KR101050517B1 - Micro-heat flux sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세한 유동이 존재하는 상태에서 유체가 센싱부에 방출하는 열량을 측정하는 센서와 그 제조 방법에 관한 것이다. 세포의 발열 및 생체 조직의 발열 특성 연구 등의 바이오 장치들의 경우 생화학적 방법에 의한 측정이 아닌 비침습적이고 비접촉, 물질적 변형이 따르지 않는 방법이 필요하다. 따라서, 생체 조직 샘플의 변형과 파괴를 막기 위해 샘플의 대사를 위한 보존액과 같이 샘플의 측정이 요구되고, 샘플을 고정하지 않고 유체 채널 내에서의 유동시의 측정이 필요하다. 본 발명은 이러한 목적을 위한 것으로서, 써모파일로 이루어진 열유속 센서와 샘플의 보존액과 유동을 위한 유체 채널이 결합된 센서이며, 생체 조직의 원래 상태를 유지하면서 고분해능이나 고민감도의 발열 측정이 가능한 특징이 있다. 따라서, 본 발명은 미세 온도나 열류량, 특히 생체 세포의 발열량(heat generation)을 측정하는 데에 이용될 수 있다. 본 발명은 나노 마이크로 센서나 전자제품 스마트 냉각 시스템, 각종 의료 기기 등에 적용될 수 있다.The present invention relates to a sensor for measuring the amount of heat that a fluid emits to a sensing unit in the presence of a minute flow, and a method of manufacturing the same. Biological devices such as cell heat generation and biomolecule heating characteristics should not be biochemically measured but non-invasive, noncontact, and not subject to material deformation. Therefore, in order to prevent deformation and destruction of the biopsy sample, measurement of the sample is required, such as a preservative solution for metabolism of the sample, and measurement at the time of flow in the fluid channel is required without fixing the sample. The present invention is directed to a heat flux sensor comprising a thermopile and a sensor coupled to a fluid channel for flow of a sample with a preservative solution and capable of measuring heat with high resolution and sensitivity while maintaining the original state of the living tissue. have. Therefore, the present invention can be used to measure micro-temperature or heat flux, in particular, heat generation of living cells. The present invention can be applied to a nano micro sensor, an electronic product smart cooling system, various medical devices, and the like.
본 발명은 (a) 웨이퍼의 적어도 일면을 폴리싱하여 실리콘 기판부를 형성하는 단계; (b) 실리콘 기판부의 적어도 일면에 절연층을 증착시키는 단계; (c) 절연층 위에 서로 다른 두 금속층이 번갈아 연결된 열 감지부를 증착시키며, 열 감지부의 일측에 형성된 두 금속층의 접합부 인접 위치에 메인 히터를 형성시키고 열 감지부의 타측에 형성된 접합부에 인접하는 위치에 보조 히터를 더 형성시키는 단계; (d) 절연층, 열 감지부, 메인 히터 및 보조 히터의 노출면을 덮는 보호층을 형성시 키는 단계; 및 (e) 양단면이 상기 보호층에 접착된 고분자 수지층을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 열유속 센서의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 샘플에 대한 센서 측정값의 정확도를 높일 수 있다. 또한, 생체 조직의 발열 특성을 수월하게 파악할 수 있다.(A) polishing at least one side of a wafer to form a silicon substrate portion; (b) depositing an insulating layer on at least one side of the silicon substrate portion; (c) depositing a heat sensing portion in which two different metal layers are alternately connected to each other on the insulating layer, forming a main heater at a position adjacent to the junction of the two metal layers formed on one side of the heat sensing portion, Further forming a heater; (d) forming a protective layer covering the exposed surface of the insulating layer, the heat sensing portion, the main heater, and the auxiliary heater; And (e) forming a polymer resin layer having both end faces bonded to the protective layer. According to the present invention, it is possible to increase the accuracy of the sensor measurement value for the sample. Further, the heat generation characteristics of the living tissue can be grasped easily.
열유속 센서(heat flux sensor), 보조 히터, 써미스터(thermistor), 써모파일(thermopile), 리프트 오프(lift off), LPCVD, PECVD A heat flux sensor, an auxiliary heater, a thermistor, a thermopile, a lift off, a LPCVD, a PECVD
Description
본 발명은 미세 열유속 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 열 감지 소자 양측에 히터와 보조 히터를 각각 구비하는 미세 열유속 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a micro heat flux sensor and a manufacturing method thereof. More particularly, the present invention relates to a micro heat flux sensor including a heater and an auxiliary heater on both sides of a heat sensing element, and a method of manufacturing the same.
반도체 칩이 점차 고성능화되면서 급속도로 동작 전력이 증가하고 있다. 마이크로 프로세서나 메모리 및 기타 미세 전자 소자의 경우, 반도체 칩이 동작하면서 발생되는 열이 효과적으로 외부로 방열해야만 반도체 칩이 고열에 의해 열화되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 반도체 칩이 실장된 반도체 패키지에 대하여 효과적인 방열 설계를 하기 위해서는 우선 반도체 칩의 각 부분의 온도를 파악해야 한다. 나아가 열의 이동 경도를 정확히 파악하여 반도체 패키지의 구조 및 재질을 변경해야 한다. 이와 같이 반도체 칩 내에서 열의 이동을 나타내는 물리량인 열유속(heat flux)의 분포를 정밀하게 측정할 필요성이 대두되면서 다양한 열유속 센서가 개발되고 있다. 이러한 열유속 센서는 측정 방법에 따라 구배형(gradient) 열유속 센서, 과도형(transient) 열유속 센서 및 평형형(balanced) 열유속 센서로 분류 된다.As semiconductor chips are becoming more sophisticated, operating power is rapidly increasing. In the case of a microprocessor, a memory, and other fine electronic devices, heat generated by operation of the semiconductor chip must be effectively dissipated to the outside, thereby preventing the semiconductor chip from being deteriorated by heat. In order to achieve an effective heat dissipation design for a semiconductor package having such a semiconductor chip mounted thereon, the temperature of each part of the semiconductor chip must first be grasped. Further, the structure and material of the semiconductor package must be changed by accurately grasping the heat transferring hardness. Various heat flux sensors have been developed as the need to precisely measure the distribution of the heat flux, which is a physical quantity indicating the movement of heat in the semiconductor chip. Such a heat flux sensor is classified into a gradient heat flux sensor, a transient heat flux sensor and a balanced heat flux sensor according to a measurement method.
그런데, 이러한 열유속 센서의 측정 분해능을 향상시키기 위해서는 노이즈 해결이 필수이다. 특히, 미세 열유속 센서의 경우, 써모파일(thermopile)을 이루는 열전쌍의 컨택 노이즈, 센서 주위 환경에 기인한 노이즈, 샘플에서 입력되는 미세한 열류 등을 분리해내는 것이 필요하다. 그러나, 종래의 열유속 센서는 이의 해결이 어려웠다.In order to improve the measurement resolution of such a heat flux sensor, it is necessary to solve the noise. Particularly, in the case of a microfluidic sensor, it is necessary to separate the contact noise of the thermocouple constituting the thermopile, the noise caused by the ambient environment of the sensor, and the fine heat flow input from the sample. However, the conventional heat flux sensor has been difficult to solve.
한편, 열유속 센서를 이용하여 열유속을 측정할 때에 열유속을 외부로 발산하는 대상 표면과 센서 사이에 접착 물질을 사용하여 대상 표면에 센서를 부착하여 고정시켜야 한다. 그러나, 종래의 열유속 센서는 대상 표면과 센서 사이의 접촉 저항을 전혀 고려하지 못하기 때문에 오차가 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 열유속 센서에서 열전대쌍을 통해 측정하는 기전력 값이 마이크로볼트(μV) 단위로서 상당히 작음을 고려할 때, 이러한 접촉 저항의 오차에 따라 센서의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있었다. 따라서, 접촉 저항을 고려할 수 있는 보다 정밀한 열유속 측정을 위한 새로운 센서가 요구되고 있다.On the other hand, when measuring the heat flux using the heat flux sensor, the sensor should be fixed to the surface of the object by using an adhesive material between the object surface and the sensor which emits the heat flux to the outside. However, the conventional heat flux sensor has a problem that an error occurs because the contact resistance between the object surface and the sensor can not be considered at all. Also, considering that the value of the electromotive force measured through the pair of thermocouples in the heat flux sensor is considerably small as a unit of microvolt (μV), there is a problem that the reliability of the sensor is deteriorated due to the error of the contact resistance. Therefore, there is a demand for a new sensor for more accurate measurement of the heat flux that can take account of contact resistance.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 열감지 소자(열전대쌍)의 양측에 히터와 보조 히터를 각각 구비하는 미세 열유속 센서 및 그 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a microthermal flux sensor having a heater and an auxiliary heater on both sides of a heat sensing element (pair of thermocouples) and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명은 유동 제어가 가능한 유체 채널을 형성하는 미세 열유속 센서 및 그 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a micro-heat flux sensor which forms a fluid channel capable of flow control and a manufacturing method thereof.
본 발명은 미세한 유동이 존재하는 상태에서 유체가 센싱부에 방출하는 열량을 측정하는 센서와 그 제조 방법에 관한 것이다. 세포의 발열 및 생체 조직의 발열 특성 연구 등의 바이오 장치들의 경우 생화학적 방법에 의한 측정이 아닌 비침습적이고 비접촉, 물질적 변형이 따르지 않는 방법이 필요하다. 따라서, 생체 조직 샘플의 변형과 파괴를 막기 위해 샘플의 대사를 위한 보존액과 같이 샘플의 측정이 요구되고, 샘플을 고정하지 않고 유체 채널 내에서의 유동시의 측정이 필요하다. 본 발명은 이러한 목적을 위한 것으로서, 써모파일로 이루어진 열유속 센서와 샘플의 보존액과 유동을 위한 유체 채널이 결합된 센서이며, 생체 조직의 원래 상태를 유지하면서 고분해능이나 고민감도의 발열 측정이 가능한 특징이 있다. 따라서, 본 발명은 미세 온도나 열류량, 특히 생체 세포의 발열량(heat generation)을 측정하는 데에 이용될 수 있다. 본 발명은 나노 마이크로 센서나 전자제품 스마트 냉각 시스템, 각종 의료 기기 등에 적용될 수 있다.The present invention relates to a sensor for measuring the amount of heat that a fluid emits to a sensing unit in the presence of a minute flow, and a method of manufacturing the same. Biological devices such as cell heat generation and biomolecule heating characteristics should not be biochemically measured but non-invasive, noncontact, and not subject to material deformation. Therefore, in order to prevent deformation and destruction of the biopsy sample, measurement of the sample is required, such as a preservative solution for metabolism of the sample, and measurement at the time of flow in the fluid channel is required without fixing the sample. The present invention is directed to a heat flux sensor comprising a thermopile and a sensor coupled to a fluid channel for flow of a sample with a preservative solution and capable of measuring heat with high resolution and sensitivity while maintaining the original state of the living tissue. have. Therefore, the present invention can be used to measure micro-temperature or heat flux, in particular, heat generation of living cells. The present invention can be applied to a nano micro sensor, an electronic product smart cooling system, various medical devices, and the like.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, (a) 웨이퍼의 적어도 일면을 폴리싱하여 실리콘 기판부를 형성하는 단계; (b) 상기 실리콘 기판부의 적어도 일면에 절연층을 증착시키는 단계; (c) 상기 절연층 위에 서로 다른 두 금속층이 번갈아 연결된 열 감지부를 증착시키며, 상기 열 감지부의 일측에 형성된 상기 두 금속층의 접합부 인접 위치에 메인 히터를 형성시키고 상기 열 감지부의 타측에 형성된 상기 접합부에 인접하는 위치에 보조 히터를 더 형성시키는 단계; (d) 상기 절연층, 상기 열 감지부, 상기 메인 히터 및 상기 보조 히터의 노출면을 덮는 보호층을 형성시키는 단계; 및 (e) 양단면이 상기 보호층에 접착된 고분자 수지층을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 열유속 센서의 제조 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: (a) polishing at least one surface of a wafer to form a silicon substrate portion; (b) depositing an insulating layer on at least one side of the silicon substrate; (c) depositing a heat sensing part in which two different metal layers are alternately connected on the insulating layer, forming a main heater at a position adjacent to the junction of the two metal layers formed on one side of the heat sensing part, Forming an auxiliary heater at an adjacent position; (d) forming a protective layer covering the exposed surfaces of the insulating layer, the heat sensing portion, the main heater, and the auxiliary heater; And (e) forming a polymer resin layer having both end faces bonded to the protective layer.
바람직하게는, 상기 (d) 단계와 상기 (e) 단계의 중간 단계는, (d1) 상기 절연층 또는 상기 열 감지부 위에 형성된 상기 보호층을 제거시키는 단계; 및 (d2) 상기 절연층, 상기 열 감지부, 상기 메인 히터, 상기 보조 히터 및 상기 보호층이 적층되지 않은 상기 실리콘 기판부의 일면에 캐비티(cavity)를 형성시키는 단계를 포함한다. 더 바람직하게는, 상기 (d1) 단계는, (d1a) 상기 제거시키려는 보호층 위 또는 상기 제거시키지 않으려는 보호층 위에 포토 레지스트층을 형성시키는 단계; 및 (d1b) 상기 포토 레지스트층을 에칭시켜 제거 대상인 보호층을 식각시키는 단계를 포함하거나, 상기 (d2) 단계는 상기 절연층, 상기 열 감지부, 상기 메인 히터, 상기 보조 히터 및 상기 보호층이 적층되지 않은 상기 실리콘 기판부의 일면을 수산화칼륨을 포함하는 식각액으로 에칭시켜 상기 캐비티를 형성시킨다.Preferably, the intermediate step between the step (d) and the step (e) comprises the steps of: (d1) removing the protective layer formed on the insulating layer or the heat sensing part; And (d2) forming a cavity on one surface of the silicon substrate portion where the insulating layer, the heat sensing portion, the main heater, the auxiliary heater, and the protective layer are not stacked. More preferably, the step (d1) includes the steps of: (d1a) forming a photoresist layer on the protection layer to be removed or on the protection layer to be removed; And etching the photoresist layer to etch the protection layer to be removed, wherein the step (d2) includes the steps of: (a1) etching the photoresist layer to remove the insulating layer, the heat sensing part, the main heater, the auxiliary heater, One surface of the silicon substrate portion which is not stacked is etched with an etchant containing potassium hydroxide to form the cavity.
바람직하게는, 상기 (c) 단계는, (ca) 상기 두 금속층 중 어느 하나인 제1 금속층을 상기 절연층 위에 먼저 증착시키는 단계; 및 (cb) 상기 두 금속층 중 다른 하나인 제2 금속층을 상기 절연층 위에 증착시켜 상기 열 감지부를 완성시키고, 상기 제2 금속층으로만 이루어진 상기 메인 히터 또는 상기 보조 히터를 형성시키는 단계를 포함한다. 더 바람직하게는, 상기 (ca) 단계는, (caa) S자 패턴의 포토 레지스트층을 상기 절연층 위에 일방향으로 나열하여 연속 형성시키는 단계; (cab) 상기 포토 레지스트층 위에 크롬 코팅층과 함께 상기 제1 금속층을 증착 적층시키는 단계; 및 (cac) 세척제를 이용하여 더미 포토 레지스트층을 제거시켜 상기 절연층 위에 상기 제1 금속층만 잔존시키는 단계를 포함하거나, 상기 (cb) 단계는, (cba) 떨어져 있는 적어도 두개의 상기 제1 금속층들끼리 이어주는 포토 레지스트층을 상기 절연층 위에 연속 형성시키는 단계; (cbb) 상기 포토 레지스트층 위에 크롬 코팅층과 함께 상기 제2 금속층을 증착 적층시키는 단계; 및 (cbc) 세척제를 이용하여 더미 포토 레지스트층을 제거시켜 상기 절연층 위에 상기 제2 금속층만 잔존시키는 단계를 포함한다.Preferably, the step (c) includes the steps of: (ca) depositing a first metal layer, which is one of the two metal layers, on the insulating layer first; And (cb) depositing a second metal layer, which is another one of the two metal layers, on the insulating layer to complete the heat sensing part, and forming the main heater or the auxiliary heater only of the second metal layer. More preferably, the step (ca) comprises the steps of: (caa) continuously forming a photoresist layer of an S-shaped pattern in one direction on the insulating layer; (cab) depositing and depositing the first metal layer with a chromium coating layer on the photoresist layer; And removing the dummy photoresist layer using a (cac) cleaning agent to leave only the first metal layer on the insulating layer, wherein the step (cb) comprises removing at least two of the first metal layers Forming a photoresist layer on the insulating layer so as to be continuous with each other; (cbb) depositing and depositing the second metal layer with a chromium coating layer on the photoresist layer; And (cbc) removing the dummy photoresist layer using a cleaning agent to leave only the second metal layer on the insulating layer.
바람직하게는, 상기 (b) 단계는 적어도 두개의 상기 절연층을 증착시키며, 인접하는 두 절연층은 서로 다른 화합물로 이루어진다. 더 바람직하게는, 상기 (b) 단계는 이산화규소를 증착시켜 형성한 0.8㎛ 두께의 제1 절연층, 상기 제1 절연층 위에 형성되며 질화규소를 증착시켜 형성한 0.4㎛ 두께의 제2 절연층, 및 상기 제2 절연층 위에 형성되며 이산화규소를 증착시켜 형성한 0.9㎛ 두께의 제3 절연층을 포함하는 상기 절연층을 증착시킨다. 더욱 바람직하게는, 상기 (b) 단계는 상기 제 1 절연층과 상기 제2 절연층을 열 에너지를 이용하는 화학 기상 증착 방법(Chemical Vapor Deposition)으로 증착시키고 상기 제3 절연층을 플라즈마 에너지를 이용하는 화학 기상 증착 방법으로 증착시키거나, 상기 제1 절연층 내지 상기 제3 절연층을 상기 열 에너지를 이용하는 화학 기상 증착 방법으로 증착시킨다.Preferably, the step (b) deposits at least two of the insulating layers, and the adjacent two insulating layers are made of different compounds. More preferably, the step (b) comprises: forming a first insulating layer having a thickness of 0.8 占 퐉 formed by depositing silicon dioxide; a second insulating layer having a thickness of 0.4 占 퐉 formed on the first insulating layer by depositing silicon nitride; And a third insulating layer formed on the second insulating layer and having a thickness of 0.9 mu m formed by depositing silicon dioxide. More preferably, in the step (b), the first insulating layer and the second insulating layer are deposited by a chemical vapor deposition method using thermal energy, and the third insulating layer is deposited by a chemical process using plasma energy Vapor deposition method, or the first insulating layer to the third insulating layer is deposited by a chemical vapor deposition method using the thermal energy.
바람직하게는, 상기 (a) 단계는 상기 절연층이 증착될 상기 웨이퍼의 모든 면을 폴리싱한다.Advantageously, the step (a) polishes all surfaces of the wafer on which the insulating layer is to be deposited.
바람직하게는, 상기 (d) 단계는 이산화규소를 증착시켜 형성한 0.5㎛ 두께의 상기 보호층을 플라즈마 에너지를 이용하는 화학 기상 증착 방법에 따라 형성시킨다.Preferably, the step (d) comprises forming the protective layer having a thickness of 0.5 탆 formed by depositing silicon dioxide according to a chemical vapor deposition method using plasma energy.
또한, 본 발명은 웨이퍼의 적어도 일면을 폴리싱시킨 실리콘 기판부; 상기 실리콘 기판부의 적어도 일면에 증착된 절연층; 상기 절연층 위에 증착되며 서로 다른 두 금속층이 번갈아 연결된 열 감지부; 상기 열 감지부의 일측에 형성된 상기 두 금속층의 접합부에 인접하는 메인 히터; 상기 열 감지부의 타측에 형성된 상기 접합부에 인접하는 보조 히터; 상기 절연층, 상기 열 감지부, 상기 메인 히터 및 상기 보조 히터의 노출면을 덮는 보호층; 및 양단면이 상기 보호층에 접착된 고분자 수지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 열유속 센서를 제공한다.The present invention also provides a semiconductor device comprising: a silicon substrate portion having at least one surface of a wafer polished; An insulating layer deposited on at least one side of the silicon substrate portion; A thermal sensing unit deposited on the insulating layer and connected with two different metal layers alternately; A main heater adjacent to a junction of the two metal layers formed on one side of the heat sensing part; An auxiliary heater adjacent to the bonding portion formed on the other side of the heat sensing portion; A protective layer covering an exposed surface of the insulating layer, the heat sensing portion, the main heater, and the auxiliary heater; And a polymer resin layer having both end faces bonded to the protective layer.
바람직하게는, 상기 미세 열유속 센서는 상기 절연층, 상기 열 감지부, 상기 메인 히터, 상기 보조 히터 및 상기 보호층이 적층되지 않은 상기 실리콘 기판부의 일면에 식각 형성되는 캐비티; 전기 회로가 인쇄되며, 상기 캐비티를 밀폐시키는 기판부; 및 상기 절연층 또는 상기 열 감지부 위에 형성된 상기 보호층이 제거되면 상기 보호층이 제거된 자리에 형성되는 접촉 패드 중 적어도 하나를 더 포함한다.Preferably, the micro-heat flux sensor includes a cavity formed on one surface of the silicon substrate portion where the insulating layer, the heat sensing portion, the main heater, the auxiliary heater, and the protective layer are not stacked; A substrate portion for printing an electric circuit and sealing the cavity; And a contact pad formed on the insulating layer or the removed portion of the protection layer when the protection layer formed on the heat sensing portion is removed.
바람직하게는, 상기 열 감지부는 상기 두 금속층으로 금 코팅층과 니켈 코팅층을 포함하여 이루어지며, 상기 메인 히터 또는 상기 보조 히터는 니켈 코팅층을 포함하여 이루어진다.Preferably, the heat sensing unit includes a gold coating layer and a nickel coating layer as the two metal layers, and the main heater or the auxiliary heater includes a nickel coating layer.
바람직하게는, 상기 미세 열유속 센서는 생체 세포의 발열량을 측정하는 데에 이용된다.Preferably, the micro heat flux sensor is used for measuring calorific value of living cells.
본 발명에 따르면, 다음 효과를 얻을 수 있다. 첫째, 열감지 소자(열전대쌍)의 양측에 히터와 보조 히터를 각각 구비함으로써, 열감지 소자가 샘플에 대한 측정값의 정확도를 높일 수 있다. 둘째, 유동 제어가 가능한 유체 채널을 형성함으로써 생체 조직의 발열 특성을 수월하게 파악할 수 있다.According to the present invention, the following effects can be obtained. First, by providing the heater and the auxiliary heater on both sides of the heat sensing element (thermocouple pair), the thermal sensing element can increase the accuracy of the measurement value for the sample. Secondly, by forming a fluid channel capable of flow control, the heating characteristics of the living tissue can be grasped easily.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.
열 전달에 있어서 물체의 열적 경계 조건를 결정하기 위해서는 물체의 단위 면적당 열 에너지의 전달량인 열유속을 측정해야 한다. 일반적으로 이러한 열유속을 측정하는 수단으로 열유속 센서들이 사용되고 있다. 열유속 센서는 지난 수십년간 광범위하게 연구되어 왔으며, 전도, 대류 및 복사 방식의 열전달 현상을 기본으로 우주 왕복선, 제트 엔진, 건축물의 단열 성능 개선 등과 같은 응용 범위에 효과적으로 사용되는 지경에 이르렀다. 특히, 에너지 보존성이 중요한 과제로 대두되면서 여러 분야에서 열 손실을 막거나 개선하기 위한 노력으로 근래에는 열유속 센서에 대한 다양한 수요가 창출되고 있다.In order to determine the thermal boundary conditions of an object in heat transfer, the heat flux, which is the amount of heat energy delivered per unit area of the object, must be measured. Generally, heat flux sensors are used as means for measuring such heat flux. Heat flux sensors have been extensively studied for decades and have been successfully used for applications such as space shuttles, jet engines, and improved insulation performance in buildings based on convection, convection and radiation heat transfer phenomena. In particular, as energy conservation has become an important issue, efforts have been made to prevent or improve heat loss in various fields, and various demands have been generated for the heat flux sensors in recent years.
본 발명은 이하에서 이러한 열유속 센서 및 그 제조 방법에 대해서 개진한다. 본 발명에 따른 유동형 마이크로 열유속 센서(microfluidic heat flux sensor)는 박막(membrane)형 써모파일(thermopile)을 구비하며, 미세 온도나 열류량 특히 도 3과 같이 생체 세포의 발열량(heat generation)을 측정하는 데에 이용된다. 유동형 마이크로 열유속 센서는 적외선 센서, 열전 가스 센서, 열 유동 센서 등으로 구현 가능하다. 써모파일은 지벡 효과(seebeck effect)에 의해 열전쌍에서 발생하는 전압을 증폭하기 위해 열전쌍이 직렬로 연결되어 있는 구조를 가진다.The present invention will be described below with reference to such a heat flux sensor and its manufacturing method. The microfluidic heat flux sensor according to the present invention is equipped with a membrane type thermopile and measures the micro temperature or the heat flow rate, in particular, the heat generation of living cells as shown in FIG. 3 . The flow type micro-heat flux sensor can be realized by an infrared sensor, a thermoelectric gas sensor, a heat flow sensor, or the like. The thermopile has a structure in which thermocouples are connected in series to amplify the voltage generated by the thermocouple due to the seebeck effect.
이하, 본 발명에 따른 미세 열유속 센서의 제조 방법을 설명한다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 열유속 센서의 제조 방법을 설명한 순서도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 열유속 센서의 제조 단계별 개념도이다. 이하 설명은 도 1과 도 2를 참조한다.Hereinafter, a method of manufacturing a micro-heat flux sensor according to the present invention will be described. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a micro-heat flux sensor according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual view showing steps of manufacturing a micro-heat flux sensor according to a preferred embodiment of the present invention. The following description refers to Fig. 1 and Fig.
웨이퍼(wafer)의 적어도 일면을 연마 가공(polishing)하여 500㎛ 두께의 p- 타입 반도체 형태의 실리콘 기판부(210)를 형성한다(S100). 바람직하게는, S100 단계에서는 반도체 웨이퍼로써의 기능을 고려하여 웨이퍼의 양면을 연마 가공한다. S100 단계의 결과로써 도 2의 ①과 같이 형성된다.At least one side of a wafer is polished to form a
이후, 실리콘 기판부(210)의 적어도 일면 즉, 실리콘 기판부(210)의 상단부 위에 절연층(220)을 증착시킨다(S110). 절연층(220)은 모두 3층으로 이루어진다. 구체적으로, 절연층(220)은 이산화규소(silicon dioxide)를 증착시켜 형성한 0.8㎛ 두께의 제1 절연층(221), 제1 절연층(221) 위에 형성되며 질화규소(silicon nitride)를 증착시켜 형성한 0.4㎛ 두께의 제2 절연층(222), 제2 절연층(222) 위에 형성되며 이산화규소를 증착시켜 형성한 0.9㎛ 두께의 제3 절연층(223) 등으로 이루어진다. 이와 같이 서로 다른 화합물로 이루어진 층을 절연층으로 복수개 형성하면 절연 효과가 더욱 상승되는 잇점이 있다.The
제1 절연층(221)과 제2 절연층(222)은 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방법에 따라 증착되며, 제3 절연층(223)은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Depostion) 방법에 따라 증착된다.The first insulating
LPCVD 방법과 PECVD 방법은 기체 상태의 화합물과 실리콘 기판부(210) 사이의 화학적 반응을 유도함으로써 박막층을 형성하는 화학 기상 증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 방법이다. 다양한 특성을 가지는 박막을 원하는 두께로 성장시킬 수 있고, 단차피복성(step coverage)이 우수하며, 다양한 화합물의 조성이나 조절이 용이하다는 점 때문에 이러한 화학 기상 증착 방법은 오늘날 반도체 제조 공정에 주로 이용되고 있다. 화학 기상 증착 방법은 일반적으로 열을 에너지원으로 하여 분자를 활성화시키는데, 이 에너지원으로는 열 외에 플라즈마(plasma)나 광(photo)도 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 LPCVD 방법은 열 에너지를 이용하는 화학 기상 증착 방법으로 이해할 수 있으며, PECVD 방법은 플라즈마 에너지를 이용하는 화학 기상 증착 방법으로 이해할 수 있다.The LPCVD method and the PECVD method are chemical vapor deposition (CVD) methods in which a thin film layer is formed by inducing a chemical reaction between a gaseous compound and a
한편, 제3 절연층(223)은 LPCVD 방법에 따라 증착되는 것도 가능하다. S110 단계의 결과로써 도 2의 ②와 같이 형성된다.Meanwhile, the third insulating
S110 단계 이후, 제1 금속(ex. 금)을 이용하여 절연층(220) 위에 열 감지부(230) 일부를 형성시킨다(S120). 열 감지부(230)는 써모파일(thermopile) 형태의 열 감지 소자로서, 다수의 열전쌍이 직렬로 연결 구성된다. S120 단계에서는 이러한 열전쌍을 이루는 두 가닥 중 하나를 형성시킨다.After step S110, a part of the
열 감지부(230)는 절연층(220) 위 일측에만 형성될 수도 있지만, 절연층(220) 위 양측에 형성됨이 바람직하다. 그 이유는 열 감지 효율을 높이기 위해서이다. 열 감지부(230)가 절연층(220) 위 양측에 형성될 경우에는, 두개의 열 감지부가 좌우대칭 관계를 형성한다.The
S120 단계는 구체적으로 다음과 같이 진행된다. 먼저, 절연층(220) 위에 일방향으로 진행하는 S자 형태의 패턴이 형성될 수 있도록 절연층(220) 위에 감광액(PR; Photo Resist)을 도포시킨다(S121). 이때, 포토 레지스트 도포에 따라 절연층(220) 위에 형성되는 패턴은 네가티브(negative) 타입의 PR 패턴이며, 열 감지부(230)의 한 축을 이루는 금(Au)을 절연층(220) 위에 증착시키기 위한 것이다. PR 패턴은 열유속 센서의 미세 회로를 형성하기 위한 것이므로, 포토 레지스트의 경우 막이 얇고 균일하며 자외선에 대한 감도가 우수한 것이 바람직하다.Step S120 is performed as follows. First, a photo resist (PR) is coated on the insulating
이후, 전자 빔(electron beam)을 이용하여 PR 패턴에 크롬(Cr)과 금을 순차적으로 적층 증착시킨다(S122). 이때, 크롬과 금은 각각 20nm, 100nm 두께로 코팅된다.Thereafter, chrome (Cr) and gold are sequentially laminated on the PR pattern by using an electron beam (S122). At this time, chromium and gold are coated to a thickness of 20 nm and 100 nm, respectively.
이후, 리프트 오프(lift off) 방법에 따라 세척제를 이용하여 더미 PR을 제거시킨다(S123). 크롬 코팅층은 본 발명의 실시예에서 접착층(adhesion layer) 기능을 수행하므로, 금이 절연층(220) 위 PR 패턴 자리에 잔존하여 열전쌍의 일 가닥을 형성한다. S123 단계에서는 세척제로 아세톤을 이용한다. S120 단계의 결과로써 도 2의 ③과 같이 형성된다.Thereafter, the dummy PR is removed using a cleaning agent according to a lift off method (S123). Since the chromium coating layer functions as an adhesion layer in the embodiment of the present invention, gold remains on the insulating
S120 단계 이후, 제2 금속(ex. 니켈)을 이용하여 열 감지부(230)를 완성시키고, 열 감지부(230) 양측에 히팅부(240)를 형성시킨다(S130). 히팅부(240)는 메인 히터와 보조 히터를 포함하는 개념이며, 바람직하게는 열 감지부(230)를 구성하는 각 열전쌍의 접합부들의 나열에 대해 평행하게 형성된다. 두개의 열 감지부(230)가 절연층(220) 위에 나란하게 형성되면 메인 히터는 두 열 감지부(230) 사이에 형성되며 보조 히터는 두 열 감지부(230)의 외곽에 각각 형성된다.After step S120, the
S130 단계는 구체적으로 다음과 같이 진행된다.Step S130 is performed as follows.
먼저 제1 단계에서, 포토 레지스트 도포를 통해 미리 형성된 열전쌍의 일 가닥들을 상호 연결시키는 패턴과 히팅부(240) 구현을 위한 패턴이 형성될 수 있게 한다. 제1 단계에서의 패턴 역시 네가티브 타입의 PR 패턴이며, 열 감지부(230)의 다른 축을 이루는 니켈(Ni)을 절연층(220) 위에 증착시키기 위한 것이다.In the first step, a pattern for interconnecting single-stranded thermocouples formed in advance through the photoresist application and a pattern for the implementation of the
이후 제2 단계에서, 전자 빔(electron beam)을 이용하여 상기 두 패턴에 크롬(Cr)과 니켈을 순차적으로 적층 증착시킨다. 이때, 크롬과 금은 각각 20nm, 200nm 두께로 코팅된다.In a second step, chromium (Cr) and nickel are sequentially laminated on the two patterns using an electron beam. At this time, chromium and gold are coated to a thickness of 20 nm and 200 nm, respectively.
이후 제3 단계에서, 리프트 오프(lift off) 방법에 따라 세척제를 이용하여 더미 PR을 제거시킨다. 그러면, 니켈이 상기 두 패턴 자리에 잔존하여 열전쌍의 다른 가닥과 미세 히터를 형성한다. S130 단계의 결과로써 도 2의 ④와 같이 형성된다.Then, in a third step, the dummy PR is removed using a cleaning agent according to a lift off method. Nickel then remains in the two patterned sites to form another strand of the thermocouple and a fine heater. As a result of step S130, it is formed as shown in (4) of FIG.
S130 단계 이후, 절연층(220), 열 감지부(230), 히팅부(240) 등의 노출면을 보호하기 위한 보호층(passivation layer)(250)을 형성시킨다(S140). 보호층(250)은 PECVD 방법에 따라 이산화규소를 0.5㎛ 두께로 증착시켜 형성한다. S140 단계의 결과로써 도 2의 ⑤와 같이 형성된다.After step S130, a
S140 단계 이후, 열유속 센서의 접촉 패드를 형성하기 위해 히팅부(240) 위에 형성된 보호층(250)을 제외한 나머지 즉, 절연층(220)이나 열 감지부(230) 위에 직접 형성된 보호층(250)은 절연층(220) 위에서 제거시킨다(S150). S150 단계는 감광액 도포를 통해 네가티브 타입의 PR 패턴을 보호층(250) 위에 형성시키는 제11 단계, 플라즈마 에칭(plasma etching) 방법을 이용하여 상기 PR 패턴과 함께 절연층(220)이나 열 감지부(230) 위에 직접 형성된 보호층(250)을 식각시키는 제12 단계를 포함하여 이루어진다. S150 단계의 결과로써 도 2의 ⑥과 같이 형성된다.A
S150 단계 이후, 열 감지부(230), 히팅부(240), 보호층(250)이 적층되지 않은 실리콘 기판부(210)의 일면 즉, 실리콘 기판부(210)의 하단부에 캐비 티(cavity)(260)를 형성시킨다(S160). 본 발명의 실시예에서 캐비티(260) 형성에는 수산화칼륨(KOH)을 식각액으로 사용하는 습식 식각 방법, 예컨대 반응성 이온 에칭(RIE; Reactive Ion Etching) 방법이 이용된다. 본 발명의 실시예에서 식각액으로는 수산화칼륨 외에 염산, 질산, 수산화나트륨, 황산, 인산, 산화크롬 등도 사용 가능하다. S160 단계의 결과로써 도 2의 ⑦과 같이 형성된다.After the step S150, a cavity is formed on one surface of the
S160 단계 이후, 양단면이 제거되지 않은 보호층(250)에 접착된 고분자 수지층(270)을 형성시킨다(S170). 고분자 수지층(270)은 그 면적이 700㎛×700㎛인 박막층으로서, 본 발명의 실시예에서 유체 채널을 형성하기 위한 PDMS(Poly-Di-Methyl-Siloane)로 구현된다. 고분자 수지층(270)은 플라즈마 본딩(plasma bonding) 방법을 이용하여 보호층(250) 상에 접착된다. S170 단계의 결과로써 도 2의 ⑧과 같이 형성된다.After step S160, a
S170 단계 이후, 캐비티(260)가 밀폐되도록 회로가 설계된 PCB 기판(280)을 실리콘 기판부(210)의 하단부에 부착시킨다(S180). S180 단계의 진행이 완료되면, 본 발명에 따른 미세 열유속 센서(200)가 완성된다. 한편, 밀폐된 캐비티(260)는 본 발명의 실시예에서 공기층 역할을 수행하게 된다. S180 단계의 결과로써 도 2의 ⑨와 같이 형성된다.After step S170, the
이상 설명한 미세 열유속 센서는 도 5와 같다. 이하 설명은 도 5를 참조한다.The micro-heat flux sensor described above is shown in Fig. The following description refers to Fig.
실리콘 기판부(210)는 웨이퍼의 적어도 일면을 폴리싱시켜 만든 것이다.The
절연층(220)은 실리콘 기판부(210)의 적어도 일면에 증착된 층이다. 본 발명 의 실시예에서 절연층(220)은 이산화규소를 증착시켜 형성한 0.8㎛ 두께의 제1 절연층, 상기 제1 절연층 위에 형성되며 질화규소를 증착시켜 형성한 0.4㎛ 두께의 제2 절연층, 및 상기 제2 절연층 위에 형성되며 이산화규소를 증착시켜 형성한 0.9㎛ 두께의 제3 절연층을 포함하여 이루어진다.The insulating
열 감지부(230)는 절연층(220) 위에 증착되며, 서로 다른 두 금속층이 번갈아 연결된다. 여기서, 서로 다름 두 금속층은 금 코팅층과 니켈 코팅층을 말한다. 열 감지부(230)는 본 발명의 실시예에서 30개의 열전쌍으로 이루어진다.The
히팅부(240)는 메인 히터(241)와 보조 히터(242)를 포함한다. 메인 히터(241)는 열 감지부(230)의 일측에 형성된 두 금속층의 접합부에 인접하여 형성된다. 반면, 보조 히터(242)는 열 감지부(230)의 타측에 형성된 두 금속층의 접합부에 인접하여 형성된다. 도 6을 참조하면 열 감지부(230)에 대한 메인 히터(241)와 보조 히터(242)의 위치를 쉽게 확인할 수 있다. 히팅부(240)는 본 발명의 실시예에서 니켈 코팅층으로 구현될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.The
열 감지부(230)가 써모파일 형태로 구현됨은 이미 설명한 바 있다. 써모파일은 서로 다른 두 물질을 번갈아 연결하여 구성하며, 각각의 물질은 양단에 고온부와 저온부를 구비한다. 이때, 메인 히터(241)는 고온부에 인접하여 형성되며, 보조 히터(242)는 저온부에 인접하여 형성된다. 그러면, 고온부에 샘플을 위치시킨 후 복수개의 저온부들에 대해 그 온도차를 측정함으로써 센서가 샘플의 온도 등 샘플에 대한 데이터를 획득한다. 그런데, 나열된 저온부들 사이에 온도 변화가 있게 되면 샘플에 대한 데이터가 정확할 수 없다. 따라서, 본 발명에서는 저온부 부근에 보조 히터를 더 구비함으로써 특정 저온부에 대해 이웃하는 저온부들의 온도를 보상시켜 준다. 그러면, 각 물질의 고온부와 저온부 사이의 온도차가 일정하게 되어 센서가 샘플로부터 측정한 값의 오차를 제거시킬 수 있다.The
보호층(250)은 절연층(220), 열 감지부(230), 히팅부(240) 등의 노출면을 덮도록 형성된다.The
캐비티(260)는 보호층(250)이 적층되지 않은 실리콘 기판부(210)의 일면에 식각 형성된다.The
고분자 수지층(270)은 양단면이 상기 보호층에 접착된 구조를 가진다. 이러한 고분자 수지층(270)은 PDMS로 구현될 수 있으며, 양단면이 보호층에 접착됨으로써 유체 채널을 형성한다.The
PCB 기판(280)은 전기 회로가 인쇄되며, 캐비티(260)를 밀폐시키도록 부착된다.The
접촉 패드(290)는 절연층(220) 또는 열 감지부(230) 위에 형성된 보호층(250)이 제거되면 보호층(250)이 제거된 자리에 형성된다.The
이상 설명한 미세 열유속 센서에 따르면, 마이크로 유체 채널 내에서 유동 과정 중에 발생하는 미세 열류를 감지하는 센서의 개발로 세포의 발열 및 생체 조직의 발열 상태를 샘플의 파괴나 손상 없이 측정 가능하다. 또한, 독자적인 바이오 측정 장비의 개발로 새로운 장치 산업의 창출이 가능하다.According to the micro-heat flux sensor described above, the sensor that senses the micro-heat flow generated during the flow process in the microfluidic channel can measure the heat of the cell and the exothermic state of the living tissue without destroying or damaging the sample. In addition, it is possible to create a new device industry by developing proprietary bio-measuring equipment.
도 4는 본 발명에 따른 미세 열유속 센서의 평면도이다. 중앙부에 센서의 특성 파악을 위한 열 감지부(230)와 메인 히터(241)가 위치하며, 열 감지부(230) 외 곽에 주위 온도 보상을 위한 보조 히터(242)가 구비됨을 확인할 수 있다.4 is a plan view of a micro-heat flux sensor according to the present invention. It can be seen that the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
본 발명은 열감지 소자(열전대쌍)의 양측에 히터와 보조 히터를 각각 구비하는 미세 열유속 센서 및 그 제조 방법을 개시한다.The present invention discloses a micro-heat flux sensor including a heater and an auxiliary heater on both sides of a heat sensing element (thermocouple pair) and a method of manufacturing the same.
본 발명은 미세한 유동이 존재하는 상태에서 유체가 센싱부에 방출하는 열량 측정에 관한 것이다. 세포의 발열 및 생체 조직의 발열 특성 연구 등의 바이오 장치들의 경우 생화학적 방법에 의한 측정이 아닌 비침습적이고 비접촉, 물질적 변형이 따르지 않는 방법이 필요하다. 따라서, 생체 조직 샘플의 변형과 파괴를 막기 위해 샘플의 대사를 위한 보존액과 같이 샘플의 측정이 요구되고, 샘플을 고정하지 않고 유체 채널 내에서의 유동시의 측정이 필요하다. 본 발명은 이러한 목적을 위한 것으로서, 써모파일로 이루어진 열유속 센서와 샘플의 보존액과 유동을 위한 유체 채널이 결합된 센서이며, 생체 조직의 원래 상태를 유지하면서 고분해능이나 고 민감도의 발열 측정이 가능한 특징이 있다.The present invention relates to the measurement of the amount of heat released by a fluid to a sensing portion in the presence of a fine flow. Biological devices such as cell heat generation and biomolecule heating characteristics should not be biochemically measured but non-invasive, noncontact, and not subject to material deformation. Therefore, in order to prevent deformation and destruction of the biopsy sample, measurement of the sample is required, such as a preservative solution for metabolism of the sample, and measurement at the time of flow in the fluid channel is required without fixing the sample. The present invention relates to a heat flux sensor comprising a thermopile and a sensor coupled with a fluid channel for flow of a sample and a storage fluid and capable of measuring heat with high resolution and high sensitivity while maintaining the original state of the living tissue have.
본 발명은 미세 온도나 열류량, 특히 생체 세포의 발열량(heat generation)을 측정하는 데에 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 나노 마이크로 센서나 전자제품 스마트 냉각 시스템, 각종 의료 기기 등에 적용될 수 있는 바, 향후 크게 각광받을 것으로 예상된다.The present invention can be used to measure fine temperature or heat flux, particularly heat generation of living cells. Therefore, the present invention can be applied to a nano micro sensor, an electronic product smart cooling system, various medical devices, and the like.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 열유속 센서의 제조 방법을 설명한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a micro-heat flux sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 열유속 센서의 제조 단계별 개념도이다.FIG. 2 is a conceptual view showing steps of manufacturing a micro-heat flux sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 열유속 센서의 이용례를 도시한 개념도이다.FIG. 3 is a conceptual diagram showing the use of a micro-heat flux sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 열유속 센서의 평면도이다.4 is a plan view of a micro-heat flux sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 열유속 센서의 구조도이다.5 is a structural view of a micro-heat flux sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메인 히터와 보조 히터의 위치를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining positions of a main heater and an auxiliary heater according to a preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
200 : 미세 열유속 센서 210 : 실리콘 기판부200: micro heat flux sensor 210: silicon substrate part
220 : 절연층 230 : 열 감지부220: Insulating layer 230:
240 : 히팅부 241 : 메인 히터240: Heating part 241: Main heater
242 : 보조 히터 250 : 보호층242: auxiliary heater 250: protective layer
260 : 캐비티 270 : 고분자 수지층260: cavity 270: polymer resin layer
280 : PCB 기판 290 : 접촉 패드280: PCB substrate 290: contact pad
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