WO2012115386A2 - Wireless-charging pressure sensor and a production method therefor - Google Patents

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최범규
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Abstract

The present invention relates to a pressure sensor capable of wireless charging and to a method for producing such a pressure sensor. The present wireless-charging pressure sensor comprises: a wireless-charging unit having a magnetoelectric composite (ME composite) for generating a voltage in accordance with a magnetic field acting from the outside; and a pressure sensor unit having a pressure sensor which senses pressure and is driven in accordance with supply of the voltage. In the present invention, a wireless charging system is fused with an electrical means for measuring pressure, thereby making it possible to measure pressure in a relatively straightforward and smooth fashion in various industrial fields including the biomedical, disaster prevention, transportation, automotive and power plant industries.

Description

무선충전 압력센서 및 그 제조 방법Wireless charging pressure sensor and its manufacturing method
본 발명은 무선충전이 가능한 압력센서 및 이러한 압력센서를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure sensor capable of wireless charging and a method of manufacturing such a pressure sensor.
바이오메디컬(biomedical) 분야에서는 인체 내의 특정 부위의 압력을 측정하기 위한 센서들에 대한 연구가 이루어지고 있다. 비침습적(non-invasive) 센서보다는 침습적(invasive) 센서가 보다 정확한 압력을 측정할 수 있겠으나, 침습적 센서는 인체 내부에 직접적으로 삽입되므로, 인체 내부에 위치한 센서에 그 작동을 위한 전원이 지속적으로 공급되기 어려운 문제점이 있다.In the field of biomedical research, sensors for measuring the pressure of a specific part of the human body are being studied. Invasive sensors can measure pressure more precisely than non-invasive sensors, but invasive sensors are inserted directly inside the human body, so that sensors located inside the human body are continuously powered for their operation. There is a problem that is difficult to supply.
유선으로 이루어지는 전원공급방식이나 배터리를 주기적으로 교체하는 방식을 고려해볼 수 있겠으나, 이러한 방식으로는 최소 침습적인 센서 장치를 구성할 수 없어 환자의 사회활동에 제한 또는 불편이 수반될 수 있는 한계가 있다.Consider using a wired power supply system or a regular battery replacement. However, this method does not provide a minimally invasive sensor device, which limits the social activities of patients. have.
이를테면, 척수 손상 등으로 인해 방광 기능 장애가 나타나는 환자들에게 있어서는 방광 내부의 미소압력을 측정하는 것이 중요하다. 이러한 미소압력을 보다 정확하게 측정하기 위해서는 방광 내부에 센서가 위치해야 하는데, 이렇게 방광 내부에 위치한 센서에 외부로부터 유선으로 전원을 연결하거나, 주기적으로 센서의 배터리를 교체하는 것은 그 위치적 특성상 시술에 어려움이 있고, 시술 후에도 환자에게 고통이 지속될 수 있다.For example, in patients with bladder dysfunction due to spinal cord injury, it is important to measure micropressure inside the bladder. In order to measure the micro pressure more accurately, the sensor should be located inside the bladder.However, connecting power to the sensor located inside the bladder from the outside by wire or periodically changing the battery of the sensor is difficult due to its locational characteristics. And pain may persist in the patient even after the procedure.
한편, 압력센서는 바이오메디컬 분야 이외에도 교통산업, 방재, 발전소, 자동차 등의 다양한 분야에 적용된다. 각종 분야에서 압력센서가 적용되는 영역을 보다 확장하기 위해서는, 종래의 유선 또는 배터리에 의한 전원공급 방식으로 인한 한계를 벗어날 필요가 있다. 이를테면 교통산업에는 많은 수의 압력센서가 적용될 수 있는데, 수많은 압력센서마다 배터리를 주기적으로 교체하거나 유선으로 전원을 연결하는 작업을 하는 것은 작업성, 효율성, 경제성 등의 측면을 고려하였을 때 한계가 있다.Meanwhile, the pressure sensor is applied to various fields such as transportation industry, disaster prevention, power plant, automobile, etc. in addition to the biomedical field. In order to further expand the area to which the pressure sensor is applied in various fields, it is necessary to escape the limitations due to the conventional wired or battery powered method. For example, a large number of pressure sensors can be applied to the transportation industry, and the work of periodically replacing the battery or connecting power by wires for each pressure sensor has limitations in consideration of workability, efficiency, and economy. .
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 바이오메디컬, 방재, 교통산업, 자동차, 발전소 등 다양한 산업분야에서 보다 편리하고 원활한 압력 측정이 이루어질 수 있고 제작성 및 경제성이 확보될 수 있는 무선충전 압력센서 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the problems described above, the problem to be solved by the present invention can be more convenient and smooth pressure measurement in a variety of industries, such as biomedical, disaster prevention, transportation industry, automobiles, power plants, It is to provide a wireless charging pressure sensor and a method of manufacturing the same that can be secured manufacturability and economy.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 무선충전 압력센서는 외부로부터 작용하는 자기장에 따라 전압을 발생시키는 자전기 합성체(ME composite)를 구비하는 무선충전부, 그리고 압력을 감지하고 상기 전압의 공급에 따라 구동되는 압력센서를 구비하는 압력센서부를 포함한다.Wireless charging pressure sensor according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a wireless charging unit having a magnetic composite (ME composite) for generating a voltage in accordance with a magnetic field acting from the outside, and senses the pressure It includes a pressure sensor unit having a pressure sensor driven in accordance with the supply of the voltage.
상기 압력센서는 상기 압력에 따라 휘어지는 다이어프램, 그리고 상측에 전극을 구비하고 상기 전극이 상기 다이어프램으로부터 하향으로 이격되도록 배치되는 하부플레이트를 포함할 수 있다.The pressure sensor may include a diaphragm that is bent in accordance with the pressure, and a lower plate having an electrode on the upper side thereof and arranged to be spaced downward from the diaphragm.
상기 자전기 합성체는 상기 외부로부터 작용하는 자기장에 따른 자기에너지를 변형에너지로 변환하는 자기변형물질부(magnetostrictive material), 그리고 상기 자기변형물질부와 합성되어 상기 변형에너지를 통해 상기 전압을 발생시키는 압전물질부(piezoelectric material)를 포함할 수 있다.The magnetoelectric composite is a magnetostrictive material for converting magnetic energy according to the magnetic field acting from the outside into strain energy, and the magnetostrictive material is synthesized to generate the voltage through the strain energy. It may comprise a piezoelectric material (piezoelectric material).
상기 무선충전부 및 상기 압력센서부는 반도체공정기술을 통해 제조되고 서로 결합될 수 있다.The wireless charging unit and the pressure sensor unit may be manufactured through a semiconductor process technology and combined with each other.
상기 무선충전부는 상기 자전기 합성체에서 발생된 전압을 충전하고 상기 압력센서에 충전된 전압을 공급하는 충전부를 더 포함할 수 있다.The wireless charging unit may further include a charging unit for charging the voltage generated by the magnetoelectric composite and supplying the charged voltage to the pressure sensor.
상기 압력센서부는 상기 압력센서의 상측에 배치되고 상하방향으로 구멍이 형성되는 상부플레이트를 더 포함하고, 상기 압력센서는 상기 구멍을 통해 작용하는 압력을 감지할 수 있다.The pressure sensor unit may further include an upper plate disposed on an upper side of the pressure sensor and having a hole formed in an up and down direction, wherein the pressure sensor may sense a pressure acting through the hole.
상기 무선충전부는 상기 상부플레이트와 상기 압력센서의 사이에 배치될 수 있다.The wireless charging unit may be disposed between the upper plate and the pressure sensor.
상기 무선충전부는 상기 구멍과 평면상으로 대응되는 위치에 형성되는 대응 홀을 포함할 수 있다.The wireless charging unit may include a corresponding hole formed at a position corresponding to the hole in a plane.
상기 자전기 합성체는 상기 구멍을 통해 작용하는 압력이 상기 다이어프램에 전달될 수 있는 형상으로 상기 대응 홀의 내측에 구비될 수 있다.The magnetoelectric composite may be provided inside the corresponding hole in a shape such that pressure acting through the hole may be transmitted to the diaphragm.
상기 자전기 합성체는 상기 대응 홀의 둘레로부터 내측으로 연장되는 캔틸레버(cantilever)의 형상으로 구비될 수 있다.The magnetoelectric composite may be provided in the shape of a cantilever extending inward from the circumference of the corresponding hole.
상기 자전기 합성체는 상기 대응 홀을 가로지르는 브릿지(bridge)의 형상으로 구비될 수 있다.The magnetoelectric composite may be provided in the form of a bridge across the corresponding hole.
상기 구멍은 상하방향으로 자른 단면이 윗변이 짧은 사다리꼴의 형상이 되도록 형성될 수 있다.The hole may be formed so that the cross section cut in the vertical direction has a trapezoidal shape with a short upper side.
한편, 본 발명의 한 실시예에 따른 무선충전 압력센서 제조 방법은 외부로부터 작용하는 자기장에 따라 전압을 발생시키는 자전기 합성체(ME composite)를 구비하는 무선충전부를 제조하는 단계, 상하방향으로 구멍이 형성되는 상부플레이트를 제조하는 단계, 상기 상부플레이트의 하면에 상기 무선충전부의 상면이 맞닿도록 상기 상부플레이트와 상기 무선충전부를 결합하는 단계, 상기 무선충전부의 하측에 상기 구멍을 통해 작용하는 압력에 따라 휘어지는 다이어프램을 제조하는 단계, 상측에 전극을 구비하는 하부플레이트를 제조하는 단계, 그리고 상기 전극이 상기 다이어프램으로부터 하향으로 이격되도록 상기 다이어프램과 상기 하부플레이트를 결합하는 단계를 포함한다.On the other hand, the method of manufacturing a wireless charging pressure sensor according to an embodiment of the present invention to prepare a wireless charging unit having a magnetic composite (ME composite) for generating a voltage according to the magnetic field acting from the outside, the hole in the vertical direction The manufacturing of the upper plate is formed, combining the upper plate and the wireless charging unit to abut the upper surface of the wireless charging unit on the lower surface of the upper plate, the pressure acting through the hole in the lower side of the wireless charging unit Manufacturing a diaphragm that is bent along, manufacturing a lower plate having an electrode on the upper side, and coupling the diaphragm and the lower plate such that the electrode is spaced downward from the diaphragm.
