KR20220114905A - 스트레인게이지 센서 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스트레인게이지 회로(H20)를 마련함에 있어서 니켈크롬만으로 된 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴(H21)을 형성함과 동시에 이러한 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴(H21)에 의한 저항값을 손실없이 전달할 수 있도록 전기저항이 낮은 동박을 배선에 할당된 니켈크롬과 함께 동박을 더 남겨둔 니켈크롬-동박배선 회로패턴(H22)을 형성하여, 휴대폰이나 네비게이션, 테블릿 PC, 가전제품, 자동차 등과 같은 다양한 전자기기의 디스플레이부에 적용될 때 푸쉬나 터치 등에 대한 센서 민감도를 극대화시킬 수 있도록 한 스트레인게이지 센서 및 그 제조방법에 관한 발명이다.

Description

스트레인게이지 센서 및 그 제조방법{STRAIN GAUGE SENSOR AND THEREOF MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 스트레인게이지 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스트레인게이지 회로를 마련함에 있어서 니켈크롬만으로 된 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴을 형성함과 동시에 이러한 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴에 의한 저항값을 손실없이 전달할 수 있도록 전기저항이 낮은 동박을 배선에 할당된 니켈크롬과 함께 동박을 더 남겨둔 니켈크롬-동박배선 회로패턴을 형성하여, 휴대폰이나 네비게이션, 테블릿 PC, 가전제품, 자동차 등과 같은 다양한 전자기기의 디스플레이부에 적용될 때 푸쉬나 터치 등에 대한 센서 민감도를 극대화시킬 수 있도록 한 스트레인게이지 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 스트레인게이지(Strain Gauge)는 금속 또는 반도체의 저항체에 변형이 가해지면 그 저항값이 변화하는 압력저항 효과를 이용한 것으로, 용도로서는 하중, 압력, 토크(Torque계), 기타 실응력(實應力)의 측정 등과 같은 각 분야에 사용되고 있다.
초기의 금속 박막 스트레인게이지는 단순한 응력 측정 수단으로 사용되었으나, 현재는 재료, 구조물의 응력, 힘, 변형, 압력, 변위 등 외력에 의한 변화를 측정할 뿐만 아니라, 공업 프로세스에서 제조 공정 자동화 기기에도 널리 응용되고 있으며, 스트레인게이지를 이용한 각종 계측기도 수백 종류에 달하고 있다.
특히, 금속 박막 스트레인게이지는 소형이면서도 내구성과 정밀도가 우수하고 측정 범위가 넓어 고하중, 고압력 측정용 트랜스듀스로 사용되고 있으며, 최근에는 반도체 집적회로와 컴퓨터 기술의 진보에 힘입어 고감도, 초소형, 저가격의 스트레인게이지의 제작이 가능하게 되어 그 응용 범위가 전 산업뿐만 아니라 가전 분야로까지 확대되고 있는 추세에 있고, 이에 따라 다종 다양한 스트레인게이지가 개발되고 있다.
도 1은 선행기술문헌 1(대한민국 공개특허공보 제1998-0084451호; 고하중 고압력 측정용 금속 박막 스트레인게이지)에 소개된 스트레인게이지의 구조를 나타낸 단면도이다.
선행기술문헌 1에 소개된 고하중 고압력 측정용 금속 박막 스트레인게이지는 도 1a에 도시된 바와 같이 일측의 표면이 경면처리된 스테인리스 다이어프램(10)과, 이 스테인리스 다이어프램(10)의 상면에 증착된 폴리이미드(14)와, 이 폴리이미드(14) 상면에 Cu-Ni의 조성을 갖고 일정형상의 패턴이 형성된 스트레인게이지(12)와, 이 스트레인게이지(12)에서 연장되어 일정형상을 갖고 양측으로 형성된 전극 접촉부(18)와, 보호막(20)으로 이루어진다.
상기 구성을 이루는 선행기술문헌 1에 소개된 고하중 고압력 측정용 금속 박막 스트레인게이지의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.
