KR102070645B1 - Micro electro mechanical systems magnetic field sensor package - Google Patents

Micro electro mechanical systems magnetic field sensor package Download PDF

Info

Publication number
KR102070645B1
KR102070645B1 KR1020130099296A KR20130099296A KR102070645B1 KR 102070645 B1 KR102070645 B1 KR 102070645B1 KR 1020130099296 A KR1020130099296 A KR 1020130099296A KR 20130099296 A KR20130099296 A KR 20130099296A KR 102070645 B1 KR102070645 B1 KR 102070645B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic field
field sensor
electrode
package
disposed
Prior art date
Application number
KR1020130099296A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150021848A (en
Inventor
김철
서상원
서정기
고용준
최완섭
Original Assignee
엘지이노텍 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 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020130099296A priority Critical patent/KR102070645B1/en
Priority to PCT/KR2014/007746 priority patent/WO2015026167A1/en
Priority to US14/913,558 priority patent/US10317478B2/en
Publication of KR20150021848A publication Critical patent/KR20150021848A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102070645B1 publication Critical patent/KR102070645B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/028Electrodynamic magnetometers
    • G01R33/0286Electrodynamic magnetometers comprising microelectromechanical systems [MEMS]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09Magnetoresistive devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

본 발명은 내부에 공간을 가지는 패키지 몸체, 상기 패키지 몸체 내에 배치되며, 측정 대상 전류에 의한 자계를 센싱하는 자계센서부, 그리고 상기 패키지 몸체의 공간 내에 배치되며, 상기 측정 대상 전류를 흘리는 도선부를 포함하는 자계 센서 패키지를 제공한다. 따라서, 웨이퍼 레벨 단계에서 전류원인 도선과 멤스 자계 센서 사이의 거리를 항상 일정하게 정렬할 수 있다. 따라서, 상황에 따라 도선과 센서 사이의 거리가 가변하지 않아 정확한 센싱이 가능하고, 상기 도선을 패키지 내에 삽입하거나, 칩 내에 삽입함으로써 센서와 도선 사이의 거리를 최소화할 수 있다.The present invention includes a package body having a space therein, a magnetic field sensor unit disposed in the package body and sensing a magnetic field by a current to be measured, and a conductor unit disposed in the space of the package body and flowing the current to be measured. To provide a magnetic field sensor package. Therefore, the distance between the conductor, which is the current source, and the MEMS magnetic field sensor can always be constantly aligned at the wafer level. Accordingly, the distance between the lead and the sensor is not variable according to the situation, so that accurate sensing is possible, and the distance between the sensor and the lead can be minimized by inserting the lead into the package or by inserting the lead into the chip.

Description

멤스 자계 센서 패키지{MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS MAGNETIC FIELD SENSOR PACKAGE}MEMS magnetic field sensor package {MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS MAGNETIC FIELD SENSOR PACKAGE}

실시예는 멤스 자계 센서 패키지에 관한 것이다.An embodiment relates to a MEMS magnetic field sensor package.

MEMS 용량형 센싱 기술 기반의 자계센서의 경우 일반적으로 자계에 반응하여 움직임이 가능한 구동전극과 이에 대응하여 용량의 변화를 센싱할 수 있는 고정전극으로 구성되어 있다. A magnetic field sensor based on MEMS capacitive sensing technology generally consists of a driving electrode that can move in response to a magnetic field and a fixed electrode that can sense a change in capacitance.

자계센서의 원리는 구동전극에 일정방향으로 기준전류를 흘려주게 되면 외부에서 들어오는 자계방향과 세기에 따라 로렌쯔의 힘에 의해 구동전극이 고정전극에 대해서 양이나 음의 방향으로 움직이게 된다. The principle of the magnetic field sensor is that when a reference current flows to the driving electrode in a predetermined direction, the driving electrode moves in a positive or negative direction with respect to the fixed electrode by the force of Lorentz according to the magnetic field direction and intensity coming from the outside.

이때 두 전극 간의 거리나 오버랩 면적의 변화가 발생하여 커패시턴스가 변화하게 된다. 이러한 커패시턴스의 변화 또는 이와 상응하여 변화하는 신호를 검출함으로써 자계를 센싱하게 된다. At this time, a change in distance or overlap area between the two electrodes occurs, thereby changing the capacitance. The magnetic field is sensed by detecting a change in capacitance or a correspondingly changing signal.

그러나, 자계를 센싱하기 위해 이용되는 로렌쯔의 힘은 중력과 비교해서 상대적으로 매우 작기 때문에 스프링 등의 센서구조 설계의 제한으로 인해 충분한 기계적 변위량을 얻기 어렵다.However, the Lorentz force used to sense the magnetic field is relatively small compared to gravity, and therefore, it is difficult to obtain a sufficient mechanical displacement due to the limitation of the sensor structure design such as the spring.

또한, 타겟 전류가 흐르는 도체와 센서 사이의 거리가 멀어질수록 자계 감도가 작아져 정확한 신호를 검출하는 것이 용이하지 않다.In addition, as the distance between the conductor through which the target current flows and the sensor increases, the magnetic field sensitivity decreases, making it difficult to detect an accurate signal.

실시예는 감지능이 개선된 멤스 자계 센서 패키지를 제공한다.The embodiment provides a MEMS magnetic field sensor package with improved detection capability.

실시예는 내부에 공간을 가지는 패키지 몸체, 상기 패키지 몸체의 공간 내에 배치되며, 측정 대상 전류를 유동시키기 위해 구비된 도선부, 그리고 상기 패키지 몸체 내에 배치되며, 측정 대상 전류에 의한 자계를 센싱하는 자계센서부를 포함하는 자계 센서 패키지를 제공한다. An embodiment includes a package body having a space therein, a conductor portion disposed in a space of the package body, and a wire portion provided to flow a current to be measured, and a magnetic field disposed in the package body to sense a magnetic field by a current to be measured. It provides a magnetic field sensor package including a sensor unit.

실시예에 따른 자계 센서 패키지는 웨이퍼 레벨 단계에서 전류원인 도선과 멤스 자계 센서 사이의 거리를 항상 일정하게 정렬할 수 있다.In the magnetic field sensor package according to the embodiment, the distance between the conductor, which is the current source, and the MEMS magnetic field sensor may always be constantly aligned.

따라서, 상황에 따라 도선과 센서 사이의 거리가 가변하지 않아 정확한 센싱이 가능하고, 상기 도선을 패키지 내에 삽입하거나, 칩 내에 삽입함으로써 센서와 도선 사이의 거리를 최소화할 수 있다.Accordingly, the distance between the lead and the sensor is not variable according to the situation, so that accurate sensing is possible, and the distance between the sensor and the lead can be minimized by inserting the lead into the package or by inserting the lead into the chip.

따라서, 센서의 민검도와 분해능을 향상시킬 수 있어 불필요한 외부 자계에는 고대한 강인성(Robust)를 향상시킬 수 있다.Therefore, the sensitivity and resolution of the sensor can be improved, thereby improving the robustness anticipated to unnecessary external magnetic fields.

도 1은 제1 실시예에 따른 자계 센서 패키지의 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자계 센서 패키지의 구체적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 자계 센서 패키지 내의 자계 센서를 나타내는 상면도이다.
도 4는 도 3의 자계 센서를 Ι-Ι'으로 절단한 단면도이다.
도 5 내지 도 12는 도 2의 자계 센서 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자계센서 패키지의 개략적인 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자계센서 패키지의 개략적인 도면이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자계센서 패키지의 개략적인 도면이다.
도 16은 도 15의 자계 센서 패키지의 자계 센서 칩의 확대도이다.
1 is a schematic diagram of a magnetic field sensor package according to a first embodiment.
2 is a detailed cross-sectional view of the magnetic field sensor package according to the first embodiment of the present invention.
3 is a top view illustrating a magnetic sensor in the magnetic sensor package of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view of the magnetic field sensor of FIG.
5 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the magnetic field sensor package of FIG. 2.
13 is a schematic diagram of a magnetic sensor package according to a second embodiment of the present invention.
14 is a schematic diagram of a magnetic sensor package according to a third embodiment of the present invention.
15 is a schematic diagram of a magnetic sensor package according to a fourth embodiment of the present invention.
16 is an enlarged view of a magnetic field sensor chip of the magnetic field sensor package of FIG. 15.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise.

본 발명은 센서의 감지능이 향상된 멤스 자계 센서 패키지를 제공한다.The present invention provides a MEMS magnetic field sensor package with improved sensing capability.

이하에서는 도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 자계 센서보정 패키지를 설명한다. Hereinafter, a magnetic sensor correction package according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

도 1은 제1 실시예에 따른 자계 센서 패키지의 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자계 센서 패키지의 구체적인 단면도이고, 도 3은 도 2의 자계 센서 패키지 내의 자계 센서를 나타내는 상면도이며, 도 4는 도 3의 자계 센서를 Ι-Ι'으로 절단한 단면도이다.1 is a schematic diagram of a magnetic sensor package according to a first embodiment, FIG. 2 is a detailed cross-sectional view of a magnetic sensor package according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a magnetic sensor in the magnetic sensor package of FIG. 2. 4 is a cross-sectional view of the magnetic field sensor shown in FIG.

도 1을 참고하면, 실시예에 따른 자계 센서 패키지(1000)는 멤스 소자의 자계센서를 포함하며, 패키지 몸체(600), 자계센서부(100), 제어칩(900), 상부층(700) 및 측면부(800)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the magnetic field sensor package 1000 according to an embodiment includes a magnetic field sensor of a MEMS element, and includes a package body 600, a magnetic field sensor unit 100, a control chip 900, an upper layer 700, and Side portion 800.

상기 패키지 몸체(600)는 지지기판으로서, 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 구체적으로 MLC(multi layer ceramic), 글라스 기판, 수지 기판 또는 고농도 실리콘 기판 등일 수 있다. The package body 600 may be formed of an insulating material as a support substrate, and specifically, may be a multi-layer ceramic (MLC), a glass substrate, a resin substrate, or a high concentration silicon substrate.

상기 패키지 몸체(600) 위에 복수의 소자가 배치되어 있다.A plurality of elements are disposed on the package body 600.