상기 무선충전부를 제조하는 단계는 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)의 상면에 압전물질을 본딩(bonding)하는 단계, 상기 압전물질을 씨닝(thinning)하여 압전물질부를 구비하는 단계, 상기 압전물질부의 상면에 합성용 전극을 패터닝(patterning)하는 단계, 상기 합성용 전극의 패터닝된 부분의 상면과 상기 압전물질부의 노출된 상면에 자기변형물질을 증착(deposition)하여 자기변형물질부를 구비하는 단계, 그리고 상기 압전물질부, 상기 합성용 전극의 패터닝된 부분, 및 상기 자기변형물질부가 서로 결합되어 캔틸레버 형상 또는 브릿지 형상으로 구비되도록 식각(etching)하는 단계를 포함할 수 있다.The manufacturing of the wireless charging unit may include bonding a piezoelectric material to an upper surface of a silicon wafer, thinning the piezoelectric material to include a piezoelectric material part, and synthesizing the upper surface of the piezoelectric material part. Patterning the electrode for electrode, depositing a magnetostrictive material on an upper surface of the patterned portion of the synthesis electrode and an exposed top surface of the piezoelectric material part to provide a magnetostrictive material part, and the piezoelectric material The etching method may include etching the patterned portion of the synthesis electrode and the magnetostrictive material portion to be combined with each other and provided in a cantilever shape or a bridge shape.
상기 캔틸레버 형상 또는 브릿지 형상으로 구비되도록 식각하는 단계는 상기 자기변형물질부가 증착된 부분의 둘레를 따라 상기 압전물질부와 상기 합성용 전극을 식각하는 단계, 그리고 상기 실리콘 웨이퍼 중 상기 자기변형물질부가 증착된 부분의 하측에 배치된 부분을 식각하는 단계를 포함할 수 있다.The etching of the cantilever shape or the bridge shape may include etching the piezoelectric material portion and the synthesis electrode along a circumference of the portion where the magnetostrictive material portion is deposited, and depositing the magnetostrictive material portion of the silicon wafer. And etching the portion disposed below the portion.
상기 상부플레이트를 제조하는 단계는 상기 상부플레이트의 상면 및 하면에 실리콘산화막(SiO2)을 형성하는 단계, 상기 상부플레이트의 하면의 실리콘산화막에 상기 구멍의 크기에 대응되고 상기 자전기 합성체의 위치에 대응되는 공동패턴(cavity pattern)이 형성되도록 상기 실리콘산화막을 식각하는 단계, 상기 상부플레이트를 상기 공동패턴에 따라 구멍의 형상으로 습식하는 단계, 그리고 상기 실리콘산화막을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The manufacturing of the upper plate may include forming a silicon oxide film (SiO 2 ) on an upper surface and a lower surface of the upper plate, and the position of the magnetoelectric composite corresponding to the size of the hole in the silicon oxide film on the lower surface of the upper plate. Etching the silicon oxide film so that a cavity pattern corresponding to the cavity pattern is formed, wetting the upper plate in the shape of a hole according to the cavity pattern, and removing the silicon oxide film. .
상기 상부플레이트를 제조하는 단계는 상기 상부플레이트를 양면연마(DSP)하는 단계, 그리고 상기 상부플레이트에 정렬패턴(alignment pattern)이 형성되도록 상기 상부플레이트를 식각하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing of the upper plate may further include performing double-side polishing (DSP) of the upper plate, and etching the upper plate to form an alignment pattern on the upper plate.
상기 실리콘산화막을 제거하는 단계는 상기 상부플레이트의 하면에 티타늄/금(Ti/Au)을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.Removing the silicon oxide layer may include depositing titanium / gold (Ti / Au) on the lower surface of the upper plate.
상기 상부플레이트와 상기 무선충전부를 결합하는 단계는 상기 자전기 합성체가 상기 구멍과 평면상으로 대응되는 위치에 놓이도록 상기 상부플레이트의 하측에 상기 무선충전부를 배치한 후 서로 본딩(bonding)하는 단계일 수 있다.Coupling the upper plate and the wireless charging unit is a step of placing the wireless charging unit on the lower side of the upper plate so as to be placed in a position corresponding to the hole on the plane planar bonding to each other (bonding) Can be.
상기 다이어프램을 제조하는 단계는 절연층 위에 실리콘 단결정층이 구비된 웨이퍼(SOI)를 상기 무선충전부의 하면에 상기 자전기 합성체와 이격되도록 본딩하는 단계, 그리고 상기 실리콘 단결정층을 상기 다이어프램으로 남겨 두고 상기 절연층을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.The manufacturing of the diaphragm may include bonding a wafer SOI having a silicon single crystal layer on an insulating layer to be spaced apart from the magnetoelectric composite on a lower surface of the wireless charging unit, and leaving the silicon single crystal layer as the diaphragm. Separating the insulating layer may include.
상기 다이어프램을 제조하는 단계는 상기 다이어프램의 하면에 정렬패턴이 형성되도록 상기 다이어프램을 식각하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing of the diaphragm may further include etching the diaphragm so that an alignment pattern is formed on a bottom surface of the diaphragm.
상기 하부플레이트를 제조하는 단계는 상기 하부플레이트의 상면에서 상기 구멍과 평면상으로 대응되는 부분을 식각하여 상기 다이어프램과 이격되는 바닥을 구비하는 홈을 형성하는 단계, 그리고 상기 하부플레이트 및 상기 홈의 상면에 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The manufacturing of the lower plate may include forming a groove having a bottom spaced apart from the diaphragm by etching a portion corresponding to the hole in a plane on the upper surface of the lower plate, and forming the lower plate and the upper surface of the groove. Forming an electrode in may include.
상기 전극을 형성하는 단계는 상기 하부플레이트 및 상기 홈의 상면에 크롬/금(Cr/Au)을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the electrode may include depositing chromium / gold (Cr / Au) on an upper surface of the lower plate and the groove.
상기 하부플레이트를 제조하는 단계는 상기 홈이 형성되기 전에 상기 하부플레이트의 상면 및 하면을 폴리실리콘(P-Si)으로 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing of the lower plate may further include depositing upper and lower surfaces of the lower plate with polysilicon (P-Si) before the groove is formed.
상기 다이어프램과 상기 하부플레이트를 결합하는 단계는 상기 구멍과 평면상으로 대응되는 부분에 상기 전극이 배치되도록 상기 다이어프램의 하측에 상기 하부플레이트를 배치한 후 서로 본딩(bonding)하는 단계일 수 있다.The coupling of the diaphragm and the lower plate may be a step of bonding the lower plate to the lower side of the diaphragm so that the electrode is disposed at a portion corresponding to the hole in a plane.
본 발명에 의하면, 자전기 합성체와 압력센서를 유기적으로 결합시킴으로써, 압력을 측정하는 전기적 수단에 무선충전시스템이 융합되어 바이오메디컬, 방재, 교통산업, 자동차, 발전소 등 다양한 산업분야에서 보다 편리하고 원활한 압력 측정이 이루어질 수 있다.According to the present invention, by combining the magnetoelectric composite and the pressure sensor organically, the wireless charging system is fused to the electrical means for measuring the pressure is more convenient in various industries such as biomedical, disaster prevention, transportation industry, automobiles, power plants Smooth pressure measurements can be made.
또한, 자전기 합성체를 캔틸레버의 형상으로 구비함으로써, 상부플레이트에 형성된 구멍을 통한 다이어프램으로의 압력 전달이 가장 원활하게 이루어질 수 있어, 자전기 합성체의 기능과 압력센서부의 기능이 최적으로 유지될 수 있다.In addition, by providing the magneto-electric composite in the shape of the cantilever, it is possible to smoothly transmit pressure to the diaphragm through the hole formed in the upper plate, so that the function of the magneto-electric composite and the function of the pressure sensor unit can be optimally maintained. Can be.
또한, 반도체공정기술을 통해 무선충전부와 압력센서부를 제조하고 결합시킴으로써, 제작성 및 경제성이 확보될 수 있다.In addition, by manufacturing and combining the wireless charging unit and the pressure sensor unit through the semiconductor process technology, manufacturability and economical efficiency can be secured.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선충전 압력센서의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a wireless charging pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선충전 압력센서 제조 방법의 전반적인 흐름도이다.2 is an overall flowchart of a method of manufacturing a wireless charging pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 무선충전 압력센서 제조 방법의 무선충전부를 제조하는 단계의 흐름도이다.3 is a flowchart of a step of manufacturing a wireless charging unit of the wireless charging pressure sensor manufacturing method of FIG.
도 4는 도 2의 무선충전 압력센서 제조 방법의 상부플레이트를 제조하는 단계 및 상부플레이트와 무선충전부를 결합하는 단계의 흐름도이다.Figure 4 is a flow chart of the step of manufacturing the upper plate of the wireless charging pressure sensor manufacturing method of Figure 2 and the step of combining the upper plate and the wireless charging unit.
도 5는 도 2의 무선충전 압력센서 제조 방법의 다이어프램을 제조하는 단계의 흐름도이다.5 is a flowchart of a step of manufacturing a diaphragm of the method for manufacturing a wireless charging pressure sensor of FIG. 2.
도 6은 도 2의 무선충전 압력센서 제조 방법의 하부플레이트를 제조하는 단계 및 하부플레이트와 다이어프램을 결합하는 단계의 흐름도이다.6 is a flow chart of the step of manufacturing the bottom plate of the wireless charging pressure sensor manufacturing method of Figure 2 and the step of combining the bottom plate and the diaphragm.
이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 한 실시예에 따른 무선충전 압력센서(100)(이하에서는 '본 무선충전 압력센서'라 함)를 먼저 살핀 다음, 본 발명의 한 실시예에 따른 무선충전 압력센서 제조 방법(S100)(이하에서는 '본 무선충전 압력센서 제조 방법'이라 함)에 관하여 살핀다.First, the wireless charging pressure sensor 100 according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as 'the present wireless charging pressure sensor') is first examined, and then the wireless charging pressure sensor manufacturing method according to an embodiment of the present invention (S100). (Hereinafter referred to as 'the method for manufacturing the wireless charging pressure sensor').