선행기술문헌 1에 소개된 고하중 고압력 측정용 금속 박막 스트레인게이지의 제조공정은 스테인리스 다이어프램(10)의 상면에 폴리이미드(14)를 적층하여 증착시키고, 이어서 Cu-Ni의 조성을 갖고 일정형상의 패턴이 형성되며 일단의 양측에 전극 접촉부(18)가 형성된 스트레인게이지(12)를 포토 에칭으로 형성하고, 보호막(20)을 형성하여 그 조립을 완료하게 된다.
도 2a는 선행기술문헌 2(대한민국 등록특허공보 제1675274호)에 따른 스마트폰 케이스를 나타내는 스마트폰을 포함한 사용 상태도이고, 도 2b는 선행기술문헌 2에 따른 스마트폰 케이스를 나타내는 스마트폰을 분리한 사시도이며, 도 2c는 선행기술문헌 2에 따른 스마트폰 케이스를 나타내는 분해 사시도이다.
선행기술문헌 2에 따른 스마트폰 케이스는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 스마트폰(P)을 내장하여 보호하는 케이스(C)를 기본으로 하고, 이 케이스(C)는 누름압력의 유무에 따라 시그널을 발생시켜 스마트폰(P)에 전송하는 압력감지 센서모듈(100)을 핵심 구성으로 포함한다.
스마트폰(P)은 정전용량 터치, 펜 터치 또는 키 터치로 시그널을 입력하면서 운영체계를 동작시켜 전화통화를 하거나 데이터 전송을 하거나 웹 페이지를 열람할 수 있도록 하는 데 반하여 케이스(C)는 단지 스마트폰(P)을 보호하거나 데코레이션으로 활용되어 왔다.
선행기술문헌 2에서는 케이스(C)에 가해지는 누름압력의 유무를 시그널로 발생시켜 스마트폰(P)에 전송토록 하는 압력감지 센서모듈(100)을 구비시켜 스마트폰(P)의 운영체계를 동작토록 함으로써, 스마트폰(P) 자체의 시그널 입력수단이외에 케이스(C)의 압력감지 센서모듈(100)로서 더욱 편리하고 신속하게 스마트폰(P)을 운영할 수 있도록 하는 것이고, 이를 위하여 압력감지 센서모듈(100)과 스마트폰(P)을 케이블로 접속시키거나 블루투스에 의한 근거리 무선통신으로 연결될 수 있도록 할 수 있다.
더욱 구체적으로, 압력감지 센서모듈(100)은 케이스(C)에 장착되어 누름압력의 유무에 따라 휨상태 또는 평형상태로 변환되면서 저항값을 변위시키는 스트레인게이지 센서부(10)와, 스트레인게이지 센서부(10)의 저항값을 시그널로 연산처리하여 스마트폰(P)에 전송하는 시그널 처리 회로기판(50)을 포함한다.
스트레인게이지 센서부(10)는 플렉시블필름(12)에 패터닝되어 누름압력의 유무에 따라 휨상태 또는 평형상태로 변환되면서 저항값을 변위시켜 시그널 처리 회로기판(50)에 전송하는 스트레인게이지 센서(11)를 구비하여 그 평형상태 및 휨상태에 따라 저항값을 변위시키는데, 예를 들어 평형상태에서는 1000Ω, 휨상태에서는 1200Ω으로 각각 다르게 나타날 수 있고, 바로 이러한 점을 선행기술문헌 2의 스마트폰 케이스에 적용하여 시그널로 활용토록 하는 것이고, 필요에 따라 스트레인게이지 센서(11)의 휨 정도에 맞추어 저항값의 선형변위를 활용하여 스마트폰(P)의 볼륨 업 또는 볼륨 다운과 같은 동작으로 활용토록 할 수 있음은 물론이다.
이때, 스트레인게이지 센서부(10)는 케이스(C)에 서로 다른 좌표로 포지션닝되어 누름압력의 유무에 따라 서로 다른 좌표의 저항값으로 변위되고, 시그널 처리 회로기판(50)은 스트레인게이지 센서부(10)의 서로 다른 좌표의 저항값을 서로 다른 좌표의 시그널로 연산처리하여 스마트폰(P)에 전송토록 하여, 스트레인게이지 센서부(10)의 각 위치, 즉 각 좌표에 가해지는 누름압력을 각각 구분하여 스마트폰(P)의 운영체계를 더욱 다양하게 제어할 수 있도록 한다.
