KR20040024324A - 압력센서 패키지 - Google Patents
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Abstract
이 발명은 압력센서 패키지에 관한 것으로서, 외부 오염원으로부터 압력센서 칩을 안전하게 보호하고, 넓은 범위의 압력을 정확하게 감지할 수 있도록 중앙에 제1통공이 형성되고, 상기 제1통공의 외측에는 다수의 제2통공이 형성되며, 상기 제2통공중 어느 하나에는 내부가 비어 있으며, 끝단에 솔더가 융착되어 있는 일정 길이의 파이프가 설치되고, 나머지 제2통공에는 일정 길이의 리드가 각각 결합되어 있는 판상의 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 하면중 상기 제1통공과 대응되는 영역에 접착되어 압력을 감지하는 압력센서 칩과, 상기 압력센서 칩과 상기 다수의 리드를 각각 전기적으로 연결하는 다수의 도전성 와이어와, 상기 베이스 플레이트의 하면중, 상기 압력센서 칩 및 도전성 와이어의 외측에 일정 공간을 가지며 결합되고, 하부에는 외부의 오염원으로부터 상기 압력센서 칩을 보호함과 동시에 외부 압력이 인가되도록 박막이 결합되어 있는 캡과, 상기 캡과 압력센서 칩 사이의 공간에 충진되어 상기 박막에 인가된 압력이 압력센서 칩에 전달되도록 하는 절연성 오일을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 함.
Description
본 발명은 압력센서 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세히는 외부 오염원으로부터 압력센서 칩을 안전하게 보호하고, 넓은 범위의 압력을 정확하게 감지할 수 있는 압력센서 패키지에 관한 것이다.
일반적으로 최근의 압력센서는 압력센서 칩(실리콘 칩)의 표면에 다이어프램을 형성하고, 상기 다이어프램에는 브리지 형태로 압저항을 형성함으로써, 외부의 압력 변화에 의해 상기 다이어프램이 변형되면 이것에 따른 압저항의 변화량을 감지하여 압력을 센싱하도록 되어 있다.
따라서, 이러한 압력센서를 패키징한 패키지는 외부의 압력이 상기 압력센서 칩에 직접 전달될 수 있도록, 상기 압력센서 칩의 일부 영역 즉, 압력이 가해지는 다이아프램이 패키지 외부로 노출되어 있다. 이를 위해 종래의 패키지는 압력센서 칩을 감싸는 플라스틱 몸체에 소정 직경이 통로가 형성되어 있고, 이 통로에 의해 외기가 상기 압력센서 칩에 직접 전달된다.
그러나 이러한 종래의 압력센서 패키지는 압력센서 칩이 외부 환경에 직접 노출되어 있기 때문에, 상기 압력센서 칩이 오염되어 압력 감응도가 변화되거나 또는 압력센서 칩이 쉽게 파손되는 문제가 있다. 즉, 외부 환경의 각종 오염원, 예를 들면 각종 액체, 기체, 가스 및 미세 먼지 등이 상기 압력센서 칩에 직접 접촉 및 부착됨으로써, 상기 압력센서 칩의 압력 감응도가 변화되고, 또한 상기 오염원에 의해 상기 압력센서 칩이 부식됨으로써, 압력센서칩이 파손된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 외부 오염원으로부터 압력센서 칩을 안전하게 보호할 수 있는 압력센서 패키지를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 넓은 범위의 압력을 정확하게 감지할 수 있는 압력센서 패키지를 제공하는데 있다.
도1a는 본 발명에 의한 압력센서 패키지를 도시한 사시도이고, 도1b는 도1a의 I-I선 단면도이다.
도2a는 본 발명에 의한 압력센서에서 베이스 플레이트와 캡 사이의 결합 공정을 도시한 단면도이고, 도2b는 도2a의 II영역을 확대 도시한 단면도이다.
도3은 본 발명에 의한 압력센서 패키지가 전기밥솥의 뚜껑에 장착된 상태를 도시한 단면도이다.