참고로, 본 발명에 관한 설명 중 방향과 관련된 용어(상면, 하면, 상측, 하측, 상향, 하향 등)는 도면에 나타나 있는 본 무선충전 압력센서(100) 및 본 무선충전 압력센서 제조 방법(S100)에 있어서의 각 구성상의 배치 상태를 기준으로 한 것이다. 즉, 본 무선충전 압력센서(100)나 본 무선충전 압력센서 제조 방법(S100)의 다양한 적용예에 있어서는, 상면이 아래쪽으로 향하거나 상하 방향이 좌우 방향으로 향하게 배치되는 등 압력을 측정하고자 하는 방향에 따라 본 무선충전 압력센서(100)는 다양한 방향으로 배치될 수 있다.For reference, terms related to the direction (upper, lower, upper, lower, upward, downward, etc.) in the description of the present invention is the present wireless charging pressure sensor 100 and the method of manufacturing the wireless charging pressure sensor shown in the drawing (S100). It is based on the arrangement | positioning state on each structural structure in ()). That is, in various application examples of the present wireless charging pressure sensor 100 or the method of manufacturing the wireless charging pressure sensor (S100), the direction to measure the pressure such that the upper surface is directed downward or the vertical direction is directed to the left and right directions According to the wireless charging pressure sensor 100 may be arranged in various directions.
예를 들어 도면을 참고하여 하측이라 설명하였다고 하더라도 본 무선충전 압력센서(100)가 인체의 방광 내벽의 위쪽에 거꾸로 배치되는 경우라면 하측은 상측으로 이해될 수 있으며, 본 무선충전 압력센서(100)가 인체의 방광 내벽의 좌측에 기울어져 배치되는 경우라면 하측은 좌측으로 이해될 수도 있다.For example, even if described as a lower side with reference to the drawings, if the wireless charging pressure sensor 100 is disposed upside down on the inner wall of the bladder of the human body can be understood as the upper side, the wireless charging pressure sensor 100 If is inclined to the left side of the bladder inner wall of the human body may be understood to the left side.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선충전 압력센서의 개략적인 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 무선충전 압력센서(100)는 무선충전부(1), 그리고 압력센서부(2)를 포함한다.1 is a schematic cross-sectional view of a wireless charging pressure sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the wireless charging pressure sensor 100 includes a wireless charging unit 1, and a pressure sensor unit 2.
우선, 무선충전부(1)의 구성을 살핀다.First, look at the configuration of the wireless charging unit (1).
도 1을 참조하면, 무선충전부(1)는 외부로부터 작용하는 자기장에 따라 전압을 발생시키는 자전기 합성체(ME composite)(11)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the wireless charging unit 1 includes a ME composite 11 that generates a voltage according to a magnetic field acting from the outside.
자전기 합성체(11)는 자기변형물질부(magnetostrictive material)(111)와 압전물질부(piezoelectric material)(112)를 포함할 수 있다. 자기변형물질부(111)는 외부로부터 작용하는 자기장에 따른 자기에너지를 변형에너지로 변환할 수 있고, 압전물질부(112)는 자기변형물질부(111)와 합성(composite)되어 상술한 변형에너지를 통해 전압을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 헬름홀츠 코일(Helmholtz coil)에 의해 자기변형물질부(111)와 압전물질부(112)는 전압을 발생시킬 수 있으므로, 이러한 자전기 합성체(11)는 메디컬 충전시스템 등에 적용될 수 있다.The magnetoelectric composite 11 may include a magnetostrictive material 111 and a piezoelectric material 112. The magnetostrictive material part 111 may convert magnetic energy according to a magnetic field acting from the outside into strain energy, and the piezoelectric material part 112 may be combined with the magnetostrictive material part 111 to be described above. Voltage can be generated through For example, since the magnetostrictive material part 111 and the piezoelectric material part 112 may generate a voltage by a Helmholtz coil, the magnetoelectric composite body 11 may be applied to a medical charging system. .
참고로, 자기변형물질부(111)의 자기변형물질로는 Terfenol-D, Metglas 등이 있고, 압전물질부(112)의 압전물질로는 PZT, PMN-PT 등이 적용될 수 있다.For reference, the magnetostrictive material of the magnetostrictive material portion 111 may include Terfenol-D, Metglas, and the like, and the piezoelectric material of the piezoelectric material part 112 may be PZT, PMN-PT, or the like.
또한, 무선충전부(1)는 자전기 합성체(11)에서 발생된 전압을 충전하고 후술할 압력센서(21)에 충전된 전압을 공급하는 충전부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 자전기 합성체(11)에서 발생된 전압은 항상 즉시 사용될 수는 없으므로, 무선충전부(1)는 충전부를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the wireless charging unit 1 may further include a charging unit (not shown) for charging the voltage generated by the magnetoelectric composite 11 and supplying the charged voltage to the pressure sensor 21 to be described later. Since the voltage generated in the magnetoelectric composite 11 cannot always be used immediately, the wireless charging unit 1 preferably includes a charging unit.
예를 들어 충전부는 캐패시터(capacitor)(또는 배터리)와 충전회로를 포함할 수 있다. 이를테면 헬름홀츠 코일에 의해 자전기 합성체(11)에서 발생하는 전압은 캐패시터에 저장되고, 후술할 압력센서(21)가 전압을 필요로 할 때 공급될 수 있다.For example, the charging unit may include a capacitor (or a battery) and a charging circuit. For example, the voltage generated in the magnetoelectric composite 11 by the Helmholtz coil is stored in the capacitor, and may be supplied when the pressure sensor 21 to be described later needs a voltage.
또한, 무선충전부(1)는 도 1에 나타난 바와 같이 상부플레이트(22)와 압력센서(21)의 사이에 배치될 수 있고, 자전기 합성체(11)는 캔틸레버(cantilever)의 형상으로 구비될 수 있다. 이에 대해서는 압력센서부(2)의 구성을 살피면서 보다 상세히 후술한다.In addition, the wireless charging unit 1 may be disposed between the upper plate 22 and the pressure sensor 21, as shown in Figure 1, the magnetoelectric composite 11 is provided in the shape of a cantilever (cantilever) Can be. This will be described later in more detail while looking at the configuration of the pressure sensor unit 2.
다음으로, 압력센서부(2)의 구성을 살핀다.Next, look at the configuration of the pressure sensor unit (2).
도 1을 참조하면, 압력센서부(2)는 압력을 감지하고 상술한 전압의 공급에 따라 구동되는 압력센서(21)를 구비한다. 상술한 전압은 무선충전부(1)가 외부로부터 작용하는 자기장에 따라 자전기 합성체(11)를 통해 발생시킨 전압을 의미한다.Referring to FIG. 1, the pressure sensor unit 2 includes a pressure sensor 21 that senses pressure and is driven according to the above-described supply of voltage. The above-described voltage means a voltage generated by the magnetoelectric composite body 11 according to the magnetic field acting from the outside of the wireless charging unit 1.
앞서 살핀 바와 같이 이러한 전압을 필요에 따라 압력센서(21)에 공급할 수 있도록 하기 위해 충전부가 구비될 수 있다. 이러한 충전부는 무선충전부(1)에 구비될 수 있지만, 압력센서부(2)에 구비될 수도 있다.As described above, a charging unit may be provided to enable supply of such a voltage to the pressure sensor 21 as needed. The charging unit may be provided in the wireless charging unit 1, but may also be provided in the pressure sensor unit 2.
보다 구체적으로 도 1을 참조하면, 압력센서(21)는 압력에 따라 휘어지는 다이어프램(211), 그리고 상측에 전극(2121)을 구비하고 전극(2121)이 다이어프램(211)으로부터 하향으로 이격되도록 배치되는 하부플레이트(212)를 포함할 수 있다.More specifically, referring to FIG. 1, the pressure sensor 21 includes a diaphragm 211 bent according to pressure, and an electrode 2121 on the upper side thereof, and the electrode 2121 is disposed to be spaced downward from the diaphragm 211. It may include a lower plate (212).
이처럼 다이어프램(211)과 전극(2121)이 배치된 하부플레이트(212)를 포함하는 압력센서(21)는 정전용량형 압력센서일 수 있다. 정전용량형 압력센서는 2개의 물체(전극) 간의 거리에 따라 정전용량(capacitance)이 변화되는 것을 이용한 압력센서이다. 예를 들어 도 1에서, 다이어프램(211)에 위로부터 하향으로 압력이 가해지면 다이어프램(211)이 압력에 따라 휘어져 하부플레이트(212)의 상측에 구비된 전극(2121)에 가까워진다. 즉, 압력에 따라서 다이어프램(211)과 전극(2121) 사이의 거리가 변화하여 정전용량이 변화하게 되고, 이를 통해 압력을 측정한다.As such, the pressure sensor 21 including the diaphragm 211 and the lower plate 212 on which the electrode 2121 is disposed may be a capacitive pressure sensor. The capacitive pressure sensor is a pressure sensor using a change in capacitance depending on a distance between two objects (electrodes). For example, in FIG. 1, when pressure is applied downwardly from the top of the diaphragm 211, the diaphragm 211 bends according to the pressure to approach the electrode 2121 provided above the lower plate 212. That is, the distance between the diaphragm 211 and the electrode 2121 changes according to the pressure to change the capacitance, thereby measuring the pressure.
또한, 도 1을 참조하면, 압력센서부(2)는 압력센서(21)의 상측에 배치되고 상하방향으로 구멍(221)이 형성되는 상부플레이트(22)를 더 포함할 수 있다.In addition, referring to FIG. 1, the pressure sensor unit 2 may further include an upper plate 22 disposed above the pressure sensor 21 and having holes 221 formed in the vertical direction.
압력센서부(2)에 이와 같이 구멍(221)이 형성되는 상부플레이트(22)가 포함되면, 압력센서(21)는 구멍(221)을 통해 작용하는 압력을 감지하도록 배치될 수 있다. 도 1에 나타난 바와 같이, 하부플레이트(212)의 전극(2121)은 상부플레이트(22)의 구멍(221)이 형성된 부분에 맞추어 배치될 수 있다. 이를테면, 평면상에서 보았을 때 전극(2121)은 구멍(221)이 형성된 영역에 포함되거나 오버랩(overlap)되도록 배치될 수 있다.When the pressure sensor unit 2 includes the upper plate 22 in which the hole 221 is formed as described above, the pressure sensor 21 may be arranged to detect the pressure acting through the hole 221. As shown in FIG. 1, the electrode 2121 of the lower plate 212 may be disposed in accordance with a portion where the hole 221 of the upper plate 22 is formed. For example, when viewed in a plan view, the electrode 2121 may be included or overlapped in an area where the hole 221 is formed.
이때, 무선충전부(1)는 상하방향으로 도 1에 나타난 바와 같이 상부플레이트(22)와 압력센서(21)의 사이에 배치될 수 있다. 이와 같은 배치를 통해, 무선충전부(1)와 압력센서(21) 사이의 연결이 용이해질 수 있고, 상부플레이트(22)나 압력센서(21)가 무선충전부(1)에 대해 상측이나 하측의 커버 역할을 할 수 있어 무선충전부(1), 특히 자전기 합성체(11)가 보호될 수 있으며, 전체 디바이스의 크기를 최소화할 수 있다.At this time, the wireless charging unit 1 may be disposed between the upper plate 22 and the pressure sensor 21 as shown in Figure 1 in the vertical direction. Through this arrangement, the connection between the wireless charging unit 1 and the pressure sensor 21 can be facilitated, and the upper plate 22 or the pressure sensor 21 covers the upper or lower side of the wireless charging unit 1. It can play a role to protect the wireless charging unit 1, in particular the magnetoelectric composite 11, it is possible to minimize the size of the entire device.
다만, 이와 같이 무선충전부(1)가 상부플레이트(22)와 압력센서(21)의 사이에 배치된 경우, 무선충전부(1)가 구멍(221)을 중간에서 가로막게 되면, 상부플레이트(22)의 구멍(221)을 통해 위로부터 하향으로 작용하는 압력이 다이어프램(211)에 전달되지 않을 수 있다. 이에 따라 무선충전부(1)는 상부플레이트(22)와 압력센서(21)의 사이에 배치되더라도 구멍(221)에 작용하는 압력을 아래에 있는 다이어프램(211)에 전달할 수 있도록 구멍(221)과 평면상으로 대응되는 위치에 형성되는 대응 홀(12)을 포함할 수 있다.However, when the wireless charging unit 1 is disposed between the upper plate 22 and the pressure sensor 21 in this way, when the wireless charging unit 1 obstructs the hole 221 in the middle, the upper plate 22 The pressure acting downward from the top through the hole 221 of the may not be transmitted to the diaphragm 211. Accordingly, even when the wireless charging unit 1 is disposed between the upper plate 22 and the pressure sensor 21, the hole 221 and the plane may transmit the pressure acting on the hole 221 to the diaphragm 211 below. It may include a corresponding hole 12 formed at a position corresponding to the image.
또한, 무선충전부(1)의 자전기 합성체(11)는 구멍(221)을 통해 작용하는 압력이 다이어프램(211)에 전달될 수 있는 형상으로 대응 홀(12)의 내측에 구비될 수 있다. 이와 같이 대응 홀(12)의 내측에 자전기 합성체(11)를 배치함으로써, 외부의 직간접적인 접촉으로부터 보통 수um 두께 정도로 구비되는 자전기 합성체(11)를 부서지지 않게 보호할 수 있다.In addition, the magnetoelectric composite 11 of the wireless charging unit 1 may be provided inside the corresponding hole 12 in a shape in which pressure acting through the hole 221 may be transmitted to the diaphragm 211. By arranging the magnetoelectric composite 11 inside the corresponding hole 12 in this manner, it is possible to protect the magnetoelectric composite 11, which is usually provided with a thickness of several um from external direct or indirect contact, without breaking.
이를테면 상부플레이트(22)의 상단에 힘이 가해진 경우 무선충전부(1)에 직접적으로 힘이 가해진 것은 아니지만, 상부플레이트(22)와 맞닿은 무선충전부(1)의 상면 부분에 간접적으로 힘이 전달된다. 이때, 자전기 합성체(11)를 상술한 바와 같이 상부플레이트(22)와 직접적으로 맞닿지 않는 대응 홀(12)의 내측에 구비해 놓으면, 이러한 힘을 거의 받지 않을 수 있게 되므로, 이러한 배치를 통해 자전기 합성체(11)는 보다 안정적으로 보호받을 수 있다.For example, when a force is applied to the upper end of the upper plate 22, the force is not directly applied to the wireless charging unit 1, but the force is indirectly transmitted to the upper portion of the wireless charging unit 1 in contact with the upper plate 22. At this time, if the magnetoelectric composite 11 is provided inside the corresponding hole 12 which is not in direct contact with the upper plate 22 as described above, since such a force can hardly be received, such an arrangement may be achieved. Through the magnetoelectric composite 11 can be more stably protected.
또한, 이러한 자전기 합성체(11)는 대응 홀(12)의 둘레로부터 내측으로 연장되는 캔틸레버(cantilever)의 형상으로 구비될 수 있다. 자전기 합성체(11)에는 이러한 캔틸레버 형상의 매우 미약한 떨림과 함께 전압이 발생될 수 있다.In addition, the magnetoelectric composite body 11 may be provided in the shape of a cantilever extending inward from the circumference of the corresponding hole 12. In the magnetoelectric composite 11, a voltage can be generated with such a slight shake of the cantilever shape.
참고로, 캔틸레버의 형상이라 함은 부재의 양단 중 일단만이 고정단이 되고 나머지 일단은 고정되지 않는 자유단의 상태로 두는 것을 의미하며, 외팔보의 형상 또는 내민보의 형상이라고도 할 수 있다. 도 1에 나타난 바와 같이, 자전기 합성체(11)는 좌우 양단 중 좌측 단부만이 고정되고 우측 단부는 고정되지 않은 자유단의 상태인 캔틸레버의 형상이다.For reference, the shape of the cantilever means that only one end of both ends of the member becomes a fixed end and the other end is left in a free end state, which may be referred to as the shape of the cantilever beam or the inner beam. As shown in FIG. 1, the magnetoelectric composite body 11 is in the shape of a cantilever in which only the left end is fixed and the right end is not fixed.
구멍(221)을 통해 작용하는 압력은 일반적으로 유체(기체나 액체)가 고압이 되면서 구멍(221) 내부에 유입되거나 저압이 되면서 구멍(221) 내부로부터 빠져나가면서 작용되는 압력일 것이므로, 자전기 합성체(11)의 일지점에만 순간적인 집중하중과 같은 형태로 작용되지는 않는다. 따라서 이러한 유체로 인한 압력이 작용되기 시작한 초기에는 자전기 합성체(11)에 전체적으로 다소 변위가 발생될 수 있지만, 자전기 합성체(11)가 캔틸레버 형상으로 되어 있어 이러한 변위를 통해 작용되는 압력을 쉽게 흘려버릴 수 있고, 결국 유체는 다이어프렘(211)에까지 도달하여 그 압력을 다이어프렘(211)에 전달할 수 있다.Since the pressure acting through the hole 221 is generally a pressure applied while the fluid (gas or liquid) enters the inside of the hole 221 while being at a high pressure or exits from the inside of the hole 221 while being at a low pressure, the magnetoelectric Only one point of the composite 11 does not act in the form of a momentary concentrated load. Therefore, in the initial stage when the pressure due to such a fluid starts to act, although the displacement may occur somewhat in the magnetoelectric composite 11 as a whole, the magnetoelectric composite 11 has a cantilever shape, so that the pressure acting through the displacement is applied. It can be easily spilled, and eventually the fluid can reach the diaphragm 211 and transmit its pressure to the diaphragm 211.
또한, 무선충전부(1)의 자전기 합성체(11)는 대응 홀(12)을 가로지르는 브릿지(bridge)의 형상으로 구비될 수도 있다. 참고로, 브릿지(bridge)의 형상이라 함은 양단이 지지되는 보의 형상이라 할 수 있다. 이같이 자전기 합성체(11)가 브릿지의 형상으로 구비될 경우에는, 조건에 따라 다르겠지만 캔틸레버의 형상으로 구비된 경우에 비해 쉽게 떨리지 않을 수 있고, 작은 폭의 빠른 떨림이 형성될 수도 있다.In addition, the magnetoelectric composite 11 of the wireless charging unit 1 may be provided in the shape of a bridge across the corresponding hole 12. For reference, the shape of the bridge may be referred to as the shape of the beam on which both ends are supported. As such, when the magnetoelectric composite body 11 is provided in the shape of a bridge, it may not be easily shaken or may be formed in a small width as compared with the case in which the magnetoelectric composite 11 is provided in the shape of a cantilever.
즉, 자전기 합성체(11)는 캔틸레버나 브릿지처럼 떨림이 가능한 형상이면 전압이 발생될 수 있으므로, 자전기 합성체(11)의 각 구성에 사용된 재료, 두께, 길이 등을 고려하여 최적의 전압 발생이 가능한 떨림이 이루어질 수 있는 형상으로 자전기 합성체(11)를 구비함이 바람직하다.That is, since the magnetoelectric composite 11 can generate a voltage if it can be shaken like a cantilever or a bridge, the magnetoelectric composite 11 is optimal in consideration of the material, thickness, length, etc. used in each configuration of the magnetoelectric composite 11. It is preferable that the magnetoelectric composite body 11 is provided in a shape capable of generating a vibration capable of generating a voltage.
또한, 상부플레이트(22)의 구멍(221)은 상하방향으로 자른 단면이 윗변이 짧은 사다리꼴의 형상이 되도록 형성될 수 있다. 이와 같이 위쪽에 좁게 구멍(221)을 형성함으로써, 자전기 합성체(11)는 구멍(221)의 아래쪽에서 구멍(221)의 위쪽보다 더 넓은 영역에 캔틸레버 형상 등으로 노출될 수 있다. 또한, 이를 통해 본 무선충전 압력센서(100)의 구멍에 이물질이 침투하는 것을 보다 방지할 수 있다. 특히, 본 무선충전 압력센서(100)가 인체 내부의 미소압력을 측정하기 위해 초소형으로 제작되어 활용되는 경우라면, 이와 같이 좁아진 구멍(221)의 입구는 매우 좁은 틈이 될 수 있어, 구멍(221)의 내측에 위치한 구성들(11, 211)이 더욱 안정적으로 보호될 수 있다.In addition, the hole 221 of the upper plate 22 may be formed so that the cross section cut in the vertical direction is in the shape of a trapezoid with a short upper side. By forming the holes 221 narrowly above, the magnetoelectric composite body 11 may be exposed in a cantilever shape to a wider area than the top of the holes 221 at the bottom of the holes 221. In addition, it can further prevent the foreign matter penetrates into the hole of the wireless charging pressure sensor 100 through this. Particularly, if the wireless charging pressure sensor 100 is manufactured and utilized in a very small size to measure the micro pressure inside the human body, the entrance of the narrowed hole 221 may be a very narrow gap, the hole 221 The components 11 and 211 located inside of C can be more stably protected.
효과적인 측면에 있어서는, 본 무선충전 압력센서(100)는 자전기 합성체(11)와 압력센서(21)를 하나의 디바이스에 유기적으로 결합시킴으로써, 압력을 측정하는 전기적 수단에 무선충전시스템이 융합되어 바이오메디컬, 방재, 교통산업, 자동차, 발전소 등 다양한 산업분야에 활용될 수 있다. 이를테면 헬름홀츠 코일(Helmholtz coil)에 의한 메디컬 충전시스템을 통해 별도의 전원 연결 없이 환자의 인체 내부에 위치한 삽입형 압력센서를 충전할 수 있다. 참고로, 본 무선충전 압력센서(100)가 인체 내부에 삽입 적용되는 경우 등에 있어서는 생체에 적합한(biocompatible) 재질의 패키지 등의 구성을 고려함이 바람직하다.In an effective aspect, the wireless charging pressure sensor 100 organically combines the magnetoelectric composite 11 and the pressure sensor 21 in one device, the wireless charging system is fused to the electrical means for measuring pressure. It can be used in various industrial fields such as biomedical, disaster prevention, transportation industry, automobile, and power plant. For example, a medical charging system based on a Helmholtz coil can be used to charge an implantable pressure sensor located inside the patient's body without a separate power supply. For reference, when the wireless charging pressure sensor 100 is inserted into the human body and the like, it is preferable to consider a configuration such as a package of a biocompatible material.
또한 상술한 무선충전부(1)와 압력센서부(2)는 반도체공정기술을 통해 제조되고 서로 결합될 수 있다. 반도체공정을 이용하여 부분별 제작이 가능하고 서로 결합 가능하므로, 제작성이나 경제성도 쉽게 확보할 수 있는 이점이 있다. 이에 대해서는 본 무선충전 압력센서 제조 방법(S100)에서도 살핀다.In addition, the above-described wireless charging unit 1 and the pressure sensor unit 2 may be manufactured through a semiconductor process technology and combined with each other. Partial manufacturing is possible using the semiconductor process and can be combined with each other, there is an advantage that it is easy to ensure the manufacturability or economical efficiency. In this regard also in the wireless charging pressure sensor manufacturing method (S100).
이하에서는 본 무선충전 압력센서 제조 방법(S100)을 살핀다. 다만, 본 무선충전 압력센서 제조 방법(S100)을 설명함에 있어서, 앞서 살핀 본 무선충전 압력센서(100)에서 언급된 구성과 유사하거나 중복되는 구성에 대해서는, 도 1에서 사용된 동일한 도면부호를 사용하며 그에 대한 설명은 간략히 하거나 생략한다.Below is a look at the wireless charging pressure sensor manufacturing method (S100). However, in the description of the method for manufacturing the wireless charging pressure sensor (S100), for a configuration similar or overlapping with the configuration mentioned in the present wireless charging pressure sensor 100, the same reference numeral used in FIG. 1 is used. The description is briefly omitted or omitted.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선충전 압력센서 제조 방법의 전반적인 흐름도이다.2 is an overall flowchart of a method of manufacturing a wireless charging pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 무선충전 압력센서 제조 방법(S100)은 간단하게는, 무선충전부(1)와 상부플레이트(22)를 각각 제조(S1, S2)하고, 이들(1, 22)을 본딩(bonding) 등을 통해 결합(S3)하며, 다이어프램(211)을 무선충전부(1)의 아래쪽에 결합되도록 제조(S4)하고, 하부플레이트(212)를 제조(S5)한 후, 이들(211, 212)을 본딩 등을 통해 결합(S6)하여 본 무선충전 압력센서(100)와 같은 무선충전 압력센서를 제조하는 방법에 관한 것이다.Referring to Figure 2, the present wireless charging pressure sensor manufacturing method (S100) is simply, to manufacture the wireless charging unit 1 and the upper plate 22 (S1, S2), respectively, bonding these (1, 22) After bonding (S3) through the (bonding) or the like, the diaphragm 211 is manufactured to be coupled to the bottom of the wireless charging unit 1 (S4), and the lower plate 212 is manufactured (S5), these 211, It relates to a method of manufacturing a wireless charging pressure sensor, such as the wireless charging pressure sensor 100 by bonding (S6) by bonding 212).
보다 상세하게는, 본 무선충전 압력센서 제조 방법(S100)은 외부로부터 작용하는 자기장에 따라 전압을 발생시키는 자전기 합성체(ME composite)(11)를 구비하는 무선충전부(1)를 제조하는 단계(S1), 상하방향으로 구멍(221)이 형성되는 상부플레이트(22)를 제조하는 단계(S2), 상부플레이트(22)의 하면에 무선충전부(1)의 상면이 맞닿도록 상부플레이트(22)와 무선충전부(1)를 결합하는 단계(S3), 무선충전부(1)의 하측에 구멍(221)을 통해 작용하는 압력에 따라 휘어지는 다이어프램(211)을 제조하는 단계(S4), 상측에 전극(2121)을 구비하는 하부플레이트(212)를 제조하는 단계(S5), 그리고 전극(2121)이 다이어프램(211)으로부터 하향으로 이격되도록 다이어프램(211)과 하부플레이트(212)를 결합하는 단계를 포함한다.More specifically, the method for manufacturing a wireless charging pressure sensor (S100) is a step of manufacturing a wireless charging unit 1 having a magnetoelectric composite (ME composite) 11 for generating a voltage in accordance with a magnetic field acting from the outside (S1), the step of manufacturing the upper plate 22 in which the holes 221 are formed in the vertical direction (S2), the upper plate 22 so that the upper surface of the wireless charging unit 1 abuts on the lower surface of the upper plate 22. Combining the wireless charging unit 1 with (S3), the step of manufacturing a diaphragm 211 bent according to the pressure acting through the hole 221 in the lower side of the wireless charging unit (S4), the electrode (on the upper side) Manufacturing a lower plate 212 having 2121 (S5), and coupling the diaphragm 211 and the lower plate 212 such that the electrode 2121 is spaced downward from the diaphragm 211. .
도 3은 도 2의 무선충전 압력센서 제조 방법의 무선충전부를 제조하는 단계의 흐름도이다.3 is a flowchart of a step of manufacturing a wireless charging unit of the wireless charging pressure sensor manufacturing method of FIG.
우선, 무선충전부(1)를 제조하는 단계(S1)를 살핀다.First, look at the step (S1) to manufacture the wireless charging unit (1).
도 3을 참조하면, 무선충전부(1)를 제조하는 단계(S1)는 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)(13)의 상면에 압전물질(112)을 본딩(bonding)하는 단계(S11), 압전물질(112)을 씨닝(thinning)하여 압전물질부(112)를 구비하는 단계(S12), 압전물질부(112)의 상면에 합성용 전극(113)을 패터닝(patterning)하는 단계(S13), 합성용 전극(113)의 패터닝된 부분의 상면과 압전물질부(112)의 노출된 상면에 자기변형물질(111)을 증착(deposition)하여 자기변형물질부(111)를 구비하는 단계(S14), 그리고 압전물질부(112), 합성용 전극(113)의 패터닝된 부분, 및 자기변형물질부(111)가 서로 결합되어 캔틸레버 형상 또는 브릿지 형상으로 구비되도록 식각(etching)하는 단계(S15)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the step S1 of manufacturing the wireless charging unit 1 may include bonding the piezoelectric material 112 to the top surface of the silicon wafer 13 (S11). Thinning the step (112) to provide a piezoelectric material portion 112 (S12), patterning (S13) for the synthesis electrode 113 on the upper surface of the piezoelectric material portion (112), for synthesis Depositing the magnetostrictive material 111 on the upper surface of the patterned portion of the electrode 113 and the exposed upper surface of the piezoelectric material portion 112 to provide the magnetostrictive material portion 111 (S14), and The piezoelectric material portion 112, the patterned portion of the electrode 113 for synthesis, and the magnetostrictive material portion 111 is coupled to each other etching (etching) to be provided in a cantilever shape or a bridge shape (S15) Can be.
여기서, 압전물질(112)로는 PMN-PT가 적용될 수 있다. 오랜 기간에 걸쳐 압전물질로 사용되어 온 PZT(lead zirconatetitanate)는 현 시점에서는 그 물성에 크게 개선이 이루어지지 않고 있다. PMN-PT는 PZT가 한계에 도달한 물성을 향상시킨 신소재로 릴랙서(relaxor)인 마그네슘 니오브산연(PMN)과 압전체인 티탄산연(PT)의 고용체 단결정이며, 뛰어난 압전 특성을 나타낸다.Here, PMN-PT may be applied to the piezoelectric material 112. Lead zirconatetitanate (PZT), which has been used as a piezoelectric material for a long time, has not been greatly improved in its properties at this time. PMN-PT is a new material that improves the properties of PZT reaching its limit, and is a solid solution single crystal of relaxor magnesium niobate (PMN) and piezoelectric lead titanate (PT), and shows excellent piezoelectric properties.
