KR20180039350A - 마이크로 센서 패키지 및 마이크로 센서 패키지 제조방법 - Google Patents

마이크로 센서 패키지 및 마이크로 센서 패키지 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로 센서 패키지 및 마이크로 센서 패키지 제조방법에 관한 것으로써, 특히, 센서 플랫폼과 커버를 접착층을 통해 측면접합하여 필터링되지 않은 가스가 센서전극에 공급되는 것이 방지되는 마이크로 센서 패키지 및 마이크로 센서 패키지 제조방법에 관한 것이다.

Description

마이크로 센서 패키지 및 마이크로 센서 패키지 제조방법{Micro sensor package and manufacturing method of micro sensor package}
본 발명은 마이크로 센서 패키지 및 마이크로 센서 패키지 제조방법에 관한 것으로써, 특히, 센서 플랫폼과 커버를 접착층을 통해 측면접합하는 마이크로 센서 패키지 및 마이크로 센서 패키지 제조방법에 관한 것이다.
가스의 양을 감지할 수 있는 종래의 가스센서용 초소형 패키지가 도 1에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.
절연성 재질로된 사각 판체상의 몸체부(1) 중앙부에 소정깊이로 칩안착부(2)가 형성되어 있고, 그 칩안착부(2)의 저면에는 에폭시(3)로 센서 칩(4)이 부착되어 있다.
상기 몸체부(1)의 내부에는 다수개의 회로선(5)들이 형성되어 있고, 상기 칩안착부(2)의 내측면 가장자리에는 내주면을 따라 소정높이의 단차부(6)가 형성되어 있다.
상기 단차부(6)에는 상기 회로선(5)의 일단부가 연장된 내측단자(5a)가 형성되어 있고, 상기 몸체부(1)의 하면 가장자리에는 타단부가 연장된 외측단자(5b)가 형성되어 있다.
상기 센서 칩(4)의 상면 중앙부에는 가스를 감지하는 감지막(16)이 형성되어 있고, 가장자리에는 감지막(16)에서 감지된 저항변화를 외부로 전달하는 복수개의 센서측 단자(11)들이 형성되어 있고, 그 센서측 단자(11)와 상기 회로선(5)의 내측단자(5a)는 실버 페이스트(12)에 의해 각각 전기적인 연결이 이루어져 있다.
상기 몸체부(1)의 상측에는 상기 칩안착부(2)가 복개되도록 캡(13)이 접착제(14)로 부착되어 있고, 그와 같이 결합된 캡(13)에는 가스가 칩안착부(2)의 내측으로 유입될 수 있도록 복수개의 가스홀(15)들이 형성되어 있다.
상기와 같이 구성된 가스센서용 초소형 패키지는 가스가 캡(13)의 가스홀(15)을 통하여 칩안착부(2)의 내측으로 유입되면, 그 유입된 가스에 의해 센서 칩(4)의 상면에 형성된 감지막(16)의 저항값이 변화하며, 그와 같이 변화하는 저항값이 회로선(5)을 통하여 제어부(미도시)에 전달되어 가스의 양을 검출하게 된다.
이러한 가스 센서에는 히터를 구비하기도 하는데 센서 칩(4)의 열전도성이 높아서 고온으로 온도를 높여야 할 경우 고전력을 사용해야 하는 문제점이 있다.
또한, 캡(13)의 하면과 몸체부(1)의 상면이 접착제(14)를 통해 접착되어, 필터링되지 않은 가스가 캡(13)과 몸체부(1) 사이로 유입되어 측정 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제652571호 일본등록특허공보 제5403695호 일본등록특허공보 제5595230호 일본등록특허공보 제5483443호 한국공개특허공보 제2015-0031709호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 필터링되지 않은 가스가 패키지 내부로 유입되는 것을 방지하는 마이크로 센서 패키지 및 마이크로 센서 패키지 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로 센서 패키지는, 센서 플랫폼과, 상기 센서 플랫폼에 형성되는 센서전극을 포함하는 센싱칩과, 상기 센서전극을 복개하는 커버와, 상기 센서 플랫폼과 상기 커버의 측면에 형성되어 상기 센서플랫폼과 상기 커버를 접합하는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 센싱칩에 전기적으로 연결되는 기판을 더 포함할 수 있다.
상기 접착층은 상기 기판의 상면에도 형성되어 상기 센싱칩과 상기 기판은 접합될 수 있다.
상기 센서 플랫폼에는 다수개의 제1포어가 상하방향으로 형성될 수 있다.
상기 커버에는 상기 센싱칩에 가스를 공급하는 다수개의 제2포어가 상하방향으로 관통되어 형성될 수 있다.
상기 커버에는 상기 센서전극의 적어도 일부가 배치되는 캐비티가 형성되며, 상기 캐비티는 상하로 관통되게 형성되며, 상기 캐비티를 덮는 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 필터에는 다수개의 제4포어가 상하로 관통되게 형성되며, 상기 제4포어는 상기 캐비티에 연통될 수 있다.
상기 접착층은 상기 필터의 측면에도 형성되어, 상기 필터는 상기 커버와 접합될 수 있다.
상기 센서 플랫폼에는 히터전극이 형성되며, 상기 히터전극은 상기 센서전극의 센서전극 패드보다 센서배선에 근접하게 배치되는 발열배선을 포함하며, 상기 센서 플랫폼에는 상기 발열배선을 둘러싸는 에어갭이 형성되며, 상기 센싱칩 하부에 배치되며, 다수개의 제3포어가 상하방향으로 형성되는 다공층을 더 포함할 수 있다.
상기 센서 플랫폼 상에는 히터전극이 형성되며, 상기 히터전극은 상기 센서전극의 센서전극 패드보다 센서배선에 근접하게 배치되는 발열배선을 포함하며, 상기 센서 플랫폼에는 상기 발열배선을 둘러싸는 에어갭이 형성되며, 상기 에어갭의 상부는 개방되고, 상기 에어갭의 하부에는 다수개의 상기 제1포어가 배치될 수 있다.
상기 제1포어는 상하로 관통되게 형성되며, 상기 다수의 제1포어 중 적어도 일부의 내부에는 상기 센서전극에 전기적으로 연결되는 제1연결부가 형성될 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로 센서 패키지는, 센서 플랫폼과, 상기 센서 플랫폼 상부에 배치되는 센서전극과, 상기 센서 플랫폼 상부에 배치되어 상기 센서전극을 복개하는 커버와, 상기 센서 플랫폼과 상기 커버의 측면에 형성되어 상기 센서 플랫폼과 상기 커버를 접합하는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로 센서 패키지는, 센서 플랫폼과, 상기 센서 플랫폼 상부에 배치되는 센서전극과, 상기 센서 플랫폼 상부에 배치되어 상기 센서전극을 복개하는 커버와, 상기 센서 플랫폼과 상기 커버의 외측에 형성되어 상기 센서 플랫폼과 상기 커버를 접합하는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로 센서 패키지 제조방법은, 다수개의 센서전극이 형성된 센서 플랫폼 상부에 다수개의 캐비티가 형성된 커버를 적층시키는 적층단계와, 상기 커버 및 상기 센서 플랫폼에 공동을 형성하는 에칭단계와, 상기 공동에 접착제를 주입하는 주입단계를 포함하며, 상기 캐비티에는 상기 센서전극의 적어도 일부가 배치되며, 상기 공동은 두개의 상기 센서전극 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 적층단계에서 상기 센서 플랫폼은 기판 상부에 적층될 수 있다.
