KR102434353B1 - 압력 센서 - Google Patents

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KR102434353B1 KR1020200136350A KR20200136350A KR102434353B1 KR 102434353 B1 KR102434353 B1 KR 102434353B1 KR 1020200136350 A KR1020200136350 A KR 1020200136350A KR 20200136350 A KR20200136350 A KR 20200136350A KR 102434353 B1 KR102434353 B1 KR 102434353B1
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Abstract

압력 센서가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서는 하우징, 상기 하우징 일단에 마련되며, 일단은 개방되고, 타단은 다이어프램이 형성되어 유체의 압력으로 인한 상기 다이어프램의 변형 정도에 따라 상기 유체의 압력을 감지하는 압력감지부, 상기 하우징 내부에 마련되며, 상기 압력감지부와 연결되어 상기 압력감지부가 감지하는 상기 유체의 압력값을 보정하는 회로부 및 상기 하우징 타단에 마련되며, 상기 회로부가 보정한 상기 압력값을 외부기기에 전달하도록 상기 외부기기에 장착되는 커넥터를 포함한다.

Description

압력 센서{PRESSURE SENSOR}
본 발명은 압력 센서에 관한 것이다. 더 자세하게는, 압력감지부의 신호를 처리하는 회로기판에 도포되는 도포제가 상기 회로기판의 접점패드에는 흐르지 못하도록 흐름을 방제하는 도포제 유동 방지 패드가 형성된 압력 센서에 관한 것이다.
자동차 또는 선박 등 가혹 환경에서 운용되는 압력 센서의 경우, 회로 요소가 집합되어 있는 회로 기판에 상기 회로 요소를 이물질로부터 보호하기 위해 보호용 도포제가 도포되곤 한다. 도포제는 회로 기판을 이물질 또는 수분으로부터 보호하는 역할을 수행하기도 하나, 와이어 또는 신호 통로가 형성되는 접점패드의 접촉을 방해하는 경우도 발생한다. 예컨대, 자동차용 압력 센서와 같이, 스프링을 이용해 신호를 전달하는 시스템에서는 스프링의 포고 핀이 상기 접점패드에 접촉되어 신호가 전달되는 통로를 형성하지만, 보호용 도포제가 상기 접점패드에까지 도포되어 스프링과 접점패드의 접촉 불량을 야기하는 문제가 발생되곤 했다.
이러한 접촉 불량은 압력 센서가 적용되는 시스템의 신뢰성을 하락시키며, 전체 시스템을 위험에 노출시킨다.
KR 10-2146046 B1 (2020.08.12.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보호용 도포제가 회로기판에 형성된 접점패드에 흐르는 것을 방지하는 압력 센서를 제공하고자 한다.
또한, 접점패드에 흐르는 보호용 도포제를 소정의 부위에서 경화시킴으로써, 경화되지 않은 보호용 도포제가 경화된 보호용 도포제에 의해 흐름이 변경되어 접점패드 방향으로 흐르는지 않게 하는 압력 센서를 제공하고자 한다.
본 발명의 해결 과제들은 이상에서 언급한 내용으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서는, 하우징; 상기 하우징 내에 마련되고, 다이어프램을 통하여 유체의 압력을 감지하는 압력감지부; 상기 압력감지부와 전기적으로 연결되는 회로기판; 및 상기 회로기판에서 측정한 전기신호를 외부기기로 전달하도록 상기 하우징에 마련되는 커넥터;를 포함하고, 상기 회로기판은, 상기 커넥터와 전기적으로 연결되는 복수개의 접점패드; 및 상기 회로기판을 이물질로부터 보호하는 도포제가 상기 접점패드에는 도포되지 않도록 상기 도포제의 흐름을 억제하는 도포제 유동 방지 패드;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 도포제 유동 방지 패드는, 상기 접점패드 방향으로 흐르는 상기 도포제의 흐름을 방해하도록, 상기 접점패드의 주위에 형성되는 금속체로서, 가열된 상태에서 상기 접점패드 방향으로 흐르는 상기 도포제에 열을 가하여 상기 도포제를 상기 도포제 유동 방지 패드에서 경화시킬 수 있다.
또한, 상기 도포제 유동 방지 패드는, 상기 접점패드의 원주 방향으로 형성되어, 상기 도포제의 흐름이 상기 접점패드를 벗어나도록 유도할 수 있다.
또한, 상기 도포제 유동 방지 패드는, 상기 회로기판의 베이스로부터 소정의 높이를 가지며 돌출됨으로써, 상기 접점패드 방향으로 흐르는 상기 도포제가 상기 접점패드로 흐르지 않게 우회시킬 수 있다.
또한, 상기 접점패드와 상기 커넥터 사이를 전기적으로 연결하도록 상기 접점패드에 접촉하는 접점 스프링을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회로기판은, 상기 압력감지부와 전기적으로 연결하는 와이어와의 본딩 작업이 용이하도록 와이어 본딩창을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유체를 인가하는 인입도관 및 상기 다이어프램이 마련된 압력포트를 더 포함하고, 상기 하우징 내부에 마련되며, 상기 압력포트 및 상기 커넥터와 억지 끼움으로 결합하여 내부의 공간을 형성하는 하나 이상의 지지부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지부는, 하나 이상의 접점 스프링이 유지되도록 구성되는 하나 이상의 스프링 가이드가 형성되는 제1 지지부; 및 상기 회로기판을 상기 접점 스프링에 대하여 지지하는 제2 지지부;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 스프링 가이드는, 상기 스프링 가이드의 중심이 상기 접점패드의 중심과 축방향으로 정렬되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서는, 보호용 도포제가 회로기판에 형성된 접점패드에 흐르는 것을 방지할 수 있다.
또한, 접점패드에 흐르는 보호용 도포제를 소정의 부위에서 경화시킴으로써, 경화되지 않은 보호용 도포제가 경화된 보호용 도포제에 의해 흐름이 변경되어 접점패드 방향으로 흐르지 않게 할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 내용으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 저면도이다.
도 3은 도 2의 선 A-A를 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 3의 선 B-B를 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 회로기판의 평면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예가 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 기술되고, 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
또한, 이하의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 저면도이다. 도 3은 도 2의 선 A-A를 따라 취한 단면도이며, 도 4는 도 3의 선 B-B를 따라 취한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서(100)는 하우징(110), 압력포트(120), 커넥터(130), 압력감지부(140) 및 회로기판(150)을 포함할 수 있다.
하우징(110)의 일단에는 압력포트(120)가 마련될 수 있고, 하우징(110)의 타단에는 커넥터(130)가 마련될 수 있다. 압력포트(120)는 압력을 측정하고자 하는 유체(F)를 도입할 수 있도록 내부에 인입도관(121)이 마련될 수 있으며, 인입도관(121)의 일단에는 유체(F)의 압력에 따라 변형되는 다이어프램(122)이 마련될 수 있다. 다이어프램(122)의 일면에는 유체(F)의 압력을 측정하기 위해 압력감지부(140)가 마련될 수 있다. 압력감지부(140)는 다이어프램(122)에 부착되어 다이어프램(122)의 물리적인 변형률을 측정하기 위해 마련된 것으로서, 회로기판(150)과 전기적으로 연결되어, 압력감지부(140)가 측정한 물리적인 변형률에 기초하여 유체(F)의 압력을 측정할 수 있다. 예컨대, 압력감지부(140)는 MEMS(Micro-Electro-Mechanical System) 타입의 반도체 압력센서일 수 있다.
회로기판(150)은 압력감지부(140)의 측정에 따른 신호의 보정 또는 처리를 위해 마련된 회로 요소를 포함할 수 있으며, 압력감지부(140)와 와이어(141)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 회로기판(150) 접점 스프링(160)에 의해 지지되며, 접점 스프링(160)은 커넥터(130)에 의해 지지될 수 있다. 회로기판(150)이 접점 스프링(160)에 지지되는 구조는 회로기판(150)에 탄성을 제공하여 회로기판(150)의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 접점 스프링(160)은 회로기판(150)과 커넥터(130) 사이의 전기적인 연결을 수행하며, 압력감지부(140)이 측정한 유체(F)의 압력 신호는 접점 스프링(160)을 통해 커넥터(130)로 전달될 수 있다. 회로기판(150)의 자세한 설명은 후술한다.
커넥터(130)는 압력감지부(140)가 측정한 유체(F)의 압력을 회로기판(150)으로부터 전달받아 외부기기로 전송하기 위해 마련된 것으로서, 커넥터 핀(131a, 131b, 131c, 131d)를 포함할 수 있다. 커넥터 핀(131a, 131b, 131c, 131d)은 외부기기와 직접 접속하거나, 와이어(141)를 통해 전기적으로 연결되어 유체(F)의 압력을 전송할 수 있다. 커넥터 핀(131a, 131b, 131c, 131d)은 하우징(110)의 내부에서부터 커넥터(130) 외부까지 커넥터 바디(132)를 관통하며 형성되며, 하우징(110)의 내부에 위치한 커넥터 핀(131a, 131b, 131c, 131d)의 일부는 커넥터 바디(132)에 지지하는 접점 스프링(160)과 접촉하며, 회로기판(150)과의 전기적인 연결을 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 회로기판의 평면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로기판(150)은 접점패드(151), 도포제 유동 방지 패드(152), 와이어 본딩 패드(153) 및 와이어 본딩 창(154)을 포함할 수 있다. 접점패드(151)는 접점 스프링(160)이 접촉되는 전기적인 접점으로서, 접점 스프링(160)에 대응되도록 복수개가 마련될 수 있다. 접점패드(151)는 접점 스프링(160)만 접촉되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 납땜, 핀 접촉 또는 커넥터류의 접촉도 실시예에 따라 허용될 수 있다.
도포제 유동 방지 패드(152)는 회로기판(150)에 도포되는 도포제(G)가 접점패드(151)를 도포하지 못하도록 접점패드(151)로 흐르는 것을 방지하기 위해 마련된 것으로서, 열전도율이 높은 금속체로 접점패드(151)의 원주 방향으로 형성될 수 있다. 압력 센서(100)의 공정 과정에서 도포제(G)를 회로기판(150)에 도포하기 전, 도포제 유동 방지 패드(152)를 가열할 수 있다. 전도, 대류 또는 복사를 통해 가열된 도포제 유동 방지 패드(152)는 도포제(G)가 회로기판(150)에 도포되더라도 접점패드(151)로 흐르는 도포제(G)를 막을 수 있다.
여기서, 도포제(G)는 회로기판(150)에 얇게 도포되어 이물질 및 수분의 침투를 막기위해 도포되는 것으로서, 주변의 외력에 의한 충격에도 회로기판(150)를 보호할 수 있다. 또한, 도포제(G)는 회로기판(150)의 단락 방지 및 와이어 본딩 부분의 부식을 방지할 수 있다. 도포제(G)는 각종 가혹 환경에서 회로기판(150)을 보호함으로써 상기 가혹 환경에서의 회로기판(150)의 작동을 보장할 수 있다. 도포제(G)는 열경화성 수지이며, 확산성 유체일 수 있다.
더 상세히 설명하면, 도포제(G)는 회로기판(150)에 일정량이 토출되고, 토출된 도포제(G)는 연화된 상태로 회로기판에 흘러가며 도포될 수 있다. 이때, 접점패드(151) 방향으로 흐르는 도포제(G)는 도포제 유동 방지 패드(152)를 지나게 되며, 도포제 유동 방지 패드(152)를 지나는 도포제(G)는 도포제 유동 방지 패드(152)가 가지고 있는 열에 의해 경화될 수 있다. 도포제 유동 방지 패드(152)에서 경화된 도포제(G)는 댐과 같은 역할을 하며, 뒤따라 흐르는 도포제(G)의 흐름도 접점패드(151) 방향으로 흐르지 못하도록 억제할 수 있다. 도포제 유동 방지 패드(152)는 도포제 유동 방지 패드(152)를 지나는 도포제(G)가 경화된 이후에도 접점패드(151)로 흐르지 못하도록, 도포제(G)가 토출되는 지점과 접점패드(151)가 이루는 두 접선 사이 영역에서 접점패드(151)의 원주 방향으로 형성될 수 있다.
또한, 일 실시예에 있어서, 도포제 유동 방지 패드(152)는 회로기판(150)의 베이스로부터 소정의 높이로 돌출되어 형성될 수 있다. 이 경우, 도포제(G)는 도포제 유동 방지 패드(152)의 높이로 인해 접점패드(151) 방향으로 흐를 수 없고, 도포제 유동 방지 패드(152)를 둘러서 흐르도록 유도될 수 있다. 도포제 유동 방지 패드(152)는 납 또는 에폭시 등으로 두께를 형성시켜 표면적을 넓힘으로써 돌출되도록 할 수 있다.
도포제 유동 방지 패드(152)는 공정 과정에서 도포제(G)가 접점패드(151)까지 도포하여 발생하는 접점패드(151)와 접점 스프링(160)간의 접촉 불량을 방지할 수 있으며, 상기 접촉 불량으로 야기되는 전체 시스템의 신뢰도 하락도 예방할 수 있다.
와이어 본딩 패드(153)는 압력감지부(140)와 회로기판(150)의 전기적인 연결을 위해 마련된 것으로서, 압력감지부(140)로부터 연결된 와이어(141)가 와이어 본딩 창(154)을 관통하여 와이어 본딩 패드(153)로 연결되어 본딩될 수 있다. 와이어 본딩 패드(153)에는 도포제(G)가 도포되어 와이어(141)와 와이어 본딩 패드(153)의 접촉을 이물질로부터 보호할 수 있다.
와이어 본딩 창(154)은 와이어 본딩 패드(153)로 연결되는 와이어(141)의 접근을 용이하게 하기 위해 형성된 것으로서, 압력 센서(100)의 공정 과정에서 와이어(141)와 와이어 본딩 패드(153)과의 본딩 작업을 보다 수월하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서(100)는 하나 이상의 지지부(170a, 170b)를 더 포함할 수 있다. 지지부(170a, 170b)는 압력포트(120) 및 커넥터(130)와 결합하여 내부 공간을 형성하고, 하우징(110) 내부에 마련되는 회로기판(150) 및 접점 스프링(160)을 지지하기 위해 마련된 것일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 지지부(170a)는 하나 이상의 스프링 가이드(171)가 형성될 수 있다. 스프링 가이드(171)는 접점 스프링(160)의 균형이 유지되도록 하기 위해 마련된 것으로서, 스프링 가이드(171) 내부에 접점 스프링(160)이 삽입될 수 있다. 스프링 가이드(171)에 접점 스프링(160)이 삽입됨으로써 접점 스프링(160)의 위치가 고정되므로, 스프링 가이드(171)는 스프링 가이드(171)의 중심이 접점패드(151)의 중심과 축방향으로 정렬되도록 형성될 수 있다.
제2 지지부(170b)는 회로기판(150)을 접점 스프링(160)에 대하여 지지하기 위해 마련된 것으로서, 회로기판(150)가 접점 스프링(160)의 탄성력에 이탈되지 않도록 이탈방지부재(172)를 포함할 수 있다. 이탈방지부재(172)는 제2 지지부(170b)의 일단에서 연장되어 형성될 수 있다. 제2 지지부(170b)는 이탈방지부재(172)가 회로기판(150)을 접점 스프링(160) 방향으로 눌려지도록 제1 지지부(170a)와 결합할 수 있다. 지지부(170a, 170b)에 형성된 스프링 가이드(171) 및 이탈방지부재(172)로 인해 접점 스프링(160) 및 회로기판(150)은 외란에도 하우징(110) 내부에서 그 위치를 유지할 수 있다.
상술한 실시예에 따른 압력 센서는, 보호용 도포제가 회로기판에 형성된 접점패드에 흐르는 것을 방지할 수 있다. 또한, 접점패드에 흐르는 보호용 도포제를 소정의 부위에서 경화시킴으로써, 경화되지 않은 보호용 도포제가 경화된 보호용 도포제에 의해 흐름이 변경되어 접점패드 방향으로 흐르는지 않게 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 압력 센서 110: 하우징
120: 압력포트 130: 커넥터
140: 압력감지부 150: 회로기판
151: 접점패드 152: 도포제 유동 방지 패드
153: 와이어 본딩 패드 154: 와이어 본딩 창
160: 접점 스프링

Claims (9)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내에 마련되고, 다이어프램을 통하여 유체의 압력을 감지하는 압력감지부;
    상기 압력감지부와 전기적으로 연결되는 회로기판; 및
    상기 회로기판에서 측정한 전기신호를 외부기기로 전달하도록 상기 하우징에 마련되는 커넥터;를 포함하고,
    상기 회로기판은,
    상기 커넥터와 전기적으로 연결되는 복수개의 접점패드; 및
    상기 회로기판을 이물질로부터 보호하는 도포제가 상기 접점패드에는 도포되지 않도록 상기 도포제의 흐름을 억제하는 도포제 유동 방지 패드;를 포함하고,
    상기 도포제 유동 방지 패드는, 상기 접점패드 방향으로 흐르는 상기 도포제의 흐름을 방해하도록, 상기 접점패드의 주위에 형성되는 금속체로서, 가열된 상태에서 상기 접점패드 방향으로 흐르는 상기 도포제에 열을 가하여 상기 도포제를 상기 도포제 유동 방지 패드에서 경화시키는 것인 압력 센서.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도포제 유동 방지 패드는, 상기 접점패드의 원주 방향으로 형성되어, 상기 도포제의 흐름이 상기 접점패드를 벗어나도록 유도하는 것인 압력 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도포제 유동 방지 패드는, 상기 회로기판의 베이스로부터 소정의 높이를 가지며 돌출됨으로써, 상기 접점패드 방향으로 흐르는 상기 도포제가 상기 접점패드로 흐르지 않게 우회시키는 것인 압력 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접점패드와 상기 커넥터 사이를 전기적으로 연결하도록 상기 접점패드에 접촉하는 접점 스프링을 더 포함하는 것인 압력 센서.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 회로기판은, 상기 압력감지부와 전기적으로 연결하는 와이어와의 본딩 작업이 용이하도록 와이어 본딩창을 포함하는 것인 압력 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유체를 인가하는 인입도관 및 상기 다이어프램이 마련된 압력포트를 더 포함하고,
    상기 하우징 내부에 마련되며, 상기 압력포트 및 상기 커넥터와 억지 끼움으로 결합하여 내부의 공간을 형성하는 하나 이상의 지지부를 더 포함하는 것인 압력 센서.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지부는,
    하나 이상의 접점 스프링이 유지되도록 구성되는 하나 이상의 스프링 가이드가 형성되는 제1 지지부; 및
    상기 회로기판을 상기 접점 스프링에 대하여 지지하는 제2 지지부;을 포함하는 것인 압력 센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스프링 가이드는, 상기 스프링 가이드의 중심이 상기 접점패드의 중심과 축방향으로 정렬되도록 형성되는 것인 압력 센서.
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