KR20140107863A - Packaging structure of gas sensor - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a packaging structure of a gas sensor. According to the present invention, the packaging structure of a gas sensor includes: a gas sensor chip in a membrane structure having a membrane and an opening arranged on a lower part of the membrane, and is open towards the downside; and a base chip which includes electrodes to connect with the gas sensor chip and a mounting surface on which the gas sensor chip is attached and mounted. Between the base chip and the gas sensor chip, at least one air vent hole to allow air in the opening of the gas sensor chip to communicate with the outside is formed. According to the present invention, damage on a membrane of the sensor chip can be prevented or minimized by preventing thermal (heater heat, reaction heat) expansion generated in the sensor chip of air inside the membrane. Therefore, reliability and sensitivity of the sensor can be increased.

Description

가스센서의 패키징 구조{Packaging structure of gas sensor}[0001] The present invention relates to a packaging structure of a gas sensor,

본 발명은 가스센서의 패키징 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 멤브레인 구조를 가지는 가스센서의 신뢰도 향상 및 멤브레인의 손상을 최소화 또는 방지할 수 있는 가스센서의 패키징 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a packaging structure of a gas sensor, and more particularly, to a packaging structure of a gas sensor capable of improving reliability of a gas sensor having a membrane structure and minimizing or preventing damage to the membrane.

현재 친환경적인 대체 에너지로써 수소에 대한 관심은 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 자동차, 연료전지, 내연기관 등 다양한 분야에서 연구가 진행되어 급속하게 기존의 화석연료를 대체하고 있는 추세이며, 연구개발되는 관련 산업분야 역시 늘어나고 있는 추세이다. 하지만 수소는 높은 확산성으로 인해 누설 및 폭발의 우려가 있으므로 수소의 누설에 대비한 안전성에 관련한 대책 마련이 필수적으로 요구된다. 그러므로 수소 저장소 및 수소 관련 장치의 주변에는 각종 수소센서를 이용하여 안전 대책을 마련하고 있으며, 수소센서와 관련한 연구 및 개발이 활발하게 이루어지고 있다.At present, interest in hydrogen as an environmentally friendly alternative energy is steadily increasing. As a result, research has been conducted in various fields such as automobiles, fuel cells, and internal combustion engines, and the trend is rapidly replacing existing fossil fuels. However, due to the high diffusibility of hydrogen, there is a risk of leakage and explosion. Therefore, it is essential to take measures for safety against hydrogen leakage. Therefore, safety measures are taken by using various hydrogen sensors around the hydrogen storage and hydrogen related devices, and research and development related to hydrogen sensors are being actively carried out.

일반적으로 수소센서는 검출 방식에 따라 반도체식, 접촉 연소식, FET(Field Effect Transistor) 방식, 전해질식(전기화학식), 광섬유식, 열전식 등으로 나누어지는데, 그 중 접촉 연소식 수소센서는 히터를 구비하여 외부온도의 변화 및 습도 등의 외부 환경에 안정하고 수소에 대한 선택성이 높은 백금족 촉매를 사용하여 선택성 및 안정성에 효과가 있는 것으로 확인되고 있다.Generally, a hydrogen sensor is classified into a semiconductor type, a contact combustion type, a FET (Field Effect Transistor) type, an electrolytic type (electrical chemical formula), an optical fiber type, a thermoelectric type, Has been confirmed to have an effect on selectivity and stability by using a platinum group catalyst which is stable to external environment such as change in external temperature and humidity and has high selectivity to hydrogen.

이러한 종래의 접촉 연소식 수소센서의 구조 및 그 제조방법은 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0026810호에 개시되어 있다. The structure of such a conventional contact combustion type hydrogen sensor and its manufacturing method are disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0026810.

이러한 수소센서를 포함하는 가스센서는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 제조기술을 이용하여 센서칩 형태로 제조되며, 멤브레인(membrane)(박막)과 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 구비하고 있다. 이러한 가스센서칩은 상기 개구 주위의 하부 접착면에 접착물질을 도포하여 베이스 기판에 접착하는 형태로 구성된다. 이때 상기 가스센서칩은 상기 개구에 공기나 습기가 채워진 상태로 상기 베이스 기판에 가스센서칩의 하부면 전체가 접착되어 상기 개구가 폐쇄되게 된다. The gas sensor including the hydrogen sensor is manufactured in the form of a sensor chip using a MEMS (Micro Electro Mechanical System) manufacturing technology, and has a membrane (thin film) and an opening that opens downward under the membrane. The gas sensor chip is configured to apply an adhesive material to the lower bonding surface around the opening and to adhere to the base substrate. At this time, the gas sensor chip is bonded to the base substrate with the entire lower surface of the gas sensor chip in a state where the opening is filled with air or moisture, so that the opening is closed.

일반적으로 수소센서를 포함하는 가스센서는 센싱 역할을 수행하는 멤브레인의 내부 또는 인접부분에 촉매활성용 고온환경유지를 위한 히터가 내장되어 있다. 히터는 수백도의 온도로 가열되게 되는데, 이때 가스반응에 따른 발열반응이 더해지면, 멤브레인의 온도는 수백도 이상으로 올라가게 된다. Generally, a gas sensor including a hydrogen sensor has a built-in heater for maintaining a high-temperature environment for catalytic activation inside or adjacent to a membrane that performs a sensing function. The heater is heated to a temperature of hundreds of degrees. When the exothermic reaction is added due to the gas reaction, the temperature of the membrane rises to several hundred degrees.

