KR20100112699A - Gas sensing device and method for manufacturing the same - Google Patents

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엄상진
박영근
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(주)엠투엔
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Abstract

PURPOSE: A gas sensing device and a method for manufacturing the same are provided to reduce the manufacturing cost of a gas sensing device by excluding a separate printed circuit board. CONSTITUTION: A gas sensing device(1000) comprises a gas sensing board(100), a packaging board(200), a first bonding pattern(300) and a second bonding pattern(400). The gas sensing board includes a gas sensing part(160) whose electric resistance changes when contacting a gas desired to be detected. The packaging board is located on the gas sensing board to package the gas sensing board. The first bonding pattern is formed on the gas sensing board opposite to the packaging board and has a first polymer. The second bonding pattern is formed on the packaging board to be bonded with the first bonding pattern and has a second polymer different from the first polymer.

Description

가스 센싱 장치 및 가스 센싱 장치의 제조 방법{GAS SENSING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Gas sensing device and manufacturing method of gas sensing device {GAS SENSING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 가스 센싱 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 멤스(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems) 기술을 이용한 가스 센싱 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas sensing device, and more particularly, to a gas sensing device using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 가스 센싱 장치는 특정 가스를 검출하기 위한 것으로, 가스 센싱 장치에 포함되어 있는 가스 센싱부가 특정 가스에 노출될 때에 가스 센싱부의 감지 물질인 반도체의 전도도가 변화하거나 또는 기전력이 발생하는데, 이러한 반도체의 전도도 변화 또는 발생하는 기전력을 측정하여 반도체의 전기 저항 변화를 측정함으로써, 특정 가스를 검출할 수 있다.In general, the gas sensing device is for detecting a specific gas, and when the gas sensing unit included in the gas sensing device is exposed to a specific gas, the conductivity of the semiconductor, which is a sensing material of the gas sensing unit, changes or electromotive force is generated. The specific gas can be detected by measuring the change in conductivity or the generated electromotive force of the semiconductor to measure the change in electrical resistance of the semiconductor.

도 1은 종래의 가스 센싱 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional gas sensing device.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 가스 센싱 장치(1)는 인쇄 회로 기판(10), 가스 센싱 기판(20) 및 커버(30)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the conventional gas sensing device 1 includes a printed circuit board 10, a gas sensing substrate 20, and a cover 30.

인쇄 회로 기판(10)은 가스 센싱을 위한 회로 패턴을 포함하며, 인쇄 회로 기판(10) 상에는 상기 회로 패턴과 연결된 기판 패드(11)가 위치하고 있다. 인쇄 회로 기판(10)의 일 부분은 가스 센싱 기판(20)이 안착되도록 인쇄 회로 기판(10)의 상면으로부터 함몰되어 있다.The printed circuit board 10 includes a circuit pattern for gas sensing, and a substrate pad 11 connected to the circuit pattern is positioned on the printed circuit board 10. A portion of the printed circuit board 10 is recessed from the upper surface of the printed circuit board 10 so that the gas sensing substrate 20 is seated.

가스 센싱 기판(20)은 기판(21), 절연층(22), 가열부(23), 절연부(24), 전극부(25), 가스 센싱부(26) 및 전극 패드(27)를 포함한다.The gas sensing substrate 20 includes a substrate 21, an insulating layer 22, a heating unit 23, an insulating unit 24, an electrode unit 25, a gas sensing unit 26, and an electrode pad 27. do.

기판(21)은 실리콘 웨이퍼로부터 형성되며, 기판(21) 상에는 절연층(22)이 위치하고 있다.The substrate 21 is formed from a silicon wafer, and the insulating layer 22 is positioned on the substrate 21.

절연층(22)은 산화 실리콘 및 질화 실리콘 등을 포함한다. 절연층(22) 상에는 가열부(23)가 위치하고 있다.The insulating layer 22 includes silicon oxide, silicon nitride, or the like. The heating part 23 is located on the insulating layer 22.

가열부(23)는 가스 센싱부(26)가 최적의 성능을 나타낼 수 있는 온도까지 가스 센싱부(26)를 가열하는 역할을 한다. 가열부(23)는 고온의 환경에서 전기 전도도의 특성이 저하되지 않는 백금(Pt) 등의 금속 재료를 포함한다. 가열부(23)는 전극 패드(27)와 연결되어 있다.The heating unit 23 serves to heat the gas sensing unit 26 to a temperature at which the gas sensing unit 26 can exhibit optimal performance. The heating unit 23 includes a metal material such as platinum (Pt) in which the properties of electrical conductivity are not degraded in a high temperature environment. The heating part 23 is connected to the electrode pad 27.

절연부(24)는 가열부(23)와 전극부(25) 사이에 위치하고 있으며, 가열부(23)와 전극부(25)의 단락을 방지하는 역할을 한다.The insulating part 24 is positioned between the heating part 23 and the electrode part 25, and serves to prevent a short circuit between the heating part 23 and the electrode part 25.

전극부(25)는 외부로부터 유입된 가스에 의해 가스 센싱부(26)의 전기 저항의 변화를 감지하는 역할을 한다. 전극부(25)는 전극 패드(27)와 연결되어 있다.The electrode part 25 serves to detect a change in the electrical resistance of the gas sensing unit 26 by the gas introduced from the outside. The electrode portion 25 is connected to the electrode pad 27.

가스 센싱부(26)는 검출하고자 하는 가스와 직접 접촉하여 가스를 흡착함에 따라 전기적인 전기 저항의 변화를 나타내는 부분으로서, 반도체의 성질을 갖는 금속 산화물을 포함한다. 외부로부터 유입된 가스가 가스 센싱부(26)와 접촉하여 화학적 반응을 일으키면 가스와 가스 센싱부(26) 사이에 전자의 교환이 이루어지므 로, 가스 센싱부(26)의 전기 저항의 변화가 발생하게 된다.The gas sensing unit 26 is a portion indicating a change in electrical resistance as the gas is in direct contact with a gas to be detected and adsorbs the gas, and includes a metal oxide having a semiconductor property. When the gas introduced from the outside comes into contact with the gas sensing unit 26 to cause a chemical reaction, electrons are exchanged between the gas and the gas sensing unit 26, so that a change in electrical resistance of the gas sensing unit 26 occurs. Done.

전극 패드(27)는 가열부(23) 및 전극부(25)와 연결되어 있으며, 와이어(w)를 통해 인쇄 회로 기판(10) 상에 위치하는 기판 패드(11)와 연결되어 있다. 다시 말해, 가열부(23) 및 전극부(25)는 전극 패드(27), 와이어(w) 및 기판 패드(11)를 통해 인쇄 회로 기판(10)에 형성된 가스 센싱을 위한 회로 패턴과 연결된다.The electrode pad 27 is connected to the heating unit 23 and the electrode unit 25, and is connected to the substrate pad 11 positioned on the printed circuit board 10 through a wire w. In other words, the heating part 23 and the electrode part 25 are connected to a circuit pattern for gas sensing formed on the printed circuit board 10 through the electrode pad 27, the wire w and the substrate pad 11. .

커버(30)는 외부의 충격으로부터 가스 센싱 기판(20)을 보호한다.The cover 30 protects the gas sensing substrate 20 from external shock.

이와 같이, 종래의 가스 센싱 장치(1)는 인쇄 회로 기판(10), 가스 센싱 기판(20) 및 커버(30)를 별도의 공정을 통해 제조하여 서로 접착하기 때문에, 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.As such, the conventional gas sensing device 1 manufactures the printed circuit board 10, the gas sensing substrate 20, and the cover 30 through a separate process and adheres them to each other, thereby increasing the manufacturing cost. have.

또한, 인쇄 회로 기판(10)과 가스 센싱 기판(20) 사이의 전기적인 연결이 와이어(w)를 통해 이루어지기 때문에, 가스 센싱의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.In addition, since the electrical connection between the printed circuit board 10 and the gas sensing substrate 20 is made through the wire w, there is a problem that the reliability of gas sensing is lowered.

한편, 인쇄 회로 기판(10)과 가스 센싱 기판(20)과의 연결을 위해 전극 패드(27)에 와이어(w)를 본딩해야 한다. 일반적으로 전극 패드(27) 및 와이어(w)가 금속으로 형성되어 있기 때문에, 전극 패드(27)에 와이어(w)를 본딩할 때 전극 패드(27) 주변의 온도를 금속이 녹을 수 있는 온도까지 올려야 한다. 그런데, 이 본딩 공정에 의한 높은 주변 온도에 의해 가스 센싱부(26)를 구성하는 결정 구조가 변화하여 가스 센싱부(26)의 전기적 성능이 저하되는 문제점이 있었다.Meanwhile, in order to connect the printed circuit board 10 and the gas sensing substrate 20, the wire w must be bonded to the electrode pad 27. In general, since the electrode pad 27 and the wire w are formed of a metal, the temperature around the electrode pad 27 to the temperature at which the metal can melt when bonding the wire w to the electrode pad 27 is obtained. Should be raised. However, there is a problem in that the crystal structure of the gas sensing unit 26 is changed by the high ambient temperature caused by the bonding process, thereby deteriorating the electrical performance of the gas sensing unit 26.

또한, 인쇄 회로 기판(10)에 가스 센싱 기판(20)을 연결한 후, 인쇄 회로 기판(10)에 커버(30)을 본딩해야 하는데, 인쇄 회로 기판(10)에 커버(30)를 본딩할 때 커버(30) 주변의 온도를 상대적으로 높은 온도까지 올려야 하기 때문에, 이 높은 주변 온도에 의해 가스 센싱부(26)를 구성하는 결정 구조가 변화하여 가스 센싱부(26)의 전기적 성능이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, after the gas sensing substrate 20 is connected to the printed circuit board 10, the cover 30 must be bonded to the printed circuit board 10, and the cover 30 is bonded to the printed circuit board 10. When the temperature around the cover 30 must be raised to a relatively high temperature, the crystal structure constituting the gas sensing unit 26 is changed by this high ambient temperature, thereby deteriorating the electrical performance of the gas sensing unit 26. There was a problem.

즉, 본딩 공정에 의한 주변 온도의 상승에 의해 가스 센싱부(26)의 전기적 성능이 저하됨으로써, 가스에 대한 가스 센싱부(26)의 센싱 성능이 저하되는 문제점이 있었다.That is, the electrical performance of the gas sensing unit 26 is lowered due to the increase in the ambient temperature by the bonding process, thereby deteriorating the sensing performance of the gas sensing unit 26 with respect to the gas.

본 발명의 제 1 실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 구조를 개선하여 제조 비용을 절감할 수 있는 가스 센싱 장치 및 가스 센싱 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The first embodiment of the present invention is to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a gas sensing device and a manufacturing method of the gas sensing device that can reduce the manufacturing cost by improving the structure.

또한, 가스 센싱을 위한 회로 패턴과 가스 센싱부 사이의 연결 구조를 개선하여, 가스 센싱의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 가스 센싱 장치 및 가스 센싱 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a gas sensing device and a method for manufacturing the gas sensing device, which can improve the reliability of the gas sensing by improving the connection structure between the gas pattern and the circuit pattern for gas sensing.

또한, 가스 센싱부를 패키징하는 패키징 방법을 개선하여 가스 센싱부의 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 가스 센싱 장치 및 가스 센싱 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a gas sensing device and a method for manufacturing the gas sensing device, which can improve the sensing performance of the gas sensing part by improving a packaging method for packaging the gas sensing part.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 가스 센싱부의 패키징을 위한 본딩용 폴리머로서 2종의 폴리머를 사용할 경우 가스 센싱부에 대한 패키징 성능이 향상됨을 발견하고 본 발명을 완성하였다. 특히, 이 2종의 폴리머로서, 폴리이미드(polyimide) 및 파릴렌(parylene)을 사용할 경우 가스 센싱부에 대한 패키징 성능이 가장 효율적인 것을 발견하였다.After extensive research and various experiments, the inventors of the present application have found that the packaging performance of the gas sensing unit is improved when two polymers are used as the bonding polymer for packaging the gas sensing unit. . In particular, as the two polymers, it was found that the packaging performance for the gas sensing unit is most effective when using polyimide and parylene.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 가스 센싱 장치에 있어서, 검출하고자 하는 가스와 접촉하면 전기 저항이 변 화하는 가스 센싱부를 갖는 가스 센싱 기판, 상기 가스 센싱 기판 상에 위치하여 상기 가스 센싱 기판을 패키징하는 패키징 기판, 상기 패키징 기판과 대향하여 상기 가스 센싱 기판에 형성되어 있으며, 제 1 폴리머를 포함하는 제 1 본딩 패턴 및 상기 패키징 기판에 형성되어 상기 제 1 본딩 패턴과 본딩하고 있으며, 상기 제 1 폴리머와 다른 제 2 폴리머를 포함하는 제 2 본딩 패턴을 포함하는 가스 센싱 장치를 제공한다.As a technical means for achieving the above technical problem, the first aspect of the present invention is a gas sensing device, the gas sensing substrate having a gas sensing unit for changing the electrical resistance when in contact with the gas to be detected, the gas sensing substrate A packaging substrate formed on the gas sensing substrate so as to face the packaging substrate, the first bonding pattern comprising a first polymer, and a first bonding pattern formed on the packaging substrate; A gas sensing device is bonded to a pattern and includes a second bonding pattern including a second polymer different from the first polymer.

상기 가스 센싱 기판은, 제 1 기판, 상기 제 1 기판과 상기 가스 센싱부 사이에 위치하는 제 1 기판 절연막, 상기 제 1 기판 절연막 상에 위치하며, 상기 가스 센싱부와 연결되어 있는 패드부, 상기 제 1 기판 절연막과 상기 가스 센싱부 사이에 위치하며, 상기 가스 센싱부에 열을 가하는 가열부 및 상기 패드부와 상기 가스 센싱부 사이를 연결하는 전극부를 더 포함하며, 상기 제 1 본딩 패턴은 상기 패드부를 노출할 수 있다.The gas sensing substrate may include a first substrate, a first substrate insulating layer positioned between the first substrate and the gas sensing unit, a pad unit disposed on the first substrate insulating layer, and connected to the gas sensing unit, Located between the first substrate insulating film and the gas sensing unit, further comprising a heating unit for applying heat to the gas sensing unit and an electrode unit for connecting between the pad unit and the gas sensing unit, the first bonding pattern is the The pad portion can be exposed.

상기 패키징 기판은, 상기 제 1 기판 상에 위치하며, 상기 가스 센싱부를 감싸는 검출 공간을 형성하는 제 2 기판, 상기 가스가 관통할 수 있도록 상기 가스 센싱부와 대응하여 상기 제 2 기판을 관통하여 형성된 가스 관통부, 상기 패드부에 대응하여 상기 제 2 기판을 관통하여 형성된 스루홀(through hole) 및 상기 스루홀 내에 위치하며 상기 스루홀을 통해 상기 패드부 연결된 연결부를 포함하며, 상기 제 2 본딩 패턴은 상기 연결부를 노출할 수 있다.The packaging substrate may be disposed on the first substrate, the second substrate forming a detection space surrounding the gas sensing unit, and formed to penetrate the second substrate in correspondence with the gas sensing unit to allow the gas to pass therethrough. A second through pattern, a through hole formed through the second substrate corresponding to the pad part, and a connection part disposed in the through hole and connected to the pad part through the through hole; May expose the connection portion.

상기 제 1 폴리머 및 상기 제 2 폴리머 중 어느 하나는 폴리이미드(polyimide)이며, 다른 하나는 파릴렌(parylene)일 수 있다.One of the first polymer and the second polymer may be polyimide, and the other may be parylene.

또한, 본 발명의 제 2 측면은 가스 센싱 장치의 제조 방법에 있어서, (a) 검출하고자 하는 가스와 접촉하면 전기 저항이 변화하는 가스 센싱부를 포함하는 가스 센싱 기판을 마련하는 단계, (b) 상기 가스 센싱 기판을 패키징하는 패키징 기판을 마련하는 단계, (c) 상기 패키징 시 상기 패키징 기판과 대향하는 상기 가스 센싱 기판에 제 1 폴리머를 포함하는 제 1 본딩 패턴을 형성하는 단계, (d) 상기 패키징 시 상기 제 1 본딩 패턴과 본딩하는 상기 패키징 기판에 상기 제 1 폴리머와 다른 제 2 폴리머를 포함하는 제 2 본딩 패턴을 형성하는 단계 및 (e) 상기 제 1 본딩 패턴과 상기 제 2 본딩 패턴을 상호 본딩하여 상기 가스 센싱 기판 상에 상기 패키징 기판을 패키징하는 단계를 포함하는 가스 센싱 장치의 제조 방법을 제공한다.In addition, the second aspect of the present invention provides a gas sensing device, comprising the steps of: (a) providing a gas sensing substrate comprising a gas sensing unit in which the electrical resistance changes when in contact with the gas to be detected, (b) the Providing a packaging substrate for packaging a gas sensing substrate, (c) forming a first bonding pattern comprising a first polymer on the gas sensing substrate facing the packaging substrate during packaging; and (d) Forming a second bonding pattern comprising a second polymer different from the first polymer on the packaging substrate to bond the first bonding pattern to each other; and (e) the first bonding pattern and the second bonding pattern cross each other. And bonding the package to the packaging substrate on the gas sensing substrate.

상기 (a)단계 및 상기 (b)단계 중 하나 이상의 단계는, 멤스(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems) 공정을 이용해 수행할 수 있다.At least one of the steps (a) and (b) may be performed using a MEMS process.

상기 (a)단계는, 제 1 기판을 마련하는 단계, 상기 제 1 기판 상에 제 1 기판 절연막을 형성하는 단계 및 상기 제 1 기판 절연막 상에 상기 가스 센싱부에 열을 가하는 가열부, 상기 가스 센싱부와 연결되는 패드부 및 상기 제 1 기판 절연막과 상기 가스 센싱부 사이에 위치하여 상기 패드부와 상기 가스 센싱부 사이를 연결하는 전극부를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 (c)단계는, 상기 제 1 본딩 패턴이 상기 패드부를 노출하도록 수행할 수 있다.The step (a) may include preparing a first substrate, forming a first substrate insulating film on the first substrate, and a heating unit applying heat to the gas sensing unit on the first substrate insulating film, and the gas. And forming a pad part connected to a sensing part and an electrode part positioned between the first substrate insulating film and the gas sensing part to connect the pad part and the gas sensing part, and the step (c) includes: The first bonding pattern may be performed to expose the pad part.

상기 (b)단계는, 제 2 기판을 마련하는 단계, 상기 제 2 기판에 상기 가스 센싱부와 대응하여 함몰 형성되는 검출 공간을 형성하는 단계, 상기 제 2 기판에 상기 가스 센싱부와 대응하여 상기 제 2 기판을 관통하는 가스 관통부 및 상기 패드부와 대응하여 상기 제 2 기판을 관통하는 스루홀(through hole)을 형성하는 단계 및 상기 스루홀 내에 상기 스루홀을 통해 상기 패드부와 연결되는 연결부를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 (d)단계는, 상기 제 2 본딩 패턴이 상기 연결부를 노출하도록 수행할 수 있다.The step (b) may include preparing a second substrate, forming a detection space formed in the second substrate in correspondence with the gas sensing unit, and corresponding to the gas sensing unit in the second substrate. Forming a through hole penetrating the second substrate and a gas through portion penetrating through the second substrate, and a connecting portion connected to the pad portion through the through hole in the through hole; And forming a second bonding pattern, wherein the second bonding pattern exposes the connection portion.

상기 (c)단계 및 상기 (d)단계에서, 상기 제 1 폴리머 및 상기 제 2 폴리머 중 어느 하나는 폴리이미드(polyimide)이며, 다른 하나는 파릴렌(parylene)일 수 있다.In step (c) and step (d), one of the first polymer and the second polymer may be polyimide, and the other may be parylene.

상기 (e)단계는, 섭씨 100도 내지 섭씨 200도의 온도 환경에서 수행할 수 있다.The step (e) may be performed in a temperature environment of 100 degrees Celsius to 200 degrees Celsius.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 패키징 기판의 구조를 개선하여 별도의 인쇄 회로 기판을 생략함으로써, 제조 비용을 절감할 수 있는 기술적 효과가 있다.According to one of the problem solving means of the present invention described above, by improving the structure of the packaging substrate to omit a separate printed circuit board, there is a technical effect that can reduce the manufacturing cost.

또한, 패키징 기판의 구조를 개선함으로써, 가스 센싱 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.In addition, by improving the structure of the packaging substrate, there is a technical effect that can improve the gas sensing reliability.

또한, 제 1 폴리머를 포함하는 제 1 본딩 패턴 및 제 2 폴리머를 포함하는 제 2 본딩 패턴을 이용하여 가스 센싱부를 패키징함으로써, 가스 센싱부의 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다. In addition, by packaging the gas sensing unit using the first bonding pattern including the first polymer and the second bonding pattern including the second polymer, there is a technical effect of improving the sensing performance of the gas sensing unit.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재와 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a member is located “on” another member, this includes not only when one member is in contact with another member but also when another member exists between the two members. In addition, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless otherwise stated.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 센싱 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a gas sensing device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 센싱 장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 센싱 장치의 상부 평면도이다.2 is a cross-sectional view of the gas sensing device according to the first embodiment of the present invention, Figure 3 is a top plan view of the gas sensing device according to the first embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 센싱 장치(1000)는 가스 센싱 기판(100), 패키징 기판(200), 제 1 본딩 패턴(300) 및 제 2 본딩 패턴(400)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the gas sensing device 1000 according to the first embodiment of the present invention may include a gas sensing substrate 100, a packaging substrate 200, a first bonding pattern 300, and a second bonding pattern ( 400).

가스 센싱 기판(100)은 제 1 기판(110), 제 1 기판 절연막(120), 가열부(130), 절연부(140), 전극부(150), 가스 센싱부(160), 패드부(170) 및 범프 부(180)를 포함한다.The gas sensing substrate 100 may include a first substrate 110, a first substrate insulating layer 120, a heating unit 130, an insulating unit 140, an electrode unit 150, a gas sensing unit 160, and a pad unit ( 170 and bump portion 180.

제 1 기판(110)은 실리콘(Si)을 재료로 포함하는 웨이퍼로부터 형성된다. 제 1 기판(110) 상에는 제 1 기판 절연막(120)이 위치하고 있다.The first substrate 110 is formed from a wafer containing silicon (Si) as a material. The first substrate insulating layer 120 is positioned on the first substrate 110.

제 1 기판 절연막(120)은 산화 실리콘(SiO₂) 및 질화 실리콘(SiNx) 등을 포함한다. 제 1 기판 절연막(120) 상에는 가열부(130)가 위치하고 있다.The first substrate insulating layer 120 includes silicon oxide (SiO 2), silicon nitride (SiN x), or the like. The heating unit 130 is positioned on the first substrate insulating layer 120.

가열부(130)는 가스 센싱부(160)가 최적의 성능을 나타낼 수 있는 온도까지 가스 센싱부(160)를 가열하는 역할을 한다. 가열부(130)는 고온의 환경에서 전기 전도도의 특성이 저하되지 않는 백금(Pt) 등의 금속 재료 및 다결정 실리콘(poly Si) 등의 도전성 재료를 포함한다. 가열부(130)는 패드부(170)와 연결되어 있다.The heating unit 130 serves to heat the gas sensing unit 160 to a temperature at which the gas sensing unit 160 can exhibit optimal performance. The heating unit 130 includes a metal material such as platinum (Pt) and a conductive material such as polycrystalline silicon (poly Si) in which the properties of electrical conductivity are not degraded in a high temperature environment. The heating unit 130 is connected to the pad unit 170.

절연부(140)는 가열부(130)와 전극부(150) 사이에 위치하고 있으며, 가열부(130)와 전극부(150)의 단락을 방지하는 역할을 한다.The insulating unit 140 is positioned between the heating unit 130 and the electrode unit 150, and serves to prevent a short circuit between the heating unit 130 and the electrode unit 150.

전극부(150)는 외부로부터 유입된 가스에 의해 가스 센싱부(160)의 전기 저항의 변화를 감지하는 역할을 한다. 전극부(150)는 고온의 환경에서 전기 전도도의 특성이 저하되지 않는 백금(Pt) 등의 금속 재료 및 다결정 실리콘 등의 도전성 재료를 포함한다. 전극부(150)는 패드부(170)와 연결되어 있다.The electrode unit 150 serves to detect a change in electrical resistance of the gas sensing unit 160 by the gas introduced from the outside. The electrode unit 150 includes a metal material such as platinum (Pt) and a conductive material such as polycrystalline silicon, in which the properties of electrical conductivity are not degraded in a high temperature environment. The electrode unit 150 is connected to the pad unit 170.

가스 센싱부(160)는 검출하고자 하는 가스와 직접 접촉하여 가스를 흡착함에 따라 전기적인 전기 저항의 변화를 나타내는 부분으로서, 반도체의 성질을 갖는 산화주석(SnO₂), 산화텅스텐(WO₃) 및 산화티타늄(TiO₂) 등의 금속 산화물을 포함한다. 외부로부터 유입된 가스가 가스 센싱부(160)와 접촉하여 화학적 반응을 일으키면 가스와 가스 센싱부(160) 사이에 전자의 교환이 이루어지므로, 가스 센싱 부(160)의 전기 저항의 변화가 발생하게 된다.The gas sensing unit 160 shows a change in electrical resistance as the gas is in direct contact with a gas to be detected and adsorbs the gas, and the tin oxide (SnO₂), tungsten oxide (WO₃), and titanium oxide having semiconductor properties Metal oxides such as (TiO 2); When the gas introduced from the outside comes into contact with the gas sensing unit 160 to cause a chemical reaction, electrons are exchanged between the gas and the gas sensing unit 160, so that a change in electrical resistance of the gas sensing unit 160 occurs. do.

패드부(170)는 일부가 가열부(130)와 연결되어 있으며, 나머지가 전극부(150)와 연결되어 있다. 패드부(170)는 전극부(150)에 의해 가스 센싱부(160)와 연결되는 동시에 후술할 패키징 기판(200)의 연결부(250)와 연결되어 있다. 패드부(170)는 연결부(250)를 통해 다른 기판에 형성되어 있는 가스 센싱을 위한 회로 패턴과 연결된다.The pad unit 170 is partially connected to the heating unit 130, and the rest of the pad unit 170 is connected to the electrode unit 150. The pad unit 170 is connected to the gas sensing unit 160 by the electrode unit 150 and to the connection unit 250 of the packaging substrate 200 to be described later. The pad unit 170 is connected to a circuit pattern for gas sensing formed on another substrate through the connection unit 250.

범프부(180)는 패드부(170) 상에 위치하고 있다. 범프부(180)는 패드부(170)와 연결부(250) 사이에 위치하여 패드부(170)와 연결부(250) 사이를 연결하는 역할을 한다. 범프부(180)는 금(Au), 은(Ag) 및 구리(Cu) 등의 도전성 금속 물질을 포함한다.The bump part 180 is positioned on the pad part 170. The bump unit 180 is positioned between the pad unit 170 and the connection unit 250 to connect the pad unit 170 and the connection unit 250. The bump unit 180 may include a conductive metal material such as gold (Au), silver (Ag), and copper (Cu).

이상과 같은 가스 센싱 기판(100) 상에 패키징 기판(200)이 위치하고 있다.The packaging substrate 200 is positioned on the gas sensing substrate 100 as described above.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 패키징 기판(200)은 제 2 기판(210), 제 2 기판 절연막(220), 가스 관통부(230), 스루홀(240) 및 연결부(250)를 포함한다. 제 2 기판(210)은 실리콘을 재료로 포함하는 웨이퍼로부터 형성된다. 제 2 기판(210)은 가스 센싱 기판(100)의 가스 센싱부(160) 주위에 검출 공간(S)이 형성되도록 가스 센싱부(160)의 둘레를 감싸고 있다. 즉, 검출 공간(S)은 가스 센싱부(160)를 감싸고 있으며, 가스 센싱 장치(1000)에 의한 가스 센싱 시 검출 공간(S)에는 외부로부터 유입된 가스가 위치하게 된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the packaging substrate 200 may include a second substrate 210, a second substrate insulating layer 220, a gas through part 230, a through hole 240, and a connection part 250. Include. The second substrate 210 is formed from a wafer containing silicon as a material. The second substrate 210 surrounds the gas sensing unit 160 so that the detection space S is formed around the gas sensing unit 160 of the gas sensing substrate 100. That is, the detection space S surrounds the gas sensing unit 160, and the gas introduced from the outside is located in the detection space S during gas sensing by the gas sensing device 1000.

제 2 기판 절연막(220) 산화 실리콘(SiO₂) 또는 질화 실리콘(SiNx)을 포함하는 절연성 물질로 이루어져 있다. 제 2 기판 절연막(220)은 제 2 기판(210)의 표 면을 감싸고 있으며, 검출 공간(S)에 대응하는 제 2 기판 절연막(220)은 검출 공간(S)과 직접 마주하고 있다. 즉, 가스 센싱 기판(100)의 가스 센싱부(160)와 마주하는 제 2 기판 절연막(220)은 검출 공간(S)을 사이에 두고 가스 센싱부(160)에 대해 플로팅(floating)되어 있다. 제 2 기판 절연막(220)은 복수개의 절연막을 포함할 수 있으며, 이 경우 이웃하는 절연막의 격자(lattice) 구조가 교차할 수 있도록 복수개의 절연막을 형성한다. 이웃하는 복수개의 절연막의 격자 구조가 교차함으로써, 복수개의 절연막이 상호 절연성 및 탄성 강도 보강하는 역할을 수행하여 외부의 간섭에 의한 패키징 기판(200)의 파손이 방지된다.The second substrate insulating layer 220 is made of an insulating material including silicon oxide (SiO 2) or silicon nitride (SiN x). The second substrate insulating film 220 surrounds the surface of the second substrate 210, and the second substrate insulating film 220 corresponding to the detection space S faces the detection space S directly. That is, the second substrate insulating layer 220 facing the gas sensing unit 160 of the gas sensing substrate 100 is floating with respect to the gas sensing unit 160 with the detection space S therebetween. The second substrate insulating film 220 may include a plurality of insulating films. In this case, a plurality of insulating films may be formed so that the lattice structures of neighboring insulating films may cross each other. As the lattice structures of the neighboring plurality of insulating films cross each other, the plurality of insulating films play a role of reinforcing mutual insulation and elastic strength, thereby preventing damage to the packaging substrate 200 due to external interference.

가스 관통부(230) 가스 센싱부(160) 및 검출 공간(S)에 대응하여 제 2 기판(210)을 관통하여 형성되어 있다. 가스 관통부(230)는 가스 센싱 장치(1000)에 의한 가스 센싱 시 가스 센싱부(160)가 위치하는 검출 공간(S)으로 가스가 유입되도록 가스가 관통하는 채널(channel) 역할을 한다.The gas penetrating portion 230 penetrates through the second substrate 210 in correspondence with the gas sensing unit 160 and the detection space S. FIG. The gas penetrating part 230 serves as a channel through which gas flows into the detection space S in which the gas sensing unit 160 is located during gas sensing by the gas sensing device 1000.

스루홀(240)은 가스 관통부(230)를 사이에 두고 패드부(170) 및 범프부(180)에 대응하여 제 2 기판(210)을 관통하여 형성되어 있다. 스루홀(240) 내에는 연결부(250)가 위치하고 있다.The through hole 240 penetrates the second substrate 210 to correspond to the pad 170 and the bump 180 with the gas through part 230 therebetween. The connection part 250 is positioned in the through hole 240.

연결부(250)는 스루홀(240) 내에 위치하고 있으며, 범프부(180)에 의해 패드부(170)와 연결되어 있다. 연결부(250)는 다른 기판에 형성되어 있는 가스 센싱을 위한 회로 패턴과 연결되어 패드부(170)와 가스 센싱을 위한 회로 패턴 사이를 연결하는 역할을 한다. 연결부(250)는 금(Au), 은(Ag) 및 구리(Cu) 등의 도전성 금속 물질을 포함한다.The connection part 250 is located in the through hole 240 and is connected to the pad part 170 by the bump part 180. The connection part 250 is connected to a circuit pattern for gas sensing formed on another substrate, and serves to connect between the pad unit 170 and the circuit pattern for gas sensing. The connection part 250 includes a conductive metal material such as gold (Au), silver (Ag), and copper (Cu).

다른 실시예에서, 패키징 기판(200)은 연결부(250)와 연결되어 있는 가스 센싱을 위한 회로 패턴을 포함할 수 있으며, 이 가스 센싱을 위한 회로 패턴은 제 2 기판(210) 상에 형성될 수 있다. 또한, 이 가스 센싱을 위한 회로 패턴은 연결부(250) 및 패드부(170)를 통해 가스 센싱 기판(100)의 가열부(130) 및 전극부(150)와 전기 신호를 교환할 수 있다. 즉, 가스 센싱을 위한 회로 패턴은 복수개의 박막트랜지스터를 포함하는 칩 온 실리콘(chip on silicon, COG)형태로 형성될 수 있다.In another embodiment, the packaging substrate 200 may include a circuit pattern for gas sensing connected to the connection unit 250, and the circuit pattern for gas sensing may be formed on the second substrate 210. have. In addition, the circuit pattern for gas sensing may exchange electrical signals with the heating unit 130 and the electrode unit 150 of the gas sensing substrate 100 through the connection unit 250 and the pad unit 170. That is, the circuit pattern for gas sensing may be formed in the form of chip on silicon (COG) including a plurality of thin film transistors.

제 1 본딩 패턴(300)은 패드부(170) 및 가스 센싱부(160)를 사이에 두고 가스 센싱 기판(100) 상에 형성되어 가스 센싱 기판(100)과 대향하고 있다. 제 1 본딩 패턴(300)은 폴리이미드(polyimide) 또는 파릴렌(parylene)을 포함하는 제 1 폴리머를 포함하며, 제 2 본딩 패턴(400)과 본딩하여 가스 센싱 기판(100)에 패키징 기판(200)을 패키징한다. 제 1 본딩 패턴(300)은 가스 센싱 기판(100)의 패드부(170), 범프부(180) 및 가스 센싱부(160)를 덮지 않도록 소정의 형태로 패터닝되어 있다. 제 1 본딩 패턴(300)은 제 2 본딩 패턴(400)과 본딩하여 패드부(170), 범프부(180) 및 연결부(250)를 밀봉(hermetic)한다.The first bonding pattern 300 is formed on the gas sensing substrate 100 with the pad unit 170 and the gas sensing unit 160 interposed therebetween to face the gas sensing substrate 100. The first bonding pattern 300 includes a first polymer including polyimide or parylene, and is bonded to the second bonding pattern 400 to package the substrate 200 on the gas sensing substrate 100. ). The first bonding pattern 300 is patterned in a predetermined form so as not to cover the pad portion 170, the bump portion 180, and the gas sensing portion 160 of the gas sensing substrate 100. The first bonding pattern 300 bonds with the second bonding pattern 400 to hermetic the pad unit 170, the bump unit 180, and the connection unit 250.

제 2 본딩 패턴(400)은 소정의 형태로 패터닝된 제 1 본딩 패턴(300)에 대응하여 연결부(250) 및 검출 공간(S)을 사이에 두고 패키징 기판(200) 상에 형성되어 있다. 제 1 본딩 패턴(300)은 폴리이미드(polyimide) 또는 파릴렌(parylene)을 포함하는 제 2 폴리머를 포함한다. 제 2 폴리머는 제 1 본딩 패턴(300)에 포함되어 있는 제 1 폴리머가 폴리이미드일 경우 파릴렌이며, 제 1 폴리머가 파릴렌일 경우 폴리이미드이다. 즉, 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머는 서로 다른 폴리머를 포함한다. 제 2 본딩 패턴(400)은 제 1 본딩 패턴(300)과 본딩하여 가스 센싱 기판(100)에 패키징 기판(200)을 패키징한다. 제 2 본딩 패턴(400)은 패키징 기판(200)의 연결부(250) 및 검출 공간(S)을 덮지 않도록 소정의 형태로 패터닝 되어 있다. 제 2 본딩 패턴(400)은 제 1 본딩 패턴(300)과 본딩하여 패드부(170), 범프부(180) 및 연결부(250)를 밀봉(hermetic)한다.The second bonding pattern 400 is formed on the packaging substrate 200 with the connection portion 250 and the detection space S interposed therebetween to correspond to the first bonding pattern 300 patterned in a predetermined shape. The first bonding pattern 300 includes a second polymer including polyimide or parylene. The second polymer is parylene when the first polymer included in the first bonding pattern 300 is polyimide, and is polyimide when the first polymer is parylene. That is, the first polymer and the second polymer include different polymers. The second bonding pattern 400 bonds the first bonding pattern 300 to package the packaging substrate 200 on the gas sensing substrate 100. The second bonding pattern 400 is patterned in a predetermined shape so as not to cover the connection portion 250 and the detection space S of the packaging substrate 200. The second bonding pattern 400 bonds with the first bonding pattern 300 to hermetic the pad part 170, the bump part 180, and the connection part 250.

이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가스 센싱 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the gas sensing device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 10.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가스 센싱 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이고, 도 5 내지 도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가스 센싱 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a gas sensing device according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 5 to 10 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a gas sensing device according to a second embodiment of the present invention. .

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 우선, 가스 센싱 기판(100)을 마련한다(S100).As shown in FIG. 4 and FIG. 5, first, a gas sensing substrate 100 is prepared (S100).

구체적으로, 포토리소그래피(photolithography) 공정 등의 멤스(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems) 기술을 이용해 제 1 기판(110), 제 1 기판 절연막(120), 가열부(130), 절연부(140), 전극부(150), 가스 센싱부(160), 패드부(170) 및 범프부(180)를 포함하는 가스 센싱 기판(100)을 마련한다.Specifically, the first substrate 110, the first substrate insulating film 120, the heating unit 130, the insulating unit 140, using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology such as a photolithography process, A gas sensing substrate 100 including an electrode unit 150, a gas sensing unit 160, a pad unit 170, and a bump unit 180 is prepared.

보다 구체적으로는, 우선, SSP(single side polished) 실리콘(Si) 웨이퍼(wafer)인 제 1 기판(110) 상에 습식 열산화 방법을 이용하여 물(H₂O) 분위기에 서 산화 실리콘을 포함하는 제 1 기판 절연막(120)을 4000Å 내지 6000Å의 두께로 형성한다.More specifically, first, a silicon-containing oxide in a water (H 2 O) atmosphere using a wet thermal oxidation method on a first substrate 110, which is a single side polished silicon (Si) wafer, is used. 1 The substrate insulating film 120 is formed to a thickness of 4000 kPa to 6000 kPa.

다음, 제 1 기판 절연막(120) 상에 주석(Sn) 및 백금(Pt) 등을 포함하는 도전층 및 절연층을 상호 교호적으로 형성한 후, 포토리소그래피 공정을 이용하여 가열부(130), 절연부(140), 전극부(150), 가스 센싱부(160) 및 패드부(170)를 형성한다. 가열부(130), 전극부(150) 및 가스 센싱부(160)를 형성하는데 사용하는 도전층의 두께는 2000Å 내지 5000Å이며, 포토리소그래피 공정 시 사용하는 식각 방법은 이온 반응 식각(reactive ion etching, RIE) 방법을 이용한다.Next, after the conductive layer and the insulating layer including tin (Sn), platinum (Pt), and the like are formed alternately on the first substrate insulating film 120, the heating unit 130, using a photolithography process, The insulating part 140, the electrode part 150, the gas sensing part 160, and the pad part 170 are formed. The thickness of the conductive layer used to form the heating unit 130, the electrode unit 150 and the gas sensing unit 160 is 2000 kPa to 5000 kPa, and the etching method used in the photolithography process may include reactive ion etching, RIE) method.

다음, 패드부(170) 상에 금(Au), 은(Ag) 및 구리(Cu) 등을 포함하는 도전층을 형성한 후, 이온 반응 식각 방법을 포함하는 포토리소그래피 공정을 이용하여 범프부(180)를 형성한다. Next, after the conductive layer including gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), and the like is formed on the pad unit 170, the bump part may be formed using a photolithography process including an ion reaction etching method. 180).

다른 실시예에서, 범프부(180)는 소프트 스템프 또는 하드 스템프를 이용한 인쇄 공정을 이용하여 형성하거나, 또는 패드부(170)를 시드층(seed layer)로서 사용한 도금 공정을 이용하여 형성할 수 있다.In another embodiment, the bump unit 180 may be formed using a printing process using a soft stamp or a hard stamp, or may be formed using a plating process using the pad unit 170 as a seed layer. .

이상과 같은 공정에 의해 가스 센싱 기판(100)이 마련된다.The gas sensing substrate 100 is provided by the above process.

다음, 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 패키징 기판(200)을 마련한다(S200).Next, as shown in FIGS. 6 to 9, the packaging substrate 200 is prepared (S200).

구체적으로, 우선, 도 6에 도시된 바와 같이, DSP(double side polished) 실리콘(Si) 웨이퍼(wafer)로 형성된 제 2 기판(210)의 상면 및 하면을 물(H₂O) 환경 에서 습식 열산화 방법을 이용해 산화시켜, 제 2 기판(210)의 상면 및 하면 상에 산화 실리콘(SiO₂)으로 형성된 제 2 기판 절연막(220)을 4000Å 내지 6000Å의 두께로 형성한다.Specifically, first, as shown in FIG. 6, the upper and lower surfaces of the second substrate 210 formed of a double side polished silicon (Si) wafer are subjected to a wet thermal oxidation method in a water (H 2 O) environment. And the second substrate insulating film 220 formed of silicon oxide (SiO 2) on the upper and lower surfaces of the second substrate 210 to have a thickness of 4000 kPa to 6000 kPa.

다음, 이온 반응 식각 방법을 포함하는 포토리소그래피 공정을 이용하여 후에 형성될 검출 공간(S)에 대응하는 제 2 기판 절연막(220)을 제거한 후, 제 2 기판 절연막(220)을 마스크로 이용한 딥 이온 반응 식각(deep reactive ion etching, DRIE) 방법을 이용하여 후에 형성될 검출 공간(S)에 대응하는 제 2 기판(210)의 하면을 함몰시켜 검출 공간(S)을 형성한다. 이 때, 제 2 기판(210)의 식각면은 실리콘의 결정 방향에 따라 선택적으로 예각, 직각 또는 둔각 중 어느 하나 이상으로 형성된다. 검출 공간(S)의 면적은 0.3*0.3 mm² 내지 0.8*0.8 mm²이며, 높이는 50㎛ 내지 200㎛ 이다.Next, after removing the second substrate insulating film 220 corresponding to the detection space S to be formed later by using a photolithography process including an ion reaction etching method, deep ions using the second substrate insulating film 220 as a mask The detection space S is formed by recessing a lower surface of the second substrate 210 corresponding to the detection space S to be formed later by using a deep reactive ion etching (DRIE) method. In this case, the etching surface of the second substrate 210 is selectively formed of at least one of an acute angle, a right angle, or an obtuse angle depending on the crystal direction of silicon. The area of the detection space S is 0.3 * 0.3 mm² to 0.8 * 0.8 mm² and the height is 50 to 200 m.

다음, 이온 반응 식각 방법을 포함하는 포토리소그래피 공정을 이용하여 후에 형성될 가스 관통부(230) 및 스루홀(240)에 대응하는 제 2 기판 절연막(220)을 제거한 후, 제 2 기판 절연막(220)을 마스크로 이용한 딥 이온 반응 식각 방법을 이용하여 후에 형성될 가스 관통부(230) 및 스루홀(240)에 대응하는 제 2 기판(210)의 일부를 관통시켜 가스 관통부(230) 및 스루홀(240)을 형성한다. 가스 관통부(230) 및 스루홀(240)은 원형으로 형성하며, 가스 관통부(230)의 지름은 30㎛ 내지 70㎛ 이며, 높이는 300㎛ 내지 700㎛ 이다. 또한, 스루홀(240)의 지름은 40㎛ 내지 120㎛이며, 높이는 350㎛ 내지 750㎛이다.Next, the second substrate insulating layer 220 corresponding to the gas penetrating portion 230 and the through hole 240 to be formed later is removed using a photolithography process including an ion reaction etching method, and then the second substrate insulating layer 220 is removed. Through the gas penetrating portion 230 and the through part of the second substrate 210 corresponding to the gas penetrating portion 230 and the through hole 240 to be formed later by using a deep ion reaction etching method using a mask as a mask. The hole 240 is formed. The gas through part 230 and the through hole 240 are formed in a circular shape, and the diameter of the gas through part 230 is 30 μm to 70 μm, and the height is 300 μm to 700 μm. In addition, the diameter of the through hole 240 is 40 μm to 120 μm, and the height is 350 μm to 750 μm.

다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 검출 공간(S)에 대응하는 제 2 기판(210)의 함몰된 하면 및 스루홀(240)에 대응하는 제 2 기판(210)의 일면을 물(H₂O) 환경에서 습식 열산화 방법을 이용해 산화시켜, 검출 공간(S)에 대응하는 제 2 기판(210)의 하면 및 스루홀(240)에 대응하는 제 2 기판(210)의 일면 상에 산화 실리콘(SiO₂)으로 형성된 제 2 기판 절연막(220)을 4000Å 내지 6000Å의 두께로 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 7, water (H 2 O) is formed on the recessed lower surface of the second substrate 210 corresponding to the detection space S and one surface of the second substrate 210 corresponding to the through hole 240. Oxidation is performed using a wet thermal oxidation method in an environment, and silicon oxide (SiO₂) is formed on the bottom surface of the second substrate 210 corresponding to the detection space S and on one surface of the second substrate 210 corresponding to the through hole 240. ) Is formed to a thickness of 4000 kPa to 6000 kPa.

다음, 도 8에 도시된 바와 같이, 도금 공정 등을 이용해 스루홀(240) 내에 금(Au), 은(Ag) 및 구리(Cu) 등의 도전성 물질을 채워서 연결부(250)를 형성한다. 이와 같은 도금 공정에 의해 도전성 물질은 스루홀(240) 내뿐만 아니라, 제 2 기판(210) 상으로 돌출된다.Next, as shown in FIG. 8, the connection part 250 is formed by filling conductive materials such as gold (Au), silver (Ag), and copper (Cu) in the through hole 240 using a plating process or the like. By the plating process, the conductive material protrudes not only in the through hole 240 but also on the second substrate 210.

다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 화학기계적 연마(chemical mechanical polishing, CMP) 공정을 이용하여 제 2 기판(210) 상에 돌출된 도전성 물질과 제 2 기판(210) 상면 및 하면 상에 형성되어 있는 제 2 기판 절연막(220)을 제거한다. 화학기계적 연마 공정에 의해 제 2 기판(210)의 상면 및 하면의 평탄도가 향상된다.Next, as shown in FIG. 9, the conductive material protruding from the second substrate 210 and the upper and lower surfaces of the second substrate 210 are formed using a chemical mechanical polishing (CMP) process. The second substrate insulating film 220 is removed. The flatness of the top and bottom surfaces of the second substrate 210 is improved by the chemical mechanical polishing process.

다음, 화학기계적 연마 공정에 의해 노출된 제 2 기판(210)의 상면 및 하면을 물(H₂O) 환경에서 습식 열산화 방법을 이용해 산화시켜, 제 2 기판(210)의 상면 및 하면 상에 산화 실리콘(SiO₂)으로 형성된 제 2 기판 절연막(220)을 4000Å 내지 6000Å의 두께로 다시 형성한다.Next, the upper and lower surfaces of the second substrate 210 exposed by the chemical mechanical polishing process are oxidized by a wet thermal oxidation method in a water (H 2 O) environment, and the silicon oxide is deposited on the upper and lower surfaces of the second substrate 210. The second substrate insulating film 220 formed of (SiO 2) is formed again to a thickness of 4000 kPa to 6000 kPa.

이상과 같은 공정에 의해 패키징 기판(200)이 마련된다.The packaging substrate 200 is provided by the above process.

다음, 도 10에 도시된 바와 같이, 가스 센싱 기판(100)에 제 1 본딩 패턴(300)을 형성한다(S300).Next, as shown in FIG. 10, the first bonding pattern 300 is formed on the gas sensing substrate 100 (S300).

구체적으로, 가스 센싱 기판(100)에 제 1 폴리머로서 파릴렌(parylene)을 포함하는 제 1 본딩 패턴(300)을 형성한다. 제 1 본딩 패턴(300)은 가스 센싱 기판(100)의 패드부(170), 범프부(180) 및 가스 센싱부(160)가 노출되도록 소정의 형태로 패터닝된다. 제 1 본딩 패턴(300)은 파릴렌을 포함하는 제 1 폴리머층을 형성한 후, 패터닝하여 제 1 본딩 패턴(300)으로 형성하거나, 또는 소프트 스템프 또는 하드 스템프 등을 이용한 인쇄 공정을 이용하여 형성할 수 있다. In detail, the first bonding pattern 300 including parylene as the first polymer is formed on the gas sensing substrate 100. The first bonding pattern 300 is patterned in a predetermined shape such that the pad part 170, the bump part 180, and the gas sensing part 160 of the gas sensing substrate 100 are exposed. The first bonding pattern 300 is formed by forming a first polymer layer including parylene and then patterning the first polymer to form the first bonding pattern 300 or by using a printing process using a soft stamp or a hard stamp. can do.

다음, 패키징 기판(200)에 제 2 본딩 패턴(400)을 형성한다(S400).Next, a second bonding pattern 400 is formed on the packaging substrate 200 (S400).

구체적으로, 패키징 기판(200)에 제 2 폴리머로서 폴리이미드(polyimide)를 포함하는 제 2 본딩 패턴(400)을 형성한다. 제 2 본딩 패턴(400)은 패키징 기판(200)의 연결부(250) 및 검출 공간(S)이 노출되도록 소정의 형태로 패터닝된다. 제 2 본딩 패턴(400)은 폴리이미드를 포함하는 제 2 폴리머층을 형성한 후, 패터닝하여 제 2 본딩 패턴(400)으로 형성하거나, 또는 소프트 스템프 또는 하드 스템프 등을 이용한 인쇄 공정을 이용하여 형성할 수 있다. In detail, a second bonding pattern 400 including polyimide as a second polymer is formed on the packaging substrate 200. The second bonding pattern 400 is patterned in a predetermined shape such that the connection portion 250 and the detection space S of the packaging substrate 200 are exposed. The second bonding pattern 400 is formed by forming a second polymer layer including polyimide and then patterning the second polymer to form the second bonding pattern 400 or using a printing process using a soft stamp or a hard stamp. can do.

다른 실시예에서, 제 1 본딩 패턴(300)의 제 1 폴리머가 폴리이미드일 경우, 제 2 본딩 패턴(400)의 제 2 폴리머는 파릴렌일 수 있다.In another embodiment, when the first polymer of the first bonding pattern 300 is polyimide, the second polymer of the second bonding pattern 400 may be parylene.

또 다른 실시예에서, 제 1 본딩 패턴(300)은 제 1 폴리머는 폴리머(polymer) 중 어떤 폴리머라도 상관 없으며, 이 때 제 2 본딩 패턴(400)의 제 2 폴리머는 제 1 폴리머와는 다른 어떤 폴리머라도 상관없다.In another embodiment, the first bonding pattern 300 may be any polymer of the first polymer, wherein the second polymer of the second bonding pattern 400 is different from the first polymer. It may be a polymer.

다음, 가스 센싱 기판(100) 상에 패키징 기판(200)을 패키징한다(S500).Next, the packaging substrate 200 is packaged on the gas sensing substrate 100 (S500).

구체적으로, 제 1 본딩 패턴(300) 및 제 2 본딩 패턴(400)이 상호 접촉하도 록 가스 센싱 기판(100)과 패키징 기판(200)을 상호 접착한 후, 섭씨 100도 내지 200도 내지의 온도 환경에서 저온 진공 본딩을 수행하여 가스 센싱 기판(100) 상에 패키징 기판(200)을 패키징한다. 이와 같이, 제 1 본딩 패턴(300) 및 제 2 본딩 패턴(400)이 상호 본딩됨으로써, 패드부(170), 범프부(180) 및 연결부(250)는 제 1 본딩 패턴(300) 및 제 2 본딩 패턴(400)에 의해 밀봉(hermetic)된다.Specifically, after bonding the gas sensing substrate 100 and the packaging substrate 200 to each other such that the first bonding pattern 300 and the second bonding pattern 400 are in contact with each other, a temperature of 100 degrees to 200 degrees Celsius The packaging substrate 200 is packaged on the gas sensing substrate 100 by performing low temperature vacuum bonding in an environment. As such, the first bonding pattern 300 and the second bonding pattern 400 are bonded to each other, such that the pad part 170, the bump part 180, and the connection part 250 are connected to the first bonding pattern 300 and the second bonding pattern 400. It is hermetic by the bonding pattern 400.

이와 같은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가스 센싱 장치의 제조 방법에 의해 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 센싱 장치가 제조된다.The gas sensing device according to the first embodiment of the present invention is manufactured by the method of manufacturing the gas sensing device according to the second embodiment of the present invention.

이상과 같이, 본 발명에 따른 가스 센싱 장치 및 가스 센싱 장치의 제조 방법은 별도의 커버를 가지는 종래의 가스 센싱 장치에 비해 커버를 별도로 제작하는 공정이 필요하지 않기 때문에 제조 시간 및 제조 비용이 절감된다. 또한, 패키징 기판을 칩 온 실리콘 형태로 제조할 경우, 가스 센싱을 위한 별도의 인쇄 회로 기판이 필요하지 않기 때문에 제조 시간 및 제조 비용이 절감된다.As described above, the manufacturing method and the manufacturing cost of the gas sensing device and the gas sensing device according to the present invention do not require a process of separately manufacturing a cover as compared to the conventional gas sensing device having a separate cover. . In addition, when the packaging substrate is manufactured in chip-on-silicon form, manufacturing time and manufacturing cost are reduced because a separate printed circuit board for gas sensing is not required.

또한, 가스 센싱 기판(100)과 별도의 인쇄 회로 기판 사이의 연결을 연결부(250)를 통해 수행할 경우, 가스 센싱 기판(100)과 별도의 인쇄 회로 기판 사이의 전기적인 연결이 연결부(250)를 통해 이루어지기 때문에, 가스 센싱의 신뢰성이 향상된다.In addition, when the connection between the gas sensing substrate 100 and the separate printed circuit board is performed through the connection unit 250, the electrical connection between the gas sensing substrate 100 and the separate printed circuit board is connected to the connection unit 250. Since it is made through, the reliability of gas sensing is improved.

또한, 패드부(170)에 대한 전기적 연결을 위한 금속끼리의 본딩 공정이 없기 때문에, 가스 센싱 장치(1000)를 제조할 때 주변의 온도를 금속이 녹을 수 있는 온도까지 올릴 필요가 없다. 즉, 가스 센싱 장치(1000)의 제조 시의 온도가 금속이 녹는 온도 이하의 온도인 섭씨 100도 내지 200도이기 때문에, 가스 센싱 장치(1000)의 제조 공정 온도에 의해 가스 센싱부(160)를 구성하는 결정 구조가 변화하지 않으며, 이로 인해 가스 센싱부(160)의 전기적 성능 저하가 방지됨으로써, 가스 센싱 장치(1000)의 센싱 성능 저하가 방지된다.In addition, since there is no bonding process between metals for electrical connection to the pad unit 170, when manufacturing the gas sensing device 1000, it is not necessary to raise the ambient temperature to a temperature at which the metal can melt. That is, since the temperature at the time of manufacturing the gas sensing device 1000 is 100 to 200 degrees Celsius, which is a temperature below the melting temperature of the metal, the gas sensing unit 160 may be changed by the manufacturing process temperature of the gas sensing device 1000. The crystal structure constituting the same does not change, and thus, the electrical performance of the gas sensing unit 160 is prevented from being lowered, thereby reducing the sensing performance of the gas sensing device 1000.

또한, 단일 폴리머가 아닌 2종의 폴리머로서 파릴렌과 폴리이미드의 본딩을 이용하여 가스 센싱 기판(100)에 패키징 기판(200)을 패키징함으로써, 본 출원 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에 단일 폴리머를 이용한 본딩에 비해 본딩 시 주변 온도를 섭씨 100도 내지 200도로 설정해도 본딩을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 본딩 후에 가스 센싱 기판(100)에 대한 패키징 기판(200)의 본딩력 및 내구성이 외부 스트레스에 실질적으로 2배 강하다는 것을 발견하였다.In addition, by packaging the packaging substrate 200 on the gas sensing substrate 100 using the bonding of parylene and polyimide as two kinds of polymers instead of a single polymer, the inventors of the present application have conducted in-depth studies and various experiments. Compared to bonding using a single polymer at the end, bonding can be performed even when the ambient temperature is set to 100 to 200 degrees Celsius, and the bonding strength and durability of the packaging substrate 200 to the gas sensing substrate 100 after bonding. It was found to be substantially twice as resistant to this external stress.

또한, 가스 센싱 장치의 전체 공정이 멤스(MEMS)공정으로 제조됨으로써, 가스 센싱 장치의 소형화가 가능할 뿐만 아니라, 전기적, 열적, 기계적으로 안정적인 가스 센싱 장치가 제공된다.In addition, since the entire process of the gas sensing device is manufactured by the MEMS process, not only the gas sensing device can be miniaturized, but also an electrically, thermally and mechanically stable gas sensing device is provided.

또한, 가스 센싱 장치의 전체 공정이 멤스 (MEMS)공정으로 제조됨으로써, 한번의 공정으로 대량 생산이 가능하며, 이로 인해 제조 비용을 절감할 수 있다. 보다 상세하게는, 실리콘 웨이퍼로부터 형성된 가스 센싱 기판(100) 및 패키징 기판(200)을 이용해 상호 본딩하기 때문에, 복수의 가스 센싱 기판(100) 및 복수의 패키징 기판(200)이 형성된 각각의 실리콘 웨이퍼를 상호 본딩하여 각 가스 센싱 기판(100)에 각 패키징 기판(200)을 패키징한 후, 절단하여 각각의 가스 센싱 장치(1000)로 제조하여 한번의 공정으로 대량 생산한다. In addition, since the entire process of the gas sensing device is manufactured by the MEMS process, mass production can be performed in a single process, thereby reducing manufacturing costs. More specifically, each silicon wafer having a plurality of gas sensing substrates 100 and a plurality of packaging substrates 200 formed thereon is bonded to each other using the gas sensing substrate 100 and the packaging substrate 200 formed from the silicon wafer. After bonding each of the packaging substrate 200 to each of the gas sensing substrate 100 to package, cut and manufactured by each gas sensing device 1000 to mass-produce in one process.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

도 1은 종래의 가스 센싱 장치의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a conventional gas sensing device,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 센싱 장치의 단면도이고,2 is a cross-sectional view of a gas sensing device according to a first embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 센싱 장치의 상부 평면도이고,3 is a top plan view of a gas sensing device according to a first embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가스 센싱 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이며,4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a gas sensing device according to a second embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가스 센싱 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.5 to 10 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a gas sensing device according to a second embodiment of the present invention.

Claims (10)

가스 센싱 장치에 있어서,In the gas sensing device, 검출하고자 하는 가스와 접촉하면 전기 저항이 변화하는 가스 센싱부를 갖는 가스 센싱 기판,A gas sensing substrate having a gas sensing unit in which electrical resistance changes when contacted with a gas to be detected; 상기 가스 센싱 기판 상에 위치하여 상기 가스 센싱 기판을 패키징하는 패키징 기판,A packaging substrate positioned on the gas sensing substrate to package the gas sensing substrate; 상기 패키징 기판과 대향하여 상기 가스 센싱 기판에 형성되어 있으며, 제 1 폴리머를 포함하는 제 1 본딩 패턴 및A first bonding pattern formed on the gas sensing substrate to face the packaging substrate, the first bonding pattern comprising a first polymer, and 상기 패키징 기판에 형성되어 상기 제 1 본딩 패턴과 본딩하고 있으며, 상기 제 1 폴리머와 다른 제 2 폴리머를 포함하는 제 2 본딩 패턴A second bonding pattern formed on the packaging substrate and bonded to the first bonding pattern and including a second polymer different from the first polymer 을 포함하는 가스 센싱 장치.Gas sensing device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스 센싱 기판은,The gas sensing substrate, 제 1 기판,First substrate, 상기 제 1 기판과 상기 가스 센싱부 사이에 위치하는 제 1 기판 절연막,A first substrate insulating layer positioned between the first substrate and the gas sensing unit, 상기 제 1 기판 절연막 상에 위치하며, 상기 가스 센싱부와 연결되어 있는 패드부,A pad part disposed on the first substrate insulating layer and connected to the gas sensing part; 상기 제 1 기판 절연막과 상기 가스 센싱부 사이에 위치하며, 상기 가스 센싱부에 열을 가하는 가열부 및A heating unit positioned between the first substrate insulating layer and the gas sensing unit and applying heat to the gas sensing unit; 상기 패드부와 상기 가스 센싱부 사이를 연결하는 전극부An electrode unit connecting between the pad unit and the gas sensing unit 를 더 포함하며,More, 상기 제 1 본딩 패턴은 상기 패드부를 노출하는 것인 가스 센싱 장치.And the first bonding pattern exposes the pad part. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 패키징 기판은,The packaging substrate, 상기 제 1 기판 상에 위치하며, 상기 가스 센싱부를 감싸는 검출 공간을 형성하는 제 2 기판,A second substrate positioned on the first substrate and forming a detection space surrounding the gas sensing unit; 상기 가스가 관통할 수 있도록 상기 가스 센싱부와 대응하여 상기 제 2 기판을 관통하여 형성된 가스 관통부,A gas penetrating part formed to penetrate the second substrate so as to penetrate the gas; 상기 패드부에 대응하여 상기 제 2 기판을 관통하여 형성된 스루홀(through hole) 및A through hole formed through the second substrate in correspondence to the pad part; 상기 스루홀 내에 위치하며 상기 스루홀을 통해 상기 패드부 연결된 연결부A connection part located in the through hole and connected to the pad part through the through hole; 를 포함하며,Including; 상기 제 2 본딩 패턴은 상기 연결부를 노출하는 것인 가스 센싱 장치.And the second bonding pattern exposes the connection portion. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 폴리머 및 상기 제 2 폴리머 중 어느 하나는 폴리이미드(polyimide)이며, 다른 하나는 파릴렌(parylene)인 것인 가스 센싱 장치.Any one of the first polymer and the second polymer is a polyimide, the other is parylene (parylene) gas sensing device. 가스 센싱 장치의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of the gas sensing device, (a) 검출하고자 하는 가스와 접촉하면 전기 저항이 변화하는 가스 센싱부를 포함하는 가스 센싱 기판을 마련하는 단계,(a) preparing a gas sensing substrate including a gas sensing unit in which electrical resistance changes when contacted with a gas to be detected; (b) 상기 가스 센싱 기판을 패키징하는 패키징 기판을 마련하는 단계,(b) providing a packaging substrate for packaging the gas sensing substrate, (c) 상기 패키징 시 상기 패키징 기판과 대향하는 상기 가스 센싱 기판에 제 1 폴리머를 포함하는 제 1 본딩 패턴을 형성하는 단계,(c) forming a first bonding pattern including a first polymer on the gas sensing substrate facing the packaging substrate during the packaging; (d) 상기 패키징 시 상기 제 1 본딩 패턴과 본딩하는 상기 패키징 기판에 상기 제 1 폴리머와 다른 제 2 폴리머를 포함하는 제 2 본딩 패턴을 형성하는 단계 및(d) forming a second bonding pattern comprising a second polymer different from the first polymer on the packaging substrate to bond with the first bonding pattern during the packaging; (e) 상기 제 1 본딩 패턴과 상기 제 2 본딩 패턴을 상호 본딩하여 상기 가스 센싱 기판 상에 상기 패키징 기판을 패키징하는 단계(e) packaging the packaging substrate on the gas sensing substrate by bonding the first bonding pattern and the second bonding pattern to each other; 를 포함하는 가스 센싱 장치의 제조 방법.Method of manufacturing a gas sensing device comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 (a)단계 및 상기 (b)단계 중 하나 이상의 단계는,At least one of the steps (a) and (b), 멤스(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems) 공정을 이용해 수행하는 것인 가스 센싱 장치의 제조 방법.Method of manufacturing a gas sensing device that is carried out using a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) process. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 (a)단계는,In step (a), 제 1 기판을 마련하는 단계,Preparing a first substrate, 상기 제 1 기판 상에 제 1 기판 절연막을 형성하는 단계 및Forming a first substrate insulating film on the first substrate, and 상기 제 1 기판 절연막 상에 상기 가스 센싱부에 열을 가하는 가열부, 상기 가스 센싱부와 연결되는 패드부 및 상기 제 1 기판 절연막과 상기 가스 센싱부 사이에 위치하여 상기 패드부와 상기 가스 센싱부 사이를 연결하는 전극부를 형성하는 단계A heating part that heats the gas sensing part on the first substrate insulating film, a pad part connected to the gas sensing part, and positioned between the first substrate insulating film and the gas sensing part, the pad part and the gas sensing part Forming an electrode portion connecting between 를 포함하며,Including; 상기 (c)단계는,Step (c) is, 상기 제 1 본딩 패턴이 상기 패드부를 노출하도록 수행하는 것인 가스 센싱 장치의 제조 방법.And the first bonding pattern is exposed to expose the pad part. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 (b)단계는,In step (b), 제 2 기판을 마련하는 단계,Preparing a second substrate, 상기 제 2 기판에 상기 가스 센싱부와 대응하여 함몰 형성되는 검출 공간을 형성하는 단계,Forming a detection space formed in the second substrate in a depression corresponding to the gas sensing unit; 상기 제 2 기판에 상기 가스 센싱부와 대응하여 상기 제 2 기판을 관통하는 가스 관통부 및 상기 패드부와 대응하여 상기 제 2 기판을 관통하는 스루홀(through hole)을 형성하는 단계 및Forming a through hole penetrating the second substrate corresponding to the gas sensing part and a through hole penetrating the second substrate corresponding to the pad part in the second substrate; and 상기 스루홀 내에 상기 스루홀을 통해 상기 패드부와 연결되는 연결부를 형성하는 단계Forming a connection part connected to the pad part through the through hole in the through hole; 를 포함하며,Including; 상기 (d)단계는,In step (d), 상기 제 2 본딩 패턴이 상기 연결부를 노출하도록 수행하는 것인 가스 센싱 장치의 제조 방법.And manufacturing the second bonding pattern to expose the connection part. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 (c)단계 및 상기 (d)단계에서,In the step (c) and (d), 상기 제 1 폴리머 및 상기 제 2 폴리머 중 어느 하나는 폴리이미드(polyimide)이며, 다른 하나는 파릴렌(parylene)인 것인 가스 센싱 장치의 제조 방법.Any one of the first polymer and the second polymer is a polyimide, and the other is parylene. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 (e)단계는,In step (e), 섭씨 100도 내지 섭씨 200도의 온도 환경에서 수행하는 것인 가스 센싱 장치의 제조 방법.Method for producing a gas sensing device is performed in a temperature environment of 100 degrees Celsius to 200 degrees Celsius.
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WO2016163585A1 (en) * 2015-04-08 2016-10-13 주식회사 스탠딩에그 Method of manufacturing cap substrate, method of manufacturing mems device using same, and mems device
US9513246B2 (en) 2010-12-22 2016-12-06 Analog Devices, Inc. Vertically integrated systems
US10730743B2 (en) 2017-11-06 2020-08-04 Analog Devices Global Unlimited Company Gas sensor packages
US11587839B2 (en) 2019-06-27 2023-02-21 Analog Devices, Inc. Device with chemical reaction chamber

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9513246B2 (en) 2010-12-22 2016-12-06 Analog Devices, Inc. Vertically integrated systems
WO2016163585A1 (en) * 2015-04-08 2016-10-13 주식회사 스탠딩에그 Method of manufacturing cap substrate, method of manufacturing mems device using same, and mems device
US10730743B2 (en) 2017-11-06 2020-08-04 Analog Devices Global Unlimited Company Gas sensor packages
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