가스를 감지하는 속도를 빠르게 하여 가스감지 능력을 높일 수 있는 것이다.
이런 가스흐름 유도 가이드부(230)는 세라믹 소재로 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 다공성 금속 기판, 다공성 실리콘 박막, 산화알루미늄 다공성 박막 중 하나로 이루어진 다수의 가스유통공(221)을 가지는 가스 유통 필름(220)에 다수의 가스유통공(221)보다 큰 크기를 가지는 다수의 확대크기 가스유통공(225a)이 형성된 지지용 필름(225)을 적층할 수 있다.
여기서, 다수의 확대크기 가스유통공(225a)의 크기는 다수의 가스유통공(221)의 크기보다 10 ~ 1000배 크게 설계하거나, 또는 다수의 확대크기 가스유통공(225a)의 크기를 100㎛ 이상으로 설계할 수 있다.
그리고, 가스 유통 필름(220)과 지지용 필름(225)의 적층구조는 패키지 측면에서, 가스 유통 필름(220)이 외기에 접하고, 지지용 필름(225)은 반도체식 가스센서칩(150)에 대향되는 것이, 오염물의 침투를 근본적으로 차단할 수 있다.
이러한 지지용 필름(225)은 가스 유통 필름(220)보다 두께가 더 두껍게 하여, 지지용 필름(225)의 취급성을 보완할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 지지용 필름(225)/가스 유통 필름(220)/지지용 필름(225)의 적층구조로 구현할 수도 있다. 이경우, 한쌍의 지지용 필름(225) 사이에 가스 유통 필름(220)이 개재된 샌드위치 구조로, 단일의 가스 유통 필름(220)보다 취급성 및 내구성을 증대시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스센서 패키지의 조립방법의 흐름도이고, 도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 가스센서 패키지의 조립방법의 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 가스센서 패키지의 조립방법은 제1실시예에 따른 가스센서 패키지를 조립하기 위한 것으로, 먼저, 제1관통홀이 형성되고, 상면에 전극패턴이 형성되며, 상기 상면으로부터 돌출되고 상호 이격된 다수의 칩본딩부가 형성된 제1기판을 제조한다(S100).
이어서, 상기 제1관통홀의 하측방향을 밀봉하기 위하여, 상기 제1기판의 저면에 제2기판을 접착하고(S110), 상기 제1기판의 제1관통홀에 반도체식 가스센서칩의 저면이 대향되도록 하여 상기 다수의 칩본딩부에 상기 반도체식 가스센서칩을 본딩한다(S120).
그후, 상기 반도체식 가스센서칩과 상기 전극패턴을 전기적으로 연결하고(S130), 그다음, 다수의 가스유통공이 형성된 가스 유통 캡을 상기 제1기판의 상면에 접착한다(S140).
그리고, 도 12를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 가스센서 패키지의 조립방법은 제3실시예에 따른 가스센서 패키지를 조립하기 위한 것으로, 가스 유통 캡은 가스흐름 유도 가이드부 및 가스 유통 필름으로 구성되고, 상술한 도 10의 방법의 'S100'~'S130'단계와 동일한 'S200'~'S230'단계를 수행한 후, 도 10의 다수의 가스유통공이 형성된 가스 유통 캡을 상기 제1기판의 상면에 접착하는 'S140'단계를 가스흐름 유도 가이드부를 상기 제1기판의 상면에 접착하고(S240), 상기 가스흐름 유도 가이드부에 가스 유통 필름을 접착(S250)하여 구현하는 것이다.
상술한 방법에서, 제조되는 제1기판은 BT레진, 세라믹, 금속 중 하나의 소재로 제조될 수 있다.
즉, 제1관통홀이 형성되고, 상면으로부터 돌출되고 상호 이격된 다수의 칩본딩부가 형성된 구조의 제1기판은 첫째로, 다수의 BT레진층을 적층한 후 에칭공정을 수행하여 제조하고, 둘째로, 금속 필름을 기계 가공을 수행하여 제조하고, 셋째로, 다수의 세라믹 박막을 적층하여 제1관통홀을 펀칭하여 형성한 후 소결한 다음, 소결된 세라믹 소재로 이루어진 다수의 칩본딩부를 해당 영역에 본딩하여 제조할 수 있다.
이와 같이, 제조된 제1기판 구조물에 전극패턴을 형성하는 것이다. 물론, 전기전도성을 가지는 금속으로 이루어진 제1기판 구조물에는 절연막을 형성하고 전극패턴을 형성한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100: 제1기판 110: 제1관통홀
120: 칩본딩부 130: 전기연결부
150: 반도체식 가스센서칩 180: 제2기판
200: 가스 유통 캡 210: 지지부
220: 가스 유통 필름 221,225a: 가스 유통공
225: 지지용 필름 230: 가스흐름 유도 가이드부
231: 제2관통홀

Claims (11)

