KR20130137279A - 습도 센서 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

습도 센서 및 이의 제조 방법에서는 폴리이미드 필름을 포함하는 연성인쇄회로기판과, 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 내에 형성되는 하부 전극과, 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 상기 하부 전극과 마주하도록 형성되는 상부 전극과, 상기 하부 전극과 상기 상부 전극이 마주하는 사이에 위치하는 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름으로 이루어지는 감습막, 및 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 형성되는 변환 소자(ROIC : ReadOut IC)를 구비할 수 있다.

Description

습도 센서 및 이의 제조 방법{Humidity sensor and method of manufacturing the same}

본 발명은 습도 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 습도를 감지하여 전기적 신호로 출력하기 위한 정전 용량형 습도 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 습도 센서는 공기 정화 시스템, 자동 냉난방 시스템 등의 최적화를 제어에 주로 사용된다. 습도 센서의 예로서는 그 작동 원리에 따라 수분에 의해 변화되는 전도율을 이용하는 저항용 습도 센서, 수분이 흡착될 때 발생되는 유전율의 변화를 이용하는 정전 용량형 습도 센서 등을 들 수 있다.

언급한 정전 용량형 습도 센서에 대한 예로서는 대한민국 공개특허 2010-122994호(이하, '인용 문헌'이라 함) 등을 들 수 있다. 인용 문헌에 개시된 정전 용량형 습도 센서는 주로 알루미나, 유리 등을 포함하는 기판 상에 형성되는 하부 전극, 감습막 및 상부 전극을 구비한다.

이에, 언급한 종래의 습도 센서는 감습막이 알루미나, 유리 등과 같은 절연 기판 상에 형성되기 때문에 외부 온도 변화에 의한 수분 흡착과 그에 따른 습도 변화 속도가 저하될 수 있어, 특히 즉각적인 대처를 요하는 차량의 결로 현상 등에 적용하기에는 한계가 있다. 그리고 종래의 습도 센서는 알루미나, 유리 등과 같은 기판을 사용하기 때문에 알루미나, 유리 등과 같은 기판의 사용에 따른 가격 경쟁력이 약화될 뿐만 아니라 차량 유리 등과 같은 곡면 구조에 적용하기에도 한계가 있다. 또한, 종래의 습도 센서는 하부 전극, 감습막 등을 별도 공정을 수행하여 형성할 뿐만 아니라 언급한 인용 문헌에는 개시되어 있지 않지만 변환 소자(ROIC : ReadOut IC)를 와이어 본딩 등을 수행하여 배치하기 때문에 공정이 다소 복잡해지는 문제도 있다.

본 발명의 목적은 외부 온도 변화로 인한 센서의 표면 결로 형성에 따른 센싱 속도가 향상될 뿐만 아니라 구조적으로도 간단하면서 제조 공정을 간소화할 수 있는 습도 센서 및 이의 제조 방법을 제공하는데 있다.

언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서는 폴리이미드 필름을 포함하는 연성인쇄회로기판과, 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 내에 형성되는 하부 전극과, 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 상기 하부 전극과 마주하도록 형성되는 상부 전극과, 상기 하부 전극과 상기 상부 전극이 마주하는 사이에 위치하는 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름으로 이루어지는 감습막, 및 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 형성되는 변환 소자(ROIC : ReadOut IC)를 구비할 수 있다.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서에서, 상기 하부 전극은 구리 전극 상에 금, 은, 백금, 니켈, 알루미늄 및 탄탈륨으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용하여 표면 처리한 것을 포함할 수 있다.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서에서, 상기 상부 전극은 금, 은, 백금, 크롬 및 탄탈륨으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서에서, 상기 하부 전극 및 상기 변환 소자; 상기 상부 전극 및 상기 변환 소자; 및 상기 변환 소자 및 외부 기기 사이가 전기적으로 연결되도록 상기 연성인쇄회로기판은 상기 폴리이미드 필름 내에 형성되는 배선 패턴 및 비아 패턴; 및 상기 폴리이미드 필름 일면, 타면 또는 양면에 형성되는 패드 패턴을 더 포함할 수 있다.

