KR20210007679A - 정전용량형 압력센서 및 그 제조방법과 정전용량형 압력센서 장치 - Google Patents

정전용량형 압력센서 및 그 제조방법과 정전용량형 압력센서 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210007679A
KR20210007679A KR1020190084531A KR20190084531A KR20210007679A KR 20210007679 A KR20210007679 A KR 20210007679A KR 1020190084531 A KR1020190084531 A KR 1020190084531A KR 20190084531 A KR20190084531 A KR 20190084531A KR 20210007679 A KR20210007679 A KR 20210007679A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
flexible substrate
pressure sensor
processing unit
signal processing
Prior art date
Application number
KR1020190084531A
Other languages
English (en)
Inventor
한효승
장석형
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020190084531A priority Critical patent/KR20210007679A/ko
Priority to US16/687,970 priority patent/US11274985B2/en
Publication of KR20210007679A publication Critical patent/KR20210007679A/ko
Priority to US17/592,844 priority patent/US11719588B2/en
Priority to US18/337,646 priority patent/US20230332970A1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
    • G01L9/0073—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a semiconductive diaphragm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
    • G01L1/146—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors for measuring force distributions, e.g. using force arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L7/00—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements
    • G01L7/02—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges
    • G01L7/08—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges of the flexible-diaphragm type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0005—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in capacitance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0091—Transmitting or indicating the displacement of liquid mediums by electrical, electromechanical, magnetic or electromagnetic means
    • G01L9/0094—Transmitting or indicating the displacement of liquid mediums by electrical, electromechanical, magnetic or electromagnetic means using variations in inductance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 정전용량형 압력센서는 연성기판; 상기 연성기판의 일면에 서로 이격되게 배치되고 상기 연성기판을 접으면 서로 대향하도록 위치하는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재된 유전층; 및 상기 연성기판의 일면에 배치되며, 상기 연성기판이 접힌 상태에서 외부의 압력에 의해 상기 유전층의 두께가 변함에 따라 변화하는 정전용량을 전기적 신호로 변환하는 신호처리부;를 포함할 수 있다.

