KR20080020281A - 촉각센서의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제조 공정을 단순화하고, 정확하게 접촉 정보를 검출할 수 있는 촉각센서의 제조방법 및 그 촉각센서의 신호처리장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 소정 두께의 고분자 필름상에 코팅층과 금속층을 순서대로 형성하고, 금속층 상에 저항체를 형성하여 촉각센서의 상판을 제조하고, 소정 두께의 고분자 필름상에 코팅층과 금속층을 순서대로 형성하고, 금속층 위에 저항체를 형성한 후 저항체를 제외한 금속층 위에 소정 두께의 스페이서를 형성하여 촉각센서의 하판을 제조한 후, 그 제조한 상판의 저항체와 하판의 저항체가 대향되도록 본딩하여 촉각센서를 제조함으로써, 촉각센서의 제조 공정을 단순화할 수 있게 된다.
촉각센서, 제조방법, 신호처리장치

Description

촉각센서의 제조 방법 및 그 촉각센서의 신호처리장치{Method for manufacturing of tactile sensor and apparatus for processing signal of tactile sensor}
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에서 힘 센서 기반 촉각센서의 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1a는 촉각센서의 정면 및 배면도이고, 도 1b는 촉각센서의 측면도이며, 도 1c는 촉각센서의 상판 및 하판을 본딩하여 완성한 촉각센서의 측면도이다.
도 2a 내지 도 2j는 본 발명에 따른 촉각센서 제조방법을 보인 공정도.
도 3은 본 발명에 따른 촉각센서의 신호처리장치 구성을 보인 블록도.
도 4는 본 발명에서 촉각센서 모듈의 일 실시 예 회로도.
도 5는 정보 표시기에서 사용하는
Figure 112006063147078-PAT00001
프로그램의 화면 표시 일 예도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101, 111… 캡톤 폴리이미드 필름
102, 112… 코팅층
103, 113… 금속층
104, 114 ..... 저항체(레지스터)
115… 스페이서
본 발명은 촉각센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조 공정을 단순화하고, 정확하게 접촉 정보를 검출할 수 있는 촉각센서의 제조방법 및 그 촉각센서의 신호처리장치에 관한 것이다.
현재 접촉을 통한 주변환경의 정보, 즉 접촉력, 진동, 표면의 거칠기, 열전도도에 대한 온도변화 등을 획득하는 촉각기능은 차세대 정보수집 매체로 인식되고 있으며, 이 같은 촉각감각을 대체할 수 있는 생체모방형 촉각센서는 혈관 내의 미세수술, 암진단 등의 각종 의료진단 및 시술에 사용될 뿐만 아니라 향후 가상환경 구현기술에서 중요한 촉각제시 기술에 적용될 수 있기 때문에 그 중요성이 더해지고 있다.
생체모방형 촉각센서는 이미 산업용 로봇의 손목에 사용되고 있는 6자 유도의 힘/토크 센서와 로봇의 그립퍼(gripper) 용으로 접촉 압력 및 순간적인 미끄러짐을 감지할 수 있는 것이 개발된 바 있으나, 이는 감지부의 크기가 비교적 큰 관계로 민감도가 낮은 문제점을 안고 있다.
그리고 미소기전집적시스템(MEMS: micro electro mechanical systems) 제작기술을 이용하여 촉각센서의 개발 가능성을 보여준 바 있으나, 이들은 단지 접촉력에 대한 정보만을 획득할 수 있도록 제작되었기 때문에 외부환경에 대한 정보수집 면에서 제한적이었다.
특히, 상기와 같은 기존의 촉각센서들은 그 제조공정이 복잡하다는 단점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 촉각센서에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명의 목적은, 제조 공정을 단순화하고, 정확하게 접촉 정보를 검출할 수 있는 촉각센서의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 제조 공정을 단순화하고, 정확하게 접촉 정보를 검출할 수 있는 촉각센서의 신호처리장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 촉각센서의 제조 방법은,
소정 두께의 고분자 필름(폴리이미드 필름, 폴리에스터 필름 등)상에 코팅층과 금속층을 순서대로 형성하고, 상기 금속층 상에 저항체를 형성하여 촉각센서의 상판을 제조하는 제1공정과;
소정 두께의 고분자 필름상에 코팅층과 금속층을 순서대로 형성하고, 상기 금속층 상에 저항체를 형성한 후 상기 저항체를 제외한 금속층 상에 소정 두께의 스페이서를 형성하여 촉각센서의 하판을 제조하는 제2공정과;
상기 제조한 상판의 저항체와 상기 하판의 저항체가 대향되도록 본딩하여 촉각센서를 제조하는 제3공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 제1공정은,
소정 두께의 고분자 필름상에 고분자 재료인 HD 4000을 코팅하여 코팅층을 형성하는 공정과;
상기 코팅층 상에 금속을 증착하여 금속층을 형성한 후 리프트-오프 공정을 이용하여 신호 선을 형성하는 공정과;
상기 금속층 위에 저항체를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 소정 두께는 125㎛인 것을 특징으로 한다.
또한, 코팅층은 스핀코팅 장비를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 금속 층은 이-빔(E-beam) 또는 스퍼터(sputter) 장비를 이용하여 증착하는 것을 특징으로 한다.
또한, 금속 층은 티타늄, 니켈, 금의 그룹에서 선택된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저항체를 형성하는 공정은 스크린 인쇄법(screen printing process)을 이용하여 감압잉크를 도포한 후 저항체를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저항체를 형성하는 공정은 니크롬 및 저항체로 사용되는 합금을 이-빔 또는 스퍼터 장비를 이용하여 증착한 후 에칭을 통해 저항체의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 제2공정은,
소정 두께의 고분자 필름상에 고분자 재료인 HD 4000을 코팅하여 코팅층을 형성하는 공정과;
상기 코팅층 상에 금속을 증착하여 금속층을 형성한 후 리프트-오프 공정을 이용하여 신호 선을 형성하는 공정과;
상기 금속층 위에 저항체를 형성하는 공정과;
상기 저항체를 제외한 상기 금속층 위에 스페이서를 형성하는 공정을 포함한다.
상기에서, 소정 두께는 50㎛인 것을 특징으로 한다.
또한, 코팅층은 스핀코팅 장비를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 금속 층은 이-빔(E-beam) 또는 스퍼터(sputter) 장비를 이용하여 증착하는 것을 특징으로 한다.
또한, 금속 층은 티타늄, 니켈, 금의 그룹에서 선택된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저항체를 형성하는 공정은 스크린 인쇄법을 이용하여 감압잉크를 도포한 후 저항체를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저항체를 형성하는 공정은 니크롬 및 저항체로 사용되는 합금을 이-빔 또는 스퍼터 장비를 이용하여 증착한 후 에칭을 통해 저항체의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3공정의 본딩 방법은 양면 테이프를 이용하거나 필름 접착용 열 접착 테이프를 이용하여 접착하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 "촉각센서의 신호처리장치"는,
신호 선이 매트릭스 어레이 타입으로 형성된 촉각센서의 입력단과 출력단에 연결되어, 일정시간 간격으로 순차적으로 신호를 검출하는 릴레이 멀티플렉서와;
상기 릴레이 멀티플렉서에서 출력된 신호를 소정 레벨로 증폭하는 아날로그 증폭기와;
상기 아날로그 증폭기에서 증폭된 검출신호를 분석하여 시간에 따른 힘의 변화를 파악하고, 이를 화면에 실시간으로 표시해주는 검출신호 분석 및 표시부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기에서, 검출신호 분석 및 표시부는,
상기 아날로그 증폭기에서 증폭된 검출신호를 검출 시간과 검출 순서대로 분리하는 신호분리기와;
상기 신호분리기에서 분리된 신호를 적분하는 적분기와;
상기 적분기에서 출력된 신호로 시간에 따른 힘의 변화를 파악하고, 힘의 분포 및 동적인 변화를 실시간으로 화면에 표시해주는 정보 표시기를 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에서 힘 센서 기반 촉각센서의 감지 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 1a는 촉각센서의 정면 및 배면도로서, 여기서 참조부호 10, 20은 촉각센서 제조를 위한 기판으로서 고분자 필름(폴리이미드 필름, 폴리에스터 필름, 기타 등등)을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 고분자 필름인 폴리이미드 필름을 기판으로 사용한 이유는 유연성을 가지면서 우수한 전기적, 열적, 기계적, 물리/화학적 특성이 있기 때문이다. 참조부호 21은 고분자 재료를 이용하여 형성된 코팅층을 나타내고, 참조부호 22는 저항체(Resistor)를 나타낸다.
도 1b는 촉각센서의 측면도로서, 참조부호 11은 고분자 재료를 이용하여 형성된 코팅층을 나타내고, 참조부호 12는 저항체를 나타낸다.
도 1c는 촉각센서의 상판 및 하판을 본딩하여 완성한 촉각센서의 측면도이다. 여기서 참조부호 30은 스페이서를 나타낸다.
도 2a 내지 도 2j는 본 발명에 따른 촉각센서 제조방법을 보인 공정도이다.
본 발명에 의해 제조되는 촉각센서는 먼저, 도 2a 내지 도 2d와 같은 공정을 통해서 상판을 제조하고, 도 2e 내지 도 2i와 같은 공정을 통해서 하판을 제조한 후, 도 2j와 같이 상판과 하판을 본딩하여 촉각센서를 제조하게 된다.
이를 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상판 제조 과정을 살펴보면, 도 2a와 같은 125㎛ 두께를 갖는 캡톤 폴리이미드 필름(101)상에 도 2b와 같이 고분자 재료인 HD 4000을 코팅하여 코팅 층(102)을 형성하게 된다. 여기서 코팅층(102)은 통상의 스핀코팅 장비를 이용하여 코팅하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 2c와 같이 상기 코팅층(102) 위에 금속을 증착하여 금속층(103)을 형성한 후 리프트-오프 공정을 이용하여 신호 선을 형성하게 된다. 여기서 사용되는 금속은 티타늄, 니켈, 금의 그룹에서 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 금속층(103)은 이-빔(E-beam) 또는 스퍼터(sputter) 장비를 이용하여 증착하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 2d와 같이 상기 금속층(103) 위에 저항체(Resistor)(104)를 형성하게 된다. 여기서 저항체(104)는 감압잉크 또는 니크롬(Ni-Cr)을 사용하는 것이 바람직하며, 감압잉크를 사용하는 경우에는 스크린 인쇄법을 이용하여 감압잉크를 도포한 후 저항체(104)를 형성하고, 니크롬을 이용하는 경우에는 니크롬을 이-빔 또는 스퍼터 장비를 이용하여 증착한 후 에칭을 통해 저항체(104)의 패턴을 형성하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 방법으로 상판을 제조한 후에는 상판 제조와 동일한 방법으로 하판을 제조하게 된다.
하판 제조 과정을 살펴보면, 도 2e와 같이 50㎛ 두께를 갖는 캡톤 폴리이미드 필름(111)상에 도 2f와 같이 고분자 재료인 HD 4000을 코팅하여 코팅층(112)을 형성하게 된다. 여기서 코팅층(112)도 통상의 스핀코팅 장비를 이용하여 코팅하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 2g와 같이 상기 코팅층(112) 위에 금속을 증착하여 금속 층(113)을 형성한 후 리프트-오프 공정을 이용하여 신호 선을 형성하게 된다. 여기서 사용되는 금속은 티타늄, 니켈, 금의 그룹에서 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 금속층(113)은 이-빔(E-beam) 또는 스퍼터(sputter) 장비를 이용하여 증착하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 2h와 같이 상기 금속층(113) 위에 저항체(Resistor)(114)를 형성하게 된다. 여기서 저항체(114)는 감압잉크 또는 니크롬(Ni-Cr)를 사용하는 것이 바람직하며, 감압잉크를 사용하는 경우에는 스크린 인쇄법을 이용하여 감압잉크를 도포한 후 저항체(114)를 형성하고, 니크롬을 이용하는 경우에는 니크롬을 이-빔 또는 스퍼터 장비를 이용하여 증착한 후 에칭을 통해 저항체(114)의 패턴을 형성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 저항체(114)를 제외한 상기 금속층(113) 위에 소정 두께로 스페이서(115)를 형성하게 된다. 여기서 스페이서(115)는 절연 물질을 이용하는 것이 바람직하며, 두께는 레지스터(114)의 두께보다 2.1배 이상 높게 하여 상판과 하판 접착시 에어 갭(Air Gap)이 형성되도록 하는 것이 바람직하며, 에어 갭이 너무 높게 형성되면 측정하고자 하는 최소 힘 크기가 크게 되어 측정 감도가 저하되어 검출에 정확성이 떨어질 우려가 있으므로, 이러한 점을 고려하여 에어 갭을 설정하는 것이 바람직하다.
주지한 바와 같은 과정을 통해 상판과 하판을 제조하게 되면, 도 2j와 같이 상판의 레지스터(104)와 하판의 레지스터(114)가 대향되도록 본딩 공정을 통해 접촉하게 된다. 본딩된 촉각센서는 외부의 힘에 의해서 니크롬 저항체의 접촉 면적에 따른 저항률의 변화를 측정함으로써, 촉각센서의 감도를 나타낼 수 있다. 여기서 본딩 방법은 양면 테이프를 이용하거나 필름 접착용 열접착 테이프를 이용하여 접착하는 것이 바람직하며, 이로써 별도의 반도체 공정을 이용하지 않아도 되므로 적은 비용으로 쉽게 접착을 할 수 있게 된다.
도 3은 상기와 같이 제작된 촉각센서의 신호를 처리하는 "촉각센서의 신호처리장치"의 구성을 보인 블록도이다.
여기서 참조부호 210은 신호 선이 매트릭스 어레이 타입(Matrix Array Type)으로 형성된 촉각센서를 나타내고, 참조부호 220은 상기 촉각센서(210)의 입력단과 출력단에 연결되어 일정시간 간격으로 순차적으로 신호를 검출하는 릴레이 멀티플렉서(Relay Multiplexer)를 나타내며, 참조부호 230은 상기 릴레이 멀티플렉서(220)에서 출력된 신호를 소정 레벨로 증폭하는 아날로그 증폭기를 나타내고, 참조부호 240은 상기 아날로그 증폭기(230)에서 증폭된 검출신호를 분석하여 시간에 따른 힘의 변화를 파악하고, 이를 화면에 실시간으로 표시해주는 검출신호 분석 및 표시부를 나타낸다.
도 4는 도 3의 촉각센서 모듈의 일 예를 보인 회로도로서, 릴레이 멀티플렉서를 생략한 것이다.
출력단자의 출력은 아날로그 증폭기(230)의 부(-) 입력단자로 인가되고, 아날로그 증폭기(230 : OPAMP1)의 정(+) 입력단자에는 측정 대상인 저항(A)에 연결된 메인 입력라인 이외의 입력 라인으로 인가되는 전압과 동일한 크기의 전압이 인가된다.
여기서 아날로그 증폭기(OPAMP1)의 부(-) 입력단자에
Figure 112006063147078-PAT00002
의 전압을 인가하고, 측정 대상인 저항(A)에 연결된 메인 입력라인 이외의 입력라인에는
Figure 112006063147078-PAT00003
의 전압을 인가하는 데,
Figure 112006063147078-PAT00004
Figure 112006063147078-PAT00005
는 모두 같은 전압을 나타낸다.
여기서 상기 아날로그 증폭기(OPAMP1)의 출력단자와 부(-) 입력단자 사이에 접속된 귀환 저항(Rf)의 저항치는 힘센서를 구성하는 저항의 저항치와 동일한 크기로 설정하는 것이 바람직하다.
아날로그 증폭기(OPAMP)의 출력(Vout) 값은 아래의 [수학식1]과 같다.
Figure 112006063147078-PAT00006
In
이와 같이 구성된 촉각센서의 신호처리장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
제작된 촉각센서는 신호 선이 매트릭스 어레이 타입으로 구성되어 각 16개의 입력단과 출력단만으로 총 256개의 촉각검출요소의 측정이 가능하다(도 4에서는 각 8개의 입력단과 출력단만으로 보인 것이다). 총 256개의 촉각검출요소로부터 나오는 촉각센서(210)의 신호를 처리하기 위해서 릴레이 멀티플렉서(220)는 입력단과 출력단 각 16개의 릴레이 멀티플렉서를 사용하게 되며, 이를 이용하여 일정시간 간격으로 순차적으로 신호를 검출하게 된다. 여기서 각각의 촉각검출요소의 검출시간 간격은 약 6㎳로 167㎐이다.
검출된 신호는 아날로그 증폭기(230)(OPAMP1)에 의해서 소정 레벨로 증폭된 후 검출신호 분석 및 표시부(240)에 제공되고, 검출신호 분석 및 표시부(240)는 제공되는 검출신호를 실시간으로 프로그램상의 신호처리 알고리즘을 이용하여 접촉형상 및 압력분포를 영상 처리하여 화면에 디스플레이하게 된다.
즉, 검출신호 분석 및 표시부(240)는 신호 분리기와 적분기 및 정보 표시기를 구비한다. 신호 분리기는 입력된 검출신호로부터 검출된 시간과 순서대로 신호를 분리하게 되며, 여기서 분리된 검출신호는 작용한 힘의 시간에 따른 변화량을 나타내고 있기 때문에 적분기에서 적분을 취하여 시간에 따른 힘의 변화를 파악할 수 있도록 한다. 적분 신호는 정보 표시기에 입력되고, 정보 표시기는 영상처리 하여 힘의 분포 및 동적인 변화를 시간으로 화면에 표시해주게 된다. 여기서 정보 표시기는
Figure 112006063147078-PAT00007
를 이용하여 구성한 도 5와 같은 프로그램을 이용한다. 도시된 바와 같이 릴레이 멀티플렉서의 채널선택, 신호검출시간 컨트롤 및 확인, 오프셋(Offset)의 유무와 오프셋 폭의 조절이 용이하도록 프로그래밍 되었고, 검출된 힘의 분포와 동적인 변화를 2D와 3D그래프를 이용하여 디스플레이하게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 촉각센서의 제작 공정을 단순화할 수 있으며, 상판과 하판의 반도체 공정을 생략하고 접착 테이프를 이용하여 상판과 하판을 접착하도록 함으로써, 촉각센서의 제작 비용도 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 촉각센서의 신호처리장치를 제공함으로써, 정확하게 촉각센서의 출력을 검출할 수 있는 효과도 있다.

Claims (19)

  1. 촉각센서의 제조 방법에 있어서,
    소정 두께의 고분자 필름상에 코팅층과 금속층을 순서대로 형성하고, 상기 금속층 상에 저항체를 형성하여 촉각센서의 상판을 제조하는 제1공정과;
    소정 두께의 고분자 필름상에 코팅층과 금속층을 순서대로 형성하고, 상기 금속층 상에 저항체를 형성한 후 상기 저항체를 제외한 금속층 상에 소정 두께의 스페이서를 형성하여 촉각센서의 하판을 제조하는 제2공정과;
    상기 제조한 상판의 저항체와 상기 하판의 저항체가 대향되도록 본딩하여 촉각센서를 제조하는 제3공정을 포함하는 제조되는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1공정은,
    소정 두께의 고분자 필름상에 고분자 재료인 HD 4000을 코팅하여 코팅층을 형성하는 공정과;
    상기 코팅층 상에 금속을 증착하여 금속층을 형성한 후 리프트-오프 공정을 이용하여 신호 선을 형성하는 공정과;
    상기 금속층 위에 저항체를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 소정 두께는 125㎛인 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 코팅층은 스핀코팅 장비를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 금속 층은 이-빔(E-beam) 또는 스퍼터(sputter) 장비를 이용하여 증착하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  6. 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 금속 층은 티타늄, 니켈, 금의 그룹에서 선택된 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 저항체는 스크린 인쇄법을 이용하여 감압잉크를 도포한 후 저항체를 형성하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 저항체는 니크롬(Ni-Cr)을 이-빔(E-Beam) 또는 스퍼터 장비를 이용하여 증착한 후 에칭을 통해 저항체의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2공정은,
    소정 두께의 고분자 필름상에 고분자 재료인 HD 4000을 코팅하여 코팅층을 형성하는 공정과;
    상기 코팅층 상에 금속을 증착하여 금속층을 형성한 후 리프트-오프 공정을 이용하여 신호 선을 형성하는 공정과;
    상기 금속층 위에 저항체를 형성하는 공정과;
    상기 저항체를 제외한 상기 금속층 위에 스페이서를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 소정 두께는 50㎛인 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 코팅층은 스핀코팅 장비를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 금속 층은 이-빔(E-beam) 또는 스퍼터(sputter) 장비를 이용하여 증착하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  13. 제9항 또는 제12항에 있어서, 상기 금속 층은 티타늄, 니켈, 금의 그룹에서 선택된 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 저항체는 스크린 인쇄법을 이용하여 감압잉크를 도포한 후 저항체를 형성하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 저항체는 니크롬(Ni-Cr)을 이-빔(E-Beam) 또는 스퍼터 장비를 이용하여 증착한 후 에칭을 통해 저항체의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  16. 제9항에 있어서, 상기 스페이서는 상기 저항체(레지스터)의 두께보다 2.1배 이상 높게 형성하여 상판과 하판 접착시 에어 갭(Air Gap)이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제3공정의 본딩 방법은 양면 테이프를 이용하거나 필름 접착용 열 접착 테이프를 이용하여 접착하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 제조방법.
  18. 촉각센서의 신호처리장치에 있어서,
    신호 선이 매트릭스 어레이 타입으로 형성된 촉각센서의 입력단과 출력단에 연결되어 일정시간 간격으로 순차적으로 신호를 검출하는 릴레이 멀티플렉서와;
    상기 릴레이 멀티플렉서에서 출력된 신호를 소정 레벨로 증폭하는 아날로그 증폭기와;
    상기 아날로그 증폭기에서 증폭된 검출신호를 분석하여 시간에 따른 힘의 변화를 파악하고, 이를 화면에 실시간으로 표시해주는 검출신호 분석 및 표시부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 촉각센서의 신호처리장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 검출신호 분석 및 표시부는,
    상기 아날로그 증폭기에서 증폭된 검출신호를 검출 시간과 검출 순서대로 분리하는 신호분리기와;
    상기 신호분리기에서 분리된 신호를 적분하는 적분기와;
    상기 적분기에서 출력된 신호로 시간에 따른 힘의 변화를 파악하고, 힘의 분포 및 동적인 변화를 실시간으로 화면에 표시해주는 정보 표시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각센서의 신호처리장치.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008133942A3 (en) * 2007-04-23 2009-02-26 Sierra Scient Instr Inc Suspended membrane pressure sensing array
KR101223934B1 (ko) * 2010-06-08 2013-01-22 한국표준과학연구원 가변색상용 촉각센서와 그 제조방법
KR101484944B1 (ko) * 2008-10-02 2015-01-22 삼성전자 주식회사 전자기기 케이스 및 이의 제조방법
US9125588B2 (en) 2007-01-19 2015-09-08 Sierra Scientific Instruments, Inc. Micro-remote gastrointestinal physiological measurement device
KR20150137208A (ko) * 2014-05-28 2015-12-09 한양대학교 산학협력단 촉각 센서
CN111333022A (zh) * 2020-03-17 2020-06-26 中北大学 一种高密度微纳线圈柔性异质集成方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2413120A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-01 Delphi Technologies, Inc. Pressure sensitive transducer assembly and control method for a system including such an assembly
CN102539035B (zh) * 2012-01-17 2013-10-30 江苏物联网研究发展中心 一种点阵型柔性压力分布传感器及其制备方法
DK3036514T3 (da) * 2013-08-19 2018-07-23 Ceram Gmbh Trykføler til detektion af kraft
US10184779B2 (en) * 2013-11-28 2019-01-22 Bando Chemical Industries, Ltd. Stretchable electrode, sensor sheet and capacitive sensor
CN104819804B (zh) * 2015-05-20 2018-04-03 清华大学 一种压阻式真空计及其制造方法
CN105865536A (zh) * 2016-06-28 2016-08-17 钱宝祥 一种可拉伸测量形变与应力的弹性传感器
CN106197803A (zh) * 2016-07-21 2016-12-07 上海与德通讯技术有限公司 跌落数据的采集方法及终端设备
CN108323001B (zh) * 2017-01-14 2020-04-14 鹏鼎控股(深圳)股份有限公司 感压柔性电路板及其制作方法
TWI664407B (zh) * 2018-04-11 2019-07-01 Yuan Ze University 具有軟性壓力感應功能的布套

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4521685A (en) * 1982-03-01 1985-06-04 Lord Corporation Tactile sensor for an industrial robot or the like
US4492949A (en) * 1983-03-18 1985-01-08 Barry Wright Corporation Tactile sensors for robotic gripper and the like
US4856993A (en) * 1985-03-29 1989-08-15 Tekscan, Inc. Pressure and contact sensor system for measuring dental occlusion
JPS62206423A (ja) 1986-03-07 1987-09-10 Yokohama Rubber Co Ltd:The 分布型触覚センサの触覚検出方法及びその回路
CN1028906C (zh) * 1991-06-05 1995-06-14 北京理工大学 柔性光纤阵列触觉传感器
JPH0719975A (ja) * 1993-06-30 1995-01-20 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 圧力センサチップ、触覚センサ、および触覚センサの製造方法
JPH07115209A (ja) * 1993-10-18 1995-05-02 Omron Corp 半導体圧力センサ及びその製造方法並びに触覚センサ
JPH07190870A (ja) * 1993-12-24 1995-07-28 Fujitsu Ltd 触覚センサ及びその制御方法
KR100556265B1 (ko) 2004-05-28 2006-03-03 한국표준과학연구원 촉각센서 및 이의 제조방법
US6886415B1 (en) * 2004-08-03 2005-05-03 Toshiba Electric Engineering Corporation Tactile sensor and gripping robot using the same
CN1796954A (zh) * 2004-12-22 2006-07-05 中国科学院合肥智能机械研究所 柔性三维力触觉传感器

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9125588B2 (en) 2007-01-19 2015-09-08 Sierra Scientific Instruments, Inc. Micro-remote gastrointestinal physiological measurement device
WO2008133942A3 (en) * 2007-04-23 2009-02-26 Sierra Scient Instr Inc Suspended membrane pressure sensing array
US7944008B2 (en) 2007-04-23 2011-05-17 Sierra Scientific Instruments, Llc Suspended membrane pressure sensing array
KR101484944B1 (ko) * 2008-10-02 2015-01-22 삼성전자 주식회사 전자기기 케이스 및 이의 제조방법
KR101223934B1 (ko) * 2010-06-08 2013-01-22 한국표준과학연구원 가변색상용 촉각센서와 그 제조방법
KR20150137208A (ko) * 2014-05-28 2015-12-09 한양대학교 산학협력단 촉각 센서
CN111333022A (zh) * 2020-03-17 2020-06-26 中北大学 一种高密度微纳线圈柔性异质集成方法
CN111333022B (zh) * 2020-03-17 2023-04-07 中北大学 一种高密度微纳线圈柔性异质集成方法

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