KR20200093266A - Gas Sensor Package Having Scattering Portion and Method for Manufacturing Thereof - Google Patents

Gas Sensor Package Having Scattering Portion and Method for Manufacturing Thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20200093266A
KR20200093266A KR1020190010515A KR20190010515A KR20200093266A KR 20200093266 A KR20200093266 A KR 20200093266A KR 1020190010515 A KR1020190010515 A KR 1020190010515A KR 20190010515 A KR20190010515 A KR 20190010515A KR 20200093266 A KR20200093266 A KR 20200093266A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light source
light
sensing material
gas sensor
sensor package
Prior art date
Application number
KR1020190010515A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102181598B1 (en
Inventor
김완호
전시욱
장인석
송영현
김재필
정호중
Original Assignee
한국광기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국광기술원 filed Critical 한국광기술원
Priority to KR1020190010515A priority Critical patent/KR102181598B1/en
Publication of KR20200093266A publication Critical patent/KR20200093266A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102181598B1 publication Critical patent/KR102181598B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/33—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
    • G01N27/123—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits for controlling the temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Disclosed are a gas sensor package having a scattering portion and a method of manufacturing the same. According to one aspect of the present embodiment, the gas sensor package for sensing the amount of a specific component in a gas includes: a light source for emitting light of a preset wavelength band; electrodes applied on the light source in a direction in which the light source emits light; a sensing material that senses the specific component to change the resistance value between the electrodes; and a reflection groove in which the sensing material is disposed and which reflects the light of the preset wavelength band in the direction in which the sensing material is located.

Description

산란부를 갖는 가스센서 패키지 및 그를 제조하는 방법{Gas Sensor Package Having Scattering Portion and Method for Manufacturing Thereof}Gas Sensor Package Having Scattering Portion and Method for Manufacturing Thereof

본 발명은 산란부를 갖는 가스센서 패키지 및 그를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas sensor package having a scattering portion and a method for manufacturing the same.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information for this embodiment, and do not constitute a prior art.

가스센서는 대기 중 특정 기체 성분을 검출한다. 특정 기체 성분은 주로 인체에 유해한 기체 성분으로서, VOC(Volatile Organic Compounds), 포름 알데히드 또는 톨루엔 등이 포함된다. Gas sensors detect certain gaseous components in the atmosphere. Certain gas components are mainly gas components harmful to the human body, and include VOC (Volatile Organic Compounds), formaldehyde or toluene.

이러한 기체 성분을 검출하기 위한 가스센서로서, 종래에는 다음과 같은 가스센서 패키지가 사용되었다. 종래의 가스센서 패키지는 특정 기체 성분을 센싱하기 위한 센싱물질 및 센싱물질을 활성화하기 위한 히터를 포함하였다. 여기서, 센싱물질이 특정 기체성분을 센싱하기 위해서는 활성화가 되어야 하는데, 종래의 가스센서 패키지는 센싱물질을 활성화시키기 위해 히터를 이용하였다. 종래의 가스센서 패키지는 히터를 이용하여 센싱물질의 온도를 상승시킴으로써, 센싱물질을 활성화시켜 특정 기체성분을 센싱하였다.As a gas sensor for detecting such gas components, the following gas sensor package has been conventionally used. The conventional gas sensor package includes a sensing material for sensing a specific gas component and a heater for activating the sensing material. Here, the sensing material must be activated in order to sense a specific gas component. In the conventional gas sensor package, a heater is used to activate the sensing material. The conventional gas sensor package uses a heater to increase the temperature of the sensing material, thereby activating the sensing material to sense a specific gas component.

그러나 종래의 가스센서 패키지 내에 히터를 포함해야 하므로, 부피가 커지는 불편이 존재한다. 또한, 가스센서 패키지 내 센싱물질이 활성화되기 위해서는 가열되어야 하는 점에서, 상온의 환경에서 바로 사용되지 못하고 일정시간 가열되어야만 사용될 수 있는 불편이 있다.However, since the heater must be included in the conventional gas sensor package, there is a inconvenience in that the volume is increased. In addition, since the sensing material in the gas sensor package needs to be heated in order to be activated, there is a inconvenience in that it cannot be used immediately in an environment at room temperature and can only be used after being heated for a certain period of time.

본 발명의 일 실시예는, 기 설정된 형태의 반사홈을 구비하는 광원을 이용하여 센싱물질을 활성화하는 산란부를 갖는 가스센서 패키지 및 그를 제조하는 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.One embodiment of the present invention has an object to provide a gas sensor package having a scattering unit that activates a sensing material using a light source having a reflective groove having a predetermined shape, and a method for manufacturing the same.

또한, 본 발명의 일 실시예는, 광원을 내부에 포함함으로써, 부피를 최소화할 수 있는 산란부를 갖는 가스센서 패키지 및 그를 제조하는 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.In addition, an embodiment of the present invention is to provide a gas sensor package having a scattering portion capable of minimizing the volume by including a light source therein, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 측면에 의하면, 가스 내 특정 성분의 양을 센싱하는 가스센서 패키지에 있어서, 기 설정된 파장 대역의 광을 조사하는 광원, 상기 광원이 광을 조사하는 방향으로 상기 광원 상에 도포된 전극, 상기 특정 성분을 센싱하여 상기 전극 간의 저항값을 가변시키는 센싱물질 및 상기 센싱물질이 배치되고, 상기 기 설정된 파장 대역의 광을 상기 센싱물질이 위치한 방향으로 반사시키는 반사홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지를 제공한다.According to an aspect of the present invention, in a gas sensor package for sensing the amount of a specific component in a gas, a light source irradiating light in a predetermined wavelength band, an electrode applied on the light source in a direction in which the light source irradiates light , A sensing material for sensing the specific component to change the resistance value between the electrodes and the sensing material are disposed, and includes a reflective groove for reflecting light in the predetermined wavelength band in a direction in which the sensing material is located. Gas sensor package.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광원은, LED 플립칩으로 구현되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the light source is characterized by being implemented with an LED flip chip.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 전극은, 상기 광원이 광을 조사하는 방향으로 상기 광원 내 포함된 사파이어 기판 상에 각각 도포되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the invention, the electrode is characterized in that the light source is applied to each of the sapphire substrate contained in the light source in a direction to irradiate light.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광원은, 자외선 파장대역의 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the light source is characterized by irradiating light in the ultraviolet wavelength band.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 센싱물질은, 산화아연(ZnO), 산화 티타늄(TiO2), 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the sensing material is characterized in that it contains some or all of zinc oxide (ZnO), titanium oxide (TiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ) and indium oxide (In 2 O 3 ) Is done.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 센싱물질은, 상기 광원이 조사하는 광을 수광함으로써, 상기 특정 성분을 센싱하기 위해 활성화되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the sensing material is characterized in that it is activated to sense the specific component by receiving light emitted by the light source.

