KR100990087B1 - Flexible thin film array type temperature sensor and its manufacturing method - Google Patents
Flexible thin film array type temperature sensor and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- KR100990087B1 KR100990087B1 KR1020080058190A KR20080058190A KR100990087B1 KR 100990087 B1 KR100990087 B1 KR 100990087B1 KR 1020080058190 A KR1020080058190 A KR 1020080058190A KR 20080058190 A KR20080058190 A KR 20080058190A KR 100990087 B1 KR100990087 B1 KR 100990087B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- metal wiring
- thin film
- temperature sensing
- printing
- lower metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
본 발명은 유연성 기판 상에 프린팅(printing) 기법을 이용하여 박막형으로 제조되며, 1차원 또는 이차원 온도 분포의 측정이 가능하고, 온도 측정 대상의 형태에 무관하게 온도 분포의 측정이 가능한 온도센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention provides a temperature sensor that is manufactured in a thin film form by using a printing technique on a flexible substrate, capable of measuring one-dimensional or two-dimensional temperature distribution, and capable of measuring the temperature distribution irrespective of the shape of the temperature measurement object and its It relates to a manufacturing method.
상세하게 본 발명의 제조방법은 유연성 기판에 길이방향으로 긴 스트링(string)형태의 하부금속배선을 프린팅하는 단계; 상기 하부금속배선 상부에 복수의 저항형 온도센싱 박막이 서로 이격되어 상기 하부금속배선의 길이방향으로 배열되도록 저항형 온도센싱 박막을 프린팅하는 단계; 및 상기 복수의 저항형 온도센싱 박막 상부에 상기 하부금속배선과 통전되지 않으며, 상기 복수의 저항형 온도센싱 박막별로, 상부금속배선을 프린팅하는 단계;를 포함하여 제조되는 특징이 있다. In detail, the manufacturing method of the present invention comprises the steps of: printing a lower metal wiring in the form of a long string in the longitudinal direction on a flexible substrate; Printing a resistive temperature sensing thin film on the lower metal wiring so that the plurality of resistive temperature sensing thin films are spaced apart from each other and arranged in the longitudinal direction of the lower metal wiring; And printing the upper metal wiring on the upper portion of the plurality of resistive temperature sensing thin films and not energizing the lower metal wiring, for each of the plurality of resistive temperature sensing thin films.
온도 센서, 온도 분포, 프린팅, 인쇄, 유연성 기판, 저항형 온도센서 Temperature sensor, temperature distribution, printing, printing, flexible board, resistance temperature sensor
Description
본 발명은 유연성 기판 상에 프린팅(printing) 기법을 이용하여 1차원 또는 이차원 온도 분포의 측정이 가능하며, 온도 측정 대상의 형태에 무관하게 온도 분포의 측정이 가능한 박막형 온도센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a thin film type temperature sensor capable of measuring a one-dimensional or two-dimensional temperature distribution using a printing technique on a flexible substrate, and capable of measuring the temperature distribution regardless of the shape of the temperature measurement object, and a method of manufacturing the same. will be.
온도를 측정하기 위한 종래의 온도센서로는 2종의 금속으로 만들어진 열전대(thermocouple wire), 다이오드 센서, 저항온도검출기(resistance temperature detector)등을 들 수 있다. Conventional temperature sensors for measuring the temperature include a thermocouple wire made of two metals, a diode sensor, a resistance temperature detector and the like.
이중 열전대를 이용한 온도 센서가 가장 일반적이다. 열전대는 2종의 다른 금속으로 폐회로를 구성한 후, 폐회로의 2종 금속이 접촉하여 형성된 2개의 접점중 한쪽 접점을 고온에 연결하고, 다른 쪽 접점을 저온에 연결하면 폐회로를 구성하는 금속의 종류와 두 접점에서의 온도차에 따라 기전력이 발생하는 제베크 효과를 이용한 온도 센서이다. Temperature sensors using dual thermocouples are the most common. The thermocouple is composed of two different metals, and then the one of the two contacts formed by contacting the two metals of the closed circuit is connected to the high temperature, and the other is connected to the low temperature. It is a temperature sensor using the Seebeck effect in which electromotive force is generated depending on the temperature difference between two contacts.
그러나, 이러한 열전대 온도센서는 수십마이크로 크기의 미소영역 온도 측정 이 어려우며, 여러개의 열전대를 사용하여 미소한 특정 영역의 온도분포를 측정하는 일은 더욱 어려운 일이다. 또한, 온도 측정 대상과 한 접점을 직접 접속 위치시켜야 하므로, 온도 측정 대상의 형상에 따라 정확한 온도 측정이 힘든 한계 또한 존재한다. However, such thermocouple temperature sensor is difficult to measure the micro-area temperature of several tens of micrometers, and it is more difficult to measure the temperature distribution of the minute specific region using several thermocouples. In addition, since a contact point must be directly connected to a temperature measuring object, there is also a limit in which accurate temperature measurement is difficult depending on the shape of the temperature measuring object.
