KR200493661Y1 - 핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서 - Google Patents

Abstract

핸드헬드 장치에 적용되는 가스 장치가 핸드헬드 장치의 빈 공간에 조립된다. 가스 센서는 감지칩, 회로 보드 및 가스 채널을 포함한다. 작동시에, 가스 주입구로부터 가스 주입구 주위의 가스 채널에 위치하는 제2 서브 채널을 통해 제1 서브 채널로 감지될 가스가 주입되는 경우, 제1 서브 채널의 가스압은 제2 서브 채널의 가스압보다 낮다. 따라서, 먼지와 미세 물질이 몸체부 안으로 유입되는 것이 방지되고, 가스가 주입되는 동안 가스압에 의해 야기되는 감지칩에 대한 손상도 방지될 수 있다.

Description

핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서{GAS SENSOR APPLIED TO HANDHELD DEVICE}

본 고안은 가스 센서에 관한 것으로, 특히, 핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서에 관한 것이다.

가스 센서는 가스의 물리적 특성이나 화학적 특성을 탐지하는데 널리 사용되며 의료, 산업, 환경 보호 및 기타 분야에 적용된다.

중화민국 발명특허 TW201219001호에서 언급된 "휴대용 천식 검출 장치 및 그 독립 검출 장치"와 같은 관련 기술은 핸드헬드 장치에 외부 부착 방식으로 적용 가능하도록 설계된 가스 센서에 관한 것이다. 가스 센서는 하우징; 터빈 및 마이크로 가스 유동 감지 부품을 포함하는 가스 센싱 모듈; 가스 도입 튜브; 및 신호 전달 유닛을 포함한다. 이러한 방법으로 언제 어디서나 호흡 탐지를 수행할 수 있으며, 천식 모니터링 및 관리 효율성을 높일 수 있다.

TW201219010

전술한 방법에 따르면, 핸드헬드 장치를 통해 가스를 검출하는 것이 가능하지만, 핸드헬드 장치에 가스 센서를 부착하는 것은 불편하고 바람직하지 않다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 핸드헬드 장치에 적용되고, 핸드헬드 장치의 공동에 조립되는 가스 센서를 제공한다. 가스 센서는 아래의 부품들을 포함하며, 구체적으로, 하나 이상의 관통 구멍을 갖는 회로 기판; 회로 기판 상에 배치되며, 관통 구멍으로부터 노출되는 하나 이상의 감지 영역을 갖는 센싱칩; 및 감지 대상 가스가 감지 영역과 접촉하도록 관통 구멍으로 유입되게 하는 가스 채널;을 포함하고, 가스 채널은 관통 구멍에 인접한 제1 서브 채널, 관통 구멍으로부터 이격된 제2 서브 채널, 및 제1 서브 채널과 제2 서브 채널을 연결하는 연결 채널을 포함하고, 감지 대상 가스는, 제1 서브 채널을 유동하는 동안 제1 가스압(P1)을 갖고, 제2 서브 채널을 유동하는 동안 제2 가스압(P2)를 가지며, 가스 채널은 상기 제1 가스압(P1)을 제2 가스압(P2)보다 낮게하는 구조를 갖는다.

핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서에 따르면, 제1 서브 채널(31)은 폭(D1)을 가지고, 제2 서브 채널(32)은 폭(D2)를 가지며, D1은 D2보다 작다.

핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서에 따르면, 연결 채널은 협각(included angle)을 갖는다.

핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서에 따르면, 연결 채널은 스토퍼를 더 포함한다.

핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서에 따르면, 연결 채널의 벽면에 형성되는 감압홀을 추가적으로 포함한다.

핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서에 따르면, 감지 영역은 상이한 타겟 대상 분자들을 검출하기 위한 2개 이상의 감지 부품을 포함한다.

핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서에 따르면, 회로 기판은 인쇄된 회로 기판이다.

핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서에 따르면, 센싱칩은 플립칩(flip chip)이다.

핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서는 감지 영역과 가스 채널 사이에 배치되는 방수 기체 투과막을 추가적으로 포함한다.

핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서는 방수 가스 투과막으로부터 이격하여 센싱칩 및 회로 기판의 일측면을 덮는 장벽층을 더 포함한다.

요약하면, 본 고안은 종래 기술과 대비하여 아래와 같은 특징들을 갖는다.

1. 가스 센서는 핸드헬드 장치, 특히, 핸드헬드 장치의 공동, 예를 들어, 마이크로폰을 수용할 수 있는 공동내에 결합되지만, 이에 제한되지는 않는다. 가스 센서는 종래 기술에서와 같이 부가적으로 다른 센서를 운반할 필요없이 기존의 핸드헬드 장치의 프로세스뿐만 아니라, 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 통합될 수 있다.

2. 가스 채널의 설계를 통해, 본 고안은 센싱칩을 손상시키지 않으면서 송풍 중에 가스 압력을 감소시킨다.

3. 본 고안의 일 실시예에서, 가스 센서는 몸체부를 손상시키지 않도록 습기, 먼지 및 기타 작은 물질을 차단하도록 방수 가스 투과막을 구비하고, 따라서, 수분 장애로 인한 센싱칩의 부정확성을 방지할 수 있다.

도 1은 본 고안의 가스 센서의 제1 실시예의 개략도이다.
도 2는 본 고안의 가스 센서의 제2 실시예의 개략도이다.
도 3은 본 고안의 가스 센서의 제3 실시예의 개략도이다.
도 4는 본 고안의 가스 센서의 제4 실시예의 개략도이다.
도 5는 핸드헬드 장치 상에 본 고안의 가스 센서를 조립한 것을 나타내는 개략도이다.

본 고안과 관련된 상세한 설명 및 기술적 내용은 다음과 같이 기술될 수 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 고안은 핸드헬드 장치(M)에 적용되는 가스 센서에 관한 것이다. 가스 센서는 주로 회로 기판(10), 센싱칩(20) 및 가스 채널 (30)을 포함한다.

도 1은 본 고안의 가스 센서의 제1 실시예의 개략도이다. 회로 기판(10)은 상부 표면(11), 하부 표면(12) 및 상부 표면(11)과 하부 표면(12)을 관통하는 관통 구멍(13)을 갖는다. 회로 기판(10)의 상부 표면(11)은 센싱칩(20)을 지지하기 위해 사용된다. 이 실시예에서, 회로 기판(10)은 인쇄 회로 기판이고, 하부 표면 (12)은 방수 기체 투과막(40)이 부착된 방수 기체 투과막 장착 영역이다. 보다 우수한 방수 및 방진 효과를 제공하도록, 방수 기체 투과막(40)은 관통 구멍(13)을 덮는다.

센싱칩(20)은 하나 이상의 접착 영역(212)과 감지 대상 가스(G)와 접촉하는 하나 이상의 감지 영역(211)이 형성된 감지 표면(21)을 갖는다. 일 실시예에서, 감지 영역(211)은 초저농도 감지 필름 코팅 기술을 사용하여 제조된 감지 필름에 의해 형성된다. 일 실시예에서, 센싱칩(20)은 플립칩일 수 있다. 도 5는 핸드헬드 장치 상에 조립된 본 고안의 가스 센서의 개략도이다. 핸드헬드 장치(M)는 마이크로폰을 수용하기 위한 공동(70)을 포함한다. 마이크로폰의 공동(70)는 통상적으로 사용시 필요에 따라 핸드헬드 장치(M)의 하부에 배치된다. 플립칩을 사용하여 회로 기판(10)에 대해 센싱칩(20)을 반전시키고, 하부에서 회로 기판(10)의 관통 구멍(13)으로부터 감지 영역(211)을 노출시키면, 가스 센서는 마이크로폰이 사용되는 핸드헬드 장치(M)의 공동(70)에 조립된다. 또한, 플립칩의 구조는 보다 짧은 회로를 제공하여, 신호 간섭을 크게 감소시키고 회로 연결의 손실을 감소시킬 수 있다.

가스 채널(30)은 관통 구멍(13)을 통해 감지 영역(211)과 연통된다. 가스 채널(30)은 관통 구멍(13)에 인접하는 제1 서브 채널(31), 관통 구멍(13)으로부터 이격된 제2 서브 채널(32) 및 제1 서브 채널(31)과 제2 서브 채널 (32)을 연결하는 연결 채널(33)을 포함한다. 감지 대상 가스(G)는, 제1 서브 채널(31)을 유동하는 동안 제1 가스압(P1)을 갖고, 제2 서브 채널(32)을 유동하는 동안 제2 가스압(P2)을 가지며, 가스 채널(30)은 제1 가스압(P1)이 제2 가스압(P2)보다 낮게하는 구조를 갖는다. 본 실시예에서, 이러한 구조는 직각의 굽힘 구조로서, 감지 대상 가스(G)가 가스 채널(30)에 진입한 후 연결 채널(33)에서 벽면에 의해 먼저 차단되어 위로 이동하고, 최종적으로 방수 가스 투과막(40)을 통과하여 감지 영역(211)에 도달할 수 있다. 이와 같이, 제1 가스압(P1)은 제2 가스압(P2)보다 낮다. 따라서, 반복적으로 사용 후에, 방수 가스 투과막(40)의 응력에 의해 감지 영역(211)의 구조가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 서브 채널(31)은 폭(D1)을 가지며, 제2 서브 채널(32)은 폭(D2)를 가지며, D1은 D2보다 작다(예를 들어, D2 = 2D1).

본 고안의 다른 실시예에서, 가스 센서는 방수 가스 투과막(40)으로부터 이격하여 센싱칩(20) 및 회로 기판(10)의 일측면을 덮는 장벽층(50)을 더 포함한다. 장벽층(50)은 핸드헬드 장치(M)의 사용에 영향을 미치지 않도록 핸드헬드 장치(M)로부터 차폐된다.

제2 실시예와 관련하는 도 2를 참조하면, 연결 채널(33)은 스토퍼(60)를 더 포함하는데, 이를 통해, 감지 대상 가스(G)가 제2 서브 채널(32)로부터 들어올 때, 제2 가스압(P2)이 스토퍼(60)를 통해 약해지며, 따라서, P1은 P2보다 낮다. 제2 실시예의 경우, 연결 채널(33)은 협각을 가질 수도 있고, 가지지 않을 수도 있으며, 스토퍼(60)는 하나 또는 복수일 수 있다.

대안으로, 제3 실시예와 관련하는 도 3을 참조하면, 연결 채널(33)의 벽면에 감압홀(34)이 추가적으로 형성될 수 있다. 사용시, 송풍된 감지 가스(G)의 일부는 감압홀(34)을 통해 가스 채널(30)로부터 배출되고, 감지 대상 가스(G)의 일부만이 원활하게 제1 서브 채널(31)로 유입되어 제2 가스압(P2)을 약하게 하여, P1을 P2보다 낮게하는 효과도 달성될 수 있다.

전술한 구성에 기초하여, 사용시 감지 대상 가스(G)는 최종적으로 가스 채널 (30)을 통해 가스 채널(30)의 방향(화살표 표시)을 따라 관통 구멍(13)을 통과하고, 센싱칩(20)이 위치하는 곳에 도달한다. 즉, 감지 대상 가스(G)의 조성이 감지될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 고안은 감지 영역(211)에서 상이한 타겟 대상 분자를 검출하기 위해 2개 이상의 감지 부품(20a, 20b)을 통해 복수의 상이한 가스를 검출하는 효과를 추가적으로 달성할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 다른 가스를 검출하기 위한 2개의 센싱칩(20)이 배치될 수 있다. 각각의 센싱칩(20)에는 특정 분자를 검출하기위한 감지 부품(20a, 20b)이 제공되며, 감지 부품(20a, 20b)은 감지 영역(211a, 211b, 및 211c)에 노출되고, 관통 구멍(13a, 13b)을 통해 각각 감지 대상 가스(G)와 접촉한다. 제1 서브 채널(31a, 31b)의 폭(D1a, D1b)은 제2 서브 채널(32)의 폭 (D2)보다 작게 형성될 수 있다. 그러나, 전술한 설명은 단지 예시이며, 본 고안은 이에 한정되지 않는다.

요약하면, 핸드헬드 장치(M)에 적용된 가스 센서는 핸드헬드 장치(M)에 내장되며, 이는 센서가 핸드헬드 장치(M)에 외부에서 부착되는 종래 기술과 다르게, 편리성, 안정성 및 숙련도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 고안의 가스 센서는 대중에 의해 널리 사용될 것으로 기대된다.

Claims (3)

1. 핸드헬드 장치의 공동에 조립되어 적용되는 가스 센서로서,
   하나 이상의 관통 구멍을 갖는 회로 기판;
   상기 회로 기판 상에 배치되며, 상기 관통 구멍으로부터 노출되는 하나 이상의 감지 영역을 갖는 센싱칩; 및
   감지 대상 가스가 상기 감지 영역과 접촉하도록 상기 관통 구멍으로 유입되게 하는 가스 채널;을 포함하고,
   상기 가스 채널은 상기 관통 구멍에 인접한 제1 서브 채널, 상기 관통 구멍으로부터 이격된 제2 서브 채널, 및 상기 제1 서브 채널과 상기 제2 서브 채널을 연결하는 연결 채널을 포함하고,
   상기 감지 대상 가스는, 상기 제1 서브 채널을 유동하는 동안 제1 가스압(P1)을 갖고, 상기 제2 서브 채널을 유동하는 동안 제2 가스압(P2)를 가지며, 상기 가스 채널은 상기 제1 가스압(P1)을 상기 제2 가스압(P2)보다 낮게 하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서.
   
2. 제 1 항에있어서,
   상기 감지 영역과 상기 가스 채널 사이에 배치되는 방수 가스 투과막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서.
   
3. 제 2 항에있어서,
   상기 방수 가스 투과막과 이격하여, 상기 센싱칩과 상기 회로 기판의 일측면을 덮는 장벽층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드헬드 장치에 적용되는 가스 센서.

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