KR20190141996A - 저항식 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저항식 센서 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서 및 그 제조 방법은 저항식 센서로서, 기판 상에 검지물질을 도포하고 검지물질 상에 전극을 형성하여 제조되며, 간단한 구조로 검지신호 약화가 없고 전극과 검지물질간 접촉력을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.

Description

저항식 센서 및 그 제조 방법 {AN ELECTRIC RESISTING TYPE SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 저항식 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검지물질과 전극 사이에 접촉력이 향상된 저항식 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 저항식 센서는 기판에 전극을 형성한 센서플렛폼을 제작한 후 검지물질을 도포 또는 증착하는 방식으로 제작된다.

그러나, 이러한 플렛폼 방식은 다양한 검지물질에 적용할 수 있는 장점이 있지만, 검지전극이 검지물질의 표면과 접촉하지 않아 검지물질의 저항변화가 표면에서 일어나는 경우 검지신호가 약화되거나, 검지물질과 전극간의 결합이 충분하지 않아 반복사용 또는 온도변화시 전극과 검지물질간의 계면접촉에 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 검지신호 약화를 방지하면서 전극과 검지물질간 안정적인 접촉 구조 개발이 필요한 실정이다

대한민국 공개특허출원 제 10-1998-028929 호

본 발명의 일 실시 예는 상기 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 검지신호 약화가 없고 전극과 검지물질간 안정적인 접촉력을 향상시킬 수 있는 저항식 센서 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 저항식 센서로서, 기판 상에 검지물질을 도포하고 검지물질 상에 전극을 형성하여 제조될 수 있다.

상기 저항식 센서는 기판; 상기 기판 상에 도포되는 검지물질 및 상기 검지물질 상에 형성되는 전극을 포함할 수 있다.

상기 기판은 단차가 형성되어 있는 구조일 수 있다.

상기 검지물질은 기판에 도포되어 편평한 구조를 이룰 수 있다.

상기 검지물질의 두께는 기판 두께(t1)의 50% 이내의 범위가 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 저항식 센서의 제조 방법으로서, 기판을 배치하는 단계, 상기 기판에 검지물질을 도포하는 단계, 및 상기 검지물질에 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 기판에 단차를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제조 방법은 증착 또는 용사 공정에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 저항식 센서 및 그 제조 방법은 간단한 구조로 검지신호 약화가 없고 전극과 검지물질간 접촉력을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 저항식 센서의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서의 제조 방법의 흐름도이다.

이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.

그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다.

또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서의 모식도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서는 기판 상에 검지물질을 도포하고 검지물질 상에 전극을 형성하여 제조된다.

본 발명에 따른 상기 저항식 센서는, 기판(110), 상기 기판(110) 상에 도포되는 검지물질(120) 및 상기 검지물질(120) 상에 형성되는 전극(130)을 포함하여 구성된다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 기판(110) 상에 검지물질(120)이 도포되고, 증착된 검지물질(120) 상에 전극이 형성되는 구조이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 저항식 센서의 모식도이다.

도 2를 참조하면, 상기 기판(110) 상에 검지물질(120)이 도포되고, 증착된 검지물질(120) 상에 전극이 형성되되, 상기 기판(110)은 단차가 형성되어 있고, 상기 단차는 검지물질의 두께이다.

즉, 상기 검지물질의 두께(t2)는 기판 두께(t1)의 50% 이내의 범위가 바람직하다. 상기 검지물질의 두께(t2)는 기판 두께(t1)의 50%보다 크면 내구성에 문제가 발생할 수 있어 바람직하지 않다.

여기서, 증착 공정은 금속을 고온으로 가열하여 증발시켜 그 증기로 금속을 박막상으로 밀착시키는 방법을 말하는데 진공 속에서 이루어지는 진공 증착이라고도 한다.

이러한 증착은 주로 반도체 제조 공정상에서 사용되는데, 상압 또는 저압 상태에서 주로 화학적박막성장법으로, 실리콘 기판 위에 박막(Oxide, Nitride 등)을 성장시키는데 이용되는 방법이다.

구체적인 예로서, 실리콘 트랜지스터에서는 실리콘에 직접 리드선을 부착하기 어려우므로 기판의 베이스 및 에미터 부분에 알루미늄을 증착하는데 이용된다.

한편, 용사 공정은 금속이나 세라믹 등의 재료를 가열하여 녹이거나 혹은 연하게 하여 이것을 미립자 상태로 만들어 공작물의 표면에 충돌시켜서 부서진 입자를 응고·퇴적시킴으로써 피막을 형성하는 가공법이다.

즉, 용사 공정은 금속이나 급속 화합물을 가열해서 미세한 용적 형상으로 해서 가공물의 표면에 분무시켜서 밀착시키는 방법을 용사라고 한다.

이와 같은 방법은 모재의 온도상승이 일반적으로 낮고, 열 영향 및 열 변형이 생기지 않는 상태에서 각종 금속을 용착시킬 수 있는 우수한 기술이다. 그러나 모재와의 밀착성이 낮다는 것, 모재 강도를 저하시키는 등의 불리한 조건이지만 널리 이용되고 있다.

용사법은 용사재의 형상에 따라서 용융식, 선식, 분말식으로 구별된다. 용사하는 열원은 주로 가스불꽃이나 플라스마 제트가 사용되고 있다. 플라스마 제트는 대단히 고온이기 때문에 가스불꽃으로 용사가 곤란한 재료의 용사가 가능하여 중요시되고 있는 열원의 하나다.

도 3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서의 제조 방법의 흐름도이다.

도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저항식 센서 및 저항식 센서의 제조 방법을 설명하면, 기판을 배치하고(S100), 상기 기판에 검지물질을 도포한 후에(S200), 상기 검지물질에 전극을 형성한다(S300).

여기서 상기 기판을 배치하는 과정에서 상기 기판에 단차를 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 저항식 센서 및 그 제조 방법은 앞서 설명한 바와 같이 용사 방식을 이용하여 제조될 수 있되, 용사 방식에는 다양한 방법이 있으며 가열을 위하여 프로판이나 아세틸렌 등의 연소 가스를 이용하는 방식 또는 전기나 레이저를 이용하는 방식 등이 있다.

먼저, 가스 용사법에 대해 설명하면, 비용이 저렴한 방법으로 모재와는 기계적 또는 물리적으로 접착하고 있어서 기계적으로 취약하며, 특히 진동과 충격에 약하고, 박리가 발생하는 일도 있고, 용융점이 낮아 주석 또는 연 등의 용사에 적합하다.

이어서, 서모 스프레이(thermo spray)에 대해 설명하면, 용사재료는 자용성 합금, 세라믹, 서어메트(cermet), 플라스틱의 파우더 등이 있다. 자용성 합금의 경우는 일단 용사한 뒤, 1050℃로 가열하고, 피막을 용융시키기 때문에 모재와의 야금적 결합이 되어, 모재와의 밀착성이 향상된다. 자용성 합금 이외는 용사와 같아서 밀착력이 약한 단점이 있다.

또한, 플라스마 제트 용사법에 대해 설명하면, 초고온의 열원이기 때문에 융점이 높은 금속이나 비금속 재료의 용사가 용이하다. 용사재료로는 금속질, 세라믹 유기재료로 적용범위는 넓은 장점이 있다. 또한, 상기 용사법은 작동가스로 이너터 가스를 사용하기 때문에 산화물의 생성이 적고, 또 피막은 고밀도에서 모재와의 밀착성은 높지만 고가인 단점이 있다.

또한, 아크 용사법에 대해 설명하면, 일반적으로 전기 용선식이라 하며, 2개의 금속선(용사재)을 자동적으로 송급하고, 노즐의 선단에서 용사재를 접촉시켜 연속적으로 아크를 발생시켜서 용융하고, 이 용융금속을 압축공기 등을 사용해 무상으로 분무시키는 방법이다.

이와 같이 검지물질 층을 형성하는 방법으로 평평한 기판상에 검지물질 층을 형성하는 방법과 기판에 단차를 형성한 후 검지물질 층을 평평하게 형성하는 방법이 가능하다.

편평한 기판에 검지물질 층을 형성하는 것은 공정이 간단하지만 검지물질 층에 의해 발생하는 단차로 인해 전극의 안정적인 형성에 문제가 발생할 수 있으므로 검지물질 층의 두께가 작은 경우에 적용하는 것이 바람직하고, 단차를 형성시킨 기판에 검지물질 층을 형성하는 것은 안정적인 전극형성이 가능하다.

따라서, 본 발명에 따른 저항식 센서 및 그 제조 방법은 증착 또는 용사와 같은 방식을 이용하여 간단한 구조이면서 검지신호 약화가 발생함이 없이 전극과 검지물질간 접촉력을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당 업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시 예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능함을 밝혀둔다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 또한 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어가 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되어야 한다. 더불어, 상술하는 과정에서 기술된 구성의 순서는 반드시 시계열적인 순서대로 수행될 필요는 없으며, 각 구성 및 단계의 수행 순서가 바뀌어도 본 발명의 요지를 충족한다면 이러한 과정은 본 발명의 권리범위에 속할 수 있음은 물론이다.

110: 기판 120: 검지물질
130: 전극

Claims (8)

1. 저항식 센서로서, 기판 상에 검지물질을 도포하고 검지물질 상에 전극을 형성하여 제조되는 것을 특징으로 하는 저항식 센서.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 저항식 센서는,
   기판;
   상기 기판 상에 도포되는 검지물질; 및
   상기 검지물질 상에 형성되는 전극;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항식 센서.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 기판은 단차가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 저항식 센서.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 검지물질은 기판에 도포되어 편평한 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 저항식 센서.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 검지물질의 두께는 기판 두께의 50% 이내인 것을 특징으로 하는 저항식 센서.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 저항식 센서의 제조 방법으로서,
   기판을 배치하는 단계,
   상기 기판에 검지물질을 도포하는 단계, 및
   상기 검지물질에 전극을 형성하는 단계,
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 기판에 단차를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 제조 방법은 증착 또는 용사 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.

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