한편, 시그널 처리 회로기판(50)은 케이스(C)의 배면에 구비되고, 스트레인게이지 센서부(10)는 스마트폰(P)에 맞닿으면서 케이스(C)를 경유하여 시그널 처리 회로기판(50)에 접속되도록 하여, 누름압력이 스마트폰(P)의 앞쪽을 통해 가해지거나 시그널 처리 회로기판(50)의 뒤쪽을 통해 가해지더라도 모두 반응되어 동작될 수 있도록 한다.
그리고, 시그널 처리 회로기판(50)을 사이에 두고 케이스(C)에 고정되는 백 커버(60)를 포함할 수 있음은 물론이며, 이러한 백 커버(60)는 부착되거나 나사(61) 결합으로 시그널 처리 회로기판(50)과 함께 고정시킬 수 있도록 한다.
또한, 케이스(C)는 스트레인게이지 센서부(10)를 안착시키는 안착홀(C1)을 구비하여 스트레인게이지 센서부(10)의 견고한 조립과 더불어 안정된 동작을 보장케 한다.
구체적으로, 안착홀(C1)은 스트레인게이지 센서부(10)를 지지하는 안착턱(C2)과, 스트레인게이지 센서부(10)를 시그널 처리 회로기판(50)에 접속할 수 있도록 통과시키는 쓰루홀(C3)을 구비하여, 안착턱(C2)에 의해 스트레인게이지 센서부(10)를 견고하게 지지하면서도 스트레인게이지 센서부(10) 및 시그널 처리 회로기판(50) 상호간의 연결 또한 보장토록 한다.
더욱 구체적으로, 스트레인게이지 센서부(10)는 플렉시블필름(12)에 패터닝되어 누름압력의 유무에 따라 휨상태 또는 평형상태로 변환되면서 저항값을 변위시켜 시그널 처리 회로기판(50)에 전송하는 스트레인게이지 센서(11)와, 안착턱(C2)에 지지되어 스트레인게이지 센서(11)를 센터링시켜 받쳐주면서 누름압력의 유무에 따라 휘어지거나 평형상태로 복원되는 탄성 받침판(20)과, 누름압력을 받아 스트레인게이지 센서(11)를 눌러주는 액추에이터(30)를 포함한다.
액추에이터(30)를 통해 누름압력을 줄 때 탄성 받침판(20)이 휘어지고, 다시 액추에이터(30)에 가해진 누름압력을 해제할 때 탄성 받침판(20)이 복원될 수 있도록 하여, 스트레인게이지 센서(11)의 휨상태와 평형상태로 하여금 탄성 받침판(20)에 의존되어 변환될 수 있도록 함으로써 스트레인게이지 센서(11)의 휨 및 평형에 대한 스트레스를 줄여 그 수명을 보장토록 하는 것이며, 나아가 탄성 받침판(20)이 안착턱(C2)에 의해 지지될 수 있도록 하여 그 휨 및 평형에 대한 탄성적 동작을 보장케 하고, 이때 탄성 받침판(20)은 아크릴수지 또는 합성수지로 제작할 수 있음은 물론이다.
나아가, 스트레인게이지 센서(11)를 커버링하여 보호할 수 있도록 탄성 받침판(20) 위에 놓여지면서 액추에이터(30)로 하여금 탄성 받침판(20)의 중심을 눌러줄 수 있도록 받아들이는 작동홀(41)을 지닌 덮개(40)를 포함한다.
도 3a는 선행기술문헌 3(대한민국 공개특허공보 제2018-0088764호)에 따른 압력 계측 장치를 나타내는 사시도이고, 도 3b는 선행기술문헌 3에 따른 압력 계측 장치를 나타내는 평면도이며, 도 3c 및 도 3d는 선행기술문헌 3에 따른 압력 계측 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 압력 계측 장치는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 일측 양 코너턱(11) 및 타측 양 코너턱(12)을 지닌 베이스 플레이트(10)와, 스트레인게이지 센서(S)를 탑재하면서 일측 양 코너턱(11)에 고정됨과 동시에 베이스 플레이트(10) 위에 종방향으로 배치되어 탄성적으로 상하 변형되는 일측 탄성 바(21)와, 스트레인게이지 센서(S)를 탑재하면서 타측 양 코너턱(12)에 고정됨과 동시에 베이스 플레이트(10) 위에 종방향으로 배치되어 탄성적으로 상하 변형되는 타측 탄성 바(22)와, 일측 탄성 바(21) 및 타측 탄성 바(22)에 얹혀져 스트레인게이지 센서(S)에 누름압력을 전달하는 푸싱 플레이트(30)[Pushing Plate; 휴대폰이나 네비게이션, 테블릿 PC, 가전제품, 자동차 등과 같은 다양한 전자기기의 디스플레이부가 푸싱 플레이트(30)에 해당될 수 있고, 나아가 체중계 등의 디딤판이 푸싱 플레이트(30)에 해당될 수 있음은 물론임]를 포함한다.
푸싱 플레이트(30)의 누름압력을 일측 탄성 바(21) 및 타측 탄성 바(22)를 통해 한 쌍의 일측 캔틸레버 및 한 쌍의 타측 캔틸레버에 간단히 전달시켜 각 스트레인게이지 센서(S)로 하여금 저항값으로 용이하게 변위토록 하여 간단 구성 및 간단 조립에 의한 압력 계측을 더욱 편리하게 가능할 수 있도록 한다.
일측 탄성 바(21)는 일측 양 코너턱(11)에 고정되어 베이스 플레이트(10)의 중심을 향하여 뻗쳐지는 일측 사선부(21a)들 및 일측 사선부(21a)들을 종방향으로 이어주는 일측 직선부(21b)를 구비하고, 타측 탄성 바(22)는 타측 양 코너턱(12)에 고정되어 베이스 플레이트(10)의 중심을 향하여 뻗쳐지는 타측 사선부(22a)들 및 타측 사선부(22a)들을 종방향으로 이어주는 타측 직선부(22b)를 구비한다.
일측 사선부(21a)들에 의해 일측 직선부(21b)를 중심 쪽에 위치될 수 있도록 일측 탄성 바(21)를 구성하고, 타측 사선부(22a)들에 의해 타측 직선부(22b)를 중심 쪽에 위치될 수 있도록 타측 탄성 바(22)를 구성하여, 일측 탄성 바(21) 및 타측 탄성 바(22)를 통해 푸싱 플레이트(30)의 누름압력을 민감하게 스트레인게이지 센서(S)에 전달케 하여 압력 계측의 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있도록 한다.
이때, 푸싱 플레이트(30)는 일측 직선부(21b) 및 타측 직선부(22b)에 각각 맞닿아 고정되는 일측 하부턱(31) 및 타측 하부턱(32)을 구비하여 누름압력이 일측 하부턱(31) 및 타측 하부턱(32)에 맞닿아 고정된 일측 직선부(21b) 및 타측 직선부(22b)를 경유하여 스트레인게이지 센서(S)에 민감하게 전달될 수 있도록 한다.
그리고, 푸싱 플레이트(30)는 일측 직선부(21b) 및 타측 직선부(22b)에 맞닿는 일측 하부턱(31) 및 타측 하부턱(32)에 각각 나사(N) 고정되도록 하여 조립성을 보장한다.
한편, 일측 양 코너턱(11) 및 타측 양 코너턱(12)에 고정되어 푸싱 플레이트(30)의 누름압력에 따라 가장 민감하게 변형되는 일측 사선부(21a)들 및 타측 사선부(22a)들에 스트레인게이지 센서(S)를 탑재시켜 압력 계측을 더욱 정밀하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하게 된다.
본원 출원인은 선행기술문헌들에 공지되어 있는 스트레인게이지 센서를 진보 발전시켜 본 발명으로 제안하고자 한다.
