KR101481659B1 - 가스센서의 패키징 구조 - Google Patents

가스센서의 패키징 구조 Download PDF

Info

Publication number
KR101481659B1
KR101481659B1 KR20130021983A KR20130021983A KR101481659B1 KR 101481659 B1 KR101481659 B1 KR 101481659B1 KR 20130021983 A KR20130021983 A KR 20130021983A KR 20130021983 A KR20130021983 A KR 20130021983A KR 101481659 B1 KR101481659 B1 KR 101481659B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor chip
gas sensor
chip
membrane
opening
Prior art date
Application number
KR20130021983A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140107863A (ko
Inventor
서호철
조용준
임현수
Original Assignee
세종공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세종공업 주식회사 filed Critical 세종공업 주식회사
Priority to KR20130021983A priority Critical patent/KR101481659B1/ko
Publication of KR20140107863A publication Critical patent/KR20140107863A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101481659B1 publication Critical patent/KR101481659B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/14Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature
    • G01N27/16Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature caused by burning or catalytic oxidation of surrounding material to be tested, e.g. of gas
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4073Composition or fabrication of the solid electrolyte
    • G01N27/4074Composition or fabrication of the solid electrolyte for detection of gases other than oxygen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

본 발명은 가스센서의 패키징구조에 관한 것으로, 본 발명에 따른 가스센서의 패키징구조는, 멤브레인과, 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 가지는 멤브레인 구조의 가스센서칩과; 상기 가스센서칩과의 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되고, 상기 가스센서칩을 접착하여 실장하기 위한 실장면을 가지는 베이스칩을 구비하되, 상기 베이스칩과 상기 가스센서칩 사이에는 상기 가스센서칩의 개구 내부의 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 적어도 하나의 에어벤트홀이 형성된 구조를 가진다. 본 발명에 따르면, 센서 칩에서 발생하는 멤브레인 내부 공기의 열적(히터열, 반응열 등에 의한) 팽창을 방지하여 센서칩의 멤브레인의 손상을 방지 또는 최소화할 수 있어, 센서의 신뢰성을 높이고 센싱감도를 높일 수 있는 장점이 있다.

Description

가스센서의 패키징 구조{Packaging structure of gas sensor}
본 발명은 가스센서의 패키징 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 멤브레인 구조를 가지는 가스센서의 신뢰도 향상 및 멤브레인의 손상을 최소화 또는 방지할 수 있는 가스센서의 패키징 구조에 관한 것이다.
현재 친환경적인 대체 에너지로써 수소에 대한 관심은 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 자동차, 연료전지, 내연기관 등 다양한 분야에서 연구가 진행되어 급속하게 기존의 화석연료를 대체하고 있는 추세이며, 연구개발되는 관련 산업분야 역시 늘어나고 있는 추세이다. 하지만 수소는 높은 확산성으로 인해 누설 및 폭발의 우려가 있으므로 수소의 누설에 대비한 안전성에 관련한 대책 마련이 필수적으로 요구된다. 그러므로 수소 저장소 및 수소 관련 장치의 주변에는 각종 수소센서를 이용하여 안전 대책을 마련하고 있으며, 수소센서와 관련한 연구 및 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
일반적으로 수소센서는 검출 방식에 따라 반도체식, 접촉 연소식, FET(Field Effect Transistor) 방식, 전해질식(전기화학식), 광섬유식, 열전식 등으로 나누어지는데, 그 중 접촉 연소식 수소센서는 히터를 구비하여 외부온도의 변화 및 습도 등의 외부 환경에 안정하고 수소에 대한 선택성이 높은 백금족 촉매를 사용하여 선택성 및 안정성에 효과가 있는 것으로 확인되고 있다.
이러한 종래의 접촉 연소식 수소센서의 구조 및 그 제조방법은 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0026810호에 개시되어 있다.
이러한 수소센서를 포함하는 가스센서는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 제조기술을 이용하여 센서칩 형태로 제조되며, 멤브레인(membrane)(박막)과 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 구비하고 있다. 이러한 가스센서칩은 상기 개구 주위의 하부 접착면에 접착물질을 도포하여 베이스 기판에 접착하는 형태로 구성된다. 이때 상기 가스센서칩은 상기 개구에 공기나 습기가 채워진 상태로 상기 베이스 기판에 가스센서칩의 하부면 전체가 접착되어 상기 개구가 폐쇄되게 된다.
일반적으로 수소센서를 포함하는 가스센서는 센싱 역할을 수행하는 멤브레인의 내부 또는 인접부분에 촉매활성용 고온환경유지를 위한 히터가 내장되어 있다. 히터는 수백도의 온도로 가열되게 되는데, 이때 가스반응에 따른 발열반응이 더해지면, 멤브레인의 온도는 수백도 이상으로 올라가게 된다.
상기 멤브레인의 온도가 수백도 이상으로 올라가게 되면, 폐쇄된 개구 내의 공기/습기가 열팽창하게 되고, 과다 팽창된 공기나 습기에 의해 멤브레인이 휘어지는 등 손상이 발생될 수 있다. 가스센서칩에서 센싱역할을 하는 멤브레인이 손상되게 되면, 칩 내구성이 떨어져 신뢰성이 저하되는 등의 문제점이 발생되게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 가스센서의 패키징 구조를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 멤브레인의 손상을 방지 또는 최소화할 수 있는 가스센서의 패키징 구조를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 내구성을 높이고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 가스센서의 패키징 구조를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 가스센서의 패키징구조는, 멤브레인과, 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 가지는 멤브레인 구조의 가스센서칩과; 상기 가스센서칩과의 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되고, 상기 가스센서칩을 접착하여 실장하기 위한 실장면을 가지는 베이스칩을 구비하되, 상기 베이스칩과 상기 가스센서칩 사이에는 상기 가스센서칩의 개구 내부의 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 적어도 하나의 에어벤트홀이 형성된 구조를 가진다.
상기 실장면에는 일정깊이를 가지는 적어도 하나의 홈이 폭보다는 길이가 더 길도록 구비되고, 상기 적어도 하나의 에어벤트홀은 상기 가스센서칩의 접착면과 상기 적어도 하나의 홈의 바닥면이 서로 이격되도록, 상기 실장면에 상기 가스센서칩을 실장함에 의해 형성될 수 있다.
상기 가스센서칩은 제1가스센서칩과 제2가스센서칩으로 두 개가 구비되고,
상기 적어도 하나의 홈은 상기 실장면의 외부까지 연장형성될 수 있다.상기 베이스 기판에는 상기 제1가스센서칩이 실장되는 제1실장면 및 상기 제2가스센서칩이 실장되는 제2실장면으로 두 개의 실장면들이 서로 이격되어 구비되며, 상기 적어도 하나의 홈은 상기 제1실장면에서 상기 제2실장면까지 연장되어 형성될 수 있다.
상기 가스센서칩의 접착면과 상기 실장면 사이에는 접착제층이 더 구비되며, 상기 접착제 층은 상기 적어도 하나의 에어벤트홀을 사이에 두고, 적어도 두 개의 접착제층이 수평방향으로 이격되는 형태로 배치될 수 있다.
상기 가스센서칩의 접착면과 상기 실장면 사이에는 접착제층이 더 구비되며, 상기 접착제층과 상기 에어벤트 홀은 서로 교대로 배치되는 구조를 가질 수 있다.
상기 가스센서칩은 수소센서칩일 수 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 다른 구체화에 따라, 본 발명에 따른 센서칩의 패키징 구조는, 멤브레인과, 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 가지는 멤브레인 구조의 센서칩과; 상기 센서칩과의 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되고, 상기 센서칩을 접착하여 실장하기 위한 실장면을 가지는 베이스 기판을 구비하되, 상기 베이스 기판과 상기 센서칩 사이에는 상기 센서칩의 개구 내부의 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 적어도 하나의 에어벤트홀이 형성된 구조를 가진다.
상기 실장면에는 일정깊이를 가지는 적어도 하나의 홈이 폭보다는 길이가 더 길도록 구비되고, 상기 적어도 하나의 에어벤트홀은 상기 센서칩의 접착면과 상기 적어도 하나의 홈의 바닥면이 서로 이격되도록 상기 실장면에 상기 센서칩을 실장함에 의해 형성될 수 있다.
상기 센서칩은 멤브레인 구조를 가지는 가스센서칩이나 고열로 가열되어 센싱을 수행하는 센서칩일 수 있다.
본 발명에 따르면, 에어벤트 홀을 형성하여 폐쇄 또는 단속된 공간을 제거하고 외부와 개방되도록 함으로써 열에 의한 공기 팽창으로 센서칩의 멤브레인의 손상을 방지 또는 최소화할 수 있어, 센서의 신뢰성을 높이고 내구강도를 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스센서의 패키징 구조를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 상기 베이스칩의 구조를 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 가스센서의 패키징 구조를 나타낸 평면도이고,
도 4는 도 3의 단면도를 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스센서의 패키징 구조를 나타낸 도면들로, 도 1의 (a)는 사시도이고 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 A-B 의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 가스센서의 패키징 구조는, 가스센서칩(100)과 베이스칩(200)을 구비한다. 상기 베이스칩(200)은 전극이나 회로패턴이 형성되어 있으며, 전극이나 회로패턴이 형성된 베이스 기판 또는 인쇄회로기판을 포함하는 의미일 수 있다.
상기 가스센서칩(100)은 수소 등의 가스와 촉매층의 산화반응으로부터 발생되는 열에 의한 국부적인 온도차를 감지하여, 감지된 온도차로부터 수소가스 등 가스의 절대적인 농도를 측정할 수 있도록 제조된 것이다.
상기 가스센서칩(100)은 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 제조기술을 이용하여 제조되며, 멤브레인(110)과 멤브레인(110)의 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구(120)를 가지는 멤브레인 구조의 센서칩을 모두 포함할 수 있다. 다시말해, 내부에 하부방향으로 오픈되는 개구(120)가 형성되고, 개구 상부에 멤브레인(110)이 형성된 구조의 센서칩을 모두 포함할 수 있다. 상기 개구(120)는 대부분 직사각형 구조가 대부분이며, 원형이나 다각형 구조를 가질 수도 있다.
상기 가스센서칩(100)의 일 예로 수소센서칩은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다. 실리콘(Si)기판과, 상기 실리콘기판의 상부면에 형성된 적층막과, 상기 적층막의 상부 수소를 감지하고 가열 기능을 수행하도록 된 코일 형태의 백금히터와, 전극층이 증착되는 부분을 제외한 백금히터의 상부에 증착 형성되어 백금히터의 절연기능을 수행하는 절연층과, 상기 백금히터의 양단 끝 부분에 형성된 전극층과, 상기 절연층의 상부에 백금족 촉매를 세라믹 담체에 분산시켜 제작된 세라믹 촉매를 형성한 촉매층, 및 실리콘기판의 하부면에 형성되는 개구 및 멤브레인을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
상기 가스센서칩(100)은 베이스칩(200)의 상부 실장면에 실장되는 구조를 가진다. 이때, 상기 가스센서칩(100)은 상술한 바와 같이, 촉매층을 가지는 검지센서칩(100a)와, 검지센서칩(100a)과 달리 촉매층을 가지지 않는 보상센서칩(100b)을 구비하여 하나의 베이스칩(200)에 실장되어 하나의 패키지를 구성할 수 있다.
일반적으로 가스센서는 가스를 검지하는 검지소자와 검지소자의 외부 환경에 의한 변화 요소를 상쇄시키는 보상소자로 이루어진다. 검지소자와 보상소자간의 열 차폐가 나쁠수록 수소 가스와 반응시 검지소자에서 발생하는 반응열이 보상소자로 많이 전달되며, 이는 센서의 불안정 및 저감도를 일으키는 요인으로 작용한다.
따라서 촉매층이 형성된 검지센서칩(100a)과, 이와 동일한 구조를 가지되 촉매층이 형성되지 않는 보상센서칩(100b)을 보상소자로 하여 하나의 가스센서 패키지를 구현하고, 하나의 패키지 내에서 두 개의 칩으로 구성하게 되면 검지센서칩(100a)와 보상센서칩(100b) 간에 열 차폐 효율이 증대되고 외부환경변화에 의한 변화요소를 상쇄시킬 수 있으며, 가스센서가 안정되며 감도특성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하나의 검지센서칩(100a)을 하나의 가스센서 패키지로 구현하는 것도 가능하다.
이하에서는 검지센서칩(100a)과 보상센서칩(100b)을 통칭하여 가스센서칩(100)이라 칭하기로 한다.
상기 베이스 칩(200)은 일반적으로 센서칩을 실장하기 위해 사용되는 실리콘기판, 세라믹 기판 또는 인쇄회로기판을 포함하는 베이스 기판일 수 있으며, 일반적인 센서칩의 실장이 가능한 실장면을 가지는 칩형태의 베이스 칩이 모두 포함될 수 있다.
도 2는 상기 베이스칩(200)의 구조를 나타낸 것으로, 도 2의 (a)는 사시도, 도 2의 (b)는 평면도, 도 2의 (c)는 도 2의 (a)의 C-D의 단면도를 나타낸 것이다.
상기 베이스 칩(200)은 상기 가스센서칩(100)과의 전기적 연결을 위한 전극들(220)이 구비되고, 상기 가스센서칩(100)을 실장하기 위한 실장면(210a,210b)을 가진다.
상기 전극들(220)은 가스센서칩(100) 하나에 대하여 두 개의 전극(220)이 구비되며, 두 개의 가스센서칩(100)이 패키징되는 경우에는 4개의 전극(220)이 구비될 수 있다.
상기 실장면(210a,210b)은 하나의 베이스칩(200)에 대하여 두 개가 구비될 수 있다. 이는 검지센서칩(100a)과 보상센서칩(100b)이 하나의 패키지를 구성하는 경우로, 상기 검지센서칩(100a)의 실장을 위한 제1실장면(210a)과 상기 보상센서칩(100b)의 실장을 위한 제2실장면(210b)이 서로 이격되어 배치될 수 있다. 물론 하나의 가스센서칩(100)이 실장되는 경우에는 하나의 실장면(210a,210b)이 중앙부에 구비되게 된다.
상기 실장면(210a,210b)은 상기 가스센서칩(100)의 사이즈에 맞도록 상기 베이스 칩(200)의 표면과는 단차가 형성되도록 홈 형상으로 구조를 가질 수 있다. 이는 가스센서칩(100)의 실장을 용이하게 하고, 접착시 흔들림을 통해 정해진 위치를 벗어나서 실장되는 것을 최소화 또는 방지하기 위함이다.
상기 실장면(210a,210b)에는 일정깊이를 가지는 적어도 하나의 홈(250)이 형성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 홈(250)은 폭보다는 길이가 길도록 구비되고, 상기 실장면(210a,210b)과는 단차가 형성되도록 일정깊이를 가질 수 있다.
상기 적어도 하나의 홈(250)은 상기 가스센서칩(100)을 상기 실장면(210a,210b)에 실장하는 경우에, 적어도 하나의 에어벤트홀(250a)을 형성하기 위한 것이다.
상기 에어벤트홀(250a)은 상기 실장면(210a,210b)에 상기 가스센서칩(100)이 실장되었을 경우에, 상기 가스센서칩(100)의 개구(120) 내부의 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 것으로, 개구(120) 내부의 공기나 습기가 열에 의해 과다 팽창하더라도, 멤브레인(110)이 손상되지 않도록 하기 위함이다.
상기 적어도 하나의 홈(250)은 상기 실장면(210a,210b)의 외부까지 연장 형성될 수 있다. 즉 상기 실장면(210a,210b)의 일측 가장자리 부분에서 중심부를 거쳐 타측 가장자리 부분까지 길이방향으로 형성되며, 실장면(210a,210b)의 외부까지 연장형성될 수 있다.
그리고, 상기 가스센서칩(100)이 검지센서칩(100a)인 제1가스센서칩과 보상센서칩(100b)인 제2가스센서칩으로 두 개가 실장되는 경우에, 상기 베이스 칩(200)에는 두 개의 실장면들(210a,210b)이 서로 이격되어 구비되며, 이때, 상기 적어도 하나의 홈(250)은 상기 제1실장면(210a)의 중심부 또는 일측 가장자리에서 상기 제2실장면(210b)의 중심부 또는 타측 가장자리까지 연장되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 (b)에서 상기 제1실장면(210a)의 상측가장자리 또는 중심부에서 상기 제2실장면(210b)의 중심부 또는 하측 가장자리까지 상기 적어도 하나의 홈(250)이 길이방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 도 2의 구조를 가지는 베이스 칩(200)의 상기 실장면(210a,210b)에 상기 가스센서칩(100)을 실장하게 되면, 자연스럽게 상기 베이스칩(200)과 상기 가스센서칩(100) 사이에 상기 적어도 하나의 에어벤트홀(250)이 형성되게 된다. 즉 상기 적어도 하나의 홈(250)을 미리 형성한 상태에서, 상기 실장면(210a,210b)에 상기 가스센서칩(100)을 실장하게 되면, 상기 가스센서칩(100)의 하부 접착면과 상기 적어도 하나의 홈(250)의 바닥면은 서로 이격되게 되고, 이에 따라, 상기 적어도 하나의 에어벤트홀(250a)이 형성되게 되는 것이다.
상기 에어벤트홀(250a)의 형성에 따라, 상기 가스센서칩(100)의 개구(120) 내부의 공기가 외부와 소통이 가능하게 되므로, 개구(120) 내부의 공기나 습기가 열에 의해 과다 팽창하더라도, 멤브레인(110)이 손상되지 않게 되는 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 가스센서의 패키징 구조를 나타낸 것으로, 도 1 내지 도 2과 달리, 실장면(210a,210b)에 별도의 홈(250)을 형성함이 없이, 접착방식을 달리함에 의해 상기 에어벤트홀(250a)을 형성한 것이다.
도 3은 가스센서칩(100)이 베이스칩(200)에 실장된 상태의 평면도이고, 도 4는 단면도를 나타낸 것이다.
종래의 경우에는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 가스센서칩(100)의 하부 접착면 전체에 접착제를 도포하여 접착제층(300)을 형성하여 실장면에 접착하는 방식으로 가스센서칩(100)의 실장이 이루어졌다. 그러나 이경우에는 상기 가스센서칩(100)의 개구(120)가 폐쇄되어 공기나 수분의 팽창에 의해 멤브레인(110)의 손상이 발생하게 되었다.
이를 방지하기 위해, 도 3의 (b) 및 (c), 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 상기 가스센서칩(100)의 하부 접착면 전체에 접착제를 도포하는 것이 아니라, 상기 가스센서칩(100)의 하부 접착면 일부에만 접착제를 도포하여, 상기 가스센서칩(100)의 하부 접착면과 실장면 사이에 적어도 하나의 에어벤트홀(250b)을 형성하는 것이다.
즉 상기 가스센서칩(100)의 하부 접착면 중 접착제가 도포된 부분은 실장면과 접착되고, 접착제가 도포되지 않은 부분은 상기 접착제가 도포된 부분의 접착제층(300)으로 인해 틈새가 발생하게 되어 에어벤트홀(250b)로 기능하게 되는 것이다.
상기 접착제층(300)은 도 3의 (b) 및 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 가스센서칩(100)의 하부접착면 중 좌우방향에만 형성되어, 상하방향으로 적어도 하나의 에어벤트홀(250b)이 형성되도록 할 수 있으며, 도 3의 (c) 및 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상하 좌우 접착면들 각각의 일부에만 형성되도록 하여, 모서리 부분으로 적어도 하나의 에어벤트홀(250b)이 형성되도록 할 수 있다.
다시 말하면, 상기 가스센서칩(100)의 접착면과 상기 실장면 사이에는 접착제층(300)이 구비되고, 상기 접착제 층(300)은 상기 적어도 하나의 에어벤트홀을 사이에 두고, 적어도 두 개의 접착제층(300)이 수평방향으로 이격되는 형태로 배치되도록 할 수 있다. 또한, 상기 접착제층(300)과 상기 에어벤트 홀(250b)이 수평방향으로 서로 교대로 배치되는 구조를 가지도록 하는 것이 가능하다.
상기 에어벤트홀(250b)은 상기 가스센서칩(100)의 하부접착면과 상기 실장면 사이에 접착제층(300)을 일부만 형성하여, 접착제층(300)의 형성을 통해 접착제층(300)이 형성되지 않은 부분이 하나의 에어벤트홀(250b)이 되도록 하는 구성을 가지게 되는 것이다.
본 발명의 실시예들에서는 가스센서칩을 이용하여 패키지를 구현하는 구성을 설명하고 있으나, 상기 가스센서칩은 수소센서칩 및 고열로 가열되는 센서류 등을 모두 포함할 수 있다. 또한 멤브레인 구조를 가지는 가스센서칩이나 기타 고열로 가열되어 센싱을 수행하는 센서칩을 모두 포함하여 패키지를 구현할 수 있음은 명백하다.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.
100 : 가스센서칩 110 : 멤브레인
120 : 개구 200 : 베이스 칩
210a,210b : 실장면 250 : 홈
250a,250b : 에어벤트홀

Claims (10)

  1. 멤브레인과, 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 가지는 멤브레인 구조의 가스센서칩과;
    상기 가스센서칩과의 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되고, 상기 가스센서칩을 접착하여 실장하기 위한 실장면을 가지는 베이스칩을 구비하되,
    상기 베이스칩과 상기 가스센서칩 사이에는, 상기 가스센서칩의 개구 내부 공기의 열적 팽창의 방지를 위해 상기 가스센서칩의 개구 내부 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 적어도 하나의 에어벤트홀이 형성된 구조를 가지며,
    상기 실장면에는 일정깊이를 가지는 적어도 하나의 홈이 폭보다는 길이가 더 길도록 구비되고, 상기 적어도 하나의 에어벤트홀은 상기 가스센서칩의 접착면과 상기 적어도 하나의 홈의 바닥면이 서로 이격되도록, 상기 실장면에 상기 가스센서칩을 실장함에 의해 형성됨을 특징으로 하는 가스센서의 패키징 구조.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 홈은 상기 실장면의 외부까지 연장형성됨을 특징으로 하는 가스센서의 패키징 구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스센서칩은 제1가스센서칩과 제2가스센서칩으로 두 개가 구비되고, 상기 베이스 기판에는 상기 제1가스센서칩이 실장되는 제1실장면 및 상기 제2가스센서칩이 실장되는 제2실장면으로 두 개의 실장면들이 서로 이격되어 구비되며, 상기 적어도 하나의 홈은 상기 제1실장면에서 상기 제2실장면까지 연장되어 형성됨을 특징으로 하는 가스센서의 패키징구조.
  5. 멤브레인과, 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 가지는 멤브레인 구조의 가스센서칩과;
    상기 가스센서칩과의 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되고, 상기 가스센서칩을 접착하여 실장하기 위한 실장면을 가지는 베이스칩을 구비하되,
    상기 베이스칩과 상기 가스센서칩 사이에는, 상기 가스센서칩의 개구 내부 공기의 열적 팽창의 방지를 위해 상기 가스센서칩의 개구 내부 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 적어도 하나의 에어벤트홀이 형성된 구조를 가지며,
    상기 가스센서칩의 접착면과 상기 실장면 사이에는 접착제층이 더 구비되며, 상기 접착제 층은 상기 적어도 하나의 에어벤트홀을 사이에 두고, 적어도 두 개의 접착제층이 수평방향으로 이격되는 형태로 배치됨을 특징으로 하는 가스센서의 패키징 구조.
  6. 멤브레인과, 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 가지는 멤브레인 구조의 가스센서칩과;
    상기 가스센서칩과의 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되고, 상기 가스센서칩을 접착하여 실장하기 위한 실장면을 가지는 베이스칩을 구비하되,
    상기 베이스칩과 상기 가스센서칩 사이에는, 상기 가스센서칩의 개구 내부 공기의 열적 팽창의 방지를 위해 상기 가스센서칩의 개구 내부 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 적어도 하나의 에어벤트홀이 형성된 구조를 가지며,
    상기 가스센서칩의 접착면과 상기 실장면 사이에는 접착제층이 더 구비되며, 상기 접착제층과 상기 에어벤트 홀은 서로 교대로 배치되는 구조를 가짐을 특징으로 하는 가스센서의 패키징 구조.
  7. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 가스센서칩은 수소센서칩임을 특징으로 하는 가스센서의 패키징 구조.
  8. 멤브레인과, 멤브레인 하부에 하부방향으로 오픈되는 개구를 가지는 멤브레인 구조의 센서칩과;
    상기 센서칩과의 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되고, 상기 센서칩을 접착하여 실장하기 위한 실장면을 가지는 베이스 기판을 구비하되,
    상기 베이스 기판과 상기 센서칩 사이에는 상기 센서칩의 개구 내부 공기의 열적 팽창의 방지를 위해, 상기 센서칩의 개구 내부의 공기가 외부와 소통하도록 하기 위한 적어도 하나의 에어벤트홀이 형성된 구조를 가지며,
    상기 실장면에는 일정깊이를 가지는 적어도 하나의 홈이 폭보다는 길이가 더 길도록 구비되고, 상기 적어도 하나의 에어벤트홀은 상기 센서칩의 접착면과 상기 적어도 하나의 홈의 바닥면이 서로 이격되도록 상기 실장면에 상기 센서칩을 실장함에 의해 형성됨을 특징으로 하는 센서의 패키징 구조.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 센서칩은 멤브레인 구조를 가지는 가스센서칩이나 고열로 가열되어 센싱을 수행하는 센서칩임을 특징으로 하는 센서의 패키징 구조.
KR20130021983A 2013-02-28 2013-02-28 가스센서의 패키징 구조 KR101481659B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130021983A KR101481659B1 (ko) 2013-02-28 2013-02-28 가스센서의 패키징 구조

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130021983A KR101481659B1 (ko) 2013-02-28 2013-02-28 가스센서의 패키징 구조

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140107863A KR20140107863A (ko) 2014-09-05
KR101481659B1 true KR101481659B1 (ko) 2015-01-12

Family

ID=51755307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130021983A KR101481659B1 (ko) 2013-02-28 2013-02-28 가스센서의 패키징 구조

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101481659B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101704698B1 (ko) 2015-07-30 2017-02-08 세종공업 주식회사 접촉연소식 가스센서
RU196427U1 (ru) * 2019-12-20 2020-02-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Керамический корпус для газочувствительного полупроводникового сенсора
WO2022030932A1 (ko) * 2020-08-06 2022-02-10 주식회사 센텍코리아 가스 센서

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106442865B (zh) * 2015-08-12 2019-04-02 罕王微电子(辽宁)有限公司 一种气体传感器及其封装方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001056313A (ja) 1999-08-18 2001-02-27 Ngk Spark Plug Co Ltd 固体電解質ガスセンサ及びその製造方法
KR20050005899A (ko) * 2003-07-07 2005-01-15 엘지전자 주식회사 박막형 가스 센서 및 그의 제조방법
KR20100026810A (ko) * 2008-09-01 2010-03-10 재단법인 포항산업과학연구원 접촉 연소식 수소센서 및 그 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001056313A (ja) 1999-08-18 2001-02-27 Ngk Spark Plug Co Ltd 固体電解質ガスセンサ及びその製造方法
KR20050005899A (ko) * 2003-07-07 2005-01-15 엘지전자 주식회사 박막형 가스 센서 및 그의 제조방법
KR20100026810A (ko) * 2008-09-01 2010-03-10 재단법인 포항산업과학연구원 접촉 연소식 수소센서 및 그 제조방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
http://www.empf.org/empfasis/2007/Mar07/thermal.html *
http://www.empf.org/empfasis/2007/Mar07/thermal.html*

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101704698B1 (ko) 2015-07-30 2017-02-08 세종공업 주식회사 접촉연소식 가스센서
RU196427U1 (ru) * 2019-12-20 2020-02-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Керамический корпус для газочувствительного полупроводникового сенсора
WO2022030932A1 (ko) * 2020-08-06 2022-02-10 주식회사 센텍코리아 가스 센서

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140107863A (ko) 2014-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101481659B1 (ko) 가스센서의 패키징 구조
US9404886B2 (en) Microelectrochemical sensor and method for operating a microelectrochemical sensor
US20020149486A1 (en) Absolute humidity sensor
US6906392B2 (en) Micromechanical component
JP6494438B2 (ja) ガスセンサパッケージの製造方法
US9587968B2 (en) Sensor device and method for producing a sensor device
CN111397746A (zh) 一种自测试mems热电堆红外探测器
KR20100026810A (ko) 접촉 연소식 수소센서 및 그 제조방법
KR102642272B1 (ko) 마이크로기계 센서 장치 및 상응하는 제조 방법
ITMI20012128A1 (it) Elemento da costruzione micromeccanico e procedimento di fabbricazione
EP1705479B1 (en) Gas sensor
CN207845152U (zh) 换能器模块和电子装置
KR102204974B1 (ko) 마이크로 가스 센서 및 마이크로 가스 센서 모듈
JP2009216543A (ja) 接触燃焼式ガスセンサ
JP2022019147A (ja) センサ及びセンサモジュール
US20050006236A1 (en) Gas sensor
KR101939914B1 (ko) 가스센서 패키지 및 그의 조립방법
JP6208543B2 (ja) パッケージおよび電子装置
KR20170044407A (ko) 가스센서칩 장착용 인쇄회로기판의 제조방법
US7564033B2 (en) Microstructured sensor
KR20220019227A (ko) 가스 센서
KR102219542B1 (ko) 접촉 연소식 가스 센서 및 그 제조 방법
KR102600398B1 (ko) 단일칩으로 집적된 열전도 가스감지소자
Prajesh et al. Low cost packaging for gas sensors
KR100905106B1 (ko) 수소 누설 검지센서 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180108

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190104

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200103

Year of fee payment: 6