상기 센서 플랫폼에는 다수개의 제1포어가 상하방향으로 형성되며, 상기 제1포어는 금속재질의 모재를 양극산화하여 형성할 수 있다.
상기 커버에는 다수개의 제2포어가 상하방향으로 관통되어 형성되며, 상기 제2포어는 금속재질의 모재를 양극산화하여 형성할 수 있다.
상기 캐비티는 상하로 관통되게 형성되며, 상기 캐비티를 덮는 필터가 상기 커버 상부에 적층될 수 있다.
상기 필터에는 다수개의 제4포어가 상하로 관통되게 형성되며, 상기 제4포어는 금속재질의 모재를 양극산화하여 형성할 수 있다.
상기 주입단계에서 상기 접착제를 오버플로우 시킬 수 있다.
상기 주입단계 이후에 상기 접착제를 따라 상하방향으로 절단하는 절단단계를 더 포함할 수 있다.
상기 센서 플랫폼에는 히터전극이 형성되며, 상기 히터전극은 상기 센서전극의 센서전극 패드보다 센서배선에 근접하게 배치되는 발열배선을 포함하며, 상기 센서 플랫폼에는 상기 발열배선을 둘러싸는 에어갭이 형성되며, 상기 적층단계에서, 상기 센서 플랫폼 하부에는 다수개의 제3포어가 상하방향으로 형성되는 다공층이 적층될 수 있다.
상기 센서 플랫폼에는 히터전극이 형성되며, 상기 히터전극은 상기 센서전극의 센서전극 패드보다 센서배선에 근접하게 배치되는 발열배선을 포함하며, 상기 센서 플랫폼에는 상기 발열배선을 둘러싸는 에어갭이 형성되며, 상기 에어갭의 상부는 개방되고, 상기 에어갭의 하부에는 다수개의 상기 제1포어가 배치될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 마이크로 센서 패키지 및 마이크로 센서 패키지 제조방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
센서 플랫폼과 커버를 접착층을 통해 측면접합하여 필터링되지 않은 가스가 센서전극에 공급되는 것이 방지된다.
상기 센싱칩에 전기적으로 연결되는 기판을 더 포함하여, 마이크로 센서 패키지의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 접착층은 상기 기판의 상면에도 형성되어 상기 센싱칩과 상기 기판은 접합되어, 한번의 공정을 통해 기판과, 센서 플랫폼과, 커버를 접합시킬 수 있어서, 제조공정이 더욱 단순해지는 이점이 있다.
상기 센서 플랫폼에는 다수개의 제1포어가 상하방향으로 형성되어, 열전도성이 낮도록 할 수 있다. 또한, 에칭시 방향성을 갖지 않고 수직하게 에칭되어 에칭이 용이하게 될 수 있다.
상기 커버에는 상기 센싱칩에 가스를 공급하는 다수개의 제2포어가 상하방향으로 관통되어 형성되어, 상기 커버가 필터 역할도 동시에 할 수 있어서 제조가 더욱 용이해진다.
상기 접착층은 상기 필터의 측면에도 형성되어, 상기 필터는 상기 커버와 접합되어, 한번의 공정을 통해 기판과, 센서 플랫폼과, 커버와, 필터를 접합시킬 수 있어서, 제조공정이 더욱 단순해지는 이점이 있다.
상기 센서 플랫폼에는 히터전극이 형성되며, 상기 히터전극은 상기 센서전극의 센서전극 패드보다 센서배선에 근접하게 배치되는 발열배선을 포함하며, 상기 센서 플랫폼에는 상기 발열배선을 둘러싸는 에어갭이 형성되며, 상기 센싱칩 하부에 배치되며, 다수개의 제3포어가 상하방향으로 형성되는 다공층을 더 포함하거나, 상기 에어갭의 상부는 개방되고, 상기 에어갭의 하부에는 다수개의 상기 제1포어가 배치되어, 상기 에어갭의 하부를 통해 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 열전도율을 낮출 수 있다.
상기 제1포어는 상하로 관통되게 형성되며, 상기 다수의 제1포어 중 적어도 일부의 내부에는 상기 센서전극에 전기적으로 연결되는 제1연결부가 형성되어, 마이크로 센서 패키지를 컴팩트하게 형성할 수 있다.
접착제를 오버플로우 시켜서 접착력이 향상되도록 할 수 있다.
상기 접착제를 따라 상하방향으로 절단하여, 상기 센서 플랫폼이나 상기 커버나 상기 필터를 AAO와 같은 브리틀한 소재로 하더라도 절단과정에서 상기 센서 플랫폼이나 상기 커버나 상기 필터가 깨지는 것이 방지된다.
도 1은 가스센서용 초소형 패키지의 종단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 센서 패키지 단면도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 센싱칩 평면도.
도 4는 도 3의 A부분 확대도.
도 5는 도 3의 B-B 단면도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 센서 패키지 제조방법을 보여주는 플로우 차트.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 센서 패키지 제조시 에칭단계의 평면도.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 센서 패키지 단면도.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로 센서 패키지 단면도.
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 마이크로 센서 패키지 단면도.
도 11은 본 발명의 제5실시예에 따른 마이크로 센서 패키지 단면도.
도 12는 본 발명의 제6실시예에 따른 마이크로 센서 패키지 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 좀더 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90도회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
===================<본 발명의 제1실시예 >===================
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 마이크로 센서 패키지는, 센서 플랫폼(100)과, 상기 센서 플랫폼(100)에 형성되는 센서전극(300)을 포함하는 센싱칩(1000)과, 상기 센서전극(300)을 복개하는 커버(2000)와, 상기 센서 플랫폼(100)과 상기 커버(2000)의 측면에 형성되어 상기 센서 플랫폼(100)과 상기 커버(2000)를 접합하는 접착층(6000)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
센싱칩(1000)은 기판(3000) 상부에 배치된다.
기판(3000)은 상면과 하면이 평평한 판형상으로 형성되어, 수평하게 배치된다.
기판(3000)은 절연재질로 형성된다. 또한, 기판(3000)은 열전도성이 낮은 재질로 형성될 수 있다.
기판(3000)의 상면 양측에는 금속패턴(3100)이 서로 이격되도록 형성된다. 금속패턴(3100)은 좌우방향으로 수평하게 형성된다. 기판(3000)의 상면에는 금속패턴(3100)이 다수개 형성된다. 금속패턴(3100) 상에는 센싱칩(1000)이 실장된다. 따라서, 센싱칩(1000)에 기판(3000)은 전기적으로 연결된다.
기판(3000)은 PCB 또는 세라믹 재질로 구비된다. 기판(3000)은 기판(3000) 상부에 배치되는 센서 플랫폼(100) 및 커버(2000) 등과 다른 재질로 형성된다.
기판(3000)에는 금속패턴(3100)에 대응되는 위치에 관통공(3001)이 상하로 관통되게 형성된다. 관통공(3001)의 내부에는 금속부(3200)가 배치된다. 관통공(3001)에는 금속부(3200)가 충전된다.
금속부(3200)의 상부는 금속패턴(3100)에 연결된다.
금속부(3200)는 기판(3000)의 최하단보다 아래로 돌출되도록 형성된다.
이러한 금속부(3200)를 통해 마이크로 센서 패키지가 피씨비에 실장된다.
센싱칩(1000)은 기판(3000)의 상부에 배치되어, 기판(3000)에 실장된다.
센싱칩(1000)은 센서 플랫폼(100)과, 상기 센서 플랫폼(100)의 상부 또는 하부에 형성되며 상기 금속패턴(3100)에 전기적으로 연결되는 센서전극(300)을 포함한다.
