KR20150116210A - 센서 - Google Patents

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KR20150116210A
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Abstract

본 발명은 절연층과, 절연층 내에 일 방향으로 분리 형성되며 전기적으로 서로 연결된 적어도 둘 이상의 히터 패턴과, 히터 패턴과 절연되어 절연층 내에 일 방향으로 분리 형성되며 전기적으로 서로 연결된 적어도 둘 이상의 감지 전극 패턴과, 절연층 내에 적어도 일부가 매립되어 감지 전극 패턴과 접촉되는 감지 물질을 포함하는 가스 센서를 제시한다.

Description

센서{Senser}
본 발명은 센서에 관한 것으로, 특히 내충격성 및 민감도를 향상시킬 수 있는 센서에 관한 것이다.
최근의 생활 환경오염 및 건강에 대한 관심의 증가로 각종 환경 유해가스의 감지에 대한 필요성이 크게 증가하고 있다. 독성 가스와 폭발성 가스 검지의 수요에 의해 계속된 발전을 이루어온 유해성 가스 센서는 오늘날에는 건강 관리, 생활환경 모니터링, 산업 안전, 가전과 스마트 홈, 국방과 테러 등에 대한 인간 삶의 질 향상 등의 요구로 많은 수요가 발생하고 있다. 따라서, 가스 센서는 재해 없는 사회 구현을 위한 수단이 될 것이며, 이에 따라 환경 유해 가스의 보다 정확한 측정과 제어가 요구되고 있다.
가스 센서는 형태, 구조 및 재료에 따라 반도체식 가스 센서, 고체 전해질식 가스 센서, 접촉 연소식 가스 센서 등으로 구분할 수 있다. 그 중에서 반도체식 가스 센서는 저농도에서 출력의 변화가 커서 감도가 좋고 내구성이 양호한 장점이 있다. 반도체식 가스 센서는 대체로 100℃∼500℃에서 동작되기 때문에 저항의 변화를 감지하기 위한 감지 전극과, 감지 전극 상에 도포된 감지 물질과, 감지 물질의 온도를 높이기 위한 히터(발열체)를 포함하여 구성된다. 이러한 반도체식 가스 센서는 히터를 이용하여 가열할 때 감지 물질에 가스가 흡착되면 흡착된 가스에 의해 감지 전극과 감지 물질 사이의 전기적 특성 변화가 발생되고, 이를 측정한다.
그런데, 반도체식 가스 센서는 감지 물질과 감지 전극 사이의 접착이 불안정하나거 불량한 경우 정상적으로 동작하지 못하게 된다. 즉, 반도체식 가스 센서는 평평한 기판 위에 감지 전극을 형성하고, 그 위에 감지 물질을 도포한 구조를 갖기 때문에 외부 충격에 대하여 감지 전극과 감지 물질 간의 접착성이 매우 취약하다. 또한, 반도체식 가스 센서는 예를 들어 금속 산화물 반도체를 감지 물질로 이용하는 경우 동작 온도가 250℃∼400℃로 비교적 높기 때문에 반복적인 동작에 따른 열충격으로 인하여 감지 물질이 탈리되는 현상이 발생한다.
또한, 종래의 일반적인 가스 센서들은 감지 전극과 PCB 실장을 위한 외부 전극을 와이어 본딩(wire bonding)을 이용하여 연결시킨다. 이러한 종래의 가스 센서의 예가 한국공개특허 제2004-0016605호에 제시되어 있다. 그런데, 와이어 본딩은 외부 충격에 약하고, 대량 생산하기 어려운 단점이 있다.
본 발명은 내충격성을 향상시킬 수 있고, 그에 따라 감지 전극과 감지 물질의 탈리를 방지할 수 있는 센서를 제공한다.
본 발명은 반응성(response) 및 민감도(sensitivity)를 향상시킬 수 있고, 대량 생산이 가능한 센서를 제공한다.
본 발명은 히터의 열 손실을 개선하여 열 효율성을 향상시킬 수 있는 센서를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 센서는 절연층; 상기 절연층 내에 일 방향으로 분리 형성되며 전기적으로 서로 연결된 적어도 둘 이상의 히터 패턴; 상기 히터 패턴과 절연되어 상기 절연층 내에 일 방향으로 분리 형성되며 전기적으로 서로 연결된 적어도 둘 이상의 감지 전극 패턴; 및 상기 절연층 내에 적어도 일부가 매립되어 상기 감지 전극 패턴과 접촉되는 감지 물질을 포함한다.
상기 절연층은 복수의 세라믹 판이 적층되어 형성된다.
상기 절연층 내의 소정 영역에 외부로 노출되어 형성되며 상기 히터 패턴 및 감지 전극 패턴에 각각 전원을 공급하기 위한 제 1 및 제 2 노출 전극을 더 포함한다.
상기 적어도 둘 이상의 히터 패턴은 적어도 둘 이상의 세라믹 판 상부에 각각 형성되고, 도전 물질이 매립된 홀을 통해 연결된다.
상기 적어도 둘 이상의 감지 전극 패턴은 적어도 둘 이상의 세라믹 판에 각각 형성되고, 도전 물질이 매립된 홀을 통해 연결된다.
상기 적어도 둘 이상의 감지 전극 패턴은 (+) 전원이 인가된 감지 전극 패턴과 (-) 전원이 인가되는 감지 전극 패턴이 분리된다.
상기 감지 전극 패턴은 적어도 하나 이상의 절개부가 형성된다.
상기 히터 패턴들과 상기 감지 전극 패턴들은 서로 다른 세라믹 판에 형성되어 상기 세라믹 판의 적층 방향으로 교대로 배치된다.
상기 감지 전극 패턴은 하측으로부터 상측으로 넓은 직경으로 형성된다.
상기 적어도 둘 이상의 세라믹 판에 상기 히터 패턴 및 감지 전극 패턴의 내측으로 개구가 형성되고, 상기 감지 물질이 상기 개구를 매립한다.
상기 개구는 그 하측의 상기 감지 전극 패턴이 노출되도록 형성된다.
상기 감지 물질을 덮도록 상기 절연층 상부에 마련된 상부 커버를 더 포함한다.
상기 상부 커버는 적어도 둘 이상의 세라믹 판이 적층되거나 금속 또는 플라스틱으로 형성하고, 적어도 하나의 개구 및 메쉬가 형성된다.