Description

정전용량형 압력센서 및 그 제조방법과 정전용량형 압력센서 장치{CAPACITANCE TYPE PRESSURE SENSOR AND METHOD OF MANUFACTURING OF THE SAME}
본 발명은 정전용량형 압력센서 및 그 제조방법과 정전용량형 압력센서 장치에 관한 것으로, 상세하게는 정전용량형 압력센서와 신호처리부를 통합하여 센서 신호의 안정성을 향상시킨 정전용량형 압력센서 및 그 제조방법과 정전용량형 압력센서 장치에 관한 것이다.
일반적으로 압력센서는 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하는 에너지 변환장치로서 절대압 또는 게이지압을 측정하는데 이용되며, 압력을 감지하는 원리에 따라 스트레인게이지타입의 메탈형 압력센서, 압저항형 압력센서, 압전형 압력센서, MOSFET형, 피에조 접합형, 광섬유 압력센서 및 정전용량형 압력센서 등 다양한 종류가 제안되어 이용되고 있다.
이중 정전용량형 압력센서는 주로 다이아프램(멤브레인)과 지지대 사이에 평판 커패시터를 형성하고, 외부에서 가해지는 압력에 따라 다이아프램의 휨, 즉 멤브레인의 변형에 따른 두 전극 사이의 간격 변화로 야기되는 정전용량(Capacitance) 값의 변화에 의해 압력을 인식할 수 있도록 한다.
한편, 종래의 정전용량형 압력센서에서는 한 쌍의 전극이 마주보는 커패시터를 형성하기 위해서 복잡한 구조물과 다수의 레이어를 필요로 했다. 아울러, 정전용량형 압력센서와 정전용량형 센서로부터 센싱된 신호를 처리하는 신호처리부가 별개의 구성으로 구성되었고, 그에 따라 이종의 정전용량형 압력센서와 신호처리부를 커넥터 등을 통해 연결시켜야 했으며, 그 결과 센서 신호의 불안정 및 데이터 손실 등의 문제가 발생한다는 한계점이 있었다.
KR 10-2015-0018463
상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은 제1 전극, 제2 전극 및 신호처리부를 연성기판의 동일면에 배치하고, 해당 면에 인쇄회로 패턴을 형성하여 각 구성이 전기적으로 연결되도록 하여 정전용량형 압력센서와 정전용량형 압력센서로부터 센싱된 신호를 처리하는 신호처리부를 통합함으로써, 종래에 이종 부품을 결합함에 따라 발생하는 센서의 신호 불안정 및 데이터 손실 등의 문제를 해결할 수 있는 정전용량형 압력센서 및 그 제조방법과 정전용량형 압력센서 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전용량형 압력센서는 연성기판; 상기 연성기판의 일면에 서로 이격되게 배치되고 상기 연성기판을 접으면 서로 대향하도록 위치하는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재된 유전층; 및 상기 연성기판의 일면에 배치되며, 상기 연성기판이 접힌 상태에서 외부의 압력에 의해 상기 유전층의 두께가 변함에 따라 변화하는 정전용량을 전기적 신호로 변환하는 신호처리부;를 포함할 수 있다.
상기 연성기판 중 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이 부분에 패턴이 형성되어 상기 연성기판이 접힘 가능할 수 있다.
상기 연성기판의 일면에 배치되며, 상기 신호처리부와 전기적으로 연결되어 상기 신호처리부에서 변환된 신호를 외부장치로 송신하는 통신부;를 더 포함할 수 있다.
상기 신호처리부가 배치된 상기 연성기판의 하면에는 스테인리스 기판이 부착되어 상기 스테인리스 기판이 부착된 연성기판 부분을 지지할 수 있다.
상기 연성기판은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 배치되는 부분을 제외하고 필름 코팅될 수 있다.
상술한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전용량형 압력센서 장치는 정전용량형 압력센서를 복수개 포함하며, 복수의 정전용량형 압력센서가 병렬로 연결될 수 있다.
상기 병렬로 연결된 복수의 정전용량형 압력센서의 각 신호처리부에서 전달된 신호를 통합하는 신호통합부;를 더 포함할 수 있다.
상술한 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전용량형 압력센서 장치는 복수의 연성기판; 각 연성기판의 일면에 서로 이격되게 배치되고 상기 연성기판을 접으면 서로 대향하도록 위치하는 복수의 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재된 유전층; 및 상기 복수의 연성기판 중 하나의 연성기판의 일면에 배치되며, 상기 복수의 연성기판이 접힌 상태에서 외부의 압력에 의해 상기 유전층의 두께가 변함에 따라 변화하는 정전용량을 전기적 신호로 변환하는 신호처리부;를 포함하며, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 제2 전극은 서로 병렬로 연결되며 상기 신호처리부에 연결될 수 있다.
상술한 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전용량형 압력센서 제조방법은 연성기판의 일면에 제1 전극과 제2 전극을 서로 이격되게 부착하는 단계; 상기 연성기판의 일면에 신호처리부를 형성하는 단계; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 유전층을 개재하는 단계; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 대향하도록 상기 연성기판을 접는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 대향하도록 상기 연성기판을 접는 단계 이전에, 상기 연성기판의 일면에 상기 신호처리부와 전기적으로 연결되고 상기 신호처리부에서 변환된 신호를 외부장치로 송신하는 통신부를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 연성기판의 일면에 제1 전극과 제2 전극을 서로 이격되게 부착하는 단계 이전에, 상기 연성기판 중 제1 전극과 상기 제2 전극이 배치되는 사이 부분에 해치패턴을 형성하는 단계; 및 상기 신호처리부가 배치되는 연성기판의 하면에 스테인리스 기판을 