본 발명의 일 측면에 의하면, 기 설정된 파장 대역의 광을 조사하는 광원을 이용해 가스 내 특정 성분의 양을 센싱하는 가스센서 패키지를 제조하는 방법에 있어서, 상기 광원 상에 기 설정된 형태를 갖는 반사홈을 식각하는 식각과정, 상기 광원이 광을 조사하는 방향으로 상기 광원 상에 전극을 도포하는 제1 도포과정 및 상기 반사홈에 상기 특정 성분을 센싱하는 센싱물질을 도포하는 제2 도포과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, in a method of manufacturing a gas sensor package for sensing a specific component amount in a gas using a light source irradiating light having a predetermined wavelength band, a reflective groove having a predetermined shape on the light source Etching the etching process, the first coating process for applying an electrode on the light source in the direction in which the light source irradiates light and a second coating process for applying a sensing material for sensing the specific component in the reflective groove It provides a method for manufacturing a gas sensor package, characterized in that.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광원은, LED 플립칩으로 구현되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the light source is characterized by being implemented with an LED flip chip.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광원은, 자외선 파장대역의 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the light source is characterized by irradiating light in the ultraviolet wavelength band.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 센싱물질은, 산화아연(ZnO), 산화 티타늄(TiO2), 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the sensing material is characterized in that it contains some or all of zinc oxide (ZnO), titanium oxide (TiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ) and indium oxide (In 2 O 3 ) Is done.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 센싱물질은, 상기 광원이 조사하는 광을 수광함으로써, 상기 특정 성분을 센싱하기 위해 활성화되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the sensing material is characterized in that it is activated to sense the specific component by receiving light emitted by the light source.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 기 설정된 형태의 반사홈을 구비하는 광원을 이용하여 센싱물질을 활성화함으로써, 가열없이 상온에서도 바로 사용할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to one aspect of the present invention, by activating the sensing material using a light source having a predetermined shape of the reflective groove, there is an advantage that can be used immediately even at room temperature without heating.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 광원을 패키지 내부에 포함함으로써, 가스센서 패키지의 전체 부피를 최소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, by including the light source inside the package, there is an advantage that can minimize the total volume of the gas sensor package.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스센서 패키지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극이 도포된 광원 내 기판의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극이 도포된 광원 내 기판의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극과 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전극이 도포된 광원 내 기판의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 전극과 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 복수의 전극이 도포된 광원 내 기판의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 전극과 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 사시도이다.
도 12는 본발명의 제7 실시예에 따른 전극과 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스센서 패키지를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.1 is a perspective view of a gas sensor package according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a substrate in a light source coated with a sensing material according to a first embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a substrate in a light source coated with a sensing material according to a second embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a substrate in a light source coated with a sensing material according to first and second embodiments of the present invention.
5 is a perspective view of a substrate in a light source coated with an electrode according to a third embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a substrate in a light source coated with an electrode according to a fourth embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a substrate in a light source coated with an electrode and a sensing material according to a fourth embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of a substrate in a light source coated with an electrode according to a fifth embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view of a substrate in a light source coated with an electrode and a sensing material according to a fifth embodiment of the present invention.
10 is a perspective view of a substrate in a light source coated with a plurality of electrodes according to a sixth embodiment of the present invention.
11 is a perspective view of a substrate in a light source coated with an electrode and a sensing material according to a seventh embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view of a substrate in a light source coated with an electrode and a sensing material according to a seventh embodiment of the present invention.
13 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.The present invention can be applied to various changes and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component. The term and/or includes a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but there may be other components in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. It should be understood that terms such as “include” or “have” in the present application do not preclude the existence or addition possibility of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.In addition, each configuration, process, process or method included in each embodiment of the present invention may be shared within a technically inconsistent range.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스센서 패키지의 사시도이다.1 is a perspective view of a gas sensor package according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스센서 패키지(100)는 광원(110) 및 가스센서(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a gas sensor package 100 according to an embodiment of the present invention includes a light source 110 and a gas sensor 160.

광원(110)은 기 설정된 파장대역의 광을 가스센서(160)로 조사한다.The light source 110 irradiates light of a predetermined wavelength band to the gas sensor 160.

광원(110)은 기 설정된 파장대역의 광을 생성하여 일방향으로 조사한다. 전극(125a, 125b)은 외부로부터 서브마운트(Submount, 120)를 거쳐 전원을 인가받아, P 타입 질화물계 반도체층(130)과 N 타입 질화물계 반도체층(140)에 전원을 인가한다. 전원이 P 타입 질화물계 반도체층(130)과 N 타입 질화물계 반도체층(140)에 각각 인가되며, 활성층(135)에서 기 설정된 파장대역의 광이 생성된다. 활성층(135)에서 발생하는 광은 상부(+z축) 및 하부(-z축) 모두로 조사된다. P 타입 질화물계 반도체층(130)은 상단 또는 하단에 광 반사층 물질을 포함함으로써, 활성층(135)에서 발생하는 광이 모두 상부로 조사되도록 한다. 이처럼 생성된 광은 기판(145)을 거쳐 가스센서(160)로 조사된다. 기판(145)은 사파이어로 구현될 수 있으며, 이에 활성층(135)에서 조사된 광을 통과시켜 가스센서(160)로 조사되도록 한다.The light source 110 generates light in a predetermined wavelength band and irradiates it in one direction. The electrodes 125a and 125b receive power from the outside via a submount 120 to apply power to the P-type nitride-based semiconductor layer 130 and the N-type nitride-based semiconductor layer 140. Power is applied to the P-type nitride-based semiconductor layer 130 and the N-type nitride-based semiconductor layer 140, respectively, and light in a predetermined wavelength band is generated in the active layer 135. Light generated from the active layer 135 is irradiated to both the upper portion (+z axis) and the lower portion (-z axis). The P-type nitride-based semiconductor layer 130 includes a light reflective layer material at the top or bottom, so that all of the light generated from the active layer 135 is irradiated to the top. The generated light is irradiated to the gas sensor 160 through the substrate 145. The substrate 145 may be embodied in sapphire, and thus the light irradiated from the active layer 135 is passed to be irradiated to the gas sensor 160.

광원(110)은 기 설정된 파장대역의 광을 조사하는 LED 플립칩 구조로 형성될 수 있다. 광원(110)은 LED 플립칩 구조로 형성됨에 따라, 충분한 양의 광을 가스센서(160)로 조사하여, 가스센서를 활성화시킬 수 있다.The light source 110 may be formed of an LED flip chip structure that irradiates light in a predetermined wavelength band. As the light source 110 is formed of an LED flip chip structure, a sufficient amount of light is irradiated to the gas sensor 160 to activate the gas sensor.

가스센서(160)는 광원(110)으로부터 광을 조사받아 활성화되며, 가스센서(160)를 통과하는 기체 내 특정 성분을 센싱한다.The gas sensor 160 is activated by receiving light from the light source 110, and senses a specific component in the gas passing through the gas sensor 160.

