KR20210024308A

KR20210024308A - Strain sensor

Info

Publication number: KR20210024308A
Application number: KR1020190102523A
Authority: KR
Inventors: 양우석; 구본진; 홍성훈
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2021-03-05

Abstract

According to the present invention, a strain sensor may comprise: an adhesive layer including a first portion and a second portion, wherein the second portion protrudes horizontally from the first portion; a radio frequency identification (RFID) chip and an antenna on the first portion of the adhesive layer; and a capacitor on the second portion of the adhesive layer. The capacitance of the capacitor is changed by strain, and the RFID chip converts the capacitance value of the capacitor into a digital signal, so that the digital signal can be wirelessly transmitted to the outside through the antenna.

Description

Strain sensor

본 발명은 스트레인 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커패시터를 포함하는 스트레인 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a strain sensor, and more particularly, to a strain sensor including a capacitor.

스트레인 센서는 건축 구조물의 안정성 모니터링, 인체의 모션 모니터링, 농작물의 생육 모니터링 등의 다양한 분야에 응용되고 있다. Strain sensors are applied in various fields such as stability monitoring of building structures, human motion monitoring, and growth monitoring of crops.

스트레인 센서의 종류 중 하나인 정전용량형 스트레인 센서는 외력을 받는 부위에 커패시터를 설치하고, 두 전극 사이의 간격 변화에 의한 정전용량(capacitance) 변화를 측정하여 스트레인을 측정할 수 있다.A capacitive strain sensor, one of the types of strain sensors, can measure strain by installing a capacitor at a part receiving an external force and measuring a change in capacitance due to a change in the gap between two electrodes.

본 발명의 일 기술적 과제는 유연하면서도(flexible), 무선으로 디지털 신호를 간편하게 외부로 전달하는 스트레인 센서의 구조를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a structure of a strain sensor that is flexible and wirelessly transmits a digital signal to the outside easily.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 스트레인 센서는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 접착층, 상기 제2 부분은 제1 부분으로부터 수평적으로 돌출되고, 상기 접착층의 제1 부분 상의 RFID 칩 및 안테나, 및 상기 접착층의 제2 부분 상의 커패시터를 포함하되, 상기 커패시터는 스트레인에 의해서 정전용량이 변화하고, 상기 RFID 칩은 상기 커패시터의 정전용량 값을 디지털 신호로 변환시켜, 상기 디지털 신호를 상기 안테나를 통하여 외부로 무선 송신할 수 있다.The strain sensor according to an embodiment of the present invention includes an adhesive layer including a first portion and a second portion, the second portion horizontally protruding from the first portion, and an RFID chip and an antenna on the first portion of the adhesive layer, And a capacitor on the second portion of the adhesive layer, wherein the capacitor changes capacitance due to strain, and the RFID chip converts the capacitance value of the capacitor into a digital signal, and transmits the digital signal through the antenna. It can transmit wirelessly to the outside.

일부 실시예들에 따르면, 상기 접착층의 제1 부분의 하면 상의 하부 커버 시트를 더 포함하고, 상기 접착층의 제2 부분의 하면은 상기 하부 커버 시트에 의해 노출될 수 있다.According to some embodiments, a lower cover sheet may be further included on a lower surface of the first portion of the adhesive layer, and a lower surface of the second portion of the adhesive layer may be exposed by the lower cover sheet.

일부 실시예들에 따르면 상기 접착층의 하면 상의 하부 커버 시트를 더 포함하고, 상기 접착층의 제2 부분의 하면 상의 하부 커버 시트는 국부적으로 탈착이 가능할 수 있다.According to some embodiments, a lower cover sheet on a lower surface of the adhesive layer may be further included, and a lower cover sheet on a lower surface of the second portion of the adhesive layer may be locally detachable.

일부 실시예들에 따르면, 상기 커패시터는 마주하는 2개의 전극들 및 상기 2개의 전극들 사이에 개재되는 유전체를 포함하고, 상기 전극들의 각각은 그물망 형상의 도전체를 포함하고, 상기 그물망 형상은 나노 와이어 또는 나노 튜브를 포함할 수 있다.According to some embodiments, the capacitor includes two electrodes facing each other and a dielectric interposed between the two electrodes, each of the electrodes includes a mesh-shaped conductor, and the mesh shape is nano It may include wires or nanotubes.

일부 실시예들에 따르면, 상기 유전체는 폴리머 매트릭스 또는 서로 격리된 전도성 나노 입자들을 포함하는 폴리머 매트릭스일 수 있다.According to some embodiments, the dielectric may be a polymer matrix or a polymer matrix including conductive nanoparticles isolated from each other.

일부 실시예들에 따르면, 상기 커패시터 상의 상부 보호 패턴을 더 포함하고, 상기 상부 보호 패턴은 복수개의 홀들을 포함하는 그물망 형상의 폴리머층일 수 있다.According to some embodiments, an upper protective pattern on the capacitor may be further included, and the upper protective pattern may be a polymer layer having a mesh shape including a plurality of holes.

일부 실시예들에 따르면, 상부 보호 패턴은 ecoflex, PDMS 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. According to some embodiments, the upper protection pattern may include at least one of ecoflex and PDMS.

일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 부분의 상면을 선택적으로 덮는 상부 커버 시트를 더 포함하고, 상기 상부 보호 패턴의 상면은 상기 상부 커버 시트에 의해 노출될 수 있다.According to some embodiments, an upper cover sheet selectively covering an upper surface of the first portion may be further included, and an upper surface of the upper protective pattern may be exposed by the upper cover sheet.

일부 실시예들에 따르면, 상기 안테나는 구리 또는 알루미늄을 포함할 수 있다.According to some embodiments, the antenna may include copper or aluminum.

일부 실시예들에 따르면, 상기 RFID 칩의 일부는 상기 안테나와 마주하고, 상기 RFID 칩의 다른 일부는 상기 커패시터와 마주할 수 있다.According to some embodiments, a part of the RFID chip may face the antenna, and another part of the RFID chip may face the capacitor.

일부 실시예들에 따르면, 상기 안테나 및 상기 RFID 칩의 통신 주파수 범위는 860MHz 내지 960Mz를 포함할 수 있다.According to some embodiments, a communication frequency range of the antenna and the RFID chip may include 860MHz to 960Mz.