상기 패키지 몸체(600) 위에는 자계센서부(100) 및 제어칩(900)이 배치될 수 있다.The magnetic field sensor unit 100 and the control chip 900 may be disposed on the package body 600.

상기 자계센서부(100)과 제어칩(900)은 도 1과 같이 일렬로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 디자인에 따라 다양하게 배치될 수 있다. The magnetic sensor unit 100 and the control chip 900 may be arranged in a line as shown in FIG. 1, but are not limited thereto and may be variously arranged according to a design.

상기 자계센서부(100)은 내부에 자계를 감지하는 자계 센서를 포함하고 있으며, 이웃하게 배치되는 제어칩(900)과 와이어(310) 등을 통해 연결되어 신호를 송수신할 수 있다.The magnetic field sensor unit 100 includes a magnetic field sensor that detects a magnetic field therein, and may be connected to a control chip 900 adjacent to one another through a wire 310 to transmit and receive a signal.

상기 제어칩(900)은 집적회로로서, 상기 자계센서부(100)으로 기준 전원을 공급하고 상기 자계센서부(100)으로부터 감지 신호를 수신하고 상기 감지 신호를 분석하여 자계 신호를 생성한다.The control chip 900 is an integrated circuit and supplies a reference power to the magnetic field sensor unit 100, receives a sensing signal from the magnetic field sensor unit 100, and analyzes the sensing signal to generate a magnetic field signal.

도 1에서는 자계센서부(100)과 상기 제어칩(900) 사이의 연결이 와이어(310) 하나로 이루어지는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 복수의 와이어(310)에 의해 연결될 수 있다.In FIG. 1, although the connection between the magnetic field sensor unit 100 and the control chip 900 is made of one wire 310, the present invention is not limited thereto and may be connected by a plurality of wires 310.

상기 몸체(600) 위에 상기 자계센서부(100) 및 상기 제어칩(900)을 둘러싸며 측면부(800)가 형성되어 있다.The side portion 800 is formed on the body 600 to surround the magnetic sensor unit 100 and the control chip 900.

상기 측면부(800)는 도 1과 같이 하부의 몸체(600)와 상부층(700) 사이에 배치되며, 내부를 밀봉하고, 상부층(700)을 지지한다.The side portion 800 is disposed between the lower body 600 and the upper layer 700 as shown in FIG. 1, seals the inside, and supports the upper layer 700.

상기 측면부(800)는 구체적으로, 도 2와 같이 상기 자계센서부(100)이 복수의 실리콘층으로 형성되는 경우, 몸체(600) 위에 실리콘층이 배치되고, 상기 실리콘층 위와 상부층(700) 사이에 형성될 수 있다.In detail, when the magnetic field sensor part 100 is formed of a plurality of silicon layers as illustrated in FIG. 2, the side part 800 is provided with a silicon layer on the body 600, between the silicon layer and the upper layer 700. Can be formed on.

상기 측면부(800)는 본딩층으로 DFR(dry film resist)와 같은 필름을 이용하여 코팅한 뒤 패터닝하여 사용할 수 있다.The side portion 800 may be coated by using a film such as a dry film resist (DFR) as a bonding layer and then patterned.

상기 상부층(700)은 도 1 및 도 2와 같이 측면부(800) 위에 배치되어 내부의 자계센서부(100)과 제어칩(900)을 덮도록 형성된다.The upper layer 700 is disposed on the side portion 800 as shown in FIGS. 1 and 2 to cover the magnetic field sensor unit 100 and the control chip 900 therein.

상기 상부층(700)은 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 구체적으로 MLC(multi layer ceramic), 글라스 기판, 수지 기판 또는 고농도 실리콘 기판 등일 수 있다. The upper layer 700 may be formed of an insulating material, and specifically, may be a multi-layer ceramic (MLC), a glass substrate, a resin substrate, or a high concentration silicon substrate.

이와 같이 상부층(700)을 형성하여 상기 자계센서부(100)과 제어칩(900)을 하나의 패키지 내에 실장하는 자계 센서 패키지(1000)가 형성될 수 있다.As such, the magnetic field sensor package 1000 may be formed to form the upper layer 700 to mount the magnetic sensor unit 100 and the control chip 900 in one package.

상기 상부층(700)에는 상기 자계 센서에 타겟 자계를 형성하기 위한 공급원으로 도선이 형성되어 있다.The upper layer 700 has a conductive wire as a source for forming a target magnetic field in the magnetic field sensor.

상기 도선은 상기 상부층(700)의 외면에 노출되는 패드(720), 상부층(700)의 내면을 따라 연장되어 상기 자계센서부(100) 상부에 대응하며 형성되는 도선부(730) 및 상기 상부층(700)을 관통하여 상기 도선부(730)와 상기 패드(720)를 연결하는 비아를 포함한다.The conductive line extends along an inner surface of the pad 720 exposed to the outer surface of the upper layer 700, the conductive layer 730 and the upper layer formed to correspond to an upper portion of the magnetic sensor part 100. A via penetrates 700 to connect the conductive part 730 to the pad 720.

상기 상부층(700)은 상기 비아를 수용하는 복수의 비아홀(710)을 포함하며, 상기 비아홀(710)은 도 2와 같이 단면에 경사를 갖도록 형성될 수 있다.The upper layer 700 may include a plurality of via holes 710 for receiving the vias, and the via holes 710 may be formed to have an inclination in a cross section as illustrated in FIG. 2.

상기 패드(720)는 상부층(700)의 외면에 2개가 형성될 수 있으며, 양 단으로 전류가 흐르면서 주위에 자계를 형성한다.Two pads 720 may be formed on an outer surface of the upper layer 700, and a magnetic field is formed around the current as both ends flow.

상기 도선부(730)는 자계센서부(100)과 대응되도록 배치되며 상부층(700)의 내면에 접착되어 형성되므로 상기 자계센서부(100)과 균일한 거리를 유지하면서 형성될 수 있다.Since the conductive part 730 is disposed to correspond to the magnetic sensor part 100 and is bonded to the inner surface of the upper layer 700, the conductive part 730 may be formed while maintaining a uniform distance from the magnetic sensor part 100.

이때, 상기 자계센서부(100)에 도달하는 자계의 세기는 다음의 식과 같다.At this time, the intensity of the magnetic field reaching the magnetic field sensor unit 100 is as follows.

[수학식 1]
[Equation 1]

상기 자계 The magnetic field

이때, B는 자계의 세기, I는 도선부(730)을 흐르는 전류, μ0는 비투자율(relative permeability)이고, R이 도선부(730)으로부터 자계센서부 사이의 거리이다.In this case, B is the strength of the magnetic field, I is the current flowing through the lead portion 730, μ 0 is relative permeability, R is the distance between the lead portion 730 and the magnetic field sensor portion.

따라서, 상기 거리가 작을수록 자계센서부(100)에서 감지할 수 있는 자계의 세기가 커지게 된다. Therefore, the smaller the distance is, the greater the intensity of the magnetic field detectable by the magnetic field sensor unit 100 is.

본 발명에서는 센서칩(100)과 상기 도선부(730)사이의 거리는 5 내지 20μm, 바람직하게는 10 내지 15 μm를 충족할 수 있다.In the present invention, the distance between the sensor chip 100 and the lead portion 730 may satisfy 5 to 20μm, preferably 10 to 15μm.

이와 같이 상기 도선부(730)가 자계센서부(100)과 일정한 거리를 유지하면서 배치되므로 타겟 자계의 공급원의 위치에 따라 자계의 감도가 달라지는 것을 방지할 수 있다.As such, since the conductive part 730 is disposed while maintaining a constant distance from the magnetic field sensor part 100, the sensitivity of the magnetic field may be prevented from being changed according to the position of the source of the target magnetic field.

또한, 도선부가 상기 자계센서부(100)과의 군일한 거리를 유지하면서도 패키지(1000) 내부에 배치되어 패키지(1000) 외부에서 자계원이 배치되는 것과 비교할 때, 강한 강도의 자계에 의한 감지 신호를 생성할 수 있어 센서능이 향상된다.In addition, the conductive wire is disposed inside the package 1000 while maintaining the same distance from the magnetic field sensor unit 100, and compared to the magnetic field source disposed outside the package 1000, the detection signal by the strong magnetic field It can generate the sensor performance is improved.

이러한 자계센서부(100)은 도 2 내지 도 4와 같은 구조를 가질 수 있다.The magnetic field sensor unit 100 may have a structure as shown in FIGS. 2 to 4.

상기 자계센서부(100)은 멤스 소자로서, 고정 기판(110), 구동전극부(120), 및 복수의 탄성부(300, 310, 320, 330)를 포함한다.The magnetic sensor unit 100 is a MEMS element, and includes a fixed substrate 110, a driving electrode unit 120, and a plurality of elastic units 300, 310, 320, and 330.

멤스 소자(MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS)는 실리콘이나 수정, 유리 등을 가공해 초고밀도 집적회로, 초소형 기어, 하드디스크 등 초미세 기계구조물을 만드는 기술을 말한다. 멤스로 만든 미세 기계는 마이크로미터(100만분의 1 미터) 이하의 정밀도를 갖는다. 구조적으로는 증착과 식각 등의 과정을 반복하는 반도체 미세공정기술을 적용하며, 구동력은 전하간에 서로 당기는 힘인 정전기력과 표면장력 등을 이용해 전류를 발생시켜 전력소비량을 크게 낮추는 원리를 적용한 것이다.MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS refers to a technology for making ultra-fine mechanical structures such as ultra-high density integrated circuits, micro gears, and hard disks by processing silicon, quartz, and glass. Micromachines made of MEMS have a precision of less than a micrometer (1 million meters). Structurally, semiconductor microprocessing technology that repeats processes such as deposition and etching is applied, and driving force is applied to the principle of generating electric current by using electrostatic force and surface tension, which are pulling force between charges, and greatly reducing power consumption.

이러한 멤스 소자로 이루어진 멤스 자계센서부(100)의 상기 고정 기판(110)은 구동전극부(120) 및 복수의 탄성부(300, 310, 320, 330)를 지지한다.The fixed substrate 110 of the MEMS magnetic field sensor unit 100 formed of the MEMS element supports the driving electrode 120 and the plurality of elastic units 300, 310, 320, and 330.

