KR20180131924A - Gas sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은, 가스 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a gas sensor and a method of manufacturing the same.
가스 센서는 특정 가스를 검출하기 위한 장치로써, 종래에는 주로 독성 가스와 폭발성 가스를 감지하기 위하여 사용되었다. 그러나, 최근에는 건강 관리, 환경 오염 감시, 산업안전, 농업, 국방과 테러 등과 같은 다양한 분야에서 가스를 활용하고 있고, 이에 따라 가스 센서가 다양한 분야에서 사용되고 있다. 이처럼 가스 센서가 다양한 분야에서 사용됨에 따라, 가스 센서의 우수한 감지 능력과 함께 적용되는 분야에 따라 다양한 형상을 가지는 가스 센서가 요구된다.A gas sensor is a device for detecting a specific gas, which is conventionally used mainly for detecting toxic gas and explosive gas. Recently, however, gas has been used in various fields such as health care, environmental pollution monitoring, industrial safety, agriculture, defense and terrorism, and gas sensors have been used in various fields. As the gas sensor is used in various fields, there is a need for a gas sensor having various shapes depending on the field to be applied along with the excellent sensing ability of the gas sensor.
본 발명의 실시예들은, 우수한 감지 능력을 가지는 가스 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a gas sensor having excellent sensing capability and a method of manufacturing the same.
본 발명의 일 실시예는, 주변보다 높이가 낮은 홈을 포함하는 지지기판; 상기 홈을 가로지르도록 상기 지지기판과 결합된 감지부; 및 상기 감지부의 양 단부에 각각 접촉하는 한 쌍의 전극들;을 포함하고, 상기 지지기판은 상기 감지부의 양 단부가 각각 결합하는 한 쌍의 체결 홈들을 포함하고, 상기 한 쌍의 전극들은 상기 한 쌍의 체결 홈들에 각각 형성되며, 상기 감지부는 상기 홈의 바닥면과 이격된 가스 센서를 개시한다.One embodiment of the present invention is directed to a semiconductor device comprising: a support substrate comprising a groove lower in height than the periphery; A sensing unit coupled to the supporting substrate to cross the groove; And a pair of electrodes which are in contact with both ends of the sensing unit, wherein the supporting substrate includes a pair of coupling grooves to which both ends of the sensing unit are respectively coupled, Respectively, and the sensing portion discloses a gas sensor spaced apart from the bottom surface of the groove.
본 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 체결 홈들은 상기 지지 기판의 표면으로부터 상기 지지 기판의 깊이 방향으로 인입되고, 상기 홈의 깊이는 상기 한 쌍의 체결 홈들 각각의 깊이보다 깊을 수 있다.In the present embodiment, the pair of coupling grooves is drawn in the depth direction of the supporting substrate from the surface of the supporting substrate, and the depth of the groove may be deeper than the depth of each of the pair of coupling grooves.
본 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 전극들 각각은 상기 한 쌍의 체결 홈들 및 상기 한 쌍의 체결 홈들 주변의 상기 지지기판의 표면 일부에 형성될 수 있다.In the present embodiment, each of the pair of electrodes may be formed on the surface of the supporting substrate around the pair of coupling grooves and the pair of coupling grooves.
본 실시예에 있어서, 상기 감지부는, 베이스부와 상기 베이스부의 표면에 형성된 가스 감지물질 코팅층을 포함할 수 있다.In the present embodiment, the sensing unit may include a base and a gas sensing material coating layer formed on a surface of the base.
본 실시예에 있어서, 상기 베이스부는 다공성일 수 있다.In this embodiment, the base portion may be porous.
본 실시예에 있어서, 상기 베이스부는 원기둥 형상을 가질 수 있다.In this embodiment, the base portion may have a cylindrical shape.
본 실시예에 있어서, 상기 베이스부는 내부의 중공과, 상기 원기둥의 측면에 상기 중공을 외부로 노출시키는 복수의 홀들을 포함할 수 있다.In the present embodiment, the base portion may include a hollow inside and a plurality of holes through which the hollow is exposed to the outside.
본 실시예에 있어서, 상기 가스 감지물질 코팅층은 상기 베이스부의 표면 전체에 형성될 수 있다.In this embodiment, the gas sensing material coating layer may be formed on the entire surface of the base portion.
본 실시예에 있어서, 상기 감지부는 상기 지지기판에 분리 가능하게 결합될 수 있다.In the present embodiment, the sensing unit may be detachably coupled to the support substrate.
본 발명의 다른 실시예는 지지기판을 형성하는 단계; 베이스부를 형성하고, 상기 베이스부의 표면에 가스 감지물질을 코팅하여 감지부를 형성하는 단계; 및 상기 지지기판과 상기 감지부를 결합하는 단계;를 포함하고, 상기 지지기판과 상기 베이스부는 각각 3D 프린팅으로 형성하는 가스 센서 제조 방법을 개시한다.Another embodiment of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a support substrate; Forming a base portion and coating the surface of the base portion with a gas sensing material to form a sensing portion; And combining the supporting substrate and the sensing unit, wherein the supporting substrate and the base unit are formed by 3D printing, respectively.
본 실시예에 있어서, 상기 지지기판은, 주변보다 높이가 낮은 홈과, 상기 감지부의 양 단부가 각각 결합하는 한 쌍의 체결 홈들을 포함하고, 상기 한 쌍의 체결 홈들은 상기 감지부의 길이 방향으로 상기 홈이 연장되어 형성될 수 있다.In the present embodiment, the supporting substrate includes a groove having a height lower than the peripheral portion and a pair of coupling grooves to which both ends of the sensing portion are respectively coupled, and the pair of coupling grooves are formed in the longitudinal direction of the sensing portion The groove may be formed to extend.
본 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 체결 홈들은 상기 지지 기판의 표면으로부터 상기 지지 기판의 깊이 방향으로 인입되고, 상기 홈의 깊이는 상기 한 쌍의 체결 홈들 각각의 깊이보다 깊게 형성될 수 있다.In the present embodiment, the pair of coupling grooves are drawn in the depth direction of the supporting substrate from the surface of the supporting substrate, and the depth of the groove may be deeper than the depth of each of the pair of coupling grooves.
본 실시예에 있어서, 상기 감지부는 상기 홈을 가로지르고, 상기 감지부의 표면이 상기 홈의 바닥면과 이격되도록 상기 지지기판과 결합할 수 있다.In this embodiment, the sensing portion may be coupled to the supporting substrate such that the sensing portion traverses the groove and the surface of the sensing portion is spaced apart from the bottom surface of the groove.
본 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 체결 홈들에 한 쌍의 전극들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the present embodiment, it may further include forming a pair of electrodes in the pair of coupling grooves.
본 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 전극들 각각은 상기 한 쌍의 체결 홈들 및 상기 한 쌍의 체결 홈들 주변의 상기 지지기판의 표면 일부에 형성될 수 있다.In the present embodiment, each of the pair of electrodes may be formed on the surface of the supporting substrate around the pair of coupling grooves and the pair of coupling grooves.
본 실시예에 있어서, 상기 가스 감지물질은 상기 베이스부의 표면 전체에 코팅될 수 있다.In this embodiment, the gas sensing material may be coated over the entire surface of the base portion.
본 실시예에 있어서, 상기 감지부는 상기 지지기판에 분리 가능하게 결합할 수 있다.In the present embodiment, the sensing unit may be detachably coupled to the supporting substrate.
본 실시예에 있어서, 베이스부는 다공성일 수 있다.In this embodiment, the base portion may be porous.
본 실시예에 있어서, 상기 베이스부는 원기둥 형상을 가지도록 형성될 수 있다.In this embodiment, the base portion may have a cylindrical shape.
본 실시예에 있어서, 상기 베이스부는 내부의 중공과, 상기 원기둥의 측면에 상기 중공을 외부로 노출시키는 복수의 홀들을 포함할 수 있다.In the present embodiment, the base portion may include a hollow inside and a plurality of holes through which the hollow is exposed to the outside.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
본 실시예들에 의하면, 가스 센서를 3D 프린팅으로 제작할 수 있으므로, 복잡하고, 다양한 형상을 가지는 가스 센서를 용이하게 제작할 수 있으며, 가스 센서의 형상에 의해 가스와의 접촉 면적을 증가시켜 가스 센서의 감도를 향상시킬 수 있다.According to the embodiments, since the gas sensor can be manufactured by 3D printing, a gas sensor having a complicated and various shapes can be easily manufactured, and the contact area with the gas can be increased by the shape of the gas sensor, The sensitivity can be improved.
물론, 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 가스 센서의 지지 기판의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 I-I'단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 I-I'단면의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서의 제조 방법에 사용될 수 있는 인쇄장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서의 제조 방법의 단계들을 개략적으로 설명한 순서도이다.
도 7 내지 도 9는 도 3의 베이스부의 다른 예들을 각각 도시한 사시도들이다.1 is a perspective view schematically showing a gas sensor according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a perspective view schematically showing an example of a supporting substrate of the gas sensor of Fig. 1; Fig.
3 is a cross-sectional view schematically showing an example of a section taken along the line I-I 'of FIG.
4 is a cross-sectional view schematically showing another example of the section taken along line I-I 'of Fig.
5 is a conceptual diagram schematically showing a printing apparatus that can be used in a method of manufacturing a gas sensor according to an embodiment of the present invention.
6 is a flow chart outlining steps of a method of manufacturing a gas sensor according to an embodiment of the present invention.
Figs. 7 to 9 are perspective views respectively showing other examples of the base portion of Fig. 3; Fig.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
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. 또한 각 도면에서, 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Also, in the drawings, the constituent elements are exaggerated, omitted or schematically shown for convenience and clarity of explanation, and the size of each constituent element does not entirely reflect the actual size.
각 구성요소의 설명에 있어서, 상(on)에 또는 하(under)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(on)과 하(under)는 직접 또는 다른 구성요소를 개재하여 형성되는 것을 모두 포함하며, 상(on) 및 하(under)에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of each constituent element, in the case where it is described as being formed on or under, it is to be understood that both on and under are formed directly or through other constituent elements And references to on and under are described with reference to the drawings.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, do.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서를 개략적으로 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 가스 센서의 지지 기판의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도, 도 3은 도 1의 I-I'단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도, 그리고 도 4는 도 1의 I-I'단면의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.Fig. 1 is a perspective view schematically showing a gas sensor according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a perspective view schematically showing an example of a support substrate of the gas sensor of Fig. 1, Fig. 3 is a cross- And Fig. 4 is a cross-sectional view schematically showing another example of the cross-section taken along the line I-I 'of Fig. 1. As shown in Fig.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서(10)는, 지지기판(100), 지지기판(100)과 결합된 감지부(300) 및 감지부(300)의 양 단부에 각각 접촉하는 한 쌍의 전극(200)들을 포함할 수 있다.1 to 4, a
지지기판(100)은 주변보다 높이가 낮은 홈(110)과 감지부(300)의 양 단부가 각각 결합하는 한 쌍의 체결 홈(120)들을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 지지기판(100)은 다양한 형상을 가질 수 있다.The
한 쌍의 체결 홈(120)들은 지지 기판(100)의 표면으로부터 지지 기판(100)의 깊이 방향으로 인입되고, 감지부(300)의 양 단부와 형상이 매칭될 수 있다. 또한, 한 쌍의 체결 홈(120)들은 감지부(300)의 길이 방향으로 홈(110)이 연장되어 형성된다. 즉, 홈(110)과 한 쌍의 체결 홈(120)들은 연속하여 형성될 수 있으며, 감지부(300)의 양 단부가 한 쌍의 체결 홈(120)들에 각각 안착하여 결합하면, 감지부(300)는 홈(110)을 가로지르도록 지지기판(100)과 결합될 수 있다.The pair of
한편, 홈(110)의 깊이는 한 쌍의 체결 홈(120)들 각각의 깊이보다 깊게 형성될 수 있다. 이에 따라, 감지부(300)와 지지기판(100)의 결합시, 감지부(300)의 표면은 홈(110)의 바닥면과 이격될 수 있다.On the other hand, the depth of the
지지기판(100)은 폴리젖산수지(PLA; polylactic acid), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌수지(ABS; Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), 폴리디메틸실록산(PDMS; Polydimethylsiloxane), 아크릴, 폴리에스테르(PET; polyester), 폴리에테르설폰(PES; Polyether sulfone), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate), 캡톤(Kapton) 및 유리(Glass)를 포함하는 그룹에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.The supporting
한 쌍의 체결홈(120)들 각각에는 한 쌍의 전극(200)들이 형성된다. 한 쌍의 전극(200)들은 감지부(300)의 양 단부와 각각 접촉하여 감지부(300)의 저항의 변화를 측정하는데 사용될 수 있다.A pair of
한 쌍의 전극(200)들은 한 쌍의 체결홈(120)들에만 형성되는 것이 아니라, 체결홈(120) 주변의 지지기판(100)의 표면 일부에까지 형성될 수 있다. 이에 따라, 체결홈(120) 내에 형성된 한 쌍의 전극(200)들이 안정적으로 유지될 수 있다.The pair of
한 쌍의 전극(200)들은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt), 금(Au) 및 인듐 틴 옥사이드(ITO; indium tin oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한 쌍의 전극(200)들 각각은 단층 또는 복수층으로 구성될 수 있다.The pair of
감지부(300)는 베이스부(310)와 베이스부(310)의 표면에 형성된 가스 감지물질 코팅층(320)을 포함할 수 있다. The
베이스부(310)는 폴리젖산수지(PLA; polylactic acid), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌수지(ABS; Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), 폴리디메틸실록산(PDMS; Polydimethylsiloxane), 아크릴, 폴리에스테르(PET; polyester), 폴리에테르설폰(PES; Polyether sulfone), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate), 캡톤(Kapton) 및 유리(Glass)를 포함하는 그룹에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.The base 310 may be formed of a material selected from the group consisting of polylactic acid (PLA), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polydimethylsiloxane (PDMS) polyester, polyester, polyether sulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), Kapton, and glass.
베이스부(310)는 일 예로 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 다양한 형상을 가질 수 있다.The
가스 감지물질 코팅층(320)은 가스 센서(10)가 사용되는 용도에 따라 다양한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스 감지물질 코팅층(320)은 탄소나노튜브 (CNT), 산화아연(ZnO), 이산화티타늄(TiO2) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The gas sensing
가스 감지물질 코팅층(320)은 베이스부(310)의 표면 전체에 형성될 수 있다. 이에 의해 가스 센서(10)의 감도가 향상될 수 있다. 또한, 한 쌍의 체결홈(120)들에 감지부(300)의 양 단부가 각각 안착하는 것에 의해 감지부(300)와 한 쌍의 전극(320)들이 전기적으로 연결됨과 동시에, 감지부(300)는 지지기판(100)과 결합할 수 있다. 따라서, 가스 센서(10)의 제조가 단순화할 수 있다.The gas sensing
한편, 감지부(300)는 지지기판(100)과 분리 가능하게 결합할 수 있다. 따라서, 감지하고자 하는 가스의 종류에 따라 감지부(300)를 교체할 수 있으며, 감지부(300)에 이상이 발생한 경우 이를 용이하게 교환할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 지지기판(100)과 결합된 감지부(300)는, 감지부(300)의 표면이 홈(110)의 바닥면과 이격되도록 유지된다. 따라서, 홈(110)의 바닥면과의 접촉에 의해 가스 감지물질 코팅층(320)이 손상 또는 오염되는 것을 방지하고, 가스에 노출되는 가스 감지물질 코팅층(320)의 표면적이 증가하여, 가스 센서(10)의 감도가 향상될 수 있다. 이때, 도 4에 도시하는 바와 같이, 홈(110)의 측면 중 감지부(300)와 나란한 측면(S)은 가스의 흐름을 원활하게 하기 위해 오목한 곡면으로 형성될 수 있다. In addition, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서의 제조 방법에 사용될 수 있는 인쇄장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.5 is a conceptual diagram schematically showing a printing apparatus that can be used in a method of manufacturing a gas sensor according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 인쇄장치(1)는 베이스(11), 인쇄 작업이 이루어지는 베드(60), 베드(60) 상에 인쇄용 소재를 인쇄하는 노즐(40), 노즐(40)을 제1 방향(X)으로 이동시키는 수평 이동부(20), 수평 이동부(20)와 노즐(40)을 높이 방향(Z)으로 이동시키는 수직 이동부(30), 및 노즐(40)에 인쇄용 소재를 공급하는 공급부(50)를 포함할 수 있다. 또한, 인쇄장치(1)는 3D 모델링 데이터를 처리하고 노즐(40)의 인쇄동작을 제어하는 제어부(80)와 사용자가 3D 모델링 데이터를 제어부(80)에 저장하고, 인쇄상황을 파악할 수 있게 하는 사용자 입력 및 표시부(90)를 포함할 수 있다.5, the
노즐(40)은 인쇄용 소재의 점도 및 인쇄되는 삼차원 구조체에 요구되는 정교함 등에 따라 폴리젯(Polyjet) 방식으로 인쇄용 소재를 분사 하거나, 또는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식으로 인쇄용 소재를 압출할 수 있는 것으로 선택될 수 있다.The
수평 이동부(20)와 수직 이동부(30)는 3D 모델링 데이터에 따라 제어부(80)의 제어에 의해 노즐(40)의 위치를 이동시키다. The
일 예로, 베이스부(10)는 제1 방향(X)을 따라 연장된 한 쌍의 가이드 홈(12)들을 포함하고, 수평 이동부(20)는 한 쌍의 가이드 홈(12)들과 각각 결합되어 제1 방향(X)을 따라 이동할 수 있다. 이때, 수평 이동부(20)는 폭이 확장된 단부(23)를 포함하여 가이드 홈(12)으로부터 이탈되는 것이 방지될 수 있다. 가이드 홈(12)은 단부(23)와 대응하는 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한하지 않는다. 즉, 베이스부(10) 상에는 베이스부(10)의 표면으로부터 외부로 돌출되고 제1 방향(X)을 따라 연장된 레일이 형성될 수 있고, 수평 이동부(22)에는 상기 레일과 결합하는 홈이 형성될 수도 있다.For example, the
수직 이동부(30)는 높이 방향(Z)을 따라 이동하며 노즐(40)의 높이를 조절할 뿐다. 또한, 노즐(40)은 수직 이동부(30)을 따라 제1 방향(X) 및 높이 방향(Z)과 수직한 제2 방향(Y)으로 이동함으로써, 노즐(40)은 베드(60) 상에서 특정 위치로 이동할 수 있다.The vertical moving
이와 같은 인쇄장치(1)를 이용하여 형성되는 삼차원 구조체는, 적어도 도 1의 지지기판(도 1의 110)과 도 3의 감지부(도 3의 300)의 베이스부(도 3의 310)일 수 있으며, 이때 사용되는 인쇄용 소재는 폴리젖산수지(PLA; polylactic acid), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌수지(ABS; Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), 폴리디메틸실록산(PDMS; Polydimethylsiloxane), 아크릴, 폴리에스테르(PET; polyester), 폴리에테르설폰(PES; Polyether sulfone), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate), 캡톤(Kapton) 및 유리(Glass)를 포함하는 그룹에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The three-dimensional structure formed by using the
이와 같이 3D 프린팅을 이용하여 지지기판(도 1의 110)과 베이스부(도 3의 310)를 형성하면, 지지기판(도 1의 110)과 베이스부(도 3의 310)가 복잡한 형상을 가지더라도 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 지지기판(도 1의 110)에 한 쌍의 전극(도 1의 200)들을 형성하고, 베이스부(도 3의 310)의 표면에 가스 감지물질 코팅층(도 3의 320)을 형성한 후, 이들을 조립하는 것에 의해 가스 센서(도 1의 10)를 제조할 수 있으므로, 가스 센서(도 1의 10)의 제조 공정이 단순화될 수 있다. 1) and the base (310 of FIG. 3) are formed using 3D printing, the support substrate (110 of FIG. 1) and the base (310 of FIG. 3) Can be easily formed. Further, a pair of electrodes (200 in FIG. 1) are formed on a supporting substrate (110 in FIG. 1) and a gas sensing material coating layer (320 in FIG. 3) is formed on the surface of the base , The gas sensor (10 in Fig. 1) can be manufactured by assembling them, so that the manufacturing process of the gas sensor (10 in Fig. 1) can be simplified.
특히, 종래 포토리쏘그래피 공정을 이용하여 가스 센서(도 1의 10)를 형성하는 경우에 비교하여, 복잡한 형상을 가지는 가스 센서(도 1의 10)도 간단하게 형성할 수 있으며, 포토리쏘그래피 공정시 수반되는 에칭, 리플로우 공정 등을 포함하지 않으므로 친환경적으로 가스 센서(도 1의 10)를 간편하게 대량으로 제작할 수 있다. Particularly, compared with the case of forming a gas sensor (10 of FIG. 1) using a conventional photolithography process, a gas sensor (10 of FIG. 1) having a complicated shape can be easily formed, (10 in FIG. 1) can be easily produced in a large quantity in an environmentally friendly manner since it does not include the etching and the reflow process accompanying with the gas sensor.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서의 제조 방법의 단계들을 개략적으로 설명한 순서도이다. 이하에서는 도 6과 함께 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명하기로 한다.6 is a flow chart outlining steps of a method of manufacturing a gas sensor according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the description will be made with reference to FIG. 6 and FIGS. 1 to 3 together.
도 1 내지 도 3 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서(10)의 제조 방법은, 지지기판(100)을 형성하는 단계(S10), 베이스부(310)를 형성하고, 베이스부(310)의 표면에 가스 감지물질을 코팅하여 감지부(300)를 형성하는 단계(S20) 및 지지기판(100)과 감지부(300)를 결합하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.1 to 3 and 6, a method of manufacturing a
지지기판(100)과 베이스부(310)는 3D 프린팅을 이용하여 형성할 수 있다. 따라서, 지지기판(100)과 베이스부(310)가 복잡한 형상을 가지더라도 이들을 친환경적이고 용이하게 형성할 수 있다.The
지지기판(100)은 일 예로, 홈(110)과 한 쌍의 체결 홈(120)들을 포함하도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 지지기판(100)은 다양한 형상을 가질 수 있다.The
지지기판(100)을 형성한 후에는, 한 쌍의 체결 홈(120)들에 전극(200)을 형성할 수 있다. 전극(200)은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt), 금(Au) 및 인듐 틴 옥사이드(ITO; indium tin oxide) 중 적어도 하나를 한 쌍의 체결 홈(120)에 증착하여 형성할 수 있다. 이때, 형성되는 전극(200)은 체결 홈(120)뿐만 아니라, 체결홈(120) 주변의 지지기판(100)의 표면 일부에까지 형성될 수 있다.After the
베이스부(310)는 다양한 형상을 가지고 형성될 수 있으며, 이때, 베이스부(310)의 양 단부와 체결 홈(120)은 서로 형상이 매칭될 수 있다. 일 예로, 베이스부(310)는 원통형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The base 310 may have a variety of shapes. At this time, both ends of the
베이스부(310)를 형성한 후에는, 베이스부(310)의 표면 전체에 가스 감지물질을 증착 또는 코팅하여 가스 감지물질 코팅층(320)을 형성한다. After the
이와 같이 형성된 감지부(300)는 지지기판(100)과 분리 가능하게 결합하여 가스 센서(10)를 형성한다. 따라서, 가스 센서(10)가 복잡한 형상을 가지더라도 용이하게 형성할 수 있다. 구체적으로, 감지부(300)의 양 단부가 각각 전극(200)이 형성된 한 쌍의 체결 홈(120)에 안착되면, 감지부(300)와 한 쌍의 전극(320)들이 전기적으로 연결됨과 동시에, 감지부(300)는 지지기판(100)과 결합할 수 있다. 따라서, 가스 센서(10)의 제조가 단순화할 수 있다.The
도 7 내지 도 9는 도 3의 베이스부의 다른 예들을 각각 도시한 사시도들이다.Figs. 7 to 9 are perspective views respectively showing other examples of the base portion of Fig. 3; Fig.
먼저 도 7을 참조하면, 베이스부(310B)는 기저부(332)와 기저부(332) 상에 배열된 복수의 튜브(334)들을 포함할 수 있다. 복수의 튜브(334)들은 속이 빈 원기둥 형상을 가질 수 있다. 따라서, 베이스부(300B)의 표면적이 증가하고, 그 결과 베이스부(300B)의 표면 상에 전체적으로 형성되는 가스 감지물질 코팅층의 면적이 증가하여 가스 센서(도 1의 10)의 가스 감지 능력이 향상될 수 있다.7, the
한편, 기저부(332)는 양 단부가 지지기판(도 2의 100)의 체결 홈(도 2의 120)에 각각 결합하도록, 기저부(332)의 양 단부는 체결 홈(도 2의 120)과 동일한 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 체결 홈(도 2의 120)은 수직 단면이 직사각형으로 형성 될 수 있다. 다른 예로, 도 7에 도시된 예와 달리, 기저부(332)의 수직 단면이 반원형상을 가질 수 있다. 이와 같은 베이스부(300B)는 3D 프린팅을 이용하여 용이하게 제작할 수 있다.On the other hand, both ends of the
도 8을 참조하면, 베이스부(310C)는 다공성으로, 서로 연결된 복수의 공극(336)들을 내부 및 표면에 포함하는 스폰지 형태일 수 있다. 베이스부(310C)는 3D 프린팅을 이용하여 용이하게 형성할 수 있다. 이처럼, 베이스부(310C)가 다공성인 경우, 베이스부(300C)의 표면적이 증가하여, 가스 센서의 가스 감지 능력이 향상될 수 있다. 한편, 베이스부(310C)의 양 단부와 지지기판(도 2의 100)의 체결 홈(도 2의 120)은 서로 형상이 매칭되도록 형성될 수 있다. Referring to FIG. 8, the
도 9를 참조하면, 베이스부(310D)는 속이 빈 원기둥 형상으로, 내부의 중공과 원기둥의 측면에 중공을 외부로 노출시키는 복수의 홀(338)들을 포함할 수 있다. 따라서, 다공성인 베이스부(310D) 표면적이 증가하여 가스 센서의 가스 감지 능력이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 9, the
베이스부(310D)는 3D 프린팅을 이용하여 용이하게 제조할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 베이스부(310D)가 다양한 형상, 및 복잡한 형상을 가지더라도 용이하게 제조할 수 있고, 감지부(도 1의 300)의 표면적이 향상되어 가스 센서(도 1의 10)의 감도가 향상될 수 있다.The
이상에서는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
1: 인쇄장치
10: 가스 센서
11: 베이스
20: 수평 이동부
30: 수직 이동부
40: 노즐
50: 공급부
60: 베드
80: 제어부
90: 표시부
100: 지지기판
110: 홈
120: 체결홈
200: 전극
300: 감지부
310, 310B, 310C, 310D: 베이스부
320: 감지물질 코팅층1: Printing device
10: Gas sensor
11: Base
20: Horizontal moving part
30: vertical moving part
40: Nozzles
50:
60: Bed
80:
90:
100: Support substrate
110: Home
120: fastening groove
200: electrode
300:
310, 310B, 310C, and 310D:
320: sensing material coating layer
Claims (20)
상기 홈을 가로지르도록 상기 지지기판과 결합된 감지부; 및
상기 감지부의 양 단부에 각각 접촉하는 한 쌍의 전극들;을 포함하고,
상기 지지기판은 상기 감지부의 양 단부가 각각 결합하는 한 쌍의 체결 홈들을 포함하고,
상기 한 쌍의 전극들은 상기 한 쌍의 체결 홈들에 각각 형성되며,
상기 감지부는 상기 홈의 바닥면과 이격된 가스 센서.A support substrate comprising a groove lower in height than the periphery;
A sensing unit coupled to the supporting substrate to cross the groove; And
And a pair of electrodes which are in contact with both ends of the sensing unit,
Wherein the supporting substrate includes a pair of coupling grooves to which both ends of the sensing unit are respectively coupled,
Wherein the pair of electrodes are respectively formed in the pair of coupling grooves,
Wherein the sensing unit is spaced apart from a bottom surface of the groove.
상기 한 쌍의 체결 홈들은 상기 지지 기판의 표면으로부터 상기 지지 기판의 깊이 방향으로 인입되고,
상기 홈의 깊이는 상기 한 쌍의 체결 홈들 각각의 깊이보다 깊은 가스 센서.The method according to claim 1,
The pair of coupling grooves being drawn in the depth direction of the supporting substrate from the surface of the supporting substrate,
And the depth of the groove is deeper than the depth of each of the pair of fastening grooves.
상기 한 쌍의 전극들 각각은 상기 한 쌍의 체결 홈들 및 상기 한 쌍의 체결 홈들 주변의 상기 지지기판의 표면 일부에 형성된 가스 센서.3. The method of claim 2,
Wherein each of the pair of electrodes is formed on a part of the surface of the supporting substrate around the pair of coupling grooves and the pair of coupling grooves.
상기 감지부는, 베이스부와 상기 베이스부의 표면에 형성된 가스 감지물질 코팅층을 포함하는 가스 센서.The method according to claim 1,
Wherein the sensing unit includes a base and a gas sensing material coating layer formed on a surface of the base.
상기 베이스부는 다공성인 가스 센서.5. The method of claim 4,
Wherein the base portion is porous.
상기 베이스부는 원기둥 형상을 가지는 가스 센서.5. The method of claim 4,
And the base portion has a cylindrical shape.
상기 베이스부는 내부의 중공과, 상기 원기둥의 측면에 상기 중공을 외부로 노출시키는 복수의 홀들을 포함하는 가스 센서.5. The method of claim 4,
Wherein the base portion includes a hollow inside and a plurality of holes exposing the hollow to the outside on a side surface of the cylinder.
상기 가스 감지물질 코팅층은 상기 베이스부의 표면 전체에 형성된 가스 센서. 5. The method of claim 4,
Wherein the gas sensing material coating layer is formed on the entire surface of the base portion.
상기 감지부는 상기 지지기판에 분리 가능하게 결합된 가스 센서.The method according to claim 1,
Wherein the sensing unit is detachably coupled to the support substrate.
베이스부를 형성하고, 상기 베이스부의 표면에 가스 감지물질을 코팅하여 감지부를 형성하는 단계; 및
상기 지지기판과 상기 감지부를 결합하는 단계;를 포함하고,
상기 지지기판과 상기 베이스부는 각각 3D 프린팅으로 형성하는 가스 센서 제조 방법.Forming a support substrate;
Forming a base portion and coating the surface of the base portion with a gas sensing material to form a sensing portion; And
And combining the support substrate and the sensing unit,
Wherein the support substrate and the base are formed by 3D printing.
상기 지지기판은, 주변보다 높이가 낮은 홈과, 상기 감지부의 양 단부가 각각 결합하는 한 쌍의 체결 홈들을 포함하고,
상기 한 쌍의 체결 홈들은 상기 감지부의 길이 방향으로 상기 홈이 연장되어 형성되는 가스 센서의 제조 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the supporting substrate includes a groove having a height lower than the peripheral portion and a pair of coupling grooves each having both ends of the sensing portion,
Wherein the pair of coupling grooves are formed by extending the groove in a longitudinal direction of the sensing portion.
상기 한 쌍의 체결 홈들은 상기 지지 기판의 표면으로부터 상기 지지 기판의 깊이 방향으로 인입되고,
상기 홈의 깊이는 상기 한 쌍의 체결 홈들 각각의 깊이보다 깊게 형성되는 가스 센서의 제조 방법.12. The method of claim 11,
The pair of coupling grooves are drawn in the depth direction of the supporting substrate from the surface of the supporting substrate,
And the depth of the groove is formed to be deeper than the depth of each of the pair of coupling grooves.
상기 감지부는 상기 홈을 가로지르고, 상기 감지부의 표면이 상기 홈의 바닥면과 이격되도록 상기 지지기판과 결합하는 가스 센서의 제조 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the sensing unit is coupled to the supporting substrate such that the sensing unit traverses the groove and the surface of the sensing unit is spaced apart from the bottom surface of the groove.
상기 한 쌍의 체결 홈들에 한 쌍의 전극들을 형성하는 단계를 더 포함하는 가스 센서의 제조 방법.12. The method of claim 11,
And forming a pair of electrodes in the pair of coupling grooves.
상기 한 쌍의 전극들 각각은 상기 한 쌍의 체결 홈들 및 상기 한 쌍의 체결 홈들 주변의 상기 지지기판의 표면 일부에 형성되는 가스 센서의 제조 방법.15. The method of claim 14,
Wherein each of the pair of electrodes is formed on a part of the surface of the support substrate around the pair of coupling grooves and the pair of coupling grooves.
상기 가스 감지물질은 상기 베이스부의 표면 전체에 코팅되는 가스 센서의 제조 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the gas sensing material is coated over the entire surface of the base portion.
상기 감지부는 상기 지지기판에 분리 가능하게 결합하는 가스 센서의 제조 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the sensing unit is detachably coupled to the support substrate.
베이스부는 다공성인 가스 센서의 제조 방법.11. The method of claim 10,
And the base portion is porous.
상기 베이스부는 원기둥 형상을 가지도록 형성되는 가스 센서의 제조 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the base portion is formed to have a cylindrical shape.
상기 베이스부는 내부의 중공과, 상기 원기둥의 측면에 상기 중공을 외부로 노출시키는 복수의 홀들을 포함하는 가스 센서의 제조 방법.20. The method of claim 19,
Wherein the base includes a hollow inside and a plurality of holes exposing the hollow to the outside on the side of the cylinder.
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---|---|---|---|---|
CN110398521A (en) * | 2019-08-26 | 2019-11-01 | 广西玉柴机器集团有限公司 | A kind of highly sensitive recessed groove NOx sensor structure |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050039016A (en) * | 2003-10-23 | 2005-04-29 | 한국화학연구원 | Hydrogen sensor using palladium coated carbon nanotube |
KR20110100361A (en) * | 2010-03-04 | 2011-09-14 | 전자부품연구원 | Noxious gas sensor, method for detection |
KR101269510B1 (en) * | 2012-01-30 | 2013-05-31 | 엔케이인터내셔널 주식회사 | Hydrogen sensor able to measure hydrogen concentration |
KR20160069224A (en) * | 2014-12-08 | 2016-06-16 | 주식회사 맥스포 | Assembly Gas Detection Device |
KR101878343B1 (en) * | 2016-04-06 | 2018-07-13 | 울산과학기술원 | Method of measuring hydrogen gas using sensor for hydrogen gas |
-
2017
- 2017-06-01 KR KR1020170068662A patent/KR101968731B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050039016A (en) * | 2003-10-23 | 2005-04-29 | 한국화학연구원 | Hydrogen sensor using palladium coated carbon nanotube |
KR20110100361A (en) * | 2010-03-04 | 2011-09-14 | 전자부품연구원 | Noxious gas sensor, method for detection |
KR101269510B1 (en) * | 2012-01-30 | 2013-05-31 | 엔케이인터내셔널 주식회사 | Hydrogen sensor able to measure hydrogen concentration |
KR20160069224A (en) * | 2014-12-08 | 2016-06-16 | 주식회사 맥스포 | Assembly Gas Detection Device |
KR101878343B1 (en) * | 2016-04-06 | 2018-07-13 | 울산과학기술원 | Method of measuring hydrogen gas using sensor for hydrogen gas |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"3D Printing of Highly Conductive Nanocomposites...", Kambiz Chizari 외, small 2016, 12(44), 6076-6082 (2016.11.23.) * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110398521A (en) * | 2019-08-26 | 2019-11-01 | 广西玉柴机器集团有限公司 | A kind of highly sensitive recessed groove NOx sensor structure |
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