상기 상부 커버는 개구는 상기 절연층의 개구보다 크게 형성된다.
상기 절연층의 하부에 마련된 히트 싱크를 더 포함한다.
상기 히트 싱크는 적어도 둘 이상의 세라믹 판이 적층되고, 적어도 하나 이상의 세라믹 판에는 개구가 형성된다.
상기 제 1 및 제 2 노출 전극과 대응되는 상기 히트 싱크의 소정 영역에 형성된 제 3 노출 전극을 더 포함한다.
상기 히트 싱크 하부에 마련된 하부 커버를 더 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 센서는 절연층 내에 수직 방향으로 형성된 히터, 감지 전극 및 감지 물질을 포함하여 적어도 일 가스를 감지하는 단위 센서를 포함하고, 상기 히터, 감지 전극 및 감지 물질이 각각 수평 방향으로 복수 배치되어 서로 다른 복수의 대상물을 감지하는 복수의 단위 센서를 포함하며, 상기 히터는 상기 절연층 내에 수직 방향으로 분리 형성되어 전기적으로 서로 연결되고, 상기 감지 전극은 상기 히터와 절연되어 상기 절연층 내에 상하 방향으로 분리 형성되어 전기적으로 서로 연결되며, 상기 감지 전극은 상기 절연층 내에 적어도 일부가 매립되어 상기 감지 전극과 접촉된다.
수평 방향으로 배열된 상기 복수의 히터는 적어도 둘 이상의 온도로 각각 발열한다.
상기 복수의 감지 전극은 각각 적어도 하나 이상의 절개부가 형성된다.
상기 복수의 감지 물질은 적어도 둘 이상의 재료로 형성된다.
상기 감지 물질을 덮도록 상기 절연층 상부에 마련된 상부 커버를 더 포함한다.
상기 절연층의 하부에 마련된 히트 싱크를 더 포함한다.
상기 히트 싱크 하부에 마련된 하부 커버를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 센서는 복수의 절연층 내에 수직 방향으로 복수의 히터 패턴이 전기적으로 연결된 히터와 복수의 감지 전극 패턴이 전기적으로 연결된 감지 전극이 각각 절연되어 형성되고, 복수의 절연층 내에 감지 전극 패턴과 접촉되도록 감지 물질이 매립 형성된다. 따라서, 히터와 감지 전극이 수직 방향으로 형성되고 감지 물질이 매립된 3차원 구조의 센서가 구현된다. 또한, 절연층의 상부에 복수의 개구 및 메쉬가 형성된 상부 커버가 더 마련될 수 있고, 절연층의 하부에 히트 싱크가 더 마련될 수 있다.
본 발명에 의하면, 감지 물질이 절연층 내에 매립되어 형성됨으로써 감지 물질의 탈리를 방지할 수 있고, 그에 따라 센서의 내충격성을 향상시킬 수 있다.
또한, 감지 전극이 복수의 감지 전극 패턴과 접촉되도록 형성됨으로써 감지 물질과 감지 전극의 접촉 면적을 증가시켜 센서의 반응성 및 민감도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 평평한 복수의 절연층에 외부로 노출되도록 노출 전극이 형성되고 노출 전극이 솔더링됨으로써 와이어 본딩이 필요없이 표면 실장이 가능하며, 대량 생산이 가능하다.
한편, 히트 싱크를 더 마련할 수 있어 열 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 가스 센서의 결합 단면도 및 분리 사시도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 가스 센서의 결합 단면도 및 분리 사시도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 가스 센서의 결합 단면도 및 분리 사시도.
도 7은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 가스 센서의 결합 단면도.
도 8은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 가스 센서의 결합 단면도.
도 9는 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 가스 센서의 결합 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 가스 센서의 결합 단면도이고, 도 2는 분리 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 가스 센서는 수직 방향으로 적층된 복수의 절연층(100; 110 내지 160)과, 선택된 적어도 둘 이상의 절연층(100) 상에 형성된 히터 패턴(210, 220, 230)을 포함하는 히터(200)와, 히터 패턴(210, 220, 230)이 형성되지 않은 선택된 적어도 둘 이상의 절연층(100) 상에 형성된 감지 전극 패턴(310, 320, 330)을 포함하는 감지 전극(300)과, 적어도 하나의 절연층(100) 내에 마련되어 감지 전극(300)과 접촉되는 감지 물질(400)을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 가스 센서는 복수의 절연층(100) 내에 히터 패턴(210, 220, 230)이 수직 방향으로 분리되어 형성되고, 히터 패턴(210, 220, 230)이 형성되지 않은 절연층(100) 내에 감지 전극 패턴(310, 320, 320)이 수직 방향으로 분리되어 형성되며, 복수의 절연층(100)의 소정 영역에 형성된 개구(131, 141, 151, 161)를 매립하여 감지 전극 패턴(310, 320, 330)과 접촉되도록 감지 물질(400)이 형성된다. 따라서, 본 발명의 가스 센서는 수직 방향으로 복수의 히터 패턴(210, 220, 230) 및 감지 전극 패턴(310, 320, 330)이 형성되고, 소정의 절연층(100) 내에 감지 물질(400)이 매립되어 형성되는 3차원 구조를 갖는다. 또한, 히터(200)는 히터 패턴이 복수로 형성되지 않고 하나 형성될 수 있다. 즉, 히터(200)는 히터 패턴(210)만을 포함할 수 있다. 한편, 본 발명의 가스 센서는 외부로부터 히터(200) 및 감지 전극(300)에 각각 전원을 인가하기 위해 적어도 둘 이상의 절연층(100)의 소정 영역에서 외부로 노출된 제 1 및 제 2 노출 전극(510, 520)과, 제 1 노출 전극(510)과 히터(200)를 연결하기 위한 연결 배선(600)을 더 포함한다.