상기 고정 기판(110)은 플레이트 형상을 가지며, 사각형의 프레임 형상을 가질 수 있다. 이러한 고정 기판(110)은 가로로 긴 사각형일 수 있으며, 3mm·1mm의 면적을 가질 수 있다.The fixed substrate 110 may have a plate shape and may have a rectangular frame shape. The fixed substrate 110 may have a long horizontal shape and have an area of 3 mm · 1 mm.

상기 고정 기판은 도 2와 같이 패키지의 측면부(800)의 기저부를 이룬다.The fixed substrate forms the base of the side portion 800 of the package as shown in FIG. 2.

상기 고정 기판(110)은 복수의 층상 구조를 가지며, 도 2와 같이 지지 기판(400), 지지 기판(400) 위에 절연층(200) 및 상기 절연층(200) 위에 전극층(115a, 115b)으로 형성될 수 있다.The fixed substrate 110 has a plurality of layered structures, and as an insulating layer 200 on the supporting substrate 400, a supporting substrate 400, and electrode layers 115a and 115b on the insulating layer 200 as shown in FIG. 2. Can be formed.

상기 지지 기판(400)은 실리콘 기판, 유리기판 또는 폴리머 기판일 수 있으나, 제1 실시예에서는 실리콘 기판으로 설명한다.The support substrate 400 may be a silicon substrate, a glass substrate, or a polymer substrate, but it will be described as a silicon substrate in the first embodiment.

상기 지지 기판(400)은 100 내지 500μm의 두께를 가지며, 바람직하게는 400μm의 두께를 가질 수 있다. The support substrate 400 may have a thickness of 100 μm to 500 μm, preferably 400 μm.

상기 지지 기판(400) 위에 절연층(200)이 형성되어 있다.An insulating layer 200 is formed on the support substrate 400.

상기 절연층(200)은 상기 지지 기판(400)이 실리콘 기판일 경우, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 형성될 수 있으며, 1 내지 1.5μm의 두께를 가질 수 있다.When the support substrate 400 is a silicon substrate, the insulating layer 200 may be formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film, and may have a thickness of 1 to 1.5 μm.

상기 절연층(200) 위에 전극층(115)이 형성되어 있다.The electrode layer 115 is formed on the insulating layer 200.

상기 고정 기판(110)은 중앙에 구동전극부(120)를 수용하는 캐비티(215)를 가지는 지지 기판(400) 위에 상기 전극층을 패터닝하여 사각형의 각 변을 따라 배치되어 있으며, 서로 분리되어 있는 복수의 전극(111-119)을 포함한다.The fixed substrate 110 is disposed along each side of the quadrangle by patterning the electrode layer on the support substrate 400 having the cavity 215 accommodating the drive electrode 120 at the center thereof, and being separated from each other. Electrodes 111-119.

복수의 전극(111-119)은 실리콘, 구리, 알루미늄, 몰리브덴, 텅스텐 등의 전도성 물질일 수 있으며, 바람직하게는 지지 기판(400)이 실리콘 기판인 경우, 실리콘으로 형성될 수 있다. 상기 전극(111-119)은 10 내지 100 μm의 두께를 가지며, 바람직하게는 50 μm 내외의 두께를 가질 수 있다.The plurality of electrodes 111-119 may be a conductive material such as silicon, copper, aluminum, molybdenum, tungsten, or the like, and may be formed of silicon when the support substrate 400 is a silicon substrate. The electrodes 111-119 have a thickness of 10 to 100 μm, and preferably have a thickness of about 50 μm.

상기 전극(111-119)은 4개의 모서리 영역에 배치되어 있는 4개의 감지전극(113, 114, 118, 119) 및 상기 감지전극(113, 114, 118, 119)과 이웃하여 상기 캐비티(215)를 향하여 돌출되는 전원전극(111, 112, 116, 117)을 포함한다.The electrodes 111-119 are adjacent to the four sensing electrodes 113, 114, 118, and 119 and the sensing electrodes 113, 114, 118, and 119 disposed in four corner regions, and thus the cavity 215. It includes a power electrode (111, 112, 116, 117) protruding toward the.

보다 상세하게는, y축을 따라 일직선 상에서 각각 모서리 영역에 배치되는 제1 감지전극(113) 및 제2 감지전극(114)이 형성되며, 제1 감지전극(113)과 이웃하여 x축 방향으로 제1 감지전극(113)보다 작은 폭을 갖도록 제1 전원전극(111)이 형성되고, 제1 전원전극(111)과 일직선을 이루며, 제2 감지전극(114)과 이웃하여 x축 방향으로 제2 감지전극(114)보다 작은 폭을 갖도록 제2 전원전극(112)이 형성되어 있다. In more detail, the first sensing electrode 113 and the second sensing electrode 114 are disposed in a corner region on a straight line along the y-axis, respectively, and are formed in the x-axis direction adjacent to the first sensing electrode 113. The first power electrode 111 is formed to have a width smaller than that of the first sensing electrode 113, is aligned with the first power electrode 111, and is adjacent to the second sensing electrode 114 in the x-axis direction. The second power supply electrode 112 is formed to have a width smaller than that of the sensing electrode 114.

실시예에서는 제1 및 제2 감지전극(113, 114)이 모서리 영역에 배치된 것으로 도시하였으나, 제1 및 제2 전원전극(111, 112)이 모서리 영역까지 확장되고, 제1 및 제2 전원전극(111, 112)이 제1 및 제2 감지전극(113, 114)과 이웃하게 형성되는 경우, 제1 및 제2 감지전극(113, 114)의 폭은 제1 및 제2 전원전극(111, 112)보다 크지 않을 수도 있다.In the exemplary embodiment, the first and second sensing electrodes 113 and 114 are disposed in the corner region, but the first and second power electrodes 111 and 112 extend to the corner region and the first and second power sources are extended. When the electrodes 111 and 112 are formed adjacent to the first and second sensing electrodes 113 and 114, the widths of the first and second sensing electrodes 113 and 114 are the first and second power electrodes 111. , 112).

제1 전원전극(111)과 제2 전원전극(112)은 소정의 이격 거리를 포함하며, 상기 이격 거리가 소정 범위 이상인 경우, 도 3과 같이 제1 및 제2 전원전극(112) 사이에 더미전극(115a)이 더 형성될 수 있다.The first power source electrode 111 and the second power source electrode 112 include a predetermined distance, and when the separation distance is greater than or equal to a predetermined range, a dummy is formed between the first and second power electrodes 112 as shown in FIG. 3. The electrode 115a may be further formed.

상기 더미전극(115a)이 형성되는 경우, 더미전극(115a)은 x축 방향으로 제1 및 제2 전원전극(111, 112)보다 작은 폭을 갖도록 형성된다.When the dummy electrode 115a is formed, the dummy electrode 115a is formed to have a smaller width than the first and second power electrodes 111 and 112 in the x-axis direction.

한편, 제1 감지전극(113)과 x축으로 일직선 상에 배치되는 제3 감지전극(118) 및 제3 감지전극(118)과 y축을 따라 일직선 상에서 모서리 영역에 배치되는 제4 감지전극(119)을 포함한다.The third sensing electrode 118 and the third sensing electrode 118 disposed in a straight line on the x-axis with the first sensing electrode 113 and the fourth sensing electrode 119 disposed in a corner area on the y-axis with the third sensing electrode 118. ).

또한, 제3 감지전극(118)과 이웃하여 제3 감지전극(118)보다 작은 폭을 갖도록 제3 전원전극(116)이 형성되고, 제3 전원전극(116)과 일직선을 이루며, 제4 감지전극(119)과 이웃하여 제4 감지전극(119)보다 작은 폭을 갖도록 제4 전원전극(117)이 형성되어 있다.In addition, the third power electrode 116 is formed to have a width smaller than that of the third sensing electrode 118 adjacent to the third sensing electrode 118, to form a line with the third power electrode 116, and to detect the fourth sensing electrode 118. The fourth power supply electrode 117 is formed adjacent to the electrode 119 to have a width smaller than that of the fourth sensing electrode 119.

제3 전원전극(116)과 제4 전원전극(117)은 소정의 이격 거리를 포함하며, 상기 이격 거리가 소정 범위 이상인 경우, 도 3과 같이 제3 및 제4 전원전극(117) 사이에 더미전극(115b)이 더 형성될 수 있다.The third power source electrode 116 and the fourth power electrode 117 include a predetermined separation distance, and when the separation distance is greater than or equal to a predetermined range, a dummy is formed between the third and fourth power electrode 117 as shown in FIG. 3. The electrode 115b may be further formed.

상기 더미전극(115b)이 형성되는 경우, 더미전극(115b)은 제3 및 제4 전원전극(116, 117)보다 작은 폭을 갖도록 형성된다.When the dummy electrode 115b is formed, the dummy electrode 115b is formed to have a smaller width than the third and fourth power electrodes 116 and 117.

이와 같이 더미전극(115a, 115b)을 각각 형성하는 경우, 도 2의 A와 같이 상기 더미전극(115a, 115b) 하부의 지지기판(400)은 캐비티(215)를 향하여 돌출되도록 형성될 수 있으며, 더미전극(115a, 115b)과 같거나 작을 수 있다.As such, when the dummy electrodes 115a and 115b are formed, the supporting substrate 400 under the dummy electrodes 115a and 115b may be formed to protrude toward the cavity 215 as shown in FIG. The dummy electrodes 115a and 115b may be equal to or smaller than the dummy electrodes 115a and 115b.

즉, 캐비티(215)를 이루는 측면에 지지기판(400)이 노출되도록 더미전극(115a, 115b)의 폭을 제어하여 더미전극(115a, 115b)과 기준전극(121, 131)의 쇼트발생을 방지할 수 있다. That is, the width of the dummy electrodes 115a and 115b is controlled to expose the support substrate 400 on the side surface of the cavity 215 to prevent short circuit between the dummy electrodes 115a and 115b and the reference electrodes 121 and 131. can do.

각 감지전극(113, 114, 118, 119)과 그에 이웃한 전원전극(111, 112, 116, 117)의 폭 차에 의하여 소캐비티가 각각 형성되며, 각각의 소캐비티에 탄성부(300, 310, 320, 330)가 배치된다.Small cavities are formed by the width difference between each of the sensing electrodes 113, 114, 118, and 119 and the power electrodes 111, 112, 116, and 117 adjacent thereto, and elastic parts 300 and 310 are formed in the respective small cavities. , 320 and 330 are disposed.