또한, 압전물질(112)을 씨닝하여 압전물질부(112)를 구비하는 단계(S12)에서는 압전물질부(112)의 상면을 연마하여 씨닝(polished down)하는 공정이 수행될 수 있다. 그리고 합성용 전극(113)으로는 Au IDT 전극(Au InterDigital Transducer electrode)이 적용될 수 있다.In addition, in the step S12 of thinning the piezoelectric material 112 to include the piezoelectric material part 112, a process of polishing and polishing the upper surface of the piezoelectric material part 112 may be performed. The Au IDT electrode may be used as the synthesis electrode 113.
그리고 자기변형물질부(111)를 구비하는 단계(S14)는 스퍼터링(sputtering)에 의해 자기변형물질(111)을 증착할 수 있다. 또한, 자기변형물질(111)로는 테르페놀-디(Terfenol-D)가 적용될 수 있다. 이것은 에너지효율이 매우 높아서, 다양한 응용분야에 광범위하게 적용될 수 있다.In operation S14 having the magnetostrictive material part 111, the magnetostrictive material 111 may be deposited by sputtering. In addition, terfenol-D may be applied as the magnetostrictive material 111. It is very energy efficient and can be applied to a wide range of applications.
또한, 도 3에 나타난 바와 같이, 캔틸레버 형상 또는 브릿지 형상으로 구비되도록 식각하는 단계(S15)는 자기변형물질부(111)가 증착된 부분의 둘레를 따라 압전물질부(112)와 합성용 전극(113)을 식각하는 단계(S151), 그리고 실리콘 웨이퍼(S13) 중 자기변형물질부(111)가 증착된 부분의 하측에 배치된 부분을 식각하는 단계(S152)를 포함할 수 있다. 예를 들어 캔틸레버 형상으로 구비되도록 식각하기 위해서는, S151의 단계를 통해 캔틸레버의 평면상의 형상을 설정하고, S152의 단계를 통해 실리콘 웨이퍼를 제거하여 캔틸레버의 형상을 완성할 수 있다.In addition, as shown in Figure 3, the step of etching to be provided in a cantilever shape or a bridge shape (S15) is a piezoelectric material portion 112 and the electrode for synthesis along the circumference of the portion where the magnetostrictive material portion 111 is deposited ( 113 may be etched, and step S152 of etching the portion of the silicon wafer S13 disposed under the portion on which the magnetostrictive material portion 111 is deposited. For example, in order to be etched to have a cantilever shape, the planar shape of the cantilever may be set through step S151, and the silicon wafer may be removed through step S152 to complete the shape of the cantilever.
도 4는 도 2의 무선충전 압력센서 제조 방법의 상부플레이트를 제조하는 단계 및 상부플레이트와 무선충전부를 결합하는 단계의 흐름도이다.Figure 4 is a flow chart of the step of manufacturing the upper plate of the wireless charging pressure sensor manufacturing method of Figure 2 and the step of combining the upper plate and the wireless charging unit.
다음으로, 상부플레이트(22)를 제조하는 단계(S2)를 살핀다.Next, look at the step (S2) to manufacture the upper plate (22).
도 4를 참조하면, 상부플레이트(22)를 제조하는 단계(S2)는 상부플레이트(22)의 상면 및 하면에 실리콘산화막(SiO2)(222)을 형성하는 단계(S23), 상부플레이트(22)의 하면의 실리콘산화막(222)에 구멍(221)의 크기에 대응되고 자전기 합성체(11)의 위치에 대응되는 공동패턴(cavity pattern)이 형성되도록 실리콘산화막(222)을 식각하는 단계(S24), 상부플레이트(22)를 공동패턴에 따라 구멍(221)의 형상으로 습식하는 단계(S25), 그리고 실리콘산화막(222)을 제거하는 단계(S26)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the manufacturing of the upper plate 22 (S2) includes forming a silicon oxide film (SiO 2 ) 222 on the upper and lower surfaces of the upper plate 22 (S23) and the upper plate 22. Etching the silicon oxide film 222 such that a cavity pattern corresponding to the size of the hole 221 and corresponding to the position of the magnetoelectric composite 11 is formed in the silicon oxide film 222 of the bottom surface of the bottom surface of the silicon oxide film 222 ( S24), wetting the upper plate 22 into the shape of the hole 221 according to the cavity pattern (S25), and removing the silicon oxide film 222 (S26).
또한, 도 4를 참조하면, 상부플레이트(22)를 제조하는 단계(S2)는 상부플레이트(22)를 양면연마(DSP)하는 단계(S21)를 포함할 수 있다. 그리고 상부플레이트(22)를 제조하는 단계(S2)는 상부플레이트(22)에 정렬패턴(alignment pattern)이 형성되도록 상부플레이트(22)를 식각하는 단계(S22)를 포함할 수 있다. 여기서, 정렬패턴을 형성하기 위한 식각은 건식 식각으로, ICP(유도결합플라즈마, Inductively Coupled Plasma)를 통해 이루어질 수 있다.In addition, referring to FIG. 4, the step S2 of manufacturing the upper plate 22 may include a step S21 of double-side polishing (DSP) the upper plate 22. In addition, the manufacturing of the upper plate 22 (S2) may include etching the upper plate 22 to form an alignment pattern on the upper plate 22 (S22). Here, the etching for forming the alignment pattern is a dry etching, it may be made through ICP (Inductively Coupled Plasma).
또한, 공동패턴(cavity pattern)이 형성되도록 실리콘산화막(222)을 식각하는 단계(S24)에서는 RIE(반응성 이온 식각, Reactive Ion Etching)를 통해 건식 식각이 이루어질 수 있다.In addition, in step S24 of etching the silicon oxide layer 222 to form a cavity pattern, dry etching may be performed through RIE (reactive ion etching).
그리고 도 4에 나타난 바와 같이, 실리콘산화막(222)을 제거하는 단계(S26)는 상부플레이트(22)의 하면에 티타늄/금(Ti/Au)을 증착하는 단계(S261)를 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 상부플레이트(22)의 하면은 무선충전부(1)의 상면의 합성용 전극(113)의 패터닝되지 않은 부분과 맞닿는 부분이 된다. 이러한 상부플레이트(22)의 하면을 정밀장치에 주로 사용되고 내식성이 우수하며 인체에 무해한 티타늄과 전기전도성이 있는 금을 통해 증착(223)함으로써, 상부플레이트(22)의 하면과 무선충전부(1)의 상면의 결합(S3)에 있어서의 결합성, 합성용 전극(113)의 전기전도성 등이 확보될 수 있다.As shown in FIG. 4, the removing of the silicon oxide layer 222 (S26) may include depositing titanium / gold (Ti / Au) on the lower surface of the upper plate 22 (S261). Referring to FIG. 4, the lower surface of the upper plate 22 is a portion contacting with the unpatterned portion of the synthesis electrode 113 of the upper surface of the wireless charging unit 1. The lower surface of the upper plate 22 is mainly used in precision devices and is deposited 223 through titanium having excellent corrosion resistance and harmless to the human body and gold having electrical conductivity, thereby lowering the upper plate 22 and the wireless charging unit 1. The bonding in the bonding S3 of the upper surface, the electrical conductivity of the electrode 113 for synthesis, and the like can be secured.
다음으로, 상부플레이트(22)와 무선충전부(1)를 결합하는 단계(S3)를 살핀다.Next, look at the step (S3) for coupling the upper plate 22 and the wireless charging unit (1).
도 4를 참조하면, 상부플레이트(22)와 무선충전부(1)를 결합하는 단계(S3)는 자전기 합성체(11)가 구멍(221)과 평면상으로 대응되는 위치에 놓이도록 상부플레이트(22)의 하측에 무선충전부(1)를 배치한 후 서로 본딩(bonding)하는 단계일 수 있다. 또한, 상부플레이트(22)와 무선충전부(1)의 본딩은 상술한 바와 같이 예를 들어 상부플레이트(22)의 티타늄/금 증착부(223)와 무선충전부(1)의 합성용 전극(113)과의 접합으로 이루어질 수 있다. 이러한 본딩은 직접적인 열 압착 방식인 공융접합(eutectic bonding)을 통해 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 4, in operation S3, the upper plate 22 and the wireless charging unit 1 may be coupled to each other so that the magnet composite body 11 is positioned at a position corresponding to the hole 221 in plan view. It may be a step of bonding (bonding) after placing the wireless charging unit 1 on the lower side of 22). In addition, the bonding of the upper plate 22 and the wireless charging unit 1 is, for example, as described above, for example, the electrode 113 for synthesizing the titanium / gold deposition unit 223 and the wireless charging unit 1 of the upper plate 22. It can be made by conjugation with. Such bonding may be achieved through eutectic bonding, which is a direct thermal compression method.
도 5는 도 2의 무선충전 압력센서 제조 방법의 다이어프램을 제조하는 단계의 흐름도이다.5 is a flowchart of a step of manufacturing a diaphragm of the method for manufacturing a wireless charging pressure sensor of FIG. 2.
다음으로, 다이어프램(211)을 제조하는 단계(S4)를 살핀다.Next, look at the step (S4) for manufacturing the diaphragm 211.
도 5를 참조하면, 다이어프램(211)을 제조하는 단계(S4)는 절연층(220) 위에 실리콘 단결정층(210)이 구비된 웨이퍼(SOI)(200)를 무선충전부(1)의 하면에 자전기 합성체(11)와 이격되도록 본딩하는 단계(S41), 그리고 실리콘 단결정층(210)을 다이어프램(211)으로 남겨 두고 절연층(220)을 분리하는 단계(S42)를 포함할 수 있다. 여기서, 이러한 본딩은 양극본딩(anodic bonding) 방식을 통해 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 5, in operation S4 of manufacturing the diaphragm 211, a wafer (SOI) 200 having a silicon single crystal layer 210 formed on the insulating layer 220 may be placed on the bottom surface of the wireless charging unit 1. Bonding to be spaced apart from the electrical composite (11) (S41), and leaving the silicon single crystal layer 210 as a diaphragm 211, and separating the insulating layer 220 (S42). In this case, such bonding may be performed through an anodic bonding method.
또한, 다이어프램(211)을 제조하는 단계(S4)는 다이어프램(211)의 하면에 정렬패턴이 형성되도록 다이어프램(211)을 식각하는 단계(S43)를 더 포함할 수 있다.In addition, the step (S4) of manufacturing the diaphragm 211 may further include the step (S43) of etching the diaphragm 211 so that the alignment pattern is formed on the lower surface of the diaphragm 211.
도 6은 도 2의 무선충전 압력센서 제조 방법의 하부플레이트를 제조하는 단계 및 하부플레이트와 다이어프램을 결합하는 단계의 흐름도이다.6 is a flow chart of the step of manufacturing the bottom plate of the wireless charging pressure sensor manufacturing method of Figure 2 and the step of combining the bottom plate and the diaphragm.
다음으로, 하부플레이트(212)를 제조하는 단계(S5)를 살핀다.Next, look at the step (S5) to manufacture the lower plate (212).
도 6을 참조하면, 하부플레이트(212)를 제조하는 단계(S5)는 하부플레이트(212)의 상면에서 구멍(221)과 평면상으로 대응되는 부분을 식각하여 다이어프램(211)과 이격되는 바닥을 구비하는 홈(2122)을 형성하는 단계(S52), 그리고 하부플레이트(212) 및 홈(2122)의 상면에 전극(2121)을 형성하는 단계(S53)를 포함할 수 있다. 여기서, 하부플레이트(212)는 파이렉스(pyrex) 재질로 구비될 수 있다.Referring to FIG. 6, in operation S5 of manufacturing the lower plate 212, the bottom portion spaced apart from the diaphragm 211 may be etched by etching a portion corresponding to the hole 221 in a plane on the upper surface of the lower plate 212. The method may include forming a groove 2122 having an upper surface (S52), and forming an electrode 2121 on an upper surface of the lower plate 212 and the groove 2122 (S53). Here, the lower plate 212 may be provided of a pyrex material.
그리고 전극(2121)을 형성하는 단계(S53)는 하부플레이트(212) 및 홈(2122)의 상면에 크롬/금(Cr/Au)을 증착하는 단계(S531)를 포함할 수 있다. 금으로만 이루어진 전극(2121)은 보통 유리나 실리콘인 표면에 대한 증착력이 떨어지므로, 증착 시 부착력이 있는(adhesive) 크롬을 사용할 수 있다.The forming of the electrode 2121 (S53) may include depositing chromium / gold (Cr / Au) on the upper surfaces of the lower plate 212 and the groove 2122 (S531). Since the electrode 2121 made of only gold has a low deposition force on a surface which is usually glass or silicon, it is possible to use adhesive chromium during deposition.
또한, 하부플레이트(212)를 제조하는 단계(S5)는 홈(2122)이 형성되기 전에 하부플레이트(212)의 상면 및 하면을 폴리실리콘(P-Si)(2123)으로 증착하는 단계(S51)를 더 포함할 수 있다.In addition, in the manufacturing of the lower plate 212 (S5), depositing the upper and lower surfaces of the lower plate 212 with polysilicon (P-Si) 2123 before the grooves 2122 are formed (S51). It may further include.
이러한 폴리실리콘은 식각되지 말아야 할 부분을 HF 용액 등으로부터 보호하는 역할(etch stop)을 하므로, 폴리실리콘(2123)을 증착한 후에는 홈(2122)을 형성하는 단계(S52)에서 식각하고자 하는 부분은 패터닝으로 제거할 수 있다. 예를 들어 하부플레이트(212)가 파이렉스인 경우라면, 홈(2122)을 형성하는 단계(S52)에서 하부플레이트(212)를 HF 용액에 담가 폴리실리콘이 없는 부분만 식각될 수 있다. 또한, 홈(2122)을 형성하는 단계(S52)가 끝난 후에는 남아 있는 폴리실리콘을 모두 제거한 후 전극(2121)을 형성하는 단계(S53)가 수행될 수 있다.Since the polysilicon serves to protect the portion that should not be etched from the HF solution or the like (etch stop), the portion to be etched in the step S52 of forming the groove 2122 after the polysilicon 2123 is deposited. Can be removed by patterning. For example, if the lower plate 212 is Pyrex, only the portion without polysilicon may be etched by immersing the lower plate 212 in the HF solution in step S52 of forming the groove 2122. In addition, after the step S52 of forming the grooves 2122 is finished, the step S53 of forming the electrode 2121 after removing all remaining polysilicon may be performed.
다음으로, 다이어프램(211)과 하부플레이트(212)를 결합하는 단계(S6)를 살핀다.Next, look at the step (S6) for coupling the diaphragm 211 and the lower plate 212.
도 6을 참조하면, 다이어프램(211)과 하부플레이트(212)를 결합하는 단계(S6)는 구멍(221)과 평면상으로 대응되는 부분에 전극(2121)이 배치되도록 다이어프램(211)의 하측에 하부플레이트(212)를 배치한 후 서로 본딩(bonding)하는 단계일 수 있다. 여기서, 이러한 본딩은 양극본딩(anodic bonding) 방식을 통해 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 6, in operation S6 of combining the diaphragm 211 and the lower plate 212, the electrode 2121 may be disposed at a lower portion of the diaphragm 211 in a portion corresponding to the hole 221 in plan view. The lower plate 212 may be disposed and then bonded to each other. In this case, such bonding may be performed through an anodic bonding method.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and the present invention is easily changed and equivalent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Includes all changes and modifications to the scope of the matter.
본 발명은 무선충전 압력센서에 관한 것으로 의료 분야, 자동차 분야 등 여러 분야의 압력 센서에 적용될 수 있어 산업상 이용가능성이 있다.The present invention relates to a wireless charging pressure sensor can be applied to pressure sensors in various fields, such as the medical field, automotive field, there is industrial applicability.

Claims (25)

  1. 외부로부터 작용하는 자기장에 따라 전압을 발생시키는 자전기 합성체(ME composite)를 구비하는 무선충전부, 그리고Wireless charging unit having a ME composite that generates a voltage according to the magnetic field acting from the outside, and
    압력을 감지하고 상기 전압의 공급에 따라 구동되는 압력센서를 구비하는 압력센서부를 포함하는 무선충전 압력센서.Wireless charging pressure sensor comprising a pressure sensor unit for detecting the pressure and having a pressure sensor driven in accordance with the supply of the voltage.
  2. 제1항에서,In claim 1,
    상기 압력센서는The pressure sensor
    상기 압력에 따라 휘어지는 다이어프램, 그리고A diaphragm bent according to the pressure, and
    상측에 전극을 구비하고 상기 전극이 상기 다이어프램으로부터 하향으로 이격되도록 배치되는 하부플레이트를 포함하는 무선충전 압력센서.Wireless charging pressure sensor having an electrode on the upper side and a lower plate disposed so that the electrode is spaced downward from the diaphragm.
  3. 제1항에서,In claim 1,
    상기 자전기 합성체는The magnetoelectric composite is
    상기 외부로부터 작용하는 자기장에 따른 자기에너지를 변형에너지로 변환하는 자기변형물질부(magnetostrictive material), 그리고A magnetostrictive material unit for converting magnetic energy according to the magnetic field acting from the outside into strain energy, and
    상기 자기변형물질부와 합성되어 상기 변형에너지를 통해 상기 전압을 발생시키는 압전물질부(piezoelectric material)를 포함하는 무선충전 압력센서. And a piezoelectric material portion synthesized with the magnetostrictive material portion to generate the voltage through the strain energy.
  4. 제1항에서,In claim 1,
    상기 무선충전부 및 상기 압력센서부는 반도체공정기술을 통해 제조되고 서로 결합되는 무선충전 압력센서.The wireless charging unit and the pressure sensor unit is a wireless charging pressure sensor manufactured through a semiconductor process technology and coupled to each other.
  5. 제1항에서,In claim 1,
    상기 무선충전부는 상기 자전기 합성체에서 발생된 전압을 충전하고 상기 압력센서에 충전된 전압을 공급하는 충전부를 더 포함하는 무선충전 압력센서.The wireless charging unit further comprises a charging unit for charging the voltage generated by the magnetoelectric composite and supplying the charged voltage to the pressure sensor.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,The method according to any one of claims 1 to 5,
    상기 압력센서부는 상기 압력센서의 상측에 배치되고 상하방향으로 구멍이 형성되는 상부플레이트를 더 포함하고,The pressure sensor unit further comprises an upper plate which is disposed on the upper side of the pressure sensor and the hole is formed in the vertical direction,
    상기 압력센서는 상기 구멍을 통해 작용하는 압력을 감지하는 무선충전 압력센서.The pressure sensor is a wireless charging pressure sensor for sensing the pressure acting through the hole.
  7. 제6항에서,In claim 6,
    상기 무선충전부는 상기 상부플레이트와 상기 압력센서의 사이에 배치되는 무선충전 압력센서.The wireless charging unit is a wireless charging pressure sensor disposed between the upper plate and the pressure sensor.
  8. 제7항에서,In claim 7,
    상기 무선충전부는 상기 구멍과 평면상으로 대응되는 위치에 형성되는 대응 홀을 포함하는 무선충전 압력센서.The wireless charging unit is a wireless charging pressure sensor including a corresponding hole formed in a position corresponding to the plane in the plane.
  9. 제8항에서,In claim 8,
    상기 자전기 합성체는 상기 구멍을 통해 작용하는 압력이 상기 다이어프램에 전달될 수 있는 형상으로 상기 대응 홀의 내측에 구비되는 무선충전 압력센서.The magnetoelectric composite is a wireless charging pressure sensor is provided on the inside of the corresponding hole in the shape that the pressure acting through the hole can be transmitted to the diaphragm.
  10. 제9항에서,In claim 9,
    상기 자전기 합성체는 상기 대응 홀의 둘레로부터 내측으로 연장되는 캔틸레버(cantilever)의 형상으로 구비되는 무선충전 압력센서.The magnetoelectric composite is a wireless charging pressure sensor provided in the shape of a cantilever (cantilever) extending inward from the circumference of the corresponding hole.
  11. 제9항에서,In claim 9,
    상기 자전기 합성체는 상기 대응 홀을 가로지르는 브릿지(bridge)의 형상으로 구비되는 무선충전 압력센서.The magnetoelectric composite is a wireless charging pressure sensor provided in the shape of a bridge (cross) across the corresponding hole.
  12. 제6항에서,In claim 6,
    상기 구멍은 상하방향으로 자른 단면이 윗변이 짧은 사다리꼴의 형상이 되도록 형성되는 무선충전 압력센서.The hole is a wireless charging pressure sensor is formed so that the cross-section cut in the vertical direction is short trapezoidal shape of the upper side.
  13. 외부로부터 작용하는 자기장에 따라 전압을 발생시키는 자전기 합성체(ME composite)를 구비하는 무선충전부를 제조하는 단계,Manufacturing a wireless charging unit having a ME composite that generates a voltage according to a magnetic field acting from the outside,
    상하방향으로 구멍이 형성되는 상부플레이트를 제조하는 단계,Manufacturing an upper plate in which holes are formed in the vertical direction;
    상기 상부플레이트의 하면에 상기 무선충전부의 상면이 맞닿도록 상기 상부플레이트와 상기 무선충전부를 결합하는 단계,Coupling the upper plate and the wireless charging unit to abut the upper surface of the wireless charging unit on a lower surface of the upper plate;
    상기 무선충전부의 하측에 상기 구멍을 통해 작용하는 압력에 따라 휘어지는 다이어프램을 제조하는 단계,Manufacturing a diaphragm that is bent under pressure acting through the hole at the lower side of the wireless charging unit;
    상측에 전극을 구비하는 하부플레이트를 제조하는 단계, 그리고Manufacturing a lower plate having an electrode thereon, and
    상기 전극이 상기 다이어프램으로부터 하향으로 이격되도록 상기 다이어프램과 상기 하부플레이트를 결합하는 단계를 포함하는 무선충전 압력센서 제조 방법.And coupling the diaphragm and the lower plate such that the electrode is spaced downward from the diaphragm.
  14. 제13항에서,In claim 13,
    상기 무선충전부를 제조하는 단계는The step of manufacturing the wireless charging unit
    실리콘 웨이퍼(silicon wafer)의 상면에 압전물질을 본딩(bonding)하는 단계,Bonding a piezoelectric material to a top surface of a silicon wafer;
    상기 압전물질을 씨닝(thinning)하여 압전물질부를 구비하는 단계,Thinning the piezoelectric material to provide a piezoelectric material portion;
    상기 압전물질부의 상면에 합성용 전극을 패터닝(patterning)하는 단계,Patterning a synthesis electrode on an upper surface of the piezoelectric material portion;
    상기 합성용 전극의 패터닝된 부분의 상면과 상기 압전물질부의 노출된 상면에 자기변형물질을 증착(deposition)하여 자기변형물질부를 구비하는 단계, 그리고Depositing a magnetostrictive material on an upper surface of the patterned portion of the synthesis electrode and an exposed top surface of the piezoelectric material portion to provide a magnetostrictive material portion; and
    상기 압전물질부, 상기 합성용 전극의 패터닝된 부분, 및 상기 자기변형물질부가 서로 결합되어 캔틸레버 형상 또는 브릿지 형상으로 구비되도록 식각(etching)하는 단계를 포함하는 무선충전 압력센서 제조 방법.And etching the piezoelectric material portion, the patterned portion of the synthesis electrode, and the magnetostrictive material portion to be coupled to each other to be provided in a cantilever shape or a bridge shape.
  15. 제14항에서,The method of claim 14,
    상기 캔틸레버 형상 또는 브릿지 형상으로 구비되도록 식각하는 단계는Etching so as to have a cantilever shape or a bridge shape
    상기 자기변형물질부가 증착된 부분의 둘레를 따라 상기 압전물질부와 상기 합성용 전극을 식각하는 단계, 그리고Etching the piezoelectric material portion and the synthesis electrode along a circumference of the portion where the magnetostrictive material portion is deposited; and
    상기 실리콘 웨이퍼 중 상기 자기변형물질부가 증착된 부분의 하측에 배치된 부분을 식각하는 단계를 포함하는 무선충전 압력센서 제조 방법.And etching the portion of the silicon wafer disposed under the portion in which the magnetostrictive material portion is deposited.
  16. 제13항에서,In claim 13,
    상기 상부플레이트를 제조하는 단계는The manufacturing of the upper plate
    상기 상부플레이트의 상면 및 하면에 실리콘산화막(SiO2)을 형성하는 단계,Forming a silicon oxide film (SiO 2 ) on the top and bottom surfaces of the upper plate;
    상기 상부플레이트의 하면의 실리콘산화막에 상기 구멍의 크기에 대응되고 상기 자전기 합성체의 위치에 대응되는 공동패턴(cavity pattern)이 형성되도록 상기 실리콘산화막을 식각하는 단계,Etching the silicon oxide film so that a cavity pattern corresponding to the size of the hole and corresponding to the position of the magnetoelectric composite is formed in the silicon oxide film on the lower surface of the upper plate;
    상기 상부플레이트를 상기 공동패턴에 따라 구멍의 형상으로 습식하는 단계, 그리고Wetting the upper plate in the shape of a hole according to the cavity pattern, and
    상기 실리콘산화막을 제거하는 단계를 포함하는 무선충전 압력센서 제조 방법.Wireless charging pressure sensor manufacturing method comprising the step of removing the silicon oxide film.
  17. 제16항에서,The method of claim 16,
    상기 상부플레이트를 제조하는 단계는The manufacturing of the upper plate
    상기 상부플레이트를 양면연마(DSP)하는 단계, 그리고Polishing the upper plate on both sides (DSP), and
    상기 상부플레이트에 정렬패턴(alignment pattern)이 형성되도록 상기 상부플레이트를 식각하는 단계를 더 포함하는 무선충전 압력센서 제조 방법.And etching the upper plate such that an alignment pattern is formed on the upper plate.
  18. 제16항에서,The method of claim 16,
    상기 실리콘산화막을 제거하는 단계는 상기 상부플레이트의 하면에 티타늄/금(Ti/Au)을 증착하는 단계를 포함하는 무선충전 압력센서 제조 방법.Removing the silicon oxide film is a wireless charging pressure sensor manufacturing method comprising the step of depositing a titanium / gold (Ti / Au) on the lower surface of the upper plate.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에서,19. The method of any of claims 13-18,
    상기 상부플레이트와 상기 무선충전부를 결합하는 단계는 상기 자전기 합성체가 상기 구멍과 평면상으로 대응되는 위치에 놓이도록 상기 상부플레이트의 하측에 상기 무선충전부를 배치한 후 서로 본딩(bonding)하는 단계인 무선충전 압력센서 제조 방법.Coupling the upper plate and the wireless charging unit is a step of placing the wireless charging unit on the lower side of the upper plate so as to be placed in a position corresponding to the hole on the plane planar bonding to each other (bonding) Wireless charging pressure sensor manufacturing method.
  20. 제13항에서,In claim 13,
    상기 다이어프램을 제조하는 단계는The step of manufacturing the diaphragm
    절연층 위에 실리콘 단결정층이 구비된 웨이퍼(SOI)를 상기 무선충전부의 하면에 상기 자전기 합성체와 이격되도록 본딩하는 단계, 그리고Bonding a wafer (SOI) having a silicon single crystal layer on an insulating layer to be spaced apart from the magnetoelectric composite on the bottom surface of the wireless charging unit, and
    상기 실리콘 단결정층을 상기 다이어프램으로 남겨 두고 상기 절연층을 분리하는 단계를 포함하는 무선충전 압력센서 제조 방법.Leaving the silicon single crystal layer as the diaphragm and separating the insulating layer.
  21. 제20항에서,The method of claim 20,
    상기 다이어프램을 제조하는 단계는The step of manufacturing the diaphragm
    상기 다이어프램의 하면에 정렬패턴이 형성되도록 상기 다이어프램을 식각하는 단계를 더 포함하는 무선충전 압력센서 제조 방법.And etching the diaphragm so that an alignment pattern is formed on the bottom surface of the diaphragm.
  22. 제13항에서,In claim 13,
    상기 하부플레이트를 제조하는 단계는The manufacturing of the lower plate
    상기 하부플레이트의 상면에서 상기 구멍과 평면상으로 대응되는 부분을 식각하여 상기 다이어프램과 이격되는 바닥을 구비하는 홈을 형성하는 단계, 그리고Forming a groove having a bottom spaced apart from the diaphragm by etching a portion corresponding to the hole in a plane on an upper surface of the lower plate, and
    상기 하부플레이트 및 상기 홈의 상면에 전극을 형성하는 단계를 포함하는 무선충전 압력센서 제조 방법.Wireless charging pressure sensor manufacturing method comprising the step of forming an electrode on the upper surface of the lower plate and the groove.
  23. 제22항에서,The method of claim 22,
    상기 전극을 형성하는 단계는 상기 하부플레이트 및 상기 홈의 상면에 크롬/금(Cr/Au)을 증착하는 단계를 포함하는 무선충전 압력센서 제조 방법.Forming the electrode comprises a step of depositing chromium / gold (Cr / Au) on the upper surface of the lower plate and the groove.
  24. 제22항에서,The method of claim 22,
    상기 하부플레이트를 제조하는 단계는 상기 홈이 형성되기 전에 상기 하부플레이트의 상면 및 하면을 폴리실리콘(P-Si)으로 증착하는 단계를 더 포함하는 무선충전 압력센서 제조 방법.The manufacturing of the lower plate further comprises depositing the upper and lower surfaces of the lower plate with polysilicon (P-Si) before the groove is formed.
  25. 제13항 및 제20항 내지 제24항 중 어느 한 항에서,The method according to any one of claims 13 and 20 to 24,
    상기 다이어프램과 상기 하부플레이트를 결합하는 단계는 상기 구멍과 평면상으로 대응되는 부분에 상기 전극이 배치되도록 상기 다이어프램의 하측에 상기 하부플레이트를 배치한 후 서로 본딩(bonding)하는 단계인 무선충전 압력센서 제조 방법.Coupling the diaphragm and the lower plate is a wireless charging pressure sensor that is the step of placing the lower plate on the lower side of the diaphragm so as to arrange the electrode in a portion corresponding to the hole and the plane and bonding (bonding) to each other. Manufacturing method.
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