KR102045471B1 - Pressure sensor - Google Patents

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KR102045471B1
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백정민
김경남
최경진
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울산과학기술원
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 압력센서는, 제1 전극판; 제2 전극판; 및 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이의 다공성의 유전체;를 포함하고, 상기 유전체는 제1 영역에서 제1 기공률을 가지고, 상기 제1 영역과 상이한 위치인 제2 영역에서 상기 제1 기공률과 상이한 제2 기공률을 가질 수 있다.Pressure sensor according to an aspect of the present invention, the first electrode plate; A second electrode plate; And a porous dielectric between the first electrode plate and the second electrode plate, wherein the dielectric has a first porosity in a first region and is different from the first region. It may have a second porosity different from the porosity.

Description

압력 센서{Pressure sensor}Pressure sensor

본 발명의 실시예들은 압력 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정전용량형 압력센서에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a pressure sensor, and more particularly to a capacitive pressure sensor.

압력센서는 기계식 압력센서, 전자식 압력센서, 반도체식 압력센서로 구분될 수 있다. 기계식 압력센서는 압력계로써, 유리관에 액체를 넣어 압력에 따라 수위가 변동하는 액주 압력계, 부르동관 압력계, 다이어프램 압력계, 벨로우즈 압력계와 같은 탄성 압력계, 부르동관 압력계의 교정에 이용되는 분동 압력계, 정밀한 기체 압력을 측정할 수 있는 진공계 등이 있으며, 전자식 압력센서는 힘을 가할 때 발생하는 변형을 측정하는 스트레인 게이지와 이를 기반으로 하는 압저항형 압력센서, 힘을 가했을 때 발생하는 전하를 측정하는 압전형 압력센서, 전위를 가했을 때 축적되는 전하의 크기를 측정하는 정전용량형 압력센서 등이 있다. 또한 반도체식 압력센서는 압저항형 또는 정전용량형을 IC화한 압력센서를 의미한다.The pressure sensor may be classified into a mechanical pressure sensor, an electronic pressure sensor, and a semiconductor pressure sensor. Mechanical pressure sensor is a pressure gauge, which is a liquid pressure gauge, a Bourdon tube pressure gauge, a diaphragm pressure gauge, an elastic pressure gauge such as a bellows pressure gauge, a weight pressure gauge used for calibration of a Bourdon tube pressure gauge, and a precise gas pressure. There is a vacuum gauge that can measure the pressure, and the electronic pressure sensor is a strain gauge that measures the deformation that occurs when a force is applied, a piezoresistive pressure sensor based on it, and a piezoelectric pressure that measures the charge generated when a force is applied. Sensors and capacitive pressure sensors that measure the amount of charge accumulated when a potential is applied. In addition, the semiconductor pressure sensor means a pressure sensor IC of piezoresistive or capacitive type.

이중, 정전용량형 압력센서는 평행한 두 개의 전극층 사이에 유전체를 배치하여 외부 압력에 따른 유전체의 압축에 의한 정전용량 변화를 이용하는 압력센서로서, 동적, 정적인 외부 압력을 비교적 정확하게 측정할 수 있어 많이 사용되고 있다. 이와 같은 정전용량형 압력센서는 압축력과 복원력이 우수한 탄성체를 유전체로 사용하는데, 탄성체의 압축 특성에 따라 압력센서의 센싱 가능한 압력 범위가 결정된다. 한편, 탄성체는 압력이 커짐에 따라 인가되는 압력증가분 대비 압축 정도가 점차 감소하여, 정전용량의 변화가 상대적으로 작게 나타날 수 있다. 따라서, 높은 압력에서의 민감도가 저하될 수 있다.The dual capacitive pressure sensor is a pressure sensor that uses a change in capacitance caused by compression of the dielectric according to external pressure by disposing a dielectric between two parallel electrode layers, and can measure dynamic and static external pressure relatively accurately. It is used a lot. Such a capacitive pressure sensor uses an elastic body having excellent compression and restoring force as a dielectric material, and the pressure range of the pressure sensor can be determined according to the compression characteristics of the elastic body. On the other hand, the elastic body is gradually reduced in the degree of compression compared to the pressure increase applied as the pressure increases, the change in capacitance may appear relatively small. Therefore, the sensitivity at high pressure may be lowered.

본 발명의 실시예들은, 넓은 압력 범위에서 인가되는 압력에 따른 정전용량의 변화가 선형적으로 나타나는 압력 센서를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a pressure sensor that exhibits a linear change in capacitance with applied pressure over a wide pressure range.

본 발명의 일 측면에 따른 압력센서는, 제1 전극판; 제2 전극판; 및 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이의 다공성의 유전체;를 포함하고, 상기 유전체는 제1 영역에서 제1 기공률을 가지고, 상기 제1 영역과 상이한 위치인 제2 영역에서 상기 제1 기공률과 상이한 제2 기공률을 가질 수 있다.Pressure sensor according to an aspect of the present invention, the first electrode plate; A second electrode plate; And a porous dielectric between the first electrode plate and the second electrode plate, wherein the dielectric has a first porosity in a first region and is different from the first region. It may have a second porosity different from the porosity.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 위치하고, 상기 제2 영역은 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 중 어느 하나의 전극판과 상기 제1 영역 사이에 위치할 수 있다.In the present embodiment, the first region is located between the first electrode plate and the second electrode plate, the second region is any one of the electrode plate and the first electrode plate and the second electrode plate and the It may be located between the first region.

본 실시예에 있어서, 상기 유전체의 유전율은 상기 압력 센서로 인가되는 압력에 의해 변하며, 상기 압력은 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판이 적층된 방향과 나란한 방향으로 인가될 수 있다.In the present embodiment, the dielectric constant of the dielectric is changed by the pressure applied to the pressure sensor, and the pressure may be applied in a direction parallel to the direction in which the first electrode plate and the second electrode plate are stacked.

본 실시예에 있어서, 상기 유전체는 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에서 서로 상이한 압축률을 가질 수 있다.In the present embodiment, the dielectric may have different compressibility in the first region and the second region.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 기공률이 상기 제2 기공률보다 크며, 상기 제1 영역에서의 제1 기공의 크기가 상기 제2 영역에서의 제2 기공의 크기보다 클 수 있다.In the present embodiment, the first porosity is greater than the second porosity, the size of the first pore in the first region may be larger than the size of the second pore in the second region.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 기공률이 상기 제2 기공률보다 크며, 상기 제1 영역 내의 제1 기공의 개수가 상기 제2 영역 내의 제2 기공의 개수 보다 많을 수 있다.In an embodiment, the first porosity may be greater than the second porosity, and the number of first pores in the first region may be greater than the number of second pores in the second region.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에서 상기 유전체의 압축률은 점진적으로 변할 수 있다.In the present exemplary embodiment, the compressibility of the dielectric may gradually change between the first electrode plate and the second electrode plate.

본 실시예에 있어서, 상기 유전체는 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역과 상이한 위치인 제3 영역을 더 포함하고, 상기 제3 영역에서의 제3 기공률은 상기 제1 기공률 및 상기 제2 기공률과 상이할 수 있다.In the present embodiment, the dielectric further includes a third region at a position different from the first region and the second region, wherein the third porosity in the third region is equal to the first porosity and the second porosity. Can be different.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에서 순차적으로 적층된 영역들일 수 있다.In the present embodiment, the first region, the second region and the third region may be regions sequentially stacked between the first electrode plate and the second electrode plate.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 기공률은 상기 제2 기공률보다 크고, 상기 제2 기공률은 상기 제3 기공률보다 크거나 작을 수 있다.In the present embodiment, the first porosity may be greater than the second porosity, and the second porosity may be greater or less than the third porosity.

본 발명의 다른 측면에 따른 압력센서는, 서로 마주보는 제1 전극과 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 유전체;를 포함하고, 상기 유전체는 서로 다른 압축률을 가지는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 제1 전극과 상기 제2 영역 사이에 위치하고, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역과 상기 제2 전극 사이에 위치할 수 있다.Pressure sensor according to another aspect of the present invention, the first electrode and the second electrode facing each other; And a dielectric between the first electrode and the second electrode, wherein the dielectric includes a first region and a second region having different compression ratios, and the first region includes the first electrode and the second region. The second region may be positioned between the regions, and the second region may be positioned between the first region and the second electrode.

본 실시예에 있어서, 상기 유전체는 다공성이며, 상기 유전체는 상기 제1 영역에서 제1 기공률을 가지고, 상기 제2 영역에서 상기 제1 기공률과 상이한 제2 기공률을 가질 수 있다.In the present embodiment, the dielectric may be porous, and the dielectric may have a first porosity in the first region and a second porosity different from the first porosity in the second region.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 영역에서의 압축률이 상기 제2 영역에서의 압축률보다 크며, 상기 제1 영역에서의 제1 기공의 크기가 상기 제2 영역에서의 제2 기공의 크기보다 클 수 있다.In this embodiment, the compression ratio in the first region is greater than the compression ratio in the second region, and the size of the first pore in the first region may be larger than the size of the second pore in the second region. have.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 영역에서의 압축률이 상기 제2 영역에서의 압축률보다 크며, 상기 제1 영역 내의 제1 기공의 개수가 상기 제2 영역 내의 제2 기공의 개수 보다 많을 수 있다.In this embodiment, the compressibility in the first region may be greater than the compressibility in the second region, and the number of first pores in the first region may be greater than the number of second pores in the second region.

본 실시예에 있어서, 상기 유전체의 유전율은 상기 압력 센서로 인가되는 압력에 의해 변하며, 상기 압력은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 서로 마주보는 방향과 나란한 방향으로 인가될 수 있다.In the present embodiment, the dielectric constant of the dielectric is changed by the pressure applied to the pressure sensor, and the pressure may be applied in a direction parallel to the direction in which the first electrode and the second electrode face each other.

본 실시예에 있어서, 상기 유전체는 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역과 상이한 위치인 제3 영역을 더 포함하고, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 순차적으로 적층된 영역들일 수 있다.In the present embodiment, the dielectric further includes a third region which is different from the first region and the second region, wherein the first region, the second region, and the third region are formed with the first electrode. The regions may be sequentially stacked between the second electrodes.

본 실시예에 있어서, 상기 유전체는 상기 제3 영역에서 제3 기공률을 가지며, 상기 유전체의 압축률은 상기 제1 영역에서 상기 제3 영역으로 갈수록 점진적으로 변할 수 있다.In the present exemplary embodiment, the dielectric may have a third porosity in the third region, and the compressibility of the dielectric may gradually change from the first region to the third region.

본 실시예에 있어서, 상기 유전체는 상기 제3 영역에서 제3 기공률을 가지며, 상기 제1 기공률은 상기 제2 기공률보다 크고, 상기 제2 기공률은 상기 제3 기공률보다 크거나 작을 수 있다.In the present embodiment, the dielectric may have a third porosity in the third region, the first porosity may be greater than the second porosity, and the second porosity may be greater or less than the third porosity.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 실시예들에 관한 압력 센서는 다공성의 유전체를 포함하므로 낮은 압력에서 우수한 민감도를 가질 수 있다. The pressure sensor according to the present embodiments may have excellent sensitivity at low pressure because it includes a porous dielectric.

또한, 다공성의 유전체는 영역별로 상이한 기공률을 가지므로 낮은 압력뿐만 아니라 높은 압력 하에서도, 압력증가분 대비 탄성체의 압축되는 정도가 일정하게 유지될 수 있다. 그 결과, 인가되는 압력에 따른 정전용량의 변화가 선형적으로 나타나는바, 넓은 압력 범위에서 우수한 민감도를 유지할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.In addition, since the porous dielectric has different porosity for each region, the degree of compression of the elastic body relative to the pressure increase can be kept constant even under high pressure as well as low pressure. As a result, the change in capacitance according to the applied pressure is linear, so that excellent sensitivity can be maintained in a wide pressure range. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 압력센서의 유전체의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 압력센서의 유전체의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 압력센서의 유전체의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 압력센서의 압력에 대한 정전용량의 변화를 도시한 도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a dielectric of the pressure sensor of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view schematically showing another example of the dielectric of the pressure sensor of FIG. 1.
4 is a cross-sectional view schematically showing still another example of the dielectric of the pressure sensor of FIG. 1.
5 is a view showing a change in capacitance with respect to the pressure of the pressure sensor of FIG.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 각 도면에서, 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, in each drawing, components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description, and the size of each component does not entirely reflect the actual size.

각 구성요소의 설명에 있어서, 상(on)에 또는 하(under)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(on)과 하(under)는 직접 또는 다른 구성요소를 개재하여 형성되는 것을 모두 포함하며, 상(on) 및 하(under)에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of each component, when described as being formed on or under, both on and under are formed either directly or through other components. And on and under criteria will be described with reference to the drawings.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components will be given the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서(100)는 서로 마주보는 제1 전극(110)과 제2 전극(120), 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 위치하는 유전체(130), 그리고 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)과 전기적으로 연결된 측정부(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the pressure sensor 100 according to an embodiment of the present invention may face the first electrode 110 and the second electrode 120, the first electrode 110, and the second electrode 120 facing each other. The dielectric member 130 may be disposed between the first and second electrodes 110 and 120, and the measuring unit 140 may be electrically connected to the first electrode 110 and the second electrode 120.

제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 각각 판(plate) 형상일 수 있다. 따라서, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 각각 제1 전극판과 제2 전극판으로 지칭될 수 있다. 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 유전체(130)를 기준으로 서로 반대측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 유전체(130)가 대략 육면체 형상을 가질 때, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 유전체(130)의 상면과 하면에 각각 배치되거나, 또는 서로 마주보는 측면들에 배치될 수 있다.The first electrode 110 and the second electrode 120 may each have a plate shape. Accordingly, the first electrode 110 and the second electrode 120 may be referred to as a first electrode plate and a second electrode plate, respectively. The first electrode 110 and the second electrode 120 may be disposed on opposite sides of the dielectric 130. For example, when the dielectric 130 has a substantially hexahedral shape, the first electrode 110 and the second electrode 120 are disposed on the top and bottom surfaces of the dielectric 130, respectively, or on side surfaces facing each other. Can be arranged.

제1 전극(110)은 제1 기저층(111)과 제1 기저층(111) 상에 형성된 제1 금속층(113)을 포함할 수 있다. The first electrode 110 may include a first base layer 111 and a first metal layer 113 formed on the first base layer 111.

제1 기저층(111)은 유전체(130)와 접합하면서 제1 금속층(113)을 지지한다. 제1 기저층(111)은 유연성 및 탄성을 가지는 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 기저층(111)은 폴리에테르술폰(PES), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르 이미드(PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리이미드(PI), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP) 등일 수 있다. The first base layer 111 supports the first metal layer 113 while bonding with the dielectric 130. The first base layer 111 may be made of a material having flexibility and elasticity. For example, the first base layer 111 may include polyether sulfone (PES), polyacrylate (PAR), polyether imide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), and polyphenylene sulfide. (PPS), polyimide (PI), polycarbonate (PC), cellulose tri acetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP) and the like.

제1 금속층(113)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 구리(Cu), 인듐 주석 산화물(ITO) 등으로 형성될 수 있으며, 측정부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다.The first metal layer 113 is made of silver (Ag), aluminum (Al), platinum (Pt), gold (Au), nickel (Ni), chromium (Cr), copper (Cu), indium tin oxide (ITO), or the like. It may be formed, it may be electrically connected to the measuring unit 140.

제2 기저층(121)은 제1 기저층(111)과 실질적으로 동일하고, 제2 금속층(123)은 제1 금속층(113)과 실질적으로 동일할 수 있다. The second base layer 121 may be substantially the same as the first base layer 111, and the second metal layer 123 may be substantially the same as the first metal layer 113.

유전체(130)는 외부의 압력이 인가되면 압축되어 부피가 감소하고, 압력이 제거되면 원상태로 회복될 수 있다. 일 예로, 외부의 압력은 제1 전극(110)과 제2 전극(120)이 적층된 방향과 나란한 방향 즉, 판(plate) 형상인 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)의 면과 수직한 방향으로 인가되며, 인가되는 외부 압력에 의해 유전체(130)가 압축되면, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이의 간격이 감소하여 유전체(130)의 유전율이 변하게 된다. 이때 감지부(140)는 유전율의 변화를 감지하고, 이로부터 인가되는 외부 압력의 크기를 측정할 수 있다.The dielectric 130 may be compressed to reduce its volume when an external pressure is applied, and may be restored to its original state when the pressure is removed. As an example, the external pressure may be parallel to the direction in which the first electrode 110 and the second electrode 120 are stacked, that is, the surfaces of the first electrode 110 and the second electrode 120 having a plate shape. When the dielectric material 130 is compressed in a direction perpendicular to the pressure and the external pressure is applied, the distance between the first electrode 110 and the second electrode 120 decreases to change the dielectric constant of the dielectric material 130. . In this case, the sensing unit 140 may detect a change in permittivity and measure the magnitude of the external pressure applied therefrom.

유전체(130)는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 헥사메틸디실록산(hexamethyldisiloxane, HMDSO), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Dielectric 130 may be made of polydimethylsiloxane (PDMS), hexamethyldisiloxane (hexamethyldisiloxane, HMDSO), polyurethane (polyurethane), polyurethane acrylate (polyurethane acrylate), but is not limited thereto.

유전체(130)는 내부에 복수의 기공(V)들을 포함할 수 있다. 한편, 도 1에서는 복수의 기공(V)들이 서로 분리된 상태인 것처럼 도시되어 있으나, 실질적으로 복수의 기공(V)들은 서로 연결된 개방형 기공일 수 있다. 따라서, 외부 압력에 의해 유전체(130)가 압축될 때 기공(V) 내부의 기체가 외부로 배출되어 유전체(130)가 용이하게 압축될 수 있다.The dielectric 130 may include a plurality of pores V therein. Meanwhile, although the plurality of pores V are illustrated as being separated from each other in FIG. 1, the plurality of pores V may be open pores connected to each other. Therefore, when the dielectric 130 is compressed by an external pressure, the gas inside the pores V is discharged to the outside, and the dielectric 130 may be easily compressed.

또한, 유전체(130) 내에 복수의 기공(V)들이 형성되어 있으므로, 외부의 압력 인가시 기공(V)들이 형성되지 않은 상태에 비하여 상대적으로 높은 탄성변형률을 가지며, 그 결과 작은 힘에 의해서도 유전체(130)가 용이하게 압축될 수 있다. 뿐만 아니라, 유전체(130)의 압축시 기공(V) 내부의 기체가 배출되고 기공(V)들이 제거되는 효과를 가짐에 따라, 유전체(130)의 유전상수 값이 증가하여 정전용량의 변화 폭이 증가할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 압력센서(100)는 낮은 압력에서 우수한 민감도를 가질 수 있다.In addition, since the plurality of pores V are formed in the dielectric 130, they have a relatively high elastic strain as compared to a state in which the pores V are not formed when an external pressure is applied, and as a result, the dielectric ( 130 can be easily compressed. In addition, as the gas inside the pores V is discharged and the pores V are removed when the dielectric 130 is compressed, the dielectric constant value of the dielectric 130 is increased to change the capacitance. Can increase. Therefore, the pressure sensor 100 according to the present invention may have excellent sensitivity at low pressure.

선택적 실시예로, 유전체(130)의 내부에는 고유전율을 가지는 나노 선 또는/및 나노입자(P)들이 분산될 수 있다. 고유전율을 가지는 나노 선들은 은, 구리, 이산화 티타늄, 산화 아연 등일 수 있다. 고유전율을 가지는 나노 입자(P)들은 BTO (BaTiO3), ZTO (ZnSnO3), KNN (KxNa1 - xNbO3), BNKT (Bi(NaxK1-x)TiO3), 실리콘 등일 수 있다. 고유전율을 가지는 나노 선 또는/및 나노 입자(P)들이 유전체(130) 내에 분산되면, 유전체(130)의 유효 유전상수가 커지고, 외부 압력에 의해 유전체(130)가 압축될 때 유전체(130)의 유효 유전상수 변화값 또한 크게 증가할 수 있으므로, 압력 센서(100)의 민감도는 더욱 향상될 수 있다.In some embodiments, nanowires and / or nanoparticles P having a high dielectric constant may be dispersed in the dielectric 130. Nanowires having a high dielectric constant may be silver, copper, titanium dioxide, zinc oxide, or the like. Nanoparticles having high dielectric constant (P) are BTO (BaTiO 3 ), ZTO (ZnSnO 3 ), KNN (K x Na 1 - x NbO 3 ), BNKT (Bi (Na x K 1-x ) TiO 3 ), silicon And the like. When the nanowires and / or nanoparticles P having high dielectric constant are dispersed in the dielectric 130, the effective dielectric constant of the dielectric 130 becomes large and the dielectric 130 is compressed when the dielectric 130 is compressed by external pressure. Since the effective dielectric constant change of may also increase significantly, the sensitivity of the pressure sensor 100 may be further improved.

한편, 본 발명에 따른 유전체(130)는 압력의 크기가 증가하더라도 유전체(130)의 압축폭이 일정하게 유지될 수 있으며, 그 결과 높은 압력에서도 압력센서(100)의 민감도가 유지될 수 있다. 이에 대하여서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.Meanwhile, in the dielectric 130 according to the present invention, even if the pressure increases, the compression width of the dielectric 130 may be kept constant, and as a result, the sensitivity of the pressure sensor 100 may be maintained even at a high pressure. This will be described later with reference to FIGS. 2 to 5.

도 2는 도 1의 압력센서의 유전체의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a dielectric of the pressure sensor of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 유전체(130)는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 영역(A1)은 제1 기공률을 가지고, 제2 영역(A2)은 제1 기공률과 상이한 제2 기공률을 가질 수 있다. Referring to FIG. 2, the dielectric 130 may include a first region A1 and a second region A2. In this case, the first region A1 may have a first porosity, and the second region A2 may have a second porosity different from the first porosity.

한편, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 유전체(130) 내에서 물리적으로 구별되지 않을 수 있다. 즉, 유전체(130)는 높이 방향으로 갈수록 점차 또는 연속적으로 기공률이 변할 수 있으며, 이때 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 서로 상이한 기공률을 가지는 임의의 영역들로써, 서로 인접하거나 또는 이격된 위치의 영역들 일 수 있다. 이와 같은 유전체(130)는 3-D 프린팅 등에 의해 형성할 수 있다. 선택적 실시예로, 유전체(130)는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 순차적으로 형성하는 과정을 거쳐 형성될 수 있으며, 이와 같은 경우 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 서로의 경계를 확인할 수 있는 영역들일 수 있다. Meanwhile, the first region A1 and the second region A2 may not be physically distinguished in the dielectric 130. That is, the porosity of the dielectric 130 may change gradually or continuously in the height direction, wherein the first region A1 and the second region A2 are arbitrary regions having different porosities, and are adjacent to each other or It may be areas of spaced apart locations. Such a dielectric 130 may be formed by 3-D printing or the like. In some embodiments, the dielectric 130 may be formed by sequentially forming the first region A1 and the second region A2, and in this case, the first region A1 and the second region ( A2) may be regions in which boundaries of each other can be identified.

즉, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 특정 구조에 한정되지 않는다. 다만, 외부 압력 인가시 유전체(130)가 균일하게 압축되도록 하기 위하여, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 각각 일정한 두께를 가지고, 서로 적층된 구성을 가질 필요가 있다.That is, the first area A1 and the second area A2 are not limited to a specific structure. However, in order for the dielectric 130 to be uniformly compressed when an external pressure is applied, the first region A1 and the second region A2 need to have a predetermined thickness and have a stacked structure.

제1 영역(A1)은 제1 전극(도 1의 110)과 제2 전극(도 1의 120) 사이에 위치하고, 제2 영역(A2)은 제1 전극(도 1의 110)과 제2 전극(도 1의 120) 중 어느 하나와 제1 영역(A1) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 외부 압력이 인가되는 방향으로 적층된 구성을 가질 수 있다.The first area A1 is positioned between the first electrode 110 (in FIG. 1) and the second electrode (120 in FIG. 1), and the second area A2 is the first electrode (110 in FIG. 1) and the second electrode. It may be located between any one of (120 in FIG. 1) and the first area (A1). That is, the first area A1 and the second area A2 may have a stacked structure in a direction in which an external pressure is applied.

한편, 제1 영역(A1)이 제1 기공률을 가지고, 제2 영역(A2)은 제1 기공률과 상이한 제2 기공률을 가진다는 것은, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)이 서로 다른 압축률을 가진다는 것을 의미한다.Meanwhile, the fact that the first region A1 has a first porosity and the second region A2 has a second porosity different from the first porosity means that the first region A1 and the second region A2 are different from each other. It means different compression ratios.

일 예로, 제1 기공률이 제2 기공률보다 큰 경우, 제1 영역(A1)의 압축률이 제2 영역(A2)의 압축률보다 큰 것을 의미한다. 따라서, 유전체(130)로 작은 크기의 압력이 인가될 때는, 제1 영역(A1)의 압축에 의해 유전체(130)가 주로 압축되며, 제2 영역(A2)은 상대적으로 압축되지 않은 상태를 유지할 수 있다. 반면에, 유전체(130)로 큰 압력이 인가되는 경우, 제1 영역(A1)이 충분히 압축된 상태에서 제2 영역(A2)의 압축이 진행될 수 있다. 즉, 작은 압력의 인가시에는 주로 제1 영역(A1)이 압축되고, 인가되는 압력이 증가함에 따라 제2 영역(A2)이 추가로 압축됨으로써 인가되는 압력의 증가분 대비 탄성체(130)의 압축되는 정도가 일정하게 유지될 수 있다. For example, when the first porosity is greater than the second porosity, it means that the compression rate of the first region A1 is greater than that of the second region A2. Therefore, when a small pressure is applied to the dielectric 130, the dielectric 130 is mainly compressed by the compression of the first region A1, and the second region A2 remains relatively uncompressed. Can be. On the other hand, when a large pressure is applied to the dielectric 130, compression of the second region A2 may proceed while the first region A1 is sufficiently compressed. That is, when the small pressure is applied, the first region A1 is mainly compressed, and as the applied pressure is increased, the second region A2 is further compressed to compress the elastic body 130 relative to the increase in the applied pressure. The degree can be kept constant.

한편, 상기와 같이 제1 기공률이 제2 기공률보다 크게 형성되도록 하기 위한 일 예로, 제1 영역(A1)에서의 제1 기공(V1)의 크기가 제2 영역(V2)에서의 제2 기공(V2)의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 물론, 이와 같은 경우에도 제1 기공(V1)과 제2 기공(V2)은 서로 연결된 상태일 수 있다.Meanwhile, as an example, the first porosity is larger than the second porosity as described above, and the size of the first pore V1 in the first region A1 is equal to the second pore in the second region V2 ( It may be formed larger than the size of V2). Of course, even in this case, the first pore V1 and the second pore V2 may be connected to each other.

한편, 도 2에서는 유전체(130)가 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 포함하는 것을 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 유전체(130)는 기공률이 서로 상이한 복수 개의 영역들을 포함할 수 있으며, 그 결과 제1 전극(도 1의 110)과 제2 전극(도 1의 120) 사이에서 유전체(130)의 압축률은 점진적 또는 연속적으로 변할 수 있다.Meanwhile, although FIG. 2 illustrates that the dielectric 130 includes the first region A1 and the second region A2, the present invention is not limited thereto. That is, the dielectric 130 according to the present invention may include a plurality of regions having different porosities, and as a result, the dielectric 130 between the first electrode 110 (see FIG. 1) and the second electrode 120 (FIG. 1). Compression ratio can vary gradually or continuously.

도 3은 도 1의 압력센서의 유전체의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing another example of the dielectric of the pressure sensor of FIG. 1.

도 3에서는, 유전체(130)가 제1 기공률을 가지는 제1 영역(A1)과 제2 기공률을 가지는 제2 영역(A2)을 포함하는 예를 도시하고 있다. 일 예로, 제1 기공률은 제2 기공률보다 클 수 있으며, 그 결과 작은 압력의 인가시에는 주로 제1 영역(A1)이 압축되고, 인가되는 압력이 증가함에 따라 제2 영역(A2)이 추가로 압축됨으로써 인가되는 압력의 증가분 대비 탄성체(130)의 압축되는 정도가 일정하게 유지될 수 있다. 3 illustrates an example in which the dielectric material 130 includes a first region A1 having a first porosity and a second region A2 having a second porosity. For example, the first porosity may be greater than the second porosity. As a result, the first region A1 is mainly compressed when the small pressure is applied, and the second region A2 is additionally added as the pressure applied increases. Compression of the elastic body 130 with respect to the increase in the pressure applied by the compression can be kept constant.

상기와 같이 제1 기공률이 제2 기공률보다 크게 형성되도록 하기 위한 다른 예로써, 제1 영역(A1) 내의 제1 기공(V1)의 개수가 제2 영역(V2) 내의 제2 기공(V2)의 개수 보다 많을 수 있으며, 이때 제1 기공(V1)들과 제2 기공(V2)들은 서로 연결될 수 있다.As another example for making the first porosity larger than the second porosity, the number of the first pores V1 in the first region A1 is greater than that of the second pores V2 in the second region V2. The number of the first pores V1 and the second pores V2 may be connected to each other.

도 4는 도 1의 압력센서의 유전체의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view schematically showing still another example of the dielectric of the pressure sensor of FIG. 1.

도 4를 참조하면, 유전체(130)는 제1 영역(A1), 제2 영역(A2), 및 제3 영역(A3)을 포함할 수 있다. 제1 영역(A1), 제2 영역(A2), 및 제3 영역(A3)은 제1 전극(도 1의 110)과 제2 전극(도 1의 120) 사이에서 순차적으로 적층된 영역들일 수 있다. Referring to FIG. 4, the dielectric 130 may include a first region A1, a second region A2, and a third region A3. The first region A1, the second region A2, and the third region A3 may be regions sequentially stacked between the first electrode 110 of FIG. 1 and the second electrode 120 of FIG. 1. have.

일 예로, 제1 영역(A1)에서의 제1 기공률은 제2 영역(A2)에서의 제2 기공률보다 크고, 제2 기공률은 제3 영역(A3)에서의 제3 기공률보다 크거나 작을 수 있다. 이를 위해, 제1 기공(V1)은 제2 기공(V2)보다 크게 또는/및 많은 개수를 가지도록 형성될 수 있으며, 제2 기공(V2)과 제3 기공(V3)도 서로 상대적인 크기 및 개수를 가지도록 형성될 수 있다.For example, the first porosity in the first region A1 may be greater than the second porosity in the second region A2, and the second porosity may be larger or smaller than the third porosity in the third region A3. . To this end, the first pores V1 may be formed to have a larger number and / or a larger number than the second pores V2, and the second pores V2 and the third pores V3 may also have a relative size and number. It may be formed to have.

제2 기공률이 제3 기공률보다 큰 경우는, 제1 영역(A1)에서 제3 영역(A3)으로 갈수록 유전체(130)의 압축률이 점차 감소할 수 있다. 따라서, 외부에서 인가되는 압력이 증가함에 따라 제1 영역(A1), 제2 영역(A2) 및 제3 영역(A3)이 순차적으로 압축되어, 인가되는 압력의 증가분 대비 탄성체(130)의 압축되는 정도가 일정하게 유지될 수 있다. When the second porosity is greater than the third porosity, the compressibility of the dielectric 130 may gradually decrease from the first region A1 to the third region A3. Therefore, as the pressure applied from the outside increases, the first region A1, the second region A2, and the third region A3 are sequentially compressed to compress the elastic body 130 relative to the increase in the applied pressure. The degree can be kept constant.

또한, 제2 기공률이 제3 기공률보다 작은 경우는, 제1 영역(A1)에서 제3 영역(A3)으로 갈수록 유전체(130)의 압축률이 감소하다가 다시 증가할 수 있다. 따라서, 외부에서 인가되는 압력이 증가함에 따라 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3)이 먼저 압축되고, 제2 영역(A2)이 나중에 압축될 수 있다.In addition, when the second porosity is smaller than the third porosity, the compressibility of the dielectric 130 may decrease and increase again from the first region A1 to the third region A3. Therefore, as the pressure applied from the outside increases, the first region A1 and the third region A3 may be compressed first, and the second region A2 may be compressed later.

한편, 본 발명에 따른 유전체(130)는 서로 상이한 기공률을 가지는 복수 개의 영역들을 포함할 수 있는데, 서로 상이한 기공률을 가지는 영역들의 개수가 많을수록 또한 영역들 간의 기공률 차이가 작을수록 유전체(130)의 압축률은 제1 전극(도 1의 110)과 제2 전극(도 1의 120) 사이에서 점진적 또는 연속적으로 변하므로, 인가되는 압력의 증가분 대비 탄성체(130)의 압축되는 정도가 더욱 일정하게 유지될 수 있다.Meanwhile, the dielectric 130 according to the present invention may include a plurality of regions having different porosities, and the larger the number of regions having different porosities and the smaller the difference in porosity between the regions, the compressibility of the dielectric 130 is increased. Since the gradual or continuous change between the first electrode (110 in FIG. 1) and the second electrode (120 in FIG. 1), the degree of compression of the elastic body 130 can be kept more constant compared to the increase in the applied pressure. have.

도 5는 도 1의 압력센서의 압력에 대한 정전용량의 변화를 도시한 도이다.5 is a view showing a change in capacitance with respect to the pressure of the pressure sensor of FIG.

이하에서는 먼저, 도 5에서 사용된 압력센서의 제조 방법을 도 1 및 도 4를 참조하여 설명한다.Hereinafter, first, the manufacturing method of the pressure sensor used in FIG. 5 will be described with reference to FIGS. 1 and 4.

-. 유전체(130)의 제작-. Fabrication of Dielectric 130

(1) 폴리디메틸실록산 용액에 물 50%(w/w)를 혼합하여 임시기판에 1차 코팅한 후, 반 건조 시켜 제1 영역(A1)을 형성하는 단계, 폴리디메틸실록산 용액에 물 30%(w/w)를 혼합하여 제1 영역(A1) 상에 2차 코팅한 후, 반 건조 시켜 제2 영역(A2)을 형성하는 단계, 및 폴리디메틸실록산 용액에 물 10%(w/w)를 혼합하여 제2 영역(A2) 상에 3차 코팅한 후, 반 건조 시켜 제3 영역(A2)을 형성한 다음, 반 건조된 제1 영역(A1), 제2 영역(A2) 및 제3 영역(A3)을 완전 건조하여 형성하였다.(1) mixing 50% (w / w) of water in a polydimethylsiloxane solution and coating the temporary substrate first, and then drying it in half to form a first region (A1); 30% of water in the polydimethylsiloxane solution mixing (w / w) with a second coating on the first region (A1), followed by half drying to form a second region (A2), and 10% (w / w) of water in the polydimethylsiloxane solution. After mixing and tertiary coating on the second region (A2), and then semi-dried to form a third region (A2), then the semi-dried first region (A1), second region (A2) and third The region A3 was formed by completely drying.

(2) 폴리디메틸실록산 용액에 물 50%(w/w)를 혼합하여 임시기판에 코팅하고 이를 건조하여 형성하였다.(2) 50% (w / w) of water was mixed with the polydimethylsiloxane solution and coated on a temporary substrate and dried to form it.

(3) 폴리디메틸실록산 용액에 물 30%(w/w)를 혼합하여 임시기판에 코팅하고 이를 건조하여 형성하였다.(3) 30% (w / w) of water was mixed with the polydimethylsiloxane solution, and then coated on a temporary substrate and dried.

(4) 폴리디메틸실록산 용액에 물 10%(w/w)를 혼합하여 임시기판에 코팅하고 이를 건조하여 형성하였다.(4) 10% (w / w) of water was mixed with the polydimethylsiloxane solution and coated on a temporary substrate and dried to form it.

(5) 폴리디메틸실록산 용액을 임시기판에 코팅하고 이를 건조하여 형성하였다.(5) Polydimethylsiloxane solution was coated on a temporary substrate and dried to form it.

상기 유전체(130)의 제작 과정 중, 폴리디메틸실록산 용액에 혼합된 물은, 건조 단계에서 증발되어 형성되는 유전체(130) 내부에 공극을 형성하게 된다. 즉, 혼합되는 물의 양이 많을수록 유전체(130) 내부에는 많은 공극이 형성될 수 있다.During the manufacturing of the dielectric 130, the water mixed in the polydimethylsiloxane solution forms voids in the dielectric 130 formed by evaporation in a drying step. That is, the greater the amount of water to be mixed, the more voids may be formed in the dielectric 130.

-. 압력센서(100)의 제작-. Fabrication of the pressure sensor 100

상기 (1) 내지 (5)에 의해 형성된 유전체(130)의 상면 및 하면에 각각 폴리에틸렌 테레프탈레이드와 인듐 주석 산화물(ITO) 층으로 이루어진 제1 전극(110)과 제2 전극(120)을 부착하고, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)에 감지부(140)를 연결하였다.The first electrode 110 and the second electrode 120 made of polyethylene terephthalate and indium tin oxide (ITO) layers are attached to the upper and lower surfaces of the dielectric 130 formed by the above (1) to (5), respectively. The sensing unit 140 is connected to the first electrode 110 and the second electrode 120.

-. 정전용량의 변화를 측정-. Measure the change in capacitance

상기 (1) 내지 (5)에 의해 형성된 유전체(130)를 포함하는 압력센서(100)에 압력을 인가하며 변화하는 정전용량을 측정하였다.The changing capacitance was measured by applying pressure to the pressure sensor 100 including the dielectric 130 formed by the above (1) to (5).

도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 유전체(130)의 내부에 가장 많은 공극이 형성되는 (2)의 경우가 2kPa 이하에서 가장 큰 정전용량의 변화를 나타낸다. 이는 많은 공극이 형성됨에 따라 작은 압력에 의해서도 유전체(130)가 쉽게 압축될 수 있기 때문이다. 그러나, (2)의 경우는 인가되는 압력이 2kPa 보다 커짐에 따라 압력증가분 대비 정전용량이 증가하는 정도가 점차 감소하는 경향을 나타낸다.As can be seen in FIG. 5, the case of (2) in which the most voids are formed in the dielectric 130 shows the largest change in capacitance at 2 kPa or less. This is because the dielectric 130 can be easily compressed even by a small pressure as many voids are formed. However, in the case of (2), as the applied pressure is greater than 2 kPa, the degree of increase in capacitance relative to the pressure increase tends to decrease gradually.

이에 반해, 서로 다른 공극률을 가지는 제1 영역(A1), 제2 영역(A2), 및 제3 영역(A3)을 포함하는 (1)의 경우는, 2kPa 이하에서도 우수한 민감도를 가질 뿐 아니라, 인가되는 압력이 2kPa 보다 커지더라도 인가되는 압력에 따른 정전용량의 변화가 선형적으로 나타나는 것을 알 수 있다. 이는 외부에서 인가되는 압력이 증가함에 따라 제1 영역(A1), 제2 영역(A2) 및 제3 영역(A3)이 순차적으로 압축되어, 인가되는 압력의 증가분 대비 탄성체(130)의 압축되는 정도가 일정하게 유지되기 때문이며, 그 결과 넓은 압력 범위에서 우수한 민감도를 유지할 수 있다.On the contrary, in the case of (1) including the first region A1, the second region A2, and the third region A3 having different porosities, the application has not only excellent sensitivity at 2 kPa or less, but also application. Even if the pressure becomes greater than 2 kPa, it can be seen that the change in capacitance according to the applied pressure appears linearly. This is because the first region A1, the second region A2, and the third region A3 are sequentially compressed as the pressure applied from the outside increases, thereby compressing the elastic body 130 with respect to the increase in the applied pressure. Is kept constant, and as a result, excellent sensitivity can be maintained over a wide pressure range.

이상에서는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 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. Although the above description has been made with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

100: 압력센서
110: 제1 전극
111: 제1 기저층
113: 제1 금속층
120: 제2 전극
121: 제2 기저층
123: 제2 금속층
130: 유전체100: pressure sensor
110: first electrode
111: first base layer
113: first metal layer
120: second electrode
121: second base layer
123: second metal layer
130: dielectric

Claims (18)

제1 전극판;
제2 전극판; 및
상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이의 다공성의 유전체;를 포함하고,
상기 유전체는 제1 영역에서 제1 기공률을 가지고, 상기 제1 영역과 상이한 위치인 제2 영역에서 상기 제1 기공률과 상이한 제2 기공률을 가지며,
상기 제1 영역은 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 위치하고, 상기 제2 영역은 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 중 어느 하나의 전극판과 상기 제1 영역 사이에 위치하며,
상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판이 적층된 방향과 나란한 방향으로 압력 인가시 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 순차적으로 압축되는 압력 센서.A first electrode plate;
A second electrode plate; And
And a porous dielectric between the first electrode plate and the second electrode plate.
The dielectric has a first porosity in a first region, a second porosity different from the first porosity in a second region that is different from the first region,
The first region is located between the first electrode plate and the second electrode plate, and the second region is located between any one of the electrode plate and the first region of the first electrode plate and the second electrode plate. ,
And a pressure sensor sequentially compressing the first region and the second region when pressure is applied in a direction parallel to a direction in which the first electrode plate and the second electrode plate are stacked. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 유전체의 유전율은 상기 압력 센서로 인가되는 압력에 의해 변하는 압력 센서.The method of claim 1,
The dielectric constant of the dielectric is changed by the pressure applied to the pressure sensor. 제1항에 있어서,
상기 유전체는 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에서 서로 상이한 압축률을 가지는 압력 센서.The method of claim 1,
The dielectric material having a different compression ratio from each other in the first region and the second region. 제1항에 있어서,
상기 제1 기공률이 상기 제2 기공률보다 크며,
상기 제1 영역에서의 제1 기공의 크기가 상기 제2 영역에서의 제2 기공의 크기보다 큰 압력 센서.The method of claim 1,
The first porosity is greater than the second porosity,
And a size of the first pore in the first region is greater than the size of the second pore in the second region. 제1항에 있어서,
상기 제1 기공률이 상기 제2 기공률보다 크며,
상기 제1 영역 내의 제1 기공의 개수가 상기 제2 영역 내의 제2 기공의 개수 보다 많은 압력 센서.The method of claim 1,
The first porosity is greater than the second porosity,
And the number of first pores in the first region is greater than the number of second pores in the second region. 제1항에 있어서,
상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에서 상기 유전체의 압축률은 점진적으로 변하는 압력 센서.The method of claim 1,
And a compression rate of the dielectric gradually varies between the first electrode plate and the second electrode plate. 제1항에 있어서,
상기 유전체는 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역과 상이한 위치인 제3 영역을 더 포함하고,
상기 제3 영역에서의 제3 기공률은 상기 제1 기공률 및 상기 제2 기공률과 상이한 압력 센서.The method of claim 1,
The dielectric further comprises a third region at a location different from the first region and the second region,
And a third porosity in the third region is different from the first porosity and the second porosity. 제8항에 있어서,
상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에서 순차적으로 적층된 영역들인 압력 센서.The method of claim 8,
And the first region, the second region, and the third region are regions sequentially stacked between the first electrode plate and the second electrode plate. 제9항에 있어서,
상기 제1 기공률은 상기 제2 기공률보다 크고, 상기 제2 기공률은 상기 제3 기공률보다 크거나 작은 압력 센서.The method of claim 9,
And the first porosity is greater than the second porosity, and the second porosity is greater or less than the third porosity. 서로 마주보는 제1 전극과 제2 전극; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 유전체;를 포함하고,
상기 유전체는 서로 다른 압축률을 가지는 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 포함하고,
상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 순차적으로 적층된 영역들인 압력 센서.A first electrode and a second electrode facing each other; And
A dielectric between the first electrode and the second electrode;
The dielectric includes a first region, a second region, and a third region having different compression rates,
And the first region, the second region, and the third region are regions sequentially stacked between the first electrode and the second electrode. 제11항에 있어서,
상기 유전체는 다공성이며, 상기 유전체는 상기 제1 영역에서 제1 기공률을 가지고, 상기 제2 영역에서 상기 제1 기공률과 상이한 제2 기공률을 가지는 압력 센서.The method of claim 11,
The dielectric is porous, the dielectric has a first porosity in the first region, and a second porosity that is different from the first porosity in the second region. 제12항에 있어서,
상기 제1 영역에서의 압축률이 상기 제2 영역에서의 압축률보다 크며,
상기 제1 영역에서의 제1 기공의 크기가 상기 제2 영역에서의 제2 기공의 크기보다 큰 압력 센서.The method of claim 12,
The compression ratio in the first region is greater than the compression ratio in the second region,
And a size of the first pore in the first region is greater than the size of the second pore in the second region. 제12항에 있어서,
상기 제1 영역에서의 압축률이 상기 제2 영역에서의 압축률보다 크며,
상기 제1 영역 내의 제1 기공의 개수가 상기 제2 영역 내의 제2 기공의 개수 보다 많은 압력 센서.The method of claim 12,
The compression ratio in the first region is greater than the compression ratio in the second region,
And the number of first pores in the first region is greater than the number of second pores in the second region. 제11항에 있어서,
상기 유전체의 유전율은 상기 압력 센서로 인가되는 압력에 의해 변하며, 상기 압력은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 서로 마주보는 방향과 나란한 방향으로 인가되는 압력 센서.The method of claim 11,
The dielectric constant of the dielectric is changed by the pressure applied to the pressure sensor, wherein the pressure is applied in a direction parallel to the direction in which the first electrode and the second electrode face each other. 삭제delete 제12항에 있어서,
상기 유전체는 상기 제3 영역에서 제3 기공률을 가지며,
상기 유전체의 압축률은 상기 제1 영역에서 상기 제3 영역으로 갈수록 점진적으로 변하는 압력 센서.The method of claim 12,
The dielectric has a third porosity in the third region,
The compressibility of the dielectric gradually varies from the first region to the third region. 제12항에 있어서,
상기 유전체는 상기 제3 영역에서 제3 기공률을 가지며,
상기 제1 기공률은 상기 제2 기공률보다 크고, 상기 제2 기공률은 상기 제3 기공률보다 크거나 작은 압력 센서.The method of claim 12,
The dielectric has a third porosity in the third region,
And the first porosity is greater than the second porosity, and the second porosity is greater or less than the third porosity.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102659978B1 (en) * 2022-06-14 2024-04-22 광운대학교 산학협력단 Ultrasensitive capacitive tactile sensor with heterostructure and manufacturing method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013015976A (en) * 2011-07-01 2013-01-24 Saga Univ Multifunction sensor
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013015976A (en) * 2011-07-01 2013-01-24 Saga Univ Multifunction sensor
JP2015190796A (en) * 2014-03-27 2015-11-02 富士通株式会社 Load detection device, vehicle detection device, and parking system

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