가스센서(160)는 광원(110)이 광을 조사하는 방향으로 광원(110) 상에 도포된다. 즉, 가스센서(160)는 기판(145)에 대해 N 타입 질화물계 반도체층(140)이 성장된 방향(-z축)의 반대 방향에 도포된다. 즉, 가스센서(160)와 광원(110)이 서로 이격된 채로 배치되어 동작하는 것이 아니라, 가스센서(160)와 광원(110)이 하나의 장치와 같이 패키지를 구성함으로써, 부피가 최소화될 수 있는 장점이 있다.The gas sensor 160 is applied on the light source 110 in a direction in which the light source 110 irradiates light. That is, the gas sensor 160 is applied to the substrate 145 in a direction opposite to the direction in which the N-type nitride-based semiconductor layer 140 is grown (-z axis). That is, the gas sensor 160 and the light source 110 are not arranged to operate apart from each other, but the gas sensor 160 and the light source 110 constitute a package as one device, so that the volume can be minimized. There is an advantage.

가스센서(160)는 전극(170) 및 센싱물질(180)을 포함한다.The gas sensor 160 includes an electrode 170 and a sensing material 180.

전극(170)은 광원(110)이 광을 조사하는 방향(+z축)으로 광원(110) 상에 도포된다. 전극(170)은 별도의 도선(미도시) 또는 비아(Via, 미도시)를 이용하여 서브마운트(120)를 거쳐 외부장치(예를 들어, 센싱값을 분석하는 장치, 미도시)와 연결된다. 전극(170)은 광원의 기판(110) 상에 도포되어, 외부장치(미도시)가 센싱물질(180)의 센싱에 의해 변화되는 저항값을 감지할 수 있도록 한다. 외부장치가 전극(170)을 이용해 저항값을 감지함으로써, 센싱물질(180)의 센싱값을 인지할 수 있다. The electrode 170 is applied on the light source 110 in a direction (+z axis) in which the light source 110 irradiates light. The electrode 170 is connected to an external device (for example, a device for analyzing a sensing value, not shown) through the submount 120 using a separate conductor (not shown) or via (Via, not shown). . The electrode 170 is applied on the substrate 110 of the light source, so that an external device (not shown) can sense a resistance value changed by sensing the sensing material 180. The external device may sense the resistance value of the sensing material 180 by sensing the resistance value using the electrode 170.

전극(170)은 기판(145) 상에 다양한 모양이나 사이즈로 도포될 수 있다. 다만, 전극(170)은 광원(110)이 조사하는 광을 막는 레이어이기 때문에 센싱물질의 센싱효율을 상승시키기 위해 최소화될 필요가 있다. 그러나 전극(170)이 무분별하게 최소화될 경우, 외부장치가 저항값을 측정하기 곤란해지는 문제가 있다. 또한, 전극(170)간 거리가 너무 멀어질 경우, 저항값의 측정이 곤란해지거나 저항값이 작아지는 우려가 존재한다. 따라서, 전극(170)이 도포되는 형상이나 밀도가 상당히 중요하다. 전극(170)이 도포되는 모양은 도 5 내지 9를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.The electrode 170 may be applied in various shapes or sizes on the substrate 145. However, since the electrode 170 is a layer that blocks light emitted by the light source 110, it needs to be minimized to increase the sensing efficiency of the sensing material. However, when the electrode 170 is indiscriminately minimized, there is a problem that it is difficult for the external device to measure the resistance value. In addition, when the distance between the electrodes 170 becomes too far, there is a fear that the measurement of the resistance value becomes difficult or the resistance value becomes small. Therefore, the shape or density to which the electrode 170 is applied is very important. The shape in which the electrode 170 is applied will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 9.

전극(170)은 금, 은, 알루미늄 등 금속 성분으로 구현될 수도 있으나, 전술한 바와 같이 광원(110)이 조사하는 광의 차단율을 최소화하기 위해, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명전극으로 구현될 수도 있다. 특히, 전극(170)이 투명전극으로 구현될 경우, 광원(110)에서 조사되는 광이 온전히 센싱물질(180)로 도달할 수 있다.The electrode 170 may be formed of a metal component such as gold, silver, or aluminum, but as described above, in order to minimize the blocking rate of light irradiated by the light source 110, the electrode 170 may be implemented as a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide). It might be. In particular, when the electrode 170 is implemented as a transparent electrode, light irradiated from the light source 110 may reach the sensing material 180 entirely.

전극(170)은 기판(145) 상에 단독으로 도포될 수도 있으나, 추가적으로 전극을 기판(145) 상에 고정시키는 패드(미도시)가 추가적으로 함께 도포될 수도 있다. The electrode 170 may be applied alone on the substrate 145, but additionally, a pad (not shown) for fixing the electrode on the substrate 145 may be additionally applied together.

또한, 전극(170)은 다양한 방법(예를 들어, 인쇄전자 기법, 스퍼터링 등)으로 기판(145) 상에 도포되어 형성될 수도 있고, 기판(145) 상에 패터닝되어 형성될 수도 있다.In addition, the electrode 170 may be formed by being coated on the substrate 145 by various methods (for example, a printed electronic technique, sputtering, etc.) or patterned on the substrate 145.

센싱물질(180)은 가스센서(160)를 통과하는 기체 내 특정 성분을 센싱한다.The sensing material 180 senses a specific component in the gas passing through the gas sensor 160.

센싱물질(180)은 가스센서(160)를 통과하는 기체 내에서 VOC(Volatile Organic Compounds), 포름 알데히드, 톨루엔, 일산화탄소(CO), 질소 산화물(NOX) 또는 황화수소(H2S)등 주로 인체에 유해한 성분을 센싱한다. 또는, 센싱물질(180)은 기체 내에서 에탄올 등의 알코올 성분을 센싱할 수 있다. 각각을 검출하기 위해, 센싱물질(180)은 산화아연(ZnO), 산화 티타늄(TiO2), 산화 주석(SnO2) 또는 산화인듐(In2O3) 등으로 구현될 수 있다. 센싱물질(180)이 전술한 성분 중 어느 하나의 물질로 구현되거나, 복수의 물질이 센싱물질(180) 내 다양한 비율로 포함됨으로써, 센싱물질(180)이 검출할 수 있는 성분이 다양해질 수 있다.The sensing material 180 is mainly human body such as VOC (Volatile Organic Compounds), formaldehyde, toluene, carbon monoxide (CO), nitrogen oxide (NO X ) or hydrogen sulfide (H 2 S) in the gas passing through the gas sensor 160 Sensitive ingredients are harmful. Alternatively, the sensing material 180 may sense an alcohol component such as ethanol in the gas. To detect each, the sensing material 180 may be implemented with zinc oxide (ZnO), titanium oxide (TiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), or indium oxide (In 2 O 3 ). The sensing material 180 may be formed of any one of the above-described components, or a plurality of materials may be included in various ratios in the sensing material 180, thereby allowing the sensing material 180 to detect various components. .

센싱물질(180)은 광원(110)이 광을 조사하는 방향(+z축)으로 전극(170)의 상부(+z축) 또는 전극(170)의 사이에 도포될 수 있다. 센싱물질(180)은 전극(170)의 상부(+z축) 또는 전극(170)의 사이 공간(즉, 기판(145)의 상부)에 도포된다. 도 1에는 센싱물질(180)이 입자 형태로 도포된 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 나노 와이어 또는 나노 필름 형태의 캐스팅, 프린팅 또는 스퍼터링(Sputtering) 등 다양한 방법으로 도포될 수 있다.The sensing material 180 may be applied between the top of the electrode 170 (+z-axis) or the electrode 170 in a direction (+z-axis) in which the light source 110 irradiates light. The sensing material 180 is applied to the upper portion of the electrode 170 (+z-axis) or the space between the electrodes 170 (ie, the upper portion of the substrate 145). Although the sensing material 180 is illustrated in FIG. 1 as being applied in the form of particles, the present invention is not limited thereto, and may be applied in various ways, such as casting, printing, or sputtering in the form of nanowires or nanofilms.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 단면도이다.Figure 2 is a perspective view of a substrate in a light source coated with a sensing material according to a first embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view of a substrate in a light source coated with a sensing material according to a second embodiment of the present invention, Figure 4 Is a cross-sectional view of a substrate in a light source coated with a sensing material according to the first and second embodiments of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 광원(110) 내 기판(145)은 x축 방향으로 기 설정된 간격마다 z축으로 돌출된 돌출부(210)를 구비할 수 있다. 또는, 도 3에 도시된 바와 같이, 광원(110) 내 기판(145)은 x축 및 y축 각 방향으로 기 설정된 간격마다 z축으로 돌출된 돌출부(210)를 구비할 수 있다.As shown in FIG. 2, the substrate 145 in the light source 110 may include a protrusion 210 protruding in the z-axis at predetermined intervals in the x-axis direction. Alternatively, as illustrated in FIG. 3, the substrate 145 in the light source 110 may include a protrusion 210 protruding in the z-axis at predetermined intervals in the x-axis and y-axis directions.

도 4에 도시된 바와 같이, 센싱물질(180)은 돌출부(210) 상과 돌출부(210) 사이의 공간(220)에 도포될 수도 있고, 나노 두께의 필름 형태로 캐스팅되어 돌출부(210) 상에만 도포될 수도 있다.As illustrated in FIG. 4, the sensing material 180 may be applied to the space 220 between the protrusion 210 and the protrusion 210, and is cast in the form of a nano-thick film to form only the protrusion 210. It may be applied.

이처럼, 기판(145)이 돌출부(210)를 구비함으로써, 다음과 같은 효과를 가질 수 있다. 광원(110)에서 조사되는 광은 센싱물질(180)로 충분히 도달해야 한다. 특히, 센싱물질(180)에서도 가스센서(160)를 통과하는 기체와 접촉면적이 가장 큰 최상부(z축)에 광이 충분히 도달해야 한다. 그러나 센싱물질(180)이 일정한 면적을 갖도록 도포되어 있음에 따라, 센싱물질(180)의 최상부에 충분히 광이 도달하지 못할 우려가 존재한다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 기판(145)은 돌출부(210)를 구비한다. 광원(110)으로부터 조사된 광은 기판(145)을 통과하여 센싱물질(180)로 도달하게 되는데, 기판(145)으로 입사된 광은 돌출부(210)를 지나며 돌출부의 최상부(z축)나 최상부 주변에서 센싱물질(180)로 방사된다. 센싱물질(180)로 도달할 광이 센싱물질(180)의 최하부에서부터 입사되는 것이 아니라, 돌출부(210)를 거치며, 센싱물질(180)의 중간층 또는 최상부 근처에서 센싱물질(180)로 방사되기 때문에, 충분한 양의 광이 센싱물질(180)의 최상부로 도달할 수 있게 된다.As such, the substrate 145 may have the following effects by having the protrusions 210. The light irradiated from the light source 110 should reach the sensing material 180 sufficiently. In particular, even in the sensing material 180, light must sufficiently reach the uppermost part (z-axis) having the largest contact area with the gas passing through the gas sensor 160. However, since the sensing material 180 is coated to have a certain area, there is a fear that sufficient light cannot reach the top of the sensing material 180. To solve this problem, the substrate 145 has a protrusion 210. The light irradiated from the light source 110 passes through the substrate 145 and reaches the sensing material 180, and the light incident on the substrate 145 passes through the protrusion 210 and the top (z-axis) or top of the protrusion. It is radiated from the surroundings to the sensing material 180. Since the light to reach the sensing material 180 is not incident from the lowermost portion of the sensing material 180, but passes through the protrusion 210, and is emitted to the sensing material 180 near the middle layer or the top of the sensing material 180 , A sufficient amount of light can reach the top of the sensing material 180.

도 2 내지 도 3에는 돌출부(210)가 y축 방향으로 길게 돌출되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, x축 방향으로 긴 모양으로 돌출될 수도 있다.2 to 3, the protrusion 210 is shown to protrude long in the y-axis direction, but is not limited thereto, and may also protrude in a long shape in the x-axis direction.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극이 도포된 광원 내 기판의 사시도이다.5 is a perspective view of a substrate in a light source coated with an electrode according to a third embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 전극(170a, 170b)는 각각 나선형태로 구현되어, 기판(145) 상에 도포될 수 있다. 각 전극(170a, 170b)이 나선형태로 구현되어 기판(145) 상에 도포됨으로써, 각 전극(170a, 170b) 간에 가까운 거리를 유지하면서, 광원(110)으로부터 조사되는 광이 차단되는 면적을 최소화할 수 있다. As illustrated in FIG. 5, the electrodes 170a and 170b are respectively implemented in a spiral shape and may be applied on the substrate 145. Each electrode 170a, 170b is implemented in a spiral shape and applied on the substrate 145, thereby minimizing the area where light emitted from the light source 110 is blocked while maintaining a close distance between each electrode 170a, 170b. can do.