부착하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서에 따르면, 제1 전극, 제2 전극 및 신호처리부를 연성기판의 동일면에 배치하고, 해당 면에 인쇄회로 패턴을 형성하여 각 구성이 전기적으로 연결되도록 하여 정전용량형 압력센서와 정전용량형 압력센서로부터 센싱된 신호를 처리하는 신호처리부를 통합함으로써, 종래에 정전용량형 압력센서와 정전용량형 압력센서로부터 센싱된 신호를 처리하는 신호처리부가 별개의 구성으로 구성되었고, 그에 따라 이종의 정전용량형 압력센서와 신호처리부를 커넥터 등을 통해 연결시켜야 했으며, 그 결과 센서 신호 불안정 및 데이터 손실 등의 문제가 발생했던 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서의 평면도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서의 측면도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서에서, 연성기판을 접기 전 정전용량형 압력센서의 상면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서에서, 연성기판을 접기 전 정전용량형 압력센서의 하면을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서 장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량형 압력센서 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서 제조방법의 흐름을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서의 평면도를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서의 측면도를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서에서, 연성기판을 접기 전 정전용량형 압력센서의 상면을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서에서, 연성기판을 접기 전 정전용량형 압력센서의 하면을 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서는, 연성기판(100), 제1 전극(200), 제2 전극(300), 유전층(400) 및 신호처리부(500)를 포함하며, 통신부(600)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 연성기판(100)은 접힐 수 있도록 유연성이 있는 합성수지로 이루어질 수 있으며, 실시예에 따라 연성기판(100)은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다.
또한, 연성기판(100) 중 제1 전극(200)과 제2 전극(300) 사이 부분에는 그물망 형태의 해치패턴(110)이 형성될 수 있다. 이처럼, 연성기판(100) 중 제1전극(200)과 제2 전극(300) 사이에 그물망 형태의 해치패턴(110)을 형성하여, 연성기판(100) 상의 회로에 영향을 주지 않으면서 용이하게 연성기판(100)을 접을 수 있음으로써, 보다 간편하게 제1 전극(200) 및 제2 전극(300)이 대향하도록 할 수 있고 그에 따라 용이하게 정전용량형 압력센서를 제작할 수 있다.
아울러, 연성기판(100)에는 필름(120)이 코팅될 수 있다. 실시예에 따라 연성기판(100)에는 폴리이미드계 소재의 필름이 코팅될 수 있다. 이때, 연성기판(100)에는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 전극(200) 및 제2 전극(300)이 배치되는 부분을 제외하고 필름(120)이 코팅될 수 있다. 여기서, 제1 전극(200) 및 제2 전극(300)에 필름(120) 코팅을 제외하는 이유는 필름(120)의 저항으로 인해 제1 전극(200) 및 제2 전극(300)으로부터의 신호전달이 방해받는 것을 방지하기 위함이다.
제1 전극(200) 및 제2 전극(300)은 도 3에 도시된 바와 같이 연성기판(100)의 일면에 수직한 방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 전극(200) 및 제2 전극(300)은 연성기판(100)을 접으면 서로 대향하게 위치하도록 연성기판(100)의 일면에 배치될 수 있다.
유전층(400)은 제1 전극(200) 및 제2 전극(300) 사이에 개재될 수 있다. 실시예에 따라, 유전층(400)은 유전물질을 함유한 부드러운 기판으로 제작되어 외부 압력에 의한 변형을 극대화함으로써 압력센서의 감도를 높일 수 있다.
신호처리부(500)는 도 3에 도시된 바와 같이 연성기판(100)의 일면에 배치될 수 있다. 즉, 신호처리부(500)는 제1 전극(200) 및 제2 전극(300)이 배치된 면과 동일한 연성기판(100) 면에 배치될 수 있다. 또한, 신호처리부(500)는 연성기판(100)이 접힌 상태에서 외부의 압력이 가해질 시, 해당 압력에 의해 제1 전극(200) 및 제2 전극(300) 사이에 개재된 유전층(400)의 두께가 변함에 따라 변화하는 정전용량을 전기적 신호로 변환하고, 변환된 전기적 신호를 추후 설명할 통신부(600)에 전달할 수 있다. 실시예에 따라, 본 발명에서의 신호처리부(500)는 커패시터 디지털 변환기(CDC: Capacitance Digital Converter)일 수 있다.
통신부(600)는 도 3에 도시된 바와 같이, 연성기판(100)의 일면에 배치되며 신호처리부(500)와 전기적으로 연결되어 신호처리부(500)에서 변환된 전기적 신호를 외부장치(미도시)로 송신할 수 있다. 실시예에 따라, 외부장치(미도시)는 본 발명에 따른 정전용량형 압력센서로부터 센싱된 신호를 수신하여, 센싱된 정보에 기반하여 특정 제어를 수행할 수 있는 컨트롤러를 포함하는 로봇 등일 수 있다.
스테인리스 기판(700)은 신호처리부(500)가 배치된 연성기판(100)의 하면에 배치될 수 있다. 이처럼, 신호처리부(500)가 배치된 연성기판(100)의 하면에 스테인리스 기판(700)을 부착하여 해당 부분을 지지함으로써, 신호처리부(500)가 배치된 연성기판(100) 부분이 구부러지는 것을 방지할 수 있으며, 신호처리부(500)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
상술한 구성에 기반하여 본 발명의 일실시예에 따른 정전형 압력센서의 작동 방식을 설명하면, 연성기판(100)이 접힌 상태에서 제1 전극(200) 또는 제2 전극(300)에 외력이 가해지면, 제1 전극(200)과 제2 전극(300) 사이에 개재된 유전층(400)의 두께가 변화하고, 유전층(400)의 두께가 변함에 따라 압력센서의 정전용량이 변화하며, 정전용량의 변화량의 아날로그 신호가 신호처리부(500)에 전달될 수 있다. 정전용량의 변화량의 아날로그 신호를 수신한 신호처리부(500)는 해당 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 정전용량 변화량에 상응하는 데이터를 통신부(600)에 전달하며, 통신부(600)는 해당 데이터를 외부장치로 전달할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서에 따르면, 제1 전극(200), 제2 전극(300) 및 신호처리부(500)를 연성기판(100)의 동일면에 배치하고, 해당 면에 인쇄회로 패턴을 형성하여 각 구성이 전기적으로 연결되도록 하여 정전용량형 압력센서와 정전용량형 압력센서로부터 센싱된 신호를 처리하는 신호처리부를 통합함으로써, 종래에 정전용량형 압력센서와 정전용량형 압력센서로부터 센싱된 신호를 처리하는 신호처리부가 별개의 구성으로 구성되고, 그에 따라 이종의 정전용량형 압력센서와 신호처리부를 커넥터 등을 통해 연결시켜야 했으며, 그 결과 센서의 신호 불안정 및 데이터 손실 등의 문제가 발생하는 문제점을 해결하였다.
아울러, 제1 전극 및 제2 전극을 연성기판의 동일면에 배치하고, 연성기판을 접음으로써 추가적인 외부 구조물 없이 제1 전극 및 제2 전극이 대향되도록 하여 용이하게 커패시터를 형상화할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서 장치를 나타내는 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서 장치(20)는 정전용량형 압력센서(10)를 복수개 포함할 수 있으며, 이때 복수의 정전용량형 압력센서(10)는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 아울러, 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서 장치(20)는 서로 병렬로 연결된 복수의 정전용량형 압력센서(10)의 각 신호처리부에서 전달된 신호를 통합하는 신호 통합부(21)를 더 포함할 수 있다.
다시 말해, 정전용량형 압력센서 장치(20)는 복수의 정전용량형 압력센서(10)로부터 전달된 각각의 압력센서 신호를 신호 통합부(21)에서 통합하고, 통합된 압력센서 신호를 외부장치(미도시) 등으로 전달할 수 있다. 실시예에 따라, 외부장치(미도시)는 본 발명에 따른 정전용량형 압력센서 장치로부터 센싱된 신호를 수신하여, 센싱된 정보에 기반하여 특정 제어를 수행할 수 있는 컨트롤러를 포함하는 로봇 등일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량형 압력센서 장치를 나타내는 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량형 압력센서 장치(20)는 복수의 연성기판(100), 각 연성기판(100) 일면에 서로 이격되게 배치되고 연성기판(100)을 접으면 서로 대향하도록 위치하는 복수의 제1 전극(200) 및 제2 전극(300), 제1 전극(200) 및 제2 전극(300) 사이에 개재된 유전층(400) 및 복수의 연성기판(100) 중 하나의 연성기판의 일면에 배치되며, 복수의 연성기판(100)이 접힌 상태에서 외부의 압력에 의해 유전층의 두께가 변함에 따라 변화하는 정전용량을 전기적 신호로 변환하는 신호처리부(500)를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 제1 전극(200) 및 제2 전극(300)은 서로 병렬연결되며 신호처리부(500)에 연결될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서 제조방법의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서 제조방법은 연성기판의 일면에 제1 전극과 제2 전극을 서로 이격되게 부착하는 단계; 상기 연성기판의 일면에 신호처리부를 형성하는 단계; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 유전층을 개재하는 단계; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 대향하도록 상기 연성기판을 접는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 대향하도록 상기 연성기판을 접는 단계 이전에, 상기 연성기판의 일면에 상기 신호처리부와 전기적으로 연결되고 상기 신호처리부에서 변환된 신호를 외부장치로 송신하는 통신부를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 연성기판의 일면에 제1 전극과 제2 전극을 서로 이격되게 부착하는 단계 이전에, 상기 연성기판 중 제1 전극과 상기 제2 전극이 배치되는 사이 부분에 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 신호처리부가 배치되는 연성기판의 하면에 스테인리스 기판을 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 압력센서 제조방법의 각 단계에서의 세부적인 기술적 특징은 상술한 정전용량형 압력센서의 기술적 특징과 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
10: 정전용량형 압력센서
100: 연성기판 110: 해치패턴
120: 필름
200: 제1 전극
300: 제2 전극 400: 유전층
500: 신호처리부 600: 통신부
700: 스테인리스 기판
20: 전전용량형 압력센서 장치
21: 신호 통합부

Claims (11)

  1. 연성기판;
    상기 연성기판의 일면에 서로 이격되게 배치되고 상기 연성기판을 접으면 서로 대향하도록 위치하는 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재된 유전층; 및
    상기 연성기판의 일면에 배치되며, 상기 연성기판이 접힌 상태에서 외부의 압력에 의해 상기 유전층의 두께가 변함에 따라 변화하는 정전용량을 전기적 신호로 변환하는 신호처리부;를 포함하는 정전용량형 압력센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연성기판 중 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이 부분에 패턴이 형성되어 상기 연성기판이 접힘가능한 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 연성기판의 일면에 배치되며, 상기 신호처리부와 전기적으로 연결되어 상기 신호처리부에서 변환된 신호를 외부장치로 송신하는 통신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호처리부가 배치된 상기 연성기판의 하면에는 스테인리스 기판이 부착되어 상기 스테인리스 기판이 부착된 연성기판 부분을 지지하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연성기판은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 배치되는 부분을 제외하고 필름 코팅된 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서.
  6. 청구항 1의 정전용량형 압력센서를 복수개 포함하며, 복수의 정전용량형 압력센서가 병렬로연결된 정전용량형 압력센서 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 병렬로 연결된 복수의 정전용량형 압력센서의 각 신호처리부에서 전달된 신호를 통합하는 신호통합부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서 장치.
  8. 복수의 연성기판;
    각 연성기판의 일면에 서로 이격되게 배치되고 상기 연성기판을 접으면 서로 대향하도록 위치하는 복수의 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재된 유전층; 및
    상기 복수의 연성기판 중 하나의 연성기판의 일면에 배치되며, 상기 복수의 연성기판이 접힌 상태에서 외부의 압력에 의해 상기 유전층의 두께가 변함에 따라 변화하는 정전용량을 전기적 신호로 변환하는 신호처리부;를 포함하며,
    상기 복수의 제1 전극 및 상기 제2 전극은 서로 병렬로 연결되며 상기 신호처리부에 연결되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서 장치.
  9. 연성기판의 일면에 제1 전극과 제2 전극을 서로 이격되게 부착하는 단계;
    상기 연성기판의 일면에 신호처리부를 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 유전층을 개재하는 단계; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 대향하도록 상기 연성기판을 접는 단계; 를 포함하는 정전용량형 압력센서 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 대향하도록 상기 연성기판을 접는 단계 이전에,
    상기 연성기판의 일면에 상기 신호처리부와 전기적으로 연결되고 상기 신호처리부에서 변환된 신호를 외부장치로 송신하는 통신부를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서 제조방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 연성기판의 일면에 제1 전극과 제2 전극을 서로 이격되게 부착하는 단계 이전에,
    상기 연성기판 중 제1 전극과 상기 제2 전극이 배치되는 사이 부분에 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 신호처리부가 배치되는 연성기판의 하면에 스테인리스 기판을 부착하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서 제조방법.
KR1020190084531A 2019-07-12 2019-07-12 정전용량형 압력센서 및 그 제조방법과 정전용량형 압력센서 장치 KR20210007679A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190084531A KR20210007679A (ko) 2019-07-12 2019-07-12 정전용량형 압력센서 및 그 제조방법과 정전용량형 압력센서 장치
US16/687,970 US11274985B2 (en) 2019-07-12 2019-11-19 Capacitive pressure sensor
US17/592,844 US11719588B2 (en) 2019-07-12 2022-02-04 Capacitive pressure sensor, manufacturing method thereof, and capacitive pressure sensor device
US18/337,646 US20230332970A1 (en) 2019-07-12 2023-06-20 Capacitive Pressure Sensor, Manufacturing Method Thereof, and Capacitive Pressure Sensor Device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190084531A KR20210007679A (ko) 2019-07-12 2019-07-12 정전용량형 압력센서 및 그 제조방법과 정전용량형 압력센서 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210007679A true KR20210007679A (ko) 2021-01-20