다이오드를 이용한 온도센서(다이오드 센서)는 센서에 전압 인가시 온도에 따라 센서에 흐르는 전류의 크기가 가변하는 성질을 이용한 온도 센서이며, 저항온도검출기는 온도에 따라 저항이 달라지는 특성을 이용한 온도 센서이다. A temperature sensor (diode sensor) using a diode is a temperature sensor using a property in which the magnitude of current flowing through the sensor varies depending on the temperature when a voltage is applied to the sensor, and a resistance temperature detector is a temperature sensor using a property in which the resistance varies depending on the temperature. .
상술한 다이오드 센서 또는 저항 온도검출기가 열전대와는 달리 반도체 공정을 이용하여 제작되어 미소영역의 온도를 측정 할 수 있는 장점을 가지나, 그 제작공정이 매우 복잡하며 수많은 단계의 공정을 요구하기 때문에 시간과 비용의 소모가 큰 단점이 있으며 대면적 센서의 제작이 어려운 단점이 있다. 또한, 온도 측정 대상의 표면 온도 측정시, 측정 대상의 형상에 따라 온도 센서를 특수 제작해야 하거나, 아예 그 측정이 불가능한 한계가 있다. Unlike the thermocouple, the above-described diode sensor or resistance temperature detector is manufactured by using a semiconductor process, and has the advantage of measuring temperature in a small region, but since the manufacturing process is very complicated and requires numerous steps, There is a disadvantage in that the consumption of cost is great, and a large area sensor is difficult to manufacture. In addition, when measuring the surface temperature of the temperature measurement target, there is a limit that the temperature sensor must be specially manufactured according to the shape of the measurement target or that the measurement is not possible at all.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 측정 대상의 형상과 무관하게 측정 대상 표면의 1차원 또는 2차원 온도 분포를 측정할 수 있으며, 그 제조공정이 간단하여 시간과 비용의 소모를 획기적으로 절감시킬 수 있고, 대면적 온도 측정이 가능한 온도센서 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problems is to measure the one-dimensional or two-dimensional temperature distribution of the surface to be measured irrespective of the shape of the object to be measured, and the manufacturing process is simple, greatly reducing the consumption of time and cost It is to provide a temperature sensor and a method of manufacturing the same that can be reduced, large-area temperature measurement.
상세하게는 유연성 절연 기판 및 프린팅 기법을 이용한 어레이형 온도 센서의 제조방법을 제공하는 것이며, 어레이형 온도 센서의 금속 배선 수를 최소화하는 제조방법을 제공하는 것이다. In detail, the present invention provides a method of manufacturing an array type temperature sensor using a flexible insulating substrate and a printing technique, and a method of manufacturing a method for minimizing the number of metal wires of an array type temperature sensor.
본 발명에 따른 유연성 박막 어레이형 온도센서의 제조방법은 유연성 기판에 길이방향으로 긴 스트링(string)형태의 하부금속배선을 프린팅하는 단계; 상기 하부금속배선 상부에 복수의 저항형 온도센싱 박막이 서로 이격되어 상기 하부금속배선의 길이방향으로 배열되도록 저항형 온도센싱 박막을 프린팅하는 단계; 및 상기 복수의 저항형 온도센싱 박막 상부에 상기 하부금속배선과 통전되지 않으며, 상기 복수의 저항형 온도센싱 박막별로, 상부금속배선을 프린팅하는 단계;를 포함하여 제조되는 특징이 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a flexible thin film array type temperature sensor, the method including: printing a lower metal wiring in a string form in a longitudinal direction on a flexible substrate; Printing a resistive temperature sensing thin film on the lower metal wiring so that the plurality of resistive temperature sensing thin films are spaced apart from each other and arranged in the longitudinal direction of the lower metal wiring; And printing the upper metal wiring on the upper portion of the plurality of resistive temperature sensing thin films and not energizing the lower metal wiring, for each of the plurality of resistive temperature sensing thin films.
바람직하게는 상기 하부금속배선은 다수개(M개, M>1의 자연수)의 길이방향으로 긴 스트링(string)형태의 금속배선으로 구성되어, 상기 하부금속배선을 구성하 는 다수개의 금속배선이 상기 길이방향에 수직인 수평방향으로 일정거리 각각 이격되어 나란하게 형성되도록 프린팅되고, 상기 다수개의 금속배선 상부에 복수의 저항형 온도센싱 박막이 상기 하부금속배선의 길이방향의 행(row) 및 상기 수평방향의 열(column)로 2차원 배열되도록 프린팅되고, 상기 상부금속배선은 다수개(N개, N>2의 자연수)의 상기 수평방향으로 긴 스트링(string)형태의 금속배선으로 구성되어, 상기 상부금속배선을 구성하는 각 금속배선은 상기 저항형 온도센싱 박막의 2차원 배열중 각 열(column)을 구성하는 저항형 온도센싱 박막의 상부로 프린팅되는 특징이 있다. Preferably, the lower metal wiring is composed of a plurality of metal wires in the form of strings long in the length direction of M (M, M> 1 natural number), and a plurality of metal wirings constituting the lower metal wiring are formed. Printed to be formed side by side spaced apart at a predetermined distance in the horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction, a plurality of resistance-type temperature sensing thin film on the plurality of metal wires in the longitudinal row of the lower metal wires and the It is printed to be arranged two-dimensionally in a horizontal column, the upper metal wiring is composed of a plurality of (N, N> 2 natural number) of the horizontally long string-shaped metal wiring, Each metal line constituting the upper metal line is printed on the upper portion of the resistance type temperature sensing thin film constituting each column of the two-dimensional array of the resistance type temperature sensing thin film.