또한, 센싱물질은 각 전극(170a, 170b)의 상부에 도포될 수도 있고, 각 전극(170a, 170b)의 사이의 기판(145) 상에 도포될 수도 있다.Further, the sensing material may be applied on top of each electrode 170a, 170b, or may be applied on a substrate 145 between each electrode 170a, 170b.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극이 도포된 광원 내 기판의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극과 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 단면도이다.6 is a perspective view of a substrate in a light source coated with an electrode according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view of a substrate in a light source coated with an electrode and a sensing material according to a fourth embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 각 전극(170a, 170b)은 x축 및 y축으로 돌출된 모양으로 구현되어, 기판(145) 상에 도포될 수 있다. 특히, 이러한 모양의 전극은 기판(145)이 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 돌출부(210)를 구비하는 경우에 보다 적절하게 도포될 수 있다. As illustrated in FIG. 6, each electrode 170a, 170b is implemented in a shape protruding in the x-axis and y-axis, and may be applied on the substrate 145. In particular, the electrode of this shape may be more appropriately applied when the substrate 145 is provided with a protrusion 210, as shown in FIG. 2 or 3.

도 7은 도 6에 도시된 기판을 x축 방향(도 6에 도시된 점선 방향)으로의 단면도를 도시한다.FIG. 7 shows a cross-sectional view of the substrate shown in FIG. 6 in the x-axis direction (dashed line direction shown in FIG. 6 ).

도 7에 도시된 바와 같이, 센싱물질(180)은 각 전극(170a, 170b)의 상부나 각 전극(170a, 170b)의 사이의 기판 상에 도포될수 있다.As illustrated in FIG. 7, the sensing material 180 may be applied on a substrate on each electrode 170a or 170b or between each electrode 170a or 170b.

또한, 각 전극(170a, 170b)은 최외곽을 제외하고는 돌출부(210) 상에 도포되어 있으며, 각 전극(170a, 170b) 간의 거리를 최소화함으로써, 외부장치(미도시)가 정확한 센싱값을 확인할 수 있도록 한다.In addition, each electrode 170a, 170b is coated on the protrusion 210 except the outermost, and by minimizing the distance between each electrode 170a, 170b, an external device (not shown) accurately detects the sensing value. Make sure to check.

각 전극(170a, 170b)은 기판(145) 상에서 일정부분의 면적을 차지하고 있기 때문에, 광원(110)으로부터 조사되는 광을 일정 부분 차단할 수 있다. 그러나 기판(145)은 돌출부(210)를 구비할 수 있으며, 광이 돌출부(210)로부터 방사되기 때문에, 전극에 의해 광이 차단되는 효과를 최대한 상쇄할 수 있다.Since each of the electrodes 170a and 170b occupies a certain area on the substrate 145, light emitted from the light source 110 can be partially blocked. However, the substrate 145 may include a protrusion 210, and since light is emitted from the protrusion 210, the effect of blocking light by an electrode can be canceled as much as possible.

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전극이 도포된 광원 내 기판의 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 전극과 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 단면도이다.8 is a perspective view of a substrate in a light source coated with an electrode according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view of a substrate in a light source coated with an electrode and a sensing material according to a fifth embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 각 전극(170a, 170b)은 x축으로 돌출된 모양으로 구현되어, 기판(145) 상에 도포될 수 있다. 도 6 및 7에 도시된 전극과 마찬가지로, 이러한 모양의 전극은 기판(145)이 돌출부(210)를 구비하는 경우에 보다 적절하게 도포될 수 있다. 특히, 돌출부(210)가 x축 방향으로 길게 돌출되어 있을 경우 보다 적절히 도포될 수 있다.As illustrated in FIG. 8, each electrode 170a, 170b is implemented in a shape protruding in the x-axis, and may be applied on the substrate 145. Like the electrodes shown in FIGS. 6 and 7, electrodes of this shape can be more appropriately applied when the substrate 145 is provided with a protrusion 210. In particular, when the protruding portion 210 protrudes long in the x-axis direction, it may be more appropriately applied.

도 9에 도시된 바와 같이, 센싱물질(180)은 각 전극(170a, 170b)의 상부나 각 전극(170a, 170b)의 사이의 기판 상에 도포될수 있다.As shown in FIG. 9, the sensing material 180 may be applied on a substrate on top of each electrode 170a or 170b or between each electrode 170a or 170b.

도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 복수의 전극이 도포된 광원 내 기판의 사시도이다.10 is a perspective view of a substrate in a light source coated with a plurality of electrodes according to a sixth embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 각 전극이 기판(145) 상의 서로 다른 구역에 도포될 수 있다.As shown in FIG. 10, a plurality of respective electrodes may be applied to different regions on the substrate 145.

이때, 서로 다른 구역에 도포된 각 전극 상에 각각 서로 다른 센싱물질이 도포될 수 있다. 예를 들어, 좌측 상단 구역에는 포름 알데히드를 감지하는 센싱물질이, 좌측 하단 구역에는 VOC를 감지하는 센싱물질이, 우측 상단 구역에는 톨루엔을 감지하는 센싱물질이, 우측 하단 구역에는 질소 산화물을 감지하는 센싱물질이 도포될 수 있다. 각 구역에 도포된 각 센싱물질은 서로 다른 성분을 센싱할 수 있으며, 이에 따라, 각 구역은 센싱물질에 의해 서로 다른 저항값이 센싱될 수 있다. 이에 따라, 제6 실시예에 따른 가스센서 패키지는 일시에 복수의 가스 성분을 센싱할 수 있는 장점이 존재한다.At this time, different sensing materials may be applied to each electrode applied to different regions. For example, in the upper left area, a sensing material that detects formaldehyde, in the lower left area, a sensing material that detects VOC, in the upper right area, a sensing material that detects toluene, and in the lower right area, detects nitrogen oxides. Sensing material may be applied. Each sensing material applied to each zone may sense different components, and accordingly, each zone may have different resistance values sensed by the sensing material. Accordingly, the gas sensor package according to the sixth embodiment has the advantage of sensing a plurality of gas components at a time.

도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 전극과 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 사시도이고, 도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 전극과 센싱물질이 도포된 광원 내 기판의 단면도이다.11 is a perspective view of a substrate in a light source coated with an electrode and a sensing material according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view of a substrate in a light source coated with an electrode and a sensing material according to a seventh embodiment of the present invention to be.

도 11에 도시된 바와 같이, 광원(110) 내 기판(145)은 반사홈(1110)을 구비할 수 있다. 반사홈(1110)은 광원(110)으로부터 일방향(+z축)으로 조사된 기 설정된 파장대역의 광을 기 설정된 방향으로 반사시킴으로써, 광을 외부로 빠져나가지 않게 하고 온전히 센싱물질(180)로 조사될 수 있도록 한다. 반사홈(1110)은 +z축 방향으로 개방되어 있고 하부(-z축)면이 평평한 역피라미드(또는, 사각뿔) 형태의 홈 형상으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, +z축 방향으로 개방되어 있는 육면체 또는 반구 형태의 홈 형상으로 구현될 수도 있다.As shown in FIG. 11, the substrate 145 in the light source 110 may include a reflective groove 1110. The reflecting groove 1110 reflects light of a predetermined wavelength band irradiated in one direction (+z-axis) from the light source 110 in a predetermined direction, so that light does not escape to the outside and is completely irradiated with the sensing material 180 To be able to. The reflective groove 1110 may be implemented in a groove shape having an inverted pyramid (or square pyramid) shape that is open in the +z-axis direction and has a lower (-z-axis) plane, but is not limited thereto. It may be implemented in an open hexahedral or hemispherical groove shape.

상술한 바와 같이, 기판(145)은 사파이어로 구성될 수 있으며, 이에 따라, MEMS(Microelectromechanical Systems)와 같은 초정밀 식각장치(미도시)에 의해 기판(145)이 식각됨으로써, 광원(110) 내 기판(145)은 반사홈(1110)을 구비할 수 있다.As described above, the substrate 145 may be formed of sapphire, and accordingly, the substrate 145 is etched by an ultra-precision etching apparatus (not shown), such as a microelectromechanical systems (MEMS), so that the substrate in the light source 110 145 may include a reflective groove 1110.

반사홈(1110)은 센싱물질 배치부(1112) 및 광 산란부(1114)를 포함한다.The reflective groove 1110 includes a sensing material placement unit 1112 and a light scattering unit 1114.

센싱물질 배치부(1112)의 +z축 방향으로 센싱물질(180)이 도포된다. 센싱물질 배치부(1112)는 반사홈(1110)의 하부(-z축)면으로써, 기판(145)의 최상부(+z축)와 수평을 이루는 사다리꼴 형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 사각형 또는 원형으로 구성될 수도 있다.The sensing material 180 is applied in the +z axis direction of the sensing material placement unit 1112. The sensing material placement unit 1112 is a lower (-z-axis) surface of the reflective groove 1110, and may be configured in a trapezoidal shape that is horizontal with the top (+z-axis) of the substrate 145, but is not limited thereto. , It may be composed of a square or a circle.

광원(110)으로부터 기 설정된 파장대역의 광이 일방향(+z축)으로 조사되면, 광 산란부(1114)는 광을 기 설정된 방향으로 반사시킨다. 광 산란부(1114)가 광을 기 설정된 방향으로 반사시킴에 따라, 광은 외부로 빠져나가지 않고 온전히 센싱물질(180)로 조사될 수 있다. 광 산란부(1114)는 ±x축 및 ±y축 방향으로 기 설정된 기울기를 갖는 경사면의 형태로 구성될 수 있다. 광 산란부(1114)는 표면에 기 설정된 형태의 패턴을 구비할 수 있으며, 기 설정된 형태의 패턴을 이용하여 광원(110)으로부터 조사된 광을 센싱물질(180)로 더욱 효과적으로 반사시킬 수 있다. 이러한 기 설정된 형태의 패턴은 마이크로 단위 이하의 크기를 갖는 도트(Dot), 삼각뿔, 오목렌즈, 볼록렌즈 또는 격자 등의 형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 광을 효과적으로 반사시킬 수 있는 형태라면, 어떠한 형태로 구현되어도 무방하다.When light in a predetermined wavelength band from the light source 110 is irradiated in one direction (+z axis), the light scattering unit 1114 reflects light in a predetermined direction. As the light scattering unit 1114 reflects the light in a predetermined direction, the light may be completely irradiated to the sensing material 180 without escaping to the outside. The light scattering unit 1114 may be configured in the form of an inclined surface having a predetermined slope in the ±x axis and ±y axis directions. The light scattering unit 1114 may have a pattern having a predetermined shape on the surface, and may more effectively reflect light irradiated from the light source 110 to the sensing material 180 by using the pattern having a predetermined shape. The pattern of the predetermined shape may be configured in the form of a dot, triangular pyramid, concave lens, convex lens, or grating having a size of micro units or less, but is not limited thereto, and is capable of effectively reflecting light. Ramen may be implemented in any form.

각 전극(170a, 170b)은 센싱물질(180)이 도포된 방향(+z축)의 반대 방향(-z축) 즉, 센싱물질 배치부(1112)의 상부(+z축)에 도포되어, 광 산란부(1114)의 일면을 지나, 기판(145) 상에 일정부분 도포될 수 있다. 각 전극(170a, 170b)은 기판(145) 상에서 일정부분의 면적을 차지하고 있기 때문에, 광원(110)으로부터 조사되는 광을 일정 부분 차단할 수 있다. 그러나 기판(145)은 반사홈(1110)을 구비할 수 있으며, 광이 반사홈(1110)으로부터 방사되기 때문에, 전극에 의해 광이 차단되는 효과를 최대한 상쇄할 수 있다.Each of the electrodes 170a and 170b is applied in the opposite direction (-z axis) to the direction in which the sensing material 180 is applied (+z axis), that is, on the upper side (+z axis) of the sensing material placement unit 1112, A portion of the light scattering portion 1114 may be applied to the substrate 145. Since each of the electrodes 170a and 170b occupies a certain area on the substrate 145, light emitted from the light source 110 can be partially blocked. However, the substrate 145 may include a reflective groove 1110, and since light is emitted from the reflective groove 1110, the effect of blocking light by an electrode can be canceled as much as possible.

도 12에 도시된 바와 같이, 광원(110)으로부터 기 설정된 파장대역의 광이 일방향(+z축)으로 조사되면, 광은 기판(145)을 거쳐 센싱물질(180)로 조사된다. 이때, 광은 광 산란부(1114)에 의해 센싱물질(180)이 위치한 방향으로 반사된다. As illustrated in FIG. 12, when light in a predetermined wavelength band from the light source 110 is irradiated in one direction (+z-axis), light is irradiated to the sensing material 180 through the substrate 145. At this time, the light is reflected by the light scattering unit 1114 in the direction in which the sensing material 180 is located.

기판(145)이 광 산란부(1114)를 구비함으로써, 다음과 같은 효과를 가질 수 있다. 전술한 대로, 광원(110)에서 조사되는 광은 센싱물질(180)로 충분히 도달해야 하는데, 특히, 센싱물질(180)에서도 가스센서(160)를 통과하는 기체와 접촉면이 가장 큰 최상부(+z축)에 광이 충분히 도달해야 한다. 그러나 센싱물질(180)이 일정한 면적을 갖도록 도포되어 있음에 따라, 센싱물질(180)의 최상부에 충분히 광이 도달하지 못할 우려가 있다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 기판(145)은 광 산란부(1114)를 구비한다. 광원(110)으로부터 조사된 광은 기판(145)을 통과하여 센싱물질(180)로 도달하게 되는데, 기판(145)으로 입사된 광은 광 산란부(1114)를 지나 센싱물질(180)로 방사된다. 센싱물질(180)로 도달할 광이 센싱물질(180)의 최하부에서 입사되는 것뿐만 아니라, 광 산란부(1114)를 거치며, 센싱물질(180)의 중간층 또는 최상부 근처에서 센싱물질(180)로 방사되기 때문에, 충분한 양의 광이 센싱물질(180)의 최상부로 도달할 수 있게 된다. When the substrate 145 includes the light scattering portion 1114, the following effects can be obtained. As described above, the light irradiated from the light source 110 must sufficiently reach the sensing material 180. In particular, even in the sensing material 180, the uppermost part (+z) having the largest contact surface with the gas passing through the gas sensor 160 The axis must have enough light. However, since the sensing material 180 is coated to have a certain area, there is a fear that light may not reach the top of the sensing material 180 sufficiently. To solve this problem, the substrate 145 includes a light scattering portion 1114. The light irradiated from the light source 110 passes through the substrate 145 and reaches the sensing material 180. Light incident on the substrate 145 passes through the light scattering unit 1114 and radiates to the sensing material 180. do. The light to reach the sensing material 180 is not only incident from the lowermost part of the sensing material 180, but also passes through the light scattering part 1114, to the sensing material 180 near the middle layer or the uppermost part of the sensing material 180. Since it is emitted, a sufficient amount of light can reach the top of the sensing material 180.

여기서, 광 산란부(1114) 기 설정된 형태의 패턴을 구비할 경우, 광은 센싱물질(180)로 더욱 잘 방사될 수 있다. 이는, 광이 광 산란부(1114)를 통과하면서 기 설정된 형태의 패턴과 충돌함에 따라, 광이 사방으로 퍼지는 산란현상이 더욱 효과적으로 발생하기 때문이다. 즉, 센싱물질(180)의 중간층 또는 최상부 근처에서 센싱물질(180)로 방사되는 광의 양이 증가하기 때문에, 더 많은 양의 광이 센싱물질(180)의 최상부로 도달할 수 있게 된다.Here, when the light scattering unit 1114 is provided with a pattern having a predetermined shape, light may be better emitted to the sensing material 180. This is because as light passes through the light scattering unit 1114 and collides with a pattern having a predetermined shape, scattering phenomenon in which light spreads in all directions occurs more effectively. That is, since the amount of light emitted to the sensing material 180 increases near the intermediate layer or the top of the sensing material 180, a larger amount of light can reach the top of the sensing material 180.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스센서 패키지를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.13 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention.

광원(110) 상에 기 설정된 형태를 갖는 반사홈(1110)을 식각한다(S1310). 반사홈(1110)은 광원(110) 내 기판(145) 상에 구비될 수 있으며, 센싱물질(180)이 배치되는 센싱물질 배치부(1112) 및 광원(110)으로부터 일방향(+z축)으로 조사된 광을 센싱물질(180)로 반사시키는 광 산란부(1114)를 포함한다.The reflective groove 1110 having a predetermined shape is etched on the light source 110 (S1310). The reflective groove 1110 may be provided on the substrate 145 in the light source 110, and in one direction (+z axis) from the sensing material placement unit 1112 and the light source 110 in which the sensing material 180 is disposed. And a light scattering unit 1114 reflecting the irradiated light to the sensing material 180.

광이 조사되는 방향으로 광원(110) 상에 각 전극(170a, b)을 도포한다(S1320). 각 전극(170a,b)은 광원(110)의 기판(145) 상에 도포되며, 기판(145)에 대해 센싱물질(180)이 도포되는 방향(+z축)의 반대 방향에도 일부분 도포된다.Each electrode 170a, b is applied on the light source 110 in a direction in which light is irradiated (S1320). Each electrode 170a,b is applied on the substrate 145 of the light source 110, and is partially applied to the substrate 145 in a direction opposite to the direction in which the sensing material 180 is applied (+z-axis).

반사홈(1110)에 센싱물질(180)을 도포한다(S1330). 전극(170a, b)이 도포된 후, 센싱물질(180)은 센싱물질 배치부(1112)의 상부(+z축)에 도포된다.The sensing material 180 is applied to the reflective groove 1110 (S1330). After the electrodes 170a and b are applied, the sensing material 180 is applied to the upper portion (+z axis) of the sensing material placement unit 1112.

도 13에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 13에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 13은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.Although FIG. 13 describes that each process is executed sequentially, this is merely illustrative of the technical idea of an embodiment of the present invention. In other words, a person having ordinary knowledge in the technical field to which one embodiment of the present invention belongs may execute or change one or more of each process by changing the order described in FIG. 13 without departing from the essential characteristics of one embodiment of the present invention. Since it may be applied in various modifications and variations by executing in parallel, FIG. 13 is not limited to a time series sequence.

한편, 도 13에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the processes illustrated in FIG. 13 may be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data readable by a computer system is stored. That is, computer-readable recording media include magnetic storage media (eg, ROM, floppy disks, hard disks, etc.), optical reading media (eg, CD-ROMs, DVDs, etc.) and carrier waves (eg, the Internet). Storage). In addition, the computer-readable recording medium can be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art to which this embodiment belongs will be capable of various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical spirit of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of the present embodiment should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.

100: 가스센서 패키지
110: 광원
120: 서브 마운트
125a, 125b: 전극
130: P 타입 질화물계 반도체층
135: 활성층
140: N 타입 질화물계 반도체층
145: 기판
160: 가스센서
170: 전극
180: 센싱 물질
210: 돌출부
220: 돌출부 사이의 공간
1110: 반사홈
1112: 센싱물질 배치부
1114: 광 산란부100: gas sensor package
110: light source
120: sub-mount
125a, 125b: electrodes
130: P-type nitride-based semiconductor layer
135: active layer
140: N-type nitride-based semiconductor layer
145: substrate
160: gas sensor
170: electrode
180: sensing material
210: protrusion
220: space between protrusions
1110: reflective groove
1112: sensing material placement unit
1114: light scattering unit

Claims (11)