- 도면중 주요 부호에 대한 설명 -
2; 제1통공4; 제2통공
6; 솔더8; 파이프
10; 리드11; 돌기
12; 베이스 플레이트14; 돌기
16; 압력센서 칩18; 글래스
20; 도전성 와이어22; 공간
22a; 제1공간22b; 통로
22c; 제2공간24; 박막
26; 측방 돌출부27; 캡
28; 절연성 오일30; 전기밥솥의 뚜껑
32; 고무링34; 고정 플레이트
26; 볼트
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 압력센서 패키지는 중앙에 제1통공이 형성되고, 상기 제1통공의 외측에는 다수의 제2통공이 형성되며, 상기 제2통공중 어느 하나에는 내부가 비어 있으며, 끝단에 솔더가 융착되어 있는 일정 길이의 파이프가 설치되고, 나머지 제2통공에는 일정 길이의 리드가 각각 결합되어 있는 판상의 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 하면중 상기 제1통공과 대응되는 영역에 접착되어 압력을 감지하는 압력센서 칩과, 상기 압력센서 칩과 상기 다수의 리드를 각각 전기적으로 연결하는 다수의 도전성 와이어와, 상기 베이스 플레이트의 하면중, 상기 압력센서 칩 및 도전성 와이어의 외측에 일정 공간을 가지며 결합되고, 하부에는 외부의 오염원으로부터 상기 압력센서 칩을 보호함과 동시에 외부 압력이 인가되도록 박막이 결합되어 있는 캡과, 상기 캡과 압력센서 칩 사이의 공간에 충진되어 상기 박막에 인가된 압력이 압력센서 칩에 전달되도록 하는 절연성 오일을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 베이스 플레이트의 제2통공과 이것에 결합된 리드 사이에는 상호 쇼트되지 않도록 절연성 글래스가 더 충진되어 있다.
또한, 상기 캡에 형성된 공간은 상기 압력센서 칩으로부터 멀어지는 방향으로 감에 따라 점차 좁아지는 제1공간과, 상기 제1공간의 폭보다 작은 폭을 가지며 상기 제1공간에 연통된 통로와, 상기 통로에 연결된 동시에 상기 박막과 인접하여 확개되는 제2공간으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 캡에 형성된 박막은 두께가 0.04~0.1mm로 형성됨이 바람직하다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 압력센서 패키지에 의하면, 외부의 압력이 캡에 형성된 박막에 인가되고, 이 인가된 압력은 캡의 제2공간부, 통로 및 제1공간부에 충진된 절연성 오일을 따라서 결국 압력센서 칩에 전달됨으로써, 상기 압력센서 칩은 외부의 압력을 감지하면서도 외부 환경으로부터 완벽하게 보호되는 장점이 있다.
또한, 캡의 공간에 충진되는 절연성 오일의 량이 최소화되도록 캡 내측에 제1공간부, 통로 및 제2공간부를 구비함으로써 열팽창에 의한 절연성 오일의 부피 변화를 최소화하고 이에 의해 폭넓은 범위의 압력(대략 10~100KPas)을 감지할 수 있는 장점이 있다.
이하 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1a를 참조하면, 본 발명에 의한 압력센서 패키지의 사시도가 도시되어 있고, 도1b를 참조하면, 도1a의 I-I선 단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 압력센서 패키지는 베이스 플레이트(12), 압력센서 칩(16), 다수의 도전성 와이어(20), 캡(27) 및 절연성 오일(28)로 이루어져 있다.
먼저 상기 베이스 플레이트(12)는 중앙에 제1통공(2)이 형성되어 있고, 상기 제1통공(2)의 외측에는 다수의 제2통공(4)이 형성되어 있다. 이러한 베이스 플레이트(12)는 재질을 금속으로 하며, 표면에는 부식 방지를 위해 도금층(도시되지 않음)을 형성함이 바람직하다. 상기 제2통공(4)중 어느 하나에는 내부가 비어 있으며, 끝단에는 솔더(6)가 융착되어 있는 일정 길이의 파이프(8)가 결합되어 있으며, 이러한 파이프(8)는 상기 베이스 플레이트(12)와 일체로 형성될 수도 있다. 또한, 나머지 제2통공(4)에는 일정 길이의 도전성 리드(10)가 각각 결합되어 있으며, 이러한 파이프(8) 및 리드(10) 역시 부식을 방지하기 위해 도금층(도시되지 않음)이 형성되어 있다. 또한, 상기 각 리드(10)와 베이스 플레이트(12) 사이의 쇼트(short)를 방지하기 위해서 상기 제2통공(4)에는 절연성 글래스(11)가 충진되어 있다. 즉, 절연성 글래스(11)에 의해 상기 리드(10)와 베이스 플레이트(12)는 상호 전기적으로 격리된다.
상기 압력센서 칩(16)은 상면에 글래스(18)가 개재된 채 상기 베이스 플레이트(12)의 제1통공(2)과 대응되는 위치에 접착되어 있다. 물론, 상기 글래스(18)에도 상기 제1통공(2)과 대응되는 위치에 통공이 형성되어 있으며, 이러한 글래스(18)는 상기 베이스 플레이트(12)의 열팽창이나 수축시 상기 압력센서 칩(16)의 변형을 최소화하는 역할을 한다.
상기 다수의 도전성 와이어(20)는 바람직하기로 골드 와이어(Au wire) 또는 알루미늄 와이어(Al wire)가 이용될 수 있으며, 이는 상기 압력센서 칩(16)과 상기 다수의 리드(10)를 각각 전기적으로 연결하는 역할을 한다.
상기 캡(27)은 금속 재질로서 상기 베이스 플레이트(12)의 하면에 웰딩(welding)되어 있으며, 이는 상기 압력센서 칩(16) 및 도전성 와이어(20)의 하부에 일정 공간(22)을 가지며, 하부에는 외부 오염원으로부터 상기 압력센서 칩(16)을 보호함과 동시에 외부 압력이 인가되는 박막(24)이 결합되어 있다. 더불어, 본 발명에 의한 압력센서 패키지가 각종 부품에 안정적으로 강하게 결합될 수 있도록 상기 캡(27)은 외측에 측방 돌출부(26)가 더 형성되어 있다. 또한, 상기 박막(24)은 압력센서 패키지가 사용되는 환경 즉, 적용되는 압력 상태에 따라 적절히 변경될 수 있으며 금속 재질로 대략 0.04~0.1mm의 두께를 갖도록 형성됨이 바람직하다.
상기 절연성 오일(28)은 상기 캡(27)과 베이스 플레이트(12) 사이에 충진되어 있으며, 이는 상기 파이프(8)를 통하여 충진된 것이다. 따라서, 상기 절연성 오일(28)의 외부 방출을 억제하기 위해 상기 파이프(8)의 끝단에는 상술한 바와 같이솔더(6)가 융착되어 있다. 이러한 절연성 오일(28)은 통상 열팽창계수가 작은 실리콘 오일을 이용함이 바람직하지만, 상기 재질로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 여기서, 상기 절연성 오일(28)은 상기 캡(27)에 결합된 박막(24)에 압력이 인가되면, 이 압력을 상기 압력센서 칩(16)에 전달하는 역할을 한다.
도2a를 참조하면, 본 발명에 의한 압력센서 패키지의 베이스 플레이트(12)와 캡(27) 사이의 결합 공정이 도시되어 있으며, 도2b를 참조하면 도2a의 II영역이 확대 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 압력센서 패키지는 먼저 베이스 플레이트(12)의 제1통공(2)과 대응되는 영역에 글래스(18)가 개재된 압력센서 칩(16)을 접착시키고, 이어서 상기 압력센서 칩(16)과 베이스 플레이트(12)에 형성된 리드(10)를 도전성 와이어(20)로 본딩한다.
그런 후, 상기 베이스 플레이트(12)의 하면에 캡(27)을 웰딩하는데, 여기서 상기 캡(27)에 형성된 공간(22)은 그 체적을 최소화하기 위해 상기 압력센서 칩(16)으로부터 멀어지는 방향으로 감에 따라 점차 좁아지는 제1공간(22a)과, 상기 제1공간(22a)의 폭보다 작은 폭을 가지며 상기 제1공간(22a)에 연통된 통로(22b)와, 상기 통로(22b)에 연결된 동시에 상기 박막(24)과 인접하여 확개되는 제2공간(22c)으로 이루어져 있다.
또한, 상기 베이스 플레이트(12)에는 상기 캡(27)과 접촉되는 영역에 일정 두께의 돌기(14)가 형성되어 있으며, 이는 상기 베이스 플레이트(12)와 캡(27)의웰딩시 상기 돌기(14)가 융착되면서 상기 베이스 플레이트(12)에 상기 캡(27)이 웰딩되도록 하는 역할을 한다.
상기와 같이 하여 캡(27)이 베이스 플레이트(12)에 웰딩된 후에는 상기 베이스 플레이트(12)에 결합된 파이프(8)를 통하여 절연성 오일(28)을 충진한다. 즉, 절연성 오일(28)이 상기 캡(27)의 제2공간(22c), 통로(22b) 및 제1공간(22a)에 완전히 충진되도록 하며, 이러한 공정이 완료된 후에는 상기 절연성 오일(28)이 상기 파이프(8) 외측으로 누출되지 않도록 상기 파이프(8)의 단부를 솔더(6)로 막음으로써, 본 발명에 의한 압력센서 패키지가 완성된다.
여기서, 상술한 봐와 같이 캡(27)의 내측에 제1공간(22a), 통로(22b) 및 제2공간(22c)으로 이루어진 비교적 복잡한 모양의 공간(22)을 형성한 이유는, 상기 공간(22)에 최소의 절연성 오일(28)이 충진되도록 하기 위함이다. 즉, 상기 충진된 절연성 오일(28)의 체적이 작으면 작을수록, 상기 절연성 오일(28)의 열팽창 또는 수축에 의한 오차를 최소화할 수 있고, 이는 곧 압력센서 칩(16)의 성능을 항상 일정하게 유지하면서 또한 비교적 넓은 범위의 압력(10~100KPas)을 감지할 수 있기 때문이다.
도3을 참조하면, 본 발명에 의한 압력센서 패키지가 전기밥솥의 뚜껑(30)에 장착된 상태가 도시되어 있다. 이밖에도 본 발명에 의한 압력센서 패키지는 상기 전기밥솥 외에도 여러가지 전자, 전기기기에 장착될 수 있으며, 상기 전기밥솥에 장착된 압력센서 패키지 구조로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 전기밥솥에는 대략 판상의 뚜껑(30)이 구비되어 있는데, 상기 뚜껑(30)의 하부는 전기밥솥의 내부가 되고, 상부는 전기밥솥의 외부가 된다. 도시된 바와 같이 압력센서 패키지의 캡(27)에는 측방 돌출부(26)가 형성되어 있는데, 상기 측방 돌출부(26)의 하부에는 고무링(32)이 개재되어 뚜껑(30)의 일정영역과 밀착되고, 상기 측방 돌출부(26)의 상부에는 고정 플레이트(34)가 위치되어 있다. 또한, 상기 고정 플레이트(34)는 볼트(26)에 의해 전기밥솥의 뚜껑(30)에 완전 고정되어 있으며, 이에 따라 상기 압력센서 패키지도 뚜껑(30)에 완전 고정되어 있다. 물론, 상기 압력센서 패키지의 각 리드(10)에는 전선이 솔더(6) 등에 의해 연결됨으로써, 전기밥솥의 전자제어부에 소정 압력을 전기신호로 변환하여 출력하게 된다.
이와 같은 구조에 의해 본 발명에 의한 압력센서 패키지가 장착된 전기밥솥은 비록 밥솥내부의 각종 습기나 오염원이 있더라도 상기 패키지의 압력센서 칩(16)은 완전히 봉인된 형태를 하기 때문에 어떠한 손상이나 파손도 발생하지 않게 된다. 또한 본 발명에 의한 압력센서 패키지는 넓은 범위의 압력을 감지할 수 있으므로 전기밥솥의 안전용(사용자가 밥솥 뚜껑(30)을 개방하려 할 때 소정 압력 이상이면 개방되지 않도록 하는 역할로서, 이때는 보통 저압력 상태임)이나, 취사용(밥의 취사시 압력을 감지하는 역할로서, 이때는 보통 고압력 상태임)으로 모두 사용할 수 있는 장점도 있다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 압력센서 패키지에 의하면, 외부의 압력이 캡에 형성된 박막에 인가되고, 이 인가된 압력은 캡의 제2공간부, 통로 및 제1공간부에 충진된 절연성 오일을 따라서 결국 압력센서 칩에 전달됨으로써, 상기 압력센서 칩은 외부의 압력을 감지하면서도 외부 환경으로부터 완벽하게 보호되는 효과가 있다.
또한, 캡의 공간에 충진되는 절연성 오일의 량이 최소화되도록 캡 내측에 제1공간부, 통로 및 제2공간부를 구비함으로써 열팽창에 의한 절연성 오일의 부피 변화를 최소화하고 이에 의해 폭넓은 범위의 압력(대략 10~100KPas)을 감지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 압력센서 패키지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
Claims (4)
- 중앙에 제1통공이 형성되고, 상기 제1통공의 외측에는 다수의 제2통공이 형성되며, 상기 제2통공중 어느 하나에는 내부가 비어 있으며, 끝단에 솔더가 융착되어 있는 일정 길이의 파이프가 설치되고, 나머지 제2통공에는 일정 길이의 리드가 각각 결합되어 있는 판상의 베이스 플레이트와,상기 베이스 플레이트의 하면중 상기 제1통공과 대응되는 영역에 접착되어 압력을 감지하는 압력센서 칩과,상기 압력센서 칩과 상기 다수의 리드를 각각 전기적으로 연결하는 다수의 도전성 와이어와,상기 베이스 플레이트의 하면중, 상기 압력센서 칩 및 도전성 와이어의 외측에 일정 공간을 가지며 결합되고, 하부에는 외부의 오염원으로부터 상기 압력센서 칩을 보호함과 동시에 외부 압력이 인가되도록 박막이 결합되어 있는 캡과,상기 캡과 압력센서 칩 사이의 공간에 충진되어 상기 박막에 인가된 압력이 압력센서 칩에 전달되도록 하는 절연성 오일을 포함하여 이루어진 압력센서 패키지.
- 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트의 제2통공과 이것에 결합된 리드 사이에는 상호 쇼트되지 않도록 절연성 글래스가 더 충진된 것을 특징으로 하는 압력센서 패키지.
- 제 1 항에 있어서, 상기 캡에 형성된 공간은 상기 압력센서 칩으로부터 멀어지는 방향으로 감에 따라 점차 좁아지는 제1공간과, 상기 제1공간의 폭보다 작은 폭을 가지며 상기 제1공간에 연통된 통로와, 상기 통로에 연결된 동시에 상기 박막과 인접하여 확개되는 제2공간으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압력센서 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 캡에 형성된 박막은 두께가 0.04~0.1mm인 것을 특징으로 하는 압력센서 패키지.
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| KR1020020055885A KR20040024324A (ko) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | 압력센서 패키지 |
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| KR (1) | KR20040024324A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8859325B2 (en) | 2010-01-14 | 2014-10-14 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film deposition apparatus, method of manufacturing organic light-emitting display device by using the apparatus, and organic light-emitting display device manufactured by using the method |
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- 2002-09-13 KR KR1020020055885A patent/KR20040024324A/ko not_active Abandoned
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20050225 Patent event code: PE09021S01D |
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