복수의 절연층(110 내지 160; 100)은 예를 들어 소정 두께의 세라믹 판을 이용할 수 있다. 이를 위해 예를 들어 Al2O3, 글래스 프리트 등을 포함하는 조성에 B2O3-SiO2계 유리, Al2O3-SiO2계 유리, 기타 세라믹 물질들을 혼합하여 알코올류 등의 용매로 볼밀(Ball Mill)하여 원료 분말을 준비한 후 원료 분말과 유기 바인더(binder)를 첨가제로 톨루엔/알코올(toluene/alcohol)계 솔벤트(solvent)에 용해시켜 투입하고, 소형 볼 밀(ball mill)로 밀링(milling) 및 혼합하여 슬러리(slurry)를 제조한 후 슬러리를 닥터 블레이드(Doctor blade) 등의 방법을 이용하여 원하는 두께의 판으로 제조할 수 있다. 이러한 복수의 절연층(100)의 적어도 둘 이상의 예를 들어 중앙부에는 소정 크기의 개구(131, 141, 151, 161)가 형성될 수 있다. 또한, 개구(131, 141, 151, 161) 이외에 적어도 둘 이상의 절연층(100)에는 적어도 둘 이상의 홀이 형성될 수 있다. 개구(131, 141, 151, 161)에는 감지 물질(400)이 충진되어 형성되고, 적어도 둘 이상의 홀에는 도전 물질이 형성될 수 있다.
히터(200)는 센서가 외부 온도에 영향을 받지 않도록 감지 물질(400)의 온도를 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 히터(200)는 상하 분리되어 형성되며 서로 전기적으로 연결된 복수의 히터 패턴(210, 220, 230)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터(200)는 제 1, 제 3 및 제 5 절연층(110, 130, 150)에 각각 형성된 제 1, 제 2 및 제 3 히터 패턴(210, 220, 230)을 포함할 수 있다. 또한, 제 1 내지 제 3 히터 패턴(210, 220, 230)은 제 2, 제 3 및 제 4 절연층(120, 130, 140)의 소정 영역에 형성된 제 1 홀들(120a, 130a, 140a, 150a) 및 제 2 홀들(120b, 130b, 140b, 150b)을 통해 연결된다. 즉, 본 발명의 히터(200)는 평면, 즉 절연층(100)의 상면으로부터 수직 방향으로 복수 형성되어 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 제 1 내지 제 3 히터 패턴(210, 220, 230)을 포함하는 히터(200)는 제 1 절연층(110) 상에 제 1 히터 패턴(210)과 연결되도록 형성된 히터 연결 배선(610)을 통해 제 1 노출 전극(510)과 연결된다. 이러한 히터(200)는 도전성 물질로 형성할 수 있는데, 예를 들어 금(Au), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), TiN, 텅스텐(W), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir) 등의 금속 물질 또는 금속 물질의 혼합물을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 히터(200) 및 감지 전극(300)은 크롬(Cr) 또는 티타늄(Ti)과 같은 금속 물질의 접착력(adhesion)을 증가시키는 물질 및 금속 물질을 사용하여 이중층으로 구현할 수도 있다.
감지 전극(300)은 감지 물질(400)과 접촉하여 감지 물질(400)의 전기적 특성 변화를 감지하는 역할을 한다. 감지 전극(300)는 상하 분리되어 형성되며 서로 전기적으로 연결된 복수의 감지 전극 패턴(310, 320, 330)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 감지 전극(300)은 히터 패턴(210, 220, 230)이 형성되지 않은 절연층들, 즉 제 2, 제 4 및 제 6 절연층(120, 140, 160)에 각각 형성된 제 1, 제 2 및 제 3 감지 전극 패턴 패턴(310, 320, 330)을 포함할 수 있다. 또한, 제 1 내지 제 3 감지 전극 패턴 패턴(310, 320, 330)은 제 3, 제 4 및 제 5 절연층(130, 140, 150)에 각각 형성된 제 3 홀들(130c, 140c, 150c, 160c) 및 제 4 홀들(130d, 140d, 150d, 160)을 통해 연결된다. 제 3 홀들(130c, 140c, 150c, 160c) 및 제 4 홀들(130d, 140d, 150d, 160)은 서로 이격되고, 제 1 홀들(120a, 130a, 140a, 150a) 및 제 2 홀들(120b, 130b, 140b, 150b)과도 이격된다. 즉, 본 발명의 감지 전극(300)은 평면, 즉 절연층(100)의 상면으로부터 수직 방향으로 복수 형성될 수 있고, 히터(200)와 서로 다른 절연층(100) 상에 형성된다. 그리고, 감지 전극(300)은 제 1 감지 전극 패턴 패턴(310)이 연장되어 제 2 노출 전극(520)과 연결된다. 이러한 감지 전극(300)은 도전성 물질로 형성할 수 있는데, 예를 들어 금(Au), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), TiN, 텅스텐(W), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir) 등의 금속 물질 또는 금속 물질의 혼합물을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 히터(200) 및 감지 전극(300)은 크롬(Cr) 또는 티타늄(Ti)과 같은 금속 물질의 접착력(adhesion)을 증가시키는 물질 및 금속 물질을 사용하여 이중층으로 구현할 수도 있다. 이때, 감지 전극(300)은 히터(200)와 동일 물질로 형성될 수 있다.
감지 물질(400)은 감지하고자 하는 물질의 양에 따라 전기적 특성이 변화하는 물질을 이용한다. 이러한 감지 물질(400)은 절연체와 도전체의 혼합 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 감지 물질(400)은 SnO2, ZnO, Fe2O3, WO3, TiO2 중 선택된 적어도 어느 하나의 모물질에 Pt, Pd, Ag, Ni와 같은 촉매를 혼합한 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 감지 물질(400)은 제 3, 제 4, 제 5 및 제 6 절연층(130, 140, 150, 160)의 소정 영역, 예를 들어 이들의 중앙부에 개구(131, 141, 151, 161)가 형성되고 개구(131, 141, 151, 161)를 매립하도록 형성될 수 있다. 이때, 감지 물질(400)은 개구(131, 141, 151, 161)에 의해 노출된 제 1 내지 제 3 감지 전극 패턴 패턴(310, 320, 330)과 접촉되도록 형성된다.
이러한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 가스 센서를 도 2의 분리 사시도를 이용하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1 절연층(110) 상에는 제 1 히터 패턴(210)과, 제 1 히터 패턴(210)을 포함하는 히터(200)에 외부 전원을 공급하기 위한 제 1 노출 전극(510a, 510b; 510)과, 감지 전극(300)에 외부 전원을 인가하기 위한 제 2 노출 전극(520a, 520b; 520)과, 제 1 히터 패턴(210)을 포함하는 히터(200)와 제 1 노출 전극(510)을 연결하는 연결 배선(600; 610, 620)이 각각 형성된다. 제 1 히터 패턴(210)은 도전성 물질을 이용하여 예를 들어 제 1 절연층(110)의 중앙부에 형성될 수 있다. 또한, 제 1 히터 패턴(210)은 소정의 폭 및 간격을 갖는 예를 들어 스파이럴 형상으로 형성되는데, 제 1 히터 패턴(210)의 폭 및 간격은 동일하게 형성될 수 있다. 제 1 노출 전극(510a 510b; 510)은 예를 들어 사각형의 제 1 절연층(110)의 일 방향으로 서로 인접한 제 1 및 제 2 모서리를 포함하는 소정 영역에서 외부로 노출되도록 형성된다. 또한, 제 2 노출 전극(520a, 520b; 520)은 제 1 노출 전극(510)이 형성되지 않은 제 1 절연층(110)의 제 3 및 제 4 모서리를 포함하는 소정 영역에서 외부로 노출되도록 형성된다. 즉, 제 1 절연층(110)의 일 방향으로 인접한 제 1 및 제 2 모서리를 포함하는 소정 영역에 제 1 노출 전극(510)이 각각 형성되고, 제 1 노출 전극(510)이 형성된 제 1 및 제 2 모서리와 타 방향으로 인접한 제 3 및 제 4 모서리를 포함하는 소정 영역에 제 2 노출 전극(520)이 각각 형성된다. 제 1 연결 배선(610)은 제 1 히터 패턴(210)의 일 단부와 연결되어 예를 들어 제 1 절연층(110)의 대각선 방향으로 연장되어 제 1 노출 전극(510a)과 연결된다. 물론, 제 1 연결 배선(610)은 "ㄴ"자 또는 "ㄱ"자 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제 2 연결 배선(620)은 제 1 히터 패턴(210)과 이격되어 형성되며, 제 1 노출 전극(510b)으로부터 일 방향으로 연장 형성된다.
제 2 절연층(120) 상에는 제 1 감지 전극 패턴 패턴(310)과, 히터(200)에 외부로부터 전원을 공급하기 위한 제 1 노출 전극(510c, 510d; 510)과, 제 1 감지 전극 패턴(310)과 연결되고 외부로부터 감지 전극(300)에 전원을 공급하기 위한 제 2 노출 전극(520c, 520d; 520)과, 히터(200)와 연결되며 도전성 물질이 매립된 제 1 및 제 2 홀(120a, 120b)가 형성된다. 제 1 감지 전극 패턴 패턴(310)은 제 1 절연층(110) 상에 형성된 제 1 히터 패턴(210)과 적어도 일부 중첩되도록 형성 제 2 절연층(120)의 소정 영역에 형성된다. 예를 들어, 제 1 감지 전극 패턴 패턴(310)은 적어도 일 부분이 제 2 절연층(120)의 중앙부에 형성된다. 또한, 제 1 감지 전극 패턴 패턴(310)은 제 2 절연층(120)의 중앙부에서 소정 폭을 갖는 두 전극이 소정 간격으로 이격되어 형성된다. 그리고, 소정의 간격으로 이격된 두 전극은 제 2 절연층(120)의 대각선 방향으로 각각 연장되어 제 2 노출 전극(520)과 각각 연결된다. 즉, 제 1 감지 전극 패턴 패턴(310)은 제 2 절연층(120)의 중앙부에서 소정의 폭을 갖고 소정 간격으로 이격되고, 그로부터 각각 대각선 방향으로 연장되어 형성된다. 또한, 제 2 절연층(120) 상에 형성된 제 2 노출 전극(520)은 제 1 절연층(110) 상에 형성된 제 2 노출 전극(520)과 동일 영역에 형성된다. 따라서, 제 1 및 제 2 절연층(120)에 각각 형성된 제 2 노출 전극(520)은 중첩되도록 형성된다. 한편, 제 2 노출 전극(520)이 형성되지 않은 제 2 절연층(120)의 두 모서리 부분에 제 1 노출 전극(510)이 형성된다. 제 2 절연층(120)에 형성된 제 1 노출 전극(510)은 제 1 절연층(110) 상에 형성된 제 1 노출 전극(510)과 중첩되도록 형성된다. 또한, 제 1 홀(120a)은 제 1 절연층(110) 상에 형성된 제 1 히터 패턴(210)의 일 영역과 대응되는 영역에 형성된다. 예를 들어, 제 2 홀(120b)은 제 1 히터 패턴(210)의 타 단부, 즉 제 2 연결 배선(620)과 연결된 일 단부로부터 이격된 제 1 히터 패턴(210)의 타 단부에 대응되는 영역에 형성된다. 또한, 제 1 홀(120a)은 제 1 절연층(110) 상에 형성된 제 2 연결 배선(620)의 단부에 대응되는 영역에 형성된다. 즉, 제 2 연결 배선(620)은 일 단부가 제 1 노출 전극(510)과 연결되고 타 단부에 대응되는 영역에 제 1 홀(120a)이 형성된다.
제 3 절연층(130)에는 중앙부에 개구(131)가 형성되고, 개구(131) 주위에 개구(131)를 둘러싸도록 제 2 히터 패턴(220)이 형성된다. 개구(131)는 제 3 절연층(130)의 예를 들어 중앙부에 예를 들어 원형으로 형성되며, 감지 물질(400)이 충진된다. 또한, 제 2 히터 패턴(220)은 개구(131)와 소정 간격 이격되어 개구(131)를 둘러싸도록 예를 들어 원형으로 형성된다. 이때, 제 2 히터 패턴(220)은 일 단부와 타 단부가 소정 간격 이격되어 형성된다. 물론, 개구(131)는 사각형, 삼각형, 타원형 등 다양한 형상으로 형성되며, 제 2 히터 패턴(220)은 개구(131)와 소정 간격 이격되어 개구(131)의 형상을 포함한 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제 2 절연층(120)에 형성된 제 1 및 제 2 홀(120a, 120b)에 대응되는 제 3 절연층(130)의 소정 영역에 제 1 및 제 2 홀(130a, 130b)이 각각 형성된다. 여기서, 제 2 히터 패턴(220)의 일 단부는 제 2 홀(130b)까지 연장 형성될 수 있다. 한편, 제 3 절연층(130)의 소정 영역에는 제 3 및 제 4 홀(130c, 130d)가 형성될 수 있다. 제 3 및 제 4 홀(130c, 130d)은 제 2 절연층(120)에 형성된 제 2 노출 전극(520)으로 연장되는 제 1 감지 전극 패턴(310)의 소정 영역을 노출시키도록 형성될 수 있다.
제 4 절연층(140)에는 중앙부에 개구(141)가 형성되고, 개구(141) 주위에 개구(141)를 둘러싸도록 제 2 감지 전극 패턴(320)이 형성된다. 개구(141)는 제 4 절연층(140)의 예를 들어 중앙부에 원형으로 형성되며, 감지 물질(400)이 충진된다. 또한, 개구(141)는 제 3 절연층(130)에 형성된 개구(131)와 동일 크기 및 형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 개구(141)는 개구(131)와 다른 형상으로 형성될 수도 있으며, 개구(131)보다 작거나 크게 형성될 수도 있다. 제 2 감지 전극 패턴(320)은 개구(141)와 소정 간격 이격되어 개구(141)를 둘러싸도록 예를 들어 원형으로 형성된다. 이때, 제 2 감지 전극 패턴(320)은 일 단부와 타 단부가 접촉되도록 형성된다. 물론, 개구(141)는 사각형, 삼각형, 타원형 등 다양한 형상으로 형성되며, 제 2 감지 전극 패턴(320)은 개구(141)와 소정 간격 이격되어 개구(141)의 형상을 포함한 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제 3 절연층(130)에 형성된 제 1 및 제 2 홀(130a, 130b)에 대응되는 제 4 절연층(140)의 소정 영역에 제 1 및 제 2 홀(140a, 140b)이 각각 형성된다. 한편, 제 4 절연층(140)의 소정 영역에는 제 3 및 제 4 홀(140c, 14d)가 형성될 수 있다. 제 3 및 제 4 홀(140c, 14d)은 제 3 절연층(130)에 형성된 제 3 및 제 4 홀(130c, 130d)와 동일 영역에 형성될 수 있다. 그리고, 제 2 감지 전극 패턴(320)은 소정 영역에서 제 3 및 제 4 홀(130c, 130d)까지 연장 형성될 수 있다. 즉, 제 2 감지 전극 패턴(320)은 대략 원형으로 형성되며 소정 영역으로부터 제 3 및 제 4 홀(130c, 130d)까지 연장된 연장 영역을 더 포함할 수 있다. 한편, 감지 전극 패턴
제 5 절연층(150)에는 중앙부에 개구(151)가 형성되고, 개구(151) 주위에 개구(151)를 둘러싸도록 제 3 히터 패턴(230)이 형성된다. 개구(151)는 제 5 절연층(150)의 예를 들어 중앙부에 원형으로 형성되며, 감지 물질(400)이 충진된다. 또한, 제 3 히터 패턴(230)은 개구(151)와 소정 간격 이격되어 개구(151)를 둘러싸도록 예를 들어 원형으로 형성된다. 이때, 제 3 히터 패턴(230)은 일 단부와 타 단부가 소정 간격 이격되어 형성된다. 물론, 개구(151)는 사각형, 삼각형, 타원형 등 다양한 형상으로 형성되며, 제 3 히터 패턴(230)은 개구(151)와 소정 간격 이격되어 개구(151)의 형상을 포함한 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 개구(151)는 제 3 및 제 4 절연층(130, 140)에 각각 형성된 개구(131, 141)보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 개구(151)는 제 4 절연층(140)에 형성된 제 2 감지 전극 패턴 패턴(320)이 적어도 일부 노출되도록 형성될 수 있다. 한편, 제 2, 제 3 및 제 4 절연층(120, 130, 140)에 각각 형성된 제 1 홀(120a, 130a, 140a) 및 제 2 홀(120b, 130b, 140b)에 대응되는 제 5 절연층(150)의 소정 영역에 제 1 및 제 2 홀(150a, 150a)이 각각 형성된다. 또한, 제 3 히터 패턴(230)의 일 단부는 제 1 홀(150a)까지 연장 형성되고, 타 단부는 제 2 홀(150a)까지 연장 형성될 수 있다. 한편, 제 5 절연층(150)의 소정 영역에는 제 3 및 제 4 홀(150c, 150d)가 형성될 수 있다. 제 3 및 제 4 홀(150c, 150d)은 제 3 및 제 4 절연층(130, 140)에 형성된 제 3 홀(130a, 140a) 및 제 4 홀(130b, 140b)에 대응되는 영역에 각각 형성된다.
제 6 절연층(160)에는 중앙부에 개구(161)가 형성되고, 개구(161) 주위에 개구(161)를 둘러싸도록 제 3 감지 전극 패턴(330)이 형성된다. 개구(161)는 제 6 절연층(160)의 예를 들어 중앙부에 예를 들어 원형으로 형성되며, 감지 물질(400)이 충진된다. 또한, 개구(161)는 제 5 절연층(150)에 형성된 개구(151)와 동일 크기 및 형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 개구(161)는 개구(151)와 다른 형상으로 형성될 수도 있으며, 개구(151)보다 작거나 크게 형성될 수도 있다. 그러나, 개구(151)는 제 5 절연층(150)의 제 3 히터 패턴(230)이 노출되지 않는 크기로 형성된다. 제 3 감지 전극 패턴(330)은 개구(161)와 소정 간격 이격되어 개구(161)를 둘러싸도록 예를 들어 원형으로 형성된다. 이때, 제 3 감지 전극 패턴(330)은 일 단부와 타 단부가 접촉되도록 형성된다. 물론, 개구(161)는 사각형, 삼각형, 타원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 제 3 감지 전극 패턴(330)은 개구(161)와 소정 간격 이격되어 개구(161)의 형상을 포함한 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제 6 절연층(160)의 소정 영역에는 제 3 및 제 4 홀(160c, 160d)가 형성될 수 있다. 제 3 및 제 4 홀(160c, 160d)은 제 5 절연층(150)에 형성된 제 3 및 제 4 홀(150c, 150d)와 동일 영역에 형성될 수 있다. 그리고, 제 3 감지 전극 패턴(330)은 소정 영역에서 제 3 및 제 4 홀(160c, 160d)까지 연장 형성될 수 있다. 즉, 제 3 감지 전극 패턴(330)은 소정 영역으로부터 제 3 및 제 4 홀(160c, 160d)까지 연장된 연장 영역을 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 가스 센서는 복수의 세라믹 절연층(110 내지 160)이 적층되고, 절연층(100) 내에 수직 방향으로 복수의 히터 패턴(210, 220, 220)이 전기적으로 연결된 히터(200)가 형성되며, 절연층(100) 내의 수직 방향으로 히터 패턴(210, 220, 230)과 절연되어 복수의 감지 전극 패턴(310, 320, 330)이 전기적으로 연결된 감지 전극(300)이 형성된다. 즉, 적층된 복수의 절연층(100) 내에 복수의 히터 패턴(210, 220, 230) 및 감지 전극 패턴(310, 320, 330)이 절연되어 형성되고, 감지 전극 패턴(310, 320, 330) 하부에 히터 패턴(210, 220, 230)이 마련된다. 또한, 복수의 절연층(100)의 소정 영역에 감지 전극 패턴(310, 320, 330)을 각각 노출시키는 개구(131, 141, 151, 161)가 형성되고, 개구(131, 141, 151, 161)가 매립되도록 감지 물질(400)이 형성된다. 따라서, 히터(200)와 감지 전극(300)이 수직 방향으로 형성되고, 감지 물질(400)이 매립된 3차원 구조의 가스 센서가 구현된다.
본 발명의 제 1 실시 예는 감지 물질(400)이 복수의 적층된 절연층(100) 내에 매립되어 형성되기 때문에 감지 물질(400)이 탈리되지 않으며, 감지 물질(400)이 복수의 감지 전극 패턴(310, 320, 330)과 접촉되기 때문에 감지 전극(300)과 감지 물질(400)의 접촉 면적을 증가시켜 이들의 접착력을 향상시킬 수 있고 반응성 및 민감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 평평한 복수의 절연층(110, 160)에 노출되도록 노출 전극이 형성되고 노출 전극이 솔더링됨으로써 와이어 본딩이 필요없이 표면 실장을 이용하여 가스 센서를 실장할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 가스 센서의 결합 단면도이고, 도 4는 부분 분리 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 가스 센서는 상부 커버(700)를 더 포함한다. 즉, 복수의 절연층(100; 110 내지 160)과, 선택된 적어도 둘 이상의 절연층(100) 상에 형성된 히터(200)와, 히터(200)가 형성되지 않은 선택된 적어도 둘 이상의 절연층(100) 상에 형성된 감지 전극(300)과, 적어도 하나의 절연층(100) 내에 마련되어 감지 전극(300)과 접촉되는 감지 물질(400)과, 절연층(160) 상에 형성되며 감지 물질(400)을 덮도록 형성된 상부 커버(700)를 포함한다.
상부 커버(700)는 감지 물질(400)이 외부에 노출되지 않도록 하기 위해 마련될 수 있다. 이러한 상부 커버(700)는 소정 두께를 갖는 복수의 판(710 내지 750)을 이용하여 형성할 수 있다. 복수의 판(710 내지 750)은 복수의 절연층(110 내지 160)과 동일 재질을 이용하여 제작할 수 있고, 이들과 동일 두께로 제작할 수 있다. 그러나, 복수의 판(710 내지 750)은 복수의 절연층(110 내지 160)보다 얇거나 두꺼운 두께로 제작할 수도 있다. 물론, 상부 커버(700)는 금속, 플라스틱 등을 이용하여 제작할 수 있고, 이를 절연층(100)과 본딩할 수도 있다. 또한, 선택된 둘 이상의 판, 예를 들어 제 1 내지 제 4 판(710 내지 740)에는 예를 들어 중앙부에 개구(711, 721, 731, 741)가 각각 형성된다. 개구들(711, 721, 731, 741)은 서로 다른 크기로 형성될 수 있는데, 하측의 개구(711)로부터 상측의 개구(741)로 갈수록 크게 형성될 수 있다. 이때, 하측의 개구(711)는 최상층의 절연층(160)에 형성된 개구(161)보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 개구들(711, 721, 731, 741)은 예를 들어 감지 물질(400)의 노출되는 영역보다 크게 형성될 수 있다. 물론, 개구들(711, 721, 731, 741)은 동일 크기 및 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 최상부에 위치하는 판(750)에는 메쉬(751)가 형성될 수 있다. 메쉬(751)은 가스가 이동할 수 있지만, 외부로부터 이물질이 침투하지 않을 정도의 크기로 형성될 수 있다. 이때, 메쉬(751)가 형성된 영역의 직경은 그 하측에 형성된 개구(741)보다 작을 수 있고, 동일할 수도 있다. 이렇게 복수의 판(710 내지 740)에 각각 개구들(711, 721, 731, 741)이 형성됨으로써 상부 커버(700) 내에는 소정의 공간이 마련되고, 그에 따라 메쉬(751)을 통해 상부 커버(700) 내로 유입된 가스가 감지 물질(400)과 접촉하는 시간이 길어져 반응성 및 민감도를 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 가스 센서의 결합 단면도이고, 도 6는 부분 분리 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 가스 센서는 하부에 히트 싱크(800)을 더 포함한다. 즉, 복수의 절연층(100; 110 내지 160)과, 선택된 적어도 둘 이상의 절연층(100) 상에 형성된 히터(200)와, 히터(200)가 형성되지 않은 선택된 적어도 둘 이상의 절연층(100) 상에 형성된 감지 전극(300)과, 적어도 하나의 절연층(100) 내에 마련되어 감지 전극(300)과 접촉되는 감지 물질(400)과, 절연층(110)의 하부에 마련된 히트 싱크(800)를 포함한다.
히트 싱크(600)는 히터(200) 등에서 발생된 열을 방출하기 위해 절연층(110)의 하부에 마련될 수 있다. 이러한 히트 싱크(800)는 소정 두께를 갖는 복수의 판(810 내지 850)을 이용하여 형성할 수 있다. 복수의 판(810 내지 850)은 복수의 절연층(110 내지 160)과 동일 재질을 이용하여 제작할 수 있고, 이들과 동일 두께로 제작할 수 있다. 그러나, 복수의 판(810 내지 850)은 복수의 절연층(110 내지 160)보다 얇거나 두꺼운 두께로 제작할 수도 있다. 또한, 복수의 판(810 내지 850)에는 예를 들어 중앙부에 개구(811, 821, 831, 841, 851; 860)가 각각 형성된다. 개구들(811, 821, 831, 841, 851)은 동일 크기 및 형상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 제 1 히터 패턴(210)보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 복수의 판(810 내지 850) 각각의 모서리에는 외부 전극 패턴(530)이 형성될 수 있다. 외부 전극 패턴(530)은 외측으로 노출되도록 형성됨으로써 제 1 및 제 2 노출 전극(510, 520)와 함께 솔더링될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 가스 센서의 결합 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 가스 센서는 하부에 히트 싱크(800)와, 하부 커버(900)를 더 포함한다. 즉, 복수의 절연층(100; 110 내지 160)과, 선택된 적어도 둘 이상의 절연층(100) 상에 형성된 히터(200)와, 히터(200)가 형성되지 않은 선택된 적어도 둘 이상의 절연층(100) 상에 형성된 감지 전극(300)과, 적어도 하나의 절연층(100) 내에 마련되어 감지 전극(300)과 접촉되는 감지 물질(400)과, 절연층(110)의 하부에 마련되어 히터(200) 등에서 발생된 열을 방출하는 히트 싱크(800)와, 히트 싱크(800)의 하면에 마련되어 히트 싱크(800)의 개구(860)를 덮는 하부 커버(900)를 포함한다. 즉, 히트 싱크(800)를 이용하여 히터(200) 등에서 발생된 열을 방출하면 가스 센서를 가열하기 위해 더 많은 전원이 필요할 수 있다. 따라서, 히트 싱크(800)를 이용하여 가스 센서의 열을 방출하되, 하부 커버(900)를 이용하여 히트 싱크(800) 내에 열을 가두어 둠으로써 열 손실을 최소화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 가스 센서의 결합 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 가스 센서는 상부에 상부 커버(700)와 하부에 히트 싱크(800)을 더 포함한다. 즉, 복수의 절연층(100; 110 내지 160)과, 선택된 적어도 둘 이상의 절연층(100) 상에 형성된 히터(200)와, 히터(200)가 형성되지 않은 선택된 적어도 둘 이상의 절연층(100) 상에 형성된 감지 전극(300)과, 적어도 하나의 절연층(100) 내에 마련되어 감지 전극(300)과 접촉되는 감지 물질(400)과, 절연층(160) 상에 형성되며 감지 물질(400)을 덮도록 형성된 상부 커버(700)와, 절연층(110)의 하부에 마련된 히트 싱크(800)를 포함한다. 즉, 본 발명의 제 5 실시 예는 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한 본 발명의 제 2 실시 예 및 도 5 및 도 6을 이용하여 설명한 본 발명의 제 3 실시 예를 조합하여 구현할 수 있다. 물론, 도 7을 이용하여 설명한 본 발명의 제 4 실시 예의 하부 커버(900)를 히트 싱크(800) 하측에 더 마련할 수도 있다. 따라서, 상부 커버(700)가 형성됨으로써 상부 커버(700) 내로 유입된 가스가 감지 물질(400)과 접촉하는 시간이 길어져 반응성 및 민감도를 향상시킬 수 있고, 히트 싱크(800)가 형성됨으로써 가스 센서로부터 발생되는 열을 방출할 수 있다.
한편, 상기 본 발명의 실시 예들은 히터(200) 및 감지 전극(300)이 히터 패턴(210, 220, 220) 및 감지 전극 패턴(310, 320, 330)을 각각 세개 포함하는 경우를 설명하였으나, 히터(200) 및 감지 전극(300)은 각각 적어도 둘 이상의 히터 패턴 및 감지 전극 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어 수직 방향으로 적층된 6개의 히터 패턴과 6개의 감지 전극 패턴을 포함할 수 있다. 또한, 히터 패턴의 수가 감지 전극 패턴의 수보다 적을 수 있다. 예를 들어, 히터(200)는 제 1 절연층(110) 상에 형성된 히터 패턴(210)만을 포함할 수도 있고, 적어도 둘 이상의 감지 전극 패턴마다 하나의 히터 패턴이 마련될 수도 있다. 또한, 감지 전극(300)은 서로 다른 층에 복수의 감지 전극 패턴이 형성되고, 각 층에 형성된 감지 전극 패턴이 (+) 및 (-) 전원을 각각 공급받을 수도 있다. 즉, 감지 전극 패턴이 4개의 절연층 상에 각각 형성되고, 홀수번째 층의 감지 전극 패턴이 (+) 전원을 공급받고 짝수번째 층의 감지 전극 패턴이 (-) 전원을 공급받을 수 있다. 그리고, 복수의 감지 전극 패턴(310, 320, 330)은 적어도 하나 이상의 절개부가 형성될 수 있다. 즉, 제 1 감지 전극 패턴(310)과 같이 전극이 소정 간격 이격되어 가스를 감지할 수 있는데, 제 2 및 제 3 감지 전극 패턴(320, 330) 또한 적어도 하나의 절개부가 형성되어 소정 간격 이격된 부분이 적어도 둘 이상 마련됨으로써 복수의 가스 감지 영역이 마련될 수도 있다.
