KR20190141996A

KR20190141996A - An electric resisting type sensor and manufacturing method thereof

Info

Publication number: KR20190141996A
Application number: KR1020180068959A
Authority: KR
Inventors: 엄재현; 조용준; 장지상; 서호철
Original assignee: 세종공업 주식회사
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2019-12-26

Abstract

Disclosed in the present invention are a resistive sensor and a method of manufacturing the same. According to an embodiment of the present invention, the resistive sensor and the method of manufacturing the same, which is a resistive sensor manufactured by applying a detection material on a substrate and forming an electrode on the detection material, due to simple structure, have no weakening of a detection signal and improve a contact force between an electrode and the detection material.

Description

Resistive Sensor and Manufacturing Method thereof {AN ELECTRIC RESISTING TYPE SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 저항식 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검지물질과 전극 사이에 접촉력이 향상된 저항식 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a resistive sensor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a resistive sensor and a method of manufacturing the improved contact force between the detection material and the electrode.

종래의 저항식 센서는 기판에 전극을 형성한 센서플렛폼을 제작한 후 검지물질을 도포 또는 증착하는 방식으로 제작된다.Conventional resistive sensors are manufactured by fabricating a sensor platform having electrodes formed on a substrate and then applying or depositing a detection material.

그러나, 이러한 플렛폼 방식은 다양한 검지물질에 적용할 수 있는 장점이 있지만, 검지전극이 검지물질의 표면과 접촉하지 않아 검지물질의 저항변화가 표면에서 일어나는 경우 검지신호가 약화되거나, 검지물질과 전극간의 결합이 충분하지 않아 반복사용 또는 온도변화시 전극과 검지물질간의 계면접촉에 문제가 발생할 수 있다.However, this platform method has an advantage that it can be applied to various detection materials. However, when the detection electrode is not in contact with the surface of the detection material and the resistance change of the detection material occurs on the surface, the detection signal is weakened or between the detection material and the electrode. Insufficient bonding may cause problems in interfacial contact between the electrode and the sensing material during repeated use or temperature changes.

따라서, 검지신호 약화를 방지하면서 전극과 검지물질간 안정적인 접촉 구조 개발이 필요한 실정이다Therefore, it is necessary to develop a stable contact structure between the electrode and the detection material while preventing the detection signal from weakening.

대한민국 공개특허출원 제 10-1998-028929 호Republic of Korea Patent Application No. 10-1998-028929

본 발명의 일 실시 예는 상기 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 검지신호 약화가 없고 전극과 검지물질간 안정적인 접촉력을 향상시킬 수 있는 저항식 센서 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a resistance sensor and a method of manufacturing the same that can improve the stable contact force between the electrode and the detection material without a weakening detection signal in order to overcome the problems of the prior art.

본 발명의 일 측면에 따르면, 저항식 센서로서, 기판 상에 검지물질을 도포하고 검지물질 상에 전극을 형성하여 제조될 수 있다.According to one aspect of the invention, as a resistive sensor, it can be manufactured by applying a detection material on a substrate and forming an electrode on the detection material.

상기 저항식 센서는 기판; 상기 기판 상에 도포되는 검지물질 및 상기 검지물질 상에 형성되는 전극을 포함할 수 있다.The resistive sensor includes a substrate; It may include a detection material applied on the substrate and an electrode formed on the detection material.

상기 기판은 단차가 형성되어 있는 구조일 수 있다.The substrate may have a structure in which a step is formed.

상기 검지물질은 기판에 도포되어 편평한 구조를 이룰 수 있다.The detection material may be applied to a substrate to form a flat structure.

상기 검지물질의 두께는 기판 두께(t1)의 50% 이내의 범위가 바람직하다.The thickness of the detection material is preferably within the range of 50% of the substrate thickness t1.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 저항식 센서의 제조 방법으로서, 기판을 배치하는 단계, 상기 기판에 검지물질을 도포하는 단계, 및 상기 검지물질에 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a resistive sensor may include disposing a substrate, applying a detection material to the substrate, and forming an electrode on the detection material.

상기 기판에 단차를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include forming a step on the substrate.

상기 제조 방법은 증착 또는 용사 공정에 의해 수행될 수 있다.The manufacturing method may be performed by a deposition or thermal spraying process.

본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 저항식 센서 및 그 제조 방법은 간단한 구조로 검지신호 약화가 없고 전극과 검지물질간 접촉력을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the resistive sensor and its manufacturing method can provide an effect of improving the contact force between the electrode and the detection material without a weakened detection signal with a simple structure.

도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 저항식 센서의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서의 제조 방법의 흐름도이다.1 is a schematic diagram of a resistance sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a resistance sensor according to another embodiment of the present invention.
3 is a flow chart of a method of manufacturing a resistive sensor according to an embodiment of the present invention.

이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.The embodiments described below are provided to enable those skilled in the art to easily understand the technical spirit of the present invention, and the present invention is not limited thereto. In addition, matters represented in the accompanying drawings may be different from the form actually embodied in the schematic drawings in order to easily explain the embodiments of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. When a component is referred to as being connected or connected to another component, it is to be understood that although the component may be directly connected or connected to the other component, other components may exist in between.

그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다. In addition, the term "connection" herein includes direct connection and indirect connection between one member and another member, and may mean all physical connections such as adhesion, attachment, fastening, bonding, and coupling.

또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.In addition, an expression such as 'first' and 'second' is used only for distinguishing a plurality of components, and does not limit the order or other features between the components.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. The terms "comprises" or "having" are intended to mean that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features or numbers, It can be interpreted that steps, actions, components, parts or combinations thereof may be added.

도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서의 모식도이다. 1 is a schematic diagram of a resistance sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서는 기판 상에 검지물질을 도포하고 검지물질 상에 전극을 형성하여 제조된다.Referring to FIG. 1, a resistance sensor according to an exemplary embodiment of the present invention is manufactured by coating a detection material on a substrate and forming an electrode on the detection material.

본 발명에 따른 상기 저항식 센서는, 기판(110), 상기 기판(110) 상에 도포되는 검지물질(120) 및 상기 검지물질(120) 상에 형성되는 전극(130)을 포함하여 구성된다.The resistive sensor according to the present invention includes a substrate 110, a detection material 120 applied on the substrate 110, and an electrode 130 formed on the detection material 120.

하나의 구체적인 예에서, 상기 기판(110) 상에 검지물질(120)이 도포되고, 증착된 검지물질(120) 상에 전극이 형성되는 구조이다.In one specific example, the detection material 120 is applied on the substrate 110, and the electrode is formed on the deposited detection material 120.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 저항식 센서의 모식도이다.2 is a schematic diagram of a resistance sensor according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 기판(110) 상에 검지물질(120)이 도포되고, 증착된 검지물질(120) 상에 전극이 형성되되, 상기 기판(110)은 단차가 형성되어 있고, 상기 단차는 검지물질의 두께이다.Referring to FIG. 2, a detection material 120 is coated on the substrate 110, and an electrode is formed on the deposited detection material 120, and the substrate 110 has a step formed therein. Is the thickness of the detection material.

즉, 상기 검지물질의 두께(t2)는 기판 두께(t1)의 50% 이내의 범위가 바람직하다. 상기 검지물질의 두께(t2)는 기판 두께(t1)의 50%보다 크면 내구성에 문제가 발생할 수 있어 바람직하지 않다.That is, the thickness t2 of the detection material is preferably within a range of 50% of the substrate thickness t1. When the thickness t2 of the detection material is greater than 50% of the substrate thickness t1, problems may occur in durability, which is not preferable.

여기서, 증착 공정은 금속을 고온으로 가열하여 증발시켜 그 증기로 금속을 박막상으로 밀착시키는 방법을 말하는데 진공 속에서 이루어지는 진공 증착이라고도 한다.Here, the deposition process refers to a method in which the metal is heated to a high temperature to evaporate and the metal is adhered to the thin film by vapor, which is also called vacuum deposition in vacuum.

이러한 증착은 주로 반도체 제조 공정상에서 사용되는데, 상압 또는 저압 상태에서 주로 화학적박막성장법으로, 실리콘 기판 위에 박막(Oxide, Nitride 등)을 성장시키는데 이용되는 방법이다.Such deposition is mainly used in the semiconductor manufacturing process, mainly chemical thin film growth method in a normal or low pressure state, a method used to grow a thin film (Oxide, Nitride, etc.) on a silicon substrate.

구체적인 예로서, 실리콘 트랜지스터에서는 실리콘에 직접 리드선을 부착하기 어려우므로 기판의 베이스 및 에미터 부분에 알루미늄을 증착하는데 이용된다.As a specific example, in a silicon transistor, since it is difficult to attach a lead wire directly to silicon, it is used to deposit aluminum on the base and emitter portions of the substrate.

한편, 용사 공정은 금속이나 세라믹 등의 재료를 가열하여 녹이거나 혹은 연하게 하여 이것을 미립자 상태로 만들어 공작물의 표면에 충돌시켜서 부서진 입자를 응고·퇴적시킴으로써 피막을 형성하는 가공법이다.On the other hand, a thermal spraying process is a processing method in which a film is formed by heating and melting a material such as a metal or a ceramic, or making it soft, making it into a particulate state, colliding with the surface of a workpiece, and solidifying and depositing broken particles.

즉, 용사 공정은 금속이나 급속 화합물을 가열해서 미세한 용적 형상으로 해서 가공물의 표면에 분무시켜서 밀착시키는 방법을 용사라고 한다.That is, the thermal spraying process is called a thermal spraying method in which a metal or a rapid compound is heated to form a fine volume and sprayed onto the surface of the workpiece to be in close contact with each other.

이와 같은 방법은 모재의 온도상승이 일반적으로 낮고, 열 영향 및 열 변형이 생기지 않는 상태에서 각종 금속을 용착시킬 수 있는 우수한 기술이다. 그러나 모재와의 밀착성이 낮다는 것, 모재 강도를 저하시키는 등의 불리한 조건이지만 널리 이용되고 있다.Such a method is an excellent technique capable of welding various metals in a state in which the temperature rise of the base material is generally low, and no heat influence or heat deformation occurs. However, although it is unfavorable conditions, such as low adhesiveness with a base material and low base material strength, it is widely used.

용사법은 용사재의 형상에 따라서 용융식, 선식, 분말식으로 구별된다. 용사하는 열원은 주로 가스불꽃이나 플라스마 제트가 사용되고 있다. 플라스마 제트는 대단히 고온이기 때문에 가스불꽃으로 용사가 곤란한 재료의 용사가 가능하여 중요시되고 있는 열원의 하나다.The spraying method is classified into a melt type, a wire type and a powder type according to the shape of the thermal spraying material. The thermal source of thermal spraying is mainly gas flame or plasma jet. Plasma jets are one of the most important sources of heat because they can be sprayed on materials that are difficult to spray due to gas flame.

도 3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서의 제조 방법의 흐름도이다.3 is a flow chart of a method of manufacturing a resistive sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서 및 저항식 센서의 제조 방법을 설명하면, 기판을 배치하고(S100), 상기 기판에 검지물질을 도포한 후에(S200), 상기 검지물질에 전극을 형성한다(S300).Referring to Figures 1 to 3 together with reference to the manufacturing method of the resistive sensor and the resistive sensor according to an embodiment of the present invention, after placing the substrate (S100), after applying the detection material to the substrate ( S200), to form an electrode on the detection material (S300).

여기서 상기 기판을 배치하는 과정에서 상기 기판에 단차를 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.The method may further include forming a step on the substrate in the process of disposing the substrate.

본 발명에 따른 저항식 센서 및 그 제조 방법은 앞서 설명한 바와 같이 용사 방식을 이용하여 제조될 수 있되, 용사 방식에는 다양한 방법이 있으며 가열을 위하여 프로판이나 아세틸렌 등의 연소 가스를 이용하는 방식 또는 전기나 레이저를 이용하는 방식 등이 있다.The resistive sensor and its manufacturing method according to the present invention can be manufactured using a thermal spraying method as described above, there are a variety of thermal spraying methods using a combustion gas such as propane or acetylene for heating or electricity or laser And the like.

먼저, 가스 용사법에 대해 설명하면, 비용이 저렴한 방법으로 모재와는 기계적 또는 물리적으로 접착하고 있어서 기계적으로 취약하며, 특히 진동과 충격에 약하고, 박리가 발생하는 일도 있고, 용융점이 낮아 주석 또는 연 등의 용사에 적합하다.First of all, the gas spraying method is a low cost method of mechanically or physically adhering to a base material, which is mechanically vulnerable, particularly susceptible to vibration and impact, peeling may occur, low melting point, tin or lead, etc. Suitable for the champion of.

이어서, 서모 스프레이(thermo spray)에 대해 설명하면, 용사재료는 자용성 합금, 세라믹, 서어메트(cermet), 플라스틱의 파우더 등이 있다. 자용성 합금의 경우는 일단 용사한 뒤, 1050℃로 가열하고, 피막을 용융시키기 때문에 모재와의 야금적 결합이 되어, 모재와의 밀착성이 향상된다. 자용성 합금 이외는 용사와 같아서 밀착력이 약한 단점이 있다.Subsequently, the thermal spray will be described. Examples of the thermal spraying materials include magnetic alloys, ceramics, cermets, and powders of plastics. In the case of a magnetically soluble alloy, once it is thermally sprayed, it is heated to 1050 ° C and the film is melted, so that the metallurgical bonding with the base material is achieved, and the adhesion with the base material is improved. Other than the self-soluble alloy is the same as the thermal spraying has a weak adhesive strength.

또한, 플라스마 제트 용사법에 대해 설명하면, 초고온의 열원이기 때문에 융점이 높은 금속이나 비금속 재료의 용사가 용이하다. 용사재료로는 금속질, 세라믹 유기재료로 적용범위는 넓은 장점이 있다. 또한, 상기 용사법은 작동가스로 이너터 가스를 사용하기 때문에 산화물의 생성이 적고, 또 피막은 고밀도에서 모재와의 밀착성은 높지만 고가인 단점이 있다.In addition, the plasma jet spraying method will be described. Since it is an ultra-high temperature heat source, it is easy to spray a metal or a nonmetallic material having a high melting point. As the thermal spraying material, the metal, ceramic organic material has a wide range of application. In addition, since the thermal spraying method uses an inner gas as the working gas, the generation of oxide is small, and the film has a high density but high adhesion to the base material at high density.

또한, 아크 용사법에 대해 설명하면, 일반적으로 전기 용선식이라 하며, 2개의 금속선(용사재)을 자동적으로 송급하고, 노즐의 선단에서 용사재를 접촉시켜 연속적으로 아크를 발생시켜서 용융하고, 이 용융금속을 압축공기 등을 사용해 무상으로 분무시키는 방법이다.In addition, the arc spraying method is generally referred to as an electric molten iron type, and automatically supplies two metal wires (spray materials), contacts the spray material at the tip of the nozzle, continuously generates an arc, and melts the molten metal. Is sprayed free of charge using compressed air or the like.

이와 같이 검지물질 층을 형성하는 방법으로 평평한 기판상에 검지물질 층을 형성하는 방법과 기판에 단차를 형성한 후 검지물질 층을 평평하게 형성하는 방법이 가능하다.As described above, a method of forming a detection material layer may include a method of forming a detection material layer on a flat substrate and a method of forming a detection material layer flat after forming a step on the substrate.

편평한 기판에 검지물질 층을 형성하는 것은 공정이 간단하지만 검지물질 층에 의해 발생하는 단차로 인해 전극의 안정적인 형성에 문제가 발생할 수 있으므로 검지물질 층의 두께가 작은 경우에 적용하는 것이 바람직하고, 단차를 형성시킨 기판에 검지물질 층을 형성하는 것은 안정적인 전극형성이 가능하다.Forming the detector layer on a flat substrate is a simple process, but it is preferable to apply it when the thickness of the detector layer is small, because the step caused by the detector layer may cause problems in the stable formation of the electrode. Forming the detection material layer on the substrate on which is formed the stable electrode can be formed.

따라서, 본 발명에 따른 저항식 센서 및 그 제조 방법은 증착 또는 용사와 같은 방식을 이용하여 간단한 구조이면서 검지신호 약화가 발생함이 없이 전극과 검지물질간 접촉력을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.Therefore, the resistive sensor and its manufacturing method according to the present invention can provide an effect of improving the contact force between the electrode and the detection material without a weakened detection signal by using a simple structure such as deposition or thermal spraying.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당 업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시 예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능함을 밝혀둔다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 또한 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어가 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되어야 한다. 더불어, 상술하는 과정에서 기술된 구성의 순서는 반드시 시계열적인 순서대로 수행될 필요는 없으며, 각 구성 및 단계의 수행 순서가 바뀌어도 본 발명의 요지를 충족한다면 이러한 과정은 본 발명의 권리범위에 속할 수 있음은 물론이다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, the above-described embodiments are only selected and presented as the most preferred embodiments to help those skilled in the art among various possible examples, and the technical spirit of the present invention is not limited or limited only by the presently disclosed embodiments. Rather, various changes, additions and changes are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention, as well as other equivalent embodiments. The scope of the present invention is indicated by the scope of the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalent concept are included in the scope of the present invention. Should be interpreted. In addition, the inventors have defined terms or words used in the present specification and claims based on the principle that the concept of terms can be properly defined in order to explain the invention in the best way. It should not be construed as limited to meaning. In addition, the order of the components described in the above-described process is not necessarily performed in a time-series order, and even if the order of execution of each component and step is changed, the process may fall within the scope of the present invention. Of course.

110: 기판 120: 검지물질
130: 전극110: substrate 120: detection material
130: electrode

Claims

A resistive sensor, which is manufactured by applying a sensing material on a substrate and forming an electrode on the sensing material.

The method of claim 1,
The resistive sensor,
Board;
A detection material applied on the substrate; And
An electrode formed on the detection material;
Resistive sensor comprising a.

The method of claim 2,
The substrate is a resistance sensor, characterized in that the step is formed.

The method of claim 3, wherein
The detection material is applied to the substrate resistance sensor, characterized in that to form a flat structure.

The method of claim 4, wherein
The thickness of the detection material is a resistive sensor, characterized in that within 50% of the thickness of the substrate.

A method of manufacturing a resistive sensor according to any one of claims 1 to 5,
Placing the substrate,
Applying a detection material to the substrate, and
Forming an electrode on the detection material;
Manufacturing method comprising a.

The method of claim 6,
And forming a step in the substrate.

The method of claim 6,
The manufacturing method, characterized in that carried out by a deposition or spraying process.