상기 상부금속배선, 상기 저항형 온도센싱 박막 및 상기 하부금속배선의 프린팅은 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 또는 이들의 조합에 의한 프린팅인 특징이 있으며, 상기 상부금속배선, 상기 저항형 온도센싱 박막, 상기 하부금속배선 각각의 두께는 상기 프린팅을 반복하여 제어될 수 있다. The printing of the upper metal wiring, the resistive temperature sensing thin film and the lower metal wiring is characterized in that the printing by screen printing, inkjet printing, gravure printing, or a combination thereof, the upper metal wiring, the resistance temperature sensing The thickness of each of the thin film and the lower metal wiring may be controlled by repeating the printing.
상기 유연성 기판은 절연성 물질로 구성되어 임의의 형상으로 휘어지고, 굴곡짐이 가능한 모든 기판이 사용가능하나, 상기 상부금속배선 및 상기 하부금속과 상기 유연성 기판과의 우수한 접합력(adhesion) 측면에서 PVC계열과 같은 고분자 박막 기판인 것이 바람직하다. The flexible substrate may be formed of an insulating material, and may be bent in any shape, and any substrate capable of bending may be used. However, the PVC substrate may be used in terms of excellent adhesion between the upper metal wiring and the lower metal and the flexible substrate. It is preferable that it is a polymer thin film substrate like this.
상기 상부금속배선 및 상기 하부금속배선은 은, 알루미늄, ITO(Indium-Tin-Oxide), Cu-C 또는 이들의 혼합물을 함유하며, 상기 저항형 온도센싱 박막은 열저항물질, 압저항물질 또는 이들의 혼합물을 함유하는 것이 바람직하다. 이때 상기 저항형 온도센싱 박막은 온도에 따른 저항 변화를 조절하고자 탄소가루, 은 파우더 등과 같은 전도성 물질을 더 함유할 수 있다.The upper metal wiring and the lower metal wiring contain silver, aluminum, indium tin oxide (ITO), Cu-C, or a mixture thereof, and the resistive temperature sensing thin film may be a heat resistant material, a piezoresistive material, or a combination thereof. It is preferable to contain a mixture of. In this case, the resistance type temperature sensing thin film may further contain a conductive material such as carbon powder, silver powder, etc. to adjust the resistance change according to temperature.
상술한 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 유연성 박막 어레이형 온도센서는 절연물질로 구성되며 유연성있는 기판상에 박막형태로 제조되어 온도 측정 대상의 형상과 무관하게 임의의 형상에 부착되어 표면의 온도 분포를 측정할 수 있으며, 온도에 따라 저항이 달라지는 저항형 온도센싱 박막이 1차원 또는 2차원 배열을 가지며 저항형 온도센싱 박막별로 독립적으로 온도에 따른 저항의 변화가 측정 가능하여 1차원 또는 2차원 온도 분포를 측정할 수 있는 특징이 있다. The flexible thin film array type temperature sensor manufactured according to the above-described manufacturing method of the present invention is composed of an insulating material and is manufactured in a thin film form on a flexible substrate to be attached to an arbitrary shape irrespective of the shape of the temperature measurement target and thus the temperature of the surface. It is possible to measure the distribution.The resistive temperature sensing thin film whose resistance varies depending on the temperature has one or two dimensional array, and the resistance change according to the temperature can be measured independently for each resistive temperature sensing thin film so that it can be measured in one or two dimensions. There is a characteristic that can measure the temperature distribution.
본 발명에 따른 제조방법은 잉크젯 프린팅 또는 스크린 프린팅을 이용하여 종이와 같은 유연/절연성 박막 기판에 박막형으로 1차원 또는 2차원 온도분포 측정이 가능한 온도센서를 제조하는 방법을 제공하므로, 그 제조 공정이 간단하고, 제조시간이 빠르며, 센서 구조의 제어가 용이하며, 띠형, 판형, 원주형등 다양한 형상으로 제조가능하며, 온도센서를 대면적으로 제조가능하고, 대량생산가능한 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 제조방법은 서로 이격 배열된 다수의 저항형 온도센싱 박막이 하부전극 및/또는 상부전극을 공유하므로, 개별 저항형 온도센싱 박막의 저항을 측정하기 위한 금속 배선의 수를 획기적으로 감소시킬 수 있는 장점이 있다. The manufacturing method according to the present invention provides a method for manufacturing a temperature sensor capable of measuring one-dimensional or two-dimensional temperature distribution in a thin film form on a flexible / insulating thin film substrate such as paper using inkjet printing or screen printing. Simple, fast manufacturing time, easy control of the sensor structure, can be manufactured in a variety of shapes, such as belt, plate, columnar shape, the temperature sensor can be manufactured in a large area, there is an advantage that can be mass-produced. In addition, in the manufacturing method according to the present invention, since a plurality of resistive temperature sensing thin films arranged to be spaced apart from each other share a lower electrode and / or an upper electrode, the number of metal wires for measuring the resistance of the individual resistive temperature sensing thin films is remarkable. There is an advantage that can be reduced.
본 발명의 제조방법에 따라 제조된 온도센서는 온도 측정 대상의 형상과 무관하게 임의의 형상에 부착되어 표면의 온도 분포를 측정할 수 있으며, 1차원 또는 2차원 온도 분포를 측정할 수 있는 장점이 있다.The temperature sensor manufactured according to the manufacturing method of the present invention is attached to any shape irrespective of the shape of the temperature measurement object to measure the temperature distribution of the surface, and has the advantage of measuring one-dimensional or two-dimensional temperature distribution. have.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 유연성 박막 어레이형 온도센서 및 그 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. Hereinafter, a flexible thin film array type temperature sensor and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided by way of example so that the spirit of the invention to those skilled in the art can fully convey. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. Also, throughout the specification, like reference numerals designate like elements.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.
도 1은 본 발명에 따른 유연성 박막 어레이형 온도센서의 제조방법을 도시한 일 순서도이다. 도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 제조방법은 절연물질인 유연성(flexible) 기판, 바람직하게는 절연물질인 유연성 박막 또는 후막 기판에 프린팅(printing) 기법만을 이용하여 어레이형 온도센서를 제조하는 특징이 있다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a flexible thin film array type temperature sensor according to the present invention. As can be seen in Figure 1, the manufacturing method according to the present invention is to produce an array type temperature sensor using only a printing (printing) method on a flexible substrate, an insulating material, preferably a flexible thin film or a thick film substrate There is a characteristic.
상기 유연성 기판에 하부금속배선을 인쇄한 후(s10), 인쇄된 하부금속배선의 상부에 저항형 온도센싱 박막을 인쇄하여(s20) 온도 변화에 따라 전기적 특성이 변화되어 실질적으로 온도 감지 기능을 갖는 온도감지부(저항형 온도센싱 박막들)를 형성한다. 이후, 상기 저항형 온도센싱 박막 및 유연성 기판 상부에 상부금속배선을 인쇄하여(s30) 저항형 온도센싱 박막 각각의 전기적 특성 변화를 독립적으로 측정할 수 있게 된다. After printing the lower metal wiring on the flexible substrate (s10), by printing a resistance-type temperature sensing thin film on the printed lower metal wiring (s20), the electrical characteristics are changed in accordance with the temperature change has a substantially temperature sensing function A temperature sensing unit (resistive temperature sensing thin films) is formed. Then, by printing the upper metal wiring on the resistive temperature sensing thin film and the flexible substrate (s30), it is possible to independently measure the electrical characteristics change of each of the resistive temperature sensing thin film.
도 2 내지 도 3의 공정도를 기반으로 하여 본 발명의 제조방법을 상술한다. The manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. 2 to 3.
도 2는 일차원 온도 분포를 측정할 수 있는 유연성 박막 어레이형 온도센서의 제조방법을 도시한 일 예이다. 2 is an example illustrating a method of manufacturing a flexible thin film array type temperature sensor capable of measuring a one-dimensional temperature distribution.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 유연성 박막 어레이형 온도센서는 유연성 기판(10)에 길이방향(L)으로 긴 스트링(string)형태의 하부금속배선(20)을 프린팅(도 2(a))한 후, 상기 하부금속배선 상부에 복수의 저항형 온도센싱 박막(301, 302, 303, 304)이 서로 이격되어 상기 하부금속배선의 길이방향(L)으로 배열되도록 저항형 온도센싱 박막을 프린팅하여 온도감지부(30)를 형성하고(도 2(b)), 이후, 상기 복수의 저항형 온도센싱 박막(301, 302, 303, 304) 상부에 상기 하부금속배선(20)과 맞닿아 통전되지 않으며, 상기 복수의 저항형 온도센싱 박막(301, 302, 303, 304)별로, 상기 복수의 저항형 온도센싱 박막 상부에(301, 302, 303, 304) 상부금속배선(41, 42, 43, 44)을 프린팅하여(도 2(c)) 제조된다.As shown in FIG. 2, the flexible thin film array type temperature sensor of the present invention prints the
도 1의 단계(s20) 또는 도 2의 온도감지부(30)가 형성단계(도 2(b))에서, 상기 개별 저항형 온도센싱 박막(301, 302, 303, 304)은 상기 하부금속배선 상부 및 개별 저항형 온도센싱 박막이 인쇄되는 하부금속배선과 접한 기판의 상부에도 인쇄되 는 것이 바람직하다. 상세하게는 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시한 바와 같이 상기 길이방향(L1)에 수직인 수평방향(H)의 상기 하부금속배선(20)을 구성하는 금속 스트링(20)의 폭이 h1일때, 상기 개별 저항형 온도센싱 박막의 상기 수평방향(H)의 폭(h2)이 상기 금속 스트링(20)의 폭과 같거나 큰 것이 바람직하다. In the step S20 of FIG. 1 or the step of forming the
이에 의해, 상기 단계(s20) 이후, 별도의 절연막층을 형성하지 않고도 상기 하부금속배선(20)과 상기 상부금속배선(41, 42, 43, 44)이 서로 연결되어 통전되지 않게 된다. As a result, after the step S20, the
또한, 도 2(c)에 도시한 바와 길이방향(L)으로 서로 이격되어 형성된 복수의 저항형 온도센싱 박막(301, 302, 303, 304)은 단일한 하부금속배선(20)을 공유하며, 각각의 상부금속배선(41, 42, 43, 44)을 가짐으로써, 다수의 저항형 온도센싱 박막에서 서로 독립적으로 단일한 저항형 온도센싱 박막의 전기적 성질(전압, 저항, 전류등)을 측정하기 위한 금속배선(상부금속배선 및 하부금속배선)의 수를 감소할 수 있다. 도 2(c)의 일 예에서는 8개의 금속 배선이 아닌 5개의 금속배선만으로 온도감지부(20)를 구성하는 개별 저항형 온도센싱 박막의 전기적 특성을 측정하여 일차원 온도 분포를 측정할 수 있다. In addition, the plurality of resistive temperature sensing thin films 3 01 , 3 02 , 3 03 , 3 04 formed spaced apart from each other in the longitudinal direction L as shown in FIG. 2 (c) may have a single
도 3은 2차원 온도 분포를 측정할 수 있는 유연성 박막 어레이형 온도센서의 제조방법을 도시한 일 예이다. 3 is an example illustrating a method of manufacturing a flexible thin film array type temperature sensor capable of measuring a two-dimensional temperature distribution.
도 3(a)에 도시된 바와 같이 상기 하부금속배선은 다수개의 길이방향(L)으로 긴 스트링(string)형태의 금속배선(21, 22, 23)으로 구성되어, 상기 하부금속배선 을 구성하는 다수개의 금속배선(21, 22, 23)이 상기 길이방향(L)에 수직인 수평방향(H)으로 일정거리 각각 이격되어 나란하게 형성되도록 프린팅된다.As shown in FIG. 3 (a), the lower metal wiring is composed of
이후, 상기 하부금속배선을 구성하는 상기 다수개의 금속배선 상부에 복수의 저항형 온도센싱 박막이 상기 하부금속배선의 길이방향의 행(row) 및 상기 수평방향의 열(column)로 2차원 배열되도록 프린팅된다. 즉, 단일한 금속배선(하부금속배선을 구성하는) 상부에 길이 방향(L)으로 서로 이격되어 형성된 다수개의 저항형 온도센싱 박막(일 예로, 311, 312, 313 및 314)이 저항형 온도센싱 박막 배열의 행을 구성하고, 서로 다른 금속배선(하부금속배선을 구성하는) 상부에 수평 방향(H)으로 서로 이격되어 형성된 다수개의 저항형 온도센싱 박막(일 예로, 311, 321 및 331)이 저항형 온도센싱 박막 배열을 구성하여 2차원 온도분포를 감지하는 온도감지부(30)가 형성된다.Subsequently, a plurality of resistance-type temperature sensing thin films are arranged in two-dimensional rows and horizontal columns of the lower metal wires on the plurality of metal wires constituting the lower metal wires. It is printed. That is, a plurality of resistive temperature sensing thin films (for example, 3 11 , 3 12 , 3 13 and 3 14 ) formed on a single metal wiring (constituting the lower metal wiring) spaced apart from each other in the longitudinal direction (L) are formed. constituting the resistive line of the temperature sensing thin film arrangement, and different metal wire (constituting a lower metal wiring) are spaced apart from each other in the horizontal direction (H) at the top a plurality of resistance-type temperature sensing thin film formed (for example, 311, 3 21 and 3 31 form a resistive temperature sensing thin film array to form a
온도감지부(30)가 형성된 후, 상부금속배선(41, 42, 43, 44)을 인쇄하는 단계가 수행된다. 상기 상부금속배선(41, 42, 43, 44)은 다수개의 상기 수평방향으로 긴 스트링(string)형태의 금속배선(41, 42, 43, 44)으로 구성되어, 상기 상부금속배선을 구성하는 각 금속배선(41, 42, 43, 44)은 상기 저항형 온도센싱 박막의 2차원 배열중 각 열(column)을 구성하는 저항형 온도센싱 박막의 상부로 프린팅된다. After the
상기 상부금속배선을 구성하는 일 금속배선은 상기 길이방향(L)으로 동일한 위치에 형성된 다수개의 저항형 온도센싱 박막(일 예로, 311, 321 및 331)의 상부에 형성되게 되므로, 다수개의 저항형 온도센싱 박막들은 상기 저항형 온도센싱 박막 배열의 행방향으로 하부금속배선을 구성하는 일 금속배선을 공유하며, 상기 저항형 온도센싱 박막 배열의 열방향으로 상부금속배선을 구성하는 일 금속배선을 공유하게 된다. One metal wire constituting the upper metal wire is formed on top of a plurality of resistance type temperature sensing thin films (eg, 3 11 , 3 21, and 3 31 ) formed at the same position in the longitudinal direction (L). Two resistive temperature sensing thin films share one metal wiring constituting the lower metal wiring in the row direction of the resistive temperature sensing thin film array, and one metal constituting the upper metal wiring in the column direction of the resistive temperature sensing thin film array The wiring will be shared.
따라서, 상기 저항형 온도센싱 박막 배열이 JxK 배열(J는 1이상의 정수, K은 J과 독립적으로 1이상의 정수임)일 경우, 상기 하부금속배선은 J개의 금속 배선으로 구성되며, 상기 상부금속배선은 K개의 금속 배선으로 구성되게 된다. Therefore, when the resistive temperature sensing thin film array is a JxK array (J is an integer of 1 or more, K is an integer of 1 or more independently of J), the lower metal wiring is composed of J metal wiring, and the upper metal wiring is It consists of K metal wirings.
이에 의해, 온도감지부(30)를 구성하는 다수개의 저항형 온도센싱 박막을 서로 독립적으로 전기적 특성을 측정하기 위한 금속 배선이 최소화 되는 장점이 있다. As a result, the plurality of resistance-type temperature sensing thin films constituting the
도 2 및 도 3의 도시는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 2 and 3 are provided only to help a more general understanding of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 제조방법은 간단한 프린팅을 통해 온도센서가 제조되므로, 온도센서의 전체적 크기, 저항형 온도센싱 박막의 형상, 저항형 온도센싱 박막의 크기, 금속 배선의 구체적인 형상 및 크기, 저항형 온도센싱 박막간의 이격 간격, 저항형 온도센싱 박막 배열의 구체적인 행, 열의 수등은 본원발명에 따른 온도센서의 활용에 적합하게 조절되어야 함은 물론이다. In the manufacturing method of the present invention, since the temperature sensor is manufactured through simple printing, the overall size of the temperature sensor, the shape of the resistive temperature sensing thin film, the size of the resistive temperature sensing thin film, the specific shape and size of the metal wiring, the resistive temperature sensing The spacing between the thin films, the specific row of the resistive temperature sensing thin film array, the number of columns, and the like should be adjusted to suit the utilization of the temperature sensor according to the present invention.
상기 상부금속배선, 상기 저항형 온도센싱 박막 및 상기 하부금속배선의 프린팅은 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 또는 이들의 조합에 의한 프린팅인 것이 바람직하다. 상기 상부금속배선, 상기 하부금속배선 및 상기 저항형 온도센싱 박막의 프린팅은 스크린 프린팅 또는 잉크젯 프린팅인 것이 더욱 바람직 하다. The printing of the upper metal wiring, the resistive temperature sensing thin film, and the lower metal wiring may be printing by screen printing, inkjet printing, gravure printing, or a combination thereof. More preferably, the printing of the upper metal wiring, the lower metal wiring and the resistive temperature sensing thin film is screen printing or inkjet printing.
상기 상부금속배선 및 상기 하부금속배선은 은, 알루미늄, ITO, Cu-C 또는 이들의 혼합물을 함유하는 것이 바람직하다. The upper metal wiring and the lower metal wiring preferably contain silver, aluminum, ITO, Cu-C, or a mixture thereof.
따라서, 상기 상부금속배선 및 상기 하부금속배선을 프린팅하기 위한 배선용잉크(또는 페이스트)는 은, 알루미늄, ITO, Cu-C 또는 이들의 혼합물을 함유하며, 점도, 접착성 및 분산성을 조절하기 위한 유기물 및 유기 용매를 함유할 수 있다. Therefore, the wiring ink (or paste) for printing the upper metal wiring and the lower metal wiring contains silver, aluminum, ITO, Cu-C, or a mixture thereof, and for adjusting the viscosity, adhesion and dispersibility. Organics and organic solvents may be contained.
상기 상부금속배선 및 상기 하부금속배선을 프린팅하기 위한 배선용 잉크로 플렉서블 유기박막 트렌지스터 기술분야에서 공지되어 사용되는 통상의 도전성 잉크를 사용하여 프린팅이 수행될 수 있음은 물론이다. Printing may be performed using a conventional conductive ink known and used in the flexible organic thin film transistor technology as the wiring ink for printing the upper metal wiring and the lower metal wiring.
상기 저항형 온도센싱 박막은 온도 변화에 따라 저항, 전류와 같은 전기적 특성이 변화되는 물질이면 사용가능하나, 정확하고 민감한 온도 측정을 위해, 상기 저항형 온도센싱 박막은 온도에 따라 전기저항이 크게 변하는 열저항 물질 또는 압력에 따라 전기저항이 크게 변하는 압저항 물질을 함유하며, 바람직하게 열저항 물질을 함유한다. 상기 열저항 물질은 통상의 서미스터(thermistor) 소자에 사용되는 물질을 사용할 수 있으며, 상세하게는 니켈산화물, 망간산화물, 코발트산화물, 또는 이들의 혼합물이 주가 될 수 있다. 상기 압저항 물질은 통상의 페로브스카이트(perovskite)계 물질이 주가 될 수 있다.The resistive temperature sensing thin film can be used as long as the material changes electrical characteristics such as resistance and current according to temperature change, but for accurate and sensitive temperature measurement, the resistive temperature sensing thin film has a large electric resistance change according to temperature. It contains a heat resistant material or a piezoresistive material whose electrical resistance varies greatly with pressure, and preferably contains a heat resistant material. The heat resistance material may be a material used in a conventional thermistor device, and in particular, nickel oxide, manganese oxide, cobalt oxide, or a mixture thereof may be mainly used. The piezoresistive material may be mainly a conventional perovskite-based material.
따라서, 상기 저항형 온도센싱 박막을 잉크젯, 그라비아, 또는 스크린 프린팅하기 위한 저항형 온도센싱 박막용 잉크(또는 페이스트)는 열저항 전기전도성 물질 또는 압저항 전기전도성 물질을 함유하며, 배선용 잉크와 마찬가지로 점도, 접 착성 및 분산성을 조절하기 위한 유기물 및 유기 용매를 함유할 수 있다. Therefore, the resistive temperature sensing thin film ink (or paste) for inkjet, gravure, or screen printing the resistive temperature sensing thin film contains a heat resistant electrically conductive material or a piezoresistive electrically conductive material, and has a viscosity similar to that of the wiring ink. It may contain organic substances and organic solvents for adjusting the adhesion and dispersibility.
상기 배선용 잉크(또는 페이스트) 및 저항형 온도센싱 박막용 잉크(또는 페이스트)를 이용하여 상기 유연성 기판 상부에 상기 하부금속배선이 프린팅된 후, 건조를 위한 어닐링(annealing)이 수행되고, 어닐링 후, 상기 저항형 온도센싱 박막이 프린팅되고, 다시 건조를 위한 어닐링이 수행되며, 저항형 온도센싱 박막의 건조 후, 상부금속배선의 프린팅 및 건조가 수행되는 것이 바람직하다. After the lower metal wiring is printed on the flexible substrate using the wiring ink (or paste) and the resistive temperature sensing thin film ink (or paste), annealing for drying is performed, and after annealing, The resistive temperature sensing thin film is printed, and annealing for drying is performed again, and after the resistive temperature sensing thin film is dried, printing and drying of the upper metal wiring are preferably performed.
상술한 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 온도 센서는 박막 또는 후막의 유연성 기판 상부에 박막형으로 제조되어, 외부 응력에 쉽게 변형되므로, 온도 측정 대상의 형상과 무관하게 측정 대상물의 표면 온도를 측정할 수 있으며, 임의의 형상에 부착되어 1차원 또는 2차원 온도 분포를 측정할 수 있다. The temperature sensor manufactured according to the above-described manufacturing method of the present invention is manufactured in the form of a thin film on the flexible substrate of a thin film or a thick film and is easily deformed by external stress, so that the surface temperature of the measurement object can be measured regardless of the shape of the temperature measurement object. It can be attached to any shape and measure a one-dimensional or two-dimensional temperature distribution.
도 4는 도 2의 1차원 배열을 갖는 온도센서(A)를 기판의 길이방향 양 끝단을 접합시켜 유체(도 4의 화살표)가 흐르는 관(B)에 부착한 일 예이다. 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 온도센서는 특정한 지점의 온도가 아닌 전체적인 온도 분포의 측정이 가능하며, 1차원 또는 2차원적인 온도의 변화 또한 실시간으로 측정 가능하다. 4 is an example in which the temperature sensor A having the one-dimensional arrangement of FIG. 2 is attached to a tube B through which a fluid (arrow of FIG. 4) flows by bonding both ends of the substrate in the longitudinal direction. As shown in FIG. 4, the temperature sensor according to the present invention can measure the overall temperature distribution instead of the temperature at a specific point, and the change in temperature in one or two dimensions can also be measured in real time.
도 1은 본 발명의 제조방법을 도시한 순서도이며,1 is a flow chart showing a manufacturing method of the present invention,
도 2는 본 발명의 제조방법을 도시한 일 공정도이며, Figure 2 is a process diagram showing a manufacturing method of the present invention,
도 3은 본 발명의 제조방법을 도시한 다른 공정도이며, Figure 3 is another process diagram showing a manufacturing method of the present invention,
도 4는 도 2(c)의 띠형 온도센서를 유관에 부착한 활용예이다.4 is an example of application of the belt-shaped temperature sensor of FIG.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 절연/유연성 기판 20, 21~23 : 하부금속배선10: insulated /
30 : 온도감지부 301 ~ 334 : 저항형 온도센싱 박막30: temperature sensing unit 3 01 ~ 3 34 : resistance type temperature sensing thin film
41 ~ 44 : 상부금속배선41 ~ 44: Upper metal wiring
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080058190A KR100990087B1 (en) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | Flexible thin film array type temperature sensor and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080058190A KR100990087B1 (en) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | Flexible thin film array type temperature sensor and its manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090132101A KR20090132101A (en) | 2009-12-30 |
KR100990087B1 true KR100990087B1 (en) | 2010-10-29 |
Family
ID=41691203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080058190A Expired - Fee Related KR100990087B1 (en) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | Flexible thin film array type temperature sensor and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100990087B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230155985A (en) | 2022-05-04 | 2023-11-13 | (주) 래트론 | Flexible Thin Temperature Sensor and Manufacturing Method for thereof |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101845258B1 (en) * | 2017-05-02 | 2018-04-04 | 주식회사 씨엔프런티어 | Flexible-thin film type sensor structure |
EP3435048A1 (en) | 2017-07-25 | 2019-01-30 | Heraeus Sensor Technology GmbH | Sensor for measuring a spatial temperature profile and method for producing a sensor unit |
KR102581999B1 (en) * | 2020-10-20 | 2023-09-25 | 성균관대학교산학협력단 | Temperature monitoring device and battery temperature monitoring system including the same |
KR102611603B1 (en) * | 2022-04-26 | 2023-12-07 | 한경희 | Matrix structure type temperature sensor device for battery pack |
KR102708419B1 (en) * | 2023-01-11 | 2024-09-20 | 부산대학교 산학협력단 | The manufacturing method of a flexible pressure sensor and a flexible pressure sensor thereof |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10247752A (en) | 1997-03-05 | 1998-09-14 | S I I R D Center:Kk | Thermoelectric conversion device and manufacture thereof |
KR100644807B1 (en) | 2004-12-10 | 2006-11-14 | 한국전자통신연구원 | Micro heating system using plastic substrate and method for manufacturing the same |
-
2008
- 2008-06-20 KR KR1020080058190A patent/KR100990087B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10247752A (en) | 1997-03-05 | 1998-09-14 | S I I R D Center:Kk | Thermoelectric conversion device and manufacture thereof |
KR100644807B1 (en) | 2004-12-10 | 2006-11-14 | 한국전자통신연구원 | Micro heating system using plastic substrate and method for manufacturing the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230155985A (en) | 2022-05-04 | 2023-11-13 | (주) 래트론 | Flexible Thin Temperature Sensor and Manufacturing Method for thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20090132101A (en) | 2009-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100990087B1 (en) | Flexible thin film array type temperature sensor and its manufacturing method | |
US9664573B2 (en) | Thermal imaging sensors | |
JP6258221B2 (en) | Wide temperature sensor | |
Hong et al. | Stretchable active matrix temperature sensor array of polyaniline nanofibers for electronic skin | |
US10678363B2 (en) | Pressure sensor and display device | |
US20150016487A1 (en) | Flexible Temperature and Strain Sensors | |
Nitani et al. | Organic temperature sensors based on conductive polymers patterned by a selective-wetting method | |
Khalaf et al. | Highly sensitive interdigitated thermistor based on PEDOT: PSS for human body temperature monitoring | |
US9320145B2 (en) | Assembling and packaging a discrete electronic component | |
KR101650630B1 (en) | Method for manufacturing bending angle detecting sensor and sensor manufactured thereby | |
Le Goupil et al. | Fully printed sensors for in situ temperature, heat flow, and thermal conductivity measurements in flexible devices | |
Yun et al. | Enhancing packing density and maximum elongation of 2D stretchable wavy circuit: Effect of section tilting | |
US11333560B2 (en) | Temperature sensor with heat-sensitive paste | |
JP6868465B2 (en) | Temperature sensor | |
JP2022009270A (en) | Pressure distribution sensor | |
KR20200064766A (en) | Strain gauge and method of manufacturing the same | |
Barmpakos | A multi parametric measurement and control system, implemented on flexible substrates with printing technologies | |
Vadzak et al. | Flexible inkjet sensor fabricated by inkjet printing | |
Khalaf et al. | Flexible and Printed Electronics | |
Xuriguera et al. | Flexible reduced graphene oxide gas sensor deposited by electrospray | |
Kwon et al. | Flexible temperature sensor array of PDMS-encapsulated conductive CNT thin films fabricated by solution process | |
KR20110029928A (en) | Contact resistance sensors capable of measuring contact force, contact resistance sensors capable of measuring contact force and contact position, methods of manufacturing these sensors, and methods of using those sensors | |
CN114001838A (en) | Two-dimensional material temperature detection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109 |
|
PA0201 | Request for examination |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201 |
|
D13-X000 | Search requested |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000 |
|
D14-X000 | Search report completed |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000 |
|
PG1501 | Laying open of application |
St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501 |
|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902 |
|
P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
P13-X000 | Application amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000 |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701 |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Fee payment year number: 1 St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002 |
|
PG1601 | Publication of registration |
St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130906 Year of fee payment: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Fee payment year number: 4 St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001 |
|
R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140929 Year of fee payment: 5 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Fee payment year number: 5 St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |
Not in force date: 20151021 Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903 |
|
PC1903 | Unpaid annual fee |
Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE Not in force date: 20151021 St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903 |
|
P22-X000 | Classification modified |
St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000 |
|
PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301 St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301 |
|
R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |
|
P22-X000 | Classification modified |
St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000 |
|
R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |
|
P22-X000 | Classification modified |
St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000 |
|
R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |