KR102334798B1 - Integrated sensor module and preparing method of the same - Google Patents

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KR102334798B1
KR102334798B1 KR1020200165332A KR20200165332A KR102334798B1 KR 102334798 B1 KR102334798 B1 KR 102334798B1 KR 1020200165332 A KR1020200165332 A KR 1020200165332A KR 20200165332 A KR20200165332 A KR 20200165332A KR 102334798 B1 KR102334798 B1 KR 102334798B1
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sensor module
integrated sensor
electrode layer
flexible polymer
polymer substrate
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김선국
백승호
스리니바스
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

Provided, in the present application, is an integrated sensor module comprising: a flexible polymer substrate; a sensing part formed on one surface of the flexible polymer substrate; an electrode layer formed on the other surface of the flexible polymer substrate; a plurality of micropores formed vertically inside the flexible polymer substrate; and a connection part formed on the surface of the plurality of micropores, wherein the sensing part, the electrode layer, and the connection part include a glassy carbon, and the sensing part and the electrode layer are electrically connected by the connection part. Therefore, an objective of the present invention is to provide the integrated sensor module with excellent stability, and a manufacturing method thereof.

Description

일체형 센서 모듈 및 이의 제조 방법{INTEGRATED SENSOR MODULE AND PREPARING METHOD OF THE SAME}Integrated sensor module and manufacturing method thereof

본원은 일체형 센서 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present application relates to an integrated sensor module and a method for manufacturing the same.

2010 년부터 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 텔레비전 시장이 성숙단계에 접어들면서 차세대 디스플레이로서 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)가 큰 주목을 받고 있다. 특히 유기발광다이오드(OLED) 표시장치는 고속응답, 고화질, 광시야각, 저소비전력 등의 장점으로 인해 차세대 디스플레이로 최근 주목을 받고 있다. 이와 관련하여, 표시 장치 상에 부착되어 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치인 터치 패널(touch panel)이 각광받고 있다. Since 2010, as the liquid crystal display (LCD) television market has entered a mature stage, organic light emitting diodes (OLEDs) are receiving great attention as a next-generation display. In particular, an organic light emitting diode (OLED) display device has recently attracted attention as a next-generation display due to its advantages such as high-speed response, high image quality, wide viewing angle, and low power consumption. In relation to this, a touch panel, which is an input device attached to a display device, and capable of inputting a user's command by selecting instructions displayed on a screen with a human hand or an object, is in the spotlight.

터치 패널은 표시 장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 구체적으로, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다. 이와 같은 터치 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.The touch panel is provided on the front face of the display device and converts a contact position in direct contact with a person's hand or an object into an electrical signal. Specifically, the instruction content selected at the contact position is accepted as an input signal. Since such a touch panel can replace a separate input device that is connected to and operated on an image display device, such as a keyboard and a mouse, the range of its use is gradually expanding.

종래의 터치 패널에 사용되는 센서 모듈의 경우 센서 모듈과 직접 회로의 연결을 위한 별도의 공정이 추가로 필요하며, 센서 모듈과 직접 회로를 접합하는 과정에서 접합부분의 금속부를 드러내어 납땜을 진행하여야 하므로 공정이 복잡하고 노이즈가 발생하는 등 문제점이 있다. In the case of a sensor module used in a conventional touch panel, a separate process for connecting the sensor module and the direct circuit is additionally required. There are problems such as complicated process and generation of noise.

또한, 종래의 센서 모듈의 경우 접합 부분이 굽힘, 접힘, 비틀림 등 기계적 변형으로 인해 손상되는 경우, 센서 모듈에 치명적인 결함이 발생하는 문제점이 있고, 접합부를 포함함으로써 소형화에 한계가 있다는 문제점이 있다. 따라서, 접합부를 포함하지 않는 일체형 센서 모듈 개발의 필요성이 대두되고 있다.In addition, in the case of the conventional sensor module, when the bonding portion is damaged due to mechanical deformation such as bending, folding, or torsion, there is a problem in that a fatal defect occurs in the sensor module, and there is a problem in that miniaturization is limited by including the bonding portion. Accordingly, there is a need for developing an integrated sensor module that does not include a junction.

본원의 배경이 되는 기술인 대한민국 공개특허 제 10-2018-0130797 호는 OLED 일체형 터치 센서 및 이를 포함하는 OLED 화상 표시 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 OLED 소자; 및 상기 OLED 소자의 일면에 부착되며 적어도 금속층과 금속 산화물층의 2층 구조를 포함하는 메쉬 타입의 자가-용량형 터치 전극;을 포함함으로써, 굴곡 특성, 광학 특성 및 전기적 특성이 우수한 OLED 일체형 터치 센서 및 이를 포함하는 OLED 화상 표시 장치에 관한 것이다. 상기 공개특허는 터치 센서의 구동 전극이 OLED 소자의 전극에 의한 전자기적 영향을 차단함으로써 노이즈를 차감할 수 있으나, 외부 직접 회로 연결을 위한 별도의 공정이 추가적으로 필요하며, 별도의 접합부로 인한 문제가 남아있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2018-0130797, which is the background technology of the present application, relates to an OLED integrated touch sensor and an OLED image display device including the same, and specifically, an OLED device; and a mesh-type self-capacitance touch electrode attached to one surface of the OLED device and having at least a two-layer structure of a metal layer and a metal oxide layer; By including; And it relates to an OLED image display device including the same. In the above publication, the driving electrode of the touch sensor can reduce noise by blocking the electromagnetic influence by the electrode of the OLED device, but a separate process for connecting an external direct circuit is additionally required, and the problem due to a separate junction is reduced. Remains.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 일체형 센서 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present application is to solve the problems of the prior art, and an object of the present application is to provide an integrated sensor module and a manufacturing method thereof.

또한, 본원은 상기 일체형 센서 모듈을 포함하는 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present application is to provide an electronic device including the integrated sensor module.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problems to be achieved by the embodiments of the present application are not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 유연성 고분자 기판, 상기 유연성 고분자 기판 일면 상에 형성된 센싱부, 상기 유연성 고분자 기판 타면 상에 형성된 전극층, 상기 유연성 고분자 기판 내부에 수직으로 형성된 복수의 미세 구멍 및 상기 복수의 미세 구멍 표면 상에 형성되는 연결부를 포함하는 일체형 센서 모듈에 있어서, 상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부는 유리질 탄소를 포함하는 것이고, 상기 센싱부 및 전극층은 상기 연결부에 의해 전기적으로 연결되는 것인 일체형 센서 모듈을 제공한다.As a technical means for achieving the above technical problem, the first aspect of the present application is a flexible polymer substrate, a sensing unit formed on one surface of the flexible polymer substrate, an electrode layer formed on the other surface of the flexible polymer substrate, and inside the flexible polymer substrate In the integrated sensor module comprising a plurality of vertically formed micro-holes and a connection part formed on a surface of the plurality of micro-holes, the sensing part, the electrode layer, and the connection part are to include glassy carbon, and the sensing part and the electrode layer provides an integrated sensor module that is electrically connected by the connection part.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부는 상기 유연성 고분자 기판의 일부가 탄화되어 상기 유리질 탄소로 변환되어 형성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the sensing unit, the electrode layer, and the connection unit may be formed by carbonizing a portion of the flexible polymer substrate and converting the flexible polymer substrate into the glassy carbon, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부는 상기 유연성 고분자 기판의 일부가 적외선 레이저 조사에 의한 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 상기 유리질 탄소로 변환되어 형성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the sensing unit, the electrode layer, and the connection unit may be formed by converting a portion of the flexible polymer substrate to carbonization by a photothermal effect by infrared laser irradiation and converting it into the glassy carbon. , but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유연성 고분자는 방향족 탄화 수소를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the flexible polymer may include an aromatic hydrocarbon, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유연성 고분자는 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리노르보넨, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리스타일렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 폴리틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 폴리페닐설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the flexible polymer is polyimide, polyetherimide, polycarbonate, polyethylene naphthalate, polynorbornene, polyacrylate, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate, polyethersulfone, polystyrene, poly It may include one selected from the group consisting of propylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyamide, polytylene terephthalate, polymethacrylate, polydimethylsiloxane, polyphenylsulfide, polyetheretherketone, and combinations thereof. , but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 복수의 미세 구멍은 지지체로 채워진 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the plurality of micropores may be filled with a support, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 지지체는 탄소체를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the support may include a carbon body, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 지지체는 코르크 파우더, 그래핀 옥사이드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리노르보넨, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리스타일렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 폴리틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 폴리페닐설파이드, 폴리에테르에테르케톤 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the support is cork powder, graphene oxide, polyimide, polyetherimide, polycarbonate, polyethylene naphthalate, polynorbornene, polyacrylate, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate, polyether selected from the group consisting of sulfone, polystyrene, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyamide, polytylene terephthalate, polymethacrylate, polydimethylsiloxane, polyphenylsulfide, polyetheretherketone, and combinations thereof. It may include, but is not limited to.

본원의 제 2 측면은, 유연성 고분자 기판 일면 상에 레이저를 조사하여 센싱부를 형성하는 단계, 상기 유연성 고분자 기판 내부에 복수의 미세 구멍을 형성하는 단계, 상기 복수의 미세 구멍 표면 상에 레이저를 조사하여 연결부를 형성하는 단계 및 상기 유연성 고분자 기판 타면 상에 레이저를 조사하여 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 일체형 센서 모듈의 제조 방법에 있어서, 상기 레이저는 적외선 영역대의 파장을 가지는 것이고, 상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부는 상기 유연성 고분자 기판의 일부가 탄화되어 형성되는 것이고, 상기 센싱부 및 전극층은 상기 연결부에 의해 전기적으로 연결되는 것인 일체형 센서 모듈의 제조 방법을 제공한다.The second aspect of the present application includes the steps of forming a sensing unit by irradiating a laser on one surface of the flexible polymer substrate, forming a plurality of micro-holes inside the flexible polymer substrate, and irradiating a laser on the surface of the plurality of micro-pores In the method of manufacturing an integrated sensor module comprising forming a connection part and forming an electrode layer by irradiating a laser on the other surface of the flexible polymer substrate, the laser has a wavelength in the infrared region, the sensing unit, the The electrode layer and the connection part are formed by carbonizing a part of the flexible polymer substrate, and the sensing part and the electrode layer are electrically connected by the connection part.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유연성 고분자가 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 유리질 탄소를 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the flexible polymer may be carbonized by a photothermal effect to form glassy carbon, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 레이저의 에너지 밀도에 따라 상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부의 두께가 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the thickness of the sensing unit, the electrode layer, and the connection unit may be adjusted according to the energy density of the laser, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 레이저를 이동시키며 조사하여 상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부를 각각 순차적으로 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the sensing unit, the electrode layer, and the connection unit may be sequentially formed by moving and irradiating the laser, respectively, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 탄화된 센싱부, 전극층 및 연결부는 면저항이 감소하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the carbonized sensing unit, the electrode layer, and the connection unit may have reduced sheet resistance, but the present disclosure is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 레이저의 조사 시간에 따라 상기 면저항이 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the sheet resistance may be adjusted according to the irradiation time of the laser, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유연성 고분자 기판 내부에 복수의 미세 구멍을 형성하는 단계는 자외선 레이저 조사, 미세바늘을 이용한 물리적 방법, 칼날을 이용한 물리적 방법 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the step of forming a plurality of micropores inside the flexible polymer substrate is selected from the group consisting of ultraviolet laser irradiation, a physical method using a microneedle, a physical method using a knife, and combinations thereof. It may be performed by, but is not limited to.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 복수의 미세 구멍을 지지체로 채우는 단계 및 상기 지지체 상에 레이저를 조사하여 탄소체를 형성하는 단계를 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the step of filling the plurality of micropores with a support and irradiating a laser on the support to form a carbon body may be further included, but is not limited thereto.

본원의 제 3 측면은, 본원의 제 1 측면에 따른 방법으로 제조된 일체형 센서 모듈을 포함하는 전자 장치를 제공한다.A third aspect of the present application provides an electronic device including an integrated sensor module manufactured by the method according to the first aspect of the present application.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary, and should not be construed as limiting the present application. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 본원에 따른 일체형 센서 모듈은 별도의 접합부 없이 센싱부 및 전극층이 전기적으로 연결된 일체형 센서 모듈을 형성할 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, the integrated sensor module according to the present application can form an integrated sensor module in which the sensing unit and the electrode layer are electrically connected without a separate junction.

종래의 센서 모듈의 경우 접합 부분이 굽힘, 접힘, 비틀림 등 기계적 변형으로 인해 손상되는 경우, 센서 모듈에 치명적인 결함이 발생하는 문제점이 있었으나, 본원에 따른 일체형 센서 모듈은 유리질 탄소를 포함하는 연결부가 센싱부(top layer) 및 전극층(bottom layer)을 포함하는 다층 구조의 유리질 탄소층을 연결하는 통로(Through hole(via))의 역할을 수행함으로써 다층 구조의 유리질 탄소층을 접합부 없이 서로 연결할 수 있다.In the case of the conventional sensor module, when the joint portion is damaged due to mechanical deformation such as bending, folding, or torsion, there is a problem that a fatal defect occurs in the sensor module, but the integrated sensor module according to the present invention senses the connection portion containing glassy carbon By performing the role of a through hole (via) connecting the vitreous carbon layers of the multi-layer structure including the top layer and the bottom layer, the vitreous carbon layers of the multi-layer structure can be connected to each other without a joint.

따라서, 센싱부 및 전극층이 서로 구분되는 면에 존재하면서도 접합부 없이 센싱부 및 전극층이 전기적으로 연결된 일체형 센서 모듈을 제공할 수 있다. 이에 따라, 접합부에 따른 문제점을 해결한 안정성이 뛰어난 일체형 센서 모듈을 제공할 수 있다.Accordingly, it is possible to provide an integrated sensor module in which the sensing unit and the electrode layer are electrically connected without a junction while the sensing unit and the electrode layer are on separate surfaces. Accordingly, it is possible to provide an integrated sensor module having excellent stability that solves the problems caused by the junction portion.

또한, 종래의 센서 모듈의 경우, 접합부의 접합 과정에서 노이즈 발생, 기계적 성질 저하 등이 발생하는 문제점이 있었으나, 본원에 따른 일체형 센서 모듈은 별도의 접합부가 요구되지 않음으로써 기계적 성질 및 안정성이 뛰어난 일체형 센서 모듈을 제공할 수 있다.In addition, in the case of the conventional sensor module, noise generation and deterioration of mechanical properties occurred during the bonding process of the junction. A sensor module may be provided.

또한, 종래의 센서 모듈의 경우 접합부를 포함함으로써 소형화에 한계가 있다는 문제점이 있었으나, 본원에 따른 일체형 센서 모듈은 별도의 접합부가 요구되지 않음으로써 소형화가 가능한 일체형 센서 모듈을 제공할 수 있다.In addition, in the case of the conventional sensor module, there is a problem in that miniaturization is limited by including a junction, but the integrated sensor module according to the present invention does not require a separate junction, so that it is possible to provide an integrated sensor module capable of miniaturization.

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈은 별도의 접합부를 포함하지 않으므로 구조가 복잡한 직접 회로 및 센서 패턴에도 적용할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the integrated sensor module according to the present disclosure does not include a separate junction, it has the advantage of being applicable to an integrated circuit and a sensor pattern having a complex structure.

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈은 유리질 탄소를 포함하는 연결부가 다층 구조의 유리질 탄소층을 연결하는 통로(Through hole(via))의 역할을 수행함으로써 3 차원 구조의 유리질 탄소 전극체를 구성할 수 있다.In addition, the integrated sensor module according to the present application can constitute a three-dimensional vitreous carbon electrode body by a connection part containing vitreous carbon serving as a through hole (via) connecting the vitreous carbon layers of a multi-layer structure. have.

또한, 종래의 회로기판은 고분자 상에 금속을 증착하므로 이종 소재간의 물성 불일치에 따른 문제점이 있었으나, 본원에 따른 일체형 센서 모듈은 유연성 고분자 기판의 일부가 적외선 레이저 조사에 의한 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 전도성을 가지는 유리질 탄소를 형성한 것이므로 물성의 차이에 따른 문제점을 해결한 일체형 센서 모듈을 제공할 수 있다.In addition, the conventional circuit board deposits a metal on a polymer, so there is a problem due to mismatch of physical properties between different materials. Since it is carbonized to form glassy carbon having conductivity, it is possible to provide an integrated sensor module that solves problems due to differences in physical properties.

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈은 상기 유리질 탄소가 내장됨으로써, 다수의 내장형 전극으로 이루어진 다층 구조를 하나의 폴리이미드층 내에 구성한 일체형 센서 모듈을 제공할 수 있다. In addition, the integrated sensor module according to the present application can provide an integrated sensor module in which the glassy carbon is embedded, and a multilayer structure including a plurality of embedded electrodes is configured in one polyimide layer.

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈은 유연성 고분자 기판을 포함함으로써 유연하게 휘어질 수 있으므로 다양한 분야에서 유용하게 활용될 수 있는 장점이 있다.In addition, since the integrated sensor module according to the present application can be flexibly bent by including a flexible polymer substrate, it has the advantage of being usefully utilized in various fields.

또한, 종래의 센서 모듈의 경우 센서 모듈과 직접 회로의 연결을 위한 별도의 공정이 추가로 필요하며, 센서 모듈과 직접 회로를 접합하는 과정에서 접합부분의 금속부를 드러내어 납땜을 진행하여야 하므로 공정이 복잡하고 접합 과정에서 노이즈 발생, 기계적 성질 저하 등이 발생하는 문제점이 있었으나, 본원에 따른 일체형 센서 모듈의 제조 방법은 유리질 탄소를 포함하는 연결부가 센싱부(top layer) 및 전극층(bottom layer)을 포함하는 다층 구조의 유리질 탄소층을 연결하는 통로(Through hole(via))의 역할을 수행함으로써 다층 구조의 유리질 탄소층을 접합부 없이 서로 연결할 수 있는 일체형 센서 모듈을 제공할 수 있다.In addition, in the case of the conventional sensor module, a separate process for connecting the sensor module and the direct circuit is additionally required, and in the process of joining the sensor module and the direct circuit, the process is complicated because the metal part of the joint portion must be exposed and soldered. In the bonding process, there were problems such as noise generation and deterioration of mechanical properties, but in the method for manufacturing an integrated sensor module according to the present application, the connection part containing glassy carbon includes a sensing part (top layer) and an electrode layer (bottom layer) By serving as a through hole (via) connecting the vitreous carbon layers of the multilayer structure, it is possible to provide an integrated sensor module capable of connecting the vitreous carbon layers of the multilayer structure to each other without a junction.

따라서, 본원에 따른 일체형 센서 모듈의 제조 방법은 센싱부 및 전극층이 서로 구분되는 면에 존재하면서도 납땜, 용접 등 복잡한 접합 공정 없이도 센싱부 및 전극층이 전기적으로 연결된 일체형 센서 모듈을 제공할 수 있다. 이에 따라, 제작 공정이 단순화될 수 있고, 적은 비용으로도 제작될 수 있으며, 별도의 접합부가 필요하지 않기 때문에 경제성이 우수할 수 있다.Accordingly, the method for manufacturing an integrated sensor module according to the present disclosure can provide an integrated sensor module in which the sensing unit and the electrode layer are electrically connected without a complicated bonding process such as soldering and welding while the sensing unit and the electrode layer are on separate surfaces. Accordingly, the manufacturing process may be simplified, may be manufactured at low cost, and since a separate joint is not required, economical efficiency may be excellent.

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈의 제조 방법은 복잡한 금속 증착 공정 없이 상기 유연성 고분자 기판 상에 레이저를 조사하여 상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부를 형성하기 때문에 제작 공정이 단순화될 수 있고, 적은 비용으로도 제작될 수 있으며, 별도의 마스크 또는 전구체가 필요하지 않기 때문에 경제성이 우수할 수 있다.In addition, the manufacturing method of the integrated sensor module according to the present application can simplify the manufacturing process and reduce the cost because the sensing part, the electrode layer, and the connection part are formed by irradiating a laser on the flexible polymer substrate without a complicated metal deposition process. It can also be manufactured as a , and since a separate mask or precursor is not required, economical efficiency can be excellent.

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈의 제조 방법은 파장이 긴 적외선 레이저 조사에 의해 상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부를 형성하기 때문에 초점이 맞춰지는 지점에서 광열효과(Photothermal Effect)가 시작되므로 상기 유연성 고분자 기판 상에 형성되는 상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부의 두께를 조절할 수 있다.In addition, the method for manufacturing an integrated sensor module according to the present application forms the sensing unit, the electrode layer, and the connection unit by long-wavelength infrared laser irradiation. The thickness of the sensing part, the electrode layer, and the connection part formed on the polymer substrate may be adjusted.

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈의 제조 방법은 조사하는 적외선 레이저의 조건에 따라 폴리이미드 표면에 전극층을 드러내거나, 폴리이미드 중간에 전극층을 형성할 수 있기 때문에 별도의 도전층 또는 보호층이 요구되지 않는 일체형 센서 모듈을 제공할 수 있다.In addition, the method of manufacturing the integrated sensor module according to the present application does not require a separate conductive layer or protective layer because the electrode layer can be exposed on the surface of the polyimide or the electrode layer can be formed in the middle of the polyimide depending on the conditions of the irradiated infrared laser. It is possible to provide an integrated sensor module that does not

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈의 제조 방법은 상기 광열효과로 인하여 상기 유연성 고분자 기판 및 상기 유리질 탄소가 유기적으로 연결됨으로써 유리질 탄소의 박리에 따른 문제점을 해소한 일체형 센서 모듈을 제공할 수 있다.In addition, the manufacturing method of the integrated sensor module according to the present application can provide an integrated sensor module that solves the problems caused by the peeling of the glassy carbon by organically connecting the flexible polymer substrate and the glassy carbon due to the photothermal effect.

또한, 본원에 따른 전자 장치는 기계적 특성 및 안정성이 강화된 일체형 센서 모듈을 포함함으로써 우수한 센싱 기능을 가지면서도 안정적인 구동이 가능하다.In addition, since the electronic device according to the present disclosure includes an integrated sensor module with enhanced mechanical properties and stability, it is possible to stably drive while having an excellent sensing function.

또한, 본원에 따른 전자 장치는 접합부를 포함하지 않는 일체형 센서 모듈을 포함함으로써 소형화가 가능한 장점이 있다.In addition, the electronic device according to the present disclosure has an advantage in that it can be miniaturized by including an integrated sensor module that does not include a junction.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable herein are not limited to the above-described effects, and other effects may exist.

도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 일체형 센서 모듈의 제조 과정 중의 모식도이다.
도 2 는 본원의 일 구현예에 따른 일체형 센서 모듈의 제조 과정 중의 모식도이다.
도 3 은 본원의 일 구현예에 따른 일체형 센서 모듈의 제조 과정 중의 모식도이다.
도 4 는 본원의 실시예에 따른 일체형 센서 모듈의 사진이다.
도 5 는 본원의 실시예에 따른 일체형 센서 모듈의 현미경 사진이다.
도 6 은 본원의 실시예에 따른 일체형 센서 모듈의 캐드 도면을 나타낸 이미지이다.
도 7 은 본원의 실시예에 따른 일체형 센서 모듈의 저항값을 측정한 결과를 나타낸 이미지이다.
도 8 은 본원의 실시예에 따른 일체형 센서 모듈의 저항값을 측정한 결과를 나타낸 이미지이다.1 is a schematic diagram during the manufacturing process of an integrated sensor module according to an embodiment of the present application.
2 is a schematic diagram during the manufacturing process of the integrated sensor module according to an embodiment of the present application.
3 is a schematic diagram during the manufacturing process of the integrated sensor module according to an embodiment of the present application.
4 is a photograph of an integrated sensor module according to an embodiment of the present application.
5 is a photomicrograph of an integrated sensor module according to an embodiment of the present application.
6 is an image showing a CAD drawing of an integrated sensor module according to an embodiment of the present application.
7 is an image showing a result of measuring the resistance value of the integrated sensor module according to the embodiment of the present application.
8 is an image showing the result of measuring the resistance value of the integrated sensor module according to the embodiment of the present application.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present application pertains can easily implement them. However, the present application may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is said to be "connected" with another part, it includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "electrically connected" with another element interposed therebetween. do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when it is said that a member is positioned "on", "on", "on", "under", "under", or "under" another member, this means that a member is positioned on the other member. It includes not only the case where they are in contact, but also the case where another member exists between two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.As used herein, the terms "about," "substantially," and the like are used in a sense at or close to the numerical value when the manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and to aid in the understanding of the present application. It is used to prevent an unconscionable infringer from using the mentioned disclosure in an unreasonable manner. Also, throughout this specification, "step to" or "step to" does not mean "step for".

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination of these" included in the expression of the Markush form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the Markush form, and the components It is meant to include one or more selected from the group consisting of.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.Throughout this specification, reference to “A and/or B” means “A, B, or A and B”.

이하, 본원의 일체형 센서 모듈에 대하여 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the integrated sensor module of the present application will be described in detail with reference to embodiments, examples, and drawings. However, the present application is not limited to these embodiments and examples and drawings.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 유연성 고분자 기판(100), 상기 유연성 고분자 기판(100) 일면 상에 형성된 센싱부(200), 상기 유연성 고분자 기판(100) 타면 상에 형성된 전극층(300), 상기 유연성 고분자 기판(100) 내부에 수직으로 형성된 복수의 미세 구멍(400) 및 상기 복수의 미세 구멍(400) 표면 상에 형성되는 연결부(500)를 포함하는 일체형 센서 모듈(10)에 있어서, 상기 센싱부(200), 상기 전극층(300) 및 상기 연결부(500)는 유리질 탄소를 포함하는 것이고, 상기 센싱부(200) 및 전극층(300)은 상기 연결부(500)에 의해 전기적으로 연결되는 것인 일체형 센서 모듈(10)을 제공한다.As a technical means for achieving the above technical problem, the first aspect of the present application is a flexible polymer substrate 100 , a sensing unit 200 formed on one surface of the flexible polymer substrate 100 , and the flexible polymer substrate 100 . An integrated body including an electrode layer 300 formed on the other surface, a plurality of micropores 400 vertically formed inside the flexible polymer substrate 100, and a connection part 500 formed on the surface of the plurality of micropores 400 . In the sensor module 10, the sensing part 200, the electrode layer 300, and the connection part 500 are to include glassy carbon, and the sensing part 200 and the electrode layer 300 are the connection part 500 ) to provide an integrated sensor module 10 that is electrically connected by.

본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 별도의 접합부 없이 센싱부(200) 및 전극층(300)이 전기적으로 연결된 일체형 센서 모듈(10)을 형성할 수 있다.The integrated sensor module 10 according to the present disclosure may form the integrated sensor module 10 in which the sensing unit 200 and the electrode layer 300 are electrically connected without a separate junction.

종래의 센서 모듈의 경우 접합 부분이 굽힘, 접힘, 비틀림 등 기계적 변형으로 인해 손상되는 경우, 센서 모듈에 치명적인 결함이 발생하는 문제점이 있었으나, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 유리질 탄소를 포함하는 연결부(500)가 센싱부(200)(top layer) 및 전극층(300)(bottom layer)을 포함하는 다층 구조의 유리질 탄소층을 연결하는 통로(Through hole(via))의 역할을 수행함으로써 다층 구조의 유리질 탄소층을 접합부 없이 서로 연결할 수 있다.In the case of the conventional sensor module, when the bonding portion is damaged due to mechanical deformation such as bending, folding, or torsion, there is a problem that a fatal defect occurs in the sensor module, but the integrated sensor module 10 according to the present application includes glassy carbon The connection part 500 serves as a through hole (via) connecting the glassy carbon layers of the multilayer structure including the sensing part 200 (top layer) and the electrode layer 300 (bottom layer), thereby forming a multi-layered structure. of glassy carbon layers can be connected to each other without junctions.

따라서, 센싱부(200) 및 전극층(300)이 서로 구분되는 면에 존재하면서도 접합부 없이 센싱부(200) 및 전극층(300)이 전기적으로 연결된 일체형 센서 모듈(10)을 제공할 수 있다. 이에 따라, 접합부에 따른 문제점을 해결한 안정성이 뛰어난 일체형 센서 모듈(10)을 제공할 수 있다.Accordingly, it is possible to provide the integrated sensor module 10 in which the sensing unit 200 and the electrode layer 300 are electrically connected to each other without a junction while the sensing unit 200 and the electrode layer 300 are present on separate surfaces. Accordingly, it is possible to provide the integrated sensor module 10 having excellent stability in which the problems caused by the junction are solved.

상기 복수의 미세 구멍(400)의 크기가 작고 구멍의 수가 많을수록 상기 연결부(500)에 의한 상기 센싱부(200) 및 상기 전극층(300)의 전기적 연결이 안정적일 수 있다.As the size of the plurality of micropores 400 is small and the number of holes increases, the electrical connection between the sensing unit 200 and the electrode layer 300 by the connection unit 500 may be stable.

또한, 종래의 센서 모듈의 경우, 접합부의 접합 과정에서 노이즈 발생, 기계적 성질 저하 등이 발생하는 문제점이 있었으나, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 별도의 접합부가 요구되지 않음으로써 기계적 성질 및 안정성이 뛰어난 일체형 센서 모듈(10)을 제공할 수 있다.In addition, in the case of the conventional sensor module, there were problems such as noise generation and deterioration of mechanical properties during the bonding process of the bonding portion. This excellent integrated sensor module 10 can be provided.

또한, 종래의 센서 모듈의 경우 접합부를 포함함으로써 소형화에 한계가 있다는 문제점이 있었으나, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 별도의 접합부가 요구되지 않음으로써 소형화가 가능한 일체형 센서 모듈(10)을 제공할 수 있다.In addition, in the case of the conventional sensor module, there is a problem in that there is a limit to miniaturization by including a junction, but the integrated sensor module 10 according to the present application does not require a separate junction, thereby providing an integrated sensor module 10 capable of miniaturization. can do.

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 별도의 접합부를 포함하지 않으므로 구조가 복잡한 직접 회로 및 센서 패턴에도 적용할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the integrated sensor module 10 according to the present disclosure does not include a separate junction, it has the advantage of being applicable to an integrated circuit and a sensor pattern having a complex structure.

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 유리질 탄소를 포함하는 연결부(500)가 다층 구조의 유리질 탄소층을 연결하는 통로(Through hole(via))의 역할을 수행함으로써 3 차원 구조의 유리질 탄소 전극체를 구성할 수 있다.In addition, the integrated sensor module 10 according to the present application performs the role of a through hole (via) connecting the vitreous carbon layers of the multilayer structure in which the connection part 500 including the vitreous carbon has a three-dimensional structure of vitreous carbon. An electrode body can be configured.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 센싱부(200), 상기 전극층(300) 및 상기 연결부(500)는 상기 유연성 고분자 기판(100)의 일부가 탄화되어 상기 유리질 탄소로 변환되어 형성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the sensing unit 200, the electrode layer 300 and the connection unit 500 may be formed by carbonizing a part of the flexible polymer substrate 100 and converting it into the glassy carbon, However, the present invention is not limited thereto.

종래의 회로기판은 고분자 상에 금속을 증착하므로 이종 소재간의 물성 불일치에 따른 문제점이 있었으나, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 유연성 고분자 기판(100)의 일부가 적외선 레이저(600) 조사에 의한 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 전도성을 가지는 유리질 탄소를 형성한 것이므로 물성의 차이에 따른 문제점을 해결한 일체형 센서 모듈(10)을 제공할 수 있다.Conventional circuit boards deposit metals on polymers, so there is a problem due to mismatch of physical properties between different materials. Since it is carbonized by a photothermal effect to form conductive glassy carbon, it is possible to provide an integrated sensor module 10 that solves problems caused by differences in physical properties.

유리질 탄소는 유리 탄소(glassy carbon, glassreous carbon) 등으로 불리우며, 유리(glass) 및 세라믹의 장점과 흑연의 장점을 동시에 가지는 순수 탄소 물질이다. 상기 유리질 탄소는 sp2 혼성 탄소로 이루어져 있으며, 비정질 혹은 메시형태의 구조를 가진다. 이러한 구조에 의해, 상기 유리질 탄소는 물리적으로 등방성의 성질을 가지며, 저항이 낮고, 전기화학반응이 활발하며, 내식성, 강도, 내열성 등이 우수하며 그 밖에도 고유한 장점을 가진다. Glassy carbon is called glassy carbon (glassreous carbon) and the like, and is a pure carbon material having the advantages of glass and ceramics and the advantages of graphite at the same time. The glassy carbon is composed of sp 2 hybrid carbon, and has an amorphous or mesh-like structure. Due to this structure, the glassy carbon has physically isotropic properties, low resistance, active electrochemical reaction, excellent corrosion resistance, strength, heat resistance, and the like, and has other unique advantages.

구체적으로, 유리질 탄소는 다른 탄소 물질과는 달리 표면 품질이 우수하여 입자를 발생시키지 않으므로 반도체 등의 정밀 산업에 이용 가능하다. 이와 관련하여 상기 유리질 탄소는 극한의 조건에서도 그래파이트(graphite)화 되지 않는다. 예를 들어, 그래핀(graphene)은 고온 열처리할 경우 그래파이트화 되어, 상기 그래파이트를 이루는 그래핀층이 분리되어 입자가 발생하는 문제가 있으나, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 유리질 탄소를 포함하므로 입자 발생의 문제를 방지할 수 있다.Specifically, glassy carbon, unlike other carbon materials, has excellent surface quality and does not generate particles, so it can be used in precision industries such as semiconductors. In this regard, the glassy carbon is not graphitized even under extreme conditions. For example, when graphene is subjected to high-temperature heat treatment, it becomes graphite, and there is a problem in that the graphene layer constituting the graphite is separated to generate particles, but the integrated sensor module 10 according to the present application contains glassy carbon. The problem of particle generation can be prevented.

또한, 유리질 탄소는 강도 등의 기계적 특성이 세라믹과 유사한 수준으로 우수하고, 이와 유사한 수준의 기계적 특성을 가지는 다른 물질에 비하여 밀도가 낮으므로 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 경량화, 소형화가 필요한 분야에 이용할 수 있다.In addition, since glassy carbon has excellent mechanical properties, such as strength, at a level similar to that of ceramics, and has a lower density than other materials having similar mechanical properties, the integrated sensor module 10 according to the present application requires weight reduction and miniaturization. available in the field.

이 밖에도, 유리질 탄소는 생체 적합성이 우수하여, 이를 포함하는 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 의료 기술 및 생명 공학 분야에도 응용할 수 있다.In addition, glassy carbon has excellent biocompatibility, and the integrated sensor module 10 including the same according to the present application can be applied to medical technology and biotechnology fields.

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 상기 유리질 탄소가 내장됨으로써, 다수의 내장형 전극으로 이루어진 다층 구조를 하나의 폴리이미드층 내에 구성한 일체형 센서 모듈(10)을 제공할 수 있다. In addition, the integrated sensor module 10 according to the present disclosure can provide the integrated sensor module 10 in which the glassy carbon is embedded, and a multilayer structure composed of a plurality of embedded electrodes is configured in one polyimide layer.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 센싱부(200), 상기 전극층(300) 및 상기 연결부(500)는 상기 유연성 고분자 기판(100)의 일부가 적외선 레이저(600) 조사에 의한 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 상기 유리질 탄소로 변환되어 형성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the sensing unit 200, the electrode layer 300, and the connection unit 500 is a part of the flexible polymer substrate 100 is a photothermal effect (Photothermal Effect) by infrared laser 600 irradiation. ) may be formed by being carbonized and converted into the glassy carbon, but is not limited thereto.

본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 파장이 길고 에너지가 작은 적외선 레이저(600)로 상기 유연성 고분자 기판(100)을 조사함으로써, 광열효과(Photothermal Effect)가 적용되어, 상기 유연성 고분자 기판(100)에 있는 산소 혹은 질소 등의 결합이 열에너지에 의해 끊어진다.In the integrated sensor module 10 according to the present application, a photothermal effect is applied by irradiating the flexible polymer substrate 100 with an infrared laser 600 having a long wavelength and low energy, the flexible polymer substrate 100 Bonds such as oxygen or nitrogen are broken by thermal energy.

이에 따라, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 상기 광열효과로 인하여 상기 유연성 고분자 기판(100) 및 상기 유리질 탄소가 유기적으로 연결됨으로써 시간이 지남에 따라 유리질 탄소가 산소와 반응하거나 마찰로 인해 회로를 이탈하는 등의 문제를 방지할 수 있기 때문에 안정성이 향상될 수 있는 장점이 있다.Accordingly, in the integrated sensor module 10 according to the present application, the flexible polymer substrate 100 and the glassy carbon are organically connected due to the photothermal effect, so that the glassy carbon reacts with oxygen over time or a circuit due to friction There is an advantage in that stability can be improved because problems such as departure can be prevented.

상기 유리질 탄소의 형성 정도는 레이저의 출력, 주파수등에 의해 결정될 수 있으며, 상기 유리질 탄소 형성 과정에서 적외선 레이저(600)를 포함하여 2 가지 이상의 레이저가 동시에 적용 될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The degree of formation of the vitreous carbon may be determined by the output and frequency of the laser, and two or more lasers including the infrared laser 600 may be simultaneously applied in the process of forming the vitreous carbon, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유연성 고분자는 방향족 탄화 수소를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the flexible polymer may include an aromatic hydrocarbon, but is not limited thereto.

상기 방향족 탄화 수소를 포함하여, 탄화 과정에서 밀도 높은 탄소를 제공함으로써, 치밀한 유리질 탄소를 구성하는 효과를 가진다. 바람직하게는 상기 방향족 탄화 수소는 벤젠(C6H6)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.By providing high-density carbon in the carbonization process, including the aromatic hydrocarbon, it has the effect of constituting a dense glassy carbon. Preferably, the aromatic hydrocarbon may be benzene (C 6 H 6 ), but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유연성 고분자는 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리노르보넨, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리스타일렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 폴리틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 폴리페닐설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the flexible polymer is polyimide, polyetherimide, polycarbonate, polyethylene naphthalate, polynorbornene, polyacrylate, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate, polyethersulfone, polystyrene, poly It may include one selected from the group consisting of propylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyamide, polytylene terephthalate, polymethacrylate, polydimethylsiloxane, polyphenylsulfide, polyetheretherketone, and combinations thereof. , but is not limited thereto.

바람직하게는, 상기 유연성 고분자는 폴리이미드 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Preferably, the flexible polymer may be polyimide, but is not limited thereto.

본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)은 유연성 고분자 기판(100)을 포함함으로써 유연하게 휘어질 수 있으므로 다양한 분야에서 유용하게 활용될 수 있는 장점이 있다.Since the integrated sensor module 10 according to the present application includes the flexible polymer substrate 100, it can be flexibly bent, so it has the advantage of being usefully utilized in various fields.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 복수의 미세 구멍(400)은 지지체(800)로 채워진 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the plurality of micro-holes 400 may be filled with the support 800, but is not limited thereto.

상기 지지체(800)는 상기 연결부(500)를 지지하는 역할을 수행한다.The support 800 serves to support the connection part 500 .

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 지지체(800)는 탄소체(900)를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the support 800 may include the carbon body 900, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 탄소체(900)는 상기 지지체(800)가 적외선 레이저(600) 조사에 의한 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 상기 유리질 탄소로 변환되어 형성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the carbon body 900 may be formed by being carbonized by the photothermal effect of the support 800 by infrared laser 600 irradiation and converted into the glassy carbon, However, the present invention is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 지지체(800)는 코르크 파우더, 그래핀 옥사이드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리노르보넨, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리스타일렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 폴리틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 폴리페닐설파이드, 폴리에테르에테르케톤 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the support 800 is cork powder, graphene oxide, polyimide, polyetherimide, polycarbonate, polyethylene naphthalate, polynorbornene, polyacrylate, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate. , polyethersulfone, polystyrene, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyamide, polytylene terephthalate, polymethacrylate, polydimethylsiloxane, polyphenylsulfide, polyetheretherketone, and combinations thereof. It may include one selected from, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 지지체(800)는 코르크 파우더일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the support 800 may be cork powder, but is not limited thereto.

본원의 제 2 측면은, 유연성 고분자 기판(100) 일면 상에 레이저(600)를 조사하여 센싱부(200)를 형성하는 단계, 상기 유연성 고분자 기판(100) 내부에 복수의 미세 구멍(400)을 형성하는 단계, 상기 복수의 미세 구멍(400) 표면 상에 레이저(600)를 조사하여 연결부(500)를 형성하는 단계 및 상기 유연성 고분자 기판(100) 타면 상에 레이저(600)를 조사하여 전극층(300)을 형성하는 단계를 포함하는 일체형 센서 모듈(10)의 제조 방법에 있어서, 상기 레이저(600)는 적외선 영역대의 파장을 가지는 것이고, 상기 센싱부(200), 상기 전극층(300) 및 상기 연결부(500)는 상기 유연성 고분자 기판(100)의 일부가 탄화되어 형성되는 것이고, 상기 센싱부(200) 및 전극층(300)은 상기 연결부(500)에 의해 전기적으로 연결되는 것인 일체형 센서 모듈(10)의 제조 방법을 제공한다.The second aspect of the present application is to form a sensing unit 200 by irradiating a laser 600 on one surface of the flexible polymer substrate 100, a plurality of micro-holes 400 inside the flexible polymer substrate 100. forming, irradiating a laser 600 on the surface of the plurality of micro-holes 400 to form a connection part 500, and irradiating a laser 600 on the other surface of the flexible polymer substrate 100 to form an electrode layer ( In the manufacturing method of the integrated sensor module 10 including forming 300), the laser 600 has a wavelength in the infrared region, and the sensing unit 200, the electrode layer 300, and the connection unit Reference numeral 500 denotes that a part of the flexible polymer substrate 100 is carbonized, and the sensing unit 200 and the electrode layer 300 are electrically connected to each other by the connection unit 500 . ) provides a manufacturing method.

본원의 제 2 측면의 상기 일체형 센서 모듈(10)의 제조 방법에 대하여, 본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 기재된 내용은 본원의 제 2 측면에 동일하게 적용될 수 있다.With respect to the manufacturing method of the integrated sensor module 10 of the second aspect of the present application, detailed descriptions of parts overlapping with the first aspect of the present application are omitted, but even if the description is omitted, the contents described in the first aspect of the present application can be equally applied to the second aspect of the present application.

도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 일체형 센서 모듈(10)의 제조 과정 중의 모식도이고, 도 2 는 본원의 일 구현예에 따른 일체형 센서 모듈(10)의 제조 과정 중의 수직 방향의 모식도이다.1 is a schematic diagram during the manufacturing process of the integrated sensor module 10 according to an embodiment of the present application, and FIG. 2 is a schematic view in a vertical direction during the manufacturing process of the integrated sensor module 10 according to an embodiment of the present application.

종래의 센서 모듈의 경우 센서 모듈과 직접 회로의 연결을 위한 별도의 공정이 추가로 필요하며, 센서 모듈과 직접 회로를 접합하는 과정에서 접합부분의 금속부를 드러내어 납땜을 진행하여야 하므로 공정이 복잡하고 접합 과정에서 노이즈 발생, 기계적 성질 저하 등이 발생하는 문제점이 있었으나, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)의 제조 방법은 유리질 탄소를 포함하는 연결부(500)가 센싱부(200)(top layer) 및 전극층(300)(bottom layer)을 포함하는 다층 구조의 유리질 탄소층을 연결하는 통로(Through hole(via))의 역할을 수행함으로써 다층 구조의 유리질 탄소층을 접합부 없이 서로 연결할 수 있는 일체형 센서 모듈(10)을 제공할 수 있다.In the case of a conventional sensor module, a separate process for connecting the sensor module and the direct circuit is additionally required, and in the process of joining the sensor module and the direct circuit, the metal part of the joint part must be exposed and soldered, so the process is complicated and the joining process is complicated. In the process, there were problems such as noise generation and deterioration of mechanical properties, but in the manufacturing method of the integrated sensor module 10 according to the present application, the connection part 500 containing glassy carbon is the sensing part 200 (top layer) and the electrode layer. An integrated sensor module 10 capable of connecting the vitreous carbon layers of the multilayer structure to each other without a joint by performing the role of a through hole (via) connecting the vitreous carbon layers of the multilayer structure including 300 (bottom layer) ) can be provided.

따라서, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)의 제조 방법은 센싱부(200) 및 전극층(300)이 서로 구분되는 면에 존재하면서도 납땜, 용접 등 복잡한 접합 공정 없이도 센싱부(200) 및 전극층(300)이 전기적으로 연결된 일체형 센서 모듈(10)을 제공할 수 있다. 이에 따라, 제작 공정이 단순화될 수 있고, 적은 비용으로도 제작될 수 있으며, 별도의 접합부가 필요하지 않기 때문에 경제성이 우수할 수 있다.Therefore, in the manufacturing method of the integrated sensor module 10 according to the present application, the sensing unit 200 and the electrode layer 300 are present on separate surfaces, and the sensing unit 200 and the electrode layer 300 are present without complicated bonding processes such as soldering and welding. ) may provide an electrically connected integrated sensor module 10 . Accordingly, the manufacturing process may be simplified, may be manufactured at low cost, and since a separate joint is not required, economical efficiency may be excellent.

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)의 제조 방법은 복잡한 금속 증착 공정 없이 상기 유연성 고분자 기판(100) 상에 레이저(600)를 조사하여 상기 센싱부(200), 상기 전극층(300) 및 상기 연결부(500)를 형성하기 때문에 제작 공정이 단순화될 수 있고, 적은 비용으로도 제작될 수 있으며, 별도의 마스크 또는 전구체가 필요하지 않기 때문에 경제성이 우수할 수 있다.In addition, in the method for manufacturing the integrated sensor module 10 according to the present application, the sensing unit 200 , the electrode layer 300 and the Since the connection part 500 is formed, the manufacturing process may be simplified, it may be manufactured at low cost, and economical efficiency may be excellent because a separate mask or precursor is not required.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유연성 고분자가 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 유리질 탄소를 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the flexible polymer may be carbonized by a photothermal effect to form glassy carbon, but is not limited thereto.

본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)의 제조 방법은 파장이 길고 에너지가 작은 적외선 레이저(600)로 상기 유연성 고분자 기판(100)을 조사함으로써, 광열효과(Photothermal Effect)가 적용되어, 상기 유연성 고분자 기판(100)에 있는 산소 혹은 질소 등의 결합이 열에너지에 의해 끊어진다.In the method for manufacturing the integrated sensor module 10 according to the present application, a photothermal effect is applied by irradiating the flexible polymer substrate 100 with an infrared laser 600 having a long wavelength and low energy, the flexible polymer substrate The bond of oxygen or nitrogen in (100) is broken by thermal energy.

이에 따라, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)의 제조 방법은 상기 광열효과로 인하여 상기 유연성 고분자 기판(100) 및 상기 유리질 탄소가 유기적으로 연결됨으로써 유리질 탄소의 박리에 따른 문제점을 해소한 일체형 센서 모듈(10)을 제공할 수 있다.Accordingly, in the method for manufacturing the integrated sensor module 10 according to the present application, the flexible polymer substrate 100 and the glassy carbon are organically connected due to the photothermal effect, thereby solving the problem caused by the peeling of the glassy carbon. (10) can be provided.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 레이저(600)의 에너지 밀도에 따라 상기 센싱부(200), 상기 전극층(300) 및 상기 연결부(500)의 두께가 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the thickness of the sensing unit 200 , the electrode layer 300 , and the connection unit 500 may be adjusted according to the energy density of the laser 600 , but is not limited thereto. .

본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)의 제조 방법은 파장이 긴 적외선 레이저(600) 조사에 의해 상기 센싱부(200), 상기 전극층(300) 및 상기 연결부(500)를 형성하기 때문에 초점이 맞춰지는 지점에서 광열효과(Photothermal Effect)가 시작되므로 상기 유연성 고분자 기판(100) 상에 형성되는 상기 센싱부(200), 상기 전극층(300) 및 상기 연결부(500)의 두께를 조절할 수 있다.The manufacturing method of the integrated sensor module 10 according to the present application is focused because the sensing unit 200, the electrode layer 300, and the connection unit 500 are formed by irradiation with an infrared laser 600 having a long wavelength. Since the photothermal effect starts at this point, the thickness of the sensing part 200 , the electrode layer 300 , and the connection part 500 formed on the flexible polymer substrate 100 can be adjusted.

또한, 본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)의 제조 방법은 조사하는 적외선 레이저(600)의 조건에 따라 폴리이미드 표면에 전극층(300)을 드러내거나, 폴리이미드 중간에 전극층(300)을 형성할 수 있기 때문에 별도의 도전층 또는 보호층이 요구되지 않는 일체형 센서 모듈(10)을 제공할 수 있다.In addition, according to the manufacturing method of the integrated sensor module 10 according to the present application, the electrode layer 300 may be exposed on the surface of the polyimide or the electrode layer 300 may be formed in the middle of the polyimide depending on the conditions of the infrared laser 600 to be irradiated. Therefore, it is possible to provide the integrated sensor module 10 that does not require a separate conductive layer or protective layer.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 레이저(600)를 이동시키며 조사하여 상기 센싱부(200), 상기 전극층(300) 및 상기 연결부(500)를 각각 순차적으로 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the sensing unit 200, the electrode layer 300, and the connection unit 500 may be sequentially formed respectively by moving and irradiating the laser 600, but is limited thereto. no.

본원에 따른 일체형 센서 모듈(10)의 제조 방법은 상기 레이저(600)를 이동시키며 목적에 맞도록 패턴의 모양 및 전도성을 조절하여 상기 센싱부(200), 상기 전극층(300) 및 상기 연결부(500)를 각각 순차적으로 형성할 수 있다.In the manufacturing method of the integrated sensor module 10 according to the present application, the sensing unit 200 , the electrode layer 300 and the connection unit 500 are moved by moving the laser 600 and adjusting the shape and conductivity of the pattern to suit the purpose. ) can be formed sequentially.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 탄화된 센싱부(200), 전극층(300) 및 연결부(500)는 면저항이 감소하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the carbonized sensing unit 200 , the electrode layer 300 , and the connection unit 500 may have reduced sheet resistance, but is not limited thereto.

즉, 상기 유연성 고분자 기판(100) 상에 상기 레이저(600)를 조사함으로써 상기 유연성 고분자가 탄화되고, 이에 따라 상기 유연성 고분자가 상기 유리질 탄소로 변환되면서 상기 면저항이 감소하고, 전도성이 증가하므로, 상기 센싱부(200), 상기 전극층(300) 및 상기 연결부(500)를 각각 순차적으로 형성할 수 있다.That is, the flexible polymer is carbonized by irradiating the laser 600 on the flexible polymer substrate 100, and thus the sheet resistance is reduced and the conductivity is increased as the flexible polymer is converted into the glassy carbon. The sensing unit 200 , the electrode layer 300 , and the connection unit 500 may be sequentially formed, respectively.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 레이저(600)의 조사 시간에 따라 상기 면저항이 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the sheet resistance may be adjusted according to the irradiation time of the laser 600, but is not limited thereto.

구체적으로는, 레이저(600)의 조사 시간에 따라 상기 탄화 정도를 조절할 수 있고 이에 따라 회로 패턴 상의 면저항 및 전도성을 조절할 수 있으므로, 상기 레이저(600)를 이동시키는 속도를 조절하여 상기 패턴의 모양을 형성하면서, 동시에 상기 센싱부(200), 상기 전극층(300) 및 상기 연결부(500)의 면저항 및 전도성을 조절할 수 있다.Specifically, the degree of carbonization can be adjusted according to the irradiation time of the laser 600 and thus the sheet resistance and conductivity on the circuit pattern can be adjusted. While forming, it is possible to simultaneously adjust the sheet resistance and conductivity of the sensing unit 200 , the electrode layer 300 , and the connection unit 500 .

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유연성 고분자 기판(100) 내부에 복수의 미세 구멍(400)을 형성하는 단계는 자외선 레이저(700) 조사, 미세바늘을 이용한 물리적 방법, 칼날을 이용한 물리적 방법 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the step of forming the plurality of micro-holes 400 inside the flexible polymer substrate 100 includes ultraviolet laser 700 irradiation, a physical method using a microneedle, a physical method using a knife, and these It may be performed by being selected from the group consisting of combinations of, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 유연성 고분자 기판(100) 내부에 복수의 미세 구멍(400)을 형성하는 단계는 자외선 레이저(700) 조사에 의해 수행될 수 있다.For example, the step of forming the plurality of micro-holes 400 in the flexible polymer substrate 100 may be performed by irradiation with an ultraviolet laser 700 .

도 3 은 본원의 일 구현예에 따른 복수의 미세 구멍(400)을 지지체(800)로 채운 일체형 센서 모듈(10)의 제조 과정 중의 모식도이다.3 is a schematic diagram during the manufacturing process of the integrated sensor module 10 in which a plurality of micro-holes 400 are filled with a support 800 according to an embodiment of the present application.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 복수의 미세 구멍(400)을 지지체(800)로 채우는 단계 및 상기 지지체(800) 상에 레이저(600)를 조사하여 탄소체(900)를 형성하는 단계를 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the step of filling the plurality of micropores 400 with the support 800 and irradiating the laser 600 on the support 800 to form the carbon body 900 are added. It may include, but is not limited to.

구체적으로, 상기 지지체(800)가 적외선 레이저(600) 조사에 의한 광열효과에 의해 탄화되어 상기 탄소체(900)를 형성할 수 있다. 상기 탄소체(900)는 상기 연결부(500)를 지지하는 역할을 수행한다.Specifically, the support 800 may be carbonized by the photothermal effect of the infrared laser 600 irradiation to form the carbon body 900 . The carbon body 900 serves to support the connection part 500 .

본원의 제 3 측면은, 본원의 제 1 측면에 따른 방법으로 제조된 일체형 센서 모듈(10)을 포함하는 전자 장치를 제공한다.A third aspect of the present application provides an electronic device including the integrated sensor module 10 manufactured by the method according to the first aspect of the present application.

본원의 제 3 측면의 상기 전자 장치에 대하여, 본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 기재된 내용은 본원의 제 3 측면에 동일하게 적용될 수 있다.With respect to the electronic device of the third aspect of the present application, detailed descriptions of parts overlapping with the first aspect of the present application are omitted. The same can be applied.

본원에 따른 전자 장치는 기계적 특성 및 안정성이 강화된 일체형 센서 모듈(10)을 포함함으로써 우수한 센싱 기능을 가지면서도 안정적인 구동이 가능하다.Since the electronic device according to the present disclosure includes the integrated sensor module 10 with enhanced mechanical properties and stability, it is possible to stably drive while having an excellent sensing function.

또한, 본원에 따른 전자 장치는 접합부를 포함하지 않는 일체형 센서 모듈(10)을 포함함으로써 소형화가 가능한 장점이 있다.In addition, the electronic device according to the present disclosure has an advantage in that it can be miniaturized by including the integrated sensor module 10 that does not include a junction.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail through the following examples, but the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present application.

[실시예] [Example]

150 μm 두께의 캡톤® 폴리이미드를 구입하여 약 4 x 4 cm 로 절단한 뒤에, 양면테이프를 이용하여 상단 및 하단에 스테인 글라스를 부착하였다. 이어서, 펄스폭 4 ns, 펄스 반복률 150 kHz, 파워 20 W 의 레이저를 300 mm/s 의 속도로 이동시키며 조사하였다. 적외선 레이저를 조사하며, 센서 전극 직사각형 패턴에 따라 폴리이미드 일면 상에 센싱부를 형성하였다.After purchasing 150 μm thick Kapton® polyimide and cutting it to about 4 x 4 cm, stain glass was attached to the top and bottom using double-sided tape. Then, a laser with a pulse width of 4 ns, a pulse repetition rate of 150 kHz, and a power of 20 W was irradiated while moving at a speed of 300 mm/s. An infrared laser was irradiated, and a sensing unit was formed on one surface of the polyimide according to a rectangular pattern of the sensor electrode.

이어서, 상기 폴리이미드 필름을 뒤집어 상기 센싱부와 수직으로 겹치는 부분이 있도록 적외선 레이저를 활용하여, 펄스폭 4 ns, 펄스 반복률 150 kHz, 파워 20 W 의 레이저를 800 mm/s 의 속도로 이동시켜 상기 센싱부의 반대면에 FPCB 배선 마스크의 설계에 따라 전극층을 형성하였다.Then, by turning the polyimide film over and using an infrared laser so that there is a portion vertically overlapping with the sensing unit, a laser with a pulse width of 4 ns, a pulse repetition rate of 150 kHz, and a power of 20 W is moved at a speed of 800 mm/s. An electrode layer was formed on the opposite surface of the sensing unit according to the design of the FPCB wiring mask.

이어서, 센싱부와 전극층의 접점 부분에서 폴리이미드 내부에 UV 레이저로 펄스폭 4 ns, 펄스 반복률 20 kHz, 파워 20 W 의 레이저를 5 mm/s 의 속도로 이동시켜 수직으로 복수의 미세 구멍을 천공하였다.Next, at the contact point between the sensing unit and the electrode layer, a UV laser with a pulse width of 4 ns, a pulse repetition rate of 20 kHz, and a power of 20 W was moved at a speed of 5 mm/s into the polyimide to vertically drill a plurality of micro-holes. did

이어서, 적외선 레이저의 출력 및 주파수 초점을 펄스폭 4 ns, 펄스 반복률 150 kHz, 파워 20 W 의 레이저를 300 mm/s 의 속도로 이동시키며 복수의 미세 구멍 표면 상에 조사하여, 상기 복수의 미세 구멍 표면 상에 연결부를 형성하였다.Then, the output and frequency focus of the infrared laser are irradiated on the surface of the plurality of micropores while moving the laser with a pulse width of 4 ns, a pulse repetition rate of 150 kHz, and a power of 20 W at a speed of 300 mm/s, A connection was formed on the surface.

이어서, 상기 복수의 미세 구멍에 그래핀 옥사이드를 채운 후, 적외선 레이저의 출력 및 주파수 초점을 펄스폭 4 ns, 펄스 반복률 150 kHz, 파워 20 W 의 레이저를 조사하여 지지체를 형성하였다.Then, after filling the plurality of micropores with graphene oxide, the output and frequency focus of the infrared laser were irradiated with a laser having a pulse width of 4 ns, a pulse repetition rate of 150 kHz, and a power of 20 W to form a support.

도 4 는 본원의 실시예에 따른 일체형 센서 모듈의 사진이다.4 is a photograph of an integrated sensor module according to an embodiment of the present application.

도 5 는 본원의 실시예에 따른 일체형 센서 모듈의 하단면의 전극부와 상단면의 센싱부가 연결되는 부분의 현미경(x 5) 사진이다. 도 5 에서 어둡게 보이는 부분은 탄화가 진행되어 유리질 탄소가 형성된 것을 의미한다. 5 is a microscope (x 5) photograph of a portion in which an electrode part of a lower surface and a sensing part of an upper surface of the integrated sensor module according to an embodiment of the present application are connected. A dark portion in FIG. 5 means that carbonization proceeds to form glassy carbon.

도 6 은 본원의 실시예에 따른 일체형 센서 모듈의 복수의 미세 구멍에 사용되는 캐드 도면을 나타낸 이미지이다.6 is an image showing a CAD drawing used for a plurality of micro-holes of the integrated sensor module according to an embodiment of the present application.

이를 통하여, 레이저에 의해 탄화가 진행되어 유리질 탄소가 형성된 것을 확인할 수 있었고, 본원의 실시예에 따른 일체형 센서 모듈은 유리질 탄소를 포함하는 연결부가 센싱부(top layer) 및 전극층(bottom layer)을 포함하는 다층 구조의 유리질 탄소층을 연결하는 통로(Through hole(via))의 역할을 수행함으로써 다층 구조의 유리질 탄소층을 접합부 없이 서로 전기적으로 연결할 수 있음을 확인할 수 있었다.Through this, it was confirmed that carbonization was carried out by the laser and glassy carbon was formed, and the integrated sensor module according to the embodiment of the present application includes a sensing part (top layer) and an electrode layer (bottom layer) in the integrated sensor module including glassy carbon It was confirmed that the vitreous carbon layers of the multilayer structure could be electrically connected to each other without a junction by performing the role of a through hole (via) connecting the vitreous carbon layers of the multilayer structure.

이는, 센싱부 및 전극층이 서로 구분되는 면에 존재하면서도 접합부 없이 센싱부 및 전극층이 전기적으로 연결됨으로써 접합부에 따른 문제점을 해결한 안정성이 뛰어난 일체형 센서 모듈을 제공할 수 있음을 시사하는 것이다.This suggests that, while the sensing unit and the electrode layer exist on separate surfaces, the sensing unit and the electrode layer are electrically connected without a junction, thereby providing an integrated sensor module with excellent stability that solves the problems caused by the junction.

[실험예 1] [Experimental Example 1]

도 7 및 도 8 은 본원의 실시예에 따른 일체형 센서 모듈의 저항값을 측정한 결과를 나타낸 이미지이다.7 and 8 are images showing the result of measuring the resistance value of the integrated sensor module according to the embodiment of the present application.

구체적으로, 150 μm 두께의 캡톤® 폴리이미드를 구입하여 약 4 x 4 cm 로 절단한 뒤에, 양면테이프를 이용하여 상단 및 하단에 스테인 글라스를 부착하였다. 이어서, 펄스폭 4 ns, 펄스 반복률 150 kHz, 파워 20 W 의 적외선 레이저를 300 mm/s 의 속도로 이동시키며 조사하였다. 레이저를 조사하며, 센서 전극 직사각형 패턴에 따라 폴리이미드 일면 상에 센싱부를 형성하였다.Specifically, 150 μm thick Kapton® polyimide was purchased and cut to about 4 x 4 cm, and then stained glass was attached to the top and bottom using double-sided tape. Then, an infrared laser having a pulse width of 4 ns, a pulse repetition rate of 150 kHz, and a power of 20 W was irradiated while moving at a speed of 300 mm/s. A laser was irradiated, and a sensing unit was formed on one surface of the polyimide according to a rectangular pattern of the sensor electrode.

이어서, 상기 폴리이미드 필름을 뒤집어 상기 센싱부와 수직으로 겹치는 부분이 있도록 적외선 레이저를 활용하여, 펄스폭 4 ns, 펄스 반복률 150 kHz, 파워 20 W 의 레이저를 800 mm/s 의 속도로 이동시켜 상기 센싱부의 반대면에 전극층을 형성하였다.Then, by turning the polyimide film over and using an infrared laser so that there is a portion vertically overlapping with the sensing unit, a laser with a pulse width of 4 ns, a pulse repetition rate of 150 kHz, and a power of 20 W is moved at a speed of 800 mm/s. An electrode layer was formed on the opposite surface of the sensing unit.

이어서, 상기 센싱부 및 전극층의 저항값(도 7) 및 상기 센싱부 및 전극층간의 저항값(도 8 의 (A))을 측정하였다(도 7).Then, the resistance value of the sensing unit and the electrode layer (FIG. 7) and the resistance value between the sensing unit and the electrode layer (FIG. 8(A)) were measured (FIG. 7).

이어서, UV 레이저를 조사하여, 센싱부와 전극층의 접점 부분에서 폴리이미드 내부에 동일한 레이저로 펄스폭 4 ns, 펄스 반복률 20 kHz, 파워 20 W 의 레이저를 5 mm/s 의 속도로 이동시켜 수직으로 복수의 미세 구멍을 천공하였다.Then, by irradiating a UV laser, a laser with a pulse width of 4 ns, a pulse repetition rate of 20 kHz, and a power of 20 W with the same laser inside the polyimide at the contact point between the sensing unit and the electrode layer is moved at a speed of 5 mm/s and vertically A plurality of micro-holes were drilled.

이어서, 적외선 레이저의 출력 및 주파수 초점을 펄스폭 4 ns, 펄스 반복률 150 kHz, 파워 20 W 의 레이저를 300 mm/s 의 속도로 이동시키며 복수의 미세 구멍 표면 상에 조사하여, 상기 복수의 미세 구멍 표면 상에 연결부를 형성하였다.Then, the output and frequency focus of the infrared laser are irradiated on the surface of the plurality of micropores while moving the laser with a pulse width of 4 ns, a pulse repetition rate of 150 kHz, and a power of 20 W at a speed of 300 mm/s, A connection was formed on the surface.

이어서, 상기 센싱부 및 전극층간의 저항값(도 8 의 (B))을 측정하였다.Then, the resistance value (FIG. 8(B)) between the sensing unit and the electrode layer was measured.

이를 통하여, 센싱부의 저항값(도 7 의 (A))은 1722 Ω, 전극층의 저항값(도 7 의 (B))은 1182 Ω 이고, 연결부를 형성하기 전의 상기 센싱부 및 전극층간의 저항값(도 8 의 (A))은 ∞ Ω 이며, 연결부를 형성한 후의 상기 센싱부 및 전극층간의 저항값(도 8 의 (B))이 2911 Ω 임을 확인할 수 있었다.Through this, the resistance value of the sensing unit ((A) of FIG. 7) is 1722 Ω, the resistance value of the electrode layer ((B) of FIG. 7) is 1182 Ω, and the resistance value between the sensing unit and the electrode layer before forming the connection unit ( (A) of FIG. 8) is ∞ Ω, and it was confirmed that the resistance value between the sensing unit and the electrode layer ((B) of FIG. 8) after forming the connection part was 2911 Ω.

이는, 상기 센싱부 및 전극층이 상기 연결부에 의해 전기적으로 연결되는 것임을 시사하는 것이다.This suggests that the sensing unit and the electrode layer are electrically connected by the connection unit.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present application is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present application pertains will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present application.

10: 일체형 센서 모듈
100: 유연성 고분자 기판
200: 센싱부
300: 전극층
400: 미세 구멍
500: 연결부
600: 적외선 레이저
700: 자외선 레이저
800: 지지체
900: 탄소체10: integrated sensor module
100: flexible polymer substrate
200: sensing unit
300: electrode layer
400: fine hole
500: connection
600: infrared laser
700: ultraviolet laser
800: support
900: carbon body

Claims (17)

유연성 고분자 기판;
상기 유연성 고분자 기판 일면 상에 형성된 센싱부;
상기 유연성 고분자 기판 타면 상에 형성된 전극층;
상기 유연성 고분자 기판 내부에 수직으로 형성된 복수의 미세 구멍; 및
상기 복수의 미세 구멍 표면 상에 형성되는 연결부;
를 포함하는 일체형 센서 모듈에 있어서,
상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부는 유리질 탄소를 포함하는 것이고,
상기 센싱부 및 전극층은 상기 연결부에 의해 전기적으로 연결되는 것인,
일체형 센서 모듈.
flexible polymer substrate;
a sensing unit formed on one surface of the flexible polymer substrate;
an electrode layer formed on the other surface of the flexible polymer substrate;
a plurality of micropores vertically formed inside the flexible polymer substrate; and
connecting portions formed on the surfaces of the plurality of micropores;
In the integrated sensor module comprising a,
The sensing part, the electrode layer and the connection part will include glassy carbon,
The sensing part and the electrode layer are electrically connected by the connection part,
All-in-one sensor module.
 제 1 항에 있어서,
상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부는 상기 유연성 고분자 기판의 일부가 탄화되어 상기 유리질 탄소로 변환되어 형성된 것인, 일체형 센서 모듈.
The method of claim 1,
The sensing unit, the electrode layer, and the connection unit will be formed by carbonizing a portion of the flexible polymer substrate and converting it into the glassy carbon.
 제 1 항에 있어서,
상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부는 상기 유연성 고분자 기판의 일부가 적외선 레이저 조사에 의한 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 상기 유리질 탄소로 변환되어 형성된 것인, 일체형 센서 모듈.
The method of claim 1,
The sensing part, the electrode layer, and the connection part are formed by carbonizing a part of the flexible polymer substrate by a photothermal effect by infrared laser irradiation and converting it into the glassy carbon.
 제 1 항에 있어서,
상기 유연성 고분자는 방향족 탄화 수소를 포함하는 것인, 일체형 센서 모듈.
The method of claim 1,
The flexible polymer will include an aromatic hydrocarbon, an integrated sensor module.
 제 1 항에 있어서,
상기 유연성 고분자는 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리노르보넨, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리스타일렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 폴리틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 폴리페닐설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것인, 일체형 센서 모듈.
The method of claim 1,
The flexible polymer is polyimide, polyetherimide, polycarbonate, polyethylene naphthalate, polynorbornene, polyacrylate, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate, polyethersulfone, polystyrene, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, An integrated sensor module comprising one selected from the group consisting of polyamide, polytylene terephthalate, polymethacrylate, polydimethylsiloxane, polyphenylsulfide, polyetheretherketone, and combinations thereof.
 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 미세 구멍은 지지체로 채워진 것인, 일체형 센서 모듈.
The method of claim 1,
The plurality of micro-holes will be filled with a support, the integrated sensor module.
 제 6 항에 있어서,
상기 지지체는 탄소체를 포함하는 것인, 일체형 센서 모듈.
7. The method of claim 6,
The support is to include a carbon body, the integrated sensor module.
 제 6 항에 있어서,
상기 지지체는 코르크 파우더, 그래핀 옥사이드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리노르보넨, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리스타일렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 폴리틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 폴리페닐설파이드, 폴리에테르에테르케톤 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, 일체형 센서 모듈.
7. The method of claim 6,
The support is cork powder, graphene oxide, polyimide, polyetherimide, polycarbonate, polyethylene naphthalate, polynorbornene, polyacrylate, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate, polyethersulfone, polystyrene, polypropylene, An integrated sensor comprising one selected from the group consisting of polyethylene, polyvinyl chloride, polyamide, polytylene terephthalate, polymethacrylate, polydimethylsiloxane, polyphenylsulfide, polyetheretherketone, and combinations thereof. module.
 유연성 고분자 기판 일면 상에 레이저를 조사하여 센싱부를 형성하는 단계;
상기 유연성 고분자 기판 내부에 복수의 미세 구멍을 형성하는 단계;
상기 복수의 미세 구멍 표면 상에 레이저를 조사하여 연결부를 형성하는 단계; 및
상기 유연성 고분자 기판 타면 상에 레이저를 조사하여 전극층을 형성하는 단계;
를 포함하는 일체형 센서 모듈의 제조 방법에 있어서,
상기 레이저는 적외선 영역대의 파장을 가지는 것이고,
상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부는 상기 유연성 고분자 기판의 일부가 탄화되어 형성되는 것이고,
상기 센싱부 및 전극층은 상기 연결부에 의해 전기적으로 연결되는 것인,
일체형 센서 모듈의 제조 방법.
forming a sensing unit by irradiating a laser on one surface of the flexible polymer substrate;
forming a plurality of micropores in the flexible polymer substrate;
forming a connection portion by irradiating a laser on the surfaces of the plurality of micropores; and
forming an electrode layer by irradiating a laser on the other surface of the flexible polymer substrate;
In the manufacturing method of an integrated sensor module comprising a,
The laser has a wavelength in the infrared region,
The sensing part, the electrode layer, and the connection part are formed by carbonizing a part of the flexible polymer substrate,
The sensing unit and the electrode layer will be electrically connected by the connection unit,
A method for manufacturing an integrated sensor module.
 제 9 항에 있어서,
상기 유연성 고분자가 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 유리질 탄소를 형성하는 것인, 일체형 센서 모듈의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The method for manufacturing an integrated sensor module, wherein the flexible polymer is carbonized by a photothermal effect to form glassy carbon.
 제 9 항에 있어서,
상기 레이저의 에너지 밀도에 따라 상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부의 두께가 조절되는 것인, 일체형 센서 모듈의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The thickness of the sensing part, the electrode layer, and the connection part is adjusted according to the energy density of the laser, the method of manufacturing an integrated sensor module.
 제 9 항에 있어서,
상기 레이저를 이동시키며 조사하여 상기 센싱부, 상기 전극층 및 상기 연결부를 각각 순차적으로 형성하는 것인, 일체형 센서 모듈의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
By moving and irradiating the laser, the sensing unit, the electrode layer, and the connection unit are sequentially formed, respectively, a method of manufacturing an integrated sensor module.
 제 9 항에 있어서,
상기 탄화된 센싱부, 전극층 및 연결부는 면저항이 감소하는 것인, 일체형 센서 모듈의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The carbonized sensing unit, the electrode layer and the connection unit will reduce the sheet resistance, the method of manufacturing an integrated sensor module.
 제 13 항에 있어서,
상기 레이저의 조사 시간에 따라 상기 면저항이 조절되는 것인, 일체형 센서 모듈의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The method of manufacturing an integrated sensor module, wherein the sheet resistance is adjusted according to the irradiation time of the laser.
 제 9 항에 있어서,
상기 유연성 고분자 기판 내부에 복수의 미세 구멍을 형성하는 단계는 자외선 레이저 조사, 미세바늘을 이용한 물리적 방법, 칼날을 이용한 물리적 방법 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것에 의해 수행되는 것인, 일체형 센서 모듈의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The step of forming a plurality of micropores in the flexible polymer substrate is performed by being selected from the group consisting of ultraviolet laser irradiation, a physical method using a microneedle, a physical method using a blade, and combinations thereof, A method of manufacturing a sensor module.
 제 9 항에 있어서,
상기 복수의 미세 구멍을 지지체로 채우는 단계 및 상기 지지체 상에 레이저를 조사하여 탄소체를 형성하는 단계를 추가 포함하는 것인, 일체형 센서 모듈의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Filling the plurality of micropores with a support and irradiating a laser on the support to form a carbon body, the method of manufacturing an integrated sensor module.
 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 일체형 센서 모듈을 포함하는, 전자 장치.

An electronic device comprising the integrated sensor module according to any one of claims 1 to 8.
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