또한, 상기 본 발명의 실시 예들은 수직 방향으로 복수의 히터(200) 및 감지 전극(300)이 분리되어 형성되고, 절연층(100) 내에 감지 물질(400)이 매립되어 하나의 단위 가스 센서를 구현할 수 있다. 그러나, 본 발명의 가스 센서는 이러한 단위 가스 센서가 수평 방향으로 복수 마련될 수도 있다. 즉, 수직 방향으로 히터(200), 감지 전극(300) 및 감지 물질(400)이 형성된 단위 가스 센서가 도 9에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 복수 배열되어 가스 센서가 구현될 수도 있다. 이때, 복수의 단위 가스 센서를 가열하는 히터(200)는 서로 다른 온도로 가열될 수 있고, 복수의 감지 물질(400) 또한 서로 다른 복수의 물질로 형성될 수 있다. 따라서, 복수의 단위 가스 센서가 단일 패키지 내에 마련됨으로써 서로 다른 복수의 가스를 하나의 가스 센서를 이용하여 감지할 수 있다. 이때, 본 발명의 실시 예들에 따라 설명된 상부 커버, 히트 싱크, 하부 커버 등도 복수의 단위 가스 센서를 포함하는 가스 센서에도 적용할 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서는 복수의 히터(200)가 서로 다른 온도로 발열하기 때문에 복수의 히터(200)가 설정된 온도로 발열할 때까지 소정의 시간이 필요할 수 있다. 즉, 복수의 히터(200)가 안정화되는 안정화 시간이 필요할 수 있다. 예를 들어, 복수의 히터(200)가 200℃, 300℃, 400℃ 및 500℃로 발열되도록 하기 위해 소정의 시간이 필요하게 되며, 발열 온도가 높을수록 안정화 시간이 길어지게 된다. 즉, 제 1 히터가 200℃로 발열되어 안정화되었더라도 제 4 히터가 500℃로 발열되어 안정화될 때까지 시간이 더 필요하게 된다. 이러한 복수의 히터(200)의 발열 시간을 줄이기 위해 베이스 히터(미도시)를 더 마련할 수 있다. 베이스 히터는 제 1 절연층(110)의 하측에 마련될 수 있다. 즉, 베이스 히터가 예를 들어 100℃ 정도로 발열된다면 복수의 히터(200)가 상기 설정된 온도로 발열하기 위해 예를 들어 100℃, 200℃, 300℃ 및 400℃로 발열되도록 할 수 있어 발열 시간을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 절연층 200 : 히터
300 : 감지 전극 400 : 감지 물질

Claims (25)

  1. 절연층;
    상기 절연층 내에 일 방향으로 분리 형성되며 전기적으로 서로 연결된 적어도 둘 이상의 히터 패턴;
    상기 히터 패턴과 절연되어 상기 절연층 내에 일 방향으로 분리 형성되며 전기적으로 서로 연결된 적어도 둘 이상의 감지 전극 패턴; 및
    상기 절연층 내에 적어도 일부가 매립되어 상기 감지 전극 패턴과 접촉되는 감지 물질을 포함하는 센서.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 절연층은 복수의 세라믹 판이 적층되어 형성된 센서.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 절연층 내의 소정 영역에 외부로 노출되어 형성되며 상기 히터 패턴 및 감지 전극 패턴에 각각 전원을 공급하기 위한 제 1 및 제 2 노출 전극을 더 포함하는 센서.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 적어도 둘 이상의 히터 패턴은 적어도 둘 이상의 세라믹 판 상부에 각각 형성되고, 도전 물질이 매립된 홀을 통해 연결된 센서.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 적어도 둘 이상의 감지 전극 패턴은 적어도 둘 이상의 세라믹 판에 각각 형성되고, 도전 물질이 매립된 홀을 통해 연결된 센서.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 적어도 둘 이상의 감지 전극 패턴은 (+) 전원이 인가된 감지 전극 패턴과 (-) 전원이 인가되는 감지 전극 패턴이 분리된 센서.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 감지 전극 패턴은 적어도 하나 이상의 절개부가 형성된 센서.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 히터 패턴들과 상기 감지 전극 패턴들은 서로 다른 세라믹 판에 형성되어 상기 세라믹 판의 적층 방향으로 교대로 배치된 적층된 센서.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 감지 전극 패턴은 하측으로부터 상측으로 넓은 직경으로 형성된 센서.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 적어도 둘 이상의 세라믹 판에 상기 히터 패턴 및 감지 전극 패턴의 내측으로 개구가 형성되고, 상기 감지 물질이 상기 개구를 매립하는 센서.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 개구는 그 하측의 상기 감지 전극 패턴이 노출되도록 형성된 센서.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 감지 물질을 덮도록 상기 절연층 상부에 마련된 상부 커버를 더 포함하는 센서.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 상부 커버는 적어도 둘 이상의 세라믹 판이 적층되거나 금속 또는 플라스틱으로 형성하고, 적어도 하나의 개구 및 메쉬가 형성된 센서.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 상부 커버는 개구는 상기 절연층의 개구보다 크게 형성된 센서.
  15. 청구항 3 또는 청구항 12에 있어서, 상기 절연층의 하부에 마련된 히트 싱크를 더 포함하는 센서.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 히트 싱크는 적어도 둘 이상의 세라믹 판이 적층되고, 적어도 하나 이상의 세라믹 판에는 개구가 형성된 센서.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 노출 전극과 대응되는 상기 히트 싱크의 소정 영역에 형성된 제 3 노출 전극을 더 포함하는 센서.
  18. 청구항 15에 있어서, 상기 히트 싱크 하부에 마련된 하부 커버를 더 포함하는 센서.
  19. 절연층 내에 수직 방향으로 형성된 히터, 감지 전극 및 감지 물질을 포함하여 적어도 일 가스를 감지하는 단위 센서를 포함하고, 상기 히터, 감지 전극 및 감지 물질이 각각 수평 방향으로 복수 배치되어 서로 다른 복수의 대상물을 감지하는 복수의 단위 센서를 포함하며,
    상기 히터는 상기 절연층 내에 수직 방향으로 분리 형성되어 전기적으로 서로 연결되고, 상기 감지 전극은 상기 히터와 절연되어 상기 절연층 내에 상하 방향으로 분리 형성되어 전기적으로 서로 연결되며, 상기 감지 전극은 상기 절연층 내에 적어도 일부가 매립되어 상기 감지 전극과 접촉되는 센서.
  20. 청구항 19에 있어서, 수평 방향으로 배열된 상기 복수의 히터는 적어도 둘 이상의 온도로 각각 발열하는 센서.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 복수의 감지 전극은 각각 적어도 하나 이상의 절개부가 형성된 센서.
  22. 청구항 20에 있어서, 상기 복수의 감지 물질은 적어도 둘 이상의 재료로 형성된 센서.
  23. 청구항 19에 있어서, 상기 감지 물질을 덮도록 상기 절연층 상부에 마련된 상부 커버를 더 포함하는 센서.
  24. 청구항 19 또는 청구항 23에 있어서, 상기 절연층의 하부에 마련된 히트 싱크를 더 포함하는 센서.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 히트 싱크 하부에 마련된 하부 커버를 더 포함하는 센서.
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