  1. 상면에 전극패턴이 형성되며, 유입된 가스가 반도체식 가스센서칩의 상면 및 하면에 흡착되도록 상기 상면으로부터 돌출되고 상호 이격된 다수의 칩본딩부가 형성된 제1기판;
    상기 제1기판의 다수의 칩본딩부 내측에 형성되고, 상기 유입된 가스가 반도체식 가스센서칩의 하면에 머물도록 공간을 형성하는 제1관통홀;
    상기 제1기판의 제1관통홀에 저면이 대향되도록 상기 다수의 칩본딩부에 실장된 반도체식 가스센서칩;
    상기 반도체식 가스센서칩과 상기 전극패턴을 전기적으로 연결하는 전기연결부;
    상기 제1관통홀의 하측방향을 밀봉하여 유입된 가스가 상기 제1 관통홀을 통해 외부로 유출되는 것을 방지하고, 상기 유입된 가스가 머무를 수 있는 공간부가 형성되도록 상기 제1기판의 저면에 접착되는 제2기판; 및
    상기 제1기판의 상면에 접착되고, 다수의 가스유통공이 형성된 가스 유통 캡;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스 유통 캡은,
    상기 제1기판 상면에 접착되고, 상기 반도체식 가스센서칩을 내측에 위치하는 제2관통홀이 형성된 지지부; 및
    상기 지지부에 접착되고, 상기 다수의 가스유통공이 형성된 가스 유통 필름;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가스 유통 필름은 5~20㎛ 크기의 다수의 가스유통공이 형성된 필름인 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가스 유통 필름은 다공성 금속 기판, 다공성 실리콘 박막, 산화알루미늄 다공성 박막 중 하나로 구현된 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 지지부는,
    하측폭이 상측폭보다 좁고 측벽이 곡면으로 이루어진 제2관통홀이 형성되고, 상기 제1기판 상면 가장자리에 접착되는 가스흐름 유도 가이드부인 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 곡면은 상기 제2관통홀의 중심영역 방향으로 오목하거나 볼록하게 형성된 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판은 BT레진, 세라믹, 금속 중 하나의 소재로 제조된 제1기판 구조물에 전극패턴이 형성된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.
  9. a) 유입된 가스가 반도체식 가스센서칩의 하면에 머물도록 공간을 형성하는 제1관통홀이 형성되고, 상면에 전극패턴이 형성되며, 유입된 가스가 반도체식 가스센서칩의 상면 및 하면에 흡착되도록 상기 상면으로부터 돌출되고 상호 이격된 다수의 칩본딩부가 형성된 제1기판을 제조하는 단계;
    b) 상기 제1관통홀의 하측방향을 밀봉하여 유입된 가스가 상기 제1 관통홀을 통해 외부로 유출되는 것을 방지하고, 상기 유입된 가스가 머무를 수 있는 공간부가 형성되도록 상기 제1기판의 저면에 제2기판을 접착하는 단계;
    c) 상기 제1기판의 제1관통홀에 반도체식 가스센서칩의 저면이 대향되도록 하여 상기 다수의 칩본딩부에 상기 반도체식 가스센서칩을 본딩하는 단계;
    d) 상기 반도체식 가스센서칩과 상기 전극패턴을 전기적으로 연결하는 단계; 및
    e) 다수의 가스유통공이 형성된 가스 유통 캡을 상기 제1기판의 상면에 접착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지의 조립방법.
  10. a) 유입된 가스가 반도체식 가스센서칩의 하면에 머물도록 공간을 형성하는 제1관통홀이 형성되고, 상면에 전극패턴이 형성되며, 유입된 가스가 반도체식 가스센서칩의 상면 및 하면에 흡착되도록 상기 상면으로부터 돌출되고 상호 이격된 다수의 칩본딩부가 형성된 제1기판을 제조하는 단계;
    b) 상기 제1관통홀의 하측방향을 밀봉하여 유입된 가스가 상기 제1 관통홀을 통해 외부로 유출되는 것을 방지하고, 상기 유입된 가스가 머무를 수 있는 공간부가 형성되도록 상기 제1기판의 저면에 제2기판을 접착하는 단계;
    c) 상기 제1기판의 제1관통홀에 반도체식 가스센서칩의 저면이 대향되도록 하여 상기 다수의 칩본딩부에 상기 반도체식 가스센서칩을 본딩하는 단계;
    d) 상기 반도체식 가스센서칩과 상기 전극패턴을 전기적으로 연결하는 단계;
    e) 하측폭이 상측폭보다 좁고 측벽이 곡면으로 이루어진 제2관통홀이 형성된 가스흐름 유도 가이드부를 상기 제1기판의 상면에 접착하는 단계; 및
    f) 상기 가스흐름 유도 가이드부에 다수의 가스유통공이 형성된 가스 유통 필름을 접착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지의 조립방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다수의 가스유통공의 크기는 5~20㎛이고,
    상기 곡면은 상기 제2관통홀의 중심영역 방향으로 오목하거나 볼록하게 형성된 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지의 조립방법.




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