KR102021103B1 - 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지 및 이를 포함하는 압력 변환기 - Google Patents

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Abstract

개시된 발명의 일 실시 예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지 및 이를 포함하는 압력 변환기는 패드 영역 및 게이지 영역을 구비하는 기판, 상기 게이지 영역에 위치하고, 상기 기판 외부에 위치하는 가상의 일 지점을 중심으로 하는 접선방향의 아크(arc) 형상 패턴을 적어도 하나 이상 구비하는 게이지 구조물, 및 상기 게이지 구조물의 양단에 연결되어, 상기 패드 영역에 위치하는 2개의 패드 구조물을 포함한다.

Description

높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지 및 이를 포함하는 압력 변환기{SILICON STRAIN GAGE WITH HIGH SENSITIVITY AND PRESSURE TRANSDUCER COMPRISING THE SAME}
개시된 발명은 높은 감도를 가지는 실리콘 스트레인 게이지 및 이를 포함하는 압력 변환기에 관한 것이다.
실리콘 게이지(Silicon Gage)는 금속 게이지와 비교하여 감도가 50배 이상 높기 때문에 실리콘 게이지를 이용한 다이어프램식 압력센서는 고압뿐만 아니라 및 저압 측정에도 사용될 수 있다. 이와 같은, 실리콘 게이지는 자동차, 가전 및 산업용 등 모든 분야의 압력을 측정하기 위하여 사용된다.
도 1은 종래의 실리콘 스트레인 게이지(단결정 실리콘 하프 브리지 칩(Half Bridge Chip))를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 실리콘 스트레인 게이지(110)는 본딩 패드(130) 및 두 개의 실리콘 스트레인 게이지 구조물(120a, 120b)을 포함한다. 이와 같은 실리콘 스트레인 게이지(110) 두 개가 다이어프램 상에 부착됨으로써 종래의 다이어프램식 압력 변환기가 제조될 수 있다.
이 때, 두 개의 실리콘 스트레인 게이지 구조물 중 제 1 스트레인 게이지 구조물(120a)은 금속 다이어프램 표면에 발생하는 스트레인 중 반경 방향의 인장 스트레인(Radial Tensile Strain)에 감응하도록 부착되어 전기저항을 증가시킬 수 있다. 또한, 두 개의 실리콘 스트레인 게이지 중 제 2 스트레인 게이지 구조물(120b)은 반경 방향의 압축 스트레인(Radial Compressive Strain)에 감응하여 전기저항을 감소시킬 수 있다.
이와 같은 실리콘 스트레인 게이지(110)가 저압 측정에 이용될 경우, 실리콘 스트레인 게이지(110)는 고압의 경우보다 높은 감도가 요구될 수 있다.
이를 해결하기 위해, 실리콘 스트레인 게이지(110)의 길이방향의 크기를 증가시킬 경우, 제조에 사용되는 실리콘의 양이 증가할 수 있다. 또한, 스트레인 게이지(110)가 마련되는 압력 변환기는 게이지 파손 및/또는 위치 변동성의 문제가 발생할 수 있다. 그 결과, 압력 변환기의 수율이 낮아지고, 가격 경쟁력이 약화될 수 있다.
뿐만 아니라, 실리콘 스트레인 게이지(110)의 본딩 패드(130)가 항상 스트레인 변곡점에 위치해야 하므로 위치 선정의 유연성이 부족할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면은, 고압뿐만 아니라 저압 측정에도 이용 가능한 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지 및 이를 포함하는 압력 변환기를 제공한다.
개시된 발명의 다른 측면은, 다이어프램 상에서 실리콘 스트레인 게이지 칩에 대한 위치 선정의 유연성을 확보함과 동시에 높은 감도를 갖는 압력 변환기를 제공한다.
개시된 발명의 또 다른 측면은, 접선 방향 게이지 및 반경 방향 게이지를 독립적으로 설계하여, 다이어프램의 크기에 따라 스트레인 게이지의 변형이 용이한 높은 감도를 갖는 압력 변환기를 제공한다.
개시된 발명의 또 다른 측면은, 접선 방향 게이지 및 반경 방향 게이지를 양극접합(anodic bonding)된 실리콘-유리 기판에 제작하여, 높은 내전압(withstanding voltage)을 갖는 압력 변환기를 제공한다.
개시된 발명의 또 다른 측면은, 접선 방향 게이지 및 반경 방향 게이지를 양극접합된 실리콘-유리 기판에 제작하여, 게이지를 글라스 프릿(Glass Frit)을 사용해서 다이어프램에 부착할 때 부착력(접착력)을 향상시키고, 게이지의 파손을 줄이고, 다루기가 용이한 사용자 친화적 압력 변환기를 제공한다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지는, 패드 영역 및 게이지 영역을 구비하는 기판; 상기 게이지 영역에 위치하고, 상기 기판 외부에 위치하는 가상의 일 지점을 중심으로 하는 원의 접선 방향으로의 아크(arc) 형상 패턴을 적어도 하나 이상 구비하는 게이지 구조물; 및 상기 게이지 구조물의 양단에 연결되어, 상기 패드 영역에 위치하는 2개의 패드 구조물을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 다른 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지는, 패드 영역 및 게이지 영역을 구비하는 기판; 상기 게이지 영역에 위치하고, 상기 기판 외부에 위치하는 가상의 일 지점을 중심으로 하는 원의 반경 방향으로의 직선 형상 패턴을 적어도 하나 이상 구비하는 게이지 구조물; 및 상기 게이지 구조물의 양단에 연결되어, 상기 패드 영역에 위치하는 2개의 패드 구조물을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지는, 제1패드 영역, 제2패드 영역 및 게이지 영역을 구비하는 기판; 상기 게이지 영역에 위치하고, 상기 기판 외부에 위치하는 가상의 제1지점을 중심으로 하는 원의 접선 방향으로의 아크 형상 패턴을 구비하는 제1게이지 구조물; 상기 게이지 영역에 위치하고, 상기 제1게이지 구조물과 연결되는 제1패드 구조물; 상기 게이지 영역에 위치하고, 상기 기판 외부에 위치하는 가상의 제2지점을 중심으로 하는 원의 반경 방향으로의 직선 형상 패턴을 구비하는 제2게이지 구조물; 및 상기 제1패드 영역 및 상기 제2패드 영역에 위치하고, 상기 제2게이지 구조물과 연결되는 제2패드 구조물을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지는, 제1패드 영역, 제2패드 영역, 제1게이지 영역, 제2게이지 영역 및 실리콘 영역을 포함하는 기판; 상기 제1게이지 영역 및 상기 제2게이지 영역에 각각에 위치하고, 상기 기판 외부에 위치하는 가상의 일 지점을 중심으로 하는 원의 접선 방향으로의 아크 형상 패턴을 구비하는 복수의 게이지 구조물; 및 상기 제1패드 영역 및 상기 제2패드 영역에 위치하고, 상기 각각의 게이지 구조물의 양단 각각에 연결되는 복수의 패드 구조물을 포함하고, 상기 복수의 게이지 구조물 및 상기 복수의 패드 구조물은, 상기 실리콘 영역을 기준으로 대칭되어 위치할 수 있다.
또한, 상기 접선 방향의 아크 형상 패턴 및 상기 반경 방향의 직선 형상 패턴은, 평면상의 미앤더 구조를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판은, 실리콘-유리기판 및 유리기판 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
또한, 상기 접선 방향의 아크 형상 패턴 및 상기 반경 방향의 직선 형상 패턴을 양극 접합된 상기 기판에 제작하고, 상기 기판을 다이어프램에 부착하는 글라스 프릿(Glass Frit)을 더 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 압력 변환기는, 소정의 면적을 구비하는 다이어프램; 상기 다이어프램의 중심에 따라 결정되는 원의 접선 방향으로의 아크(arc) 형상 패턴을 구비하고, 상기 다이어프램의 중심을 기준으로 대칭되어 위치하는 두 개의 제1기판; 및 상기 다이어프램의 중심에 따라 결정되는 원의 반경 방향으로의 직선 형상 패턴을 구비하고, 상기 다이어프램의 중심을 기준으로 대칭되어 위치하는 두 개의 제2기판을 포함하고, 상기 제1기판은, 상기 제2기판보다 상기 다이어프램의 중심에 인접할 수 있다.
개시된 발명의 다른 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 압력 변환기는, 소정의 면적을 구비하는 다이어프램; 상기 다이어프램의 중심에 따라 결정되는 원의 접선 방향으로의 아크(arc) 형상 패턴을 두 개 구비하고, 상기 다이어프램의 중심에 위치하는 제1기판; 및 상기 다이어프램의 중심에 따라 결정되는 원의 반경 방향으로의 직선 형상 패턴을 구비하는 두 개의 제2기판을 포함하고, 상기 제2기판은, 상기 제1기판을 기준으로 대칭되어 위치할 수 있다.
개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 압력 변환기는, 소정의 면적을 구비한 다이어프램; 및 상기 다이어프램의 중심에 따라 결정되는 원의 접선 방향으로의 아크 형상 패턴을 구비하는 제1게이지 구조물 및 상기 다이어프램의 중심에 따라 결정되는 원의 반경 방향으로의 직선 형상 패턴을 구비하는 제2게이지 구조물을 포함하는 두 개의 기판을 포함하고, 상기 두 개의 기판은, 상기 다이어프램의 중심을 기준으로 대칭되어 위치할 수 있다.
또한, 상기 접선 방향의 아크 형상 패턴 및 상기 반경 방향의 직선 형상 패턴은, 평면상의 미앤더 구조를 포함할 수 있다.
또한, 유리기판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 접선 방향의 아크 형상 패턴 및 상기 반경 방향의 직선 형상 패턴을 상기 유리기판에 접합하는 글라스 프릿(Glass Frit)을 더 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지 및 이를 포함하는 압력 변환기에 대해 설명하면 다음과 같다.
개시된 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지 및 이를 포함하는 압력 변환기는 높은 출력 감도의 게이지 구조를 구비하여, 저압 측정 시에 이용될 수 있다.
개시된 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지는 다이어프램 상에 높은 자유도를 가지고 부착될 수 있다.
개시된 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지 및 이를 포함하는 압력 변환기는 접선 방향 게이지 및 반경 방향 게이지를 독립적으로 설계하여, 다이어프램의 크기에 따라 스트레인 게이지를 용이하게 변경할 수 있다.
개시된 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 실리콘 스트레인 게이지가 절연특성이 우수한 유리 기판에 제작되는 경우 높은 전압(2kV이상)에 견딜 수 있다.
개시된 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 실리콘 스트레인 게이지가 절연특성이 우수한 유리 기판에 제작되는 경우, 게이지를 글라스 프릿(Glass Frit)을 사용해서 다이어프램에 부착할 때 부착력(접착력)이 향상되고, 게이지의 파손이 감소하고, 다루기가 매우 용이하여 사용자 친화적일 수 있다.
도 1은 종래의 실리콘 스트레인 게이지를 나타내는 도면이다.
도 2는 개시된 발명의 일 실시 예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지를 나타내는 도면이다.
도 3은 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지의 원리를 나타내는 도면이다.
도 5는 개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지의 원리를 나타내는 도면이다.
도 7은 개시된 발명의 또 다른 실시 예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지를 나타내는 도면이다.
도 8 은 종래의 실리콘 스트레인 게이지를 포함하는 압력 변환기를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 개시된 발명의 여러 가지 실시예 따른 실리콘 스트레인 게이지를 포함하는 압력 변환기를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 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 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 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.
제1, 제2 등과 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.
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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
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.
이하, 도면들을 참조하여 개시된 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 개시된 발명은 개시된 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당해 업계의 통상의 기술자에게 자명하다.
상술한 바와 같이, 도 1에 개시된 실리콘 스트레인 게이지(110)를 압력 변환기에 적용하는 경우, 다이어프램 상 실리콘 스트레인 게이지(110)가 마련되는 위치에 제약이 존재할 수 있다.
또한, 고압 측정에 비해 저압 측정에 높은 감도가 요구되므로, 도 1의 실리콘 스트레인 게이지(110)가 적용된 압력 변환기는 저압 측정 시 감지 결과의 정확도가 낮을 수 있다. 압력 변환기의 감도를 높이기 위해 실리콘 스트레인 게이지(110)의 크기를 길이방향으로 증가시킬 경우, 압력 변환기 제작 시 게이지가 파손될 확률이 증가하여 압력 변환기의 수율이 저하되고, 가격 경쟁력이 약화될 수 있다.
이를 해결하기 위해, 개시된 발명의 실리콘 스트레인 게이지는 접선 방향의 패턴 및 반경 방향의 패턴 중 적어도 하나 이상의 패턴을 구비할 수 있다.
도 2는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지를 나타내는 도면이고, 구체적으로 접선 방향의 스트레인 게이지를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 접선 방향의 스트레인 게이지(210)는 게이지 구조물(220), 패드 구조물(230) 및 기판(240)을 포함할 수 있다.
기판(240)은 적어도 하나 이상의 패드 영역(242) 및 적어도 하나 이상의 게이지 영역(241)을 포함할 수 있다. 패드 영역(242)은 적어도 하나 이상의 패드 구조물(230)이 형성되는 영역을 의미하고, 게이지 영역(241)은 적어도 하나 이상의 게이지 구조물(220)이 형성되는 영역을 의미할 수 있다.
기판(240)은 단단한(Hard) 재질 또는 유연한(Flexible) 재질로 구현될 수 있다. 예를 들어, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 기판(240)은 실리콘 게이지와 열팽창 계수가 비슷한 각종 유리로 구현될 수 있다. 이와는 달리, 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 기판(240)은 실리콘층 표면 상에 절연층(Insulation Layer)이 마련되는 SOI(Silicon On Insulator)를 포함할 수 있다.
패드 구조물(230)은 기판(240)의 상부에 형성될 수 있으며, 구체적으로 패드 구조물(230)은 기판(240)의 패드 영역(242)에 형성될 수 있다. 패드 구조물(230)은 기판(240)의 패드 영역(242)에 형성되는 기술적 사상 안에서 다양한 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 패드 구조물(230)은 도 2와 같은 사각 패드형태로 형성될 수 있다. 이와는 달리, 패드 구조물(230)은 다각형, 원형 및/또는 T자형상 등으로 구현될 수 있다.
또한, 패드 구조물(230)은 기판(240)의 패드 영역(242)에 형성되는 기술적 사상 안에서 다양한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 패드 구조물(230)은 티타늄, 및/또는 알루미늄과 같은 금속으로 구성될 수 있다.
패드 구조물(230)은 외부전원과 연결되어, 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다.
게이지 구조물(220)은 기판(240)의 상부에 형성될 수 있으며, 구체적으로 게이지 구조물(230)은 기판(240)의 게이지 영역(241)에 형성될 수 있다.
게이지 구조물(220)은 패드 구조물(230)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 게이지 구조물(220)은 패드 구조물(230)을 통해 외부 전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 그 결과, 스트레인 게이지가 부착된 대상체에 스트레인이 발생할 경우, 게이지 구조물(220)의 저항이 변화되어, 대상체의 스트레인을 측정할 수 있다.
이와 같은, 게이지 구조물(220)은 기판(240) 외부에 위치하는 가상의 일 지점을 중심으로 하는 원의 접선 방향으로의 아크(arc) 형상 패턴을 형성할 수 있다. 아크 형상 패턴은 접선 방향의 인장 스트레인에만 반응하는 단일 스트레인 게이지로 형성될 수 있다.
게이지 구조물(220)에서 접선 방향의 아크 형상 패턴은 평면상의 미앤더 구조를 포함하여, 지그재그 형태로 형성될 수 있다. 그 결과, 지그재그 형태의 게이지 구조물(220)은 각각의 이격 간격이 감소하더라도 각각의 곡률이 서로 접촉하지 않도록 형성될 수 있다.
패드 구조물(230) 및 게이지 구조물(220)은 실리콘-유리 접합 기판(240)을 사용해 만들어 질 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 기판(240)은 패드 구조물(230) 및 게이지 구조물(220)과 열팽창 계수가 유사한 유리 기판을 포함할 수 있다. 구체적으로, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 기판(240)은 양극 전합(Anodic Bonding) 기술을 이용하여 실리콘 웨이퍼와 유리 웨이퍼가 접합된 실리콘-유리 기판으로 구현될 수 있다. 이와 같은 기판(240) 상에 패드 구조물(230) 및 게이지 구조물(220)이 마련되면, 스트레인 게이지(210)의 전체 내전압(耐電壓)을 크게 높일 수 있다.
도 3은 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지를 나타내며, 구체적으로 복수 개의 게이지 구조물을 하나의 기판에 집적화한 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 스트레인 게이지(210) 두 개가 하나의 기판상에 마련됨으로써 구현되는 경우를 예시하는 도면으로, 이하에서는 도 3의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 접선 방향의 스트레인 게이지(310)는 제1게이지 구조물(320), 제2게이지 구조물(321), 제1패드 구조물(330), 제2패드 구조물(331), 기판(340) 및 실리콘(350)을 포함할 수 있다.
기판(340)은 제1게이지 영역(341), 제1패드 영역(342), 실리콘 영역(343), 제2패드 영역(344) 및 제2게이지 영역(345)을 포함할 수 있다. 제1패드 영역(342) 및 제2패드 영역(344)은 제1패드 구조물(330) 및 제2패드 구조물(331)이 형성되는 영역을 의미하고, 제1게이지 영역(341) 및 제2게이지 영역(345)은 제1게이지 구조물(320) 및 제2게이지 구조물(321)이 형성되는 영역을 의미할 수 있다.
제1패드 구조물(330) 및 제2패드 구조물(331)은 기판(340)의 상부에 형성될 수 있으며, 구체적으로 제1패드 구조물(330) 및 제2패드 구조물(331) 각각은 기판(340)의 제1패드 영역(342) 및 제2패드영역(344)에 형성될 수 있다.
패드 구조물(330, 331)은 외부전원과 연결되어, 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다. 제1게이지 구조물(320) 및 제2게이지 구조물(321)은 기판(340)의 상부에 형성될 수 있으며, 구체적으로 제1게이지 구조물(320) 및 제2게이지 구조물(321) 각각은 기판(340)의 제1게이지 영역(341) 및 제2게이지 영역(345)에 형성될 수 있다.
제1게이지 구조물(320) 및 제2게이지 구조물(321) 각각은 제1 패드 구조물(330) 및 제2 패드 구조물(331)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도 3의 게이지 구조물(320, 321)이 패드 구조물(330, 331)을 통해 외부 전원과 전기적으로 연결될 수 있음은 도 2의 경우와 같다. 그 결과, 스트레인 게이지(310)가 부착된 대상체에 스트레인이 발생할 경우, 게이지 구조물(320, 321)의 저항이 변화되어, 대상체의 스트레인을 측정할 수 있다.
이와 같은, 게이지 구조물(320, 321)은 기판(340) 외부에 위치하는 가상의 일 지점을 중심으로 하는 원의 접선 방향으로의 아크(arc) 형상 패턴을 형성할 수 있다. 아크 형상 패턴은 접선 방향의 인장 스트레인만 반응하는 단일 스트레인 게이지로 형성될 수 있다.
도 3의 게이지 구조물(320, 321) 중 접선 방향의 아크 형상 패턴은 평면상의 미앤더 구조를 포함하여, 지그재그 형태로 형성될 수 있음은 도 2의 경우와 같다. 따라서, 지그재그 형태의 게이지 구조물(320, 321)은 각각의 이격 간격이 감소하더라도 각각의 곡률 반경이 서로 접촉하지 않도록 형성될 수 있다.
각각의 게이지 구조물(320, 321) 및 각각의 게이지 구조물(320, 321)에 연결된 각각의 패드 구조물(330, 331)은 실리콘 영역(343)을 중심으로 대칭될 수 있다. 실리콘 영역(343)에 위치하는 실리콘(350)은 외부와는 전기적으로 연결되지 않을수 있다. 그 대신, 실리콘(350)은 스트레인 게이지(310)의 강도를 증가시키고, 부착공정 자동화를 용이하게 할 수 있다.
도 4는 도 2 및 도 3에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지의 원리를 나타내는 도면이다.
구체적으로, 도 4(a)는 가상의 동심원의 중심으로부터 R1 및 R2만큼 이격된 위치 P1 및 P2를 설명하기 위한 도면이고, 도 4(b) 및 4(c)는 스트레인 게이지(210, 310)의 중심이 위치 P1, 및 P2에 있을 경우 구현될 접선 방향의 게이지 구조물(421, 422)을 예시한 도면이다.
도 4 (a)를 참조하면, P1은 P2보다 동심원의 중심에 근접한 영역에 위치할 수 있다. 따라서, 위치 P1이 동심원의 중심으로부터 이격된 거리 R1은 위치 P2가 동심원의 중심으로부터 이격된 거리 R2보다 작을 수 있다.
도 4(a)의 동심원 중심에 다이어프램의 중심을 일치시킬 경우, 도 4(b) 및 4(c) 와 같이, 다이어프램 중심에 가까워질수록 접선 방향 게이지 구조물(421, 422)의 곡률 반경은 감소할 수 있다. 이와는 반대로, 다이어프램의 중심에서 멀어질수록 접선 방향 게이지 구조물(421, 422)의 곡률 반경은 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 4(b)의 접선 방향 게이지 구조물(421)의 곡률 반경은 0.8R인 반면, 도 4(c)의 접선 방향 게이지 구조물(422)의 곡률 반경은 1.08R일 수 있다. 아울러, 도 4(b) 및 4(c)의 접선 방향 게이지 구조물(421, 422)은 아크(arc) 형태의 게이지의 효과를 보다 강조하기 위하여, 직선 형태의 게이지를 포함할 수 있다.
이와 같이, 접선 방향 게이지 구조물(421, 422)의 형태를 접선 스트레인 방향과 동일하게 형성할 경우, 게이지 구조물(421, 422)에 흐르는 전류의 방향과 스트레인 방향이 일치될 수 있다. 그 결과, 게이지 구조물(220, 320, 321)과 같은 아크 형태의 게이지는 직선 형태의 게이지에 비해 게이지에 작용하는 평균 스트레인의 값이 더 크고 균일하여 더 높은 감도를 가질 수 있다.
도 5는 개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지를 나타내는 도면이고, 구체적으로, 반경 방향 스트레인 게이지를 나타내는 도면이다.
도 5의 스트레인 게이지(510)는 게이지 구조물이 마련되는 방향만이 도 2의 스트레인 게이지(210)와 상이하므로, 이하에서는 이를 중심으로 상세히 설명한다. 도 5를 참조하면, 반경 방향의 스트레인 게이지(510)는 게이지 구조물(560), 패드 구조물(530), 및 기판(540)을 포함할 수 있다.
기판(540)은 적어도 하나 이상의 패드 영역(542) 및 적어도 하나 이상의 게이지 영역(541)을 포함할 수 있다. 패드 영역(542)은 적어도 하나 이상의 패드 구조물(530)이 형성되는 영역을 의미하고, 게이지 영역(541)은 적어도 하나 이상의 게이지 구조물(560)이 형성되는 영역을 의미할 수 있다.
패드 구조물(530)은 기판(540)의 상부에 형성될 수 있으며, 구체적으로 패드 구조물(530)은 기판(540)의 패드 영역(542)에 형성될 수 있다.
패드 구조물(530)이 외부전원과 연결되어, 외부로부터 전원을 공급받을 수 있음은 도 2와 같다.
게이지 구조물(560)은 기판(540)의 상부에 형성될 수 있으며, 구체적으로 게이지 구조물(560)은 기판(540)의 게이지 영역(541)에 형성될 수 있다.
게이지 구조물(560)은 패드 구조물(530)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도 5의 게이지 구조물(560)이 패드 구조물(530)과 전기적으로 연결되어 휘스톤 브릿지 회로를 구성함으로써 전기적으로 연결될 수 있음은 도 2의 경우와 같다. 그 결과, 스트레인 게이지가 부착된 대상체에 스트레인이 발생할 경우, 게이지 구조물(560)의 저항이 변화되어, 대상체의 스트레인을 측정할 수 있다.
이와 같은, 게이지 구조물(560)은 기판(540) 외부에 위치하는 가상의 일 지점을 중심으로 하는 원의 반경 방향으로의 직선 형상 패턴을 형성할 수 있다. 직선 형상 패턴은 반경 방향의 압축 및 인장 스트레인에 반응하는 단일 스트레인 게이지로 형성될 수 있다.
게이지 구조물(560) 중 반경 방향의 직선 패턴은 평면상의 미앤더 구조를 포함하여, 지그재그 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 지그재그 형태의 게이지 구조물(560)은 각각의 이격 간격이 감소하더라도 서로 접촉하지 않도록 형성될 수 있다.
도 6은 도 5에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지의 원리를 나타내는 도면이다.
구체적으로, 도 6(a) 및 6(b)는 스트레인 게이지(210, 310)의 중심이 도 4(a)의 위치 P1, 및 P2에 있을 경우 구현될 반경 방향의 게이지 구조물(661, 662)을 예시한 도면이다.
도 4(a)의 동심원 중심에 다이어프램의 중심을 일치시킬 경우, 도 6(a) 및 6(b) 와 같이, 원형 다이어프램의 중심에 근접할수록 반경 방향 게이지 구조물(661, 662) 사이의 각도는 증가할 수 있다. 이와는 반대로, 원형 다이어프램의 중심에서 멀어질수록 반경 방향 게이지 구조물(661, 662) 사이의 각도는 감소할 수 있다.
예를 들어, 도 6(a)의 반경 방향 게이지 구조물(661) 사이의 각도는 10°인 반면, 도 6(b)의 반경방향 게이지 구조물(662) 사이의 각도는 6°일 수 있다. 구체적으로, 도 6 (a)는 원점에서 10°의 각도를 가지는 반경 방향의 게이지 구조물(661)을 나타내고, 도 6 (b)는 원점에서 6°의 각도를 가지는 반경 방향 게이지 구조물(662)을 나타낸다.
이와 같이, 반경 방향 게이지 구조물(661, 662)은 반경 스트레인 방향과 일치하도록 사선 모양으로 구현될 수 있다. 그 결과, 도 1의 직선 게이지(120)에 비해 도 6의 반경 방향 게이지 구조물(661, 662)은 더 큰 평균 스트레인에 반응하여 감도가 향상될 수 있다.
도 7은 개시된 발명의 또 다른 실시 예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 2의 스트레인 게이지(210)와 도 5의 스트레인 게이지(510)가 하나의 기판상에 마련됨으로써 구현되는 경우를 예시하는 도면으로, 이하에서는 중복 설명은 생략하고 상술한 스트레인 게이지(210, 510)들과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 접선 방향 및 반경 방향 스트레인 게이지(710)는 제1게이지 구조물(720), 제1패드 구조물(770), 제2게이지 구조물(760), 제2패드 구조물(730, 731), 및 기판(740)을 포함할 수 있다.
기판(740)은 제1패드 영역(741), 게이지 영역(742) 및 제2패드 영역(743)을 포함할 수 있다. 제1패드 영역(741) 및 제2패드 영역(743)은 제2패드 구조물 중 제1서브패드 구조물(731) 및 제2서브패드 구조물(730)이 형성되는 영역을 의미하고, 게이지 영역(742)은 제1게이지 구조물(720), 제2게이지 구조물(760) 및 제1패드 구조물(770)이 형성되는 영역을 의미할 수 있다.
제2패드 구조물 중 제1서브패드 구조물(730) 및 제2서브패드 구조물(731)은 기판(740)의 상부에 형성될 수 있으며, 구체적으로 제1서브패드 구조물(731)은 제1패드 영역(741)에 형성되고, 제2서브패드 구조물(730)은 제2패드 영역(743)에 형성될 수 있다. 이러한 제2패드 구조물(730, 731)은 외부전원과 연결되어 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다.
제1패드 구조물(770)은 기판(740)의 상부, 구체적으로 게이지 영역(742)내에 형성될 수 있다. 이러한 제1패드 구조물(770)은 외부전원과 연결되어, 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다.
제1게이지 구조물(720)은 기판(740)의 상부, 구체적으로 게이지 영역(742)내에 형성될 수 있다. 이러한 제1게이지 구조물(720)은 일 단이 제1패드 구조물(770)과 전기적으로 연결되고, 타 단이 제1서브패드 구조물(731)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그 결과, 스트레인 게이지가 부착된 대상체에 스트레인이 발생할 경우, 제1게이지 구조물(720)의 저항이 변화되어, 대상체의 스트레인을 측정할 수 있다.
이와 같은 제1게이지 구조물(720)은, 도 2의 게이지 구조물(220)과 유사하게, 기판(740) 외부에 위치하는 가상의 일 지점을 중심으로 하는 원의 접선 방향으로의 아크(arc) 형상 패턴을 형성할 수 있다. 아크 형상 패턴은 접선 방향의 인장 스트레인만 반응하는 단일 스트레인 게이지로 형성될 수 있다.
제2게이지 구조물(760)은 기판(740)의 상부, 구체적으로 게이지 영역(742) 내에 형성될 수 있다. 이러한 제2게이지 구조물(760)은 일 단이 제2패드 구조물 중 제2서브패드 구조물(730)과 전기적으로 연결되고, 타단이 제2패드 구조물 중 제1서브패드 구조물(731)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그 결과, 스트레인 게이지가 부착된 대상체에 스트레인이 발생할 경우, 제2게이지 구조물(760)의 저항이 변화되어, 대상체의 스트레인을 측정할 수 있다.
이와 같은 제2게이지 구조물(760)은, 도 5의 게이지 구조물(560)과 유사하게, 기판(740) 외부에 위치하는 가상의 일 지점을 중심으로 하는 원의 반경 방향으로의 직선 형상 패턴을 형성할 수 있다. 직선 형상 패턴은 반경 방향의 압축 및 인장 스트레인에 반응하는 단일 스트레인 게이지로 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시 예들에 따른 실리콘 스트레인 게이지를 설명하였다. 이하에서는 상술한 여러 가지 실시예에 따른 스트레인 게이지를 포함하는 압력 변환기를 설명하기로 한다.
도 8 은 종래의 실리콘 스트레인 게이지를 포함하는 압력 변환기를 설명하기 위한 도면이고, 도 9 내지 도 11은 개시된 발명의 여러 가지 실시예 따른 실리콘 스트레인 게이지를 포함하는 압력 변환기를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 11을 참조하면, 압력 변환기(800, 900, 1000, 1100)는 감도의 측정을 위하여 소정의 면적을 구비한 원반형의 다이어프램(820, 920, 1010, 1110)과, 다이어프램(820, 920, 1010, 1110) 상에 마련되는 스트레인 게이지(810, 910, 1020, 1060, 1120, 1160)를 포함할 수 있다.
다이어프램(820, 920, 1010, 1110) 은 금속 또는 세라믹 재질로 형성될 수 있고, 다이어프램에 접착되는 기판은 실리콘, 유리 중 적어도 하나 이상을 포함 수 있다. 구체적으로, 기판이 유리로 형성된 경우, 접선 방향 및 반경 방향의 스트레인 게이지를 포함하는 유리 기판은 글라스 프릿을 사용해 다이어프램에 접합될 수 있다.
스트레인 게이지(810, 910, 1020, 1060, 1120, 1160)은 다이어프램의 상면에 마련될 수 있는데, 이하에서는 스트레인 게이지(810, 910, 1020, 1060, 1120, 1160)가 마련되는 위치, 마련되는 스트레인 게이지(810, 910, 1020, 1060, 1120, 1160)의 종류 및 이에 따른 압력 변환기의 감도에 대하여 설명한다.
도 8를 참조하면, 종래의 압력 변환기(800)는 다이어프램(820) 상에 도 1의 스트레인 게이지(810)가 마련됨으로써 구현될 수 있다. 이 때, 스트레인 게이지(810)는 중심이 다이어프램(820)의 반경방향으로 스트레인이 0이 되는 스트레인 변곡점에 위치할 필요가 있다. 도 8에서는 두 개의 스트레인 게이지(810)가 다이어프램(820)의 중심에 대칭되는 스트레인 변곡점 상에 위치하는 경우를 예시한다.
반면, 도 9의 실시예에 따른 압력 변환기(900)는 다이어프램(920) 상에 도 7의 스트레인 게이지(910)가 마련됨으로써 구현될 수 있다. 이 때, 접선 방향으로는 모든 위치에서 인장 스트레인이 작용하므로, 스트레인 게이지(910)의 중심 위치가 스트레인 변곡점으로 한정될 필요가 없다. 도 9에서는 다이어프램(1020)의 중심 O를 중심으로 하는 접선 방향의 아크 형상 패턴을 구비하는 제1게이지 구조물 및 다이어프램(1020)의 반경 방향의 직선 형상 패턴을 구비하는 제2게이지 구조물을 포함하는 두 개의 스트레인 게이지(910)가 다이어프램의 원점을 중심으로 대칭되어 위치하는 경우를 예시한다.
또한, 도 10의 실시예에 따른 압력 변환기(1000)는 다이어프램(1010) 상에 도 2의 스트레인 게이지(210)와 도 5의 스트레인 게이지(510)가 함께 마련됨으로써 구현될 수 있다. 구체적으로, 도 11의 압력 변환기(1000)는 다이어프램(1010)의 중심 O를 중심으로 하는 접선 방향의 아크 형상 패턴을 구비하는 한 쌍의 내측 스트레인 게이지(1020), 및 다이어프램(1010)의 반경 방향의 직선 형상 패턴을 구비하는 한 쌍의 외측 스트레인 게이지(1060)을 포함할 수 있다.
이 때, 접선 방향으로는 모든 위치에서 인장 스트레인이 작용하므로, 내측 스트레인 게이지(1020) 및 외측 스트레인 게이지(1060)의 중심 위치가 스트레인 변곡점으로 한정될 필요가 없음은 도 9와 같다. 따라서, 도 10의 압력 변환기(1000)는 다이어프램(1010) 상에서 감도를 최대화 할 수 있는 위치에 두 쌍의 스트레인 게이지(1020, 1060)을 위치시킬 수 있다.
예를 들어, 다이어프램(1010) 내측의 두 개의 스트레인 게이지(1020)는 그래프에서 접선 방향 스트레인이 최대가 되는 위치에 마련되고, 스트레인 게이지(1020)의 외측의 두 개의 스트레인 게이지(1060)는 접선 방향 스트레인이 최대가 되는 위치에 마련됨으로써 브릿지 출력을 최대화할 수 있다.
한편, 도 11의 실시예에 따른 압력 변환기(1100)는 다이어프램(1110) 상에 도3의 스트레인 게이지(310)와 도 5의 스트레인 게이지(510)가 함께 마련됨으로써 구현될 수 있다. 구체적으로, 도 11의 압력 변환기(1100)는 2개의 접선 방향 게이지 구조물이 하나의 기판상에 마련되는 내측 스트레인 게이지(1120), 및 다이어프램의 반경 방향의 직선 형상 패턴을 구비하는 한 쌍의 외측 스트레인 게이지(1160)을 포함할 수 있다.
이 때, 접선 방향으로는 모든 위치에서 인장 스트레인이 작용하므로, 내측 스트레인 게이지(1120) 및 외측 스트레인 게이지(1160)의 중심 위치가 스트레인 변곡점으로 한정될 필요가 없음은 도 9 및 10과 같다.
다만, 도 10의 경우와 달리, 도 11 의 압력 변환기(1100)는 내측에 배치되는 2개의 접선 방향 게이지를 하나의 유리 기판에 집적화 할 수 있다. 그 결과, 압력 변환기(1100)의 출력 감도는 동일하지만, 게이지 부착 공정을 단순화 하여 불량률을 줄이고 비용을 절감할 수 있다.
상술한 바에 따라 구현된 도 8 내지 11의 압력 변환기(800, 900, 1000, 1100)의 평균 인장 스트레인, 평균 수축 스트레인, 및 감도는 표1과 같다.
Figure 112018021331496-pat00001
표 1을 참조하면, 도 8의 종래의 압력 변환기(800)에 비해 도 9 내지 11의 압력 변환기(900, 1000, 1100)의 감도가 개선되었다. 특히, 도 10 및 11의 압력 변환기(1000, 1100)의 감도가 다른 경우에 비해 월등히 우수함을 확인할 수 있다.
이처럼 개시된 발명의 여러 가지 실시예에 따른 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지 및 압력 변환기는 높은 출력 감도의 게이지 구조를 구비하여 저압 측적에 쉽게 적용될 수 있고, 실리콘 스트레인 게이지는 다이어프램에 자유롭게 위치할 수 있다. 마지막으로, 접선 방향 및 반경 방향 게이지를 독립적으로 설계하여 다이어프램의 크기에 따라 게이지의 변형이 용이할 수 있다.
이상의 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.

Claims (16)

  1. 패드 영역 및 게이지 영역을 구비하는 기판;
    상기 게이지 영역에 위치하고, 상기 기판 외부에 위치하는 가상의 일 지점을 중심으로 하는 원의 접선 방향으로의 아크(arc) 형상 패턴을 적어도 하나 이상 구비하는 게이지 구조물; 및
    상기 게이지 구조물의 양단에 연결되어, 상기 패드 영역에 위치하는 2개의 패드 구조물을 포함하는 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지.
  2. 패드 영역 및 게이지 영역을 구비하는 기판;
    상기 게이지 영역에 위치하고, 상기 기판 외부에 위치하는 가상의 일 지점을 중심으로 하는 원의 반경 방향으로의 직선 형상 패턴을 적어도 하나 이상 구비하는 게이지 구조물; 및
    상기 게이지 구조물의 양단에 연결되어, 상기 패드 영역에 위치하는 2개의 패드 구조물을 포함하는 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지.
  3. 제1패드 영역, 제2패드 영역 및 게이지 영역을 구비하는 기판;
    상기 게이지 영역에 위치하고, 상기 기판 외부에 위치하는 가상의 제1지점을 중심으로 하는 원의 접선 방향으로의 아크 형상 패턴을 구비하는 제1게이지 구조물;
    상기 게이지 영역에 위치하고, 상기 제1게이지 구조물과 연결되는 제1패드 구조물;
    상기 게이지 영역에 위치하고, 상기 기판 외부에 위치하는 가상의 제2지점을 중심으로 하는 원의 반경 방향으로의 직선 형상 패턴을 구비하는 제2게이지 구조물; 및
    상기 제1패드 영역 및 상기 제2패드 영역에 위치하고, 상기 제2게이지 구조물과 연결되는 제2패드 구조물을 포함하는 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지.
  4. 제1패드 영역, 제2패드 영역, 제1게이지 영역, 제2게이지 영역 및 실리콘 영역을 포함하는 기판;
    상기 제1게이지 영역 및 상기 제2게이지 영역에 각각에 위치하고, 상기 기판 외부에 위치하는 가상의 일 지점을 중심으로 하는 원의 접선 방향으로의 아크 형상 패턴을 구비하는 복수의 게이지 구조물; 및
    상기 제1패드 영역 및 상기 제2패드 영역에 위치하고, 상기 각각의 게이지 구조물의 양단 각각에 연결되는 복수의 패드 구조물을 포함하고,
    상기 복수의 게이지 구조물 및 상기 복수의 패드 구조물은,
    상기 실리콘 영역을 기준으로 대칭되어 위치하는 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 접선 방향의 아크 형상 패턴 및 상기 반경 방향의 직선 형상 패턴은,
    평면상의 미앤더 구조를 포함하는 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 기판은,
    실리콘-유리기판 및 유리기판 중 어느 하나로 구현되는 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지.
  7. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 접선 방향의 아크 형상 패턴을 양극 접합된 상기 기판에 제작하고, 상기 기판을 다이어프램에 부착하는 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 반경 방향의 직선 형상 패턴을 양극 접합된 상기 기판에 제작하고, 상기 기판을 다이어프램에 부착하는 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지.
  9. 소정의 면적을 구비하는 다이어프램;
    상기 다이어프램의 중심에 따라 결정되는 원의 접선 방향으로의 아크(arc) 형상 패턴을 구비하고, 상기 다이어프램의 중심을 기준으로 대칭되어 위치하는 두 개의 제1기판; 및
    상기 다이어프램의 중심에 따라 결정되는 원의 반경 방향으로의 직선 형상 패턴을 구비하고, 상기 다이어프램의 중심을 기준으로 대칭되어 위치하는 두 개의 제2기판을 포함하고,
    상기 제1기판은,
    상기 제2기판보다 상기 다이어프램의 중심에 인접한 높은 감도를 갖는 압력 변환기.
  10. 소정의 면적을 구비하는 다이어프램;
    상기 다이어프램의 중심에 따라 결정되는 원의 접선 방향으로의 아크(arc) 형상 패턴을 두 개 구비하고, 상기 다이어프램의 중심에 위치하는 제1기판; 및
    상기 다이어프램의 중심에 따라 결정되는 원의 반경 방향으로의 직선 형상 패턴을 구비하는 두 개의 제2기판을 포함하고,
    상기 제2기판은,
    상기 제1기판을 기준으로 대칭되어 위치하는 높은 감도를 갖는 압력 변환기.
  11. 소정의 면적을 구비한 다이어프램; 및
    상기 다이어프램의 중심에 따라 결정되는 원의 접선 방향으로의 아크 형상 패턴을 구비하는 제1게이지 구조물 및 상기 다이어프램의 중심에 따라 결정되는 원의 반경 방향으로의 직선 형상 패턴을 구비하는 제2게이지 구조물을 포함하는 두 개의 기판을 포함하고,
    상기 두 개의 기판은,
    상기 다이어프램의 중심을 기준으로 대칭되어 위치하는 높은 감도를 갖는 압력 변환기.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 접선 방향의 아크 형상 패턴 및 상기 반경 방향의 직선 형상 패턴은,
    평면상의 미앤더 구조를 포함하는 높은 감도를 갖는 압력 변환기.
  13. 제9항 및 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1기판 및 상기 제2판은,
    실리콘-유리기판 및 유리기판 중 어느 하나로 구현되는 높은 감도를 갖는 압력 변환기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 기판은,
    실리콘-유리기판 및 유리기판 중 어느 하나로 구현되는 높은 감도를 갖는 압력 변환기.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 접선 방향의 아크 형상 패턴 및 상기 반경 방향의 직선 형상 패턴을 양극 접합된 상기 제1기판 및 제2기판에 제작하고, 상기 제1기판 및 제2기판을 다이어프램에 부착하는 높은 감도를 갖는 압력 변환기.

  16. 제14항에 있어서,
    상기 접선 방향의 아크 형상 패턴 및 상기 반경 방향의 직선 형상 패턴을 양극 접합된 상기 기판에 제작하고, 상기 기판을 다이어프램에 부착하는 높은 감도를 갖는 압력 변환기.
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