언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서의 제조 방법은 내부에는 비아 패턴 및 배선 패턴; 일면, 타면 또는 양면에는 패드 패턴을 갖는 폴리이미드 필름으로 이루어지는 연성인쇄회로기판을 형성하는 단계와, 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 형성되는 패드 패턴 일단부와 연결되면서 상기 연성인쇄회로기판 내부의 배선 패턴의 일부는 하부 전극으로 상기 폴리이미드 필름 일부는 감습막으로 적용되도록 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 상부 전극을 형성하는 단계, 및 상기 상부 전극과 연결되는 상기 패드 패턴의 타단부와 연결되면서 상기 비아 패턴, 배선 패턴 및 패드 패턴에 의해 전기적으로 연결되도록 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 변환 소자를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서의 제조 방법에서, 상기 상부 전극은 리프트 오프(lift off) 공정을 수행함에 의해 형성할 수 있다.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서의 제조 방법에서, 상기 변환 소자는 솔더링을 수행함에 의해 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 형성할 수 있다.

언급한 본 발명에 따른 습도 센서 및 이의 제조 방법에서는 연성인쇄회로기판을 베이스 기판으로 사용할 뿐만 아니라 연성인쇄회로기판 내부에 형성되는 배선 패턴을 하부 전극으로 적용하고, 아울러 연성인쇄회로기판의 폴리이미드 필름을 감습막으로 적용할 수 있다.

이에, 본 발명의 습도 센서는 수분 흡착에 따른 습도 변화가 곧바로 감습막으로 전달될 수 있기 때문에 습도 변화에 대한 센싱 속도의 향상을 기대할 수 있고, 특히 즉각적인 대처를 요하는 차량의 결로 현상 등에 보다 용이하게 적용할 수 있다. 또한, 연성인쇄회로기판을 사용함에 따라 간단한 구조를 갖기 때문에 가격 경쟁력을 충분하게 확보할 수 있을 뿐만 아니라 차량 유리 등과 같은 곡면 구조에 보다 적극적으로 적용할 수 있다.

그리고 하부 전극 및 감습막의 형성을 생략할 수 있을 뿐만 아니라 변환 소자를 솔더링에 의해 형성할 수 있기 때문에 간단한 공정의 수행만으로도 습도 센서를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 습도 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 습도 센서 및 이의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 발명의 명확성을 기하기 위해 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 설명하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서를 나타내는 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 습도 센서(100)는 연성인쇄회로기판(10), 하부 전극(13), 상부 전극(17), 감습막(15), 변환 소자(ROIC : ReadOut IC)(19) 등을 구비할 수 있다.

연성인쇄회로기판(10)은 폴리이미드 필름(15a)을 포함한다. 특히, 본 발명에서의 연성인쇄회로기판(10)은 습도 센서(100)의 베이스 기판으로 적용할 수 있을 뿐만 아니라 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일부를 후술하는 감습막(15)으로 적용할 수 있다.

또한, 연성인쇄회로기판(10)은 폴리이미드 필름(15a) 내에 형성되는 배선 패턴(도시되지 않음) 및 비아 패턴(21, 27, 29)을 포함할 수 있고, 아울러 폴리이미드 필름(15a) 일면, 타면 또는 양면에 형성되는 패드 패턴(23, 25, 31, 33, 35, 37)을 포함할 수 있다. 여기서, 언급한 배선 패턴(도시되지 않음), 비아 패턴(21, 27, 29) 및 패드 패턴(23, 25, 31, 33, 35, 37)은 후술하는 하부 전극(13) 및 변환 소자(19), 상부 전극(17) 및 변환 소자(19), 그리고 변환 소자(19) 및 외부 기기(도시되지 않음) 사이가 전기적으로 연결되게 배치되도록 적절하게 형성할 수 있다. 특히, 본 발명에서의 배선 패턴(도시되지 않음)은 언급한 전기적 연결 뿐만 아니라 후술하는 하부 전극(13)으로 적용할 수 있다.

언급한 바에 따르면, 본 발명에서의 연성인쇄회로기판(10)은 습도 센서(100)의 베이스 기판으로 적용할 수 있을 뿐만 아니라 폴리이미드 필름(15a) 일부를 습도 센서(100)의 감습막(15)으로 적용할 수 있고, 배선 패턴(도시되지 않음)을 하부 전극(13)으로 적용할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 폴리이미드 필름(15a) 및 배선 패턴(도시되지 않음)을 구비하는 연성인쇄회로기판(10)을 마련하는 것만으로도 습도 센서(100)의 베이스 기판, 감습막(15), 하부 전극(13)을 구비할 수 있는 것이다.

하부 전극(13)은 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 내에 형성된다. 특히, 본 발명에서는 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 내에 형성되는 배선 패턴(도시되지 않음) 일부를 하부 전극(13)으로 적용할 수 있다. 즉, 언급한 바와 같이 본 발명의 습도 센서(100)는 하부 전극(15)을 별도 공정을 통하여 형성하는 것이 아니라 연성인쇄회로기판(10)을 형성할 때 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 내에 구비되는 배선 패턴(도시되지 않음) 일부를 하부 전극(13)으로 적용할 수 있는 것이다. 그리고 습도 센서(100)로 적용하기 위한 하부 전극(13)은 저항이 낮고, 특히 습도 변화에 따른 화학적 변이가 거의 없는 재질로 형성해야 한다. 이는, 하부 전극(13)이 언급한 습도 변화에 의해 하부 전극(13) 표면에 산화막 등이 형성될 경우 습도 센서(100)의 기능을 저하시킬 수 있기 때문이다. 이에, 언급한 하부 전극(13)의 사용할 수 있는 금속의 예로서는 구리 전극 상에 금, 은, 백금, 니켈, 알루미늄, 탄탈륨 등을 사용하여 표면 처리한 것을 예로 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상을 혼합하여 언급한 구리 전극 상에 표면 처리할 수 있다. 그리고 본 발명에서는 배선 패턴(도시되지 않음), 비아 패턴(21, 27, 29) 및 패드 패턴(23, 25, 31, 33, 35, 37) 모두를 언급한 금속으로 형성하거나, 하부 전극(13)으로 적용하기 위한 배선 패턴(도시되지 않음)만을 언급한 금속으로 형성할 수 있다.

상부 전극(17)은 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 형성된다. 특히, 상부 전극(17)은 하부 전극(15)으로 적용하기 위한 배선 패턴(도시되지 않음)과 마주하도록 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 형성된다. 이와 같이, 본 발명에서 상부 전극(17)을 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 형성함으로써 상부 전극(17)과 마주하면서 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 내에 형성되는 배선 패턴(도시되지 않음)이 하부 전극(13)으로 그 용도가 전환되는 것이다. 그리고 본 발명의 습도 센서(100)로 적용하기 위한 상부 전극(17)은 저항이 낮고, 특히 습도 변화에 따른 화학적 변이가 거의 없는 재질로 형성해야 한다. 이는, 상부 전극(17)이 언급한 습도 변화에 의해 상부 전극(17) 표면에 산화막 등이 형성될 경우 습도 센서(100)의 기능을 저하시킬 수 있기 때문이다. 이에, 언급한 상부 전극(17)의 예로서는 금, 은, 백금, 크롬, 탄탈륨 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

감습막(15)은 상부 전극(17)을 형성함으로써 상부 전극(17)과 하부 전극(13) 사이에 위치하는 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a)으로 이루어진다. 즉, 본 발명에서는 상부 전극(17)을 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 형성함으로써 상부 전극(17)과 하부 전극(13) 사이에 위치하는 폴리이미드 필름(15a)이 감습막(15)으로 그 용도가 전환되는 것이다. 다시 말해, 본 발명에서의 습도 센서(100)는 감습막(15)을 별도 공정을 수행하여 형성하는 것이 아니라 상부 전극(17)과 하부 전극(13) 사이에 위치하는 폴리이미드 필름(15a)을 감습막(15)으로 적용할 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 습도 센서(100)는 연성인쇄회로기판(10)을 습도 센서(100)의 베이스 기판으로 적용할 수 있고, 연성인쇄회로기판(10)의 배선 패턴(도시되지 않음) 일부를 하부 전극(15)으로 적용할 수 있고, 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일부를 감습막(15)으로 적용할 수 있다.

변환 소자(ROIC : ReadOut IC)(19)는 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 형성된다. 즉, 변환 소자(19)는 상부 전극(17)과 마찬가지로 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 형성되는 것으로써, 주로 상부 전극(17)과 인접하도록 형성될 수 있다. 아울러, 변환 소자(19)와 상부 전극(17)은 후술하는 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 형성되는 패드 패턴(25)에 의해 전기적으로 연결되는 구조를 갖는다. 여기서, 변환 소자(19)는 커패시턴스를 아날로그 신호 또는 디지털 신호로 변환하는 것으로써, 습도 변화에 따른 센싱 신호를 신호 처리가 용이한 전기적 신호로 변환해주는 회로 칩으로 이해할 수 있다. 이에, 본 발명의 습도 센서(100)는 수분이 흡착될 때 발생되는 유전율의 변화를 언급한 변환 소자(19)에 의해 판독할 수 있는 것이다.

언급한 바에 따르면, 본 발명의 습도 센서(100)는 연성인쇄회로기판(10), 하부 전극(13), 상부 전극(17), 감습막(15), 변환 소자(ROIC : ReadOut IC)(19) 등을 구비하는 것으로써, 특히 연성인쇄회로기판(10)을 베이스 기판으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 내부에 형성되는 배선 패턴(도시되지 않음)을 하부 전극(13)으로 적용하고, 아울러 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일부를 감습막(15)으로 적용할 수 있다.

이에, 본 발명의 습도 센서(100)는 수분 흡착에 따른 습도 변화가 곧바로 감습막(15)으로 전달될 수 있기 때문에 습도 변화에 대한 센싱 속도의 향상을 기대할 수 있고, 특히 즉각적인 대처를 요하는 차량의 결로 현상 등에 보다 용이하게 적용할 수 있다. 또한, 연성인쇄회로기판(10)을 사용함에 따라 간단한 구조를 갖기 때문에 가격 경쟁력을 충분하게 확보할 수 있을 뿐만 아니라 차량 유리 등과 같은 곡면 구조에 보다 적극적으로 적용할 수 있다.

그리고 언급한 하부 전극(13) 및 변환 소자(19), 상부 전극(17) 및 변환 소자(19), 그리고 변환 소자(19) 및 외부 기기(도시되지 않음) 사이는 전기적으로 연결되어야 한다. 이에, 배선 패턴(도시되지 않음), 비아 패턴(21, 27, 29), 패드 패턴(23, 25, 31, 33, 35, 37)을 이용한 하부 전극(13) 및 변환 소자(19), 상부 전극(17) 및 변환 소자(19), 그리고 변환 소자(19) 및 외부 기기(도시되지 않음) 사이에서의 전기적 연결을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 하부 전극(13) 및 변환 소자(19)는 하부 전극(13)이 비아 패턴(21)과 곧바로 연결되는 구조를 가질 경우에는 주로 비아 패턴(21) 및 패드 패턴(23)에 의해 연결된다. 만약, 하부 전극(13)이 비아 패턴(21)과 곧바로 연결되지 않을 경우에는 하부 전극(13)과 비아 패턴(21) 사이에는 배선 패턴(도시되지 않음)이 더 연결될 수 있다. 그리고 상부 전극(17) 및 변환 소자(19)는 언급한 바와 같이 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 형성되는 패드 패턴(25)에 의해 연결된다. 그리고 변환 소자(19) 및 외부 기기(도시되지 않음)는 다양하게 연결될 수 있는 것으로써, 도 1에서와 같이 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면 및 타면 각각에 형성되는 패드 패턴(31, 33, 35, 37) 및 언급한 패드 패턴(31, 33, 35, 37)을 연결하는 비아 패턴(27, 29)에 의해 연결될 수 있다.

여기서, 언급한 변환 소자(19)는 패드 패턴(31, 33)에 의해 외부 기기(도시되지 않음)와 연결되는 것으로써, 언급한 패드 패턴(31, 33)을 소켓 구조로 형성하여 외부 기기(도시되지 않음)와 연결할 경우 본 발명의 습도 센서(100)는 그 자체를 패키지로 적용할 수 있다. 따라서 본 발명의 습도 센서(100)는 패키지로 형성하기 위한 실장 공정 등을 수행하지 않기 때문에 실장 공정의 수행에 의해 습도 센서(100)에 가해지는 스트레스를 사전에 제거할 수 있다. 즉, 고온에서의 솔더링 등과 같은 실장 공정을 생략할 수 있기 때문에 실장 공정의 수행에 의해 습도 센서(100)에 가해지는 스트레스를 사전에 제거할 수 있는 것이다. 그러므로 본 발명의 습도 센서(100)는 패키지 전체 두께를 충분하게 감소시킬 수 있기 때문에 가격 경쟁력을 더욱더 충분하게 확보할 수 있을 뿐만 아니라 차량 유리 등과 같은 곡면 구조에 보다 더 적극적으로 적용할 수 있다. 또한, 실장 공정에서의 스트레스를 제거할 수 있기 때문에 습도 센서(100)의 정밀도 향상까지도 기대할 수 있다.

이하, 언급한 습도 센서(100)를 제조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 도 1의 습도 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.

도 2를 참조하면, 내부에는 비아 패턴(21, 27, 29) 및 배선 패턴(13a)을 갖고, 일면, 타면 또는 양면에는 패드 패턴(23, 25, 31, 33, 37, 39)을 갖는 폴리이미드 필름(15a)으로 이루어지는 연성인쇄회로기판(10)을 형성한다. 연성인쇄회로기판(10)은 폴리이미드 필름(15a)을 적층함과 아울러 폴리이미드 필름(15a)을 적층할 때 비아 패턴(21, 27, 29), 배선 패턴(13a) 및 패드 패턴(23, 25, 31, 33, 37, 39)이 회로 설계에 따라 적절하게 위치하도록 형성시킴에 의해 수득할 수 있다. 즉, 본 발명의 연성인쇄회로기판(10)은 언급한 바와 같이 회로 설계에 따른 적절하게 위치하도록 비아 패턴(21, 27, 29), 배선 패턴(13a) 및 패드 패턴(23, 25, 31, 33, 35, 37)이 형성되는 적어도 2장의 폴리이미드 필름(15a)을 적층함에 의해 수득할 수 있는 것이다. 그리고 본 발명의 습도 센서(100)의 하부 전극(15)으로 적용하기 위한 배선 패턴(13a)은 구리 전극 상에 금, 은, 백금, 니켈, 알루미늄, 탄탈륨 등을 사용하여 표면 처리한 것을 예로 들 수 있다. 또한, 외부 기기(도시되지 않음)와의 연결을 위한 패드 패턴(31, 33)은 언급한 바와 같이 소켓 구조를 갖도록 형성할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서의 습도 센서(100)는 언급한 패드 패턴(31, 33)을 소켓 구조로 형성함으로써 습도 센서(100) 그 자체를 패키지로 적용할 수 있다. 이에, 본 발명의 습도 센서(100)는 구조적으로 보다 간단하게 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 습도 센서(100)는 패키지로 형성하기 위한 실장 공정 등을 수행하지 않기 때문에 실장 공정의 수행에 의해 습도 센서(100)에 가해지는 스트레스를 받지 않는다.

도 3을 참조하면, 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 상부 전극(17)을 형성한다. 특히, 상부 전극(17)은 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 형성되는 패드 패턴(25) 일단부와 연결되도록 형성한다. 아울러, 상부 전극(17)은 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 내부의 하부 전극(13)으로 적용하기 위한 배선 패턴(13a)과 마주하도록 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 형성한다. 또한, 언급한 상부 전극(17)은 연성인쇄회로기판에서 오픈된 영역의 폴리이미드 패턴 일면에 형성할 수도 있다. 여기서, 언급한 상부 전극(17)은 박막 형성 및 포토리소그라피(photolithography) 등의 리프트 오프(lift off) 공정을 수행함에 의해 형성한다. 또한, 상부 전극(17)은 금, 은, 백금, 크롬, 탄탈륨 등을 사용하여 형성한다.

이와 같이, 언급한 상부 전극(17)을 형성함으로써 연성인쇄회로기판(10)은 습도 센서(100)의 베이스 기판으로 적용할 수 있고, 상부 전극(17)과 마주하는 배선 패턴(13a)은 습도 센서(100)의 하부 전극(13)으로 적용할 수 있고, 상부 전극(17)과 하부 전극(13) 사이에 위치하는 폴리이미드 필름(15a)은 습도 센서(100)의 감습막(15)으로 적용할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 언급한 연성인쇄회로기판(10) 및 상부 전극(17)의 형성에 의해 습도 센서(100)의 베이스 기판, 하부 전극(13), 감습막(15)을 함께 수득할 수 있다.

그리고 연성인쇄회로기판(100)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 변환 소자(19)가 배치되도록 형성한다. 특히, 변환 소자(19)는 상부 전극(17)과 연결되는 패드 패턴(25)의 타단부와 연결되게 배치되도록 형성한다. 아울러, 변환 소자(19)는 도 1에서와 같이 하부 전극(13)과 연결되는 패드 패턴(23) 및 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 형성되는 패드 패턴(35, 37)과도 연결되게 배치되도록 형성한다. 이에, 변환 소자(19)는 상부 전극(17) 및 하부 전극(13) 각각과 전기적으로 연결되고, 또한 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 형성되는 패드 패턴(35, 37), 연성인쇄회로기판(10)을 관통하도록 형성되는 비아 패턴(27, 29) 및 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15) 타면에 형성되는 패드 패턴(31, 33)에 의해 외부 기기(도시되지 않음)와 전기적으로 연결된다.

이때, 변환 소자(19)는 솔더링을 수행함에 의해 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일면에 변환 소자(19)가 배치되도록 형성할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 종래의 와이어 본딩 등과 같은 고가 장비를 사용하는 공정이 아닌 솔더링을 수행하여도 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15) 일면에 변환 소자(19)가 배치되도록 형성할 수 있는 것이다.

언급한 바와 같이, 본 발명의 따른 습도 센서(100)는 연성인쇄회로기판(10)을 베이스 기판으로 사용할 뿐만 아니라 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 내부에 형성되는 배선 패턴(13a)을 하부 전극(13)으로 적용하고, 아울러 연성인쇄회로기판(10)의 폴리이미드 필름(15a) 일부를 감습막(15)으로 적용할 수 있다. 이에, 본 발명의 습도 센서(100)는 수분 흡착에 따른 습도 변화가 곧바로 감습막(15)으로 전달될 수 있기 때문에 습도 변화에 대한 센싱 속도의 향상을 기대할 수 있고, 특히 즉각적인 대처를 요하는 차량의 결로 현상 등에 보다 용이하게 적용할 수 있다. 또한, 연성인쇄회로기판(10)을 사용함과 더불어 패키지 구조를 간소화할 수 있기 때문에 가격 경쟁력을 충분하게 확보할 수 있을 뿐만 아니라 차량 유리 등과 같은 곡면 구조에 보다 적극적으로 적용할 수 있다. 그리고 하부 전극(13) 및 감습막(15)의 형성을 생략할 수 있을 뿐만 아니라 변환 소자(19)를 솔더링에 의해 형성할 수 있기 때문에 간단한 공정의 수행만으로도 습도 센서(100)를 제조할 수 있고, 실장 공정에서의 스트레스를 사전에 방지할 수 있다.

본 발명의 따른 습도 센서 및 이의 제조 방법에 따르면, 센싱 속도 및 센싱 성능의 향상을 기대할 수 있기 때문에 보다 정밀한 습도 센싱을 요구하는 현장에 적극적으로 이용할 수 있다. 아울러, 패키지 구조를 간소화하여 가격 경쟁력을 충분하게 확보할 수 있기 때문에 산업 경쟁력의 향상을 기대할 수 있다. 또한, 간단한 공정의 수행만으로도 습도 센서를 제조할 수 있기 때문에 생산성의 향상도 기대할 수 있다.

10 : 연성인쇄회로기판 13 : 하부 전극
13a : 배선 패턴 15 : 감습막
15a : 폴리이미드 필름 17 : 상부 전극
19 : 변환 소자 21, 27, 29 : 비아 패턴
23, 25, 31, 33, 35, 37 : 패드 패턴
100 : 습도 센서

Claims (7)

1. 폴리이미드 필름을 포함하는 연성인쇄회로기판;
   상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 내에 형성되는 하부 전극;
   상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 상기 하부 전극과 마주하도록 형성되는 상부 전극;
   상기 하부 전극과 상기 상부 전극이 마주하는 사이에 위치하는 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름으로 이루어지는 감습막; 및
   상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 형성되는 변환 소자(ROIC : ReadOut IC)를 구비하는 습도 센서.
2. 제1 항에 있어서, 상기 하부 전극은 구리 전극 상에 금, 은, 백금, 니켈, 알루미늄 및 탄탈륨으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용하여 표면 처리한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 습도 센서.
3. 제1 항에 있어서, 상기 상부 전극은 금, 은, 백금, 크롬 및 탄탈륨으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 습도 센서.
4. 제1 항에 있어서, 상기 하부 전극 및 상기 변환 소자; 상기 상부 전극 및 상기 변환 소자; 및 상기 변환 소자 및 외부 기기 사이가 전기적으로 연결되도록 상기 연성인쇄회로기판은 상기 폴리이미드 필름 내에 형성되는 배선 패턴 및 비아 패턴; 및 상기 폴리이미드 필름 일면, 타면 또는 양면에 형성되는 패드 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습도 센서.
5. 내부에는 비아 패턴 및 배선 패턴; 일면, 타면 또는 양면에는 패드 패턴을 갖는 폴리이미드 필름으로 이루어지는 연성인쇄회로기판을 형성하는 단계;
   상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 형성되는 패드 패턴 일단부와 연결되면서 상기 연성인쇄회로기판 내부의 배선 패턴의 일부는 하부 전극으로 상기 폴리이미드 필름 일부는 감습막으로 적용되도록 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 상부 전극을 형성하는 단계; 및
   상기 상부 전극과 연결되는 상기 패드 패턴의 타단부와 연결되면서 상기 비아 패턴, 배선 패턴 및 패드 패턴에 의해 전기적으로 연결되도록 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 변환 소자를 형성하는 단계를 포함하는 습도 센서의 제조 방법.
6. 제5 항에 있어서, 상기 상부 전극은 리프트 오프(lift off) 공정을 수행함에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 습도 센서의 제조 방법.
7. 제5 항에 있어서, 상기 변환 소자는 솔더링을 수행함에 의해 상기 연성인쇄회로기판의 상기 폴리이미드 필름 일면에 형성하는 것을 특징으로 하는 습도 센서의 제조 방법.

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