센서 플랫폼(100)은 다수개의 제1포어(102)가 상하방향으로 형성된 다공재로 형성되어 단열성능이 향상된다.
센서 플랫폼(100)의 좌우폭 및 전후폭은 기판(3000)의 좌우폭 및 전후폭보다 짧게 형성된다. 따라서, 기판(3000)의 외측 측면은 센서 플랫폼(100)의 외측 측면보다 외측으로 돌출되게 된다. 상기 측면은 상면과 하면을 제외한 면을 의미한다.
금속재질의 모재에 양극산화처리(anodizing)를 하면, 표면에 상부가 개방된 포어를 다수 가지는 양극산화 다공층이 형성된다. 포어는 나노미터크기로 형성된다. 여기서의 금속재질의 모재는 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 아연(Zn) 등일 수 있으나, 경량이고, 가공이 용이하고, 열전도성이 우수하며, 중금속 오염의 우려가 없는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
나아가, 양극산화 다공층 하부에 존재하는 베리어층과 모재를 제거하면 양극산화 다공층에 형성된 포어는 상하로 관통되게 된다.
센서 플랫폼(100)에 형성된 제1포어(102)는 알루미늄을 양극산화처리를 하여 형성된다. 따라서, 센서 플랫폼(100)은 양극산화 다공층을 포함한다.
또한, 센서 플랫폼(100)은 양극산화된 알루미늄(AAO)에서 알루미늄과 베리어층이 제거되어, 제1포어(102)는 상하방향으로 관통된다.
전술한 바와 다르게, 센서 플랫폼은 금속재질의 모재를 양극산화한 후 상기 모재만 제거한 양극산화 피막일 수 있다. 즉, 센서 플랫폼은 양극산화 다공층과, 양극산화 다공층 아래에 있는 베리어층을 포함하는 양극산화 피막일 수 있다.
센서 플랫폼(100)은 평면형상이 사각형인 판재로 형성될 수 있다.
센서 플랫폼(100)은 센서 플랫폼(100)의 중심에 형성된 제1지지부(110)와, 제1지지부(110)와 이격되어 외측에 형성된 제2지지부(120)와, 제1지지부(110) 및 제2지지부(120)를 연결하는 브리지부를 포함하여 이루어진다.
제1지지부(110)는 전체적으로 원통 형상이고, 그 외주에 복수 개의 상기 브리지부가 연결된다.
또한, 센서 플랫폼(100)에는 제1지지부(110)의 주변, 즉 제1지지부(110)와 제2지지부(120) 사이에 다수 개의 에어갭(101)이 형성된다.
에어갭(101)은 상하방향으로 관통되어 형성된다. 즉, 에어갭(101)은 센서 플랫폼(100)의 상면에서 하면까지 관통되어 형성된 공간이다.
에어갭(101)의 최대폭(좌우폭)은 제1포어(102) 및 이하 서술되는 상기 센서배선 또는 발열배선(210)의 최대폭보다 넓게 형성된다. 에어갭(101)은 원호형상으로 형성되어, 4개 형성된다. 복수 개의 에어갭(101)은 원주방향으로 이격되게 배치된다.
에어갭(101)은 복수 개가 불연속적으로 형성될 수 있다. 제1지지부(110)의 주변을 둘러, 에어갭(101) 및 상기 브리지부가 교대로 배치된다. 따라서, 제1지지부(110)와 제2지지부(120)는 상기 브리지부 이외의 부분에서 에어갭(101)으로 인해 서로 이격된다. 이러한 상기 브리지부는 제1지지부(110) 주변을 에칭에 의해 불연속으로 에어갭(101)을 형성함으로써, 형성되는 것이다. 그래서 복수 개의 상기 브리지부의 일단은 제1지지부(110)에 연결되고, 타단은 제2지지부(120)에 연결된다. 제1지지부(110)와 제2지지부(120)는 네 개의 상기 브리지부에 의해 네 지점에서 서로 연결된다.
센서전극(300)은 센서 플랫폼(100)의 상면에 형성된다. 따라서, 센서전극(300)은 센서 플랫폼(100) 상부에 배치된다.
이러한 센서전극(300)은 감지물질(600)에 가스가 흡착되었을 때의 전기적 특성 변화를 감지한다.
센서전극(300)은 제1센서전극(300a)과, 제1센서전극(300a)과 이격되게 배치되는 제2센서전극(300b)을 포함한다. 제1센서전극(300a)과 제2센서전극(300b)은 이격되게 배치되며, 평면상에서 수직하게 배치되는 중심선을 기준으로 대칭되게 형성된다.
각각의 제1,2센서전극(300a,300b)은 제1지지부(110)에 형성되는 상기 센서배선과, 상기 센서배선에 연결되어 상기 브리지부 및 제2지지부(120)에 형성되는 센서전극 패드를 포함한다.
제1센서전극(300a)은 제1지지부(110) 상면에 형성되는 제1센서배선(310a)과, 제1센서배선(310a)에 연결되는 제1센서전극 패드(320a)를 포함한다.
제2센서전극(300b)은 제1지지부(110) 상면에 형성되는 제2센서배선(310b)과, 제2센서배선(310b)에 연결되는 제2센서전극 패드(320b)를 포함한다.
상기 센서배선은 제1센서배선(310a)과 제2센서배선(310b)을 포함한다. 상기 센서전극 패드는 상기 제1센서전극 패드(320a)와 상기 제2센서전극 패드(320b)를 포함한다. 상기 센서배선의 폭은 일정하게 형성된다. 상기 센서전극 패드는 상기 브리지부 및 제2지지부(120)의 상면에 위치하고, 제1센서배선(310a) 및 제2센서배선(310b)보다 큰 폭을 갖도록 형성된다. 제1,2센서전극(300a, 300b)의 상기 센서전극 패드는 단부로 향할수록 폭이 넓어지도록 형성된다. 즉, 상기 센서전극 패드는 제1센서배선(310a) 및 제2센서배선(310b)을 향할수록 폭이 좁아지도록 형성된다.
센서전극(300)은 Pt와 W와 Co와 Ni과 Au과 Cu 중 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 혼합물로 형성된다.
히터전극(200)은 센서 플랫폼(100)의 상면에 형성된다.
히터전극(200) 및 센서전극(300) 하부에 위치하는 제1포어(102)는 히터전극(200) 및 센서전극(300)에 의해 상부가 막히고 하부는 개방된다.
히터전극(200)은 상기 센서전극 패드보다 상기 센서배선에 근접하도록 제1지지부(110)에 형성되는 발열배선(210)과, 발열배선(210)에 연결되어 제2지지부(120) 및 상기 브리지부에 형성되는 상기 히터전극 패드를 포함하여 이루어진다.
발열배선(210)은 제1지지부(110)의 상면에 형성되며, 제1센서배선(310a) 및 제2센서배선(310b)의 적어도 일부를 그 외측에서 감싸면서 형성된다. 그리고 상기 히터전극 패드는 발열배선(210)의 양단에 각각 연결되어 서로 이격된 제1히터전극 패드(220a) 및 제2히터전극 패드(220b)를 포함한다.
평면상에서 볼 때, 발열배선(210)은 제1지지부(110)의 수직중심선에 대해 대칭을 이루도록 형성되되, 원호 형상으로 형성된 복수 개의 호부와, 호부를 연결하는 복수 개의 연결부를 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 발열배선(210)은 에어갭(101)에 인접하여 원호 형상으로 형성된 제1호부(211a)와, 제1호부(211a)의 일단에서 제1지지부(110)의 내측을 향해 절곡 연장된 제1절곡부(212a)와, 제1절곡부(212a)의 단부에서 원호 형상으로 연장 형성되어 제1호부(211a)의 내측으로 이격 배치된 제2호부(211b)와, 제2호부(211b)의 단부에서 제1지지부(110)의 내측을 향해 연장 형성된 제2절곡부(212b)… 제3호부(211c)와 같은 방식으로 복수 개의 호부 및 연결부가 반복적으로 연결되어 형성된다.
발열배선(210)은 제1호부(211a)에서 제3호부(211c)까지 연결되어 일체를 이룬다.
발열배선(210)의 복수 개의 호부는 각각 대략 반원호 형상으로 형성되어, 전체적으로 원형을 이룬다. 이로 인해 제1지지부(110) 및 감지물질(600)의 온도 균일성이 향상된다.
발열배선(210)의 중심부는 양쪽의 호부가 서로 만나는 지점으로서, 두 개의 원호 형상의 호부가 합쳐져 일측이 개방된 원형을 이룬다. 그리고 그 내측에 이격공간부(214)가 형성된다. 이격공간부(214)는 제1지지부(110) 및 발열배선(210)의 중심부에서 제1지지부(110) 및 발열배선(210)의 최외측까지 연장되어 형성된다. 이격공간부(214)에는 상기 센서배선이 배치된다. 또한, 제1호부(211a)의 타단부에는 제1히터전극 패드(220a)가 연결되고, 제3호부(211c)의 일단부에는 제2히터전극 패드(220b)가 연결된다.
히터전극(200)은 Pt와 W와 Co와 Ni과 Au과 Cu 중 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 혼합물로 형성된다.
한편, 발열배선(210)의 양단, 즉 제1히터전극 패드(220a) 및 제2히터전극 패드(220b)가 각각 연결되는 제1호부(211a) 및 제3호부(211c)의 단부 사이에는 더미금속(500)이 형성된다. 더미금속(500)은 제1지지부(110)의 상면에 형성된다.
더미금속(500)은 히터전극(200)의 발열배선(210)과 에어갭(101) 사이에 원호 형상으로 배치된다. 더미금속(500)은 인접하는 발열배선(210)과는 이격된 채로 형성된다.
더미금속(500)은 발열배선(210)의 외측에 형성되며, 금속인 것이 바람직하다. 더미금속(500)의 재질은 전극 재질과 동일할 수 있고, 여기서의 전극재질은 백금, 알루미늄, 구리 등의 금속일 수 있다.
제1호부(211a) 및 제3호부(211c)는 그 내측의 나머지 호부들에 비해 중심각이 작게 형성된다. 발열배선(210)의 외주 중에서, 제1호부(211a) 및 제3호부(211c)의 단부 사이에는 공간(510)이 형성되고, 이 공간(510)에 더미금속(500)이 위치한다.
더미금속(500)의 형성 면적만큼 발열배선(210)의 외주의 공간(510)이 부분적으로 메워진다. 이로 인해 평면에서 봤을 때, 발열배선(210) 및 더미금속(500)의 외주가 실질적으로 원형을 이룸으로써, 제1지지부(110)의 온도 균일성이 향상되어, 저전력으로 승온된 제1지지부(110) 상의 발열배선(210)의 온도 분포가 보다 균일해 진다.
상기 히터전극 패드는 발열배선(210)의 양단에 각각 연결되는 제1, 2히터전극 패드(220a,220b)를 포함한다. 이와 같이, 상기 히터전극 패드는 적어도 2개 이상으로 형성된다. 상기 히터전극 패드는 외측으로 향할수록 폭이 넓어지도록 형성된다. 즉, 상기 히터전극 패드는 발열배선(210)을 향할수록 폭이 좁아지도록 형성된다. 상기 히터전극 패드는 발열배선(210)보다 큰 폭을 갖도록 형성된다.
상기 히터전극 패드와 상기 센서전극 패드는 제1지지부(110)를 중심으로 방사상으로 배치된다. 상기 히터전극 패드와 상기 센서전극 패드의 끝단은 서로 이격되게 배치된다.
히터전극(200) 및 센서전극(300) 상부 일부에 변색방지 보호층(미도시)이 형성된다. 상기 변색방지 보호층은 옥사이드 계열의 재질로 형성될 수 있다. 나아가, 상기 변색방지 보호층은 탄탈룸 산화물(TaOx)과 티타늄 산화물(TiO2)과 실리콘 산화물(SiO2)과 알루미늄 산화물(Al2O3) 중 적어도 하나로 형성된다.
발열배선(210) 및 제1,2센서배선(310a, 310b)은 에어갭(101)에 의해 둘러싸인다. 즉 발열배선(210) 및 제1,2센서배선(310a, 310b) 둘레에 에어갭(101)이 배치된다. 에어갭(101)은 발열배선(210) 및 제1,2센서배선(310a, 310b)의 측부에 배치된다.
상세하게는, 에어갭(101)은 제1센서전극(300a)의 제1센서전극 패드(320a)와 제1히터전극 패드(220a) 사이와, 제1히터전극 패드(220a)와 제2히터전극 패드(220b) 사이와, 제2히터전극 패드(220b)와 제2센서전극(300b)의 제2센서전극 패드(320b) 사이와, 제2센서전극(300b)의 제2센서전극 패드(320b)와 제1센서전극(300a)의 제1센서전극 패드(320a) 사이에 배치된다. 즉, 에어갭(101)은 히터전극(200) 및 센서전극(300)을 지지하는 부분을 제외한 영역에 형성된다.
에어갭(101)으로 인해, 센서 플랫폼(100)에는 발열배선(210) 및 상기 센서배선을 공통으로 지지하는 제1지지부(110)와, 상기 히터전극 패드 및 상기 센서전극 패드를 지지하는 제2지지부(120) 및 상기 브리지부가 형성된다.
제1지지부(110)는 발열배선(210) 및 상기 센서배선의 면적보다 넓게 형성된다.
제1지지부(110)에는 발열배선(210) 및 상기 센서배선을 덮는 감지물질(600)이 형성된다. 즉, 감지물질(600)은 제1지지부(110)에 대응되는 위치에 형성된다. 감지물질(600)은 프린팅되어 형성된다. 이와 같이 감지물질(600)이 프린팅되어 형성되면, 감지물질(600)을 형성한 이후에 감지물질(600)의 표면에 메쉬망 형태의 자국이 남는다.
나아가, 센서 플랫폼(100)에는 센서전극(300)의 상기 센서전극 패드에 전기적으로 연결되는 저항체(400)가 형성된다.
저항체(400)는 센서 플랫폼(100)의 상면에 형성되어, 센서전극(300)과 동일한 면상에 형성된다.
저항체(400)는 히터전극(200)과 이격되게 배치된다.
저항체(400)는 제2지지부(120)에 배치된다. 본 실시예에서 가스를 센싱하는 부분(센서전극 및 히터전극)은 센서 플랫폼(100)의 우측에 배치되고, 저항체(400)는 센서 플랫폼(100)의 좌측에 배치된다. 따라서, 저항체(400)와 제1지지부(110) 사이에는 에어갭(101)이 배치된다.
저항체(400)는 적어도 두개 이상의 저항을 포함한다.
상기 저항 중 적어도 하나는 면저항 또는 미세 패턴(선모양)형상으로 형성되어, 저항체(400)의 부피를 최소화할 수 있다.
상세하게는 저항체(400)는 제1,2,3,4,5저항패드(410a, 410b, 410c, 410d, 410e)와, 제1,2,3저항(420a, 420b, 420c)을 포함한다.
각각의 저항패드는 서로 이격되도록 배치된다.
제1저항패드(410a)는 센서전극(300)의 제1센서전극 패드(320a)에 연결된다. 전술한 바와 다르게, 제1저항패드는 센서전극(300)의 제2센서전극 패드에 연결될 수도 있다.
센서전극(300)에 연결되는 저항체(400)의 제1저항패드(410a)는 센서전극(300)의 제1센서전극 패드(320a) 또는 제2센서전극 패드(320b)에 일체로 형성된다. 따라서, 저항체(400)는 센서전극(300)에 일체로 형성된다. 이와 다르게, 저항체와 센서전극은 별도로 형성되되 상기 저항체는 센서 플랫폼 상에 설치되거나 형성될 수도 있다.
제1저항패드(410a)는 적어도 하나의 다른 저항패드와 적어도 하나의 저항을 통해 연결된다.
상기 제1저항(420a)의 일측에는 상기 제1저항패드(410a)가 연결되고, 상기 제1저항(420a)의 타측에는 상기 제2저항패드(410b)가 연결된다.
상기 제2저항(420b)의 일측에는 상기 제3저항패드(410c)가 연결되고, 상기 제2저항(420b)의 타측에는 상기 제4저항패드(410d)가 연결된다.
상기 제3저항(420c)의 일측에는 제5저항패드(410e)가 연결되고, 상기 제3저항(420c)의 타측에는 상기 제6저항패드(410f)가 연결된다.
본 실시예에서는 상기 저항체는 5개의 저항을 포함할 수 있다. 상기 저항체는 제1,2,3,4,5저항(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)을 포함한다.
본 실시예의 각각의 저항은 양측에 각각 저항패드를 구비한다. 따라서, 나머지 저항인 제4,5저항(420d, 420e)의 일측과 타측에도 각각의 저항패드가 연결된다.
5개의 저항은 각각 다른 저항값을 가지거나, 5개의 저항 중 적어도 두개는 다른 저항값을 가진다.
센서전극(300)의 제1센서전극 패드(320a)에 연결되는 제1저항(420a)은 5개의 저항 중 가장 큰 값이 되도록 할 수 있다. 제1,2,3,4,5저항(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)은 면저항으로 구비되어, 선폭(전후폭)이 얇을수록 저항이 크고, 선폭이 넓을수록 저항이 작은 값을 갖는다.
저항체(400)는 센서전극(300)의 제1센서전극 패드(320a)에만 연결되어 센서전극(300)은 저항체(400)에 직렬연결된다.
각각의 저항패드는 감지물질(600)의 저항에 따라 와이어 본딩 등을 통해 센서전극(300)에 선택적으로 연결될 수 있다.
상기 저항 중 적어도 두개는 직렬연결되거나 병렬연결되도록 형성될 수 있다.
상기 센서전극 패드 또는 상기 저항패드 또는 상기 히터전극 패드 아래에 있는 제1포어(102)는 상하방향으로 관통되게 형성된다. 상기 센서전극 패드 또는 상기 저항패드 또는 상기 히터전극 패드와 금속패턴(3100) 사이에 배치되는 제1포어(102)는 상하방향으로 관통되게 형성된다.
즉, 제1포어(102)는 상기 센서전극 패드 또는 상기 저항패드 또는 상기 히터전극 패드가 형성된 면에서 반대면으로 관통하도록 형성된다.
상기 센서전극 패드 또는 상기 저항패드 또는 상기 히터전극 패드 아래에 있는 다수개의 제1포어(102)의 내부에는 센서전극(300)의 상기 센서전극 패드 또는 히터전극(200)의 상기 히터전극 패드와, 센서전극(300) 및 히터전극(200)과 반대쪽에 배치되는 금속패턴(3100)을 전기적으로 연결하는 제1연결부(340)가 형성된다. 즉, 제1포어(102)에는 제1연결부(340)가 충전된다. 즉, 다수개의 제1포어(102) 중 적어도 일부의 내부에는 센서전극(300) 및 히터전극(200)에 전기적으로 연결되는 제1연결부(340)가 형성된다. 제1연결부(340)의 하부는 센서 플랫폼(100)의 하면보다 아래로 돌출되도록 형성할 수 있다. 이로 인해 제1연결부(340)와 금속패턴(3100)의 연결이 더욱 원활하게 될 수 있다.
상기 연결은 직접연결 또는 간접연결을 의미한다. 전술한 바와 다르게, 센서 플랫폼에서 센서전극 및 히터전극 및 저항체가 형성된 면의 반대면인 하면에는 제1연결부의 하부에 연결되는 센서본딩부가 더 형성될 수 있다. 상기 센서본딩부의 상부는 다수개의 제1연결부와 연결되도록 좌우방향으로 수평하게 형성된다. 상기 센서본딩부의 하부에 금속패턴이 연결될 수 있다. 즉, 상기 제1연결부와 상기 금속패턴이 상기 센서본딩부를 통해 간접연결되도록 할 수도 있다.
제1연결부(340)는 수 나노미터의 직경을 갖는 기둥형상으로 형성된다. 포어 내부에 배치되는 연결부는 전도성 금속 물질로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 센서전극(300)의 제1센서전극 패드(320a)에 저항체(400)가 일체로 형성되므로, 제1연결부(340)의 상부에는 저항체(400)의 제2,3,4,5저항패드(410b, 410c, 410d, 410e) 중 적어도 하나 또는 제2센서전극 패드(320b)와 제1,2히터전극 패드(220a, 220b)에 연결된다.
이와 같이 제1포어(102) 내부에 제1연결부(340)를 형성하여, 별도의 에칭작업 없이도 제1연결부(340)를 형성할 수 있으며, 와이어 본딩 없이 SMD(Surface Mount Device)형태로 실장할 수 있다.
커버(2000)는 센싱칩(1000)의 상면에 형성된 센서전극(300) 및 히터전극(200) 및 저항체(400)를 복개한다.
커버(2000)는 센싱칩(1000)의 센서 플랫폼(100)의 상부에 배치된다.
커버(2000)의 좌우폭 및 전후폭은 센서 플랫폼(100)의 좌우폭 및 전후폭과 동일 또는 유사하게 형성된다. 즉, 커버(2000)의 외형은 센서 플랫폼(100)의 외형에 대응되게 형성된다. 따라서, 커버(2000)의 외측 측면은 센서 플랫폼(100)의 외측 측면에 연속되게 형성된다.
커버(2000)에는 센서전극(300)의 적어도 일부가 배치되는 캐비티가 형성된다.
상기 캐비티는 상하로 관통되게 형성된다. 즉, 상기 캐비티는 상부 및 하부가 개방되도록 형성된다.
커버(2000)는 센서전극(300) 및 히터전극(200) 및 저항체(400)의 측부를 둘러싼다.
커버(2000)는 제2포어가 상하방향으로 형성되는 다공재의 판형태로 형성된다. 나아가, 상기 제2포어는 알루미늄을 양극산화하여 형성된다. 이러한 커버(2000)에 상기 캐비티는 에칭 등을 통해 형성된다. 이와 같이 센서 플랫폼(100)에 부착되는 커버(2000)가 센서 플랫폼(100)과 동일한 재질로 형성되어, 제조시 한번에 에칭될 수 있다.
필터(4000)는 상기 캐비티를 덮도록 구비된다.
따라서, 가스는 필터(4000)를 통과한 후에 센싱칩(1000)에 공급된다.
필터(4000)는 판형상으로 형성되며, 커버(2000)의 상부에 배치된다. 따라서, 필터(4000)는 커버(2000)의 외측에 설치된다.
필터(4000)의 좌우폭 및 전후폭은 커버(2000)의 좌우폭 및 전후폭과 동일 또는 유사하게 형성된다. 즉, 필터(4000)의 외형은 커버(2000)의 외형에 대응되도록 형성된다. 따라서, 필터(4000)의 외측 측면은 커버(2000)의 외측 측면에 연속되게 형성된다.
필터(4000)는 다공성 재질로 형성될 수 있다.
나아가, 필터(4000)는 양극산화를 통해 다수개의 제4포어가 상하로 관통되게 형성되는 양극산화 알루미늄 다공층으로 형성될 수 있다. 상기 제4포어는 상기 캐비티에 연통된다.
필터(4000)의 상기 제4포어 내부에는 소수성 표면처리가 되어, 가스를 감지하는 부분으로 수분이 침투하는 것이 방지된다.
필터(4000)에는 특정 가스가 선택적으로 투과되거나 불투과되도록 표면처리가 될 수 있다. 이와 다르게, 필터(4000)는 가스의 선택적 투과를 위해 상기 제4포어의 직경이 달라지도록 할 수 있다. 즉, 감지하고자 하는 가스의 종류에 따라 제4포어의 직경을 다르게 할 수 있다.
접착층(6000)은 센서 플랫폼(100)과 커버(2000)와 필터(4000)의 외측 측면에 형성되어 센서 플랫폼(100)과 커버(2000)와 필터(4000)를 접합한다. 즉, 접착층(6000)은 센서 플랫폼(100)과 커버(2000)와 필터(4000)의 외측에 형성된다. 접착층(6000)은 센서 플랫폼(100)과 커버(2000) 사이와 커버(2000)와 필터(4000) 사이를 가로지르도록 상하방향으로 형성된다.
즉, 접착층(6000)은 센서 플랫폼(100)과 커버(2000)와 필터(4000)의 외측 측면끼리 연결하여 접합한다. 접착층(6000)은 센서 플랫폼(100)과 커버(2000)와 필터(4000)의 외측 측면을 둘러싸서 센서 플랫폼(100)과 커버(2000) 사이 또는 커버(2000)와 필터(4000) 사이로 이물질이나 필터링 되지 않은 가스가 유입되는 것을 방지한다. 접착층(6000)은 센서 플랫폼(100)과 커버(2000)와 필터(4000)의 외측 측면의 적어도 일부 또는 온둘레를 둘러싼다.
접착층(6000)은 금속패턴(3100)의 외측 측면도 둘러싸도록 형성된다.
또한, 접착층(6000)은 기판(3000)에서 외측으로 돌출된 부분의 상면에도 형성되어 센서 플랫폼(100)의 외측 측면과 기판(3000)의 상면을 연결하여 센서 플랫폼(100)과 기판(3000)을 접합한다.
각 부재를 연결하는 접착층(6000)은 일체로 형성된다.
접착층(6000)의 외측 측면은 기판(3000)의 외측 측면에 연속되게 형성된다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 작용을 설명한다.
가스 농도를 측정하기 위해서 먼저 히터전극(200)의 2 개의 히터전극 패드에 일정한 전력을 인가하여 감지물질(600)을 일정한 온도로 가열한다.
승온된 감지물질(600)에는 필터(4000)를 통과한 상기 캐비티 내부의 가스가 흡착 또는 탈착된다.
이로 인해 제1센서배선(310a)과 제2센서배선(310b) 사이의 전기전도도가 변화하게 되며, 이러한 감지신호는 저항체(400)를 통해 증폭되어, 가스를 감지한다.
또한, 더욱 정밀한 측정을 위해서는 감지물질(600)에 기존 흡착되어 있는 여타 가스종이나 수분들을 히터전극(200)으로 고온 가열하여 강제적으로 제거하여 감지물질(600)을 초기 상태로 복구시킨 후 관심 가스의 농도를 측정한다.
본 실시예의 마이크로 센서 패키지 제조방법은, 다수개의 센서전극(300) 및 히터전극(200)이 형성된 센서 플랫폼(100) 상부에 다수개의 캐비티가 형성된 커버(2000)를 적층시키는 적층단계와, 상기 커버(2000) 및 상기 센서 플랫폼(100)에 공동(20)을 형성하는 에칭단계와, 상기 공동(20)에 접착제를 주입하는 주입단계를 포함하며, 상기 캐비티에는 상기 센서전극(300)의 적어도 일부가 배치되며, 상기 공동(20)은 두개의 상기 센서전극(300) 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 적층단계는 다수개의 센서전극(300) 및 히터전극(200) 및 저항체(400)가 형성된 센서 플랫폼(100) 상부에 다수개의 캐비티가 형성된 커버(2000)를 적층시킨다. 상기 캐비티에 센서전극(300) 및 히터전극(200)의 적어도 일부가 배치되도록 커버(2000)는 적층된다.
센서 플랫폼(100)은 상면에 금속패턴(3100)이 형성된 기판(3000) 상부에 적층된다. 적층시 센서전극(300) 및 히터전극(200) 및 저항체(400)가 금속패턴(3100)에 전기적으로 연결된다.
기판(3000)은 PCB로 구비된다.
또한, 커버(2000) 상부에는 상기 캐비티를 덮는 필터(4000)가 적층된다.
즉, 평판 형상의 기판(3000) 위에 평판 형상의 센싱칩(1000)을 적층시키고, 센싱칩(1000) 위에 상기 캐비티가 상하로 관통되게 형성된 평판 형상의 커버(2000)를 적층시키고, 커버(2000) 위에 평판 형상의 필터(4000)를 적층시킨다. 이로 인해 센서전극(300) 및 히터전극(200) 및 저항체(400)는 상하좌우가 막힌 상기 캐비티 내부에 배치되게 된다.
센서 플랫폼(100) 및 커버(2000) 및 필터(4000)는 알루미늄(금속 재질)을 양극 산화하여 다수개의 포어를 상하방향으로 형성하는 AAO 재질로 형성된다.
필터(4000)의 상기 제4포어는 상하로 관통되게 형성된다.
이어서, 기판(3000) 위에 적층된 센서 플랫폼(100) 및 커버(2000) 및 필터(4000)에 에칭을 통해 다수개의 공동(20)을 형성한다. 공동(20)은 상하방향으로 형성된다. 센서 플랫폼(100) 및 커버(2000) 및 필터(4000)는 AAO재질로 형성되어, 에칭시 수직하게 에칭된다. 상기 에칭단계에서 기판(3000)은 에칭되지 않는다.
공동(20)은 두개의 센서전극(300) 사이에 배치된다.
공동(20)은 두개의 상기 캐비티 사이에 배치된다.
공동(20)은 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 캐비티의 측부를 둘러싸도록 형성된다.
공동(20, 20', 20'')은 공동(20)의 내측과 외측이 한 곳 또는 두 곳 또는 네 곳에서 연결되도록, G형상 또는 「」형상 또는 모서리가 분리된 사각형상으로 형성된다. 즉, 공동(20, 20', 20'')은 공동(20)의 내측과 외측이 적어도 한 곳에서 연결되도록 형성된다.
이와 다르게, 본 실시예에서와 같이 센서 플랫폼(100)과 다른 재질의 기판(3000)이 구비될 경우에는 공동(20)이 상기 캐비티의 온 둘레를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
이와 같이 공동(20)을 형성한 후에, 공동(20)에 접착제를 주입하여 접착층(6000)을 형성한다.
따라서, 단위 마이크로 센서 패키지 사이에 접착층(6000)이 상하방향으로 형성된다.
상기 주입단계 이후에 상기 접착제를 따라 접착층(6000)과 기판(3000)을 상하방향으로 절단한다. 이로 인해 단위 마이크로 센서 패키지가 형성되게 된다.
이와 같이 상기 접착제 라인을 따라 다이싱하여, 브리틀(Brittle)한 센서 플랫폼(100) 및 커버(2000) 및 필터(4000)의 절단부위를 최소화하거나 절단되지 않게 되어 센서 플랫폼(100) 및 커버(2000) 및 필터(4000)가 절단과정에서 깨지지 않게 된다.
또한, 이러한 접착층(6000)은 절단후에도 기판(3000)의 상면과, 센서 플랫폼(100) 및 커버(2000) 및 필터(4000)의 외측 측면을 연결하여 서로 결합시키는 역할을 한다.
===================<본 발명의 제2실시예 >===================
본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 센서 패키지를 설명함에 있어서, 제1실시예에 따른 마이크로 센서 패키지와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 상세한 설명 및 도시를 생략하기로 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 마이크로 센서 패키지는 커버(2000')에 센싱칩(1000)에 가스를 공급하는 다수개의 제2포어가 상하방향으로 관통되어 형성된다.
상기 제2포어는 알루미늄과 같은 금속재질의 모재를 양극산화하여 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2포어는 AAO로 형성된다.
이러한, 커버(2000')는 필터 역할도 동시에 한다. 즉, 본 실시예의 커버(2000')는 필터와 일체로 형성된다.
본 실시예의 커버(2000')에 형성된 캐비티는 하부만 개방되도록 에칭을 통해 형성된다. 상기 캐비티는 상부는 상하로 관통된 상기 제2포어를 구비한 다공층에 의해 막힌다.
기판(3000) 상부에 센싱칩(1000)이 적층되고, 센싱칩(1000)의 센서 플랫폼 상부에 커버(2000')가 적층된다. 기판(3000)의 상면과, 상기 센서 플랫폼 및 커버(2000')의 외측 측면에 접착층(6000)이 형성되어, 기판(3000)과 상기 센서 플랫폼과 커버(2000')를 접합한다.
===================<본 발명의 제3실시예 >===================
본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로 센서 패키지를 설명함에 있어서, 제1,2실시예에 따른 마이크로 센서 패키지와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 상세한 설명 및 도시를 생략하기로 한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제3실시예에 따른 마이크로 센서 패키지는 접착층(6000')이 커버(2000')의 상면에도 형성된다.
본 실시예의 커버(2000')는 제2실시예에서와 같이 필터 역할도 동시에 할 수 있도록 AAO재질로 형성되며, 캐비티가 하부만 개방되도록 형성된다.
기판(3000) 상부에 센싱칩(1000)이 적층되고, 센싱칩(1000)의 센서 플랫폼 상부에 커버(2000')가 적층된다.
기판(3000)의 상면과, 상기 센서 플랫폼 및 커버(2000')의 외측 측면과, 커버(2000')의 상면 일부에 접착층(6000')이 형성되어, 접착력을 더욱 향상시킬 수 있다. 접착층(6000')은 커버(2000')의 상면 가장자리를 따라 형성된다.
접착층(6000')의 상면은 패키지의 최상단에 배치되는 커버(2000')의 상면보다 상부로 돌출되게 형성된다.
이러한 접착층(6000')은 마이크로 센서 패키지를 제조할 때, 공동에 접착제를 주입하는 주입단계에서 상기 접착제를 오버플로우 시켜서 형성한다.
===================<본 발명의 제4실시예 >===================
본 발명의 제4실시예에 따른 마이크로 센서 패키지를 설명함에 있어서, 제1,2,3실시예에 따른 마이크로 센서 패키지와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 상세한 설명 및 도시를 생략하기로 한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제4실시예에 따른 마이크로 센서 패키지는 커버(2000)와 필터(4000)가 별도로 구비되고, 접착층(6000')이 패키지의 최상단에 배치되는 필터(4000)의 상면에도 형성된다.
기판(3000) 상부에 센싱칩(1000)이 적층되고, 센싱칩(1000)의 센서 플랫폼 상부에 커버(2000)가 적층되고, 커버(2000) 상부에 필터(4000)가 적층된다.
기판(3000)의 상면과, 상기 센서 플랫폼 및 커버(2000) 및 필터(4000)의 외측 측면과, 필터(4000)의 상면 일부에 접착층(6000')이 형성된다.
따라서, 기판(3000)과, 상기 센서 플랫폼과, 커버(2000)와, 필터(4000)는 서로 접합된다.
===================<본 발명의 제5실시예 >===================
본 발명의 제5실시예에 따른 마이크로 센서 패키지를 설명함에 있어서, 제1,2,3,4실시예에 따른 마이크로 센서 패키지와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 상세한 설명 및 도시를 생략하기로 한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제5실시예에 따른 마이크로 센서 패키지는 센싱칩(1000)의 센서 플랫폼의 하부에 배치되며, 다수개의 제3포어가 상하방향으로 형성되는 다공층(7000)을 더 포함한다.
기판(3000) 상부에 다공층(7000)이 적층되고, 다공층(7000) 상부에 센싱칩(1000)이 적층되고, 상기 센서 플랫폼 상부에 커버(2000)가 적층되고, 커버(2000) 상부에 필터(4000)가 적층된다.
다공층(7000)은 금속재질의 모재를 양극산화하여 형성된다.
다공층(7000)은 상기 센서 플랫폼에 형성된 에어갭 하부에 배치되어, 상기 에어갭의 하부를 막는다. 이를 통해, 상기 에어갭의 하부를 통해 이물질이 센싱칩(1000)의 감지물질로 유입되는 것이 방지된다. 즉, 다공층(7000)은 필터역할을 한다. 또한, 다공층(7000)으로 인해 열전도를 낮출 수 있다.
다공층(7000)의 상기 다수개의 제3포어 중 적어도 일부는 상하로 관통되게 형성되어, 상하로 관통된 제3포어 내부에 제2연결부가 형성된다. 상기 제2연결부는 센싱칩(1000)의 제1연결부와 기판(3000)의 금속패턴에 전기적으로 연결된다.
기판(3000)의 상면과, 다공층(7000) 및 상기 센서 플랫폼 및 커버(2000) 및 필터(4000)의 외측 측면에 접착층(6000)이 형성된다.
따라서, 기판(3000)과, 다공층(7000)과, 상기 센서 플랫폼과, 커버(2000)와, 필터(4000)는 서로 접합된다.
전술한 바와 다르게, 센서 플랫폼과 다공층을 별도로 구비하지 않고, 일체로 형성할 수도 있다. 이러한 경우에 상기 센서 플랫폼은 다수개의 제1포어가 상하방향으로 형성되는 다공재로 구비하고, 상기 센서 플랫폼에 형성되는 에어갭은 상하로 관통되게 형성하지 않고 상부는 개방되고 하부는 막히도록 형성한다. 나아가, 상기 에어갭의 하부에는 다수개의 상기 제1포어가 배치되도록 형성한다.
===================<본 발명의 제6실시예 >===================
본 발명의 제6실시예에 따른 마이크로 센서 패키지를 설명함에 있어서, 제1,2,3,4,5실시예에 따른 마이크로 센서 패키지와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 상세한 설명 및 도시를 생략하기로 한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제6실시예에 따른 마이크로 센서 패키지는 센싱칩(1000)의 센서 플랫폼의 하부에 다공층(7000)이 배치되며, 접착층(6000')이 패키지의 최상단에 배치되는 필터(4000)의 상면에도 형성된다.
기판(3000) 상부에 다공층(7000)이 적층되고, 다공층(7000) 상부에 센싱칩(1000)이 적층되고, 상기 센서 플랫폼 상부에 커버(2000)가 적층되고, 커버(2000) 상부에 필터(4000)가 적층된다.
기판(3000)의 상면과, 다공층(7000) 및 상기 센서 플랫폼 및 커버(2000) 및 필터(4000)의 외측 측면과, 필터(4000)의 상면 일부에 접착층(6000')이 형성된다.
따라서, 기판(3000)과, 다공층(7000)과, 상기 센서 플랫폼과, 커버(2000)와, 필터(4000)는 서로 접합된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
1000 : 센싱칩 100: 센서 플랫폼
101: 에어갭 102: 제1포어
110: 제1지지부 120: 제2지지부
200: 히터전극
210: 발열배선 211a: 제1호부
211b: 제2호부 211c: 제3호부
212a: 제1절곡부 212b: 제2절곡부
214: 이격공간부 220a: 제1히터전극 패드
220b: 제2히터전극 패드 300: 센서전극
300a: 제1센서전극 300b: 제2센서전극
310a: 제1센서배선 310b: 제2센서배선
320a: 제1센서전극 패드 320b: 제2센서전극 패드
340 : 제1연결부 400 : 저항체
410a: 제1저항패드 410b: 제2저항패드
410c: 제3저항패드 410d: 제4저항패드
410e: 제5저항패드 410f: 제6저항패드
420a : 제1저항 420b: 제2저항
420c: 제3저항 420d: 제4저항
420e: 제5저항 500: 더미금속
510: 공간 600 : 감지물질
2000 : 커버 3000 : 기판
3001 : 관통공 3100 : 금속패턴
3200 : 금속부 4000 : 필터
6000 : 접착층 7000 : 다공층

Claims (23)

  1. 센서 플랫폼과, 상기 센서 플랫폼에 형성되는 센서전극을 포함하는 센싱칩;
    상기 센서전극을 복개하는 커버;
    상기 센서 플랫폼과 상기 커버의 측면에 형성되어 상기 센서플랫폼과 상기 커버를 접합하는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 센싱칩에 전기적으로 연결되는 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 기판의 상면에도 형성되어 상기 센싱칩과 상기 기판은 접합되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 플랫폼에는 다수개의 제1포어가 상하방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버에는 상기 센싱칩에 가스를 공급하는 다수개의 제2포어가 상하방향으로 관통되어 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버에는 상기 센서전극의 적어도 일부가 배치되는 캐비티가 형성되며,
    상기 캐비티는 상하로 관통되게 형성되며,
    상기 캐비티를 덮는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 필터에는 다수개의 제4포어가 상하로 관통되게 형성되며,
    상기 제4포어는 상기 캐비티에 연통되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 필터의 측면에도 형성되어, 상기 필터는 상기 커버와 접합되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  9. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 플랫폼에는 히터전극이 형성되며,
    상기 히터전극은 상기 센서전극의 센서전극 패드보다 센서배선에 근접하게 배치되는 발열배선을 포함하며,
    상기 센서 플랫폼에는 상기 발열배선을 둘러싸는 에어갭이 형성되며,
    상기 센싱칩 하부에 배치되며, 다수개의 제3포어가 상하방향으로 형성되는 다공층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  10. 제 4항에 있어서,
    상기 센서 플랫폼 상에는 히터전극이 형성되며,
    상기 히터전극은 상기 센서전극의 센서전극 패드보다 센서배선에 근접하게 배치되는 발열배선을 포함하며,
    상기 센서 플랫폼에는 상기 발열배선을 둘러싸는 에어갭이 형성되며,
    상기 에어갭의 상부는 개방되고, 상기 에어갭의 하부에는 다수개의 상기 제1포어가 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 제1포어는 상하로 관통되게 형성되며, 상기 다수의 제1포어 중 적어도 일부의 내부에는 상기 센서전극에 전기적으로 연결되는 제1연결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  12. 센서 플랫폼;
    상기 센서 플랫폼 상부에 배치되는 센서전극;
    상기 센서 플랫폼 상부에 배치되어 상기 센서전극을 복개하는 커버;
    상기 센서 플랫폼과 상기 커버의 측면에 형성되어 상기 센서 플랫폼과 상기 커버를 접합하는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  13. 센서 플랫폼;
    상기 센서 플랫폼 상부에 배치되는 센서전극;
    상기 센서 플랫폼 상부에 배치되어 상기 센서전극을 복개하는 커버;
    상기 센서 플랫폼과 상기 커버의 외측에 형성되어 상기 센서 플랫폼과 상기 커버를 접합하는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지.
  14. 다수개의 센서전극이 형성된 센서 플랫폼 상부에 다수개의 캐비티가 형성된 커버를 적층시키는 적층단계;
    상기 커버 및 상기 센서 플랫폼에 공동을 형성하는 에칭단계;
    상기 공동에 접착제를 주입하는 주입단계를 포함하며,
    상기 캐비티에는 상기 센서전극의 적어도 일부가 배치되며,
    상기 공동은 두개의 상기 센서전극 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 적층단계에서 상기 센서 플랫폼은 기판 상부에 적층되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지 제조방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 센서 플랫폼에는 다수개의 제1포어가 상하방향으로 형성되며,
    상기 제1포어는 금속재질의 모재를 양극산화하여 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지 제조방법.
  17. 제 14항 또는 16항에 있어서,
    상기 커버에는 다수개의 제2포어가 상하방향으로 관통되어 형성되며,
    상기 제2포어는 금속재질의 모재를 양극산화하여 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지 제조방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 캐비티는 상하로 관통되게 형성되며,
    상기 캐비티를 덮는 필터가 상기 커버 상부에 적층되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지 제조방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 필터에는 다수개의 제4포어가 상하로 관통되게 형성되며,
    상기 제4포어는 금속재질의 모재를 양극산화하여 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지 제조방법.
  20. 제 14항에 있어서,
    상기 주입단계에서 상기 접착제를 오버플로우 시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지 제조방법.
  21. 제 14항에 있어서,
    상기 주입단계 이후에 상기 접착제를 따라 상하방향으로 절단하는 절단단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지 제조방법.
  22. 제 14항에 있어서,
    상기 센서 플랫폼에는 히터전극이 형성되며,
    상기 히터전극은 상기 센서전극의 센서전극 패드보다 센서배선에 근접하게 배치되는 발열배선을 포함하며,
    상기 센서 플랫폼에는 상기 발열배선을 둘러싸는 에어갭이 형성되며,
    상기 적층단계에서, 상기 센서 플랫폼 하부에는 다수개의 제3포어가 상하방향으로 형성되는 다공층이 적층되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지 제조방법.
  23. 제 16항에 있어서,
    상기 센서 플랫폼에는 히터전극이 형성되며,
    상기 히터전극은 상기 센서전극의 센서전극 패드보다 센서배선에 근접하게 배치되는 발열배선을 포함하며,
    상기 센서 플랫폼에는 상기 발열배선을 둘러싸는 에어갭이 형성되며,
    상기 에어갭의 상부는 개방되고, 상기 에어갭의 하부에는 다수개의 상기 제1포어가 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서 패키지 제조방법.
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