상기 멤브레인의 온도가 수백도 이상으로 올라가게 되면, 폐쇄된 개구 내의 공기/습기가 열팽창하게 되고, 과다 팽창된 공기나 습기에 의해 멤브레인이 휘어지는 등 손상이 발생될 수 있다. 가스센서칩에서 센싱역할을 하는 멤브레인이 손상되게 되면, 칩 내구성이 떨어져 신뢰성이 저하되는 등의 문제점이 발생되게 된다. When the temperature of the membrane rises to several hundreds or more, the air / moisture in the closed opening thermally expands, and the membrane may be bent due to over-expanded air or moisture. If the membrane serving as a sensing element is damaged in the gas sensor chip, the durability of the chip is reduced and the reliability is lowered.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 가스센서의 패키징 구조를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a packaging structure of a gas sensor capable of overcoming the above-described problems.

본 발명의 다른 목적은 멤브레인의 손상을 방지 또는 최소화할 수 있는 가스센서의 패키징 구조를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a packaging structure of a gas sensor that can prevent or minimize damage to the membrane.

본 발명의 또 다른 목적은 내구성을 높이고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 가스센서의 패키징 구조를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a packaging structure of a gas sensor which can improve durability and improve reliability.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 가스센서의 패키징구조는, 멤브레인과, 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 가지는 멤브레인 구조의 가스센서칩과; 상기 가스센서칩과의 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되고, 상기 가스센서칩을 접착하여 실장하기 위한 실장면을 가지는 베이스칩을 구비하되, 상기 베이스칩과 상기 가스센서칩 사이에는 상기 가스센서칩의 개구 내부의 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 적어도 하나의 에어벤트홀이 형성된 구조를 가진다.According to an embodiment of the present invention, a gas sensor packaging structure according to the present invention includes: a membrane; a gas sensor chip having a membrane structure having an opening that opens downward below the membrane; And a base chip having electrodes for electrical connection with the gas sensor chip, the base chip having a mounting surface for mounting the gas sensor chip by adhering thereto, wherein between the base chip and the gas sensor chip, And at least one air vent hole for communicating the air inside the opening with the outside.

상기 실장면에는 일정깊이를 가지는 적어도 하나의 홈이 폭보다는 길이가 더 길도록 구비되고, 상기 적어도 하나의 에어벤트홀은 상기 가스센서칩의 접착면과 상기 적어도 하나의 홈의 바닥면이 서로 이격되도록, 상기 실장면에 상기 가스센서칩을 실장함에 의해 형성될 수 있다.Wherein at least one groove having a predetermined depth is longer than a width of the mounting surface, and the at least one air vent hole is formed such that an adhesive surface of the gas sensor chip and a bottom surface of the at least one groove are spaced apart from each other The gas sensor chip may be mounted on the mounting surface.

상기 가스센서칩은 제1가스센서칩과 제2가스센서칩으로 두 개가 구비되고, The gas sensor chip includes two first gas sensor chips and a second gas sensor chip,

상기 적어도 하나의 홈은 상기 실장면의 외부까지 연장형성될 수 있다.상기 베이스 기판에는 상기 제1가스센서칩이 실장되는 제1실장면 및 상기 제2가스센서칩이 실장되는 제2실장면으로 두 개의 실장면들이 서로 이격되어 구비되며, 상기 적어도 하나의 홈은 상기 제1실장면에서 상기 제2실장면까지 연장되어 형성될 수 있다.The at least one groove may extend to the outside of the mounting surface. The base substrate is provided with a first mounting surface on which the first gas sensor chip is mounted and a second mounting surface on which the second gas sensor chip is mounted Two of the seals may be spaced apart from each other, and the at least one groove may extend from the first seam to the second seam.

상기 가스센서칩의 접착면과 상기 실장면 사이에는 접착제층이 더 구비되며, 상기 접착제 층은 상기 적어도 하나의 에어벤트홀을 사이에 두고, 적어도 두 개의 접착제층이 수평방향으로 이격되는 형태로 배치될 수 있다.Wherein an adhesive layer is further provided between the adhesive surface of the gas sensor chip and the mounting surface, and the adhesive layer is arranged in such a manner that at least two adhesive layers are horizontally spaced apart with the at least one air vent hole therebetween .

상기 가스센서칩의 접착면과 상기 실장면 사이에는 접착제층이 더 구비되며, 상기 접착제층과 상기 에어벤트 홀은 서로 교대로 배치되는 구조를 가질 수 있다.An adhesive layer may be further provided between the adhesive surface of the gas sensor chip and the mounting surface, and the adhesive layer and the air vent hole may be alternately arranged.

상기 가스센서칩은 수소센서칩일 수 있다.The gas sensor chip may be a hydrogen sensor chip.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 다른 구체화에 따라, 본 발명에 따른 센서칩의 패키징 구조는, 멤브레인과, 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 가지는 멤브레인 구조의 센서칩과; 상기 센서칩과의 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되고, 상기 센서칩을 접착하여 실장하기 위한 실장면을 가지는 베이스 기판을 구비하되, 상기 베이스 기판과 상기 센서칩 사이에는 상기 센서칩의 개구 내부의 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 적어도 하나의 에어벤트홀이 형성된 구조를 가진다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a sensor chip packaging structure comprising: a membrane; a sensor chip having a membrane structure having an opening that opens downward below the membrane; And a base substrate having electrodes for electrical connection with the sensor chip and having a mounting surface for bonding and mounting the sensor chip, wherein air between the base substrate and the sensor chip At least one air vent hole for communicating with the outside.

상기 실장면에는 일정깊이를 가지는 적어도 하나의 홈이 폭보다는 길이가 더 길도록 구비되고, 상기 적어도 하나의 에어벤트홀은 상기 센서칩의 접착면과 상기 적어도 하나의 홈의 바닥면이 서로 이격되도록 상기 실장면에 상기 센서칩을 실장함에 의해 형성될 수 있다. Wherein at least one groove having a predetermined depth is longer than a width of the mounting surface, and the at least one air vent hole is formed such that an adhesive surface of the sensor chip and a bottom surface of the at least one groove are spaced apart from each other And mounting the sensor chip on the mounting surface.

상기 센서칩은 멤브레인 구조를 가지는 가스센서칩이나 고열로 가열되어 센싱을 수행하는 센서칩일 수 있다.The sensor chip may be a gas sensor chip having a membrane structure or a sensor chip which is heated by a high temperature to perform sensing.

본 발명에 따르면, 에어벤트 홀을 형성하여 폐쇄 또는 단속된 공간을 제거하고 외부와 개방되도록 함으로써 열에 의한 공기 팽창으로 센서칩의 멤브레인의 손상을 방지 또는 최소화할 수 있어, 센서의 신뢰성을 높이고 내구강도를 높일 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, since the air vent hole is formed to remove the closed or interrupted space and open to the outside, damage to the membrane of the sensor chip can be prevented or minimized by the air expansion due to heat, There is an advantage that it can increase.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스센서의 패키징 구조를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 상기 베이스칩의 구조를 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 가스센서의 패키징 구조를 나타낸 평면도이고,
도 4는 도 3의 단면도를 나타낸 것이다. 1 is a view showing a packaging structure of a gas sensor according to a first embodiment of the present invention,
Fig. 2 shows the structure of the base chip of Fig. 1,
3 is a plan view showing a packaging structure of a gas sensor according to a second embodiment of the present invention,
Fig. 4 shows a sectional view of Fig. 3. Fig.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings without intending to intend to provide a thorough understanding of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스센서의 패키징 구조를 나타낸 도면들로, 도 1의 (a)는 사시도이고 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 A-B 의 단면도이다.1 is a perspective view showing a packaging structure of a gas sensor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a perspective view and FIG. 1 (b) is a sectional view of AB in FIG. 1 .

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 가스센서의 패키징 구조는, 가스센서칩(100)과 베이스칩(200)을 구비한다. 상기 베이스칩(200)은 전극이나 회로패턴이 형성되어 있으며, 전극이나 회로패턴이 형성된 베이스 기판 또는 인쇄회로기판을 포함하는 의미일 수 있다.As shown in FIG. 1, the gas sensor packaging structure according to the first embodiment of the present invention includes a gas sensor chip 100 and a base chip 200. The base chip 200 may have an electrode or a circuit pattern formed thereon, and may include a base substrate or a printed circuit board on which an electrode or a circuit pattern is formed.

상기 가스센서칩(100)은 수소 등의 가스와 촉매층의 산화반응으로부터 발생되는 열에 의한 국부적인 온도차를 감지하여, 감지된 온도차로부터 수소가스 등 가스의 절대적인 농도를 측정할 수 있도록 제조된 것이다.The gas sensor chip 100 is manufactured to detect a local temperature difference due to heat generated from the oxidation reaction of the gas such as hydrogen and the catalyst layer and to measure the absolute concentration of the gas such as hydrogen gas from the sensed temperature difference.

상기 가스센서칩(100)은 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 제조기술을 이용하여 제조되며, 멤브레인(110)과 멤브레인(110)의 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구(120)를 가지는 멤브레인 구조의 센서칩을 모두 포함할 수 있다. 다시말해, 내부에 하부방향으로 오픈되는 개구(120)가 형성되고, 개구 상부에 멤브레인(110)이 형성된 구조의 센서칩을 모두 포함할 수 있다. 상기 개구(120)는 대부분 직사각형 구조가 대부분이며, 원형이나 다각형 구조를 가질 수도 있다. The gas sensor chip 100 is manufactured using a MEMS (Micro Electro Mechanical System) manufacturing technology and includes a membrane 110 and a membrane structure sensor 120 having an opening 120 opened downward at a lower portion of the membrane 110. [ Chip. ≪ / RTI > In other words, the sensor chip may include all of the sensor chips having a structure in which an opening 120 is opened in a downward direction and a membrane 110 is formed in an upper portion of the opening. Most of the openings 120 have a rectangular structure, and may have a circular or polygonal structure.

상기 가스센서칩(100)의 일 예로 수소센서칩은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다. 실리콘(Si)기판과, 상기 실리콘기판의 상부면에 형성된 적층막과, 상기 적층막의 상부 수소를 감지하고 가열 기능을 수행하도록 된 코일 형태의 백금히터와, 전극층이 증착되는 부분을 제외한 백금히터의 상부에 증착 형성되어 백금히터의 절연기능을 수행하는 절연층과, 상기 백금히터의 양단 끝 부분에 형성된 전극층과, 상기 절연층의 상부에 백금족 촉매를 세라믹 담체에 분산시켜 제작된 세라믹 촉매를 형성한 촉매층, 및 실리콘기판의 하부면에 형성되는 개구 및 멤브레인을 포함하는 구조를 가질 수 있다.As an example of the gas sensor chip 100, the hydrogen sensor chip may have the following structure. A platinum heater in the form of a coil for sensing the upper hydrogen of the laminated film and performing a heating function; and a platinum heater (not shown) except for the portion where the electrode layer is deposited. An electrode layer formed on both ends of the platinum heater, and a ceramic catalyst formed by dispersing a platinum group catalyst in a ceramic carrier on the insulating layer, A catalyst layer, and an opening formed on the lower surface of the silicon substrate and a membrane.

상기 가스센서칩(100)은 베이스칩(200)의 상부 실장면에 실장되는 구조를 가진다. 이때, 상기 가스센서칩(100)은 상술한 바와 같이, 촉매층을 가지는 검지센서칩(100a)와, 검지센서칩(100a)과 달리 촉매층을 가지지 않는 보상센서칩(100b)을 구비하여 하나의 베이스칩(200)에 실장되어 하나의 패키지를 구성할 수 있다. The gas sensor chip 100 has a structure in which the gas sensor chip 100 is mounted on an upper seal surface of the base chip 200. As described above, the gas sensor chip 100 includes the detection sensor chip 100a having a catalyst layer and the compensation sensor chip 100b having no catalyst layer unlike the detection sensor chip 100a, And may be mounted on the chip 200 to form one package.

일반적으로 가스센서는 가스를 검지하는 검지소자와 검지소자의 외부 환경에 의한 변화 요소를 상쇄시키는 보상소자로 이루어진다. 검지소자와 보상소자간의 열 차폐가 나쁠수록 수소 가스와 반응시 검지소자에서 발생하는 반응열이 보상소자로 많이 전달되며, 이는 센서의 불안정 및 저감도를 일으키는 요인으로 작용한다. Generally, a gas sensor is composed of a detecting element for detecting a gas and a compensating element for canceling a changing element due to the external environment of the detecting element. As the heat shielding between the sensing element and the compensating element becomes worse, the reaction heat generated from the sensing element during the reaction with the hydrogen gas is transmitted to the compensating element, which causes instability and sensitivity of the sensor.

따라서 촉매층이 형성된 검지센서칩(100a)과, 이와 동일한 구조를 가지되 촉매층이 형성되지 않는 보상센서칩(100b)을 보상소자로 하여 하나의 가스센서 패키지를 구현하고, 하나의 패키지 내에서 두 개의 칩으로 구성하게 되면 검지센서칩(100a)와 보상센서칩(100b) 간에 열 차폐 효율이 증대되고 외부환경변화에 의한 변화요소를 상쇄시킬 수 있으며, 가스센서가 안정되며 감도특성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, one gas sensor package is implemented by using the detection sensor chip 100a formed with the catalyst layer and the compensation sensor chip 100b having the same structure but without the catalyst layer as compensation elements, and two gas sensor packages Chip, the heat shielding efficiency between the sensor chip 100a and the compensating sensor chip 100b can be increased, the change factor due to external environmental change can be canceled, the gas sensor can be stabilized, and the sensitivity characteristic can be improved Can be obtained.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하나의 검지센서칩(100a)을 하나의 가스센서 패키지로 구현하는 것도 가능하다. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to implement one sensor chip 100a as one gas sensor package.

이하에서는 검지센서칩(100a)과 보상센서칩(100b)을 통칭하여 가스센서칩(100)이라 칭하기로 한다. Hereinafter, the detection sensor chip 100a and the compensation sensor chip 100b will be collectively referred to as a gas sensor chip 100. [

상기 베이스 칩(200)은 일반적으로 센서칩을 실장하기 위해 사용되는 실리콘기판, 세라믹 기판 또는 인쇄회로기판을 포함하는 베이스 기판일 수 있으며, 일반적인 센서칩의 실장이 가능한 실장면을 가지는 칩형태의 베이스 칩이 모두 포함될 수 있다.The base chip 200 may be a base substrate including a silicon substrate, a ceramic substrate, or a printed circuit board, which is generally used for mounting a sensor chip. The base chip 200 may be a chip- Chips may all be included.

도 2는 상기 베이스칩(200)의 구조를 나타낸 것으로, 도 2의 (a)는 사시도, 도 2의 (b)는 평면도, 도 2의 (c)는 도 2의 (a)의 C-D의 단면도를 나타낸 것이다.2 (a) is a perspective view, Fig. 2 (b) is a plan view, and Fig. 2 (c) is a sectional view of the CD shown in Fig. .

상기 베이스 칩(200)은 상기 가스센서칩(100)과의 전기적 연결을 위한 전극들(220)이 구비되고, 상기 가스센서칩(100)을 실장하기 위한 실장면(210a,210b)을 가진다.The base chip 200 is provided with electrodes 220 for electrical connection with the gas sensor chip 100 and has mounting surfaces 210a and 210b for mounting the gas sensor chip 100 thereon.

상기 전극들(220)은 가스센서칩(100) 하나에 대하여 두 개의 전극(220)이 구비되며, 두 개의 가스센서칩(100)이 패키징되는 경우에는 4개의 전극(220)이 구비될 수 있다. The electrodes 220 are provided with two electrodes 220 for one gas sensor chip 100 and four electrodes 220 when two gas sensor chips 100 are packaged .

상기 실장면(210a,210b)은 하나의 베이스칩(200)에 대하여 두 개가 구비될 수 있다. 이는 검지센서칩(100a)과 보상센서칩(100b)이 하나의 패키지를 구성하는 경우로, 상기 검지센서칩(100a)의 실장을 위한 제1실장면(210a)과 상기 보상센서칩(100b)의 실장을 위한 제2실장면(210b)이 서로 이격되어 배치될 수 있다. 물론 하나의 가스센서칩(100)이 실장되는 경우에는 하나의 실장면(210a,210b)이 중앙부에 구비되게 된다.Two mounts 210a and 210b may be provided for one base chip 200. This is a case where the detection sensor chip 100a and the compensation sensor chip 100b constitute one package and the first mounting scene 210a for mounting the detection sensor chip 100a and the compensation sensor chip 100b, The second mounting surface 210b for mounting the first mounting surface 210a may be spaced apart from each other. Of course, when one gas sensor chip 100 is mounted, one mount scene 210a or 210b is provided at the central portion.

상기 실장면(210a,210b)은 상기 가스센서칩(100)의 사이즈에 맞도록 상기 베이스 칩(200)의 표면과는 단차가 형성되도록 홈 형상으로 구조를 가질 수 있다. 이는 가스센서칩(100)의 실장을 용이하게 하고, 접착시 흔들림을 통해 정해진 위치를 벗어나서 실장되는 것을 최소화 또는 방지하기 위함이다.The mounting surfaces 210a and 210b may have a groove shape so as to form a step with the surface of the base chip 200 in accordance with the size of the gas sensor chip 100. This is to facilitate mounting of the gas sensor chip 100, and to minimize or prevent the mounting of the gas sensor chip 100 out of a predetermined position through shaking.

상기 실장면(210a,210b)에는 일정깊이를 가지는 적어도 하나의 홈(250)이 형성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 홈(250)은 폭보다는 길이가 길도록 구비되고, 상기 실장면(210a,210b)과는 단차가 형성되도록 일정깊이를 가질 수 있다.At least one groove 250 having a predetermined depth may be formed on the mounting surfaces 210a and 210b. The at least one groove 250 may have a longer length than the width, and may have a certain depth to form a step with the mounts 210a and 210b.

상기 적어도 하나의 홈(250)은 상기 가스센서칩(100)을 상기 실장면(210a,210b)에 실장하는 경우에, 적어도 하나의 에어벤트홀(250a)을 형성하기 위한 것이다. The at least one groove 250 is for forming at least one air vent hole 250a when the gas sensor chip 100 is mounted on the mounting surfaces 210a and 210b.

상기 에어벤트홀(250a)은 상기 실장면(210a,210b)에 상기 가스센서칩(100)이 실장되었을 경우에, 상기 가스센서칩(100)의 개구(120) 내부의 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 것으로, 개구(120) 내부의 공기나 습기가 열에 의해 과다 팽창하더라도, 멤브레인(110)이 손상되지 않도록 하기 위함이다.The air vent hole 250a allows the air inside the opening 120 of the gas sensor chip 100 to communicate with the outside when the gas sensor chip 100 is mounted on the mounting surfaces 210a and 210b In order to prevent the membrane 110 from being damaged even if air or moisture inside the opening 120 is excessively expanded by heat.

상기 적어도 하나의 홈(250)은 상기 실장면(210a,210b)의 외부까지 연장 형성될 수 있다. 즉 상기 실장면(210a,210b)의 일측 가장자리 부분에서 중심부를 거쳐 타측 가장자리 부분까지 길이방향으로 형성되며, 실장면(210a,210b)의 외부까지 연장형성될 수 있다.The at least one groove 250 may extend to the outside of the mounts 210a and 210b. That is to say, it is formed in the longitudinal direction from one side edge portion of the mounting surfaces 210a and 210b to the other side edge portion through the center portion, and may extend to the outside of the mounting surfaces 210a and 210b.

그리고, 상기 가스센서칩(100)이 검지센서칩(100a)인 제1가스센서칩과 보상센서칩(100b)인 제2가스센서칩으로 두 개가 실장되는 경우에, 상기 베이스 칩(200)에는 두 개의 실장면들(210a,210b)이 서로 이격되어 구비되며, 이때, 상기 적어도 하나의 홈(250)은 상기 제1실장면(210a)의 중심부 또는 일측 가장자리에서 상기 제2실장면(210b)의 중심부 또는 타측 가장자리까지 연장되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 (b)에서 상기 제1실장면(210a)의 상측가장자리 또는 중심부에서 상기 제2실장면(210b)의 중심부 또는 하측 가장자리까지 상기 적어도 하나의 홈(250)이 길이방향으로 연장되어 형성될 수 있다. When the gas sensor chip 100 is mounted with the first gas sensor chip as the detection sensor chip 100a and the second gas sensor chip as the compensation sensor chip 100b, The at least one groove 250 is formed in the second seal scene 210b at a central portion or one side edge of the first seal scene 210a. The two seal scenes 210a and 210b are spaced apart from each other, Or may extend to the center or the other edge of the base. For example, in FIG. 3 (b), the at least one groove 250 from the upper edge or central portion of the first mounting surface 210a to the central portion or the lower edge of the second mounting surface 210b, As shown in FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 도 2의 구조를 가지는 베이스 칩(200)의 상기 실장면(210a,210b)에 상기 가스센서칩(100)을 실장하게 되면, 자연스럽게 상기 베이스칩(200)과 상기 가스센서칩(100) 사이에 상기 적어도 하나의 에어벤트홀(250)이 형성되게 된다. 즉 상기 적어도 하나의 홈(250)을 미리 형성한 상태에서, 상기 실장면(210a,210b)에 상기 가스센서칩(100)을 실장하게 되면, 상기 가스센서칩(100)의 하부 접착면과 상기 적어도 하나의 홈(250)의 바닥면은 서로 이격되게 되고, 이에 따라, 상기 적어도 하나의 에어벤트홀(250a)이 형성되게 되는 것이다. As shown in FIG. 1, when the gas sensor chip 100 is mounted on the mounting surfaces 210a and 210b of the base chip 200 having the structure of FIG. 2, The at least one air vent hole 250 is formed between the gas sensor chips 100. That is, when the gas sensor chip 100 is mounted on the mounting surfaces 210a and 210b with the at least one groove 250 formed in advance, the lower bonding surface of the gas sensor chip 100, The bottom surfaces of at least one groove 250 are spaced apart from each other so that the at least one air vent hole 250a is formed.

상기 에어벤트홀(250a)의 형성에 따라, 상기 가스센서칩(100)의 개구(120) 내부의 공기가 외부와 소통이 가능하게 되므로, 개구(120) 내부의 공기나 습기가 열에 의해 과다 팽창하더라도, 멤브레인(110)이 손상되지 않게 되는 것이다.The air inside the opening 120 of the gas sensor chip 100 can communicate with the outside due to the formation of the air vent hole 250a so that the air or humidity inside the opening 120 is excessively expanded The membrane 110 is not damaged.

도 3 및 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 가스센서의 패키징 구조를 나타낸 것으로, 도 1 내지 도 2과 달리, 실장면(210a,210b)에 별도의 홈(250)을 형성함이 없이, 접착방식을 달리함에 의해 상기 에어벤트홀(250a)을 형성한 것이다.3 and 4 illustrate a packaging structure of a gas sensor according to a second embodiment of the present invention. Unlike FIGS. 1 and 2, a separate groove 250 is formed in the mounting surfaces 210a and 210b. The air vent hole 250a is formed by changing the bonding method.

도 3은 가스센서칩(100)이 베이스칩(200)에 실장된 상태의 평면도이고, 도 4는 단면도를 나타낸 것이다. 3 is a plan view of the gas sensor chip 100 mounted on the base chip 200, and Fig. 4 is a sectional view thereof.

종래의 경우에는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 가스센서칩(100)의 하부 접착면 전체에 접착제를 도포하여 접착제층(300)을 형성하여 실장면에 접착하는 방식으로 가스센서칩(100)의 실장이 이루어졌다. 그러나 이경우에는 상기 가스센서칩(100)의 개구(120)가 폐쇄되어 공기나 수분의 팽창에 의해 멤브레인(110)의 손상이 발생하게 되었다.3 (a), the adhesive layer 300 is formed by applying an adhesive to the entire lower surface of the gas sensor chip 100 to adhere to the surface of the gas sensor chip 100. In this case, (100) has been mounted. However, in this case, the opening 120 of the gas sensor chip 100 is closed, and the membrane 110 is damaged due to expansion of air or moisture.

이를 방지하기 위해, 도 3의 (b) 및 (c), 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 상기 가스센서칩(100)의 하부 접착면 전체에 접착제를 도포하는 것이 아니라, 상기 가스센서칩(100)의 하부 접착면 일부에만 접착제를 도포하여, 상기 가스센서칩(100)의 하부 접착면과 실장면 사이에 적어도 하나의 에어벤트홀(250b)을 형성하는 것이다.In order to prevent this, as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c) and 4 (a) and 4 (b), the adhesive is not applied to the entire lower bonding surface of the gas sensor chip 100 , At least one air vent hole (250b) is formed between the lower adhesive surface of the gas sensor chip (100) and the mounting surface by applying adhesive to only a part of the lower adhesive surface of the gas sensor chip (100).

즉 상기 가스센서칩(100)의 하부 접착면 중 접착제가 도포된 부분은 실장면과 접착되고, 접착제가 도포되지 않은 부분은 상기 접착제가 도포된 부분의 접착제층(300)으로 인해 틈새가 발생하게 되어 에어벤트홀(250b)로 기능하게 되는 것이다.That is, the portion of the lower adhesive surface of the gas sensor chip 100 to which the adhesive is applied is adhered to the mounting surface, and a portion where the adhesive is not applied causes a gap due to the adhesive layer 300 of the portion to which the adhesive is applied Thereby functioning as an air vent hole 250b.

상기 접착제층(300)은 도 3의 (b) 및 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 가스센서칩(100)의 하부접착면 중 좌우방향에만 형성되어, 상하방향으로 적어도 하나의 에어벤트홀(250b)이 형성되도록 할 수 있으며, 도 3의 (c) 및 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상하 좌우 접착면들 각각의 일부에만 형성되도록 하여, 모서리 부분으로 적어도 하나의 에어벤트홀(250b)이 형성되도록 할 수 있다. The adhesive layer 300 is formed only in the right and left direction of the lower bonding surface of the gas sensor chip 100 as shown in FIGS. 3 (b) and 4 (a), and at least one Air vent holes 250b may be formed in the upper and lower left and right adhesive surfaces 250a and 250b as shown in FIGS. 3c and 4b, The air vent hole 250b is formed.

다시 말하면, 상기 가스센서칩(100)의 접착면과 상기 실장면 사이에는 접착제층(300)이 구비되고, 상기 접착제 층(300)은 상기 적어도 하나의 에어벤트홀을 사이에 두고, 적어도 두 개의 접착제층(300)이 수평방향으로 이격되는 형태로 배치되도록 할 수 있다. 또한, 상기 접착제층(300)과 상기 에어벤트 홀(250b)이 수평방향으로 서로 교대로 배치되는 구조를 가지도록 하는 것이 가능하다.In other words, an adhesive layer 300 is provided between the adhesive surface of the gas sensor chip 100 and the mounting surface, and the adhesive layer 300 is interposed between the at least one air vent hole and at least two The adhesive layer 300 may be arranged in a state of being horizontally spaced apart. Further, the adhesive layer 300 and the air vent holes 250b may be alternately arranged in the horizontal direction.

상기 에어벤트홀(250b)은 상기 가스센서칩(100)의 하부접착면과 상기 실장면 사이에 접착제층(300)을 일부만 형성하여, 접착제층(300)의 형성을 통해 접착제층(300)이 형성되지 않은 부분이 하나의 에어벤트홀(250b)이 되도록 하는 구성을 가지게 되는 것이다. The air vent hole 250b is formed by partially forming an adhesive layer 300 between the lower adhesive surface of the gas sensor chip 100 and the mounting surface so that the adhesive layer 300 is formed through the formation of the adhesive layer 300. [ And the air vent holes 250b are formed in the air vent holes 250b.

본 발명의 실시예들에서는 가스센서칩을 이용하여 패키지를 구현하는 구성을 설명하고 있으나, 상기 가스센서칩은 수소센서칩 및 고열로 가열되는 센서류 등을 모두 포함할 수 있다. 또한 멤브레인 구조를 가지는 가스센서칩이나 기타 고열로 가열되어 센싱을 수행하는 센서칩을 모두 포함하여 패키지를 구현할 수 있음은 명백하다. In the embodiments of the present invention, a package is implemented using a gas sensor chip, but the gas sensor chip may include both a hydrogen sensor chip and a sensor that is heated to a high temperature. It is also apparent that a package can be implemented including a gas sensor chip having a membrane structure or other sensor chips which are heated by high temperature and perform sensing.

상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다. The foregoing description of the embodiments is merely illustrative of the present invention with reference to the drawings for a more thorough understanding of the present invention, and thus should not be construed as limiting the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the basic principles of the present invention.

100 : 가스센서칩 110 : 멤브레인
120 : 개구 200 : 베이스 칩
210a,210b : 실장면 250 : 홈
250a,250b : 에어벤트홀100: gas sensor chip 110: membrane
120: opening 200: base chip
210a, 210b: Actual scene 250: Home
250a, 250b: air vent hole

Claims (10)

멤브레인과, 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 가지는 멤브레인 구조의 가스센서칩과;
상기 가스센서칩과의 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되고, 상기 가스센서칩을 접착하여 실장하기 위한 실장면을 가지는 베이스칩을 구비하되,
상기 베이스칩과 상기 가스센서칩 사이에는, 상기 가스센서칩의 개구 내부 공기의 열적 팽창의 방지를 위해 상기 가스센서칩의 개구 내부 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 적어도 하나의 에어벤트홀이 형성된 구조를 가짐을 특징으로 하는 가스센서의 패키징 구조.A gas sensor chip of a membrane structure having a membrane and an opening that opens downward below the membrane;
And a base chip having electrodes for electrical connection with the gas sensor chip and having a mounting surface for mounting the gas sensor chip,
At least one air vent hole is formed between the base chip and the gas sensor chip so that the air inside the opening of the gas sensor chip communicates with the outside in order to prevent thermal expansion of the air inside the opening of the gas sensor chip Wherein the gas sensor has a plurality of gas sensors. 청구항 1에 있어서,
상기 실장면에는 일정깊이를 가지는 적어도 하나의 홈이 폭보다는 길이가 더 길도록 구비되고, 상기 적어도 하나의 에어벤트홀은 상기 가스센서칩의 접착면과 상기 적어도 하나의 홈의 바닥면이 서로 이격되도록, 상기 실장면에 상기 가스센서칩을 실장함에 의해 형성됨을 특징으로 하는 가스센서의 패키징 구조. The method according to claim 1,
Wherein at least one groove having a predetermined depth is longer than a width of the mounting surface, and the at least one air vent hole is formed such that an adhesive surface of the gas sensor chip and a bottom surface of the at least one groove are spaced apart from each other So that the gas sensor chip is mounted on the mounting surface. 청구항 2에 있어서,
상기 적어도 하나의 홈은 상기 실장면의 외부까지 연장형성됨을 특징으로 하는 가스센서의 패키징 구조. The method of claim 2,
Wherein the at least one groove extends to the outside of the mounting surface. 청구항 2에 있어서,
상기 가스센서칩은 제1가스센서칩과 제2가스센서칩으로 두 개가 구비되고, 상기 베이스 기판에는 상기 제1가스센서칩이 실장되는 제1실장면 및 상기 제2가스센서칩이 실장되는 제2실장면으로 두 개의 실장면들이 서로 이격되어 구비되며, 상기 적어도 하나의 홈은 상기 제1실장면에서 상기 제2실장면까지 연장되어 형성됨을 특징으로 하는 가스센서의 패키징구조. The method of claim 2,
Wherein the gas sensor chip includes two first gas sensor chips and a second gas sensor chip, wherein the base substrate has a first chamber surface on which the first gas sensor chip is mounted and a second chamber on which the second gas sensor chip is mounted Wherein the at least one groove is formed to extend from the first seal scene to the second seal scene, the two seal seams being spaced apart from each other in a two-seam scene. 청구항 1에 있어서,
상기 가스센서칩의 접착면과 상기 실장면 사이에는 접착제층이 더 구비되며, 상기 접착제 층은 상기 적어도 하나의 에어벤트홀을 사이에 두고, 적어도 두 개의 접착제층이 수평방향으로 이격되는 형태로 배치됨을 특징으로 하는 가스센서의 패키징 구조.The method according to claim 1,
An adhesive layer is further provided between the adhesive surface of the gas sensor chip and the mounting surface, and the adhesive layer is disposed such that at least two adhesive layers are horizontally spaced with the at least one air vent hole therebetween Wherein the gas sensor is a gas sensor. 청구항 1에 있어서,
상기 센서칩의 접착면과 상기 실장면 사이에는 접착제층이 더 구비되며, 상기 접착제층과 상기 에어벤트 홀은 서로 교대로 배치되는 구조를 가짐을 특징으로 하는 가스센서의 패키징 구조. The method according to claim 1,
Wherein an adhesive layer is further provided between the bonding surface of the sensor chip and the mounting surface, and the adhesive layer and the air vent hole are alternately arranged. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 가스센서칩은 수소센서 칩임을 특징으로 하는 가스센서의 패키징 구조.The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the gas sensor chip is a hydrogen sensor chip. 멤브레인과, 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 가지는 멤브레인 구조의 센서칩과;
상기 센서칩과의 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되고, 상기 센서칩을 접착하여 실장하기 위한 실장면을 가지는 베이스 기판을 구비하되,
상기 베이스 기판과 상기 센서칩 사이에는 상기 센서칩의 개구 내부 공기의 열적 팽창의 방지를 위해, 상기 센서칩의 개구 내부의 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 적어도 하나의 에어벤트홀이 형성된 구조를 가짐을 특징으로 하는 센서의 패키징 구조.A sensor chip having a membrane structure having a membrane and an opening opened downward under the membrane;
And a base substrate having electrodes for electrical connection with the sensor chip and having a mounting surface for bonding and mounting the sensor chip,
At least one air vent hole is formed between the base substrate and the sensor chip so as to allow air inside the opening of the sensor chip to communicate with the outside in order to prevent thermal expansion of the air inside the opening of the sensor chip. Wherein the sensor comprises a sensor. 청구항 8에 있어서,
상기 실장면에는 일정깊이를 가지는 적어도 하나의 홈이 폭보다는 길이가 더 길도록 구비되고, 상기 적어도 하나의 에어벤트홀은 상기 센서칩의 접착면과 상기 적어도 하나의 홈의 바닥면이 서로 이격되도록 상기 실장면에 상기 센서칩을 실장함에 의해 형성됨을 특징으로 하는 센서의 패키징 구조. The method of claim 8,
Wherein at least one groove having a predetermined depth is longer than a width of the mounting surface, and the at least one air vent hole is formed such that an adhesive surface of the sensor chip and a bottom surface of the at least one groove are spaced apart from each other And the sensor chip is mounted on the mounting surface. 청구항 9에 있어서,
상기 센서칩은 멤브레인 구조를 가지는 가스센서칩이나 고열로 가열되어 센싱을 수행하는 센서칩임을 특징으로 하는 센서의 패키징 구조. The method of claim 9,
Wherein the sensor chip is a gas sensor chip having a membrane structure or a sensor chip which is heated by high temperature to perform sensing.
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