KR20190118465A - Pressure sensor assembly - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압력 센서 조립체에 관한 것으로서, 구체적으로, 수위 측정 대상물과 견고하게 결합하면서 측정의 정밀도를 개선하는 압력 센서 조립체에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pressure sensor assembly, and more particularly, to a pressure sensor assembly that tightly couples with a level measurement object and improves the accuracy of the measurement.
압력은 온도와 함께 각종 산업 현장에서 중요한 변수로서 작용하며 주로 유체량의 계측에 관계된 양이다. 가전제품, 각종 자동차 구성장치, 공조냉동, 반도체, 의료기기 등 다양한 산업현장에서 여러 가지 형태로 측정되고 있다. 아주 오래된 방법에서부터 최근 반도체 기술의 발전과 함께 개발되는 소자 및 전송방법 등 그 종류도 다양하다. Pressure, along with temperature, acts as an important variable in various industrial sites and is primarily a measure of the amount of fluid. It is measured in various forms at various industrial sites such as home appliances, various automobile components, air conditioning refrigeration, semiconductors, and medical devices. There are many types of devices, from very old methods to devices and transmission methods developed with recent advances in semiconductor technology.
이와 관련하여 도 1은 종래의 수위 측정 시스템을 도시한다. 먼저, 도 1의 (a)에서 도시되는 바와 같이, 수조 탱크(110)에 수용된 유체(120)의 양을 측정하기 위해 일 측으로 유로를 형성하고, 유로의 단부에 공기 트랩(130) 및 압력 센서(140)가 설치되게 된다. 이에 따르면, 수조 탱크(110) 내의 유체(120)의 양이 변화함에 따라 공기 트랩(130) 내의 압력이 변화하고, 이러한 변화는 공기 트랩(130) 상단에서 공기의 압력 변화를 측정하는 압력 센서(140)로 전달되게 된다. 즉, 수위 변화에 따른 압력 변화를 감지하여 수위 변화를 정확하게 계측할 수 있다.1 shows a conventional water level measurement system. First, as shown in (a) of FIG. 1, a flow path is formed on one side to measure the amount of
이러한 압력 센서(140)는 도 1의 (b)에서 도시되는 바와 같이, 공기 트랩(130) 상단에 삽입 결합되게 되는데, 이때 압력 센서(140)의 견고한 결합을 위해 압력 센서(140)의 하부면에 접착제(150)를 도포하여, 공기 트랩(130)에 결합시키고 있었다.The
그러나 이와 같이 접착제(150)를 이용하는 화학적 결합 방식에 따르면, 시간이 경과함에 따라 접착 성능이 저하되면서, 압력 센서(140)의 거동 변화가 발생하거나, 압력 센서(140)와의 접합 영역에서 누수가 발생하여 공기 트랩(130)에서의 압력 변화의 민감도가 저하되는 문제가 있었다.However, according to the chemical bonding method using the
특히 압력 센서(140)의 측정 대상이 유체(120)의 수위라는 점에서, 압력 센서(140)(특히 압력 센서(140)의 접착제(150) 도포 영역) 주위의 환경에는 습도가 높아, 접착 성능의 열화를 가속시키는 문제가 있었다. In particular, since the measurement object of the
따라서, 이를 해결하기 위한 기술이 요구된다.Therefore, a technique for solving this is required.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수위 측정 대상물과 견고하게 결합하면서 측정의 정밀도를 개선하는 압력 센서 조립체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a pressure sensor assembly that firmly couples with a water level measurement object and improves the accuracy of the measurement.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following descriptions.
본 발명의 일 실시예에 따라, 압력 센서 조립체가 제공된다. 상기 조립체는, 수위 측정 대상물에 기계적으로 결합하기 위한 체결부가 외측으로 형성되고, 일 단부에 유체에 의한 압력이 인가되는 유로가 형성되는 하우징; 상기 유로와 연통하고, 상기 하우징의 타 단부에 안착하는 인쇄 회로 기판; 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되고, 상기 유로를 향하는 박막 형상의 다이어프램부를 갖는 압력 센서; 및 상기 유로와 연통하고, 상기 인쇄 회로 기판의 상부 또는 하부에 배치되는 경질의 분리 기판을 포함하고, 상기 분리 기판은 상기 체결부에 의해 상기 수위 측정 대상물에 기계적으로 결합할 때 발생하는 상기 하우징의 응력이 상기 압력 센서로 전달되는 것을 방지할 수 있다.According to one embodiment of the invention, a pressure sensor assembly is provided. The assembly may include: a housing in which a fastening part for mechanically coupling to a water level measurement object is formed outward and a flow path through which pressure by a fluid is applied is formed at one end; A printed circuit board communicating with the flow path and seated at the other end of the housing; A pressure sensor disposed on the printed circuit board and having a thin film-shaped diaphragm portion facing the flow path; And a hard separation substrate communicating with the flow path and disposed above or below the printed circuit board, wherein the separation substrate is formed by mechanically coupling the water level measurement object by the fastening portion. It is possible to prevent stress from being transferred to the pressure sensor.
바람직하게는, 상기 분리 기판은 세라믹 기판일 수 있다.Preferably, the separation substrate may be a ceramic substrate.
또한, 바람직하게는, 상기 유로와 연통하고, 상기 다이어프램부과 상기 세라믹 기판 사이에서 배치되는 유리 재질의 완충 부재를 더 포함할 수 있다.In addition, preferably, the glass may further include a buffer member in communication with the flow path and disposed between the diaphragm portion and the ceramic substrate.
또한, 바람직하게는, 상기 압력 센서에 인접하여 배치되며 상기 압력 센서에 의해 감지되는 압력을 측정하는 판독 집적 회로를 더 포함할 수 있다.In addition, the readout integrated circuit may further include a readout integrated circuit disposed adjacent to the pressure sensor and measuring a pressure sensed by the pressure sensor.
또한, 바람직하게는, 상기 분리 기판 및 상기 판독 집적 회로는 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되고, 상기 압력 센서는 상기 분리 기판 상에 배치될 수 있다.Further, preferably, the separation substrate and the read integrated circuit may be disposed on the printed circuit board, and the pressure sensor may be disposed on the separation substrate.
또한, 바람직하게는, 상기 압력 센서와 상기 판독 집적 회로는 서로 전기적으로 와이어링되고, 상기 판독 집적 회로와 상기 인쇄 회로 기판은 서로 전기적으로 와이어링될 수 있다.Further, preferably, the pressure sensor and the read integrated circuit may be electrically wired to each other, and the read integrated circuit and the printed circuit board may be electrically wired to each other.
또한, 바람직하게는, 상기 분리 기판은 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되고, 상기 압력 센서 및 상기 판독 집적 회로는 상기 분리 기판 상에 배치될 수 있다.Further, preferably, the separation substrate may be disposed on the printed circuit board, and the pressure sensor and the read integrated circuit may be disposed on the separation substrate.
또한, 바람직하게는, 상기 압력 센서와 상기 판독 집적 회로는 서로 전기적으로 와이어링되고, 상기 판독 집적 회로와 상기 분리 기판은 서로 전기적으로 와이어링될 수 있다.Further, preferably, the pressure sensor and the read integrated circuit may be electrically wired to each other, and the read integrated circuit and the separation substrate may be electrically wired to each other.
또한, 바람직하게는, 상기 분리 기판은 상면 및 측면에 전기적 연결을 위한 배선이 형성되어, 상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the separation substrate may be formed with wires for electrical connection on top and side surfaces thereof, and may be electrically connected to the printed circuit board.
또한, 바람직하게는, 상기 인쇄 회로 기판의 상면에 상기 압력 센서와 인접하여 배치되며, 외부 장비와의 전기적 연결을 위한 단자를 제공하는 터미널; 및 상기 인쇄 회로 기판의 저면에 배치되며, 상기 판독 집적 회로의 신호를 프로세싱하고, 상기 판독 집적 회로의 구동에 필요한 젼력을 공급하는 제어 회로부를 더 포함할 수 있다.In addition, preferably, a terminal disposed on an upper surface of the printed circuit board adjacent to the pressure sensor, the terminal providing a terminal for electrical connection with external equipment; And a control circuit disposed on a bottom surface of the printed circuit board and configured to process a signal of the read integrated circuit and supply power required for driving the read integrated circuit.
또한, 바람직하게는, 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되고, 상기 압력 센서 및 상기 판독 집적 회로를 커버하는 센서 캡; 및 상기 하우징의 상부에서 결합하는 오버 캡을 더 포함할 수 있다.Also preferably, a sensor cap disposed on the printed circuit board and covering the pressure sensor and the read integrated circuit; And an over cap coupled to an upper portion of the housing.
본 발명에 따르면, 압력 센서의 하우징은 수위 측정 대상물과의 기계적으로 결합함으로써, 견고한 결합을 유지함과 동시에, 외부 환경이나 시간의 경과에 따라 결합력이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.According to the present invention, the housing of the pressure sensor is mechanically coupled to the water level measurement object, thereby maintaining a firm coupling, and can prevent a problem that the bonding force is lowered with an external environment or over time.
또한, 본 발명에 따르면, 세라믹 등 경질의 분리 기판을 압력 센서 하측에 배치하여, 하우징의 기계적 결합시 발생하는 응력을 차단함으로써, 압력 센서의 압력 측정에 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, by placing a rigid separation substrate such as ceramic under the pressure sensor to block the stress generated during mechanical coupling of the housing, it is possible to prevent the error in the pressure measurement of the pressure sensor.
또한, 본 발명에 따르면, 인쇄 회로 기판을 수용하는 하우징은 내측의 함몰 영역을 구비하여, 인쇄 회로 기판의 상면 및 하면 모두에 전자적 부품을 실장할 수 있도록 하여 공간 효율성을 높이고, 압력 센서 조립체의 소형화를 달성할 수 있다.In addition, according to the present invention, the housing for accommodating the printed circuit board has an inner recessed area, so that the electronic components can be mounted on both the upper and lower surfaces of the printed circuit board, thereby increasing space efficiency and miniaturizing the pressure sensor assembly. Can be achieved.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종래의 수위 측정 시스템을 도시한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 조립체를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 조립체의 일부를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 조립체를 도시한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.
1 shows a conventional level measurement system.
2A-2C illustrate a pressure sensor assembly in accordance with one embodiment of the present invention.
3 shows a portion of a pressure sensor assembly according to one embodiment of the invention.
4 shows a pressure sensor assembly according to one embodiment of the invention.
이하, 본 발명에 따른 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예들을 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있다. 한편, 이하에서 기재되는 편의상 상하좌우의 방향은 도면을 기준으로 한 것이며, 해당 방향으로 본 발명의 권리범위가 반드시 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the embodiments of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function interferes with the understanding of the embodiments of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, embodiments of the present invention will be described below, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art. On the other hand, for convenience described below, the direction of the top, bottom, left and right is based on the drawings, the scope of the present invention is not necessarily limited to the direction.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 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. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another element in between. . Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise. In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 조립체를 도시한다.2A-2C illustrate a pressure sensor assembly in accordance with one embodiment of the present invention.
구체적으로, 도 2a는 압력 센서 조립체(200)의 사시도를 도시하고, 도 2b는 압력 센서 조립체(200)의 분해도를 도시하며, 도 2c는 압력 센서 조립체(200) 중 일부의 단면도를 도시한다.Specifically, FIG. 2A shows a perspective view of the
도 2를 참조하면, 압력 센서 조립체(200)는, 하우징(210), 인쇄 회로 기판(220), 압력 센서(230), 판독 집적 회로(240), 터미널(250), 제어 회로부(260), 센서 캡(270), 오버 캡(280) 및 분리 기판(290)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
하우징(210)은, 수위 측정 대상물과 결합하고, 인쇄 회로 기판(220), 압력 센서(230) 등 수위 측정을 위한 각종 구성을 수행할 수 있다. 구체적으로, 하우징(210)은 수위 측정 대상물에 결합하기 위해 외측으로 체결부(212)가 형성되고, 일 단부(하부)에 유체에 의한 압력이 인가되는 유로(214)가 형성될 수 있으며, 타 단부(상부)에는 인쇄 회로 기판(220), 압력 센서(230) 등이 수용되는 수용 공간이 형성될 수 있다. The
여기서 체결부(212)는 수위 측정 대상물과의 기계적 결합을 위한 것으로서, 도시되는 바와 같이, 들어, 내측에 나사선이 형성되는 체결홀로 구현되어, 나사, 볼트 등이 하우징(210)을 수위 측정 대상물에 견고하게 결합하도록 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 다른 물리적/기계적 결합 방식이 적용될 수도 있다. 또한, 유로(214)는, 하우징(210)의 일 단부에서 하측으로 연장 형성되되, 내부가 관통될 수 있다. 수위 측정 대상물의 수위가 변경하면, 이에 따라, 유로 내의 공기 압력이 변화될 수 있다. 또한, 수용 공간은, 인쇄 회로 기판(220)이 안착하기에 적당한 규격을 가질 수 있다. 하우징(210)의 수용 공간은 내측으로 함몰 영역(216)이 형성되어, 인쇄 회로 기판(220)의 일부만을 지지할 수 있다. 이때 함몰 영역 측으로 인쇄 회로 기판(220)은 제어 회로부(260)를 형성하여 공간 효율성을 높일 수 있다.Here, the
인쇄 회로 기판(220)은, 압력 센서(230) 등 각종 구성이 실장되어, 이들을 전기적으로 연결할 수 있다. 구체적으로, 인쇄 회로 기판(220)은, 하우징(210)의 수용 공간에 안착되며, 이때, 인쇄 회로 기판(220) 중 일 영역이 관통되어 하우징(210)의 유로와 연통할 수 있다. 인쇄 회로 기판(220)의 관통 영역 상단에는 압력 센서(230)가 배치되어 수위에 따른 압력 변화를 감지할 수 있다. 또한, 인쇄 회로 기판(220)의 상부면에는 판독 집적 회로(240) 및 터미널(250)이 배치되고, 인쇄 회로 기판(220)의 하부면에는 판독 집적 회로(240)를 구동시키고, 터미널(250)과 연결하기 위한 제어 회로부(260)가 형성될 수 있다. 인쇄 회로 기판(220)은 인쇄 회로 기판(220)의 상부면 및 하부면에 실장되는 각종 구성들을 전기적으로 연결하기 위해 상부면 및 하부면 상에 전기적 연결을 위한 상부 배선 및 하부 배선이 각각 형성되며, 또한 상부 배선 및 하부 배선을 전기적으로 연결하기 위한 비아홀 도는 측면 배선이 형성될 수 있다.The printed
압력 센서(230)는, 인쇄 회로 기판(220) 상에 배치되고, 유로를 향하는 박막 형상의 다이어프램부를 가질 수 있다. 압력 센서(230)는 예를 들어, 스트레인 게이지 방식으로서, 유로 내의 압력 변화에 따라 물리적 형상이 변화하고, 이에 따라 저항 변화 및 전압 변화가 발생함으로써, 압력 변화를 감지할 수 있다.The
판독 집적 회로(240, Read-Out Integrated Circuit)는, 압력 센서(230)에 인접하여 배치되며, 압력 센서(230)에 의해 감지되는 압력을 측정할 수 있다. 구체적으로, 판독 집적 회로(240)는, 압력 센서(230)의 출력신호를 계측, 제어에 알맞은 전기신호로 조정 및 처리할 수 있다. The read-out
터미널(250)은, 인쇄 회로 기판(220)의 상면에 압력 센서(230)와 인접하여 배치되며, 외부 장비와의 전기적 연결을 위한 단자를 제공할 수 있다. 또한, 터미널(250)은 인쇄 회로 기판(220)의 배선을 통해 판독 집적 회로(240)와 연결될 수 있으며, 따라서, 판독 집적 회로(240)가 측정한 압력 정보를 외부 장비로 전달할 수 있다.The terminal 250 is disposed adjacent to the
제어 회로부(260)는, 인쇄 회로 기판(220)의 저면에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제어 회로부(260)는 판독 집적 회로(240)의 신호를 변환, 증폭 등 프로세싱하고, 외부로 전달할 수 있으며, 또한, 판독 집적 회로(240)의 구동에 필요한 전력을 변환 및 제공할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 터미널(250)은 인쇄 회로 기판(220)의 상부면에 배치되어, 외부와의 연결을 용이하게 할 수 있으며, 제어 회로부(260)는, 인쇄 회로 기판(220)의 저면(즉, 수용 공간 중 함몰영역)에 배치됨으로써, 공간 효율성을 증대시키고, 압력 센서 조립체(200)의 소형화를 달성할 수 있다.The
센서 캡(270) 및 오버 캡(280)은 압력 센서 조립체(200)의 각종 구성을 보호하기 위한 것으로서, 구체적으로 센서 캡(270)은 인쇄 회로 기판(220) 상에 배치되어, 압력 센서(230) 및 판독 집적 회로(240)를 커버할 수 있다. 자극이나 환경 변화에 민감한 압력 센서(230) 및 판독 집적 회로(240)를 외부로부터 차단하여 측정 정밀도 및 내구성을 개선하기 위함이다. 또한, 오버 캡(280)은, 하우징(210)의 상부에서 결합하는 것으로서, 하우징(210)의 개방된 타 단부를 커버하여, 하우징(210)에 수용된 각종 구성(판독 집적 회로(240), 터미널(250) 등)을 외부 환경이나 자극으로부터 보호할 수 있다.The
분리 기판(290)은, 인쇄 회로 기판(220) 및 압력 센서(230) 사이에 배치되고, 일 영역이 관통하여 유로와 연통할 수 있다. 분리 기판(290)은 경질로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 세라믹(ceramic)으로 구현될 수 있다. 이를 통해, 체결부(212)에 의해 하우징(210)이 수위 측정 대상물에 결합할 때 발생하는 하우징(210)의 응력이 압력 센서(230)로 전달되어, 압력 센서(230)의 압력 측정에 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.The
즉, 체결부(212)에 의해 하우징(210)이 수위 측정 대상물에 결합할 때(예를 들어, 나사 결합 등), 하우징(210)에는 소정의 뒤틀림이나 변형이 발생하게 되는데, 이러한 변형 등이 압력 센서(230)로 전달되는 경우, 압력 센서(230)의 다이어프램부 또한 변형되어, 압력 측정의 초기 값(또는 기준 값)이 변형되거나, 유로 내의 압력 변화가 적절히 반영되지 않아 압력 측정 값에 왜곡이 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는, 예를 들어, 세라믹 재질의 분리 기판(290)을 압력 센서(230)와 인쇄 회로 기판(220) 사이에 배치함으로써, 인쇄 회로 기판(220)에서 발생하는 응력을 분리 기판(290)이 차단하여, 하우징(210)의 기계적 결합에도 불구하고, 압력 센서(230)의 측정의 정확도 및 일관성을 유지하도록 할 수 있다.That is, when the
도 2에서는 분리 기판(290)이 인쇄 회로 기판(220)과 압력 센서(230) 사이에 배치되는 것으로 도시되나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라, 분리 기판(290)은 인쇄 회로 기판(220)의 하부에 배치될 수도 있다.In FIG. 2, the
또한, 도 2에는 도시되지 않으나, 실시예에 따라, 압력 센서 조립체(200)는, 압력 센서(230)와 인쇄 회로 기판(220) 사이에 배치되는 완충 부재를 더 포함할 수 있다. 완충 부재는 유로(214)에 대응하는 영역이 관통되어, 압력 센서(230)가 유로(214)와 연통하도록 할 수 있다. 완충 부재는, 예를 들어, 유리 등으로 이루어짐으로써, 압력 센서(230)가 외부(특히, 인쇄 회로 기판(220))와 전기적/열적 절연하도록 할 수 있으며, 또한, 압력 센서(230) 및 인쇄 회로 기판(220)의 열 팽창률의 차이로 인한 스트레스를 해소할 수 있다.In addition, although not shown in FIG. 2, in some embodiments, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 조립체의 일부를 도시한다.3 shows a portion of a pressure sensor assembly according to one embodiment of the invention.
구체적으로 도 3의 (a)는 압력 센서 조립체(300) 중 일부의 단면도를 도시하고, 도 3의 (b)는 압력 센서 조립체(300) 중 일부의 사시도를 도시한다.Specifically, FIG. 3A illustrates a cross-sectional view of a portion of the
도 3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 인쇄 회로 기판(220) 상에 분리 기판(290') 및 판독 집적 회로(240)가 서로 인접하여 배치되고, 압력 센서(230)는 분리 기판(290') 상에 배치될 수 있다. 이때, 압력 센서(230)는 판독 집적 회로(240)와 전기적으로 와이어링되고(와이어 본딩, 310), 판독 집적 회로(240)는 인쇄 회로 기판(220)의 배선에 전기적으로 와이어링(320)될 수 있다.Referring to FIGS. 3A and 3B, a
즉, 분리 기판(290')을 인쇄 회로 기판(220)과 압력 센서(230) 사이에만 배치함으로써, 판독 집적 회로(240) 및 인쇄 회로 기판(220)의 전기적 연결관계에 분리 기판(290')의 영향을 최소화 또는 제거할 수 있다.That is, the
도 3에서 도시되지는 않으나, 실시예에 따라, 압력 센서 조립체(300)는 예를 들어, 유리 재질로 이루어진 완충 부재를 더 포함할 수 있다. 완충 부재는 분리 기판(290')과 압력 센서(230) 사이에 배치될 수 있다. Although not shown in FIG. 3, in some embodiments, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 조립체를 도시한다.4 shows a pressure sensor assembly according to one embodiment of the invention.
구체적으로 도 4의 (a)는 압력 센서 조립체(400) 중 일부의 단면도를 도시하고, 도 4의 (b)는 압력 센서 조립체(400) 중 일부의 사시도를 도시한다.Specifically, FIG. 4A illustrates a cross-sectional view of a portion of the
도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 인쇄 회로 기판(220) 상에 분리 기판(290'')이 배치되고, 압력 센서(230) 및 판독 집적 회로(240)가 분리 기판(290'') 상에 배치될 수 있다. 이때, 압력 센서(230)는 판독 집적 회로(240)와 전기적으로 와이어링되고(410), 판독 집적 회로(240)는 분리 기판(290'')과 전기적으로 와이어링될 수 있다(420). 또한, 분리 기판(290'')은, 상면, 측면 및 저면 중 적어도 하나에 전기적 연결을 위한 배선이 형성됨으로써, 인쇄 회로 기판(220)과 전기적으로 연결될 수 있다.Referring to FIGS. 4A and 4B, a
분리 기판(290'') 상에 압력 센서(230)만 배치되는 경우, 또는 분리 기판(290'') 상에 절연기판 및 압력 센서(230)가 순차적으로 적층 배치되는 경우, 압력 센서(230)는 인쇄 회로 기판(220) 및/또는 인쇄 회로 기판(220) 상에 배치되는 판독 집적 회로(240)와는 상당 정도의 단차가 발생하여, 이들을 와이어링하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.When only the
이를 해결하기 위해 도 4에서 도시되는 바와 같이, 본 발명에서는, 분리 기판(290'') 상에 압력 센서(230) 및 판독 집적 회로(240)를 모두 배치함으로써, 압력 센서(230)와 판독 집적 회로(240) 간의 높이 차를 줄이고, 이를 통해 압력 센서(230)와 판독 집적 회로(240) 간의 와이어링(410)을 보다 용이하게 할 수 있다. 마찬가지로 분리 기판(290'') 상에 배치된 판독 집적 회로(240) 또한 인쇄 회로 기판(220)에 바로 와이어링되는 것이 아니라, 상대적으로 거리가 가깝고 단차가 적은 분리 기판(290'')에 와이어링(420)된 후, 분리 기판(290'')의 배선을 통해 인쇄 회로 기판(220)에 전기적으로 연결될 수 있다.In order to solve this problem, as shown in FIG. 4, in the present invention, both the
도 4에서 도시되지는 않으나, 실시예에 따라, 압력 센서 조립체(400)는 예를 들어, 유리 재질로 이루어진 완충 부재를 더 포함할 수 있다. 완충 부재는 분리 기판(290'')과 압력 센서(230) 사이에 배치될 수 있다. Although not shown in FIG. 4, in some embodiments, the
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
200, 300, 400: 압력 센서 조립체
210: 하우징
212: 체결부
214: 유로
216: 함몰 영역
220: 인쇄 회로 기판
230: 압력 센서
240: 판독 집적 회로
250: 터미널
260: 제어 회로부
270: 센서 캡
280: 오버 캡
290, 290', 290'': 분리 기판
310, 320, 410, 420: 와이어링200, 300, 400: pressure sensor assembly 210: housing
212: fastening portion 214: euro
216: recessed area 220: printed circuit board
230: pressure sensor 240: readout integrated circuit
250: terminal 260: control circuit
270: sensor cap 280: over cap
290, 290 ', 290'':
Claims (11)
수위 측정 대상물에 기계적으로 결합하기 위한 체결부가 외측으로 형성되고, 일 단부에 유체에 의한 압력이 인가되는 유로가 형성되는 하우징;
상기 유로와 연통하고, 상기 하우징의 타 단부에 안착하는 인쇄 회로 기판;
상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되고, 상기 유로를 향하는 박막 형상의 다이어프램부를 갖는 압력 센서; 및
상기 유로와 연통하고, 상기 인쇄 회로 기판의 상부 또는 하부에 배치되는 경질의 분리 기판을 포함하고,
상기 분리 기판은 상기 체결부에 의해 상기 수위 측정 대상물에 기계적으로 결합할 때 발생하는 상기 하우징의 응력이 상기 압력 센서로 전달되는 것을 방지하는, 압력 센서 조립체. A pressure sensor assembly,
A housing in which a fastening part for mechanically coupling to the water level measurement object is formed outside and a flow path through which pressure by a fluid is applied to one end thereof is formed;
A printed circuit board communicating with the flow path and seated at the other end of the housing;
A pressure sensor disposed on the printed circuit board and having a thin film-shaped diaphragm portion facing the flow path; And
A rigid separation board communicating with the flow path and disposed above or below the printed circuit board,
And the separating substrate prevents the stress of the housing generated when mechanically coupling the water level measurement object by the fastening portion to the pressure sensor.
상기 분리 기판은 세라믹 기판인, 압력 센서 조립체.The method of claim 1,
And the separation substrate is a ceramic substrate.
상기 유로와 연통하고, 상기 다이어프램부과 상기 세라믹 기판 사이에 배치되는 유리 재질의 완충 부재를 더 포함하는, 압력 센서 조립체.The method of claim 2,
And a buffer member made of glass material in communication with the flow path and disposed between the diaphragm portion and the ceramic substrate.
상기 압력 센서에 인접하여 배치되며 상기 압력 센서에 의해 감지되는 압력을 측정하는 판독 집적 회로를 더 포함하는, 압력 센서 조립체.The method of claim 1,
And a read integrated circuit disposed adjacent said pressure sensor and measuring a pressure sensed by said pressure sensor.
상기 분리 기판 및 상기 판독 집적 회로는 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되고, 상기 압력 센서는 상기 분리 기판 상에 배치되는, 압력 센서 조립체.The method of claim 4, wherein
Wherein the separation substrate and the read integrated circuit are disposed on the printed circuit board, and the pressure sensor is disposed on the separation substrate.
상기 압력 센서와 상기 판독 집적 회로는 서로 전기적으로 와이어링되고, 상기 판독 집적 회로와 상기 인쇄 회로 기판은 서로 전기적으로 와이어링되는, 압력 센서 조립체.The method of claim 5,
The pressure sensor and the read integrated circuit are electrically wired to each other, and the read integrated circuit and the printed circuit board are electrically wired to each other.
상기 분리 기판은 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되고, 상기 압력 센서 및 상기 판독 집적 회로는 상기 분리 기판 상에 배치되는, 압력 센서 조립체.The method of claim 4, wherein
And the separator substrate is disposed on the printed circuit board and the pressure sensor and the read integrated circuit are disposed on the separator substrate.
상기 압력 센서와 상기 판독 집적 회로는 서로 전기적으로 와이어링되고, 상기 판독 집적 회로와 상기 분리 기판은 서로 전기적으로 와이어링되는, 압력 센서 조립체.The method of claim 7, wherein
The pressure sensor and the read integrated circuit are electrically wired to each other, and the read integrated circuit and the separation substrate are electrically wired to each other.
상기 분리 기판은 상면 및 측면에 전기적 연결을 위한 배선이 형성되어, 상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결되는, 압력 센서 조립체.The method of claim 8,
The separation substrate has wires for electrical connection on top and side surfaces thereof, and is electrically connected to the printed circuit board.
상기 인쇄 회로 기판의 상면에 상기 압력 센서와 인접하여 배치되며, 외부 장비와의 전기적 연결을 위한 단자를 제공하는 터미널; 및
상기 인쇄 회로 기판의 저면에 배치되며, 상기 판독 집적 회로의 신호를 프로세싱하고, 상기 판독 집적 회로의 구동에 필요한 전력을 공급하는 제어 회로부를 더 포함하는, 압력 센서 조립체.The method of claim 4, wherein
A terminal disposed adjacent the pressure sensor on an upper surface of the printed circuit board and providing a terminal for electrical connection with external equipment; And
And a control circuit portion disposed on a bottom surface of the printed circuit board, for processing a signal of the read integrated circuit and supplying power for driving the read integrated circuit.
상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되고, 상기 압력 센서 및 상기 판독 집적 회로를 커버하는 센서 캡; 및
상기 하우징의 상부에서 결합하는 오버 캡을 더 포함하는, 압력 센서 조립체.The method of claim 4, wherein
A sensor cap disposed on the printed circuit board and covering the pressure sensor and the read integrated circuit; And
And an overcap engaging at the top of the housing.
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
KR940008567B1 (en) * | 1990-03-07 | 1994-09-24 | 미쓰비시뎅끼 가부시끼가이샤 | Semiconductor pressure sensing device and manufacturing method thereof |
JPH09126927A (en) * | 1995-09-05 | 1997-05-16 | Motorola Inc | Structure and method for vertical integrated sensor |
KR20050022325A (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-07 | 후지 덴키 디바이스 테크놀로지 가부시키가이샤 | Pressure sensor device |
-
2018
- 2018-04-10 KR KR1020180041841A patent/KR102052540B1/en active IP Right Grant
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KR20050022325A (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-07 | 후지 덴키 디바이스 테크놀로지 가부시키가이샤 | Pressure sensor device |
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