KR20050041325A

KR20050041325A - 정전 용량형 습도센서

Info

Publication number: KR20050041325A
Application number: KR1020030076453A
Authority: KR
Inventors: 심재훈
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2005-05-04

Abstract

본 발명은 정전 용량형 습도센서에 관한 것으로서, 센서기판과, 센서기판의 상측으로 결합되는 절연체와, 절연체의 상측으로 결합되는 하부전극과, 하부전극의 상측으로 결합되며 다수개의 에어 트랩(AIR TRAP)이 형성된 수분 감습층과, 수분 감습층의 상측으로 결합되어 상기 수분 감습층에 정전력을 유기하도록 하는 상부전극을 구비한다.

Description

정전 용량형 습도센서{CAPACITANCE TYPE HUMIDITY SENSOR}

본 발명은 정전 용량형 습도센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수분 감습층이 유전상수를 낮추도록 하여 민감도가 향상된 정전 용량형 습도센서에 관한 것이다.

일반적으로 정전 용량형 습도센서는 상/하부 전극 사이에 감습층을 마련하여 습도를 센싱하는 센서를 말한다.

도 1은 종래 기술에 따른 정전 용량형 습도센서를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 정전 용량형 습도센서(1)는, 규소(si) 재질의 센서기판(3)과, 상기 센서기판(3)의 상측으로 결합되는 절연체(5)와, 절연체(5)의 상측으로 결합되는 하부전극(7)과, 하부전극(7)의 상측으로 결합되는 수분 감습층(9)과, 수분 감습층(9)의 상측으로 결합되는 상부전극(2)으로 구비된다.

이러한 구성을 갖는 종래 정전 용량형 습도센서(1)의 작용을 설명한다.

종래 정전 용량형 습도센서(1)의 상부전극(2)을 통하여 수분이 침투된다. 이러한 상부전극(2)을 통하여 침투된 수분은 수분 감습층(9)으로 전달된다.

상기 수분 감습층(9)은 상부전극(2)과 하부전극(7) 사이에 위치됨으로써, 상부전극(2)과 하부전극(7)의 상호작용을 통하여 정전력이 유기된다. 이에따라 상부전극(2)을 통하여 침투된 수분이 수분 감습층(9)으로 전달되면, 수분 감습층(9)의 정전력이 습도의 작용으로 변화된다. 이에따라 수분 감습층(9)의 정전력의 변화를 센싱하여 습도를 센싱한다.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 수분 감습층이 유전상수를 낮추도록 하여 민감도가 향상된 정전 용량형 습도센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정전 용량형 습도센서는, 센서기판; 상기 센서기판의 상측으로 결합되는 절연체; 상기 절연체의 상측으로 결합되는 하부전극; 상기 하부전극의 상측으로 결합되며 다수개의 에어 트랩(AIR TRAP)이 형성된 수분 감습층; 및 상기 수분 감습층의 상측으로 결합되어 상기 수분 감습층에 정전력을 유기하도록 하는 상부전극;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전 용량형 습도센서를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전 용량형 습도센서를 개략적으로 도시한 측단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정전 용량형 습도센서(100)는, 센서기판(10)과, 센서기판(10)의 상측으로 결합되는 절연체(20)와, 절연체(20)의 상측으로 결합되는 하부전극(30)과, 하부전극(30)의 상측으로 결합되며 다수개의 에어 트랩(AIR TRAP)(41)이 형성된 수분 감습층(40)과, 수분 감습층(40)의 상측으로 결합되어 수분 감습층(40)에 정전력을 유기하도록 하는 상부전극(50)를 구비한다.

상기 센서기판(10)의 상측에는 절연체(20)가 결합된다. 상기 센서기판(10)의 재질은 규소(Si) 재질로 구비될 수 있으며 이에 한정되지 않음은 물론이다.

상기 절연체(20)는 센서기판(10)의 상부에 장착되며, 절연체(20)의 상측으로는 하부전극(30)이 결합된다.

상기 하부전극(30)의 상측으로는 수분 감습층(40)이 마련된다.

상기 수분 감습층(40)의 해당 넓이에는 다수개의 에어 트랩(41)이 형성된다. 상기 에어 트랩(41)은 공기층을 말하는 것으로서, 기포 형상으로 수분 감습층(40)의 해당 넓이에 다수개 형성된다. 이러한 에어 트랩(41)의 형성됨으로 인하여 수분 감습층(40)의 유전상수는 더욱 낮아지게 된다.

상기 수분 감습층(40)의 상측으로는 상부전극(50)이 결합된다. 이러한 상/하부전극(50)(30)의 마련됨으로 통하여 수분 감습층(40)에는 정전력이 유기된다. 이러한 수분 감습층(40)에 유기되는 정전력은 수분 감습층(40)의 수분량으로 변화되며, 이 변화된 정전력의 크기를 센싱함으로써 습도의 센싱이 이루어진다. 즉, 상기 상부전극(50)을 통하여 수분이 침투되면 수분 감습층(40)으로 수분이 유입되며, 이 유입된 수분에 의하여 수분 감습층(40)의 정전력이 변화되고, 이 변화된 정전력을 측정하여 습도를 센싱한다. 또한 상기 수분 감습층(40)에는 다수개의 에어 트랩(AIR TRAP)(41) 형성됨으로써, 수분 감습층(40)의 유전상수의 낮춤으로 수분 감습층(40)의 유전상수의 변화를 더욱 향상시킴으로 습도센서의 민감도가 향상된다.

이러한 에어 트랩(41)에 의한 습도센서의 민감도 향상됨을 자세히 설명한다. 상기 수분 감습층(40)의 일반적인 유전 상수값은 3~4의 범위를 갖는다. 그리고 상기 수분 감습층(40)에 형성된 다수개의 에어트랩(41)은 공기를 말하는 것으로 그 유전 상수값은 1을 갖게 된다. 이에 따라 상기 에어 트랩(41)이 형성된 수분 감습층(40)의 유전 상수값은 종래 3~4의 범위 보다 낮아진 값을 갖게 됨으로서, 습도를 센싱할 수 있는 범위가 넓어져 민감한 고감도의 습도센서의 구현이 가능하다.

상기와 같은 본 발명에 따른 정전 용량형 습도센서는 다음과 같은 효과를 갖는다.

수분 감습층에 다수개의 에어트랩을 형성하여 수분 감습층의 유전상수 값을 낮추어 습도센서의 민감도를 향상시킬 수 있다.

또한, 수분 감습층에 간단한 에어 트랩의 형성을 통하여 민감도가 향상된 습도센서를 구현할 수 있음으로써 적은 비용으로 고 성능의 습도센서 구현이 가능하다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 정전 용량형 습도센서를 개략적으로 도시한 측단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전 용량형 습도센서를 개략적으로 도시한 측단면도.

Claims

센서기판;

상기 센서기판의 상측으로 결합되는 절연체;

상기 절연체의 상측으로 결합되는 하부전극;

상기 하부전극의 상측으로 결합되며 다수개의 에어 트랩(AIR TRAP)이 형성된 수분 감습층; 및

상기 수분 감습층의 상측으로 결합되어 상기 수분 감습층에 정전력을 유기하도록 하는 상부전극;을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전 용량형 습도센서.