이웃한 탄성부(300, 310, 320, 330)를 지지하기 위하여 각각의 감지전극(113, 114, 118, 119)으로부터 캐비티(215)를 향하여 돌출되어 상기 전원전극(111, 112, 116, 117)과 소캐비티를 이루는 돌출부가 더 형성된다.Protruding toward the cavity 215 from each of the sensing electrodes 113, 114, 118, and 119 to support the adjacent elastic parts 300, 310, 320, and 330, and the power electrodes 111, 112, 116, and 117. ) And the protrusion forming the small cavity is further formed.

상기 돌출부는 이웃한 돌출부와 절연층(200) 이하의 구조물이 연결되어 형성될 수 있다. 이러한 4개의 소캐비티는 캐비티(215)를 향하여 개방되는 형상을 가진다.The protrusion may be formed by connecting a structure of the adjacent protrusion and the insulating layer 200 or less. These four small cavities have a shape that opens toward the cavity 215.

이때, 상기 복수의 감지전극(113, 114, 118, 119) 및 전원전극(111, 112, 116, 117) 위에 금속층(500)이 더 형성될 수 있다.In this case, the metal layer 500 may be further formed on the plurality of sensing electrodes 113, 114, 118, and 119 and the power electrodes 111, 112, 116, and 117.

금속층(500)은 구리, 알루미늄, 몰리브덴, 텅스텐, 은 등의 고전도성 물질로 형성되며, 전극층이 실리콘으로 형성되는 경우, 실리콘보다 전기전도성이 높은 물질로 형성된다.The metal layer 500 is formed of a highly conductive material such as copper, aluminum, molybdenum, tungsten, or silver. When the electrode layer is formed of silicon, the metal layer 500 is formed of a material having higher electrical conductivity than silicon.

이와 같이 전극 영역에 전기전도성이 높은 물질을 더 형성함으로써 전류 확산을 원활히 진행하여 반응 속도를 높일 수 있다.As such, by further forming a highly conductive material in the electrode region, the current diffusion can be smoothly performed to increase the reaction rate.

상기 고정기판(110)의 캐비티(215) 내에 구동전극부(120, 130)가 배치된다.The driving electrode parts 120 and 130 are disposed in the cavity 215 of the fixed substrate 110.

상기 구동전극부(120, 130)는 제1, 제2 감지전극(113, 114) 및 제1, 2 전원전극(111, 112) 사이에 둘러싸여 전원을 공급받는 제1 구동전극(120), 및 상기 제3, 제4 감지전극(118, 119) 및 제3, 4 전원전극(116, 117) 사이에 둘러싸여 전원을 공급받는 제2 구동전극(130)을 포함한다.The driving electrode parts 120 and 130 are surrounded by the first and second sensing electrodes 113 and 114 and the first and second power electrodes 111 and 112 to receive power, and the first driving electrode 120 to receive power. And a second driving electrode 130 surrounded by the third and fourth sensing electrodes 118 and 119 and the third and fourth power electrodes 116 and 117 to receive power.

상기 제1 구동전극(120)은 캐비티(215) 내에서 y축으로 연장되어 있는 제1 기준전극(121), 제1 가변전극(126) 및 둘을 연결하는 적어도 하나의 제1 연결부(220)를 포함한다.The first driving electrode 120 includes a first reference electrode 121 extending along the y axis in the cavity 215, a first variable electrode 126, and at least one first connecting portion 220 connecting the two. It includes.

제1 기준전극(121)과 제1 가변전극(126)은 두 개의 탄성부(300, 310)로부터 연장되는 전극층으로 형성된다.The first reference electrode 121 and the first variable electrode 126 are formed of electrode layers extending from the two elastic parts 300 and 310.

제1 기준전극(121)은 제1 및 제2 탄성부(300, 310) 사이를 연결하는 바(bar) 타입의 몸체(600)를 포함하며, 제1 및 제2 탄성부(300, 310)보다 큰 폭을 갖도록 형성된다.The first reference electrode 121 includes a bar-type body 600 connecting the first and second elastic parts 300 and 310, and the first and second elastic parts 300 and 310. It is formed to have a larger width.

상기 몸체(600)는 x축 방향으로 돌출되어 확장되며, 이러한 확장은 제1 및 제2 전원전극(111, 112)과 더미전극(115a) 사이에서 형성되는 x축 방향으로의 단차에 의한 공간으로의 확장을 의미한다.The body 600 protrudes and extends in the x-axis direction, and this expansion is a space due to a step in the x-axis direction formed between the first and second power electrodes 111 and 112 and the dummy electrode 115a. Means expansion.

상기 제1 기준전극(121)의 길이는 500 내지 5000 μm, 바람직하게는 1500 내지 2500 μm일 수 있다. The length of the first reference electrode 121 may be 500 to 5000 μm, preferably 1500 to 2500 μm.

상기 제1 기준전극(121)은 더미전극(115a)을 향하여 돌출되어 있는 복수의 제1 기준전극편(122)을 포함한다.The first reference electrode 121 includes a plurality of first reference electrode pieces 122 protruding toward the dummy electrode 115a.

상기 제1 기준전극편(122)은 빗살(comb) 형상으로 형성될 수 있으며, 소정의 길이를 가지는 제1 기준전극편(212)의 폭은 1 내지 30μm, 바람직하게는 3 내지 4 μm를 충족할 수 있다.The first reference electrode piece 122 may be formed in a comb shape, and the width of the first reference electrode piece 212 having a predetermined length satisfies 1 to 30 μm, preferably 3 to 4 μm. can do.

제1 기준전극(121)의 길이, 제1 기준전극편(112)의 폭 및 이격거리에 따라 제1 기준전극편(122)의 수효가 결정된다.The number of first reference electrode pieces 122 is determined according to the length of the first reference electrode 121, the width of the first reference electrode piece 112, and the separation distance.

한편, 제1 가변전극(126)은 제1 기준전극(121)과 동일한 형상을 가지며, 제1 연결부(220)를 기준으로 서로 대칭적으로 배치된다. 따라서, 제1 구동전극(120)은 x축 방향의 무게 중심을 유지할 수 있다.The first variable electrode 126 has the same shape as the first reference electrode 121 and is disposed symmetrically with respect to the first connection portion 220. Therefore, the first driving electrode 120 can maintain the center of gravity in the x-axis direction.

즉, 제1 가변전극(126)은 제1 및 제2 탄성부(300, 310) 사이를 연결하는 바 타입의 몸체(600)로 형성되어 있으며, 제1 및 제2 탄성부(300, 310)의 다리보다 큰 폭을 갖도록 형성된다.That is, the first variable electrode 126 is formed of a bar type body 600 connecting between the first and second elastic parts 300 and 310, and the first and second elastic parts 300 and 310. It is formed to have a larger width than the legs.

상기 폭은 x축 방향으로 돌출되어 확장되며, 이러한 확장은 제1 및 제2 감지전극(113, 114)의 돌출부에 의한 캐비티(215)의 단차로의 확장을 의미한다.The width protrudes in the x-axis direction and extends. The expansion means an expansion of the step cavities of the cavity 215 by the protrusions of the first and second sensing electrodes 113 and 114.

상기 제1 가변전극(126)의 길이는 500 내지 5000 μm, 바람직하게는 1500 내지 2500 μm일 수 있다. The length of the first variable electrode 126 may be 500 to 5000 μm, preferably 1500 to 2500 μm.

상기 제1 가변전극(126)은 제2 가변전극(136)을 향하여 돌출되어 있는 복수의 제1 가변전극편(127)을 포함한다.The first variable electrode 126 includes a plurality of first variable electrode pieces 127 protruding toward the second variable electrode 136.

상기 제1 가변전극편(127)은 빗살(comb) 형상으로 형성될 수 있으며, 제1 가변전극편(127)의 폭은 1 내지 30μm, 바람직하게는 3 내지 4 μm를 충족할 수 있다.The first variable electrode piece 127 may be formed in a comb shape, and the width of the first variable electrode piece 127 may satisfy 1 to 30 μm, preferably 3 to 4 μm.

제1 기준전극(121)의 길이, 제1 가변전극편(127)의 폭 및 이격거리에 따라 제1 가변전극편(127)의 수효가 결정된다.The number of the first variable electrode pieces 127 is determined according to the length of the first reference electrode 121, the width and the separation distance of the first variable electrode piece 127.

한편, 제1 연결부(220)는 제1 기준전극(121) 및 제1 가변전극(126)의 몸체(600) 사이에 노출되는 영역을 가지며, 제1 기준전극(121) 및 제1 가변전극(126)의 몸체(600)의 일부 또는 전부에 걸치도록 형성된다. Meanwhile, the first connector 220 has an area exposed between the first reference electrode 121 and the body 600 of the first variable electrode 126, and the first reference electrode 121 and the first variable electrode ( 126 is formed to span some or all of the body 600.

제1 연결부(220)는 도 3과 같이 적어도 하나일 수 있으며, 이와 달리 복수개의 제1 연결부(220)가 일정한 간격을 가지며 배치될 수 있다.The first connector 220 may be at least one as shown in FIG. 3, and alternatively, the plurality of first connectors 220 may be disposed at regular intervals.

상기 제1 연결부(220)는 제1 기준전극(121)과 제1 가변전극(126)을 전기적으로 절연하면서 물리적으로 연결하기 위한 것으로, 전극층(150) 하부의 지지기판(400) 및 절연층(200)만으로 구성된다.The first connector 220 is to electrically connect the first reference electrode 121 and the first variable electrode 126 while being electrically insulated, and supports the support substrate 400 and the insulating layer under the electrode layer 150. 200).

이때, 상기 제1 연결부(220)의 지지기판(400)은 일부가 식각되어 고정기판(110) 하부의 지지기판(400)의 두께보다 작은 두께를 갖도록 형성되어 상기 제1 연결부(220)를 고정기판(400)의 최하점으로부터 부양시킨다. At this time, the support substrate 400 of the first connector 220 is partially etched to have a thickness smaller than the thickness of the support substrate 400 below the fixed substrate 110 to fix the first connector 220. It floats from the lowest point of the board | substrate 400.

상기 제1 연결부(220)는 100·300μm의 면적을 가질 수 있으며, 장변이 제1 기준전극(121)과 제1 가변전극(126)의 몸체(600)를 가로지르도록 배치된다.The first connector 220 may have an area of 100 · 300 μm, and a long side may be disposed to cross the body 600 of the first reference electrode 121 and the first variable electrode 126.

한편, 상기 제2 구동전극(130)은 캐비티(215) 내에서 y축으로 연장되어 있는 제2 기준전극(131), 제2 가변전극(136) 및 둘을 연결하는 적어도 하나의 제2 연결부(230)를 포함한다.The second driving electrode 130 may include a second reference electrode 131, a second variable electrode 136, and at least one second connection part connecting the two reference electrodes 131 extending in the y-axis in the cavity 215. 230).

제2 기준전극(131)과 제2 가변전극(136)은 탄성부(320, 330)로부터 연장되는 전극층으로 형성된다.The second reference electrode 131 and the second variable electrode 136 are formed of electrode layers extending from the elastic parts 320 and 330.

제2 기준전극(131)은 제1 기준전극(121)과 동일한 형상을 가지며, 대칭적으로 형성된다.The second reference electrode 131 has the same shape as the first reference electrode 121 and is formed symmetrically.

상기 제2 기준전극(131)은 제3 및 제4 탄성부 (320, 330)사이를 연결하는 바(bar) 타입의 몸체(600)를 포함하며, 몸체(600)의 장변으로부터 더미전극(150b)을 향하여 돌출되어 있는 복수의 제2 기준전극편(132)을 포함한다.The second reference electrode 131 includes a bar type body 600 connecting between the third and fourth elastic parts 320 and 330, and the dummy electrode 150b from the long side of the body 600. And a plurality of second reference electrode pieces 132 protruding toward the plurality of electrodes.

제2 가변전극(136)은 제2 기준전극(131)과 동일한 형상을 가지며, 제2 연결부(230)를 기준으로 서로 대칭적으로 배치된다. 따라서, 제2 구동전극(130)은 x축 방향의 무게 중심을 유지할 수 있다.The second variable electrode 136 has the same shape as the second reference electrode 131 and is symmetrically disposed with respect to the second connection part 230. Therefore, the second driving electrode 130 can maintain the center of gravity in the x-axis direction.

즉, 제2 가변전극(136)은 제3 및 제4 탄성부(320,330) 사이를 연결하는 바 타입의 몸체(600)로 형성되어 있으며, 제1 가변전극(126)을 향하여 돌출되어 있는 복수의 제2 가변전극편(137)을 포함한다.That is, the second variable electrode 136 is formed of a bar type body 600 connecting between the third and fourth elastic parts 320 and 330, and the plurality of second variable electrodes 136 protrude toward the first variable electrode 126. The second variable electrode piece 137 is included.

제1 가변전극편(127)과 제2 가변전극편(137)은 서로 교차하도록 배치된다.The first variable electrode piece 127 and the second variable electrode piece 137 are disposed to cross each other.

이때, 상기 제1 가변전극(126)과 제2 가변전극(136)의 각 전극편(127, 137)이 자계 센서의 중앙 영역에서 서로 마주보도록 배치되어 가변 커패시터를 형성한다.In this case, the electrode pieces 127 and 137 of the first variable electrode 126 and the second variable electrode 136 are disposed to face each other in the central region of the magnetic field sensor to form a variable capacitor.

상기 가변 커패시터는 제1 가변전극(126)의 제1 가변전극편(127)과 제2 가변전극(136)의 제2 가변전극편(137)이 서로 교차하도록 배치되어 교차되는 편(127, 137)의 면적에 따라 커패시터의 용량이 가변한다. 본 실시예에서는 이러한 빗살모양의 구동기인 콤 드라이브(Comb drive)에 의하여 가변 커패시터를 구현하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정하지 않으며 마주보는 편의 거리 차를 이용하는 구조 등 가변 커패시터를 구현할 수 있는 다양한 구조에 의해 실현될 수 있다.The variable capacitor is disposed so that the first variable electrode piece 127 of the first variable electrode 126 and the second variable electrode piece 137 of the second variable electrode 136 intersect with each other and cross each other (127, 137). The capacitance of the capacitor varies depending on the area of). In this embodiment, the variable capacitor is implemented by a comb drive, which is a comb-shaped driver. However, the spirit of the present invention is not limited thereto. Can be realized.

상기 제1 가변전극편(127)과 제2 가변전극편(137)은 제1 내지 제4 전원전극(111, 112, 116, 117)에 전압이 인가되지 않은 상태 또는 로렌츠 힘이 발생하지 않은 상태에서 약 30μm 내외의 중첩 거리를 가진다.In the first variable electrode piece 127 and the second variable electrode piece 137, a voltage is not applied to the first to fourth power electrodes 111, 112, 116, and 117 or a state in which no Lorentz force is generated. Has an overlap distance of about 30 μm.

하나의 제1 가변전극편(127)과 이웃한 제2 가변전극편(137) 사이의 이격거리는 1 내지 10 μm, 바람직하게는 2 내지 3 μm일 수 있다.The separation distance between one first variable electrode piece 127 and the adjacent second variable electrode piece 137 may be 1 to 10 μm, preferably 2 to 3 μm.

한편, 제2 연결부(230)는 제1 연결부(220)와 동일하게 형성되며, 제2 기준전극(131) 및 제2 가변전극(136)의 몸체(600) 사이에 노출되는 영역을 가지며, 제2 기준전극(131) 및 제2 가변전극(136)의 일부 또는 전부에 걸치도록 형성된다. Meanwhile, the second connector 230 is formed in the same manner as the first connector 220, and has a region exposed between the body 600 of the second reference electrode 131 and the second variable electrode 136. The second reference electrode 131 and the second variable electrode 136 may be formed to cover part or all of the second electrode.

상기 제2 연결부(230)는 제2 기준전극(131)과 제2 가변전극(136)을 전기적으로 절연하면서 물리적으로 연결하기 위한 것으로, 전극층 하부의 지지기판(400) 및 절연층(200)만으로 구성된다.The second connector 230 is for physically connecting the second reference electrode 131 and the second variable electrode 136 while being electrically insulated, using only the support substrate 400 and the insulating layer 200 under the electrode layer. It is composed.

이때, 상기 제2 연결부(230)의 지지기판(400)은 일부가 식각되어 고정기판(110) 하부의 지지기판(400)의 두께보다 작은 두께를 갖도록 형성되어 상기 제2 연결부(230)를 고정기판(110)의 최하점으로부터 부양시킨다. In this case, the supporting substrate 400 of the second connecting portion 230 is etched to have a thickness smaller than the thickness of the supporting substrate 400 below the fixed substrate 110 to fix the second connecting portion 230. It floats from the lowest point of the board | substrate 110.

또한, 상기 제1 기준전극(121), 제1 가변전극(126), 제2 기준전극(131) 및 제2 가변전극(136)의 몸체(600)의 일부에는 상기 고정기판(110)의 금속층(500)으로부터 연장되어 금속패턴(521, 526, 531, 536)이 형성될 수 있다. 따라서, 각 가변전극 및 각 기준전극의 전류 확산 효율을 높여 도전성이 향상되어 반응 속도가 빨라지고, 출력값의 신뢰도가 향상된다.In addition, the metal layer of the fixed substrate 110 may be formed on a portion of the body 600 of the first reference electrode 121, the first variable electrode 126, the second reference electrode 131, and the second variable electrode 136. The metal patterns 521, 526, 531, and 536 may be formed to extend from the 500. Therefore, the current diffusion efficiency of each variable electrode and each reference electrode is increased, so that conductivity is improved, reaction speed is increased, and reliability of output value is improved.

한편, 자계센서부(100)은 고정기판(110)과 제1 구동전극(120)을 연결하는 제1 탄성부(300) 및 제2 탄성부(310), 고정기판(110)과 제2 구동전극(130)을 연결하는 제3 탄성부(320) 및 제4 탄성부(330)를 포함한다. On the other hand, the magnetic sensor unit 100 is the first elastic portion 300 and the second elastic portion 310, the fixed substrate 110 and the second drive connecting the fixed substrate 110 and the first driving electrode 120. The third elastic part 320 and the fourth elastic part 330 connecting the electrode 130 are included.

제1 탄성부 내지 제4 탄성부(300, 310, 320, 330)는 더블 폴디드 타입(double folded type)의 스프링으로 구성된다. The first to fourth elastic parts 300, 310, 320, and 330 are configured of a spring of a double folded type.

제1 내지 제4 탄성부(300, 310, 320, 330)는 각각의 전원전극(111, 112, 116, 117) 및 감지전극(113, 114, 118, 119)이 형성하는 소캐비티 내에 각각 배치된다.The first to fourth elastic parts 300, 310, 320, and 330 are disposed in small cavities formed by the power electrodes 111, 112, 116, and 117 and the sensing electrodes 113, 114, 118, and 119, respectively. do.

즉, 제1 전원전극(111) 및 제1 감지전극(113)이 형성하는 소캐비티 내에 제1 탄성부(300)가 배치되고, 제2 전원전극(112) 및 제2 감지전극(114)이 형성하는 소캐비티 내에 제2 탄성부(310)가 배치된다. 또한, 제3 전원전극(116) 및 제3 감지전극(118)이 형성하는 소캐비티 내에 제3 탄성부(320)가 배치되며, 제4 전원전극(117) 및 제4 감지전극(119)이 형성하는 소캐비티 내에 제4 탄성부(330)가 배치된다. That is, the first elastic part 300 is disposed in the small cavity formed by the first power electrode 111 and the first sensing electrode 113, and the second power electrode 112 and the second sensing electrode 114 are disposed. The second elastic part 310 is disposed in the small cavity to be formed. In addition, the third elastic part 320 is disposed in the small cavity formed by the third power electrode 116 and the third sensing electrode 118, and the fourth power electrode 117 and the fourth sensing electrode 119 are disposed in the small cavity. The fourth elastic part 330 is disposed in the small cavity to be formed.

제1 탄성부(300)는 두 개의 고정부를 포함한다.The first elastic part 300 includes two fixing parts.

각각의 고정부는 두 개의 스프링을 포함하며, 제1 감지 전극(114)과 제1 가변전극(126)을 연결하고, 제1 전원전극(111)과 제1 기준전극(121)을 연결한다.Each fixing part includes two springs, and connects the first sensing electrode 114 and the first variable electrode 126 and the first power electrode 111 and the first reference electrode 121.

제1 탄성부(300)에 의해 고정 기판(110)과 제1 구동전극(120)이 전기적 물리적으로 연결되어 있다. The fixed substrate 110 and the first driving electrode 120 are electrically and physically connected by the first elastic part 300.

제2 탄성부(310)의 고정부는 제2 감지전극(114)과 제2 가변전극(136)을 연결하고, 제2 전원전극(112)과 제1 기준전극(121)을 연결한다.The fixing part of the second elastic part 310 connects the second sensing electrode 114 and the second variable electrode 136, and connects the second power electrode 112 and the first reference electrode 121.

제2 탄성부(310)에 의해 고정 기판(110)과 제1 구동전극(120)이 전기적 물리적으로 연결되어 있다. The fixed substrate 110 and the first driving electrode 120 are electrically and physically connected by the second elastic part 310.

제3 탄성부(320)의 고정부는 제3 감지전극(118)과 제2 가변전극(136)을 연결하고, 제3 전원전극(116)과 제2 기준전극(131)을 연결한다.The fixing part of the third elastic part 320 connects the third sensing electrode 118 and the second variable electrode 136, and connects the third power electrode 116 and the second reference electrode 131.

제3 탄성부(320)에 의해 고정 기판(110)과 제2 구동전극(130)이 전기적 물리적으로 연결되어 있다. The fixed substrate 110 and the second driving electrode 130 are electrically and physically connected by the third elastic part 320.

제4 탄성부(330)의 고정부는 제4 감지전극(119)과 제2 가변전극(136)을 연결하고, 제4 전원전극(117)과 제2 기준전극(131)을 연결한다.The fixing part of the fourth elastic part 330 connects the fourth sensing electrode 119 and the second variable electrode 136 and connects the fourth power electrode 117 and the second reference electrode 131.

제4 탄성부(330)에 의해 고정 기판(110)과 제2 구동전극(130)이 전기적 물리적으로 연결되어 있다. The fixed substrate 110 and the second driving electrode 130 are electrically and physically connected by the fourth elastic part 330.

이와 같이 형성되는 4개의 탄성부(300, 310, 320, 330)는 서로 동일한 수효의 스프링을 포함하며, 자계센서부(100)의 구동전극부(120, 130)의 양 단에 서로 마주하며 형성되어 장력을 분산시킬 수 있다.The four elastic parts 300, 310, 320, and 330 formed as described above include the same number of springs and face each other at both ends of the driving electrode parts 120 and 130 of the magnetic field sensor part 100. To disperse the tension.

또한, 서로 대칭적으로 형성되어 전체적으로 균형을 이루어 소자 신뢰성이 확보될 수 있다.In addition, it is formed symmetrically with each other to be balanced overall to ensure device reliability.

이러한 4개의 탄성부(300, 310, 320, 330)는 탄성부(300, 310, 320, 330)의 구동부(120) 사이의 연결섬 영역을 제외하고는 전극층(500)만으로 구성되어 각 구성 요소의 물리적 연결뿐 아니라, 전기적 연결을 수행하며, 구동 뒤에 탄성력에 의한 복원력을 제공한다.The four elastic parts 300, 310, 320, and 330 are composed of only the electrode layer 500 except for connection island regions between the driving parts 120 of the elastic parts 300, 310, 320, and 330. In addition to the physical connection of the electrical connection is performed, and provides a resilience force by the elastic force behind the drive.

또한, 4개의 탄성부(300, 310, 320, 330)는 동일하게 구성되며, 연결섬을 제외한 전체에 고정기판(110)의 전극들로부터 연장되는 금속층(500)이 형성되어 전기 전도성을 높인다.In addition, the four elastic parts 300, 310, 320, 330 are configured in the same manner, the metal layer 500 extending from the electrodes of the fixed substrate 110 is formed in all except the connection island to increase the electrical conductivity.

이러한 멤스 자계센서부(100)은 지지기판(400), 절연층(200), 전극층(150) 및 금속층(500)의 적층 구조가 패키지(1000)의 측면부(800)를 형성하도록 측면에 잔재한다.The MEMS magnetic field sensor part 100 remains on a side surface of the stack structure of the support substrate 400, the insulating layer 200, the electrode layer 150, and the metal layer 500 to form the side portion 800 of the package 1000. .

이때, 고정기판(110)을 나타내는 영역과 측면부(800) 사이에는 이격 공간이 형성될 수 있다. In this case, a separation space may be formed between the region representing the fixed substrate 110 and the side portion 800.

즉, 도 2와 같이 고정기판(110)을 나타내는 영역과 측면부(800) 사이에 이격 공간을 포함하더라도 고정기판(110)의 금속층(500) 위에 본딩층을 더 형성할 수 있다.That is, although a space is spaced between the region showing the fixed substrate 110 and the side portion 800 as shown in FIG. 2, a bonding layer may be further formed on the metal layer 500 of the fixed substrate 110.

이하에서는 도 5 내지 도 12을 참고하여 도 1의 자계 센서 패키지(1000)의 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the magnetic sensor package 1000 of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 5 through 12.

먼저 도 5와 형성된 자계센서부(100)의 하부에 패키지 몸체(600)를 부착한다.First, the package body 600 is attached to the lower portion of the magnetic field sensor part 100 formed with FIG. 5.

상기 패키지 몸체(600)는 글라스 기판과 같이 절연성의 물질일 수 있으며, 상기 패키지 몸체(600)가 글라스 기판인 경우, 상기 자계센서부(100)의 지지기판 하부와 상기 패키지 몸체(600) 사이를 아노딕 본딩(anodic bonding)을 수행하여 접합할 수 있다.The package body 600 may be made of an insulating material such as a glass substrate. When the package body 600 is a glass substrate, the package body 600 may be disposed between a lower portion of the support substrate of the magnetic field sensor unit 100 and the package body 600. Bonding may be performed by anodic bonding.

다음으로, 도 6과 같이 상부층(700)을 이루는 베이스 기판을 준비한다.Next, as shown in FIG. 6, a base substrate constituting the upper layer 700 is prepared.

상기 베이스 기판은 글라스 기판 등의 비전도성기판일 수 있다.The base substrate may be a non-conductive substrate such as a glass substrate.

상기 베이스 기판에 도 7과 같이 비아홀(710)을 형성한다. A via hole 710 is formed in the base substrate as shown in FIG. 7.

상기 비아홀(710)은 샌드 블래스팅(sand blasting) 등의 방법으로 형성할 수 있으며, 상기 비아홀(710)은 상기 자계센서부(100)이 배치되는 영역과 대응되는 영역에 2개 이상 형성될 수 있다.The via holes 710 may be formed by sand blasting or the like, and two or more via holes 710 may be formed in an area corresponding to an area where the magnetic sensor part 100 is disposed. have.

상기 비아홀(710)의 상면의 크기는 수 μm 내지 수십μm일 수 있으며 하부로 갈수록 크기가 작아지도록 경사를 가질 수 있다.The size of the top surface of the via hole 710 may be several μm to several tens of μm and may have an inclination such that the size thereof becomes smaller toward the bottom.

다음으로, 도 8 및 도 9와 같이 베이스 기판의 상면에 패드(720)를 형성한다.Next, as shown in FIGS. 8 and 9, a pad 720 is formed on the upper surface of the base substrate.

먼저, 비아홀(710)을 매립하도록 도금을 수행하여 상면 전체에 도금층(721)이 형성된다.First, the plating layer 721 is formed on the entire upper surface by plating to fill the via hole 710.

다음으로, 도 9와 같이 포토 공정에 의해 비아홀(710)의 상부에 패드(720)가 형성되도록 도금층(721)을 식각하고, 패드(720) 이외의 도금층(721)은 제거한다.Next, as shown in FIG. 9, the plating layer 721 is etched to form the pad 720 on the via hole 710 by a photo process, and the plating layer 721 other than the pad 720 is removed.

다음으로, 도 10과 같이 베이스 기판 하면에 도금 또는 스퍼터링 등을 수행하여 금속층을 형성한 뒤 비아와 비아 사이에 두개의 비아를 잇는 도선부(730)를 형성하도록 패터닝한다.Next, as shown in FIG. 10, a metal layer is formed by plating or sputtering on the lower surface of the base substrate, and then patterned to form a conductive part 730 connecting two vias between the vias and the vias.

상기 상부 도금층 및 하부 금속층은 전도성 금속, 예를 들어 Al, Au, Cu 등일 수 있다. The upper plating layer and the lower metal layer may be conductive metals such as Al, Au, Cu, and the like.

상기 베이스 기판의 하면에 도선부(730)까지 완성되면 상부층(700)이 완성된다.When the conductive layer 730 is completed on the bottom surface of the base substrate, the upper layer 700 is completed.

다음으로 도 11과 같이 상부층(700)의 하면에 본딩층(350)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 11, a bonding layer 350 is formed on the lower surface of the upper layer 700.

상기 본딩층(350)은 DFR 등의 접착필름일 수 있으며, 이를 상부층(700) 전면에 코팅한 뒤 식각액을 이용하여 패터닝할 수 있다.The bonding layer 350 may be an adhesive film such as DFR, and may be coated on the entire surface of the upper layer 700 and then patterned using an etchant.

이때, 필름의 종류, 두께와 본딩 방법에 따라 자계센서부(100)과 도선부(730)사이의 거리를 조절할 수 있다.In this case, the distance between the magnetic field sensor unit 100 and the conductive line unit 730 may be adjusted according to the type, thickness and bonding method of the film.

상기 본딩층(350)은 측면부(800)를 이루는 가장자리 영역에 형성되며, 이와 이격 거리를 두고 측면부(800) 안쪽으로 연결섬이 더 형성될 수 있다.The bonding layer 350 may be formed in an edge region of the side portion 800, and a connection island may be further formed inside the side portion 800 with a distance therebetween.

상기 연결섬은 도 2에서와 같이 자계센서부(100)의 고정 기판 위에 부착될 수 있다.The connection island may be attached to the fixed substrate of the magnetic field sensor unit 100 as shown in FIG.

마지막으로 도 12와 같이 본딩층(350)을 이용하여 자계센서부(100)의 측면부(800)와 상부층(700)을 접합한다.Finally, the side surface portion 800 and the upper layer 700 of the magnetic field sensor portion 100 are bonded to each other using the bonding layer 350 as shown in FIG. 12.

이때, 본딩 방법으로는 열과 압력을 가하여 접합하거나, 접착제를 통해 접착을 진행할 수 있다. In this case, the bonding method may be performed by applying heat and pressure, or adhering through the adhesive.

이와 같이 패키지(1000) 내에 도선부(730)를 형성하여 자계 센서 패키지(1000)를 형성함으로써 공급원과 센서 사이의 거리를 최소화 할 수 있어 감지능이 향상된다.As such, by forming the conductive part 730 in the package 1000 to form the magnetic sensor package 1000, the distance between the supply source and the sensor can be minimized, thereby improving the detection performance.

이하에서는 도 13 내지 도 15를 참고하여 다양한 실시예를 설명한다.Hereinafter, various embodiments will be described with reference to FIGS. 13 to 15.

먼저, 도 13의 제2 실시에에 따른 자계 센서 패키지(1000A)는 멤스 소자의 자계센서부(100)를 포함하며, 패키지 몸체(600), 제어칩(900), 상부층(700) 및 몰딩부를 포함한다.First, the magnetic field sensor package 1000A according to the second embodiment of FIG. 13 includes the magnetic field sensor unit 100 of the MEMS element, and includes a package body 600, a control chip 900, an upper layer 700, and a molding unit. Include.

자계센서부(100)의 구조는 앞서 설명과 동일하므로 생략한다.Since the structure of the magnetic field sensor unit 100 is the same as the above description, it will be omitted.

상기 패키지 몸체(600) 위에 복수의 소자가 배치되어 있다.A plurality of elements are disposed on the package body 600.

상기 패키지 몸체(600) 위에는 자계센서부(100) 및 제어칩(900)이 배치될 수 있다.The magnetic field sensor unit 100 and the control chip 900 may be disposed on the package body 600.

상기 자계센서부(100)과 제어칩(900)은 도 1과 달리 제어칩(900)이 자계센서부(100) 위에 배치될 수 있다.Unlike the magnetic field sensor unit 100 and the control chip 900, the control chip 900 may be disposed on the magnetic field sensor unit 100.

상기 제어칩(900)은 집적회로로서, 상기 자계센서부(100)으로 기준 전원을 공급하고 상기 자계센서부(100)으로부터 감지 신호를 수신하고 상기 감지 신호를 분석하여 자계 신호를 생성한다.The control chip 900 is an integrated circuit and supplies a reference power to the magnetic field sensor unit 100, receives a sensing signal from the magnetic field sensor unit 100, and analyzes the sensing signal to generate a magnetic field signal.

제어칩(900)이 도 13과 같이 자계센서부(100) 상부에 배치되는 경우, 상기 자계센서부(100)은 도 2의 자계센서부(100)에 대하여 반대로 배치될 수 있다.When the control chip 900 is disposed above the magnetic sensor unit 100 as shown in FIG. 13, the magnetic sensor unit 100 may be disposed opposite to the magnetic sensor unit 100 of FIG. 2.

즉, 지지기판(400)이 상부층(700)을 향하도록 배치될 수 있다.That is, the support substrate 400 may be disposed to face the upper layer 700.

따라서, 지지기판(400) 위에 제어칩(900)이 부착되어 자계 센서의 운동에 제어칩(900)이 영향을 미치지 않고 진행될 수 있다.Therefore, the control chip 900 is attached on the support substrate 400 so that the control chip 900 can be progressed without affecting the movement of the magnetic field sensor.

한편, 자계센서부(100)과 제어칩(900)을 감싸는 측면부(800)는 패키지 몸체(600) 위에 형성될 수 있다.Meanwhile, the side part 800 surrounding the magnetic sensor part 100 and the control chip 900 may be formed on the package body 600.

이때, 상기 측면부(800)와 상기 패키지 몸체(600) 사이 및 패키지 몸체(600) 위의 노출면에 도선부(730)가 형성될 수 있다.In this case, a conductive part 730 may be formed between the side part 800 and the package body 600 and on an exposed surface of the package body 600.

상기 도선부(730)는 측면부(800)의 상면에 패드영역(732)으로부터 연장되어 측면부(800)의 측면을 감싸는 측면영역(731)을 포함하고, 배면까지 연장되어 패키지 몸체(600)를 가로지르며 반대쪽 측면부(800)의 상면까지 연장된다.The conductive portion 730 includes a side region 731 extending from the pad region 732 on the top surface of the side portion 800 and surrounding the side surface of the side portion 800, and extending up to the rear to cross the package body 600. It extends to the top of the opposite side portion 800.

도 13과 같이 도선부(730)가 패키지 몸체(600) 위에 형성되는 경우, 패키지 몸체(600) 위에 부유하는 자계센서부(100)는 도선부(730)로부터의 자계를 센싱하여 감지 신호를 제어칩(900)으로 출력할 수 있다.When the conductive part 730 is formed on the package body 600 as shown in FIG. 13, the magnetic field sensor part 100 floating on the package body 600 senses a magnetic field from the conductive part 730 to control a detection signal. The chip 900 may output the same.

이때, 제어칩(900)은 패키지 몸체(600)의 패드(733)와 부착되는 제1 와이어(910) 및 자계센서부(100)과 연결되는 제2 와이어(920)를 통하여 전기적인 신호를 송수신할 수 있다.In this case, the control chip 900 transmits and receives electrical signals through the first wire 910 attached to the pad 733 of the package body 600 and the second wire 920 connected to the magnetic field sensor unit 100. can do.

도 13과 같이 도선부(730)가 패키지 몸체(600) 위에 가로지르는 경우, 몰딩재에 의해 몰딩될 수 있다. As illustrated in FIG. 13, when the conductive part 730 crosses the package body 600, the conductive part 730 may be molded by a molding material.

한편, 도 13의 자계센서부(100)의 경우, 패키지 몸체(600) 내에 부유하지 않고, 도선부(730) 위에 부착될 수 있다.Meanwhile, in the case of the magnetic field sensor part 100 of FIG. 13, the magnetic field sensor part 100 may be attached to the conductive part 730 without floating in the package body 600.

이러한 경우, 지지기판(400)과 도선부(730)가 부착되며, 자계 센서의 고정 기판(110) 위에 자계 센서를 덮는 상부층이 더 형성되어 자계 센서와 제어칩(900) 사이를 이격시킬 수 있다.In this case, the support substrate 400 and the conductive wire part 730 are attached, and an upper layer covering the magnetic field sensor is further formed on the fixed substrate 110 of the magnetic field sensor so as to be spaced apart from the magnetic field sensor and the control chip 900. .

이러한 구조는 도 14를 참고하여 더 상세히 설명한다.This structure will be described in more detail with reference to FIG. 14.

도 14의 제3 실시예에 따른 자계 센서 패키지(1000B)는 멤스 소자의 자계센서부(100)를 포함하며, 패키지 몸체(600), 제어칩(900) 및 몰딩재(950)를 포함한다.The magnetic field sensor package 1000B according to the third embodiment of FIG. 14 includes the magnetic field sensor unit 100 of the MEMS element, and includes a package body 600, a control chip 900, and a molding material 950.

상기 패키지 몸체(600) 위에 복수의 소자가 배치되어 있다.A plurality of elements are disposed on the package body 600.

상기 패키지 몸체(600) 위에는 자계센서부(100) 및 제어칩(900)이 배치될 수 있다.The magnetic field sensor unit 100 and the control chip 900 may be disposed on the package body 600.

상기 자계센서부(100)과 제어칩(900)은 도 1과 같이 제어칩(900)이 자계센서부(100) 옆에 이웃하게 배치될 수 있다.The magnetic sensor unit 100 and the control chip 900 may be disposed adjacent to the magnetic sensor unit 100 as shown in FIG. 1.

상기 측면부(800) 및 도선부(730)의 형상은 도 13과 동일하므로 생략한다.Shapes of the side part 800 and the conductive part 730 are the same as in FIG. 13 and thus will be omitted.

도 14의 경우, 도선부(730)위에 배치되는 자계센서부(100)은 지지기판(400) 위에 자계 센서를 포함하며, 자계 센서의 고정기판(110) 영역 위에 복수의 접합층(500)이 소정 높이를 가지며 형성되어 상부층(450)을 지지한다.In the case of FIG. 14, the magnetic field sensor unit 100 disposed on the conductive line unit 730 includes a magnetic field sensor on the support substrate 400, and a plurality of bonding layers 500 are disposed on the region of the fixed substrate 110 of the magnetic field sensor. It is formed to have a predetermined height to support the upper layer 450.

따라서, 상부층(700)과 지지기판(400) 사이에 자계 센서가 부유하며 하부의 도선부(730)에 의한 자계에 의해 수평 운동하여 자계를 감지할 수 있다.Therefore, the magnetic field sensor is suspended between the upper layer 700 and the support substrate 400, and the magnetic field may be sensed by horizontally moving by the magnetic field by the lower conductive part 730.

도 15 및 도 16의 제4 실시예에 따른 자계 센서 패키지(1000C)는 멤스 소자의 자계센서부(100)를 포함하며, 패키지 몸체(600), 제어칩(900) 및 몰딩재(950)를 포함한다.The magnetic field sensor package 1000C according to the fourth exemplary embodiment of FIGS. 15 and 16 includes the magnetic field sensor unit 100 of the MEMS element, and includes the package body 600, the control chip 900, and the molding material 950. Include.

상기 패키지 몸체(600) 위에 복수의 소자가 배치되어 있다.A plurality of elements are disposed on the package body 600.

상기 패키지 몸체(600) 위에는 자계센서부(100) 및 제어칩(900)이 배치될 수 있다.The magnetic field sensor unit 100 and the control chip 900 may be disposed on the package body 600.

상기 자계센서부(100)과 제어칩(900)은 도 13과 같이 자계센서부(100) 위에 제어칩(900)이 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The magnetic sensor unit 100 and the control chip 900 may be disposed on the magnetic sensor unit 100 as shown in FIG. 13, but is not limited thereto.

도 15의 경우, 도선부(460)가 자계센서부(100) 내부에 배치된다.In the case of FIG. 15, the conductive wire part 460 is disposed in the magnetic field sensor part 100.

더욱 상세하게는 도 16을 참고하면, 자계센서부(100)은 지지기판(400) 위에 자계 센서를 포함하며, 자계 센서의 고정기판(110) 영역 위에 복수의 접합층(500)이 소정 높이를 가지며 형성되어 상부층(450)을 지지한다. More specifically, referring to FIG. 16, the magnetic field sensor unit 100 includes a magnetic field sensor on the support substrate 400, and a plurality of bonding layers 500 have a predetermined height on an area of the fixed substrate 110 of the magnetic field sensor. And is formed to support the upper layer 450.

이때, 상부층(450)에 비아홀이 형성되어 비아홀을 매립하는 비아(470)를 통하여 상면의 패드(480)와 연장되는 도선부(460)가 상부층(450)의 하면에 형성된다.In this case, a via hole is formed in the upper layer 450, and a conductive portion 460 extending from the upper pad 480 through the via 470 filling the via hole is formed on the lower surface of the upper layer 450.

따라서, 상기 도선부(460)가 자계센서부(100) 내에 배치될 수 있으며, 상기 자계센서부(100) 내에 부유하는 자계 센서와 매우 근접한 거리를 유지할 수 있어 1A 이하의 미세 전류 측정이 가능하다. Accordingly, the wire part 460 may be disposed in the magnetic field sensor part 100, and may maintain a very close distance to the magnetic field sensor floating in the magnetic field sensor part 100, thereby measuring a microcurrent of 1 A or less. .

도선부(460)가 자계센서부(100) 내에 배치되는 경우, 이웃하게 배치되는 제어칩(900)과 자계 센서를 연결하는 제1 와이어(920), 제어칩(900)과 외부를 연결하는 제2 와이어(910) 및 도선부(460)와 외부를 연결하는 제3 와이어(930)를 통해 전기적 접속을 수행할 수 있다.When the wire unit 460 is disposed in the magnetic sensor unit 100, a first wire 920 connecting the control chip 900 and the magnetic field sensor disposed next to each other, and a control chip 900 connected to the outside Electrical connection may be performed through the second wire 910 and the third wire 930 that connects the conductor 460 to the outside.

이와 같이 상기 자계 센서 패키지(1000C) 내에 상기 자계센서부(100) 및 상기 자계센서부(100)에 자극을 공급하는 도선부(460)를 함께 형성하여 일정한 거리를 유지하는 한편, 상기 일정한 거리를 최소화하여 감지능을 향상시킬 수 있다.In this way, the magnetic field sensor package 1000C is formed together with the conductive line part 460 for supplying magnetic poles to the magnetic field sensor unit 100 and the magnetic field sensor unit 100 to maintain a constant distance, while maintaining the constant distance. Minimization can improve detection.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

자계 센서 패키지 1000
자계센서부 100
제어칩 900
도선부 730, 460
고정 기판 110
제1 구동전극 120
제2 구동전극 130
기준전극 121, 131
가변전극 126, 136
탄성부 300-330
Magnetic Sensor Package 1000
Magnetic field sensor 100
Control chip 900
Leads 730, 460
Fixed Board 110
First driving electrode 120
Second driving electrode 130
Reference electrode 121, 131
Variable electrode 126, 136
Elastic 300-330

Claims (12)

내부에 공간을 가지는 패키지 몸체;
상기 패키지 몸체 내에 배치되어 자계를 센싱하는 자계센서부;
상기 패키지 몸체 위에 상기 자계센서부를 둘러싸며 배치되는 측면부;
상기 측면부에 의해 지지되며 상기 자계센서부의 상부 영역을 덮는 상부층;
상기 상부층의 외표면에 배치되어 상기 패키지 몸체의 외부로 노출되는 패드;
상기 상부층의 내표면에 배치되어 상기 패키지 몸체의 내부에 위치하고, 측정 대상 전류를 유동시키기 위해 구비된 도선부;
상기 상부층을 관통하여 배치되고, 일단이 상기 패드와 연결되고 타단이 상기 도선부와 연결되는 비아를 포함하며,
상기 자계센서부는
기판과,
상기 기판으로부터 공급된 기준 전류를 유동시키는 경로를 가지며, 상기 측정 대상 전류의 자계에 의해 이동 가능한 제1 구동전극과,
상기 기판으로부터 공급된 기준 전류를 유동시키는 경로를 가지며, 상기 측정 대상 전류의 자계에 의해 이동 가능한 제2 구동전극을 포함하며,
상기 자계센서부는,
상기 패키지 몸체 내에서, 상기 제1 구동전극과 상기 제2 구동전극이 부유한 상태로 이동에 의한 커패시턴스의 변화를 측정하는 멤스 소자인 자계 센서 패키지.
A package body having a space therein;
A magnetic field sensor unit disposed in the package body to sense a magnetic field;
A side portion disposed surrounding the magnetic field sensor portion on the package body;
An upper layer supported by the side part and covering an upper region of the magnetic field sensor part;
A pad disposed on an outer surface of the upper layer and exposed to the outside of the package body;
A conductor part disposed on an inner surface of the upper layer and positioned inside the package body and configured to flow a current to be measured;
A via disposed through the upper layer, one end of which is connected to the pad and the other end of which is connected to the lead portion;
The magnetic field sensor unit
Substrate,
A first driving electrode having a path through which a reference current supplied from the substrate flows, and movable by a magnetic field of the current to be measured;
A second driving electrode having a path through which a reference current supplied from the substrate flows, and which is movable by a magnetic field of the current to be measured;
The magnetic field sensor unit,
A magnetic field sensor package of the MEMS element measuring a change in capacitance caused by movement of the first driving electrode and the second driving electrode in a floating state in the package body.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 도선부는 상기 자계센서부의 상면으로부터 일정 간격 이격된 상기 상부층의 하면에 고정 배치된 자계 센서 패키지.
The method of claim 1,
The conductive wire part is a magnetic sensor package is fixed to the lower surface of the upper layer spaced apart from the upper surface of the magnetic sensor by a predetermined distance.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 자계 센서 패키지는
상기 패키지 몸체 위에 상기 자계센서부와 이웃하여 배치되는 제어칩을 더 포함하는 자계 센서 패키지.
The method of claim 1,
The magnetic field sensor package
The magnetic field sensor package further comprising a control chip disposed adjacent to the magnetic field sensor unit on the package body.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020130099296A 2013-08-21 2013-08-21 Micro electro mechanical systems magnetic field sensor package KR102070645B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130099296A KR102070645B1 (en) 2013-08-21 2013-08-21 Micro electro mechanical systems magnetic field sensor package
PCT/KR2014/007746 WO2015026167A1 (en) 2013-08-21 2014-08-21 Magnetic field sensor package
US14/913,558 US10317478B2 (en) 2013-08-21 2014-08-21 Magnetic field sensor package

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130099296A KR102070645B1 (en) 2013-08-21 2013-08-21 Micro electro mechanical systems magnetic field sensor package

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150021848A KR20150021848A (en) 2015-03-03
KR102070645B1 true KR102070645B1 (en) 2020-01-30

Family

ID=53020065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130099296A KR102070645B1 (en) 2013-08-21 2013-08-21 Micro electro mechanical systems magnetic field sensor package

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102070645B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102509643B1 (en) * 2018-10-31 2023-03-16 삼성전자주식회사 Apparatus for measuring static electricity
KR102615083B1 (en) * 2022-04-06 2023-12-19 연세대학교 산학협력단 Electrostatically Driven 2-Axis MEMS Magnetometer Using Electromagnetic Inductor on Eccentric Resonator and manufacturing method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050170656A1 (en) * 2003-10-20 2005-08-04 Nasiri Steven S. Vertical integration of a MEMS structure with electronics in a hermetically sealed cavity

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100444235B1 (en) * 2002-12-10 2004-08-16 삼성전기주식회사 Apparatus and method for detecting acceleration and magnetism
KR101744979B1 (en) * 2010-11-25 2017-06-20 엘지이노텍 주식회사 A tuner module using mems

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050170656A1 (en) * 2003-10-20 2005-08-04 Nasiri Steven S. Vertical integration of a MEMS structure with electronics in a hermetically sealed cavity

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150021848A (en) 2015-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7628071B2 (en) Sensing unit and method of making same
US8302285B2 (en) Method of making a sensing unit
CN102030302B (en) Micro mechanical structure and the method for the manufacture of micro mechanical structure
CN104142416B (en) Equipment for current measurement
CN103208462A (en) Semiconductor packages and methods for producing the same
EP2857349A2 (en) Gas sensor package
CN103528579A (en) Sensor device
US8704514B2 (en) Current sensor including a sintered metal layer
JP6256819B2 (en) Current sensor and current measuring device
KR101434280B1 (en) Integrated reed switch
KR102070645B1 (en) Micro electro mechanical systems magnetic field sensor package
CN106663511A (en) Shunt resistor
US9804233B2 (en) MEMS magnetic field sensor
JP4822769B2 (en) Acceleration sensor
KR101297400B1 (en) Tilt sensor and method for forming the same
KR101485994B1 (en) A Cost-effective Space Transformer For Vertical Probe Cards
KR20150080805A (en) Micro electro mechanical systems magnetic field sensor
KR20150089750A (en) Micro electro mechanical systems magnetic field sensor package
KR20150030463A (en) Micro electro mechanical systems current sensor
KR20150089751A (en) Micro electro mechanical systems magnetic field sensor package
US10317478B2 (en) Magnetic field sensor package
US9835645B2 (en) Acceleration sensor and method for producing an acceleration sensor
KR100596669B1 (en) Manufacturing method of slope sensor unit and this unit
JP2010237058A (en) Sensor device, and method for manufacturing the same
US20150355219A1 (en) Multi-axis sensor

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant