KR20150111102A - Gas sensor package - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a gas sensor package. The present invention comprises: a substrate; a gas sensing device on the substrate; a protective cap covering the gas sensing device; and an adhesion unit which attaches the protective cap to the substrate and of which at least a portion comes in contact with the gas sensing device. The present invention presses the adhesion unit with the protective cap to stably install the protective cap only with an installation process of the protective cap and reduces a defect rate of the manufacturing process and simplifies the processes to reduce manufacturing costs.

Description

가스 센서 패키지{GAS SENSOR PACKAGE}Gas sensor package {GAS SENSOR PACKAGE}

본 발명의 실시예는 가스 센서 패키지에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a gas sensor package.

가스 센서는 얼마나 빨리 반응을 할 수 있는지를 보여주는 신속성, 얼마나 미세한 양이 검출이 되어도 반응할 수 있는지를 보여주는 민감성, 얼마나 오랫동안 동작을 할 수 있는지를 보여주는 내구성, 그리고 소비자가 얼마나 부담 없이 센서를 사용할 수 있는지를 보여주는 경제성 등의 특성을 필요로 한다.The gas sensors are sensitive to the speed of how quickly they can react, the sensitivity of how small amounts can be detected when they react, the durability of how long they can operate, And economic efficiency to show whether or not it is possible.

또 기존의 반도체 공정 기술과 결합하기 위해서는 집적화, 나열화 하기 쉬운 특성을 갖고 있어야 한다. 실용적인 가스 센서로는 산화주석(SnO2)을 재료로 해서 만들어진 가정용 가스 누출 경보기 등이 폭넓게 보급되어 있다.In addition, to combine with existing semiconductor processing technology, it should have characteristics that are easy to integrate and sequence. As a practical gas sensor, household gas leak alarms made of tin oxide (SnO 2) are widely used.

가스 센서는 가스양의 변화에 따라서 저항 값이 변화하는 것을 이용한 반도체형과 일정 주파수를 갖고 진동하고 있는 진동자에 가스가 흡착되면 진동수가 바뀌는 것을 이용한 진동자형이 있다. 대부분의 가스센서는 회로가 간단하고 상온에서 안정적인 열 적인 특성을 보이는 반도체 형의 가스 센서 소자를 이용하고 있다.In the gas sensor, there is a semiconductor type which uses the change of the resistance value according to the change of the gas level, and a vibrator type which uses the change of the frequency when the gas is adsorbed to the vibrator vibrating at a certain frequency. Most gas sensors use semiconductor type gas sensor elements which are simple in circuit and exhibit stable thermal characteristics at room temperature.

그러나, 종래에는 기판 상에 솔더링 공정을 이용해 가스 센서 소자를 실장하는 구성이나, 솔더링에 의한 칩 실장 시에는 접착력이 낮으므로 제조 공정 또는 취급 시의 진동 등에 의하여 칩이 분리되거나 위치가 틀어지는 문제점이 있었으며, 기판 상에 가스 센서 소자가 외부로 노출되는 구조이므로 외부로부터의 충격에 의하여 가스 센서 소자가 손상되는 문제점이 있었다.However, conventionally, there has been a problem that a gas sensor element is mounted on a substrate by using a soldering process, or when chips are mounted by soldering, the chip is detached or misaligned due to vibration during manufacturing or handling , There is a problem that the gas sensor element is damaged due to external impact because the gas sensor element is exposed to the outside on the substrate.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보호 캡에 의해 접착부에 압력을 가하여, 별도의 접착부를 정밀하게 도포하는 공정을 실시하지 않고도, 보호 캡의 설치 과정만으로 안정적으로 보호 캡의 설치가 가능하여, 제조 공정 상의 불량률을 감소시키면서도 공정을 보다 단순화하여 제조 비용을 줄이고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the aforementioned problems and to provide a protective cap which is capable of stably installing a protective cap only by a process of applying a pressure to a bonding portion by a protective cap and precisely applying a separate bonding portion, So that the manufacturing cost can be reduced by simplifying the process while reducing the defect rate in the manufacturing process.

또한, 본 발명은 전도성 물질층을 이용하여 가스 센싱 소자를 실장한 이후에, 상기 접착부를 이용하여 상기 가스 센싱 소자를 추가적으로 고정하여 기판과 가스 센싱 소자 간의 접착력을 보다 강화하여, 가스 센싱 소자를 보다 견고하게 고정하고자 한다.In addition, the present invention is characterized in that after the gas sensing element is mounted using the conductive material layer, the adhesion between the substrate and the gas sensing element is further enhanced by further fixing the gas sensing element using the adhesive portion, I want to fix it firmly.

또한, 본 발명은 가스 센싱 소자와 기판이 플립 칩 본딩(Flip chip bonding) 방식으로 직접 결착하여 본딩 와이어를 제거함으로써, 제조원가를 절감하고 가스 센서 패키지를 더욱 소형화 하고자 한다.Also, in the present invention, the gas sensing element and the substrate are directly bonded by a flip chip bonding method to remove the bonding wire, thereby reducing manufacturing cost and further reducing the size of the gas sensor package.

전술한 문제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 기판; 상기 기판 상의 가스 센싱 소자; 상기 가스 센싱 소자를 덮는 보호 캡; 및 상기 보호 캡을 상기 기판 상에 부착하며, 상기 가스 센싱 소자와 적어도 일부분이 접촉하는 접착부;를 포함한다.A gas sensor package according to this embodiment for solving the above-mentioned problems includes a substrate; A gas sensing element on the substrate; A protective cap covering the gas sensing element; And a bonding portion attaching the protective cap on the substrate and contacting at least a portion of the gas sensing element.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 접착부는 상기 기판 상에서 상기 가스 센싱 소자의 주변부에 배치될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the bonding portion may be disposed on the periphery of the gas sensing element on the substrate.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 접착부는 상기 보호 캡의 상기 기판을 향하는 면의 모서리에 형성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the bonding portion may be formed at the edge of the surface of the protective cap facing the substrate.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 접착부는 에폭시(epoxy)를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the adhesive portion may include an epoxy.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 보호 캡은 상기 기판을 향하는 면이 복수개의 영역으로 구분되고, 상기 복수개의 영역 중에서 적어도 어느 하나의 영역의 폭은 다른 영역의 폭보다 넓게 형성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the surface of the protection cap facing the substrate may be divided into a plurality of regions, and at least one of the plurality of regions may have a width greater than that of the other regions .

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 접착부는 상기 다른 영역의 폭보다 넓게 형성된 어느 하나의 영역의 폭에 배치될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the adhesive portion may be disposed at a width of any one region that is wider than the width of the other region.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 가스 센싱 소자는 상기 기판 상에 전도성 물질층에 의해 실장되고, 상기 접착부는 상기 가스 센싱 소자와 상기 전도성 물질층에 접촉할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the gas sensing element is mounted on the substrate by a layer of a conductive material, and the adhesion portion can contact the gas sensing element and the conductive material layer.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 가스 센싱 소자는 상기 기판 상에 복수개가 형성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a plurality of gas sensing devices may be formed on the substrate.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 기판 상에 형성되어 상기 가스 센싱 소자의 출력 방식을 변경하는 출력 변경부;를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the apparatus may further include an output changing unit formed on the substrate and changing an output mode of the gas sensing device.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 출력 변경부는 NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor) 또는 저항으로 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the output changing part may be constituted by a negative temperature coefficient thermistor (NTC thermistor) or a resistor.

본 발명의 실시예에 따르면 보호 캡에 의해 접착부에 압력을 가하여, 별도의 접착부를 정밀하게 도포하는 공정을 실시하지 않고도, 보호 캡의 설치 과정만으로 안정적으로 보호 캡의 설치가 가능하여, 제조 공정 상의 불량률을 감소시키면서도 공정을 보다 단순화하여 제조 비용을 줄일 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to stably install the protection cap only by installing the protection cap, without applying a pressure to the bonding portion by the protection cap and precisely applying a separate bonding portion, The manufacturing cost can be reduced by simplifying the process while reducing the defect rate.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 전도성 물질층을 이용하여 가스 센싱 소자를 실장한 이후에, 상기 접착부를 이용하여 상기 가스 센싱 소자를 추가적으로 고정하여 기판과 가스 센싱 소자 간의 접착력을 보다 강화하여, 가스 센싱 소자를 보다 견고하게 고정할 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, after the gas sensing element is mounted using the conductive material layer, the adhesion between the substrate and the gas sensing element is further enhanced by further fixing the gas sensing element using the adhesion portion, The sensing element can be more firmly fixed.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 가스 센싱 소자와 기판이 플립 칩 본딩(Flip chip bonding) 방식으로 직접 결착하여 본딩 와이어를 제거함으로써, 제조원가를 절감하고 가스 센서 패키지를 더욱 소형화 할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, the gas sensing element and the substrate are directly bonded by flip chip bonding to remove the bonding wire, thereby reducing manufacturing cost and further reducing the size of the gas sensor package.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 센서 패키지의 제조 방법과 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 보호 캡 상에서의 접착부의 대응되는 위치를 표시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가스 센싱 소자를 도시한 도면이다.1 to 4 are views for explaining a manufacturing method and a construction of a gas sensor package according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a corresponding position of a bonding portion on a protective cap according to an embodiment of the present invention.
6 to 8 are views showing a gas sensing device according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention. In addition, the size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean a size actually applied.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 센서 패키지의 제조 방법과 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 to 4 are views for explaining a manufacturing method and a construction of a gas sensor package according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 가스 센서 패키지의 제조 방법을 설명하기로 한다.A method of manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 기판(110) 상에 가스 센싱 소자(120)를 형성한다.A gas sensing element 120 is formed on the substrate 110 as shown in FIGS.

이때, 상기 가스 센싱 소자(120)는 기판(110) 상에 전도성 물질층(150)에 의해 플립 칩 본딩(Flip chip bonding) 방식으로 실장 될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 기판(110)은 금속 물질로 이루어진 금속 패턴층(115)을 포함하며 상기 가스 센싱 소자(120)는 상기 금속 패턴층(115) 상에 실장하며, 상기 기판(110)에는 가스 센싱 소자(120)로의 가스의 통로 역할을 관통홀(111)을 형성한다.또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가스 센서 패키지는 가스의 이동통로가 되는 가스 이동 이격부(G1, G2)가 형성될 수 있으며, 상기 가스 이동 이격부(G1, G2)를 통해 보다 용이하게 가스의 유입이 이루어지도록 할 수 있다.At this time, the gas sensing device 120 may be mounted on the substrate 110 by a flip chip bonding method using a conductive material layer 150. More specifically, the substrate 110 includes a metal pattern layer 115 made of a metal material. The gas sensing element 120 is mounted on the metal pattern layer 115, The gas sensor package according to the embodiment of the present invention includes the gas movement spacers G1 and G2 which are the moving paths of the gas, And the gas can be more easily introduced through the gas transfer spacers G1 and G2.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 가스 센싱 소자(120)의 가스 센싱부(121)는 외부의 가스가 이동하여 가스와 접촉할 수 있는 기판(110)의 관통홀(111)과 대응되도록 어라인(align)하여 형성할 수 있다.1 and 2, the gas sensing part 121 of the gas sensing device 120 is connected to the through hole 111 of the substrate 110, As shown in FIG.

아울러, 상기 기판(110)은 금속 물질로 이루어지며 기판(110)의 하부로 돌출되는 금속 충진부(160)를 형성하여, 하부에 인쇄회로기판 등과 같은 다른 구조물과의 이격을 통해 가스의 유입 및 이동을 용이하게 하여 가스 감지 효율을 높이는 기능을 하도록 할 수 있다.In addition, the substrate 110 is formed of a metal material and has a metal filling part 160 protruding to the lower part of the substrate 110. The metal filling part 160 is formed on the lower part of the substrate 110 to separate from other structures such as a printed circuit board, It is possible to facilitate the movement and to improve the gas detection efficiency.

한편, 도 1 및 도 2에서는 상기 가스 이동 이격부(G1, G2)가 가스 센싱 소자(120)로 진행하는 통로가 막힌 것처럼 도시되어 있으나, 이는 일단면도를 도시한 것으로, 전도성 물질층(150)은 상기 기판(110) 상의 일부분에만 형성되므로 가스 이동 이격부(G1, G2)가 가스 센싱 소자(120)의 테두리를 따라 이격 공간이 고르게 형성될 수 있다.1 and 2 show a cross-sectional view of the passage of the gas movement spacers G1 and G2 to the gas sensing element 120, which is a cross-sectional view of the conductive material layer 150, The gas moving spacers G1 and G2 may be formed in a uniform spacing along the edge of the gas sensing device 120. [

상기 가스 센싱 소자(120)는 가스 센싱(sensing)이 가능한 가스 센싱부(121)를 포함하며, 상기 가스 센싱부(121)는 통상 상용화된 모든 가스 센싱 방식의 구조물을 통칭하여 적용할 수 있는 것으로서, 산화물반도체를 이용한 센싱소자, 탄소나노튜브를 이용한 센싱 소자, 기타 다양한 센싱 반도체 칩 등이 적용할 수 있다.The gas sensing unit 120 includes a gas sensing unit 121 capable of sensing gas sensing. The gas sensing unit 121 is generally applicable to all commercially available gas sensing structures. , A sensing element using an oxide semiconductor, a sensing element using a carbon nanotube, and various other sensing semiconductor chips.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 기판(110) 상에 가스 센싱 소자(120)뿐만 아니라 출력 변경부(125)를 더 포함할 수 있으며, 상기 출력 변경부(125) 또한 전도성 물질층(150)에 의해 플립 칩 본딩(Flip chip bonding) 방식으로 실장 될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the output changing unit 125 may further include a gas sensing element 120 on the substrate 110. The output changing unit 125 may further include a conductive material layer 150 (Flip Chip Bonding) method.

상기 출력 변경부(125)는 저항 방식의 출력을 전압 방식의 출력으로 전환하기 위한 수동 소자로 구성될 수 있으며, 상기 수동 소자로는 금속패턴 및 상기 가스 센싱 소자와 전기적으로 연결되는 고정 저항 또는 NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor)가 사용될 수 있다.The passive element may include a metal pattern and a fixed resistor or an NTC (not shown) electrically connected to the gas sensing element, A negative temperature coefficient thermistor may be used.

상기 출력 변경부(125)는 가스 센싱 소자(120)에 저항 출력 방식을 전압 출력 방식으로 패키징하여 다양한 IT 기기(스마트 폰 외)에 적용할 수 있도록 한다. 즉, 가스 센싱 소자(120) 단 옆에 고정 저항이나 NTC 서미스터를 달아 저항 방식을 전압 방식 출력으로 전환 할 수 있도록 한다.The output changing unit 125 packages the resistance output method to the gas sensing element 120 in a voltage output manner so that it can be applied to various IT devices (smart phone and the like). That is, a fixed resistor or an NTC thermistor is placed next to the end of the gas sensing element 120 so that the resistance method can be switched to the voltage type output.

상기와 같이 형성된 가스 센싱 소자(120)와 출력 변경부(125)의 주변부에는 접착부(140)가 도포될 수 있으며, 상기 접착부(140)는 에폭시(epoxy) 재료로 형성될 수 있다.The adhesive 140 may be applied to the periphery of the gas sensing element 120 and the output modifying part 125. The adhesive 140 may be formed of an epoxy material.

이후에는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 보호 캡(130)은 상기 접착부(140)에 압력을 가하여 상기 접착부(140)가 퍼지도록 하며, 그에 따라 상기 접착부(140)가 상기 가스 센싱 소자(120)와 적어도 일부분이 접촉하도록 형성된다.3 and 4, the protective cap 130 applies pressure to the bonding portion 140 to spread the bonding portion 140 so that the bonding portion 140 contacts the gas sensing device 140. Accordingly, And at least a portion of the first electrode 120 is in contact with the first electrode.

이때, 상기 접착부(140)는 상기 가스 센싱 소자(120)뿐만 아니라 전도성 물질층(150)에도 접촉하도록 형성될 수 있다.At this time, the bonding portion 140 may be formed to contact not only the gas sensing device 120 but also the conductive material layer 150.

본 발명의 일실시예와 같이 보호 캡(130)에 의해 접착부(140)에 압력을 가하면, 상기 접착부(140)를 정밀하게 도포하는 공정을 실시하지 않고도 보호 캡(130)의 설치 과정만으로 안정적으로 보호 캡(130)의 설치가 가능하여, 제조 공정 상의 불량률을 감소시키면서도 공정을 보다 단순화하여 제조 비용을 줄일 수 있다.When the pressure is applied to the adhesive 140 by the protective cap 130 as in the embodiment of the present invention, the process of stably applying the adhesive 140 can be performed only by the installation process of the protection cap 130, The protection cap 130 can be installed, which can simplify the process while reducing the defect rate in the manufacturing process, thereby reducing the manufacturing cost.

또한, 전도성 물질층(150)을 이용하여 가스 센싱 소자(120)를 실장한 이후에, 상기 접착부(140)를 이용하여 상기 가스 센싱 소자(120)를 추가적으로 고정하여 기판(110)과 가스 센싱 소자(120) 간의 접착력을 보다 강화할 수 있다.
After the gas sensing element 120 is mounted using the conductive material layer 150, the gas sensing element 120 is additionally fixed using the bonding portion 140, The adhesive strength between the first and second substrates 120 can be further enhanced.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 보호 캡 상에서의 접착부의 대응되는 위치를 표시한 도면으로서, 상기 보호 캡의 기판을 향하는 면을 도시하고 있다.FIG. 5 is a view showing a corresponding position of a bonding portion on a protective cap according to an embodiment of the present invention, and shows a surface of the protective cap facing the substrate.

이후부터는 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지의 구성을 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of a sensor package according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5. FIG.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지는 기판(110), 가스 센싱 소자(120), 보호 캡(130) 및 접착부(140)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지는 출력 변경부(125)를 더 포함할 수 있다.가스 센싱 소자(120)는 기판(110) 상에 형성되며, 상기 가스 센싱 소자(120)는 가스를 감지한다. 보다 상세하게 설명하면, 기판(110)은 금속 물질로 이루어진 금속 패턴층(115)을 포함하며 상기 가스 센싱 소자(120)는 상기 금속 패턴층(115) 상에 실장되며, 상기 기판(110)에는 관통홀(111)이 형성되어 상기 가스 센싱 소자(120)로의 가스의 통로 역할을 한다.3 and 4, a sensor package according to an embodiment of the present invention includes a substrate 110, a gas sensing device 120, a protection cap 130, and a bonding portion 140. The sensor package according to an embodiment of the present invention may further include an output changing unit 125. The gas sensing device 120 is formed on a substrate 110, Detects the gas. More specifically, the substrate 110 includes a metal pattern layer 115 made of a metal material. The gas sensing element 120 is mounted on the metal pattern layer 115, A through hole 111 is formed to serve as a passage for gas to the gas sensing element 120.

도 3 및 도 4에서와 같이 가스 센싱 소자(120)를 상기 기판(110)에 플립 칩 본딩(Flip chip bonding) 방식으로 직접 결착되도록 하여 본딩 와이어를 제거하는 경우에는 가스 센서 패키지를 더욱 소형화하고 제조원가를 절감할 수 있다.When the gas sensing element 120 is directly bonded to the substrate 110 by a flip chip bonding method as shown in FIGS. 3 and 4 to remove the bonding wire, the gas sensor package may be further miniaturized, Can be saved.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가스 센서 패키지는 가스의 이동통로가 되는 가스 이동 이격부(G1, G2)를 더 포함할 수 있으며, 상기 가스 이동 이격부(G1, G2)를 통해 보다 용이하게 가스의 유입이 이루어질 수 있다.In addition, the gas sensor package according to an embodiment of the present invention may further include gas movement spacers G1 and G2, which are gas transfer passages, through which the gas movement spacers G1 and G2 can facilitate Gas can be introduced.

도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 가스 센싱 소자(120)의 가스 센싱부(121)는 외부의 가스가 이동하여 가스와 접촉할 수 있는 기판(110)의 관통홀(111)과 대응되도록 어라인(align) 됨이 바람직하다. 이는 가스와 접촉 효율을 높일 수 있도록 관통홀(111)을 통해 상기 가스 센싱부(110)가 노출되는 구조, 즉 가스 센싱부(121)와 관통홀(111)의 중심부가 어라인 되도록 배치하는 것이 센싱 효율면에서 가장 효율적이기 때문이다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니며, 어라인 구성이 일정 범위에서 어긋나도록 배치하는 것도 가능하며, 이 경우, 본 발명이 실시예에서 가스 센싱 소자(120)의 측면에서 가스 이동 이격부(G1, G2) 등을 통해 가스검출을 보완할 수 있는바, 센싱효율의 향상의 효과를 동일하게 구현될 수 있게 된다. 3 and 4, the gas sensing unit 121 of the gas sensing device 120 is connected to the through hole 111 of the substrate 110, It is preferable to align them. That is, the structure in which the gas sensing part 110 is exposed through the through hole 111, that is, the center part of the gas sensing part 121 and the through hole 111, This is because it is the most efficient in terms of sensing efficiency. In this case, the present invention is not limited to the gas moving spacers G1 and G2 on the side of the gas sensing element 120 in this embodiment, It is possible to compensate for the gas detection through the gas sensor and the like, thereby realizing the same effect of improving the sensing efficiency.

아울러, 상기 기판(110)은 금속 물질로 이루어지며 기판(110)의 하부로 돌출되는 금속 충진부(160)가 형성될 수 있으며, 상기 금속 충진부(160)는 하부에 인쇄회로기판 등과 같은 다른 구조물과의 이격을 통해 가스의 유입 및 이동을 용이하게 하여 가스 감지 효율을 높이는 기능을 할 수 있다.The substrate 110 may be formed of a metal material and may be formed with a metal filling part 160 protruding to a lower portion of the substrate 110. The metal filling part 160 may be formed of a metal such as a printed circuit board It is possible to facilitate the inflow and movement of the gas through the separation from the structure, thereby enhancing the gas detection efficiency.

한편, 상기 가스 이동 이격부(G1, G2)는 도 3 및 도 4에서는 가스 센싱 소자(120)로 진행하는 통로가 막힌 것처럼 보이나, 이는 일단면도를 도시한 것으로, 전도성 물질층(150)은 상기 기판(110) 상의 일부분에만 형성되므로 가스 센싱 소자(120)의 테두리를 따라 이격 공간이 고르게 형성 된다. 3 and 4 show a cross-sectional view of the passage of gas passing through the gas sensing element 120. However, the conductive material layer 150 may be formed of a material having the above- Since a space is formed only on a part of the substrate 110, a spacing space is uniformly formed along the rim of the gas sensing element 120.

구체적으로, 상기 기판(110)의 상부면의 금속 패턴층(115)은 상기 가스 센싱 소자(120)의 전극과 직접 접합되게 되며, 일반적으로 Cu 층에 Ag, Au, Sn 등의 표면처리 도금층을 포함하는 구조로 형성되어 가스 센싱 소자(120)의 전극과의 접합성을 향상시킬 수 있도록 함이 바람직하다. 특히, 금속 패턴층(115)의 두께를 조절하여 1㎛ 내지 수백㎛의 범위로 형성하여 가스 센싱 소자(120)의 측면부로 가스의 통기가 가능하도록 하는 가스 이동 이격부(G1, G2)를 구현하는 역할을 수행하도록 할 수 있다.Specifically, the metal pattern layer 115 on the upper surface of the substrate 110 is directly bonded to the electrode of the gas sensing element 120, and generally, a surface treatment plated layer of Ag, Au, Sn or the like is formed on the Cu layer So that the bonding property of the gas sensing element 120 to the electrode can be improved. Particularly, the thickness of the metal pattern layer 115 is adjusted to be in the range of 1 탆 to several hundred 탆 to realize the gas moving spacers G 1 and G 2 for allowing the gas to flow to the side of the gas sensing device 120 And the like.

또한, 상기 가스 센싱 소자(120)는 가스 센싱(sensing)이 가능한 가스 센싱부(121)를 포함하며, 가스 센싱부(121)는 통상 상용화된 모든 가스 센싱 방식의 구조물을 통칭하여 적용할 수 있는 것으로서, 산화물반도체를 이용한 센싱소자, 탄소나노튜브를 이용한 센싱 소자, 기타 다양한 센싱 반도체 칩 등이 적용할 수 있다.The gas sensing unit 120 includes a gas sensing unit 121 capable of sensing a gas and the gas sensing unit 121 can be generally applied to all gas sensing structures, Sensing devices using oxide semiconductors, sensing devices using carbon nanotubes, and various other sensing semiconductor chips.

보호 캡(130)은 가스 센싱 소자(120)를 덮으며, 금속 재료로 구성될 수 있다.The protective cap 130 covers the gas sensing element 120 and may be constructed of a metallic material.

보호 캡(130)은 상기 가스 센싱 소자(120)를 보호하기 위한 구성으로서, 접착부(140)에 의해 상기 기판(110) 상에 부착된다.The protective cap 130 is attached to the substrate 110 by a bonding portion 140 for protecting the gas sensing device 120.

이때, 본 발명의 일실시예에 따른 접착부(140)는 에폭시(epoxy) 재료로 형성되어, 상기 가스 센싱 소자(120)와 적어도 일부분이 접촉하도록 형성될 수 있다.At this time, the bonding portion 140 according to an embodiment of the present invention may be formed of an epoxy material and may be formed to contact at least a part of the gas sensing element 120.

보다 상세하게 설명하면, 상기 접착부(140)는 상기 기판(110) 상에서 상기 가스 센싱 소자(120)의 주변부에 도포될 수 있으며, 보호 캡(130)은 상기 접착부(140)에 압력을 가하여 상기 접착부(140)가 퍼지도록 한다.More specifically, the bonding portion 140 may be applied to the peripheral portion of the gas sensing device 120 on the substrate 110, and the protective cap 130 may apply pressure to the bonding portion 140, (140).

그에 따라, 상기 접착부(140)는 상기 가스 센싱 소자(120)와 접촉하도록 형성된다.Accordingly, the bonding portion 140 is formed in contact with the gas sensing element 120.

이때, 도 3은 보호 캡(130)의 기판(110)을 향하는 면을 도시하고 있다.3 shows a surface of the protection cap 130 facing the substrate 110. As shown in FIG.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 보호 캡(130)은 기판을 향하는 면이 복수개의 영역(131, 132, 133, 134)으로 구분되고, 상기 복수개의 영역(131, 132, 133, 134) 중에서 적어도 어느 하나의 영역의 폭은 다른 영역의 폭보다 넓게 형성될 수 있다.3, the protective cap 130 is divided into a plurality of regions 131, 132, 133, and 134 facing the substrate, and at least one of the plurality of regions 131, 132, 133, The width of any one region may be formed wider than the width of another region.

예를 들어, 보호 캡(130)은 제1 영역(131)과 제2 영역(132)의 폭이 다른 영역(133, 134)의 폭 보다 넓게 형성될 수 있으며, 상기 보다 넓게 형성된 제1 영역(131)과 제2 영역(132)에는 각각 접착부(140)가 형성될 수 있다.For example, the protective cap 130 may be formed to be wider than the widths of the regions 133 and 134 having different widths of the first region 131 and the second region 132, 131 and the second region 132 may be formed with adhesive portions 140, respectively.

따라서, 도 3에서와 같이 상기 접착부(140)는 기판(110) 상의 가스 센싱 소자(120)의 주변부에 도포되고, 보호 캡(130)은 상기 접착부(140)에 압력을 가하여 퍼지도록 하여 접착부(140)가 상기 가스 센싱 소자(120)와 접촉될 수 있다.3, the bonding portion 140 is applied to the peripheral portion of the gas sensing device 120 on the substrate 110, and the protective cap 130 expands and spreads the bonding portion 140 by applying pressure to the bonding portion 140 140 may be in contact with the gas sensing element 120.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 가스 센싱 소자(120)는 기판 상에 전도성 물질층(150)에 의해 플립 칩 본딩(Flip chip bonding) 방식으로 실장 될 수 있으며, 상기 접착부(140)는 상기 가스 센싱 소자(120)뿐만 아니라 전도성 물질층(150)에도 접촉하도록 형성될 수 있다.3, the gas sensing element 120 may be mounted on a substrate by a flip chip bonding method using a conductive material layer 150, May also be formed to contact not only the gas sensing element 120 but also the conductive material layer 150.

본 발명의 일실시예와 같이 보호 캡(130)에 의해 접착부(140)에 압력을 가하면, 상기 접착부(140)를 정밀하게 도포하는 공정을 실시하지 않고도 보호 캡(130)의 설치 과정만으로 안정적으로 보호 캡(130)의 설치가 가능하여, 제조 공정 상의 불량률을 감소시키면서도 공정을 보다 단순화하여 제조 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.When the pressure is applied to the adhesive 140 by the protective cap 130 as in the embodiment of the present invention, the process of stably applying the adhesive 140 can be performed only by the installation process of the protection cap 130, It is possible to install the protection cap 130, thereby reducing the defect rate in the manufacturing process and simplifying the manufacturing process, thereby reducing the manufacturing cost.

또한, 전도성 물질층(150)을 이용하여 가스 센싱 소자(120)를 실장한 이후에, 상기 접착부(140)를 이용하여 상기 가스 센싱 소자(120)를 추가적으로 고정하여 기판(110)과 가스 센싱 소자(120) 간의 접착력을 보다 강화할 수 있다.After the gas sensing element 120 is mounted using the conductive material layer 150, the gas sensing element 120 is additionally fixed using the bonding portion 140, The adhesive strength between the first and second substrates 120 can be further enhanced.

그뿐만 아니라, 본 발명의 일실시예에 따르면 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가스 센싱 소자(120)와 상기 기판(110)이 플립 칩 본딩(Flip chip bonding) 방식으로 직접 결착되도록 하여 본딩 와이어를 제거할 수 있도록 하여, 그에 따라 가스 센서 패키지를 더욱 소형화하고 제조원가를 절감할 수 있다.3, the gas sensing element 120 and the substrate 110 may be directly bonded by a flip chip bonding method to form a bonding wire. In this case, So that the gas sensor package can be further downsized and the manufacturing cost can be reduced.

한편, 상기 가스 센싱 소자(120)는 상기 기판(120) 상에 복수개가 형성될 수 있다.A plurality of the gas sensing devices 120 may be formed on the substrate 120.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 기판(110) 상에 가스 센싱 소자(120)뿐만 아니라 출력 변경부(125)를 더 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the substrate 110 may further include an output changing unit 125 as well as a gas sensing device 120.

상기 출력 변경부(125)는 상기 가스 센싱 소자(120)와 전기적으로 연결되어, 상기 가스 센싱 소자(120)의 출력 방식을 변경한다.The output changing unit 125 is electrically connected to the gas sensing device 120 to change the output mode of the gas sensing device 120.

상기 출력 변경부(125)는 저항 방식의 출력을 전압 방식의 출력으로 전환하기 위한 수동 소자로 구성될 수 있으며, 상기 수동 소자로는 금속패턴 및 상기 가스 센싱 소자와 전기적으로 연결되는 고정 저항 또는 NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor)가 사용될 수 있다.The passive element may include a metal pattern and a fixed resistor or an NTC (not shown) electrically connected to the gas sensing element, A negative temperature coefficient thermistor may be used.

상기 출력 변경부(125)는 가스 센싱 소자(120)에 저항 출력 방식을 전압 출력 방식으로 패키징하여 다양한 IT 기기(스마트 폰 외)에 적용할 수 있도록 한다. 즉, 가스 센싱 소자(120) 단 옆에 고정 저항이나 NTC 서미스터를 달아 저항 방식을 전압 방식 출력으로 전환 할 수 있도록 한다.The output changing unit 125 packages the resistance output method to the gas sensing element 120 in a voltage output manner so that it can be applied to various IT devices (smart phone and the like). That is, a fixed resistor or an NTC thermistor is placed next to the end of the gas sensing element 120 so that the resistance method can be switched to the voltage type output.

이 경우, 만일 가스 센싱 소자 단 옆에 NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor)를 연결할 시에는 온도에 따른 초기 센싱 물질에 저항 변화 값을 보상하여 일정한 초기 전압 값을 가질 수 있는 장점도 구현될 수 있게 된다.In this case, when a negative temperature coefficient thermistor is connected to the gas sensing element end, the resistance value of the initial sensing material can be compensated to obtain a constant initial voltage value .

즉, PCB 외부에 저항이나 NTC 서미스터를 이용 시는 전체 모듈에 크기가 커지고 따로 회로 설계를 하여야 하는 문제가 발생하였으나, 가스센서의 출력을 전압으로 변환할 수 있는 출력 변경부를 패키지 내부에 포함하는 패키지를 구현하면 소형화한 가스센서를 제공할 수 있으며, NTC 서미스터에 온도 별 저항 변화 치를 센싱 물질에 저항 곡선과 같은 비율의 NTC 서미스터의 채택 시 온도 보상을 할 수 있어, 센싱 물질에 온도 변화에 따른 초기 저항도 보상할 수 있도록 할 수 있다.That is, when a resistor or an NTC thermistor is used on the outside of the PCB, the entire module becomes larger in size and needs to be designed separately. However, there is a problem that the output changing portion, , It is possible to provide a miniaturized gas sensor and it is possible to compensate temperature when the NTC thermistor of the same ratio as the resistance curve is applied to the sensing material in the NTC thermistor, The resistance can also be compensated.

상기와 같이 구성되는 출력 변경부(125)는 상기 가스 센싱 소자(120)와 동일하게 기판(110) 상에 형성되고, 보호 캡(130)이 상기 출력 변경부(125)를 덮을 수 있다.The output changing unit 125 configured as described above may be formed on the substrate 110 in the same manner as the gas sensing device 120 and the protection cap 130 may cover the output changing unit 125.

또한, 접착부(140)는 상기 가스 센싱 소자(120)와 마찬가지로 상기 출력 변경부(125)와 접촉하도록 형성될 수 있고, 상기 접착부(140)는 상기 기판(110) 상에서 상기 출력 변경부(125)의 주변부에 도포될 수 있으며, 보호 캡(130)은 상기 접착부(140)에 압력을 가하여 상기 접착부(140)가 퍼지도록 하여, 상기 접착부(140)는 상기 출력 변경부(125)와 접촉하도록 형성될 수 있다.The adhesive 140 may be formed to be in contact with the output changing unit 125 in the same manner as the gas sensing device 120 and the adhesive 140 may be formed on the substrate 110, And the protective cap 130 applies pressure to the adhesive 140 to spread the adhesive 140 so that the adhesive 140 is contacted with the output changing unit 125 .

이때, 출력 변경부(125)는 상기 가스 센싱 소자(120)와 마찬가지로 기판 상에 전도성 물질층(150)에 의해 플립 칩 본딩(Flip chip bonding) 방식으로 실장 될 수 있으며, 상기 접착부(140)는 상기 출력 변경부(125)뿐만 아니라 전도성 물질층(150)에도 접촉하도록 형성될 수 있다.In this case, the output changing unit 125 may be mounted on the substrate by a flip chip bonding method using a conductive material layer 150 as in the case of the gas sensing device 120, And may be formed to contact not only the output changing portion 125 but also the conductive material layer 150.

따라서, 전도성 물질층(150)을 이용하여 출력 변경부(125)를 실장한 이후에, 상기 접착부(140)를 이용하여 상기 출력 변경부(125)를 추가적으로 고정하여 기판(110)과 출력 변경부(125) 간의 접착력을 보다 강화하고, 출력 변경부(125) 와 상기 기판(110)이 플립 칩 본딩(Flip chip bonding) 방식으로 직접 결착되도록 하여 가스 센서 패키지를 더욱 소형화할 수 있다.Therefore, after the output changing unit 125 is mounted using the conductive material layer 150, the output changing unit 125 is additionally fixed using the adhering unit 140, And the output changing unit 125 and the substrate 110 are directly bonded by a flip chip bonding method to further reduce the size of the gas sensor package.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가스 센싱 소자를 도시한 도면이다.6 to 8 are views showing a gas sensing device according to an embodiment of the present invention.

보다 상세하게 설명하면, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가스 센싱 소자의 상면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가스 센싱 소자의 하면도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가스 센싱 소자의 단면도로서, 도 8는 도 6 및 도 4의 A - A' 단면을 도시하고 있다.6 is a top view of a gas sensing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a bottom view of a gas sensing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross- FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. 6 and FIG. 4. FIG.

본 발명의 일실시예에 따른 가스 센싱 소자는 몸체부(122), 가스 센싱부(121) 및 전극(123)을 포함한다.A gas sensing device according to an embodiment of the present invention includes a body portion 122, a gas sensing portion 121, and an electrode 123.

도 6에 도시된 바와 같이 몸체부(122)의 내부에는 공동부(124)가 형성되어 가스의 체류시간을 확보할 수 있다.As shown in FIG. 6, a hollow portion 124 is formed in the body portion 122, so that the residence time of the gas can be secured.

또한, 도 7과 같이 몸체부(122)에는 센싱 물질 또는 센싱 칩으로 구성되어 가스를 검출하는 가스 센싱부(121)가 배치되며, 인접 표면에 외부 단자와 접속할 수 있는 전극(123)을 구비하며, 가스 센싱부(121)와 전극(123)은 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 가스 센싱부(121)는 출력 변경부(125)의 온도별 저항 변화 비율과 동일한 센싱 물질로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 7, the body 122 includes a gas sensing part 121 formed of a sensing material or a sensing chip for sensing gas, and has an electrode 123 connected to an external terminal on an adjacent surface thereof , And the gas sensing unit 121 and the electrode 123 may be electrically connected to each other. At this time, the gas sensing unit 121 may be formed of a sensing material having the same resistance change ratio as the temperature of the output changing unit 125.

도 8에서와 같이 몸체부(122)의 내부에는 공동부(124)가 형성되어 가스의 체류시간을 확보할 수 있도록 하며, 가스 센싱부(121)는 가스 센서 패키지 내로 유입된 가스를 검출할 수 있다.As shown in FIG. 8, a cavity 124 is formed in the body 122 to ensure the residence time of the gas. The gas sensing unit 121 can detect the gas introduced into the gas sensor package have.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments of the present invention, but should be determined by the claims and equivalents thereof.

110: 기판
111: 관통홀
115: 금속 패턴층
120: 가스 센싱 소자
121: 가스 센싱부
125: 출력 변경부
130: 보호 캡
140: 접착부
150: 전도성 물질층
160: 금속 충진부110: substrate
111: Through hole
115: metal pattern layer
120: gas sensing element
121: Gas sensing unit
125: Output changing section
130: protective cap
140:
150: Conductive material layer
160: metal filling part

Claims (10)

기판;
상기 기판 상의 가스 센싱 소자;
상기 가스 센싱 소자를 덮는 보호 캡; 및
상기 보호 캡을 상기 기판 상에 부착하며, 상기 가스 센싱 소자와 적어도 일부분이 접촉하는 접착부;
를 포함하는 가스 센서 패키지.Board;
A gas sensing element on the substrate;
A protective cap covering the gas sensing element; And
A bonding portion for attaching the protective cap on the substrate and contacting at least a portion of the gas sensing element;
And a gas sensor package. 청구항 1에 있어서,
상기 접착부는,
상기 기판 상에서 상기 가스 센싱 소자의 주변부에 배치되는 가스 센서 패키지.The method according to claim 1,
The adhesive portion
And is disposed on a periphery of the gas sensing element on the substrate. 청구항 1에 있어서,
상기 접착부는,
상기 보호 캡의 상기 기판을 향하는 면의 모서리에 형성되는 가스 센서 패키지.The method according to claim 1,
The adhesive portion
Wherein the protection cap is formed at an edge of a surface of the protection cap facing the substrate. 청구항 1에 있어서,
상기 접착부는,
에폭시(epoxy)를 포함하는 가스 센서 패키지.The method according to claim 1,
The adhesive portion
A gas sensor package comprising an epoxy. 청구항 1에 있어서,
상기 보호 캡은,
상기 기판을 향하는 면이 복수개의 영역으로 구분되고,
상기 복수개의 영역 중에서 적어도 어느 하나의 영역의 폭은 다른 영역의 폭보다 넓게 형성되는 가스 센서 패키지.The method according to claim 1,
The protective cap
A surface facing the substrate is divided into a plurality of regions,
Wherein a width of at least one of the plurality of regions is formed wider than a width of the other region. 청구항 5에 있어서,
상기 접착부는,
상기 다른 영역의 폭보다 넓게 형성된 어느 하나의 영역의 폭에 배치되는 가스 센서 패키지.The method of claim 5,
The adhesive portion
Wherein the width of the other region is larger than the width of the other region. 청구항 1에 있어서,
상기 가스 센싱 소자는,
상기 기판 상에 전도성 물질층에 의해 실장되고,
상기 접착부는,
상기 가스 센싱 소자와 상기 전도성 물질층에 접촉하는 가스 센서 패키지.The method according to claim 1,
The gas sensing element comprises:
And a conductive layer formed on the substrate,
The adhesive portion
And a gas sensor package in contact with the layer of conductive material. 청구항 1에 있어서,
상기 가스 센싱 소자는,
상기 기판 상에 복수개가 형성되는 가스 센서 패키지.The method according to claim 1,
The gas sensing element comprises:
Wherein a plurality of gas sensor packages are formed on the substrate. 청구항 1에 있어서,
상기 기판 상에 형성되어 상기 가스 센싱 소자의 출력 방식을 변경하는 출력 변경부;
를 더 포함하는 가스 센서 패키지.The method according to claim 1,
An output changing unit formed on the substrate for changing an output mode of the gas sensing device;
Further comprising a gas sensor package. 청구항 9에 있어서,
상기 출력 변경부는,
NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor) 또는 저항인 가스 센서 패키지.
The method of claim 9,
Wherein the output changing unit comprises:
A gas sensor package that is a NTC thermistor (negative temperature coefficient thermistor) or a resistor.
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