KR102485452B1 - 무선 압력 감지 장치, 무선 압력 측정 시스템, 및 압력 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
지지 기재; 상기 지지 기재 위에 배열되고, 인가되는 압력에 대응하여 신호를 출력할 수 있는 복수의 압력 센서들; 및 상기 복수의 압력 센서들로부터 입력된 신호들에 근거하여 무선 송신할 수 있는 송신 모듈을 포함하는 무선 압력 감지 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 무선 압력 감지 장치, 무선 압력 측정 시스템, 및 압력 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 2차원 평면 상에 가해지는 압력의 정확한 분포를 실시간으로 신속하고도 간편하게 측정할 수 있는 무선 압력 감지 장치, 무선 압력 측정 시스템, 및 압력 측정 방법에 관한 것이다.
유리 기판의 표면 품질에 대한 소비자들의 요구가 날로 까다로워지고 있으며, 유리 기판을 사용한 제품의 대면적화에 따라 파티클 불량 가능성은 점점 더 높아지고 있다.
유리 기판의 제조 공정 중, 특히 세정 공정을 위한 장비에서 객관적이고 정량적인 검사나 평가가 가능한 장비가 거의 없었으며, 이는 파티클 불량 감소의 장애물이 되고 있다. 또한 세정 공정의 작업자간 편차에 따른 품질 불균일성을 감소시킬 필요도 제기되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 2차원 평면상에 가해지는 압력의 정확한 분포를 실시간으로 신속하고도 간편하게 감지할 수 있는 무선 압력 감지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 2차원 평면상에 가해지는 압력의 정확한 분포를 실시간으로 신속하고도 간편하게 측정할 수 있는 무선 압력 감지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 세 번째 기술적 과제는 2차원 평면상에 가해지는 압력의 정확한 분포를 실시간으로 신속하고도 간편하게 측정할 수 있는 압력 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 지지 기재; 상기 지지 기재 위에 배열되고, 인가되는 압력에 대응하여 신호를 출력할 수 있는 복수의 압력 센서들; 및 상기 복수의 압력 센서들로부터 입력된 신호들에 근거하여 무선 송신할 수 있는 송신 모듈을 포함하는 무선 압력 감지 장치를 제공한다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 무선 압력 감지 장치는 상기 압력 센서들로부터 압력에 대응한 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하고, 상기 송신 모듈은 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 신호를 무선송신하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 무선 압력 감지 장치는 상기 압력 센서들 및 상기 송신 모듈에 전원을 공급하도록 구성된 전원 공급 장치를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 지지 기재, 복수의 압력 센서들, 아날로그-디지털 변환기, 송신 모듈, 및 전원 공급 장치가 보호 커버 내에 수납되어 밀봉될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 압력 센서들은 격자 형태로 배열되고, 상기 복수의 압력 센서들 중 제 1 방향으로 일렬로 배치된 압력 센서들은 상기 전원 공급 장치로부터 연장되는 공통의 전원 라인에 병렬적으로 연결될 수 있다. 또한 상기 무선 압력 감지 장치는, 상기 복수의 압력 센서들로부터 신호를 입력받아 문턱 세기 미만의 신호를 출력하는 압력 센서들을 컷오프하는 제 1 단계; 및 컷오프되지 않은 압력 센서들에 대하여 압력 센서들로부터 출력되는 신호를 입력받는 제 2 단계를 수행하도록 구성된 센싱 회로를 더 포함할 수 있다.
선택적으로(alternatively), 상기 복수의 압력 센서들의 각각은 상기 전원 공급 장치에 직접 병렬적으로 연결될 수 있다.
선택적으로(alternatively), 상기 복수의 압력 센서들은 제 1 영역에 격자 형태로 배열된 제 1 압력 센서들 및 제 2 영역에 격자 형태로 배열된 제 2 압력 센서들을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제 1 압력 센서들은 상기 전원 공급 장치로부터 연장되는 공통의 제 1 전원 라인에 병렬적으로 연결되고, 상기 제 2 압력 센서들은 상기 전원 공급 장치로부터 연장되는 공통의 제 2 전원 라인에 병렬적으로 연결되고, 상기 제 1 전원 라인과 상기 제 2 전원 라인은 서로 상이한 라인일 수 있다.
상기 지지 기재는 인쇄 회로 기판일 수 있다. 특히, 상기 압력 센서들은 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 표면 상에 배치되고, 상기 송신 모듈은 제 1 표면의 반대쪽 표면인 제 2 표면 위에 실장될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 2 표면은 평판으로 덮일 수 있으며, 상기 평판은 상기 송신 모듈을 수납할 수 있는 리세스를 구비할 수 있다.
본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 피가압 기판에 가해지는 압력을 측정하고, 측정된 압력을 무선으로 송신하도록 구성된 무선 압력 감지 장치; 및 상기 무선 압력 감지 장치로부터 송신된 데이터를 수신하여 상기 피가압 기판 상의 압력 맵을 출력할 수 있는 분석 장치를 포함하는 무선 압력 측정 시스템을 제공한다.
본 발명은 상기 세 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 피가압 기판에 가해지는 압력을 측정하기 위한 압력 측정 방법으로서, 지지 기재, 상기 지지 기재 위에 배열되어 인가되는 압력에 대응하여 신호를 출력할 수 있는 복수의 압력 센서들, 및 상기 복수의 압력 센서들로부터 입력된 신호들에 근거하여 무선 송신할 수 있는 송신 모듈을 갖는 무선 압력 감지 장치를 상기 피가압 기판 상에 배치하는 단계; 상기 무선 압력 감지 장치 상에 가압 물품을 배치하는 단계; 및 상기 송신 모듈로부터 송신된 신호를 무선으로 수신하여 상기 피가압 기판 상의 압력 분포를 분석하도록 구성된 분석 장치를 이용하여 상기 피가압 기판 상의 압력 분포를 산출하는 단계를 포함하는 압력 측정 방법을 제공한다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 피가압 기판이 유리 기판이고, 상기 가압 물품이 마찰 세정부일 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 피가압 기판과 상기 가압 물품이 유리 기판일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 무선 압력 감지 장치의 평면적이 상기 피가압 기판의 평면적보다 작고, 상기 무선 압력 감지 장치의 주면에 평행한 방향으로 인접하여 상기 무선 압력 감지 장치와 실질적으로 동일한 두께의 더미 기판이 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 무선 압력 감지 장치는 블루투스 방식으로 온오프시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 압력 센서는 상부 도전체층 및 상기 상부 도전체층과 이격되어 상기 상부 도전체층의 하부에 배치되는 하부 도전체층을 포함하고, 상기 상부 도전체층은 제 1 전극을 갖는 제 1 도전체부 및 제 2 전극을 갖는 제 2 도전체부를 포함하고, 상기 상부 도전체층은 인가되는 압력에 의하여 변형되어 상기 하부 도전체층과 접촉 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 무선 압력 감지 장치, 무선 압력 측정 시스템, 및 압력 측정 방법을 사용하면, 2차원 평면 상에 가해지는 압력의 정확한 분포를 실시간으로 신속하고도 간편하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 감지 장치(wireless pressure detector)의 전면을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 상기 무선 압력 감지 장치의 뒷면을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서를 나타낸 개념도이다.
도 3b는 도 3a의 압력 센서를 B-B' 선을 따라 절개한 측단면을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 인가되는 압력에 따른 상기 제 1 및 제 2 핑거들의 변형 상태를 개념적으로 나타낸 측면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 감지 장치를 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 측정 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 6b는 상기 분석 장치의 예시적인 블록 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 감지 장치의 온/오프 과정을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 복수의 압력 센서들이 전원 공급 장치에 전기적으로 연결된 방식을 나타낸 개념도이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단계 압력 측정 알고리듬을 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기 복수의 압력 센서들이 전원 공급 장치에 전기적으로 연결된 방식을 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 상기 복수의 압력 센서들이 전원 공급 장치에 전기적으로 연결된 방식을 나타낸 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 감지 장치의 측단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 가지 장치를 이용하여 피가압 기판 상에 가해지는 압력을 측정하는 방법을 예시한 개념도들이다.
도 2는 상기 무선 압력 감지 장치의 뒷면을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서를 나타낸 개념도이다.
도 3b는 도 3a의 압력 센서를 B-B' 선을 따라 절개한 측단면을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 인가되는 압력에 따른 상기 제 1 및 제 2 핑거들의 변형 상태를 개념적으로 나타낸 측면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 감지 장치를 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 측정 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 6b는 상기 분석 장치의 예시적인 블록 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 감지 장치의 온/오프 과정을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 복수의 압력 센서들이 전원 공급 장치에 전기적으로 연결된 방식을 나타낸 개념도이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단계 압력 측정 알고리듬을 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기 복수의 압력 센서들이 전원 공급 장치에 전기적으로 연결된 방식을 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 상기 복수의 압력 센서들이 전원 공급 장치에 전기적으로 연결된 방식을 나타낸 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 감지 장치의 측단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 가지 장치를 이용하여 피가압 기판 상에 가해지는 압력을 측정하는 방법을 예시한 개념도들이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 여기에 사용되는 모든 용어 "및/또는"은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 "기판"은 기판 그 자체, 또는 기판과 그 표면에 형성된 소정의 층 또는 막 등을 포함하는 적층 구조체를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "기판의 표면"이라 함은 기판 그 자체의 노출 표면, 또는 기판 위에 형성된 소정의 층 또는 막 등의 외측 표면을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 감지 장치(wireless pressure detector)(100)의 전면을 개략적으로 나타낸 개념도이다. 도 2는 상기 무선 압력 감지 장치(100)의 뒷면을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 상기 무선 압력 감지 장치(100)는 지지 기재(110), 상기 지지 기재(110) 상에 배열된 복수의 압력 센서들(120), 및 상기 복수의 압력 센서들(120)로부터 입력된 신호들에 근거하여 무선 송신할 수 있는 송신 모듈(150)을 포함할 수 있다.
상기 지지 기재(110)는 경질의(rigid) 인쇄 회로 기판 또는 연질의(flexible) 인쇄 회로 기판일 수 있다. 상기 지지 기재(110)는 기판 베이스, 그리고 상면 및 하면에 각각 형성된 상면 패드(도시 생략) 및 하면 패드(도시 생략)를 포함할 수 있다. 상기 상면 패드 및 상기 하면 패드는 각각 상기 기판 베이스의 상면 및 하면을 덮는 솔더레지스트층(도시 생략)에 의하여 노출될 수 있다. 상기 기판 베이스는 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 기판 베이스는 FR4, 사관능성 에폭시(tetrafunctional epoxy), 폴리페닐렌 에테르(polyphenylene ether), 에폭시/폴리페닐렌 옥사이드(epoxy/polyphenylene oxide), BT(bismaleimide triazine), 써마운트(thermount), 시아네이트 에스터(cyanate ester), 폴리이미드(polyimide) 및 액정 고분자(liquid crystal polymer) 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 상면 패드 및 하면 패드는 구리, 니켈, 스테인레스 스틸 또는 베릴륨구리(beryllium copper)로 이루어질 수 있다. 상기 기판 베이스 내에는 상기 상면 패드와 상기 하면 패드를 전기적으로 연결되는 내부 배선(도시 생략)이 형성될 수 있다. 상기 상면 패드 및 상기 하면 패드는 상기 기판 베이스의 상면 및 하면에 동박(Cu foil)을 입힌 후 패터닝된 회로 배선 중 각각 상기 솔더레지스트층에 의하여 노출된 부분일 수 있다.
상기 지지 기재(110)의 위에는 복수의 압력 센서들(120)이 일정한 간격으로 또는 불균등한 간격으로 배열될 수 있다. 상기 압력 센서들(120)은 그의 상부에 인가되는 압력에 대응하여 전기적인 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서(120)를 나타낸 개념도이다. 도 3b는 도 3a의 압력 센서(120)를 B-B' 선을 따라 절개한 측단면을 나타낸다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 압력 센서(120)는 상부 도전체층(122) 및 하부 도전체층(124)을 포함할 수 있다.
상기 상부 도전체층(122)은 제 1 도전체부(122a) 및 제 2 도전체부(122b)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 도전체부(122a)는 제 1 전극(122ae)을 가질 수 있고, 상기 제 2 도전체부(122b)는 제 2 전극(122be)을 가질 수 있다.
상기 상부 도전체층(122)은 금속 물질로 이루어질 수 있으며, 예컨대, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 아연(Zn), 철(Fe), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 코발트(Co), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 크롬(Cr), 망간(Mn), 지르코늄(Zr) 또는 이들의 합금일 수 있지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 상부 도전체층(122)은 그라파이트, 그래핀(graphene), 탄소 나노 튜브(carbon nanotube, CNT), 풀러렌(fullerene) 등과 같이 전도성을 갖는 탄소계 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 도전체부(122a)와 상기 제 2 도전체부(122b)는 소정 간격을 두고 서로 이격되어 있을 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 도전체부(122a)는 평행한 복수의 제 1 핑거들(122af) 및 상기 복수의 제 1 핑거들(122af)을 연결하는 제 1 연결부(122ac)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 2 도전체부(122b)는 평행한 복수의 제 2 핑거들(122bf) 및 상기 복수의 제 2 핑거들(122bf)을 연결하는 제 2 연결부(122bc)를 포함할 수 있다.
평행한 상기 복수의 제 1 핑거들(122af)과 평행한 상기 복수의 제 2 핑거들(122bf)은 도 3a에 도시된 바와 같이 서로 번갈아가며 평행하게 배치될 수 있다.
상기 제 1 핑거들(122af) 및 제 1 연결부(122ac)는 상부로부터 인가되는 압력에 의하여 변형되어 상기 하부 도전체층(124)과 접촉할 수 있다. 또한, 상기 제 2 핑거들(122bf) 및 제 2 연결부(122bc)는 상부로부터 인가되는 압력에 의하여 변형되어 상기 하부 도전체층(124)과 접촉할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 핑거들(122af, 122bf), 그리고 제 1 및 제 2 연결부(122ac, 122bc)의 변형은 이들의 상부에 인가되는 압력에 비례할 수 있다.
상기 상부 도전체층(122)의 상부에는 상부 절연막(128)이 제공될 수 있다. 상기 상부 절연막(128)은 압력 센서(120)의 제조 과정에서 상부 도전체층(122)의 지지 기재로서도 작용할 수 있고, 또한 상부 도전체층(122)을 보호하는 역할도 수행할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 핑거들(122af, 122bf), 및/또는 제 1 및 제 2 연결부(122ac, 122bc)가 상기 하부 도전체층(124)과 접촉하는 면적은 이들의 상부에 인가되는 압력에 의존할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제 1 및 제 2 핑거들(122af, 122bf), 및/또는 제 1 및 제 2 연결부(122ac, 122bc)가 상기 하부 도전체층(124)과 접촉하는 면적은 소정 압력 범위에서 이들의 상부에 인가되는 압력에 비례할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 인가되는 압력에 따른 상기 제 1 및 제 2 핑거들(122af, 122bf)의 변형 상태를 개념적으로 나타낸 측면도들이다.
도 4a를 참조하면, 제 1 압력(P1)에서 상기 제 1 및 제 2 핑거들(122af, 122bf)이 변형되어 하부 도전체층(124)과 물리적으로 접촉할 수 있다. 이 때, 제 2 핑거들(122bf)은 폭 W1에 대응되는 접촉 면적을 가지면서 상기 하부 도전체층(124)과 접촉할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 상기 제 1 압력(P1)보다 상승된 압력인 제 2 압력(P2)이 가해지면 상기 제 1 및 제 2 핑거들(122af, 122bf)은 도 4a에서보다 더 많이 변형되면서 하부 도전체층(124)과 접촉할 수 있다. 제 2 핑거들(122bf)이 더 많이 변형됨에 따라 제 2 핑거들(122bf)은 폭 W1보다 더 큰 폭 W2에 대응되는 접촉 면적을 가지면서 상기 하부 도전체층(124)과 접촉할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 핑거들(122af, 122bf), 및/또는 제 1 및 제 2 연결부(122ac, 122bc)가 상기 하부 도전체층(124)과 접촉하는 면적이 넓어질수록 제 1 전극(122ae)과 제 2 전극(122be) 사이에 인가되는 소정 전압에 대하여 상기 하부 도전체층(124)을 경유하여 흐르는 전류가 증가한다. 따라서 상기 전류와 인가되는 압력 사이의 관계를 맺어주고(correlation) 전류값을 측정함으로써, 인가되는 압력의 크기를 알 수 있게 된다.
상기 하부 도전체층(124)은 상기 상부 도전체층(122)과 이격되어 상기 상부 도전체층(122)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 하부 도전체층(124)은 금속 또는 탄소계 물질과 같은 도전체로 이루어질 수 있다. 상기 하부 도전체층(124)을 이루는 물질로서 이용될 수 있는 금속 또는 탄소계 물질은 앞서 상부 도전체층(122)에 대하여 설명한 바와 동일하기 때문에 여기서는 추가적인 설명을 생략한다.
도 3b에서는 상기 하부 도전체층(124)이 전체 지지 기재(110)의 면적에 걸쳐 연장되는 것으로 도시하였지만, 일부 실시예들에 있어서, 상기 하부 도전체층(124)은 하나의 압력 센서(120)를 이루는 셀 영역 내에 한정될 수 있다. 즉, 이웃하는 두 압력 센서(120)의 하부 도전체층들은 서로 전기적으로 절연되어 있을 수 있다.
상기 상부 도전체층(122)과 상기 하부 도전체층(124)은 스페이서(126)에 의하여 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 상기 스페이서(126)는 상부 도전체층(122)의 상부로부터 압력이 인가될 때 상기 상부 도전체층(122)과 하부 도전체층(124) 사이의 간격을 지지함으로써 스페이서(126)가 배치된 곳에서 이격을 유지하고 스페이서(126)가 배치되지 않은 곳에서 상부 도전체층(122)이 변형되도록 할 수 있다.
상기 스페이서(126)는 임의의 전기적 절연체로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 비전도성 고분자 수지, 전기 절연성의 금속 산화물, 전기 절연성의 금속 질화물, 도핑되지 않은 실리콘 산화물, 도핑되지 않은 실리콘 질화물, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 보호 커버(190)는 복수의 압력 센서들(120)이 표면에 제공된 상기 지지 기재(110)를 둘러싸도록 구성될 수 있다. 상기 보호 커버(190)는 상기 지지 기재(110)를 둘러쌈으로써, 예컨대 압력 센서들(120)이 유리 기판과 직접 접촉함에 따른 손상을 방지하거나, 세정에 사용되는 수분이나 케미컬과 같은 액체 성분이 상기 압력 센서들(120)과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
상기 보호 커버(190)는 가요성의 소재로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 지지 기재(110)와 동일하거나 상이한 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 보호 커버(190)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate, PBT), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene, HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene, LDPE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리염화비닐(polyvinylchloride, PVC), 폴리메틸(메트)아크릴레이트(polymethyl(meth)acrylate, PMMA), 트리아세틸셀룰로오스, 노보넨(norbornene) 수지, 폴리에스테르(polyester), 또는 폴리스티렌(polystyrene, PS) 소재로 될 수 있으나 여기에 한정되는 것은 아니다.
상기 지지 기재(110), 상기 복수의 압력 센서들(120), 센싱 회로(130), 아날로그-디지털 변환기(140), 상기 송신 모듈(150), 및 전원 공급 장치(160)는 상기 보호 커버(190) 내에 수납될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 지지 기재(110)는 방수 및/또는 방습이 되도록 밀봉될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 전원 공급 장치(160)가 상기 지지 기재(110)의 뒷면에 제공될 수 있다. 상기 전원 공급 장치(160)는 배터리 팩과 상기 배터리 팩으로부터 공급되는 전원을 제어할 수 있는 전원 제어 회로를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 배터리 팩과 전원 제어 회로는 일체로 구성될 수 있다.
특히 상기 전원 공급 장치(160)는 무선 충전이 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면 상기 전원 공급 장치(160)는 ISO/IEC NP 15149 표준에 따른 무선 충전이 가능하도록 구성될 수 있다.
또한 상기 지지 기재(110)의 뒷면에는 하나 이상의 반도체 장치들(D)이 실장될 수 있다. 상기 반도체 장치들(D)은 뒤에서 더욱 상세하게 설명할 멀티플렉서(172), 센싱 회로(130), 아날로그-디지털 변환기(140), 및 송신 모듈(150)(이상 도 5 참조)을 포함할 수 있다. 상기 반도체 장치들(D)은 하나의 반도체 칩 내에 구현될 수도 있고, 둘 이상의 반도체 칩에 분산되어 구현될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 감지 장치(100)를 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 무선 압력 감지 장치(100)는 복수의 압력 센서들(120)의 셀, 상기 압력 센서들(120)로부터 출력되는 신호를 수신하여 아날로그-디지털 변환기(140)로 출력하는 멀티플렉서(172), 상기 압력 센서들(120)로부터 입력된 신호들을 처리하는 센싱 회로(130), 상기 센싱 회로(130)로부터 출력된 신호를 수신하는 아날로그-디지털 변환기(140), 상기 아날로그-디지털 변환기(140)로부터 출력되는 신호를 수신하여 무선 송신하도록 구성된 송신 모듈(150), 및 상기 압력 센서들(120) 및 상기 송신 모듈(150)에 전원을 공급하도록 구성된 전원 공급 장치(160)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 압력 센서들(120)은 상기 지지 기재(110) 위에 격자 형태 또는 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 복수의 압력 센서들(120)의 개별 압력 센서들(120)은 서로 동일할 수도 있고 서로 상이할 수도 있다. 본 명세서에서, 각 개별 압력 센서(120)는 '셀'(cell)이라고 불릴 수도 있다. 상기 복수의 압력 센서들(120)이 배열된 형태에 관한 정보는 개별 압력 센서(120)로부터 얻은 데이터를 통해 추후 압력 맵을 출력하기 위하여 필요할 수 있다.
외부로부터 상기 복수의 압력 센서들(120)에 인가되는 압력에 대응하여, 상기 복수의 압력 센서들(120)로부터 출력되는 신호는 버퍼(174)를 통하여 멀티플렉서(172)로 입력될 수 있다. 상기 멀티플렉서(172)는 다수의 입력단을 하나의 출력단과 연결하여 감지된 압력 정보를 순차적으로 송신할 수 있다. 센싱 회로(130)는 멀티플렉서(172)로부터 출력된 신호를 다양하게 처리하도록 구성될 수 있다. 아날로그-디지털 변환기(140)는 상기 센싱 회로(130)로부터 수신한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킬 수 있다.
상기 전원 공급 장치(160)는 상기 복수의 압력 센서들(120) 및 상기 송신 모듈(150)에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 전원 공급 장치(160)는 아날로그-디지털 변환기(140), 센싱 회로(130), 멀티플렉서(172) 등에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.
상기 송신 모듈(150)은 상기 복수의 압력 센서들(120)로부터 입력된 신호들에 근거하여 무선 송신할 수 있도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 송신 모듈(150)은 무선 네트워크를 통하여 상기 복수의 압력 센서들(120)로부터 입력된 신호들에 근거한 신호를 분석 장치로 송신하도록 구성될 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 측정 시스템(1)을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 6a를 참조하면, 무선 압력 감지 장치(100)의 상기 송신 모듈(150)은 무선 네트워크, 예컨대 와이파이(WIFI) 망을 통하여 분석 장치(220)와 데이터를 송수신하도록 연결될 수 있다. 상기 분석 장치(220)는 상기 송신 모듈(150)로부터 수신된 압력 데이터를 분석하여 압력 맵(pressure map)을 출력하도록 구성될 수 있다.
도 6b는 상기 분석 장치(220)의 예시적인 블록 다이어그램이다.
도 6b를 참조하면, 상기 분석 장치(220)는 콘트롤러(2010), 입출력 장치 (I/O)(2020), 메모리(2030), 및 인터페이스(2040)를 포함하며, 이들은 각각 버스(2050)를 통해 상호 연결되어 있다.
상기 콘트롤러(2010)는 마이크로프로세서 (microprocessor), 디지탈 신호 프로세서, 또는 이들과 유사한 처리 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 입출력 장치(2020)는 키패드 (keypad), 키보드 (keyboard), 또는 디스플레이 (display) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 메모리(2030)는 콘트롤러(2010)에 의해 실행된 명령을 저장하는 데 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 메모리(2030)는 유저 데이타 (user data)를 저장하는 데 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 인터페이스(2040)는 무선 네트워크를 통하여 상기 무선 압력 감지 장치의 송신 모듈(150)(도 5 참조)과 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 분석 장치(220)는 무선 네트워크 인터페이스(2040)를 통하여 신호(또는 데이터)를 입력받으면 이를 처리하여 도 6a에 도시한 바와 같은 압력 컨투어 맵(contour map)을 생성하도록 구성될 수 있다. 도 6a에서 디스플레이 장치를 확대한 도면은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작한 무선 압력 감지 장치를 통하여 압력이 가해지고 있는 면적 및 위치에 따른 압력의 크기를 나타내는 압력 컨투어 맵이다. 상기 압력 컨투어 맵은 디스플레이 장치와 같은 입출력 장치(2020)를 통하여 출력될 수 있다.
상기 분석 장치(220)는 상기 압력 컨투어 맵을 생성할 수 있는 프로그램, 및/또는 루틴을 포함할 수 있다. 이러한 프로그램 및/또는 루틴은 상용화되어 있으므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 감지 장치(100)의 온/오프 과정을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 7을 참조하면, 상기 무선 압력 감지 장치(100)의 온/오프는 예컨대 휴대 기기(210)에 의하여 제어될 수 있다. 상기 휴대 기기(210)는, 예를 들면, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 등일 수 있지만 여기에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 휴대 기기(210)는 상기 무선 압력 감지 장치(100)의 전원 공급 장치(160)의 온/오프를 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 휴대 기기(210)는 상기 전원 공급 장치(160)와 블루투스 페어링을 통해 온/오프 제어하도록 구성될 수 있다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 복수의 압력 센서들(120)이 전원 공급 장치(160)에 전기적으로 연결된 방식을 나타낸 개념도이다.
도 8a를 참조하면, 상기 복수의 압력 센서들(120)은 격자 형태로 배열될 수 있으며, 같은 방향으로 배열된 제1열(120_1), 제2열(120_2), . . ., 제n열(120_n)의 압력 센서들을 가질 수 있다.
상기 제1열(120_1)에 속하는 복수의 압력 센서들(120)은 공통의 전원 라인(122)에 병렬적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 제1열(120_1)에 속하는 복수의 압력 센서들(120)의 제1전극들은 상기 전원 공급 장치(160)로부터 연장되는 제 1 라인(122a)과 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 또, 상기 제1열(120_1)에 속하는 복수의 압력 센서들(120)의 제2전극들은 상기 전원 공급 장치(160)로부터 연장되는 제 2 라인(122b)과 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 연결 관계는 제2열(120_2), . . ., 제n열(120_n)에 속하는 복수의 압력 센서들(120)도 동일할 수 있다.
이러한 연결 관계는 제조가 용이하고 저렴하게 제조할 수 있다. 다만, 이러한 연결 관계에 있어서는 동일한 열에 속하는 압력 센서들(120) 사이에 있어서 측정값의 간섭이 발생할 가능성이 있다. 그렇기 때문에 도 8a에 도시한 실시예의 경우에 있어서는, 이러한 간섭 현상을 줄이면서도 신뢰성이 높은 데이터를 얻기 위해 2단계 압력 측정 알고리듬을 채용할 수 있다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단계 압력 측정 알고리듬을 나타낸 블록도이다.
도 8b를 참조하면, 상기 복수의 압력 센서들(120) 전체로부터 입력을 받고, 입력된 신호의 세기가 문턱 세기 이상인지의 여부를 판단한다(S11). 만일 어느 압력 센서(120)를 통해 입력된 신호의 세기가 문턱 세기 미만이라면 그 값은 노이즈로 분류되고 그 셀은 압력을 감지하는 대상에서 컷오프(cut off)시킬 수 있다. 즉, 이 단계에서는 상기 복수의 압력 센서들(120) 전체에 대하여 압력이 인가되고 있는 셀과 압력이 인가되지 않고 있는 셀을 판단한다.
그런 다음, 컷오프되지 않은 압력 센서들(120)에 대하여 상기 압력 센서들(120)로부터 출력되는 신호를 센싱 회로(130)로 전송한다(S13).
이러한 동작을 위하여 하이(high) 로직 입력, 로우(low) 로직 입력, 및 개방(open) 스위치를 갖는 반도체 장치, 예컨대 TS3A4751과 같은 장치가 이용될 수 있다. 그러나 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기 복수의 압력 센서들(120)이 전원 공급 장치(160)에 전기적으로 연결된 방식을 나타낸 개념도이다.
도 9를 참조하면, 상기 복수의 압력 센서들(120)의 각각은 상기 전원 공급 장치(160)에 병렬적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 복수의 압력 센서들(120) 중 제1열(120a_1)에 속하는 각 압력 센서들은 개별적으로 상기 전원 공급 장치에 병렬적으로 연결된다. 또한, 상기 복수의 압력 센서들(120) 중 제2열(120a_2)에 속하는 각 압력 센서들도 개별적으로 상기 전원 공급 장치에 병렬적으로 연결된다.
이러한 연결 관계는 압력 센서(120)들 사이의 전기적인 간섭을 감소시킬 수 있기 때문에 보다 신뢰성 있는 압력 데이터를 얻을 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 상기 복수의 압력 센서들(120)이 전원 공급 장치(160)에 전기적으로 연결된 방식을 나타낸 개념도이다.
도 10을 참조하면, 상기 복수의 압력 센서들(120)은 제 1 영역(R1)에 배치된 제 1 압력 센서들(120R_1)과 제 2 영역(R2)에 배치된 제 1 압력 센서들(120R_2)을 포함할 수 있다. 도 10에서는 상기 복수의 압력 센서들(120)이 두 개의 영역들을 갖는 것으로 도시하였지만, 통상의 기술자는 상기 복수의 압력 센서들(120)이 2보다 더 많은 수의 영역들을 가질 수 있음을 이해할 것이다.
상기 각 영역에 속하는 압력 센서들(120)은 p x q (여기서 p와 q는 각각 2 내지 1000의 정수)의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 도 10에서는 제 1 영역(R1)과 제 2 영역(R2)의 크기와 형태가 동일한 것으로 도시되었지만, 통상의 기술자는 제 1 영역(R1)과 제 2 영역(R2)의 크기와 형태가 서로 다를 수 있음을 이해할 것이다.
상기 제 1 압력 센서들(120R_1)은 상기 전원 공급 장치(160)로부터 연장되는 공통의 제 1 전원 라인(122)에 병렬적으로 각각 연결될 수 있다. 즉, 상기 제 1 압력 센서들(120R_1)에 속하는 복수의 압력 센서들(120)의 제1 전극들은 상기 전원 공급 장치(160)로부터 연장되는 제 1 라인(122a)과 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제 1 압력 센서들(120R_1)에 속하는 복수의 압력 센서들(120)의 제2 전극들은 상기 전원 공급 장치(160)로부터 연장되는 제 2 라인(122b)과 직접 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 2 압력 센서들(120R_2)은 상기 전원 공급 장치(160)로부터 연장되는 공통의 제 2 전원 라인(124)에 병렬적으로 각각 연결될 수 있다. 즉, 상기 제 2 압력 센서들(120R_2)에 속하는 복수의 압력 센서들(120)의 제1 전극들은 상기 전원 공급 장치(160)로부터 연장되는 제 1 라인(124a)과 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제 2 압력 센서들(120R_2)에 속하는 복수의 압력 센서들(120)의 제2 전극들은 상기 전원 공급 장치(160)로부터 연장되는 제 2 라인(124b)과 직접 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 1 전원 라인(122)과 상기 제 2 전원 라인(124)은 공히 상기 전원 공급 장치(160)에 연결되어 있지만, 서로 상이하고 별개인 라인들일 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 감지 장치(100)의 측단면도이다.
도 11을 참조하면, 지지 기재(110)는 복수의 압력 센서들(120)이 실장된 제 1 표면(110f) 및 상기 제 1 표면(110f)의 반대쪽 표면인 제 2 표면(110r)을 가질 수 있다.
상기 제 2 표면(110r)에는 반도체 장치(D)가 실장될 수 있다. 상기 제 2 표면(110r)은 평판(180)으로 덮일 수 있다. 상기 평판(180)은 경질의(rigid) 또는 가요성의(flexible) 평판일 수 있다. 상기 평판(180)에는 상기 반도체 장치(D)를 수납할 수 있는 리세스(180r)를 가질 수 있다.
상기 평판(180)의 두께는 상기 반도체 장치(D)의 두께보다 더 클 수 있다. 또한 상기 리세스(180r)의 깊이는 상기 반도체 장치(D)의 두께보다 더 크거나 같을 수 있다.
상기 리세스(180r)의 깊이가 상기 반도체 장치(D)의 두께와 같다면 상기 평판(180)이 유연한 가요성의 평판이더라도 상기 평판(180)의 표면(도 10에서는 아래쪽 표면)은 평탄할 수 있다. 상기 평판(180)이 경질의 평판이라면 상기 리세스(180r)의 깊이가 상기 반도체 장치(D)의 두께보다 더 크거나 같으면 상기 평판(180)의 표면(도 10에서는 아래쪽 표면)은 평탄할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 가지 장치(100)를 이용하여 피가압 기판(310) 상에 가해지는 압력을 측정하는 방법을 예시한 개념도들이다.
우선, 도 12 및 도 13을 참조하면, 피가압 기판(310) 상에 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 압력 감지 장치(100)를 배치한다(S110).
도 13은 유리 기판을 수송하는 데 이용될 수 있는 인클라인드 덴스팩(Inclined Dense Pak, IDP)을 나타낸다. 상기 IDP는 지지 팔레트(390) 위에 기판 지지대(380)가 고정되어 있을 수 있다. 상기 기판 지지대(380)는 적층된 유리 기판들이 적재될 수 있는 표면을 가질 수 있다.
도 13에서, 피가압 기판(310)과 가압 물품(330)은 유리 기판일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 피가압 기판(310)과 가압 물품(330)은 동일한 종류 및/또는 동일한 크기의 유리 기판일 수 있다. 도 13에서는 피가압 기판(310)과 가압 물품(330)이 각각 1장의 유리 기판으로 도시되었지만, 이들은 각각 2장 이상, 예컨대 2장 내지 100장의 유리 기판이 적층된 것일 수 있으며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
상기 무선 압력 감지 장치(100)의 크기는 상기 피가압 기판(310)의 크기에 비하여 더 작을 수 있다. 이러한 경우 여러 장의 무선 압력 감지 장치(100)(도 13에서는 6장의 무선 압력 감지 장치(100))를 측방향으로 배열함으로써 원하는 면적에 대하여 압력을 측정하는 것이 가능할 수 있다.
또한, 상기 무선 압력 감지 장치(100)의 크기가 피가압 기판(310)의 크기에 비하여 더 작기 때문에, 압력이 측정되기 원하는 위치에 상기 무선 압력 감지 장치(100)를 배치하기 위하여 더미 기판(320)이 사용될 수 있다. 상기 더미 기판(320)은 상기 무선 압력 감지 장치(100)와 실질적으로 동일한 두께를 가질 수 있다. 상기 더미 기판(320)을 상기 무선 압력 감지 장치(100)의 주 표면을 기준으로 측방향으로 인접하여 동일 평면상에 배치하면, 상기 더미 기판(320)이 상기 무선 압력 감지 장치(100)를 지지하거나 고정할 수 있다.
상기 더미 기판(320)은 상기 무선 압력 감지 장치(100)와 실질적으로 동일한 두께를 갖기 때문에, 상기 무선 압력 감지 장치(100)는 상기 더미 기판(320)의 두께에 기인하는 간섭 없이 상기 가압 물품(330)으로부터 가해지는 압력을 정확하게 측정할 수 있다.
상기 더미 기판(320)의 두께 이외의 치수, 예컨대, 도 13의 수평 방향 및/또는 수직 방향의 치수는 상기 무선 압력 감지 장치(100)를 배치하고자 하는 위치를 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 도 13에서는 피가압 기판(310)의 수직 방향을 기준으로 대략 1/3 정도의 위치 및 2/3 정도의 위치에 무선 압력 감지 장치(100)가 배치되어 있다. 이는 IDP를 이용하여 유리 기판들을 수송할 때, 이 위치(피가압 기판(310)의 수직 방향을 기준으로 대략 1/3 정도의 위치 및 2/3 정도의 위치)에 유리 기판들을 결박하기 위한 리테이너(retainer)가 배치되며, 리테이너에 의하여 유리 기판들에 가해지는 압력 분포를 측정하기 위함일 수 있다.
이어서, 상기 무선 압력 감지 장치(100) 위에 가압 물품(330)을 배치할 수 있다(S120). 상기 가압 물품(330)은 도 13의 실시예에서는 유리 기판일 수 있다. 도 13에서는 1장의 피가압 기판(310)과 1장의 가압 물품(330)이 제공되는 것으로 도시되었지만, 적층되는 유리 기판들(즉, 피가압 기판(310) 또는 가압 물품(330))의 수, 무선 압력 감지 장치(100)의 배치 방법은 다양하게 적용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 무선 압력 감지 장치(100)는 5장 내지 50장의 유리 기판을 적층시킬 때마다 배치될 수 있다. 예컨대, 10장의 유리 기판을 적층시키고, 그 위에 무선 압력 감지 장치(100)를 적층시킬 수 있다. 그런 다음, 다시 10장의 유리 기판을 적층시키고, 추가적인 무선 압력 감지 장치(100)를 적층시킬 수 있다. 이러한 적층 과정은 더 많이 반복될 수 있다. 상기 무선 압력 감지 장치(100)는 도 13에 도시된 바와 같이 더미 기판(320)과 함께 적층될 수 있다.
이와 같이 일군의 적층된 유리 기판과 무선 압력 감지 장치(100)가 교대로 반복 적층되는 경우에는 가압 물품(330)으로서 작용하던 유리 기판이 이후에 피가압 기판(310)으로서 작용할 수 있다.
이어서, 상기 피가압 기판(310) 상의 압력 분포를 산출한다(S130). 상기 무선 압력 감지 장치(100)에서 감지된 가압 물품(310)으로부터 가해지는 압력에 관한 데이터는 무선으로 분석 장치(220)로 전송될 수 있다.
상기 압력에 관한 데이터는 상기 무선 압력 감지 장치(100)로부터 분석 장치(220)로 무선 통신망을 통해 전송될 수 있다. 상기 무선 통신망은 와이파이(WIFI), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), HSPA(High Speed Packet Access), 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX), 와이브로(WiBro), LTE(Long Term Evolution), 블루투스(bluetooth), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), NFC(Near Field Communication), 지그비(Zigbee)(IEEE 802.15.4), 무선랜 기술 등이 적용될 수 있다. 또한, 인터넷과 연결되어 서비스를 제공하는 경우 인터넷에서 정보전송을 위한 표준 프로토콜인 TCP/IP를 따를 수 있다.
상기 분석 장치(220)는 전송 받은 데이터에 기초하여 피가압 기판 상의 압력 분포를 산출하고, 나아가 이를 맵(map)의 형태로 시각화(visualize)할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 측정 방법을 도 12 및 도 14를 참조하여 설명한다. 도 14는 유리 기판의 제조 공정에서 유리 기판의 표면을 마찰 세정부로 세정할 때 마찰 세정부로부터 유리 기판에 가해지는 압력을 측정하기 위한 시스템을 도시한다.
도 12 및 도 14를 참조하면, 피가압 기판(310)인 유리 기판 상에 무선 압력 감지 장치(100)를 배치한다(S110). 상기 피가압 기판(310)은 추후 설명될 가압 물품(330a)에 의하여 가압되는 동안 상기 무선 압력 감지 장치(100)와 함께 도 14의 시선 방향으로 진행될 수 있다. 다시 말해, 상기 피가압 기판(310)은 가압 물품들(330a)이 배열된 방향(도 14의 좌우 방향)과 수직인 방향으로 진행될 수 있다.
이어서, 상기 무선 압력 감지 장치(100) 위에 가압 물품(330a)을 배치한다(S120). 상기 가압 물품(330a)은 예컨대 브러시, 직포, 부직포, 펠트, 스펀지, 패브릭(fabric) 중 1종 이상일 수 있으나, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
상기 가압 물품(330a)은 세정 목적으로 상기 피가압 기판(310)(유리 기판)을 가압할 수 있는데, 각 가압 물품(330a)의 가압 분포가 일정하지 않을 수 있다. 특히 어떤 가압 물품(330a)은 가압 정도가 미흡할 수 있기 때문에 세정 불량의 원인이 될 수 있다.
이어서, 상기 피가압 기판(310) 상의 압력 분포를 산출한다(S130). 이에 관해서는 도 12 및 도 13을 참조하여 상세하게 설명하였으므로 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
100: 무선 압력 감지 장치 110: 지지 기재
120: 압력 센서 130: 센싱 회로
140: 아날로그-디지털 변환기 150: 송신 모듈
160: 전원 공급 장치 172: 멀티플렉서
174: 버퍼 190: 보호 커버
120: 압력 센서 130: 센싱 회로
140: 아날로그-디지털 변환기 150: 송신 모듈
160: 전원 공급 장치 172: 멀티플렉서
174: 버퍼 190: 보호 커버
Claims (19)
- 지지 기재;
상기 지지 기재 위에 배열되고, 인가되는 압력에 대응하여 신호를 출력할 수 있는 복수의 압력 센서들;
상기 복수의 압력 센서들로부터 입력된 신호들에 근거하여 무선 송신할 수 있는 송신 모듈;
상기 압력 센서들로부터 압력에 대응한 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 및
상기 압력 센서들 및 상기 송신 모듈에 전원을 공급하도록 구성된 전원 공급 장치;
를 포함하고,
상기 송신 모듈은 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 신호를 무선송신하도록 구성되고,
상기 복수의 압력 센서들은 상기 전원 공급 장치에 개별적으로 직접 병렬적으로 연결된 무선 압력 감지 장치. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 지지 기재, 복수의 압력 센서들, 아날로그-디지털 변환기, 송신 모듈, 및 전원 공급 장치가 보호 커버 내에 수납되어 밀봉된 것을 특징으로 하는 무선 압력 감지 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 지지 기재가 인쇄 회로 기판인 것을 특징으로 하는 무선 압력 감지 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 압력 센서들은 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 표면 상에 배치되고,
상기 송신 모듈은 제 1 표면의 반대쪽 표면인 제 2 표면 위에 실장된 것을 특징으로 하는 무선 압력 감지 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 2 표면은 평판으로 덮인 것을 특징으로 하는 무선 압력 감지 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 평판은 상기 송신 모듈을 수납할 수 있는 리세스를 갖는 것을 특징으로 하는 무선 압력 감지 장치. - 피가압 기판에 가해지는 압력을 측정하기 위한 압력 측정 방법으로서,
지지 기재, 상기 지지 기재 위에 배열되어 인가되는 압력에 대응하여 신호를 출력할 수 있는 복수의 압력 센서들, 상기 복수의 압력 센서들로부터 입력된 신호들에 근거하여 무선 송신할 수 있는 송신 모듈, 상기 압력 센서들로부터 압력에 대응한 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기, 및 상기 압력 센서들 및 상기 송신 모듈에 전원을 공급하도록 구성된 전원 공급 장치를 갖는 무선 압력 감지 장치를 상기 피가압 기판 상에 배치하는 단계;
상기 무선 압력 감지 장치 상에 가압 물품을 배치하는 단계; 및
상기 송신 모듈로부터 송신된 신호를 무선으로 수신하여 상기 피가압 기판 상의 압력 분포를 분석하도록 구성된 분석 장치를 이용하여 상기 피가압 기판 상의 압력 분포를 산출하는 단계;
를 포함하고,
상기 송신 모듈은 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 신호를 무선송신하도록 구성되고,
상기 복수의 압력 센서들은 상기 전원 공급 장치에 개별적으로 직접 병렬적으로 연결된 압력 측정 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 피가압 기판이 유리 기판이고,
상기 가압 물품이 마찰 세정부인 것을 특징으로 하는 압력 측정 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 피가압 기판과 상기 가압 물품이 유리 기판인 것을 특징으로 하는 압력 측정 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 무선 압력 감지 장치의 평면적이 상기 피가압 기판의 평면적보다 작고,
상기 무선 압력 감지 장치의 주면에 평행한 방향으로 인접하여 상기 무선 압력 감지 장치와 실질적으로 동일한 두께의 더미 기판이 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 측정 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 무선 압력 감지 장치는 블루투스 방식으로 온오프시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 압력 측정 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 압력 센서는 상부 도전체층 및 상기 상부 도전체층과 이격되어 상기 상부 도전체층의 하부에 배치되는 하부 도전체층을 포함하고,
상기 상부 도전체층은 제 1 전극을 갖는 제 1 도전체부 및 제 2 전극을 갖는 제 2 도전체부를 포함하고,
상기 상부 도전체층은 인가되는 압력에 의하여 변형되어 상기 하부 도전체층과 접촉 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압력 측정 방법. - 피가압 기판에 가해지는 압력을 측정하고, 측정된 압력을 무선으로 송신하도록 구성된 무선 압력 감지 장치; 및
상기 무선 압력 감지 장치로부터 송신된 데이터를 수신하여 상기 피가압 기판 상의 압력 맵을 출력할 수 있는 분석 장치;
를 포함하고,
상기 무선 압력 감지 장치는:
지지 기재;
상기 지지 기재 위에 배열되고, 인가되는 압력에 대응하여 신호를 출력할 수 있는 복수의 압력 센서들;
상기 복수의 압력 센서들로부터 입력된 신호들에 근거하여 무선 송신할 수 있는 송신 모듈;
상기 압력 센서들로부터 압력에 대응한 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 및
상기 압력 센서들 및 상기 송신 모듈에 전원을 공급하도록 구성된 전원 공급 장치;
를 포함하고,
상기 송신 모듈은 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 신호를 무선송신하도록 구성되고,
상기 복수의 압력 센서들은 상기 전원 공급 장치에 개별적으로 직접 병렬적으로 연결된 무선 압력 측정 시스템.
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