대한민국 공개특허공보 제1998-0084451호 대한민국 등록특허공보 제1675274호 대한민국 공개특허공보 제2018-0088764호
본 발명의 목적은 스트레인게이지 회로를 마련함에 있어서 니켈크롬만으로 된 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴을 형성함과 동시에 이러한 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴에 의한 저항값을 손실없이 전달할 수 있도록 전기저항이 낮은 동박을 배선에 할당된 니켈크롬과 함께 동박을 더 남겨둔 니켈크롬-동박배선 회로패턴을 형성하여, 휴대폰이나 네비게이션, 테블릿 PC, 가전제품, 자동차 등과 같은 다양한 전자기기의 디스플레이부에 적용될 때 푸쉬나 터치 등에 대한 센서 민감도를 극대화시킬 수 있도록 한 스트레인게이지 센서 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 물리적인 변형에 따른 저항값의 민감도가 우수한 니켈크롬을 적용한 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴 나아가 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴에서 감응된 저항값을 손실없이 전달할 수 있도록 배선에 할당된 니켈크롬 위에 동박을 더 남겨둔 니켈크롬-동박배선 회로패턴을 순차적으로 형성할 수 있도록 하여, 즉 합성수지필름 위에 순차 적층된 니켈크롬층 및 동박층으로 된 원단필름을 1차 노광, 현상, 에칭 및 박리 그리고 다시 2차 노광, 현상, 에칭 및 박리로서 스트레인게이지 회로를 완성하여, 하중, 압력, 토크, 기타 실응력의 측정 등과 같은 성능의 정밀성 보장과 더불어 생산성까지 보장할 수 있도록 한 스트레인게이지 센서 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스트레인게이지 센서 제조방법은,
합성수지필름 위에 니켈크롬층 및 동박층을 차례로 적층시킨 원단필름 위에 1차드라이필름을 라미네이팅하는 스텝과,
상기 1차드라이필름 위에 스트레인게이지/배선 빛투과패턴을 지닌 1차마스킹필름을 씌운 상태에서 빛을 조사하여 상기 1차드라이필름에 1차스트레인게이지/배선 경화패턴을 형성하는 스텝과,
상기 1차스트레인게이지/배선 경화패턴을 제외한 상기 1차드라이필름을 현상액으로 제거하는 스텝과,
상기 1차스트레인게이지/배선 경화패턴을 제외한 상기 동박층 및 니켈크롬층을 에칭액으로 제거하는 스텝과,
상기 1차스트레인게이지/배선 경화패턴을 박리하여 스트레인게이지/배선 회로패턴을 노출시키는 스텝과,
상기 스트레인게이지/배선 회로패턴과 함께 상기 원단필름 위에 2차드라이필름을 라미네이팅하는 스텝과,
상기 2차드라이필름 위에 상기 스트레인게이지 회로패턴 제외 및 상기 배선 회로패턴을 비롯한 전체영역 빛투과부를 지닌 2차마스킹필름을 씌운 상태에서 빛을 조사하여 상기 2차드라이필름에 2차경화부를 형성하는 스텝과,
상기 스트레인게이지 회로패턴 위의 상기 2차드라이필름을 현상액으로 제거하는 스텝과,
상기 스트레인게이지 회로패턴 위의 상기 동박층을 에칭액으로 제거하는 스텝과,
상기 2차경화부를 박리하여 니켈크롬스트레인게이지/니켈크롬-동박배선 회로패턴을 노출시켜 스트레인게이지 회로를 완성하는 스텝을 포함하는 것을 그 기술적 방법상의 기본 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
합성수지필름과, 상기 합성수지필름 위에 형성된 스트레인게이지 회로를 포함하는 스트레인게이지 센서에 있어서,
상기 스트레인게이지 회로는
상기 합성수지필름 위에 마련된 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴과,
상기 합성수지필름 위에 마련되어 상기 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴에 접속된 니켈크롬-동박배선 회로패턴을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
본 발명은 스트레인게이지 회로를 마련함에 있어서 니켈크롬만으로 된 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴을 형성함과 동시에 이러한 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴에 의한 저항값을 손실없이 전달할 수 있도록 전기저항이 낮은 동박을 배선에 할당된 니켈크롬과 함께 동박을 더 남겨둔 니켈크롬-동박배선 회로패턴을 형성하여, 휴대폰이나 네비게이션, 테블릿 PC, 가전제품, 자동차 등과 같은 다양한 전자기기의 디스플레이부에 적용될 때 푸쉬나 터치 등에 대한 센서 민감도를 극대화시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 물리적인 변형에 따른 저항값의 민감도가 우수한 니켈크롬을 적용한 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴 나아가 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴에서 감응된 저항값을 손실없이 전달할 수 있도록 배선에 할당된 니켈크롬 위에 동박을 더 남겨둔 니켈크롬-동박배선 회로패턴을 순차적으로 형성할 수 있도록 함으로써, 즉 합성수지필름 위에 순차 적층된 니켈크롬층 및 동박층으로 된 원단필름을 1차 노광, 현상, 에칭 및 박리 그리고 다시 2차 노광, 현상, 에칭 및 박리로서 스트레인게이지 회로를 완성함으로써, 하중, 압력, 토크, 기타 실응력의 측정 등과 같은 성능의 정밀성 보장과 더불어 생산성까지 보장할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 선행기술문헌 1에 소개된 스트레인게이지의 구조를 나타낸 단면도.
도 2a는 선행기술문헌 2에 따른 스마트폰 케이스를 나타내는 스마트폰을 포함한 사용 상태도.
도 2b는 선행기술문헌 2에 따른 스마트폰 케이스를 나타내는 스마트폰을 분리한 사시도.
도 2c는 선행기술문헌 2에 따른 스마트폰 케이스를 나타내는 분해 사시도.
도 3a는 선행기술문헌 3에 따른 압력 계측 장치를 나타내는 사시도.
도 3b는 선행기술문헌 3에 따른 압력 계측 장치를 나타내는 평면도.
도 3c 및 도 3d는 선행기술문헌 3에 따른 압력 계측 장치를 나타내는 분해 사시도.
도 4a 내지 도 4j는 본 발명에 따른 스트레인지게이지 센서 및 그 제조방법을 설명하기 위한 공정도.
본 발명에 따른 스트레인게이지 센서 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.
도 4a 내지 도 4j는 본 발명에 따른 스트레인지게이지 센서 및 그 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
본 발명에 따른 스트레인지게이지 센서는 도 4a 내지 도 4j에 도시된 바와 같이 합성수지필름(F)과, 합성수지필름(F) 위에 형성된 스트레인게이지 회로(H20)를 포함하고, 선행기술문헌 3과 같이 외부의 힘이나 누름 압력에 의해 물리적으로 변형될 때 그 변형의 정도에 맞추어 저항값으로 나타낼 수 있도록 하며, 이때 합성수지필름(F)은 PI 필름으로 마련될 수 있고, 스트레인게이지 회로(H20)는 합성수지필름(F) 위로 적층되는 니켈크롬층(NC) 및 동박층(C)을 패터닝시켜 마련될 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 스트레인지게이지 센서에 적용된 스트레인게이지 회로(H20)는 도 4j에 도시된 바와 같이 합성수지필름(F) 위에 마련된 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴(H21)과, 합성수지필름(F) 위에 마련되어 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴(H21)에 접속된 니켈크롬-동박배선 회로패턴(H22)을 핵심 구성으로 포함한다.
니켈크롬은 전류에 대한 저항값이 높아 외부의 힘이나 누름 압력에 의해 물리적으로 변형될 때 그 변형의 정도에 맞추어 저항값을 민감하게 나타내므로 본 발명에서는 스트레인게이지 회로(H20)를 마련함에 있어서 니켈크롬만으로 된 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴(H21)을 형성함과 동시에 이러한 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴(H21)에 의한 저항값을 손실없이 전달할 수 있도록 전기저항이 낮은 동박을 배선에 할당된 니켈크롬과 함께 동박을 더 남겨둔 니켈크롬-동박배선 회로패턴(H22)을 형성하여, 휴대폰이나 네비게이션, 테블릿 PC, 가전제품, 자동차 등과 같은 다양한 전자기기의 디스플레이부에 적용될 때 푸쉬나 터치 등에 대한 센서 민감도를 극대화시킬 수 있도록 한 것이다.
더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 스트레인게이지 센서 제조방법은 도 4a에 도시된 바와 같이 합성수지필름(F) 위에 니켈크롬층(NC) 및 동박층(C)을 차례로 적층시킨 원단필름(W) 위에 1차드라이필름(D10)을 라미네이팅하는 스텝(S11)과, 도 4b에 도시된 바와 같이 1차드라이필름(D10) 위에 스트레인게이지/배선 빛투과패턴(M11)을 지닌 1차마스킹필름(M10)을 씌운 상태에서 빛을 조사하여 1차드라이필름(D10)에 1차스트레인게이지/배선 경화패턴(D11)[빛에 의해 경화]을 형성하는 스텝(S12)과, 도 4c에 도시된 바와 같이 1차스트레인게이지/배선 경화패턴(D11)을 제외한 1차드라이필름(D10)을 현상액(예를 들어 탄산나트륨 또는 탄산칼륨)으로 제거하는 스텝(S13)과, 도 4d에 도시된 바와 같이 1차스트레인게이지/배선 경화패턴(D11)을 제외한 동박층(C) 및 니켈크롬층(NC)을 에칭액(예를 들어 염소산나트륨+염산)으로 제거하는 스텝(S14)과, 도 4e에 도시된 바와 같이 1차스트레인게이지/배선 경화패턴(D11)을 박리(예를 들어 박리액인 수산화칼륨으로 박리)하여 스트레인게이지/배선 회로패턴(H11,H12)을 노출시키는 스텝(S15)을 포함한다.
이어서, 본 발명에 따른 스트레인게이지 센서 제조방법은 도 4f에 도시된 바와 같이 스트레인게이지/배선 회로패턴(H11,H12)과 함께 원단필름(W) 위에 2차드라이필름(D20)을 라미네이팅하는 스텝(S21)과, 도 4g에 도시된 바와 같이 2차드라이필름(D20) 위에 스트레인게이지 회로패턴(H11) 제외 및 배선 회로패턴(H12)을 비롯한 전체영역 빛투과부(M21)를 지닌 2차마스킹필름(M20)을 씌운 상태에서 빛을 조사하여 2차드라이필름(D20)에 2차경화부(D21)를 형성하는 스텝(S22)과, 도 4h에 도시된 바와 같이 스트레인게이지 회로패턴(H11) 위의 2차드라이필름(D20)을 현상액(예를 들어 탄산나트륨 또는 탄산칼륨)으로 제거하는 스텝(S23)과, 도 4i에 도시된 바와 같이 스트레인게이지 회로패턴(H11) 위의 동박층(C)을 에칭액(예를 들어 과산화수소+황산+안정제)으로 제거하는 스텝(S24)과, 도 4j에 도시된 바와 같이 2차경화부(D21)를 박리(예를 들어 박리액인 수산화칼륨)하여 니켈크롬스트레인게이지/니켈크롬-동박배선 회로패턴(H21,H22)을 노출시켜 스트레인게이지 회로(H20)를 완성하는 스텝(S25)으로 이루어진다.
이와 같이 물리적인 변형에 따른 저항값의 민감도가 우수한 니켈크롬을 적용한 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴(H21) 나아가 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴(H21)에서 감응된 저항값을 손실없이 전달할 수 있도록 배선에 할당된 니켈크롬 위에 동박을 더 남겨둔 니켈크롬-동박배선 회로패턴(H22)을 순차적으로 형성할 수 있도록 함으로써, 즉 합성수지필름(F) 위에 순차 적층된 니켈크롬층(NC) 및 동박층(C)으로 된 원단필름(W)을 1차 노광, 현상, 에칭 및 박리 그리고 다시 2차 노광, 현상, 에칭 및 박리로서 스트레인게이지 회로(H20)를 완성함으로써, 하중, 압력, 토크(Torque계), 기타 실응력(實應力)의 측정 등과 같은 성능의 정밀성 보장과 더불어 생산성까지 보장할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 반도체, 휴대폰, 네비게이션, 테블릿 PC, 가전제품 또는 자동차 등과 같은 다양한 기기에 시그널을 입력할 수 있도록 하는 산업분야에 이용될 수 있다.
W : 원단필름 F : 합성수지필름
NC : 니켈크롬층 C : 동박층
D10 : 1차드라이필름 D11 : 1차스트레인게이지/배선 경화패턴
M10 : 1차마스킹필름 M11 : 스트레인게이지/배선 빛투과패턴
D20 : 2차드라이필름 D21 : 2차경화부
M20 : 2차마스킹필름
M21 : 스트레인게이지 회로패턴(H11) 제외 및 배선 회로패턴(H12)을 비롯한 전체영역 빛투과부
H11, H12 : 스트레인게이지/배선 회로패턴
H11 : 스트레인게이지 회로패턴
H12 : 배선 회로패턴
H20 : 스트레인게이지 회로
H21, H22 : 니켈크롬스트레인게이지/니켈크롬-동박배선 회로패턴
H21 : 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴
H22 : 니켈크롬-동박배선 회로패턴

Claims (2)

  1. 합성수지필름(F) 위에 니켈크롬층(NC) 및 동박층(C)을 차례로 적층시킨 원단필름(W) 위에 1차드라이필름(D10)을 라미네이팅하는 스텝(S11)과,
    상기 1차드라이필름(D10) 위에 스트레인게이지/배선 빛투과패턴(M11)을 지닌 1차마스킹필름(M10)을 씌운 상태에서 빛을 조사하여 상기 1차드라이필름(D10)에 1차스트레인게이지/배선 경화패턴(D11)을 형성하는 스텝(S12)과,
    상기 1차스트레인게이지/배선 경화패턴(D11)을 제외한 상기 1차드라이필름(D10)을 현상액으로 제거하는 스텝(S13)과,
    상기 1차스트레인게이지/배선 경화패턴(D11)을 제외한 상기 동박층(C) 및 니켈크롬층(NC)을 에칭액으로 제거하는 스텝(S14)과,
    상기 1차스트레인게이지/배선 경화패턴(D11)을 박리하여 스트레인게이지/배선 회로패턴(H11,H12)을 노출시키는 스텝(S15)과,
    상기 스트레인게이지/배선 회로패턴(H11,H12)과 함께 상기 원단필름(W) 위에 2차드라이필름(D20)을 라미네이팅하는 스텝(S21)과,
    상기 2차드라이필름(D20) 위에 상기 스트레인게이지 회로패턴(H11) 제외 및 상기 배선 회로패턴(H12)을 비롯한 전체영역 빛투과부(M21)를 지닌 2차마스킹필름(M20)을 씌운 상태에서 빛을 조사하여 상기 2차드라이필름(D20)에 2차경화부(D21)를 형성하는 스텝(S22)과,
    상기 스트레인게이지 회로패턴(H11) 위의 상기 2차드라이필름(D20)을 현상액으로 제거하는 스텝(S23)과,
    상기 스트레인게이지 회로패턴(H11) 위의 상기 동박층(C)을 에칭액으로 제거하는 스텝(S24)과,
    상기 2차경화부(D21)를 박리하여 니켈크롬스트레인게이지/니켈크롬-동박배선 회로패턴(H21,H22)을 노출시켜 스트레인게이지 회로(H20)를 완성하는 스텝(S25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레인게이지 센서 제조방법.
  2. 합성수지필름(F)과, 상기 합성수지필름(F) 위에 형성된 스트레인게이지 회로(H20)를 포함하는 스트레인게이지 센서에 있어서,
    상기 스트레인게이지 회로(H20)는
    상기 합성수지필름(F) 위에 마련된 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴(H21)과,
    상기 합성수지필름(F) 위에 마련되어 상기 니켈크롬스트레인게이지 회로패턴(H21)에 접속된 니켈크롬-동박배선 회로패턴(H22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레인지게이지 센서.
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