KR20150080805A

KR20150080805A - 멤스 자계 센서

Info

Publication number: KR20150080805A
Application number: KR1020140000296A
Authority: KR
Inventors: 고용준
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2014-01-02
Filing date: 2014-01-02
Publication date: 2015-07-10

Abstract

실시 예에 따른 자계 센서는 기판; 상기 기판 위에 형성되는 제 1 구동 전극; 상기 제 1 구동 전극에 대응되는 형상을 가지며, 상기 기판 위에 상기 제 1 구동 전극과 일정 간격 이격되어 형성되는 제 2 구동 전극; 및 상기 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극의 마주보는 대향 면의 적어도 어느 하나에 형성되어, 상기 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극의 접촉에 의해 발생하는 손상을 방지하는 적어도 하나의 제 1 충격 흡수 부재를 포함한다.

Description

멤스 자계 센서{MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS MAGNETIC FIELD SENSOR}

실시 예는, 멤스 자계 센서에 관한 것이다.

MEMS 용량형 센싱 기술 기반의 자계 센서의 경우 일반적으로 자계에 반응하여 움직임이 가능한 구동 전극과 이에 대응하여 용량의 변화를 감지할 수 있는 고정 전극으로 구성되어 있다.

자계 센서의 원리는 구동 전극에 일정 방향으로 기준 전류를 흘려주게 되면, 외부에서 들어오는 자계 방향과 세기에 따라 로렌츠 힘에 의해 상기 구동 전극이 상기 고정 전극에 대해서 양이나 음의 방향으로 움직이게 된다.

이때, 두 전극 간의 거리나 오버랩 면적의 변화가 발생하여 커패시턴스가 변화하게 된다.

자계 센서는 이러한 커패시턴스의 변화 또는 이와 상응하여 변화하는 신호를 검출하여 자계를 감지하게 된다.

이러한 멤스 자계 센서는 US6664786에 개시되어 있다.

하지만, 이러한 일반적인 멤스 자계 센서에 충격이 가해지게 되면, 구동 전극이 충격력에 의해 움직이면서 이에 대응하는 고정 전극과 부딪치게 되어 파손이 발생하여 안정적인 구동 및 신호를 검출하지 못하여 결국에는 자계 센싱 기능을 상실하게 되는 심각한 문제를 발생시킨다.

실시 예는, 구조물에 충격이 가해질 때, 기준 전극 돌출부 및 가변 전극 돌출부가 서로 부딪침에 따른 파손 문제를 해결할 수 있는 새로운 구조의 멤스 자계 센서를 제공하도록 한다.

제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

또한, 상기 제 1 구동 전극은, 상기 기판 위에 고정 배치되는 제 1 몸체 및 상기 제 1 몸체로부터 돌출 형성되는 복수의 제 1 전극 돌출부를 포함하며, 상기 제 2 구동 전극은, 상기 제 1 구동 전극에 대하여 상대 이동하는 제 2 몸체 및 상기 제 2 몸체로부터 돌출되고, 상기 제 1 전극 돌출부와 교차 배치되는 복수의 제 2 전극 돌출부를 포함한다.

또한, 상기 제 1 구동 전극의 몸체는, 상기 제 1 전극 돌출부가 형성되는 제 1 영역과, 상기 제 1 전극 돌출부가 형성되지 않는 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 2 구동 전극의 몸체는, 상기 제 2 전극 돌출부가 형성되는 제 3 영역과, 상기 제 2 전극 돌출부가 형성되지 않는 제 4 영역을 포함하며, 상기 제 1 충격 흡수 부재는, 상기 제 2 전극 돌출부와 마주보는 상기 제 1 구동 전극의 몸체의 제 2 영역에 형성되거나, 상기 제 1 전극 돌출부와 마주보는 상기 제 2 구동 전극의 몸체의 제 4 영역에 형성된다.

또한, 상기 제 1 구동 전극은, 상기 기판으로부터 공급되는 기준 전류를 유동시키는 제 1 기준 전극과, 상기 제 1 기준 전극과 전기적으로 절연되고 물리적으로 연결되며, 커패시턴스의 변화를 측정하기 위한 감지 전압을 인가받는 제 1 가변 전극을 포함하고, 상기 제 2 구동 전극은, 상기 기판으로부터 공급되는 기준 전류를 유동시키는 제 2 기준 전극과, 상기 제 2 기준전극과 전기적으로 절연되고 물리적으로 연결되며, 상기 커패시턴스의 변화에 따른 상기 감지 기준 전압의 변화를 출력하는 제 2 가변 전극을 포함하며, 상기 제 1 충격 흡수 부재는, 상기 제 2 구동 전극의 제 2 가변 전극에 형성된다.

또한, 상기 제 1 가변 전극은, 제 1 몸체 및 상기 제 1 몸체로부터 돌출 형성되는 복수의 제 1 가변 전극 돌출부를 포함하고, 상기 제 2 가변 전극은 제 2 몸체 및 상기 제 1 가변 전극 돌출부와 교차되도록 상기 제 2 몸체로부터 돌출 형성되는 제 2 가변 전극 돌출부를 포함하며, 상기 제 1 충격 흡수 부재는, 상기 제 2 가변 전극의 제 2 몸체 중 상기 제 2 가변 전극 돌출부가 형성되지 않은 영역에 형성된다.

또한, 상기 제 1 충격 흡수 부재가 형성되는 영역은, 상기 제 1 가변 전극의 최 좌측에 형성된 제 1 가변 전극 돌출부와 마주보는 영역 및 상기 제 1 가변 전극의 최 우측에 형성된 제 1 가변 전극 돌출부와 마주보는 영역 중 적어도 어느 하나의 영역을 포함한다.

또한, 상기 제 1 충격 흡수 부재는 반구 형상을 가진다.

또한, 상기 기판과 상기 제 1 및 2 구동 전극을 연결하는 탄성부; 상기 탄성부의 일단과 연결되는 감지 전극; 상기 탄성부의 타단과 연결되는 전원 전극; 및 상기 탄성부와 감지 전극 또는 상기 탄성부와 전원 전극에 형성되는 제 2 충격 흡수 부재를 더 포함한다.

또한, 상기 감지 전극은, 상기 감지 전극에 상기 탄성부를 고정시키는 제 1 고정부를 포함하고, 상기 전원 전극은, 상기 전원 전극에 상기 탄성부를 고정시키는 제 2 고정부를 포함하고, 상기 제 2 충격 흡수 부재는, 상기 제 1 연결부 및 제 2 연결부 중 적어도 어느 하나에 형성된다.

또한, 상기 제 2 충격 흡수 부재는, 상기 제 1 연결부 또는 제 2 연결부 중 상기 제 1 및 2 구동 전극의 측면에 대향하는 면에 형성되는 제 1 충격 흡수 보조 부재와, 상기 제 1 연결부 또는 제 2 연결부 중 상기 탄성부를 구성하는 스프링에 대향하는 면에 형성되는 제 2 충격 흡수 보조 부재 중 적어도 하나를 포함한다.

실시 예에 따른 자계 센서는 기판; 상기 기판 위에 형성되는 탄성부; 상기 기판 위에 형성되며, 상기 탄성부의 일단과 연결되는 제 1 고정부를 포함하는 감지 전극; 상기 기판 위에 형성되며, 상기 탄성부의 타단과 연결되는 제 2 고정부를 포함하는 전원 전극; 및 상기 탄성부에 의해 상기 기판과 연결되며, 측정 대상 전류에 의한 자계에 의해 운동하여 가변 커패시터를 형성하는 복수의 구동 전극;을 포함하며, 상기 제 1 및 2 고정부 중 적어도 하나에는, 상기 자계 센서에 발생하는 충격을 흡수하는 제 1 충격 흡수 부재가 형성된다.

또한, 상기 제 1 충격 흡수 부재는, 상기 복수의 구동 전극의 측면에 대향하는 상기 제 1 고정부의 제 1 영역과, 상기 탄성부를 구성하는 스프링에 대향하는 상기 제 1 고정부의 제 2 영역과, 상기 복수의 구동 전극의 측면에 대향하는 상기 제 2 고정부의 제 3 영역과, 상기 탄성부를 구성하는 스프링에 대향하는 상기 제 2 고정부의 제 4 영역 중 적어도 어느 하나의 영역에 형성된다.

또한, 상기 복수의 구동 전극은, 제 1 구동 전극과, 상기 제 1 구동 전극에 대향하는 제 2 구동 전극을 포함하며, 상기 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극의 마주보는 대향 면의 어느 하나에는 제 2 충격 흡수 부재가 더 형성된다.

실시 예에 따르면, 멤스 자계 센서의 구조물에 충격 완화 부재를 형성하고, 상기 충격 완화 부재에 의해 상기 멤스 자계 센서에 발생하는 충격이 흡수되도록 함으로써, 상기 멤스 자계 센서가 파손되는 것을 사전에 방지할 수 있다.

또한, 실시 예에 따르면 대칭인 구조물 양쪽 지지대에 충격 완화 부재를 형성하여, 각 방향에 대한 충격 흡수가 이루어지도록 함으로써, 상기 멤스 자계 센서가 안정적으로 구동되도록 하여 자계 센싱 기능을 유지시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 멤스 자계 센서의 상면도이다.
도 2는 도 1의 고정 기판의 확대도이다.
도 3은 도 1의 가변 전극 돌출부의 확대도이다.
도 4는 도 1의 탄성부의 확대도이다.
도 5 및 6은 도 1의 제 1 충격 흡수 부재의 확대도이다.
도 7 및 8은 도 1의 제 2 충격 흡수 부재의 확대도이다.
도 9은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 멤스 자계 센서의 상면도이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 멤스 자계 센서의 상면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

실시 예는, 외부에서 가해지는 충격을 흡수할 수 있는 충격 완화 부재가 포함된 멤스 자계 센서를 제공한다.

이하에서는 도 1 내지 4를 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 멤스 자계 센서를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 멤스 자계 센서의 상면도이다.

도 1을 참고하면, 실시 예에 따른 자계 센서는 멤스 소자로서 고정 기판(110), 복수의 구동 전극부(120, 130), 복수의 탄성부(140, 150, 160, 170), 복수의 제 1 충격 흡수 부재(180), 및 제 2 충격 흡수 부재(190)를 포함한다.

멤스 소자(MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS)는 실리콘이나 수정, 유리 등을 가공해 초고밀도 집적회로, 초소형 기어, 하드디스크 등 초미세 기계구조물을 만드는 기술을 말한다. 멤스로 만든 미세 기계는 마이크로미터(100만분의 1 미터) 이하의 정밀도를 갖는다. 구조적으로는 증착과 식각 등의 과정을 반복하는 반도체 미세공정기술을 적용하며, 구동력은 전하간에 서로 당기는 힘인 정전기력과 표면장력 등을 이용해 전류를 발생시켜 전력소비량을 크게 낮추는 원리를 적용한 것이다.

이러한 멤스 소자로 이루어진 멤스 자계 센서는 복수의 구동 전극부(120, 130) 및 복수의 탄성부(140, 150, 160, 170)를 지지하기 위한 고정 기판(110)을 포함한다.

상기 고정 기판(110)은 플레이트 형상을 가지며, 사각형의 프레임 형상을 가질 수 있다. 이러한 고정 기판(110)은 가로로 긴 사각형일 수 있으며, 3mm*1mm의 면적을 가질 수 있다.

상기 고정 기판(110)은 복수의 층상 구조를 가질 수 있다.

상기 고정 기판(110)은 도면에 도시하지 않았지만, 지지 기판(도시하지 않음), 절연층(도시하지 않음) 및 전극층(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.

상기 고정 기판(110)은 중앙에 복수의 구동 전극부(120, 130)를 수용하는 제 1 수용 공간(210)과, 제 2 수용 공간(220)을 가지는 지지 기판(도시하지 않음) 위에 전극층의 패터닝에 의해 사각형의 각 변을 따라 배치되며, 서로 분리되어 있는 복수의 전극(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)을 포함한다.

복수의 전극(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)은 실리콘, 구리, 알루미늄, 몰리브덴, 텅스텐 등의 전도성 물질일 수 있으며, 바람직하게는 지지 기판과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 지지 기판의 실리콘 기판인 경우, 이와 동일하게 복수의 전극(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)도 실리콘으로 형성될 수 있다. 상기 복수의 전극(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)은 10 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있으며, 바람직하게는 50㎛ 내외의 두께를 가질 수 있다.

상기 복수의 전극(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)은 4개의 모서리 영역에 배치되어 있는 4개의 감지 전극(113, 114, 118, 119) 및 상기 감지 전극(113, 114, 118, 119)과 이웃하여 상기 제 1 수용 공간(210)을 향하여 돌출되는 전원 전극(111, 112, 116, 117)을 포함한다.

더욱 상세하게는, y축을 따라 일직선상에서 각각 모서리 영역에 배치되는 제1 감지 전극(113) 및 제2 감지 전극(114)이 형성되며, 제1 감지 전극(113)과 이웃하여 x축 방향으로 제1 감지 전극(113)보다 작은 폭을 갖도록 제1 전원 전극(111)이 형성되고, 제1 전원 전극(111)과 일직선을 이루며, 제2 감지 전극(114)과 이웃하여 x축 방향으로 제2 감지 전극(114)보다 작은 폭을 갖도록 제2 전원 전극(112)이 형성되어 있다.

실시 예에서는 제1 및 제2 감지 전극(113, 114)이 모서리 영역에 배치된 것으로 도시하였으나, 제1 및 제2 전원 전극(111, 112)이 모서리 영역까지 확장되고, 제1 및 제2 전원 전극(111, 112)이 제1 및 제2 감지 전극(113, 114)과 이웃하게 형성되는 경우, 제1 및 제2 감지 전극(113, 114)의 폭은 제1 및 제2 전원 전극(111, 112)보다 크지 않을 수도 있다.

제1 전원 전극(111)과 제2 전원 전극(112)은 소정의 이격 거리를 포함하며, 상기 이격 거리가 소정 범위 이상인 경우, 도 2와 같이 제1 및 제2 전원 전극(112) 사이에 제 1 더미 전극(115a)이 더 형성될 수 있다.

상기 제 1 더미 전극(115a)이 형성되는 경우, 상기 제 1 더미 전극(115a)은 x축 방향으로 제1 및 제2 전원 전극(111, 112)보다 작은 폭을 갖도록 형성된다.

한편, 제1 감지 전극(113)과 x축으로 일직선상에 배치되는 제3 감지 전극(118) 및 제3 감지 전극(118)과 y축을 따라 일직선상에서 모서리 영역에 배치되는 제4 감지 전극(119)을 포함한다.

또한, 제3 감지 전극(118)과 이웃하여 제3 감지 전극(118)보다 작은 폭을 갖도록 제3 전원 전극(116)이 형성되고, 제3 전원 전극(116)과 일직선을 이루며, 제4 감지 전극(119)과 이웃하여 제4 감지 전극(119)보다 작은 폭을 갖도록 제4 전원 전극(117)이 형성되어 있다.

제3 전원 전극(116)과 제4 전원 전극(117)은 소정의 이격 거리를 포함하며, 상기 이격 거리가 소정 범위 이상인 경우, 도 2와 같이 제3 및 제4 전원 전극(117) 사이에 제 2 더미 전극(115b)이 더 형성될 수 있다.

상기 제 2 더미 전극(115b)이 형성되는 경우, 상기 제 2 더미 전극(115b)은 제3 및 제4 전원전극(116, 117)보다 작은 폭을 갖도록 형성된다.

실시 예는 상기 제 1 수용 공간(210)을 이루는 측면에 기판이 노출되도록 제 1 및 2 더미 전극(115a, 115b)의 폭을 제어하여 상기 제 1 및 2 더미 전극(115a, 115b)과 기준 전극(121, 131)의 쇼트발생을 방지할 수 있다.

각 감지 전극(113, 114, 118, 119)과 그에 이웃한 전원 전극(111, 112, 116, 117)의 폭 차에 의하여 복수의 제 2 수용 공간(220)이 각각 형성되며, 각각의 제 2 수용 공간(220)에는 복수의 탄성부(140, 150, 160, 170)가 각각 배치된다.

또한, 실시 예는, 이웃한 탄성부(300, 310, 320, 330)를 지지하기 위하여 각각의 감지 전극(113, 114, 118, 119)으로부터 제 1 수용 공간(210)를 향하여 돌출되어 상기 전원 전극(111, 112, 116, 117)과 함께 상기 제 2 수용 공간(220)을 이루는 돌출부가 더 형성된다.

이때, 상기 복수의 감지 전극(113, 114, 118, 119) 및 전원 전극(111, 112, 116, 117) 위에는 금속층(도시하지 않음)이 더 형성될 수 있다.

금속층은 구리, 알루미늄, 몰리브덴, 텅스텐, 은 등의 고전도성 물질로 형성되며, 전극층이 실리콘으로 형성되는 경우, 실리콘보다 전기전도성이 높은 물질로 형성된다.

이와 같이 전극 영역에 전기전도성이 높은 물질을 더 형성함으로써 전류 확산을 원활히 진행하여 반응 속도를 높일 수 있다.

상기 고정 기판(110)의 제 1 수용 공간(210) 내에 복수의 구동 전극부(120, 130)가 배치된다.

상기 복수의 구동 전극부(120, 130)는 제1, 제2 감지 전극(113, 114) 및 제1, 2 전원 전극(111, 112) 사이에 둘러싸여 전원을 공급받는 제1 구동 전극(120), 및 상기 제3, 제4 감지 전극(118, 119) 및 제3, 4 전원 전극(116, 117) 사이에 둘러싸여 전원을 공급받는 제2 구동 전극(130)을 포함한다.

상기 제1 구동 전극(120)은 제 1 수용 공간(210) 내에서 y축으로 연장되어 있는 제1 기준 전극(121), 제1 가변 전극(122) 및 둘을 연결하는 적어도 하나의 제1 연결부(123)를 포함한다.

제1 기준 전극(121)과 제1 가변 전극(122)은 두 개의 탄성부(140, 160)로부터 연장되는 전극층으로 형성된다.

제1 기준 전극(121)은 제1 및 제3 탄성부(140, 160) 사이를 연결하는 바(bar) 타입의 몸체를 포함하며, 제1 및 제3 탄성부(140, 160)의 다리부(추후 설명)보다 큰 폭을 갖도록 형성된다.

상기 몸체는 x축 방향으로 돌출되어 확장되며, 이러한 확장은 제1 및 제2 전원 전극(111, 112)과 제 1 더미 전극(115a) 사이에서 형성되는 x축 방향으로의 단차에 의한 공간으로의 확장을 의미한다.

상기 제1 기준 전극(121)의 길이(d1)는 500 내지 5000㎛, 바람직하게는 1500 내지 2500㎛일 수 있다.

상기 제1 기준 전극(121)은 제 1 더미 전극(115a)을 향하여 돌출되어 있는 복수의 제1 기준 전극 돌출부(124)를 포함한다.

상기 제1 기준 전극 돌출부(124)는 빗살(comb) 형상으로 형성될 수 있으며, 소정의 길이(d4)를 가지는 제1 기준 전극 돌출부(124)의 폭(W3)은 1 내지 30㎛, 바람직하게는 3 내지 4㎛를 충족할 수 있다.

제1 기준 전극(121)의 길이(d1), 제1 기준 전극 돌출부(124)의 폭(W3) 및 이격거리에 따라 제1 기준 전극 돌출부(124)의 수효가 결정된다.

한편, 제1 가변 전극(122)은 제1 기준 전극(121)과 동일한 형상을 가지며, 제 1 연결부(123)를 기준으로 서로 대칭적으로 배치된다. 따라서, 제1 구동 전극(120)은 x축 방향의 무게 중심을 유지할 수 있다.

즉, 제1 가변 전극(122)은 제1 및 제3 탄성부(140, 160) 사이를 연결하는 바 타입의 몸체로 형성되어 있으며, 제1 및 제3 탄성부(140, 160)의 다리부(추후 설명)보다 큰 폭을 갖도록 형성된다.

상기 폭은 x축 방향으로 돌출되어 확장되며, 이러한 확장은 제1 및 제2 감지 전극(113, 114)의 돌출부에 의한 제 1 수용 공간(210)의 단차로의 확장을 의미한다.

상기 제1 가변 전극(122)의 길이(d1)는 500 내지 5000㎛, 바람직하게는 1500 내지 2500㎛일 수 있다.

상기 제1 가변 전극(126)은 제2 가변 전극(132)을 향하여 돌출되어 있는 복수의 제1 가변 전극 돌출부(125)를 포함한다.

상기 제1 가변 전극 돌출부(125)는 빗살(comb) 형상으로 형성될 수 있으며, 제1 가변 전극 돌출부(125)의 폭(W1)은 1 내지 30㎛, 바람직하게는 3 내지 4㎛를 충족할 수 있다.

제1 가변 전극 돌출부(125)의 수효는 제1 기준 전극(121)의 길이(d1), 제1 가변 전극 돌출부(125)의 폭(W1) 및 이격거리(W2)에 따라 결정된다.

한편, 제1 연결부(123)는 제1 기준 전극(121) 및 제1 가변 전극(122)의 몸체의 일부 또는 전부에 걸치도록 형성된다.

제1 연결부(123)는 도 1과 같이 적어도 하나일 수 있으며, 이와 달리 복수 개의 제1 연결부(123)가 일정한 간격을 가지며 배치될 수 있다.

상기 제1 연결부(123)는 제1 기준 전극(121)과 제1 가변 전극(122)을 전기적으로 절연하면서 물리적으로 연결하기 위한 것이다.

이때, 상기 제1 연결부(220)을 지지하는 지지기판은 일부가 식각되어 고정기판(110) 하부의 지지기판의 두께보다 작은 두께를 갖도록 형성되어 상기 제1 연결부(123)를 고정기판의 최하점으로부터 부양시킨다.

상기 제1 연결부(123)는 100·300㎛로 형성될 수 있으며, 장변이 제1 기준 전극(121)과 제1 가변 전극(122)의 몸체를 가로지르도록 배치된다.

한편, 상기 제2 구동 전극(130)은 제 1 수용 공간(210) 내에서 y축으로 연장되어 있는 제2 기준 전극(131), 제2 가변 전극(132) 및 둘을 연결하는 적어도 하나의 제2 연결부(133)를 포함한다.

제2 기준 전극(131)과 제2 가변 전극(132)은 제 2 및 4 탄성부(150, 170)로부터 연장되는 전극층으로 형성된다.

제2 기준 전극(131)은 제1 기준 전극(121)과 동일한 형상을 가지며, 대칭적으로 형성된다.

상기 제2 기준 전극(131)은 제2 및 제4 탄성부 (150, 170)사이를 연결하는 바(bar) 타입의 몸체를 포함하며, 몸체의 장변으로부터 더미 전극(150b)을 향하여 돌출되어 있는 복수의 제2 기준 전극 돌출부(134)를 포함한다.

제2 가변 전극(132)은 제2 기준 전극(131)과 동일한 형상을 가지며, 제2 연결부(133)를 기준으로 서로 대칭적으로 배치된다. 따라서, 제2 구동 전극(130)은 x축 방향의 무게 중심을 유지할 수 있다.

즉, 제2 가변 전극(132)은 제2 및 제4 탄성부(150, 170) 사이를 연결하는 바 타입의 몸체로 형성되어 있으며, 제1 가변 전극(122)을 향하여 돌출되어 있는 복수의 제2 가변 전극 돌출부(135)를 포함한다.

제1 가변 전극 돌출부(125)와 제2 가변 전극 돌출부(135)는 서로 교차하도록 배치된다.

이때, 상기 제1 가변 전극(122)과 제2 가변 전극(132)의 각 전극 돌출부(125, 135)가 자계 센서의 중앙 영역에서 서로 마주보도록 배치되어 가변 커패시터를 형성한다.

상기 가변 커패시터는 제1 가변 전극(122)의 제1 가변 전극 돌출부(125)와 제2 가변전극(132)의 제2 가변 전극 돌출부(135)가 서로 교차하도록 배치되어 교차되는 돌출부(127, 137)의 면적에 따라 커패시터의 용량이 가변한다. 본 실시 예에서는 이러한 빗살모양의 구동기인 콤 드라이브(Comb drive)에 의하여 가변 커패시터를 구현하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정하지 않으며 마주보는 돌출부의 거리 차를 이용하는 구조 등 가변 커패시터를 구현할 수 있는 다양한 구조에 의해 실현될 수 있다.

상기 제1 가변 전극 돌출부(125)와 제2 가변 전극 돌출부(135)는 제1 내지 제4 전원 전극(111, 112, 116, 117)에 전압이 인가되지 않은 상태 또는 로렌츠 힘이 발생하지 않은 상태에서 약 30㎛ 내외의 중첩 거리(d2)를 가진다.

하나의 제1 가변 전극 돌출부(125)와 이웃한 제2 가변 전극 돌출부(135) 사이의 이격거리(W2)는 1 내지 10㎛, 바람직하게는 2 내지 3㎛일 수 있다.

한편, 제2 연결부(133)는 제1 연결부(123)와 동일하게 형성되며, 제2 기준 전극(131) 및 제2 가변 전극(132)의 몸체 사이에 노출되는 영역을 가지며, 제2 기준 전극(131) 및 제2 가변 전극(132)의 일부 또는 전부에 걸치도록 형성된다.

상기 제2 연결부(133)는 제2 기준 전극(131)과 제2 가변 전극(132)을 전기적으로 절연하면서 물리적으로 연결하기 위한 것이다.

또한, 상기 제1 기준 전극(121), 제1 가변 전극(122), 제2 기준 전극(131) 및 제2 가변 전극(132)의 몸체의 일부에는 상기 고정기판(110)을 구성하는 금속층으로부터 연장되는 금속패턴(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 각 가변전극 및 각 기준전극의 전류 확산 효율을 높혀 도전성이 향상되어 반응 속도가 빨라지고, 출력 값의 신뢰도가 향상된다.

한편, 자계 센서는 고정기판(110)과 제1 구동 전극(120)을 연결하는 제1 탄성부(140) 및 제3 탄성부(160), 고정기판(110)과 제 2 구동 전극(130)을 연결하는 제2 탄성부(150) 및 제4 탄성부(170)를 포함한다.

도 4는 상기 제 1 내지 4 탄성부(140, 150, 160, 170)의 구조를 보여주는 도면이다.

이하에서는, 도 4를 참조하여, 상기 제1 내지 제4 탄성부(140, 150, 160, 170)에 대하여 상세히 설명한다.

제1 탄성부 내지 제4 탄성부(140, 150, 160, 170)는 폴디드 타입(folded type)의 스프링으로 구성된다.

제1 내지 제4 탄성부(140, 150, 160, 170)는 각각의 전원 전극(111, 112, 116, 117) 및 감지 전극(113, 114, 118, 119)이 형성하는 제 2 수용 공간(220) 내에 각각 배치된다.

즉, 제1 전원 전극(111) 및 제1 감지 전극(113)이 형성하는 제 2 수용 공간(220) 내에는 제 3 탄성부(160)가 배치된다.

제2 전원 전극(112) 및 제2 감지 전극(114)이 형성하는 제 2 수용 공간(220) 내에 제1 탄성부(140)가 배치된다.

또한, 제3 전원전극(116) 및 제3 감지 전극(118)이 형성하는 제 2 수용 공간(220) 내에 제 4 탄성부(170)가 배치된다.

또한, 제4 전원 전극(117) 및 제4 감지 전극(119)이 형성하는 제 2 수용 공간(220) 내에 제 2 탄성부(150)가 배치된다.

제1 탄성부(140)는 몸체(141)와, 제 1 내지 4 스프링(142, 143, 144, 145)을 포함한다.

제 1 내지 4 스프링(142, 143, 144, 145)은 몸체(141)로부터 상기 몸체(141)의 두께 방향과 대략 수직 방향으로 분기되어 있다.

제 4 스프링(145)은 상기 몸체(141)로부터 연장되어 있으며, 상기 제 2 감지 전극(114)으로부터 상기 제 2 수용 공간(220)을 향하여 절곡된다.

제 3 스프링(144)은 상기 몸체(141)로부터 연장되어 있고, 상기 제 1 가변 전극(122)의 몸체와 연결되며, 상기 제 4 스프링(145)과 일정 간격 이격된 상태로 상기 제 4 스프링(145)과 이웃하게 배치된다.

상기 몸체(141)는 상기 제 1 내지 4 스프링(142, 143, 144, 145)의 끝단을 서로 연결하며, 상기 제 2 수용 공간(220)의 바닥 변과 평행하게 형성되어 있다.

상기 제 1 스프링(142)은 제 2 전원 전극(112)으로부터 상기 제 2 수용 공간(220)을 향상하여 절곡 연장되어 있다.

또한, 제 2 스프링(143)은 상기 제 1 스프링(142)과 이웃하게 배치된다.

상기 제 1 내지 4 스프링(142, 143, 144, 145)은 상호 이격되어, 상기 몸체(141)로부터 서로 이웃하게 배치되어 있다.

제2 탄성부(150)는 상기 제 1 탄성부(140)와 마찬가지로 몸체(151)와, 제 1 내지 4 스프링(152, 153, 154, 155)을 포함한다.

제 1 내지 4 스프링(152, 153, 154, 155)은 몸체(151)로부터 상기 몸체(151)의 두께 방향과 대략 수직 방향으로 분기되어 있다.

제 1 스프링(152)은 상기 몸체(151)로부터 연장되어 있으며, 상기 제 4 감지 전극(119)으로부터 상기 제 2 수용 공간(220)을 향하여 절곡된다.

제 2 스프링(153)은 상기 몸체(151)로부터 연장되어 있고, 상기 제 2 가변 전극(132)의 몸체와 연결되며, 상기 제 1 스프링(152)과 일정 간격 이격된 상태로 상기 제 1 스프링(152)과 이웃하게 배치된다.

상기 몸체(151)는 상기 제 1 내지 4 스프링(152, 153, 154, 155)의 끝단을 서로 연결하며, 상기 제 2 수용 공간(220)의 바닥 변과 평행하게 형성되어 있다.

상기 제 4 스프링(155)은 제 2 전원 전극(117)으로부터 상기 제 2 수용 공간(220)을 향상하여 절곡 연장되어 있다.

또한, 제 3 스프링(154)은 상기 제 4 스프링(155)과 이웃하게 배치된다.

상기 제 1 내지 4 스프링(152, 153, 154, 155)은 상호 이격되어, 상기 몸체(151)로부터 서로 이웃하게 배치되어 있다.

제 3 탄성부(160)는 몸체(161)와, 제 1 내지 4 스프링(162, 163, 164, 165)을 포함한다.

제 1 내지 4 스프링(162, 163, 164, 165)은 몸체(161)로부터 상기 몸체(161)의 두께 방향과 대략 수직 방향으로 분기되어 있다.

제 4 스프링(165)은 상기 몸체(161)로부터 연장되어 있으며, 상기 제 1 감지 전극(113)으로부터 상기 제 2 수용 공간(220)을 향하여 절곡된다.

제 3 스프링(164)은 상기 몸체(161)로부터 연장되어 있고, 상기 제 1 가변 전극(122)의 몸체와 연결되며, 상기 제 4 스프링(165)과 일정 간격 이격된 상태로 상기 제 4 스프링(165)과 이웃하게 배치된다.

상기 몸체(161)는 상기 제 1 내지 4 스프링(162, 163, 164, 165)의 끝단을 서로 연결하며, 상기 제 2 수용 공간(220)의 바닥 변과 평행하게 형성되어 있다.

상기 제 1 스프링(162)은 제 1 전원 전극(111)으로부터 상기 제 2 수용 공간(220)을 향상하여 절곡 연장되어 있다.

또한, 제 2 스프링(163)은 상기 제 1 스프링(162)과 이웃하게 배치된다.

상기 제 1 내지 4 스프링(162, 163, 164, 165)은 상호 이격되어, 상기 몸체(161)로부터 서로 이웃하게 배치되어 있다.

제4 탄성부(170)는 상기 제 2 탄성부(150)와 마찬가지로 몸체(171)와, 제 1 내지 4 스프링(172, 173, 174, 175)을 포함한다.

제 1 내지 4 스프링(172, 173, 174, 175)은 몸체(171)로부터 상기 몸체(171)의 두께 방향과 대략 수직 방향으로 분기되어 있다.

제 1 스프링(172)은 상기 몸체(171)로부터 연장되어 있으며, 상기 제 3 감지 전극(118)으로부터 상기 제 2 수용 공간(220)을 향하여 절곡된다.

제 2 스프링(173)은 상기 몸체(171)로부터 연장되어 있고, 상기 제 2 가변 전극(132)의 몸체와 연결되며, 상기 제 1 스프링(172)과 일정 간격 이격된 상태로 상기 제 1 스프링(172)과 이웃하게 배치된다.

상기 몸체(171)는 상기 제 1 내지 4 스프링(172, 173, 174, 175)의 끝단을 서로 연결하며, 상기 제 2 수용 공간(220)의 바닥 변과 평행하게 형성되어 있다.

상기 제 4 스프링(175)은 제 3 전원 전극(116)으로부터 상기 제 2 수용 공간(220)을 향상하여 절곡 연장되어 있다.

또한, 제 3 스프링(174)은 상기 제 4 스프링(175)과 이웃하게 배치된다.

상기 제 1 내지 4 스프링(172, 173, 174, 175)은 상호 이격되어, 상기 몸체(171)로부터 서로 이웃하게 배치되어 있다.

이와 같이 형성되는 4개의 탄성부(140, 150, 160, 170)는 서로 동일한 수효의 스프링을 포함하며, 자계 센서(100)의 구동 전극부(120, 130)의 양 단에 서로 마주하며 형성되어 장력을 분산시킬 수 있다.

또한, 서로 대칭적으로 형성되어 전체적으로 균형을 이루어 소자 신뢰성이 확보될 수 있다.

이러한 4개의 탄성부(140, 150, 160, 170)는 전극층으로 구성되어 각 구성 요소의 물리적 연결뿐 아니라, 전기적 연결을 수행하며, 구동 뒤에 탄성력에 의한 복원력을 제공한다.

또한, 4개의 탄성부(140, 150, 160, 170)는 동일하게 구성되며, 고정기판(110)의 전극들로부터 연장되는 금속층이 형성되어 전기 전도성을 높인다.

한편, 본 발명의 자계 센서(100)에는 구동 전극부(120, 130), 복수의 탄성부(140, 150, 160, 170), 및 복수의 전극(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119) 중 적어도 어느 하나에 형성되어, 상기 자계 센서(100)에 발생하는 충격을 흡수하는 충격 흡수 부재(180, 190)가 형성된다.

상기 충격 흡수 부재(180, 190)는 상기 자계 센서(100)의 수직 방향으로 발생는 충격을 흡수하고, 또한 상기 자계 센서(100)의 수평 방향으로 발생하는 충격을 흡수한다.

상기 충격 흡수 부재(180, 190)는 SU-8과 같은 폴리머 등의 절연 물질로 형성될 수 있다. 한편, 상기에서는 상기 충격 흡수 부재(180, 190)가 SU-8과 같은 폴리머 등의 절연 물질로 형성된다고 예시하였지만, 본 실시 예는 이에 한정되지 않고, 충격을 흡수할 수 있는 그 어떠한 물질로 상기 충격 흡수 부재(180, 190)가 형성될 수 있을 것이다.

본 발명은, 복수의 탄성부(140, 150, 160, 170), 및 복수의 전극(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119) 중 어느 하나에 형성되는 제 1 충격 흡수 부재(180)와, 상기 구동 전극부(120, 130)에 형성되는 제 2 충격 흡수 부재(190)를 포함한다.

도 5 및 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 충격 흡수 부재(180)를 나타낸 도면이다.

우선, 도 5를 참조하면, 제 1 충격 흡수 부재(180)는 제 2 전원 전극(120)과 제 1 탄성부(140)를 고정하는 제 1 고정부(1121)에 형성되는 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)와, 상기 제 1 고정부(1121)와 연결되는 제 1 탄성부(140)에 형성되는 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)를 포함한다.

제 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 상기 제 1 고정부(1121)와 상기 제 1 구동 전극(120) 사이에 형성된다. 실질적으로, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 상기 제 1 고정부(1121)의 우측면에 형성된다.

상기 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 상기 자계 센서(100)의 수평 방향으로 발생하는 충격에 의해, 상기 제 2 전원 전극(112) 또는 제 1 탄성부(140)와 상기 제 1 구동 전극(120) 사이에서 발생하는 충격을 흡수한다.

한편, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)가 상기 제 1 고정부(1121)에 부착된다고 도시하였지만, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)가 상기 제 1 고정부(1121)와 이웃하는 상기 제 1 구동 전극(120)의 좌측면에 형성될 수도 있을 것이다.

이때, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 상기 제 1 고정부(1121)와, 상기 제 1 기준 전극(121) 사이에 형성된다.

상기 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)는 상기 제 1 탄성부(140)의 제 1 스프링(142) 및 제 2 스프링(143) 사이에 형성된다.

상기 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)는 상기 제 1 스프링(142)의 하면에 부착될 수 있으며, 그에 따라 상기 자계 센서(100)의 수직 방향으로 발생하는 충격을 흡수할 수 있다.

또한, 도 6을 참조하면 제 1 충격 흡수 부재(180)는 제 2 감지 전극(114)에 제 1 탄성부(140)를 고정시키는 제 2 고정부(1141)에 형성되는 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)와, 상기 제 2 고정부(1141)와 연결되는 제 1 탄성부(140)에 형성되는 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)를 포함할 수 있다.

제 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 상기 제 2 고정부(1141)와 상기 제 1 구동 전극(120) 사이에 형성된다. 실질적으로, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 상기 제 2 고정부(1141)의 우측면에 형성된다.

상기 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 상기 자계 센서(100)의 수평 방향으로 발생하는 충격에 의해, 상기 제 2 감지 전극(114) 또는 제 1 탄성부(140)와 상기 제 1 구동 전극(120) 사이에서 발생하는 충격을 흡수한다.

한편, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)가 상기 제 2 고정부(1141)에 부착된다고 도시하였지만, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)가 상기 제 2 고정부(1141)와 이웃하는 상기 제 1 구동 전극(120)의 좌측면에 형성될 수도 있을 것이다.

즉, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 상기 제 2 고정부(1141)와, 상기 제 1 가변 전극(122) 사이에 형성된다.

상기 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)는 상기 제 1 탄성부(140)의 제 3 스프링(144) 및 제 4 스프링(145) 사이에 형성된다.

상기 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)는 상기 제 4 스프링(145)의 상면에 부착될 수 있으며, 그에 따라 상기 자계 센서(100)의 수직 방향으로 발생하는 충격을 흡수한다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)와 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)는 상기 제 1 탄성부(140)와 관련된 위치뿐 아니라, 제 2 탄성부(150), 제 3 탄성부(160) 및 제 4 탄성부(170)와 관련된 위치에도 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 제 4 감지 전극(119)과 제 2 탄성부(150) 사이를 연결하는 제 3 고정부(1191)에 형성될 수 있다.

또한, 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)는 상기 제 3 고정부(1191)와 연결되는 제 2 탄성부(150), 구체적으로는 상기 제 2 탄성부(150)의 제 1 스프링(152)의 하면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 제 4 전원 전극(117)과 제 2 탄성부(150) 사이를 연결하는 제 4 고정부(1171)에 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)는 상기 제 4 고정부(1171)와 연결되는 제 2 탄성부(150), 구체적으로는 상기 제 2 탄성부(150)의 제 4 스프링(155)의 상면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 제 1 전원 전극(111)과 제 3 탄성부(160) 사이를 연결하는 제 5 고정부(1111)에 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)는 상기 제 5 고정부(1111)와 연결되는 제 3 탄성부(160), 구체적으로는 상기 제 3 탄성부(150)의 제 1 스프링(162)의 하면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 제 1 감지 전극(113)과 제 3 탄성부(160) 사이를 연결하는 제 6 고정부(1131)에 형성될 수 있다.

또한, 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)는 상기 제 6 고정부(1131)와 연결되는 제 3 탄성부(160), 구체적으로는 상기 제 3 탄성부(160)의 제 4 스프링(165)의 상면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 제 3 감지 전극(118)과 제 4 탄성부(170) 사이를 연결하는 제 7 고정부(1181)에 형성될 수 있다.

또한, 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)는 상기 제 7 고정부(1191)와 연결되는 제 4 탄성부(170), 구체적으로는 상기 제 4 탄성부(170)의 제 1 스프링(172)의 하면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)는 제 3 전원 전극(116)과 제 4 탄성부(170) 사이를 연결하는 제 8 고정부(1161)에 형성될 수 있다.

또한, 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)는 상기 제 8 고정부(1161)와 연결되는 제 4 탄성부(170), 구체적으로는 상기 제 4 탄성부(170)의 제 4 스프링(175)의 상면에 형성될 수 있다.

도 7 및 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제 2 충격 흡수 부재(190)를 보여주는 도면이다.

먼저, 도 7을 참조하면, 상기 제 2 충격 흡수 부재(190)는 제 2 구동 전극(130)에 형성된다.

보다 구체적으로는, 상기 제 2 충격 흡수 부재(190)는 상기 제 2 가변 전극(132)에 형성된다.

즉, 제 2 충격 흡수 부재(190)는 상기 제 2 가변 전극 돌출부(135)의 구조와 동일하게, 상기 제 2 가변 전극(132)의 몸체의 표면으로부터 돌출되어 형성된다.

이때, 제 2 충격 흡수 부재(190)는 상기 제 2 가변 전극(132)의 몸체의 상면 중 최 좌측 단에 형성된다.

즉, 제 2 충격 흡수 부재(190)는 제 1 가변 전극(122)에 형성된 제 1 가변 전극 돌출부(125) 중 가장 좌측에 형성된 제 1 가변 전극 돌출부(1251)와 마주보며 형성된다.

이에 따라, 상기 제 2 충격 흡수 부재(190)는 상기 전계 센서(100)의 수직 방향으로 발생하는 충격에 의해, 상기 제 1 가변 전극(122)과 제 2 가변 전극(132) 사이에서 발생하는 충격을 흡수하게 된다.

상기 제 2 충격 흡수 부재(190)는 상기 제 2 가변 전극 돌출부(135)가 가지는 길이보다 짧게 형성되는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로는, 상기 제 2 충격 흡수 부재(190)는 상기 제 2 가변 전극(132)의 몸체와, 상기 제 1 가변전극 돌출부(1251) 사이의 이격 거리보다 짧은 길이를 가지고 형성된다.

또한, 도 8을 참조하면, 상기 제 2 충격 흡수 부재(190)는 제 2 구동 전극(130)에 형성된다.

이때, 제 2 충격 흡수 부재(190)는 상기 제 2 가변 전극(132)의 몸체의 상면 중 최 우측 단에 형성된다.

즉, 제 2 충격 흡수 부재(190)는 제 1 가변 전극(122)에 형성된 제 1 가변 전극 돌출부(125) 중 가장 우측에 형성된 제 1 가변 전극 돌출부(1252)와 마주보며 형성된다.

상기 제 2 충격 흡수 부재(180)는 상기 제 2 가변 전극 돌출부(135)가 가지는 길이보다 짧게 형성되는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로는, 상기 제 2 충격 흡수 부재(180)는 상기 제 2 가변 전극(132)의 몸체와, 상기 제 1 가변전극 돌출부(1251) 사이의 이격 거리보다 짧은 길이를 가지고 형성된다.

상기와 같이 구성된 실시 예에 따른 멤스 자계 센서에 의하면, 멤스 자계 센서의 구조물에 충격 완화 부재를 형성하고, 상기 충격 완화 부재에 의해 상기 멤스 자계 센서에 발생하는 충격이 흡수되도록 함으로써, 상기 멤스 자계 센서가 파손되는 것을 사전에 방지할 수 있다.

한편, 상기에서는 복수 개의 제 1 충격 흡수 부재(180)가 모두 도시되어 있지만, 이는 상기 제 1 충격 흡수 부재(180)가 배치될 수 있는 위치를 설명하기 위한 것일 뿐, 상기 복수 개의 위치 중 어느 하나의 위치에만 상기 제 1 충격 흡수 부재(180)가 형성될 수 있을 것이다.

또한, 상기에서는 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)와 제 2 충격 흡수 부재(190)가 모두 도시되어 있지만, 이는 상기 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)와 제 2 충격 흡수 부재(190)가 배치될 수 있는 위치를 설명하기 위한 것일 뿐, 상기 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)와 제 2 충격 흡수 부재(190)가 하는 역할(수직 방향으로 발생하는 충격 흡수)은 동일하기 때문에 이 중에서 어느 하나만이 형성될 수 있을 것이다.

또한, 상기에서는 복수 개의 제 2 충격 흡수 부재(190)가 모두 도시되어 있지만, 이는 상기 제 2 충격 흡수 부재(190)가 배치될 수 있는 위치를 설명하기 위한 것일 뿐, 상기 복수 개의 위치 중 어느 하나의 위치에만 상기 제 2 충격 흡수 부재(190)가 형성될 수 있을 것이다.

도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 멤스 자계 센서를 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 제 2 실시 예에 따른 멤스 자계 센서는 도 1에 도시된 제 1 실시 예에 따른 멤스 자계 센서와 제 1 충격 흡수 부재(180)의 구조만이 상이할 뿐, 나머지 다른 구조는 모두 동일하다.

이에 따라, 제 2 실시 예에서는 상기 제 1 충격 흡수 부재(280)에 대해서만 설명하기로 한다.

제 2 실시 예에 따른 제 1 충격 흡수 부재(280)는 "L"자 형상을 가지며 형성된다.

즉, 상기 제 1 실시 예에 따른 제 1 충격 흡수 부재(180)는 막대 형상(일자 형상)을 가지며 형성되었으며, 이에 따라 특정 어느 한 면에만 형성되었다.

그러나, 제 2 실시 예에 따른 제 1 충격 흡수 부재(280)는 "L"자 형상을 가지며 형성되고, 이에 따라 복수의 면을 감싸며 형성된다.

다시 말해서, 상기 제 1 실시 예에서는 제 1 충격 흡수 부재(180)가 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)와 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)로 구분되어 형성되었지만, 제 2 실시 예에서는 상기 제 1 충격 흡수 보조 부재(181)와 제 2 충격 흡수 보조 부재(182)가 하나로 일체화되어 형성된다.

도 10은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 멤스 자계 센서를 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 제 3 실시 예에 따른 멤스 자계 센서는 도 1에 도시된 제 1 실시 예에 따른 멤스 자계 센서와 제 1 충격 흡수 부재(180) 및 제 2 충격 흡수 부재(190)의 구조만이 상이할 뿐, 나머지 다른 구조는 모두 동일하다.

이에 따라, 제 3 실시 예에서는 상기 제 1 충격 흡수 부재(380)에 대해서만 설명하기로 한다.

제 2 실시 예에 따른 제 1 충격 흡수 부재(280)는 반구 형상을 가지며 형성된다.

즉, 상기 제 1 실시 예에 따른 제 1 충격 흡수 부재(180)는 막대 형상(일자 형상)을 가지며 형성되었다.

그러나, 제 3 실시 예에 따른 제 1 및 2 충격 흡수 부재(380, 390)는 반구 형상을 가지며 형성되고, 이에 따라 충격의 흡수성을 향상시킬 수 있도록 한다.

한편, 상기 제 1 충격 흡수 부재(390)가 제 1 실시 예와 동일하게 복수의 충격 흡수 보조 부재로 분리되어 있다고 도시하였으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 제 2 실시 예와 같이 복수의 면을 감싸도록 L자 형상을 가질 수도 있을 것이다.

한편, 상기에서는 제 1 구동 전극(120)과 제 2 구동 전극(130)이 각각 기준 전극과 가변 전극을 포함한다고 하였지만, 상기 제 1 구동 전극(120)은 기판에 고정 설치되는 고정 기판만을 포함할 수 있고, 상기 제 2 구동 전극(130)은 상기 구동 전극(120)에 대향하여 상기 제 1 구동 전극에 대해 상대 이동하는 가변 전극만을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제 2 충격 흡수 부재는 상기 제 1 구동 전극(120) 및 제 2 구동 전극(130) 중 어느 하나에 형성될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 자계 센서
110: 고정 기판
120, 130: 구동 전극부
140, 150, 160, 170: 탄성부
180, 190: 충격 흡수 부재

Claims

자계 센서에 있어서,
기판;
상기 기판 위에 형성되는 제 1 구동 전극;
상기 제 1 구동 전극에 대응되는 형상을 가지며, 상기 기판 위에 상기 제 1 구동 전극과 일정 간격 이격되어 형성되는 제 2 구동 전극; 및
상기 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극의 마주보는 대향 면의 적어도 어느 하나에 형성되어, 상기 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극의 접촉에 의해 발생하는 손상을 방지하는 적어도 하나의 제 1 충격 흡수 부재를 포함하는
자계 센서.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 구동 전극은,
상기 기판 위에 고정 배치되는 제 1 몸체 및 상기 제 1 몸체로부터 돌출 형성되는 복수의 제 1 전극 돌출부를 포함하며,
상기 제 2 구동 전극은,
상기 제 1 구동 전극에 대하여 상대 이동하는 제 2 몸체 및 상기 제 2 몸체로부터 돌출되고, 상기 제 1 전극 돌출부와 교차 배치되는 복수의 제 2 전극 돌출부를 포함하는
자계 센서.
제 2항에 있어서,
상기 제 1 구동 전극의 몸체는,
상기 제 1 전극 돌출부가 형성되는 제 1 영역과, 상기 제 1 전극 돌출부가 형성되지 않는 제 2 영역을 포함하고,
상기 제 2 구동 전극의 몸체는,
상기 제 2 전극 돌출부가 형성되는 제 3 영역과, 상기 제 2 전극 돌출부가 형성되지 않는 제 4 영역을 포함하며,
상기 제 1 충격 흡수 부재는,
상기 제 2 전극 돌출부와 마주보는 상기 제 1 구동 전극의 몸체의 제 2 영역에 형성되거나,
상기 제 1 전극 돌출부와 마주보는 상기 제 2 구동 전극의 몸체의 제 4 영역에 형성되는
자계 센서.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 구동 전극은,
상기 기판으로부터 공급되는 기준 전류를 유동시키는 제 1 기준 전극과,
상기 제 1 기준 전극과 전기적으로 절연되고 물리적으로 연결되며, 커패시턴스의 변화를 측정하기 위한 감지 전압을 인가받는 제 1 가변 전극을 포함하고,
상기 제 2 구동 전극은,
상기 기판으로부터 공급되는 기준 전류를 유동시키는 제 2 기준 전극과,
상기 제 2 기준전극과 전기적으로 절연되고 물리적으로 연결되며, 상기 커패시턴스의 변화에 따른 상기 감지 기준 전압의 변화를 출력하는 제 2 가변 전극을 포함하며,
상기 제 1 충격 흡수 부재는,
상기 제 2 구동 전극의 제 2 가변 전극에 형성되는
자계 센서.
제 4항에 있어서,
상기 제 1 가변 전극은,
제 1 몸체 및 상기 제 1 몸체로부터 돌출 형성되는 복수의 제 1 가변 전극 돌출부를 포함하고,
상기 제 2 가변 전극은
제 2 몸체 및 상기 제 1 가변 전극 돌출부와 교차되도록 상기 제 2 몸체로부터 돌출 형성되는 제 2 가변 전극 돌출부를 포함하며,
상기 제 1 충격 흡수 부재는,
상기 제 2 가변 전극의 제 2 몸체 중 상기 제 2 가변 전극 돌출부가 형성되지 않은 영역에 형성되는
자계 센서.
제 5항에 있어서,
상기 제 1 충격 흡수 부재가 형성되는 영역은,
상기 제 1 가변 전극의 최 좌측에 형성된 제 1 가변 전극 돌출부와 마주보는 영역 및 상기 제 1 가변 전극의 최 우측에 형성된 제 1 가변 전극 돌출부와 마주보는 영역 중 적어도 어느 하나의 영역을 포함하는
자계 센서.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 충격 흡수 부재는 반구 형상을 가지는
자계 센서.
제 1항에 있어서,
상기 기판과 상기 제 1 및 2 구동 전극을 연결하는 탄성부;
상기 탄성부의 일단과 연결되는 감지 전극;
상기 탄성부의 타단과 연결되는 전원 전극; 및
상기 탄성부와 감지 전극 또는 상기 탄성부와 전원 전극에 형성되는 제 2 충격 흡수 부재를 더 포함하는
자계 센서.
제 8항에 있어서,
상기 감지 전극은,
상기 감지 전극에 상기 탄성부를 고정시키는 제 1 고정부를 포함하고,
상기 전원 전극은,
상기 전원 전극에 상기 탄성부를 고정시키는 제 2 고정부를 포함하고,
상기 제 2 충격 흡수 부재는,
상기 제 1 연결부 및 제 2 연결부 중 적어도 어느 하나에 형성되는
자계 센서.
제 9항에 있어서,
상기 제 2 충격 흡수 부재는,
상기 제 1 연결부 또는 제 2 연결부 중 상기 제 1 및 2 구동 전극의 측면에 대향하는 면에 형성되는 제 1 충격 흡수 보조 부재와,
상기 제 1 연결부 또는 제 2 연결부 중 상기 탄성부를 구성하는 스프링에 대향하는 면에 형성되는 제 2 충격 흡수 보조 부재 중 적어도 하나를 포함하는
자계 센서.
자계 센서에 있어서,
기판;
상기 기판 위에 형성되는 탄성부;
상기 기판 위에 형성되며, 상기 탄성부의 일단과 연결되는 제 1 고정부를 포함하는 감지 전극;
상기 기판 위에 형성되며, 상기 탄성부의 타단과 연결되는 제 2 고정부를 포함하는 전원 전극; 및
상기 탄성부에 의해 상기 기판과 연결되며, 측정 대상 전류에 의한 자계에 의해 운동하여 가변 커패시터를 형성하는 복수의 구동 전극;을 포함하며,
상기 제 1 및 2 고정부 중 적어도 하나에는,
상기 자계 센서에 발생하는 충격을 흡수하는 제 1 충격 흡수 부재가 형성되는
자계 센서.
제 11항에 있어서,
상기 제 1 충격 흡수 부재는,
상기 복수의 구동 전극의 측면에 대향하는 상기 제 1 고정부의 제 1 영역과,
상기 탄성부를 구성하는 스프링에 대향하는 상기 제 1 고정부의 제 2 영역과,
상기 복수의 구동 전극의 측면에 대향하는 상기 제 2 고정부의 제 3 영역과,
상기 탄성부를 구성하는 스프링에 대향하는 상기 제 2 고정부의 제 4 영역 중 적어도 어느 하나의 영역에 형성되는
자계 센서.
제 11항에 있어서,
상기 복수의 구동 전극은,
제 1 구동 전극과,
상기 제 1 구동 전극에 대향하는 제 2 구동 전극을 포함하며,
상기 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극의 마주보는 대향 면의 어느 하나에는 제 2 충격 흡수 부재가 더 형성되는
자계 센서.
제 12항에 있어서,
상기 충격 흡수 부재는,
상기 제 1 영역과 제 2 영역, 또는 상기 제 3 영역과 제 4 영역을 동시에 감싸는 L자 형상을 가지는
자계 센서.