일부 실시예들에 따르면, 상기 커패시터는 제1 전극, 상기 제1 전극과 이격하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 개재되는 유전체를 포함하고, 상기 제1 전극은 제1 기준 전극 및 상기 제1 기준 전극과 연결된 복수개의 제1 돌출 전극들을 포함하고, 상기 제2 전극은 제2 기준 전극 및 상기 제2 기준 전극과 연결된 복수개의 제2 돌출 전극들을 포함하고, 상기 제1 기준 전극 및 상기 제2 기준 전극은 마주보게 배치되고, 상기 제1 돌출 전극들의 각각은 상기 제1 기준 전극으로부터 상기 제2 기준 전극을 향하여 연장되고, 상기 제2 돌출 전극들의 각각은 상기 제2 기준 전극으로부터 상기 제1 기준 전극을 향하여 연장되고, 상기 제1 돌출 전극들 및 상기 제2 돌출 전극들은 서로 일정 간격을 두고 번갈아서 배치될 수 있다.According to some embodiments, the capacitor includes a first electrode, a second electrode spaced apart from the first electrode, and a dielectric interposed between the first electrode and the second electrode, and the first electrode is a first electrode. A reference electrode and a plurality of first protruding electrodes connected to the first reference electrode, the second electrode comprising a second reference electrode and a plurality of second protruding electrodes connected to the second reference electrode, and the second electrode The first reference electrode and the second reference electrode are disposed to face each other, each of the first protrusion electrodes extends from the first reference electrode toward the second reference electrode, and each of the second protrusion electrodes is disposed to face the second reference electrode. It extends from the reference electrode toward the first reference electrode, and the first protrusion electrodes and the second protrusion electrodes may be alternately disposed at a predetermined distance from each other.

본 발명의 일 실시예에 따른 스트레인 센서는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 포함하는 접착층, 상기 제2 부분 및 제3 부분은 제1 부분으로부터 수평적으로 돌출되고, 상기 접착층의 제1 부분 상의 RFID 칩 및 안테나, 상기 접착층의 제2 부분 상의 제1 커패시터, 상기 접착층의 제3 부분 상의 제2 커패시터, 및 상기 접착층의 제1 부분의 하면 및 제3 부분의 하면 상에 제공되는 제공되는 하부 커버 시트를 포함하되, 상기 제2 부분의 하면은 상기 하부 커버 시트에 의해 노출되고, 상기 RFID 칩은 상기 제1 커패시터, 제2 커패시터 및 상기 안테나와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터의 초기(initial) 정전용량값은 동일할 수 있다.The strain sensor according to an embodiment of the present invention includes an adhesive layer including a first portion, a second portion and a third portion, the second portion and the third portion horizontally protruding from the first portion, and the first portion of the adhesive layer. RFID chip and antenna on one portion, a first capacitor on a second portion of the adhesive layer, a second capacitor on a third portion of the adhesive layer, and a lower surface of the first portion and a third portion of the adhesive layer. A lower cover sheet to be formed, wherein a lower surface of the second portion is exposed by the lower cover sheet, and the RFID chip is electrically connected to the first capacitor, the second capacitor, and the antenna, and the first capacitor and The initial capacitance value of the second capacitor may be the same.

일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 상에 각각 배치되는 상부 보호 패턴들을 더 포함할 수 있다.According to some embodiments, upper protection patterns respectively disposed on the first capacitor and the second capacitor may be further included.

일부 실시예들에 따르면, 상기 안테나는 제1 부분 및 상기 제1 부분과 각을 이루며 연결된 제2 부분을 포함하고, 상기 안테나의 제1 부분 및 제2 부분은 상기 RFID 칩의 일부를 둘러싸고, 상기 안테나의 제1 부분의 길이는 상기 안테나의 제2 부분의 길이보다 길고, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터의 각각은 상기 안테나의 제1 부분과 마주하게 배치될 수 있다.According to some embodiments, the antenna includes a first portion and a second portion formed at an angle and connected to the first portion, and the first portion and the second portion of the antenna surround a portion of the RFID chip, and the The length of the first portion of the antenna is longer than the length of the second portion of the antenna, and each of the first capacitor and the second capacitor may be disposed to face the first portion of the antenna.

본 발명에 따른 스트레인 센서를 통해서, 측정이 편리하면서도 높은 민감도 및 정확도를 가지고 스트레인을 측정할 수 있다.Through the strain sensor according to the present invention, it is possible to measure the strain with high sensitivity and accuracy while being convenient to measure.

도 1a는 본 발명의 개념에 따른 스트레인 센서를 나타내는 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 일부 구성요소를 생략한 평면도이다.
도 1c는 도 1a의 I-I' 및 II-II'를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1b의 전극(121)을 확대한 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1b의 전극(121)의 미세구조를 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 4는 도 1b의 유전체(122)의 미세구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1a의 aa 부분의 확대도이다.
도 6은 도 1a 및 도 1b의 RFID 칩(130)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7a는 일부 실시예들에 따른 스트레인 센서를 나타내는 평면도이다.
도 7b는 도 7a의 II-II'의 단면도이다.
도 8a는 일부 실시예들에 따른 스트레인 센서를 나타내는 평면도이다.
도 8b는 도 8a의 일부 구성요소들을 생략한 평면도이다.
도 8c는 8a의 III-III'의 단면도이다.
도 9a, 도 10a, 도 11a, 도 12a 및 도 13a는 본 발명의 개념에 따른 스트레인 센서의 제조방법을 나타내는 평면도들이다.
도 9b, 도 10b, 도 11a 및 도 12b는 각각 도 9a, 도 10a, 도 11a, 도 12a, 및 도 13a의 I-I' 및 II-II'를 나타내는 단면도들이다.
도 14는 본 발명에 따른 스트레인 센서(1000)에 외력이 작용하는 경우를 나타내는 평면도이다.1A is a plan view showing a strain sensor according to the concept of the present invention.
1B is a plan view from which some components of FIG. 1A are omitted.
1C is a cross-sectional view illustrating II' and II-II' of FIG. 1A.
2 is an enlarged plan view of the electrode 121 of FIG. 1B.
3A and 3B are views schematically showing the microstructure of the electrode 121 of FIG. 1B.
4 is a diagram schematically showing the microstructure of the dielectric 122 of FIG. 1B.
5 is an enlarged view of a portion aa of FIG. 1A.
6 is a diagram schematically showing the configuration of the RFID chip 130 of FIGS. 1A and 1B.
7A is a plan view illustrating a strain sensor according to some embodiments.
7B is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 7A.
8A is a plan view illustrating a strain sensor according to some embodiments.
8B is a plan view from which some components of FIG. 8A are omitted.
8C is a cross-sectional view taken along line III-III' of 8A.
9A, 10A, 11A, 12A, and 13A are plan views illustrating a method of manufacturing a strain sensor according to the concept of the present invention.
9B, 10B, 11A, and 12B are cross-sectional views illustrating II' and II-II' of FIGS. 9A, 10A, 11A, 12A, and 13A, respectively.
14 is a plan view showing a case in which an external force acts on the strain sensor 1000 according to the present invention.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.In order to fully understand the configuration and effects of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and may be implemented in various forms and various modifications may be added. However, it is provided to complete the disclosure of the present invention through the description of the embodiments, and to fully inform the scope of the invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In the accompanying drawings, the components are shown to be enlarged in size for convenience of description, and the ratio of each component may be exaggerated or reduced.

본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. Terms used in the embodiments of the present invention may be interpreted as meanings commonly known to those of ordinary skill in the art, unless otherwise defined. Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing exemplary embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 본 발명의 개념에 따른 스트레인 센서를 나타내는 평면도이다. 도 1b는 도 1a의 일부 구성요소를 생략한 평면도이다. 도 1c는 도 1a의 I-I' 및 II-II'를 나타내는 단면도이다. 1A is a plan view showing a strain sensor according to the concept of the present invention. 1B is a plan view from which some components of FIG. 1A are omitted. 1C is a cross-sectional view illustrating I-I' and II-II' of FIG. 1A.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레인 센서(1000)는 접착층(100), 커패시터(120), RFID(Radio Frequency Identification) 칩 (130), 및 안테나들(111)을 포함할 수 있다.1A to 1C, a strain sensor 1000 according to an embodiment of the present invention includes an adhesive layer 100, a capacitor 120, a Radio Frequency Identification (RFID) chip 130, and antennas 111. It may include.

접착층(100)은 하면 또는 하면 및 상면에 접착성(adhesive)이 있는 층일 수 있다. The adhesive layer 100 may be a layer having adhesiveness on the lower surface or the lower surface and the upper surface.

접착층(100)은 제1 부분(101) 및 제1 부분(101)으로부터 수평적으로 돌출된 제2 부분(102)을 포함할 수 있다. 접착층(100)의 제2 부분(102)은 일 예로 사각형 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The adhesive layer 100 may include a first portion 101 and a second portion 102 protruding horizontally from the first portion 101. The second portion 102 of the adhesive layer 100 may have a rectangular shape, for example, but is not limited thereto.

접착층(100)의 제1 부분(101) 상에는 RFID 칩(130) 및 RFID 칩(130)의 측면의 적어도 일부를 둘러싸는 복수개의 안테나들(111)이 제공될 수 있다. 안테나들(111)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 안테나들(111) 각각은 각을 이루며 연결된 제1 부분(111a) 및 제2 부분(111b)을 포함할 수 있고, 만곡(curvature)된 형태일 수 있다. 안테나(111)의 제1 부분(111a)의 길이(β111a)는 안테나(111)의 제2 부분(111b)의 길이(β111b)보다 길 수 있다. 안테나의 제1 부분(111a)은 커패시터(120)을 마주할 수 있다. 안테나(111)의 무선 통신 주파수는 860 MHz 내지 960 MHz 범위의 주파수를 가질 수 있다. 안테나(111)는 구리 또는 알루미늄을 포함할 수 있다.An RFID chip 130 and a plurality of antennas 111 surrounding at least a portion of a side surface of the RFID chip 130 may be provided on the first portion 101 of the adhesive layer 100. The antennas 111 may be disposed to be spaced apart from each other. Each of the antennas 111 may include a first portion 111a and a second portion 111b connected at an angle, and may have a curved shape. The length β111a of the first portion 111a of the antenna 111 may be longer than the length β111b of the second portion 111b of the antenna 111. The first part 111a of the antenna may face the capacitor 120. The radio communication frequency of the antenna 111 may have a frequency in the range of 860 MHz to 960 MHz. The antenna 111 may include copper or aluminum.

RFID 칩(130) 하부에는 복수개의 핀들 또는 범프들(PN)이 제공될 수 있다. 핀들 또는 범프들(PN)은 접착층(100)의 제1 부분(101) 상의 연결 패드들(112)과 접촉할 수 있다. 연결 패드들(112)은 제1 연결선들(113a) 및 제2 연결선들(113b)과 접촉할 수 있다. 제1 연결선들(113a) 각각은 안테나들(111) 각각과 접촉할 수 있다. 제2 연결선들(113b)은 커패시터(120)의 전극들(121)과 접촉할 수 있다.A plurality of pins or bumps PN may be provided under the RFID chip 130. The pins or bumps PN may contact the connection pads 112 on the first portion 101 of the adhesive layer 100. The connection pads 112 may contact the first connection lines 113a and the second connection lines 113b. Each of the first connection lines 113a may contact each of the antennas 111. The second connection lines 113b may contact the electrodes 121 of the capacitor 120.

RFID 칩(130)은 제1 연결선(113a) 및 제2 연결선(113b)을 통해서 안테나(111) 및 커패시터(120)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로 RFID 칩(130)은 커패시터(120)의 정전용량 값을 디지털 신호로 변환시켜, 디지털 신호를 안테나(111)를 통하여 외부로 무선 송신할 수 있다. The RFID chip 130 may be electrically connected to the antenna 111 and the capacitor 120 through the first connection line 113a and the second connection line 113b, respectively. Specifically, the RFID chip 130 converts the capacitance value of the capacitor 120 into a digital signal and transmits the digital signal wirelessly to the outside through the antenna 111.

RFID 칩(130)의 일부는 안테나(111)와 마주하고 RFID 칩(130)의 다른 일부는 커패시터(120)와 마주할 수 있다. RFID 칩(130)에 관한 자세한 사항은 후술하도록 한다.Part of the RFID chip 130 may face the antenna 111 and another part of the RFID chip 130 may face the capacitor 120. Details of the RFID chip 130 will be described later.

접착층(100)의 제2 부분(102) 상에는 커패시터(120) 및 커패시터(120) 상의 상부 보호 패턴(123)이 제공될 수 있다. 커패시터(120) 및 상부 보호 패턴(123)의 신축성은 재료 및 구조적 특징으로 인해서 안테나(111)의 신축성보다 좋을 수 있다. 커패시터(120) 및 상부 보호 패턴(123)에 관한 자세한 사항은 후술하도록 한다. A capacitor 120 and an upper protective pattern 123 on the capacitor 120 may be provided on the second portion 102 of the adhesive layer 100. The elasticity of the capacitor 120 and the upper protection pattern 123 may be better than that of the antenna 111 due to material and structural characteristics. Details of the capacitor 120 and the upper protection pattern 123 will be described later.

접착층(100)의 제1 부분(101)의 하면 상에는 하부 커버 시트(116)가 제공될 수 있다. 하부 커버 시트(116)는 종이 또는 이형지(release liner)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서 하부 커버 시트(116)는 접착층(100)과 탈착이 가능할 수 있다. 접착층(100)의 제2 부분(102)의 하면 상에는 하부 커버 시트(116)가 제공되지 않을 수 있다. 즉, 접착층(100)의 제2 부분(102)의 하면은 하부 커버 시트(116)에 의해 노출될 수 있다.A lower cover sheet 116 may be provided on the lower surface of the first portion 101 of the adhesive layer 100. The lower cover sheet 116 may include paper or a release liner. In some embodiments, the lower cover sheet 116 may be detachable from the adhesive layer 100. The lower cover sheet 116 may not be provided on the lower surface of the second portion 102 of the adhesive layer 100. That is, the lower surface of the second portion 102 of the adhesive layer 100 may be exposed by the lower cover sheet 116.

접착층(100)의 제1 부분(101)을 선택적으로 덮는 상부 커버 시트(114)가 제공될 수 있다. 상부 커버 시트(114) 및 접착층(100)의 제1 부분(101) 사이에는 필요에 따라서 별도의 접착층(미도시)이 제공될 수 있다. 상부 커버 시트(114)는 종이 또는 이형지(release liner)를 포함할 수 있다.An upper cover sheet 114 may be provided that selectively covers the first portion 101 of the adhesive layer 100. A separate adhesive layer (not shown) may be provided between the upper cover sheet 114 and the first portion 101 of the adhesive layer 100 as necessary. The top cover sheet 114 may include paper or a release liner.

도 2는 도 1b의 커패시터(120)를 확대한 평면도이다. 도 2에서는 구성요소를 보다 명확히 나타내기 위해 도 1b의 유전체(122)는 미도시되었다.2 is an enlarged plan view of the capacitor 120 of FIG. 1B. In FIG. 2, the dielectric 122 of FIG. 1B is not shown in order to more clearly indicate the constituent elements.

도 1b, 도 1c 및 도 2를 참조하면, 커패시터(120)는 전극들(121) 및 유전체(122)를 포함할 수 있다. 전극들(121)은 제1 전극(121a) 및 제2 전극(121b)를 포함할 수 있다. 제1 전극(121a) 및 제2 전극(121b)은 서로 이격하고, 유전체(122)는 제1 전극(121a) 및 제2 전극(121b) 사이에 개재될 수 있다. 1B, 1C, and 2, the capacitor 120 may include electrodes 121 and a dielectric 122. The electrodes 121 may include a first electrode 121a and a second electrode 121b. The first electrode 121a and the second electrode 121b may be spaced apart from each other, and the dielectric 122 may be interposed between the first electrode 121a and the second electrode 121b.

제1 전극(121a)은 제1 기준 전극(121ar) 및 제1 기준 전극(121ar)과 연결된 복수개의 제1 돌출 전극들(121at)을 포함할 수 있다. 제2 전극(121b)은 제2 기준 전극(121br) 및 제2 기준 전극(121br)과 연결된 복수개의 제2 돌출 전극들(121bt)을 포함할 수 있다. 제1 기준 전극(121ar) 및 제2 기준 전극(121br)은 제1 방향(D1)을 따라서 마주보게 배치될 수 있다. The first electrode 121a may include a first reference electrode 121ar and a plurality of first protruding electrodes 121at connected to the first reference electrode 121ar. The second electrode 121b may include a second reference electrode 121br and a plurality of second protruding electrodes 121bt connected to the second reference electrode 121br. The first reference electrode 121ar and the second reference electrode 121br may be disposed to face each other along the first direction D1.

제1 돌출 전극들 각각(121at)은 제1 기준 전극(121ar)으로부터 제2 기준 전극(121br)을 향하여 연장되고, 제2 돌출 전극들(121bt) 각각은 제2 기준 전극(121br)으로부터 제1 기준 전극(121ar)을 향하여 연장될 수 있다. 제1 돌출 전극들(121at) 및 상기 제2 돌출 전극들(121bt)은 서로 일정 간격을 두고 제1 방향(D1)과 수직한 제2 방향(D2)을 따라서 번갈아서 배치될 수 있다. 제2 방향(D2)은 감지할 스트레인 방향에 해당할 수 있다. 즉, 커패시터(120)는 제1, 제2 돌출 전극들(121at, 121bt)이 제2 방향(D2)을 따라서 배치되는 수평형 커패시터 일 수 있다. Each of the first protruding electrodes 121at extends from the first reference electrode 121ar toward the second reference electrode 121br, and each of the second protruding electrodes 121bt is formed from the second reference electrode 121br. It may extend toward the reference electrode 121ar. The first protruding electrodes 121at and the second protruding electrodes 121bt may be alternately disposed along the first direction D1 and the second direction D2 perpendicular to the first direction D1 at a predetermined distance from each other. The second direction D2 may correspond to a strain direction to be sensed. That is, the capacitor 120 may be a horizontal capacitor in which the first and second protruding electrodes 121at and 121bt are disposed along the second direction D2.

커패시터(120)의 정전용량 값은 초기에 설정될 수 있고, 설정된 정전용량 값은 2 내지 20pF일 수 있다. The capacitance value of the capacitor 120 may be initially set, and the set capacitance value may be 2 to 20 pF.

도 3a 및 도 3b는 도 1b의 전극(121)의 미세구조를 개략적으로 나타낸 도면들이다. 3A and 3B are views schematically showing the microstructure of the electrode 121 of FIG. 1B.

도 3a를 참조하면, 커패시터(120)의 전극들(121) 각각은 그물망 형상의 도전체(CW)를 포함할 수 있다. 도전체(CW)는 나노 와이어 및 나노 튜브 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 예로 도전체(CW)는 탄소 나노 튜브 또는 은 나노 튜브 중 어느 하나일 수 있다. Referring to FIG. 3A, each of the electrodes 121 of the capacitor 120 may include a mesh-shaped conductor CW. The conductor CW may include at least one of a nanowire and a nanotube. For example, the conductor CW may be any one of a carbon nanotube or a silver nanotube.

도 3b를 참조하면, 커패시터(120)의 전극들(121) 각각의 미세구조는 그물망 형상의 도전체(CW) 및 폴리머 매트릭스(PM)가 혼합된 복합소재를 포함할 수 있다. 폴리머 매트릭스(PM)는 신축성이 좋은 Ecoflex, PDMS 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3B, the microstructure of each of the electrodes 121 of the capacitor 120 may include a composite material in which a mesh-shaped conductor CW and a polymer matrix PM are mixed. The polymer matrix PM may include at least one of Ecoflex and PDMS having good elasticity.

전극(121)이 그물망 형상의 도전체 (CW)를 포함함으로써 커패시터(120)의 신축성이 향상될 수 있다. When the electrode 121 includes a mesh-shaped conductor CW, the elasticity of the capacitor 120 may be improved.

도 4는 도 1b의 유전체(122)의 미세구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 4 is a diagram schematically showing the microstructure of the dielectric 122 of FIG. 1B.

도 4를 참조하면, 일부 실시예에 있어서, 유전체(122)는 폴리머 매트릭스(PM) 및 나노 입자들(NP)이 혼합된 복합소재를 포함할 수 있다. 각각의 나노 입자들(NP)은 폴리머 매트릭스(PM)에 의해 서로 격리될 수 있다. 나노 입자(NP)는 카본 블랙 또는 은 나노 입자를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 나노 입자들(NP)은 생략될 수 있다. 유전체(122)는 신축성이 좋은 폴리머 매트릭스(PM)을 포함함으로써, 커패시터(120)의 신축성이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 4, in some embodiments, the dielectric 122 may include a composite material in which a polymer matrix PM and nanoparticles NP are mixed. Each of the nanoparticles NP may be isolated from each other by a polymer matrix PM. Nanoparticles (NP) may include carbon black or silver nanoparticles. In another embodiment, the nanoparticles NP may be omitted. Since the dielectric 122 includes a polymer matrix PM having good elasticity, elasticity of the capacitor 120 may be improved.

도 5는 도 1a의 aa 부분의 확대도이다. 상부 보호 패턴(123)은 수백 나노 미터의 직경(βD)를 가지는 복수개의 홀들(HL)을 포함할 수 있다. 일 예로 상부 보호 패턴(123)은 복수개의 홀들(HL)을 포함하는 그물망 형상의 폴리머 층일 수 있다. 상부 보호 패턴(123)은 신축성이 좋은 ecoflex, PDMS 중 적어도 어느 하나의 폴리머를 포함할 수 있다. 상부 보호 패턴(123)은 신축성이 좋은 재료로 구성되는 점 및 수백 나노 미터의 직경(βD)를 가지는 복수개의 홀들(HL)을 포함하는 그물망 형상을 가짐으로서 스트레인 발생시 커패시터(120)의 신축성을 향상시킬 수 있다. 또한 커패시터(120)를 직접적인 외부 충격으로부터 보호할 수 있다. 5 is an enlarged view of a portion aa of FIG. 1A. The upper protection pattern 123 may include a plurality of holes HL having a diameter βD of several hundreds of nanometers. For example, the upper protection pattern 123 may be a polymer layer having a mesh shape including a plurality of holes HL. The upper protective pattern 123 may include at least one polymer of ecoflex and PDMS having good elasticity. The upper protective pattern 123 is made of a material having good elasticity and has a mesh shape including a plurality of holes HL having a diameter of several hundred nanometers (βD), thereby improving the elasticity of the capacitor 120 when strain occurs. I can make it. In addition, it is possible to protect the capacitor 120 from a direct external shock.

도 6은 도 1a 및 도 1b의 RFID 칩(130)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 6 is a diagram schematically showing the configuration of the RFID chip 130 of FIGS. 1A and 1B.

도 6을 참조하면, RFID 칩(130)은 아날로그 센서 신호 처리부(C1), 아날로그 디지털 신호 변환부(C2), 디지털 연산 처리부(C3), 무선통신 신호 처리부(C4), 및 메모리부(C5)를 포함할 수 있다. 6, the RFID chip 130 includes an analog sensor signal processing unit C1, an analog digital signal conversion unit C2, a digital operation processing unit C3, a wireless communication signal processing unit C4, and a memory unit C5. It may include.

커패시터(120)의 아날로그 값인 정전용량 값(CP)은 RFID 칩(130) 내의 아날로그 센서 신호 처리부(C1), 아날로그 디지털 신호 변환부(C2), 디지털 연산 처리부(C3) 및 무선 통신 신호 처리부(C4)를 차례로 거쳐서 디지털 신호(DI)로 변환되어 안테나(111)을 통하여 외부의 리더기로 정보를 전달할 수 있다.The capacitance value CP, which is an analog value of the capacitor 120, is an analog sensor signal processing unit C1, an analog digital signal conversion unit C2, a digital operation processing unit C3, and a wireless communication signal processing unit C4 in the RFID chip 130. ) Is converted into a digital signal DI, and information can be transmitted to an external reader through the antenna 111.

구체적으로 아날로그 센서 신호 처리부(C1) 및 아날로그 디지털 신호 변환부(C2)는 커패시터(120)로부터 받은 정전용량 값을 전압으로 출력할 수 있다. 출력된 전압은 디지털 연산 처리부(C3)에 의해서 필요한 정보가 추출될 수 있다. 메모리부(C5)는 디지털 연산 처리부(C3)의 정보를 저장할 수 있다. 추출된 정보는 무선 통신 신호 처리부(C4) 및 안테나(111)를 통하여 외부의 리더기로 전송될 수 있다.Specifically, the analog sensor signal processing unit C1 and the analog digital signal conversion unit C2 may output a capacitance value received from the capacitor 120 as a voltage. Required information may be extracted from the output voltage by the digital operation processing unit C3. The memory unit C5 may store information of the digital operation processing unit C3. The extracted information may be transmitted to an external reader through the wireless communication signal processing unit C4 and the antenna 111.

RFID 칩(130)의 무선 통신 주파수는 860MHz 내지 960Mz의 범위의 주파수를 포함할 수 있다.The radio communication frequency of the RFID chip 130 may include a frequency in the range of 860MHz to 960Mz.

도 7a는 일부 실시예들에 따른 스트레인 센서(1100)를 나타내는 평면도이다. 도 7a는 구성요소를 더 명확히 나타내기 위해 일부 구성요소가 생략되었다. 도 7b는 도 7a의 II-II'의 단면도이다. 이하에서 설명하는 것들을 제외하면 도 1a 내지 도 1c를 통하여 상세하게 설명하였으므로 생략한다. 7A is a plan view illustrating the strain sensor 1100 according to some embodiments. In FIG. 7A, some components are omitted to more clearly indicate the components. 7B is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 7A. Except for those described below, it has been described in detail through FIGS. 1A to 1C, and thus will be omitted.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 접착층(100)의 제2 부분(102) 상에 커패시터(140)가 제공될 수 있다. 커패시터(140)는 하부 전극(141a), 하부 전극 상의 상부 전극(141b), 및 하부 전극(141a) 및 상부 전극(141b) 사이에 개재된 유전체(142)를 포함할 수 있다. 7A and 7B, a capacitor 140 may be provided on the second portion 102 of the adhesive layer 100. The capacitor 140 may include a lower electrode 141a, an upper electrode 141b on the lower electrode, and a dielectric 142 interposed between the lower electrode 141a and the upper electrode 141b.

즉, 커패시터(140)는 전극들(141a, 141b) 사이에 위치의 상하관계가 있는 수직형 커패시터일 수 있다. 커패시터(140)는 20pF 내지 100pF의 초기 정전용량 값을 가질 수 있다.That is, the capacitor 140 may be a vertical capacitor having a vertical relationship in position between the electrodes 141a and 141b. The capacitor 140 may have an initial capacitance value of 20pF to 100pF.

안테나의 제2 연결선들(113b)은 커패시터(140)의 상부 전극(141b) 및 하부 전극(141a)과 전기적으로 연결될 수 있다.The second connection lines 113b of the antenna may be electrically connected to the upper electrode 141b and the lower electrode 141a of the capacitor 140.

도 8a는 일부 실시예들에 따른 스트레인 센서(1200)를 나타내는 평면도이다. 도 8b는 도 8a의 일부 구성요소들을 생략한 평면도이다. 도 8c는 8a의 III-III'의 단면도이다. 이하에서 설명하는 것들을 제외하면, 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 상세하게 설명하였으므로 이하 생략하기로 한다.8A is a plan view illustrating the strain sensor 1200 according to some embodiments. 8B is a plan view from which some components of FIG. 8A are omitted. 8C is a cross-sectional view taken along line III-III' of 8A. Except for those described below, since it has been described in detail with reference to FIGS. 1A to 1C, it will be omitted below.

도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 접착층(100)은 제1 부분(101), 제2 부분(102) 및 제3 부분(103)을 포함할 수 있다. 접착층(100)의 제2 부분(102) 및 접착층(100)의 제3 부분(103)은 접착층(100)의 제1 부분(101)로부터 수평적으로 돌출될 수 있다. 접착층(100)의 제2 부분(102) 및 접착층(100)의 제3 부분(103)은 같은 방향을 향하여 돌출될 수 있다. 접착층(100)의 제3 부분(103)은 접착층(100)의 제2 부분(102)과 이격되어 배치될 수 있다.8A to 8C, the adhesive layer 100 may include a first portion 101, a second portion 102, and a third portion 103. The second portion 102 of the adhesive layer 100 and the third portion 103 of the adhesive layer 100 may protrude horizontally from the first portion 101 of the adhesive layer 100. The second portion 102 of the adhesive layer 100 and the third portion 103 of the adhesive layer 100 may protrude toward the same direction. The third portion 103 of the adhesive layer 100 may be disposed to be spaced apart from the second portion 102 of the adhesive layer 100.

접착층(100)의 제2 부분(102) 상에는 제1 커패시터(120a)가 배치될 수 있고, 접착층(100)의 제3 부분(103) 상에는 제2 커패시터(120b)가 배치될 수 있다. The first capacitor 120a may be disposed on the second portion 102 of the adhesive layer 100, and the second capacitor 120b may be disposed on the third portion 103 of the adhesive layer 100.

접착층(100)의 제1 부분(101) 상의 RFID 칩(130)은 제2 연결선들(113b)을 통해 제1 커패시터(120a) 및 제2 커패시터(120b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 접착층(100)의 제1 부분(101) 상의 안테나(111)의 제1 부분(111a)은 제1 커패시터(120a) 및 제2 커패시터(120b)와 마주할 수 있다.The RFID chip 130 on the first portion 101 of the adhesive layer 100 may be electrically connected to the first capacitor 120a and the second capacitor 120b through second connection lines 113b. The first portion 111a of the antenna 111 on the first portion 101 of the adhesive layer 100 may face the first capacitor 120a and the second capacitor 120b.

제1 커패시터(120a) 및 제2 커패시터(120b) 상에는 각각 상부 보호 패턴(123)이 제공될 수 있다. Upper protection patterns 123 may be provided on the first capacitor 120a and the second capacitor 120b, respectively.

제3 부분(103)의 하면 상에는 제1 부분(101)의 하부 커버 시트(미도시)로부터 연장되는 하부 커버 시트(116)가 제공될 수 있다. 제2 부분(102)의 하면은 하부 커버 시트(116)에 의해 노출될 수 있다. A lower cover sheet 116 extending from a lower cover sheet (not shown) of the first portion 101 may be provided on a lower surface of the third portion 103. The lower surface of the second portion 102 may be exposed by the lower cover sheet 116.

제2 커패시터(120b)는 제1 커패시터(120a)와 실질적으로 동일할 수 있다. 제2 커패시터(120b)의 초기 정전용량 값은 제1 커패시터(120a)의 초기 정전용량 값과 실질적으로 동일할 수 있다. The second capacitor 120b may be substantially the same as the first capacitor 120a. The initial capacitance value of the second capacitor 120b may be substantially the same as the initial capacitance value of the first capacitor 120a.

제2 커패시터(120b)는 레퍼런스 커패시터 역할을 할 수 있다. 제2 커패시터(120b) 상의 상부 보호 패턴(123)은 제1 커패시터(120a) 상의 상부 보호 패턴(123)과 동일하기 때문에 스트레인을 제외한 외부 온도 및 습도 변화에 대하여 정전용량 변화가 유사하게 이루어질 수 있다. The second capacitor 120b may serve as a reference capacitor. Since the upper protection pattern 123 on the second capacitor 120b is the same as the upper protection pattern 123 on the first capacitor 120a, a change in capacitance can be similarly made with respect to external temperature and humidity changes excluding strain. .

제2 커패시터(120b)의 하부 상에 하부 커버 시트(116)이 제공되고, 접착층(100)의 제3 부분(103)은 측정 대상물에 부착되지 않아서, 외부 힘에 의한 스트레인 발생시 정전용량 값이 변화하지 않을 수 있다. 따라서 스트레인 발생시 제1 커패시터(120a)의 정전용량 값과 제2 커패시터(120b)의 정전용량 값을 연산 처리하면 스트레인에 의한 센싱 정보만 추출하는 것이 가능할 수 있다. 이 경우 스트레인 센서의 정확도가 향상될 수 있다. The lower cover sheet 116 is provided on the lower portion of the second capacitor 120b, and the third portion 103 of the adhesive layer 100 is not attached to the object to be measured, so that the capacitance value changes when strain occurs due to an external force. I can't. Therefore, when the strain occurs, when the capacitance value of the first capacitor 120a and the capacitance value of the second capacitor 120b are calculated and processed, it may be possible to extract only sensing information due to the strain. In this case, the accuracy of the strain sensor can be improved.

도 9a, 도 10a, 도 11a, 도 12a 및 도 13a는 본 발명의 개념에 따른 스트레인 센서의 제조방법을 나타내는 평면도들이다. 도 9b, 도 10b, 도 11a 및 도 12b는 각각 도 9a, 도 10a, 도 11a, 도 12a, 및 도 13a의 I-I' 및 II-II'를 나타내는 단면도들이다.9A, 10A, 11A, 12A, and 13A are plan views illustrating a method of manufacturing a strain sensor according to the concept of the present invention. 9B, 10B, 11A, and 12B are cross-sectional views illustrating I-I' and II-II' of FIGS. 9A, 10A, 11A, 12A, and 13A, respectively.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 접착층(100)이 일면에 코팅된 하부 커버 시트(116)가 제공될 수 있다. 하부 커버 시트(116)는 접착층(100)의 제1 부분(101)의 하면 및 제2 부분(102)의 하면 상에 제공될 수 있다. 9A and 9B, a lower cover sheet 116 in which the adhesive layer 100 is coated on one surface may be provided. The lower cover sheet 116 may be provided on the lower surface of the first portion 101 and the lower surface of the second portion 102 of the adhesive layer 100.

접착층(100)의 제1 부분(101) 상에 안테나들(111), 연결 패드들(112), 및 연결선들(113a, 113b)이 형성될 수 있다. 안테나들(111), 연결 패드들(112), 및 연결선(113a, 113b)은 액상의 구리 또는 알루미늄을 사용하여 쉐도우 마스크(미도시)를 이용한 스크린 프린팅 공정에 의해서 형성될 수 있다. Antennas 111, connection pads 112, and connection lines 113a and 113b may be formed on the first portion 101 of the adhesive layer 100. The antennas 111, the connection pads 112, and the connection lines 113a and 113b may be formed by a screen printing process using a shadow mask (not shown) using liquid copper or aluminum.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 접착층(100)의 제2 부분(102) 상에 전극들(121a. 121b)이 형성될 수 있다. 이어서 전극들(121a, 121b) 사이를 채우는 유전체(122)가 형성될 수 있다. 전극들(121a, 121b) 및 유전체(122)는 일 예로 쉐도우 마스크(미도시)를 이용한 스크린 프린팅 공정으로 형성될 수 있다. 제1 전극(121a), 및 제2 전극(121b)은 제2 연결선들(113b) 각각과 전기적으로 연결되게 형성될 수 있다.10A and 10B, electrodes 121a and 121b may be formed on the second portion 102 of the adhesive layer 100. Subsequently, a dielectric 122 filling between the electrodes 121a and 121b may be formed. The electrodes 121a and 121b and the dielectric 122 may be formed by a screen printing process using, for example, a shadow mask (not shown). The first electrode 121a and the second electrode 121b may be formed to be electrically connected to each of the second connection lines 113b.

도 11a 및 도 11b를 참조하면 접착층(100)의 제2 부분(102) 상에 상부 보호층(123P)이 선택적으로 형성될 수 있다. 상부 보호층(123P)는 커패시터(120)의 상면을 덮을 수 있다. 상부 보호층(123P)는 일 예로 스크린 프린팅 공정을 통해서 형성될 수 있다. 상부 보호층(123P)은 신축성이 좋은 폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머는 일 예로 Ecoflex, PDMS 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.11A and 11B, an upper protective layer 123P may be selectively formed on the second portion 102 of the adhesive layer 100. The upper protective layer 123P may cover the upper surface of the capacitor 120. The upper protective layer 123P may be formed through a screen printing process, for example. The upper protective layer 123P may include a polymer having good elasticity. The polymer may include at least one of Ecoflex and PDMS, for example.

도 12a 및 도 12b를 참조하면, 스탬프(미도시)를 이용한 나노 임프린팅(nano imprinting) 방식을 통해서 상부 보호 패턴(123)이 형성될 수 있다. 나노 임프린팅 과정에서 상부 보호층(123P)를 관통하는 복수개의 수백 나노 미터의 홀들(HL)이 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 12A and 12B, the upper protective pattern 123 may be formed through a nano imprinting method using a stamp (not shown). During the nano-imprinting process, a plurality of hundreds of nanometer holes HL penetrating the upper protective layer 123P may be formed.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, 접착층(100)의 제1 부분(101) 상에 RFID 칩(130)이 실장될 수 있다. RFID 칩(130)의 핀 또는 범프들(PN)이 연결 패드들(112)과 얼라인(align)되게 실장될 수 있다. RFID 칩(130)은 일 예로 레이저를 이용한 열 압착을 이용하여 실장될 수 있다.13A and 13B, the RFID chip 130 may be mounted on the first portion 101 of the adhesive layer 100. Pins or bumps PN of the RFID chip 130 may be mounted to be aligned with the connection pads 112. The RFID chip 130 may be mounted using, for example, thermal compression using a laser.

다시 도 1a 및 도 1c를 참조하면, 접착층(100)의 제1 부분(101) 상에 선택적으로 상부 커버 시트(114)가 형성될 수 있다. 상부 커버 시트(114)는 하면에 코팅된 별개의 접착물질(미도시)을 통해서 접착층(100)의 제1 부분(101)의 상면과 접착될 수 있다. 이어서 접착층(100)의 제2 부분(102)의 하면 상의 하부 커버 시트(116)가 선택적으로 제거될 수 있다. Referring back to FIGS. 1A and 1C, an upper cover sheet 114 may be selectively formed on the first portion 101 of the adhesive layer 100. The upper cover sheet 114 may be adhered to the upper surface of the first portion 101 of the adhesive layer 100 through a separate adhesive material (not shown) coated on the lower surface. Subsequently, the lower cover sheet 116 on the lower surface of the second portion 102 of the adhesive layer 100 may be selectively removed.

도 14는 본 발명에 따른 스트레인 센서(1000)에 외력이 작용하는 경우를 나타내는 평면도이다.14 is a plan view showing a case in which an external force acts on the strain sensor 1000 according to the present invention.

도 14를 참조하면 접착층(100)의 제2 부분(102)의 하면이 선택적으로 측정 대상(TG)에 부착될 수 있다. 측정 대상(TG)은 일 예로 내구성이 약한 농작물 잎사귀와 같은 것들을 포함할 수 있다. 신축성이 상대적으로 좋은 커패시터(120) 및 상부 보호 패턴(123)이 형성된 접착층(100)의 제2 부분(102)만을 측정 대상(TG)에 부착되고 접착층(100)의 제1 부분(101)은 부착되지 않을 수 있다. 측정 대상(TG)에 외력(F1)이 가해지는 경우, 커패시터(미도시) 및 상부 보호 패턴(123)은 스트레인(βL)이 발생할 수 있고, 이에 정전용량 값이 변화할 수 있다.Referring to FIG. 14, the lower surface of the second portion 102 of the adhesive layer 100 may be selectively attached to the measurement object TG. The measurement object TG may include, for example, poorly durable crop leaves. Only the second portion 102 of the adhesive layer 100 on which the capacitor 120 and the upper protective pattern 123 are formed having relatively good elasticity is attached to the measurement target TG, and the first portion 101 of the adhesive layer 100 is May not be attached. When the external force F1 is applied to the measurement object TG, the capacitor (not shown) and the upper protection pattern 123 may generate strain βL, and thus the capacitance value may change.

본 발명에 따른 스트레인 센서는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 RFID 칩을 포함함으로서, 센싱 정보를 무선으로 전송할 수 있고, 스트레인 센서가 측정되는 영역에만 선택적으로 신축성을 증가시킴으로서, 효율적으로 스트레인 정보를 파악할 수 있다. The strain sensor according to the present invention includes an RFID chip that converts an analog signal into a digital signal, so that sensing information can be wirelessly transmitted, and by selectively increasing elasticity only in an area where the strain sensor is measured, it is possible to efficiently grasp strain information. I can.

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. As described above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You can understand that there is. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects.

100: 접착층
130: RFID 칩
111: 안테나
120: 커패시터
121a, 121b: 제1 전극, 제2 전극
123: 상부 보호 패턴
114: 상부 커버 시트
116: 하부 커버 시트100: adhesive layer
130: RFID chip
111: antenna
120: capacitor
121a, 121b: first electrode, second electrode
123: upper protection pattern
114: top cover sheet
116: lower cover sheet

Claims

An adhesive layer comprising a first portion and a second portion, the second portion horizontally protruding from the first portion,
An RFID chip and an antenna on the first portion of the adhesive layer; And
Comprising a capacitor on the second portion of the adhesive layer,
The capacitor has a change in capacitance due to strain,
The RFID chip converts the capacitance value of the capacitor into a digital signal,
Strain sensor for wirelessly transmitting the digital signal to the outside through the antenna.

The method of claim 1,
Further comprising a lower cover sheet on the lower surface of the first portion of the adhesive layer,
The strain sensor that the lower surface of the second portion of the adhesive layer is exposed by the lower cover sheet.

The method of claim 1,
Further comprising a lower cover sheet on the lower surface of the adhesive layer,
The lower cover sheet on the lower surface of the second portion of the adhesive layer is locally detachable strain sensor.

The method of claim 1,
The capacitor includes two electrodes facing each other and a dielectric interposed between the two electrodes,
Each of the electrodes includes a mesh-shaped conductor, and the mesh shape includes a nanowire or a nanotube.

The method of claim 4,
The dielectric is a polymer matrix or a polymer matrix comprising conductive nanoparticles isolated from each other.

The method of claim 1,
Further comprising an upper protection pattern on the capacitor,
The upper protective pattern is a strain sensor of a mesh-shaped polymer layer including a plurality of holes.

The method of claim 6,
The upper protective pattern is a strain sensor comprising at least one of ecoflex and PDMS.

The method of claim 6,
Further comprising an upper cover sheet selectively covering the upper surface of the first portion,
The upper surface of the upper protective pattern is a large strain sensor exposed by the upper cover sheet.

The method of claim 1,
The antenna is a strain sensor containing copper or aluminum.

The method of claim 1,
Part of the RFID chip faces the antenna,
Another part of the RFID chip is a strain sensor facing the capacitor.

The strain sensor of claim 1, wherein the antenna and the RFID chip have a communication frequency range of 860MHz to 960Mz.

The method of claim 1,
The capacitor includes a first electrode, a second electrode spaced apart from the first electrode, and a dielectric interposed between the first electrode and the second electrode,
The first electrode includes a first reference electrode and a plurality of first protruding electrodes connected to the first reference electrode,
The second electrode includes a second reference electrode and a plurality of second protruding electrodes connected to the second reference electrode,
The first reference electrode and the second reference electrode are disposed to face each other,
Each of the first protruding electrodes extends from the first reference electrode toward the second reference electrode,
Each of the second protruding electrodes extends from the second reference electrode toward the first reference electrode,
The first protruding electrodes and the second protruding electrodes are alternately disposed at a predetermined distance from each other.

An adhesive layer comprising a first portion, a second portion and a third portion, the second portion and the third portion horizontally protruding from the first portion,
An RFID chip and an antenna on the first portion of the adhesive layer;
A first capacitor on the second portion of the adhesive layer;
A second capacitor on the third portion of the adhesive layer; And
Including a provided lower cover sheet provided on the lower surface of the first portion and the lower surface of the third portion of the adhesive layer,
The lower surface of the second portion is exposed by the lower cover sheet,
The RFID chip is electrically connected to the first capacitor, the second capacitor, and the antenna,
The strain sensor having the same initial capacitance value of the first capacitor and the second capacitor.

The method of claim 13,
The strain sensor further comprising upper protection patterns disposed on the first capacitor and the second capacitor, respectively.

The method of claim 13,
The antenna includes a first portion and a second portion connected at an angle to the first portion,
The first part and the second part of the antenna surround a part of the RFID chip,
The length of the first portion of the antenna is longer than the length of the second portion of the antenna,
Each of the first capacitor and the second capacitor is disposed to face the first portion of the antenna.