가스 내 특정 성분의 양을 센싱하는 가스센서 패키지에 있어서,
기 설정된 파장 대역의 광을 조사하는 광원;
상기 광원이 광을 조사하는 방향으로 상기 광원 상에 도포된 전극;
상기 특정 성분을 센싱하여 상기 전극 간의 저항값을 가변시키는 센싱물질; 및
상기 센싱물질이 배치되고, 상기 기 설정된 파장 대역의 광을 상기 센싱물질이 위치한 방향으로 반사시키는 반사홈
을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.In the gas sensor package for sensing the amount of a specific component in the gas,
A light source that irradiates light in a preset wavelength band;
An electrode applied on the light source in a direction in which the light source irradiates light;
A sensing material that senses the specific component and changes a resistance value between the electrodes; And
A reflective groove in which the sensing material is disposed and reflects light in the preset wavelength band in a direction in which the sensing material is located
Gas sensor package comprising a. 제1항에 있어서,
상기 광원은,
LED 플립칩으로 구현되는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.According to claim 1,
The light source,
Gas sensor package characterized by being implemented as an LED flip chip. 제2항에 있어서,
상기 전극은,
상기 광원이 광을 조사하는 방향으로 상기 광원 내 포함된 사파이어 기판 상에 각각 도포되는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.According to claim 2,
The electrode,
A gas sensor package, characterized in that the light source is applied on the sapphire substrate included in the light source in the direction of irradiating light. 제1항에 있어서,
상기 광원은,
자외선 파장대역의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.According to claim 1,
The light source,
A gas sensor package characterized by irradiating light in the ultraviolet wavelength band. 제1항에 있어서,
상기 센싱물질은,
산화아연(ZnO), 산화 티타늄(TiO2), 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.According to claim 1,
The sensing material,
A gas sensor package comprising some or all of zinc oxide (ZnO), titanium oxide (TiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), and indium oxide (In 2 O 3 ). 제1항에 있어서,
상기 센싱물질은,
상기 광원이 조사하는 광을 수광함으로써, 상기 특정 성분을 센싱하기 위해 활성화되는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지.According to claim 1,
The sensing material,
Gas sensor package characterized in that it is activated to sense the specific component by receiving the light irradiated by the light source. 기 설정된 파장 대역의 광을 조사하는 광원을 이용해 가스 내 특정 성분의 양을 센싱하는 가스센서 패키지를 제조하는 방법에 있어서,
상기 광원 상에 기 설정된 형태를 갖는 반사홈을 식각하는 식각과정;
상기 광원이 광을 조사하는 방향으로 상기 광원 상에 전극을 도포하는 제1 도포과정; 및
상기 반사홈에 상기 특정 성분을 센싱하는 센싱물질을 도포하는 제2 도포과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지 제조방법.In the method of manufacturing a gas sensor package for sensing the amount of a specific component in a gas using a light source that irradiates light in a predetermined wavelength band,
An etching process of etching a reflective groove having a predetermined shape on the light source;
A first coating process of applying an electrode on the light source in a direction in which the light source irradiates light; And
A second coating process of applying a sensing material for sensing the specific component to the reflective groove
Gas sensor package manufacturing method comprising a. 제7항에 있어서,
상기 광원은,
LED 플립칩으로 구현되는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지 제조방법.The method of claim 7,
The light source,
Method for manufacturing a gas sensor package, characterized by being implemented with an LED flip chip. 제7항에 있어서,
상기 광원은,
자외선 파장대역의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지 제조방법.The method of claim 7,
The light source,
Gas sensor package manufacturing method characterized by irradiating light in the ultraviolet wavelength band. 제7항에 있어서,
상기 센싱물질은,
산화아연(ZnO), 산화 티타늄(TiO2), 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지 제조방법.The method of claim 7,
The sensing material,
Method for manufacturing a gas sensor package comprising some or all of zinc oxide (ZnO), titanium oxide (TiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ) and indium oxide (In 2 O 3 ). 제10항에 있어서,
상기 센싱물질은,
상기 광원이 조사하는 광을 수광함으로써, 상기 특정 성분을 센싱하기 위해 활성화되는 것을 특징으로 하는 가스센서 패키지 제조방법.The method of claim 10,
The sensing material,
A method of manufacturing a gas sensor package, characterized in that it is activated to sense the specific component by receiving light emitted by the light source.
KR1020190010515A 2019-01-28 2019-01-28 Gas Sensor Package Having Scattering Portion and Method for Manufacturing Thereof KR102181598B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190010515A KR102181598B1 (en) 2019-01-28 2019-01-28 Gas Sensor Package Having Scattering Portion and Method for Manufacturing Thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190010515A KR102181598B1 (en) 2019-01-28 2019-01-28 Gas Sensor Package Having Scattering Portion and Method for Manufacturing Thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200093266A true KR20200093266A (en) 2020-08-05
KR102181598B1 KR102181598B1 (en) 2020-11-20

Family

ID=72041634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190010515A KR102181598B1 (en) 2019-01-28 2019-01-28 Gas Sensor Package Having Scattering Portion and Method for Manufacturing Thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102181598B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220079117A (en) * 2020-12-04 2022-06-13 한국광기술원 Gas sensor package and manufacturing method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180060250A (en) * 2016-11-28 2018-06-07 엘지이노텍 주식회사 Gas sensor, menufacturing method for the gas sensor and gas sessing device
KR20180064112A (en) * 2016-12-05 2018-06-14 엘지이노텍 주식회사 Semiconductor device and sensing device
KR20180067362A (en) * 2016-12-12 2018-06-20 엘지이노텍 주식회사 Gas sensor, fabricating method for gas sensor, gas sensing device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180060250A (en) * 2016-11-28 2018-06-07 엘지이노텍 주식회사 Gas sensor, menufacturing method for the gas sensor and gas sessing device
KR20180064112A (en) * 2016-12-05 2018-06-14 엘지이노텍 주식회사 Semiconductor device and sensing device
KR20180067362A (en) * 2016-12-12 2018-06-20 엘지이노텍 주식회사 Gas sensor, fabricating method for gas sensor, gas sensing device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
조인철 外 대한기계학회 2018년도 학술대회 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220079117A (en) * 2020-12-04 2022-06-13 한국광기술원 Gas sensor package and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR102181598B1 (en) 2020-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102623150B1 (en) light detector
US20190080141A1 (en) Texture identification device and electronic device
KR20160135303A (en) swipe motion registration on A fingerprint sensor
US9389179B2 (en) Analysis apparatus and electronic device
JP2011520280A (en) Vertical cavity surface emitting laser
JP2015515067A (en) Photosensitive tactile sensor
KR102192183B1 (en) Gas Sensor Package Having Micro-Nano Pattern and Method for Manufacturing Thereof
KR20200093266A (en) Gas Sensor Package Having Scattering Portion and Method for Manufacturing Thereof
US10438042B2 (en) Optical fingerprint recognition sensor
US9960329B2 (en) LED packages using highly reflective die attach material and enhanced reflective substrates
TWM454627U (en) Partitioned parallel type light sensor chip package structure
TW201622183A (en) Light emitting diode structure
JP2009182028A (en) Light-receiving/-emitting unit and optical encoder
US20180019444A1 (en) Light-emitting element, detection device, and processing apparatus
WO2016166864A1 (en) Light-emitting element, detection device, and processing device
JP2022518590A (en) Hybrid multispectral component
JP7263695B2 (en) Optical element, light irradiation device
CN112912984A (en) Optical sensor device
KR102163229B1 (en) Gas Sensor Package and Method for Manufacturing Thereof
KR102192200B1 (en) Gas Sensor Package Using Surface Plasmon Resonance and Method for Manufacturing Thereof
US10168450B2 (en) Silicon wafer having colored top side
US20170025574A1 (en) Optoelectronic semiconductor element, optoelectronic semiconductor device and method for producing a plurality of optoelectronic semiconductor elements
TWI582417B (en) Gas sensor
JP2019220569A (en) Light-emitting device
KR102472181B1 (en) Gas sensor package and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant