KR102121275B1 - 가스센서 패키지 및 그를 포함하는 가스 배관 - Google Patents

Abstract

가스센서 패키지 및 그를 포함하는 가스 배관을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 기 설정된 곡률을 가지며, 최외곽 면에 기 설정된 면적의 구멍을 구비하는 배관부 및 상기 구멍의 면적과 동일한 면적을 가지며, 상기 구멍에 배치되어 상기 배관부를 흐르는 가스의 양을 센싱하는 가스센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 배관을 제공한다.

Description

가스센서 패키지 및 그를 포함하는 가스 배관{Gas Sensor Package and Gas Pipe Ling Including Thereof}

본 발명은 가스센서 패키지 및 그를 포함하는 가스 배관에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

최근 SMD(Surface Mount Device) 구조의 반도체식 가스센서 패키지가 개발되고 있다. SMD 구조는 반도체식 가스센서가 세라믹(Ceramic) 기판에 본딩된 후, 금속 캡(Metal Cap)으로 실링되어 제작된다. 가스센서 패키지는 도 1에 도시되어 있다.

도 1은 종래의 가스센서 패키지를 도시한 도면이다.

전술한 바와 같이, 가스센서 패키지(100)는 내부 구성을 실링하는 금속 캡(110)과 세라믹 기판(120)을 포함한다.

통상적으로 종래의 가스센서 패키지(100)는 제작의 용이성 등의 이유에 의해 평평한 사각형 구조를 갖는다. 그러나 이러한 구조는 다음과 같은 문제점을 야기한다.

가스센서 패키지가 배치되어야 하는 가스 배관은 일정한 곡률을 갖는 원통형 형상을 갖는다. 이에 따라, 별도의 부착기구나 부재가 이용되지 않는 한 가스센서 패키지가 직접 가스 배관의 외부에 부착되기는 곤란한 문제가 있다.

이러한 문제를 방지하기 위해 가스 배관 내에 가스센서 패키지가 배치될 수 있는데, 가스센서 패키지가 가스 배관 내에 배치되더라도 아래의 문제를 갖는다. 가스센서 패키지가 평평한 사각형 구조를 갖기 때문에, 가스 배관 내에 설치되더라도 일정한 곡률을 갖는 가스 배관에 안정적으로 배치되기는 곤란한 문제가 있었다. 또한, 가스센서 패키지가 가스 배관 내에 배치되어야 하기 때문에, 가스 배관 제작 시 가스센서 패키지를 배치시키지 않는 한, 기 완성된 가스 배관을 분해하여 가스센서 패키지를 재배치해야 하는 불편이 존재하였다. 또한, 가스센서 패키지가 사각형 구조를 갖기 때문에, 가스센서 패키지 내로 가스의 유입이 원활하지 못해 가스센서 패키지의 결과값에 대한 신뢰도가 떨어지는 문제가 존재하였다.

본 발명의 일 실시예는, 가스 배관으로의 설치가 용이하며, 가스의 유입을 원활히 하여 검출값에 신뢰도를 향상시킨 가스센서 및 그를 포함하는 가스배관을 제공하는 데 일 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 기 설정된 곡률을 가지며, 최외곽 면에 기 설정된 면적의 구멍을 구비하는 배관부 및 상기 구멍의 면적과 동일한 면적을 가지며, 상기 구멍에 배치되어 상기 배관부를 흐르는 가스의 양을 센싱하는 가스센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 배관을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 가스센서는 상기 배관부의 내부를 향하는 일면에 상기 배관부의 곡률과 기 설정된 오차 범위 내의 곡률을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 기 설정된 곡률을 가지며, 최외곽 면에 기 설정된 면적의 구멍을 구비하는 배관부에 부착되어 가스량을 검출하는 가스센서 패키지에 있어서, 가스의 양을 검출하는 가스센서 및 상기 가스센서를 지지하고, 상기 가스센서의 검출값을 외부로 전달하며, 일면에 상기 배관부의 곡률과 기 설정된 오차범위 내의 곡률을 갖는 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기판은 상기 배관부의 내부를 향하는 일면에 상기 배관부의 곡률과 기 설정된 오차 범위 내의 곡률을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기판은 상기 배관부의 구멍의 면적과 동일한 면적을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기판은 상기 배관부의 내부를 향하는 일면의 일부에 상기 가스센서를 지지할 홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 별다른 공정 없이도 가스 배관으로 설치가 용이하며, 가스의 유입이 원활하여 검출값에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 가스센서 패키지를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배관의 사시도 및 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배관으로 가스센서가 장착된 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스센서의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 캡의 평면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

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 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배관의 사시도 및 단면도이다.

가스배관(200)은 일정한 곡률을 갖는 최외곽면(210)에 기 설정된 면적의 구멍(215)을 포함한다.

최외곽면(210)은 일정한 곡률을 갖기 때문에, 별도의 부착기구가 이용되지 않는 한 가스센서 패키지가 내부든 외부든 직접 부착되기는 쉽지 않다. 이에 따라, 가스배관(200)은 기 설정된 면적의 구멍(215)을 포함한다. 여기서, 기 설정된 면적은 가스센서 패키지의 면적과 동일한 면적일 수 있다. 즉, 가스배관(200)은 가스센서 패키지의 면적과 동일한 면적의 구멍(215)을 포함함으로써, 가스센서 패키지가 가스배관(200)의 구멍(215)에 배치될 수 있도록 한다.

이에 따라, 가스센서 패키지는 종래와 같이 가스 배관(200)의 외부에 별도의 부착기구를 이용해 배치될 필요도 없고, 가스 배관(200)의 내·외부에 불안정하게 배치될 필요도 없으며, 별도의 복잡한 공정없이 간단하게 배치될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배관으로 가스센서 패키지가 장착된 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스센서 패키지의 측면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 캡의 평면도이다.

전술한 바와 같이, 가스센서 패키지(300)는 가스배관(200)의 구멍(215)에 배치된다. 가스배관(200)의 구멍(215)에 배치된 후, 가스센서 패키지(300)는 실리콘 등 다양한 실링부재에 의해 실링된다. 이에 따라, 가스센서 패키지(300)는 구멍(215)에 배치되어 해당위치에서 고정될 수 있으며, 가스가 가스배관(200)의 내부에서 외부로 유출되는 것도 방지된다.

가스센서 패키지(300)는 가스센서(410), 배선(420), 기판(430), 지지부(440), 금속 캡(450) 및 고정부(460)를 포함한다.

가스센서(410)는 가스 배관(200) 내 가스의 양을 센싱한다. 가스센서(410)는 가스센서(410) 내로 유입되는 가스의 양에 비례하는 전압 또는 전류값을 생성함으로써, 가스의 양을 판단하고자 하는 외부 장치가 가스의 양을 파악할 수 있도록 한다.

배선(420)은 가스센서(410)와 기판(430)을 연결하여, 가스센서(410)의 센싱값이 기판(430)으로 전달될 수 있도록 한다.

기판(430)은 가스센서(410)를 지지하며, 가스센서의 센싱값을 외부 장치로 전달한다. 기판(430)은 가스센서 패키지(300)가 가스 배관(210)의 구멍(215)에 배치될 수 있도록, 구멍(215)의 면적과 동일한 면적으로 형성된다.

가스센서 패키지(300)가 가스 배관(210)의 구멍(215)에 배치되는 경우, 기판(430)은 가스 배관(200)의 내부를 향하는 일면에 가스센서(410)를 지지한다. 이때, 기판(430)은 가스센서(410)를 보다 안정적으로 지지하기 위해, 가스 배관(200)의 내부를 향하는 일면에 홈을 구비할 수 있다. 기판(430)은 구비된 홈에 가스센서(410)를 지지하여, 보다 안정적으로 가스센서(410)가 가스센서 패키지(300) 내에 배치될 수 있도록 한다.

한편, 기판(430)은 가스 배관(200)의 내부를 향하는 일면에 가스 배관(210)의 곡률과 기 설정된 오차범위 내의 곡률을 가질 수 있다. 기판(430)이 해당 일면에 홈을 구비하는 경우, 홈에 비해 상대적으로 돌출된 부분에만 곡률을 가질 수 있다. 이와 같이, 기판(430)은 일면에 곡률을 가짐으로써, 가스 배관(200)의 내부를 흐르는 가스가 보다 가스센서(410)로 유입이 더 잘되도록 할 수 있다. 또한, 가스센서 패키지(300)가 가스 배관(210)의 구멍(215)에 배치되는 경우, 기판(430)의 일면이 가스 배관(210)의 곡률과 동일하거나 유사한 곡률을 갖기 때문에, 가스센서 패키지(300)가 가스 배관(210)으로 돌출되는 부분을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 가스 배관(210) 상의 가스의 흐름에 방해를 최소화할 수 있으며, 가스 배관(210) 상의 가스의 흐름으로 인한 가스센서 패키지(300)의 설치 위치의 이탈도 최소화할 수 있다.

기판(430)은 세라믹, 금속 또는 납(Lead) 등의 소재로 구현될 수 있으며, 배선(420)을 거쳐 가스센서(410)와 연결된다. 기판(430)은 가스센서(410)의 센싱값을 수신하여, 이를 기판(430)과 연결된 외부 장치(미도시, 예를 들어, 가스 배관의 동작이나 상태를 판단하기 위한 장치 등)에 전달할 수 있다.

지지부(440)는 기판(430) 상에 금속 캡(450)를 지지한다. 지지부(440)는 금속 캡(450)를 지지하여, 가스 배관(200)의 내부를 향하는 방향으로 기판(430)과 금속 캡(450)이 일정한 거리만큼 떨어진 상태를 유지할 수 있도록 한다. 지지부(440)에 의해 기판(430)과 금속 캡(450)이 일정한 거리만큼 떨어진 상태를 유지함으로써, 기판(430)에 지지되고 있는 가스센서(410)로 가스의 유입이 보다 원활해진다. 특히, 기판(430)은 가스 배관(200)의 내부를 향하는 방향의 일면에 곡률을 구비하기 때문에, 곡률에 따라 가스가 보다 용이하게 유입될 수 있다. 종래에는 금속 캡이 가스센서 패키지를 실링하기 위해 부착되어 있었기 때문에, 종래의 가스는 금속캡에 형성된 구멍으로만 가스센서 패키지 내로 유입될 수 있었다. 그러나 가스센서 패키지(300)는 지지부(440)를 이용하여 기판(430)과 금속 캡(450)을 이격시키고 기판(430)의 일면에 곡률을 구비함으로써, 가스가 가스센서로 보다 원활히 유입될 수 있도록 하였다. 이에 따라, 가스센서 패키지(300)는 가스 검출값에 대해 향상된 신뢰도를 가질 수 있는 장점이 있다.

금속 캡(450)은 가스센서 패키지(300)의 내부를 보호하며, 가스센서 패키지(300)의 내부로 가스가 유입되도록 한다. 금속 캡(450)은 도 5에 상세히 도시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 금속 캡(450)은 복수의 구멍(510)을 포함한다. 아무런 구멍을 포함하지 않을 경우, 금속 캡(450)이 가스센서 패키지(300)의 내부로 가스의 유입을 방해할 수도 있다. 따라서 가스센서 패키지(300)의 내부를 보호하는 역할에 충실하면서도, 가스센서 패키지(300)의 내부로의 가스의 유입에 대한 영향을 최소화하기 위해 금속 캡(450)은 복수의 구멍(510)을 포함한다.

고정부(460)는 가스센서 패키지(300)가 가스배관(200) 내부로 이탈하지 않고 구멍(215)에 고정될 수 있도록 한다. 통상적으로, 가스센서 패키지(300)로 외력이 작용함에 있어, 외력이 가스배관(200)의 내부에서 외부로 작용하는 경우는 거의 존재하지 않으며, 대부분 외력이 가스배관(200)의 외부에서 내부로 작용하게 된다. 외력에 의해, 가스센서 패키지(300)가 가스배관(200) 내부로 이탈하는 경우가 발생할 수 있다. 가스센서 패키지(300)가 실링부재에 의해 가스배관(200)의 구멍(215)에 배치되나, 외력의 크기에 따라 가스센서 패키지(300)가 가스배관(200) 내부로 이탈하는 경우가 발생할 가능성이 존재한다. 이러한 가능성을 최소화하기 위해, 고정부(460)는 기판(430)의 측면에 기판(430)으로부터 돌출된 형태로 형성되어, 가스센서 패키지(300)가 외력에 의해 가스배관(200) 내부로 이탈하지 않도록 한다. 고정부(460)는 가스 배관(200)의 곡률로부터 기 설정된 오차범위 내의 곡률을 구비함으로써, 보다 안정적으로 가스배관(200)에 가스센서 패키지(300)가 고정될 수 있도록 한다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 300: 가스센서 패키지
110, 450: 금속 캡
120: 세라믹 기판
200: 가스배관
210: 최외곽 면
215: 구멍
410: 가스센서
420: 배선
430: 기판
440: 지지부
460: 고정부

Claims (6)

1. 기 설정된 곡률을 가지며 최외곽 면에 기 설정된 면적의 구멍을 구비하는 배관부에 부착되어 가스량을 검출하는 가스센서 패키지에 있어서,
   가스의 양을 검출하는 가스센서;
   상기 가스센서 패키지 내부를 보호하며, 상기 가스센서 패키지 내부로 가스가 유입되도록 하는 금속 캡;
   상기 가스센서 패키지가 상기 배관부에 배치될 수 있도록 상기 배관부에 구비된 구멍과 동일한 면적을 가지며, 상기 배관부의 내부를 향하는 일면에 홈을 구비하여 상기 홈에 상기 가스센서를 지지하고, 상기 배관부의 내부를 향하는 일면 중 상기 홈에 비해 상대적으로 돌출된 부분에 상기 배관부의 기 설정된 곡률과 기 설정된 오차범위 내의 곡률을 가지며, 상기 가스센서의 검출값을 외부로 전달하며, 일면에 상기 배관부의 곡률과 기 설정된 오차범위 내의 곡률을 갖는 기판;
   상기 기판 상에 상기 금속 캡이 기 설정된 거리만큼 떨어진 상태로 상기 금속 캡을 지지하는 지지부; 및
   상기 가스센서 패키지가 상기 배관부 내부로 이탈하지 않고 구멍에 고정될 수 있도록 상기 기판의 측면에 상기 기판으로부터 돌출된 형태를 가지며, 상기 배관부의 기 설정된 곡률과 기 설정된 오차범위 내의 곡률을 갖는 고정부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.
2. 기 설정된 곡률을 가지며, 최외곽 면에 기 설정된 면적의 구멍을 구비하는 배관부; 및
   제1항의 가스센서 패키지
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 배관.
   
   
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