Family

ID=74103036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190084531A KR20210007679A (ko) 2019-07-12 2019-07-12 정전용량형 압력센서 및 그 제조방법과 정전용량형 압력센서 장치

Country Status (2)

Country Link
US (3) US11274985B2 (ko)
KR (1) KR20210007679A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11847311B2 (en) * 2019-05-22 2023-12-19 Apple Inc. Characterization of a venting state or other system parameter that affects the characterization of a force applied to a device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150018463A (ko) 2013-08-09 2015-02-23 아즈빌주식회사 정전 용량형 압력 센서

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6314823B1 (en) * 1991-09-20 2001-11-13 Kazuhiro Okada Force detector and acceleration detector and method of manufacturing the same
EP2800764B1 (en) * 2012-01-07 2017-05-31 Council of Scientific & Industrial Research Modified polypropylene compositions for reduced necking in extrusion film casting or extrusion coating processes
US9170166B2 (en) * 2012-12-14 2015-10-27 The Regents Of The University Of California Droplet-based capacitive pressure sensor
US10139975B2 (en) * 2016-09-23 2018-11-27 Apple Inc. Pressure compensation for force-sensitive touch screen
KR20180049544A (ko) * 2016-11-03 2018-05-11 현대자동차주식회사 터치 입력장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150018463A (ko) 2013-08-09 2015-02-23 아즈빌주식회사 정전 용량형 압력 센서

Also Published As

Publication number Publication date
US11274985B2 (en) 2022-03-15
US20210010886A1 (en) 2021-01-14
US11719588B2 (en) 2023-08-08
US20230332970A1 (en) 2023-10-19
US20220155169A1 (en) 2022-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9823802B2 (en) Array pressure-sensing imaging device
EP3398199B1 (en) Strain gauge proportional push button
CN102103445A (zh) 传感器装置及信息处理装置
EP3123134B1 (en) Span line pressure effect compensation for diaphragm pressure sensor
US20230332970A1 (en) Capacitive Pressure Sensor, Manufacturing Method Thereof, and Capacitive Pressure Sensor Device
US10509523B2 (en) Methods and apparatus for a capacitive pressure sensor
US20220075462A1 (en) Pressure sensitive stylus
US9766725B2 (en) Force sensing module
CN108235748B (zh) 压阻式传感器、压力检测装置、电子设备
CN104350566A (zh) 输入装置
JP2004045173A (ja) 静電容量式センサ
CN105987776A (zh) 即时反应压力感测器
US20180300522A1 (en) Integrated fingerprint and force sensor
CN112860114B (zh) 一种压感模组及电子设备
JP2022114656A (ja) 圧力センサ及び位置検出装置
EP3795969A1 (en) Force gauge
US20230008926A1 (en) Sensor
WO2023067293A1 (en) Pressure module
US9766140B2 (en) Surface mount force sensing module
CN109186819B (zh) 一种mems压力传感器模组
CN218240875U (zh) 一种压电模组、触控装置及电子设备
CN217740390U (zh) 一种具有复合型传感器的按键开关装置
KR102120924B1 (ko) 고감도 복합 센서 및 이를 이용한 센서 측정 시스템
CN214702567U (zh) 压力传感器和电子设备
JP2011007499A (ja) 圧力検出装置用基体および圧力検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal