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KR101976461B1 - Vertical layered temperature-humidity hybrid sensor and manufacturing method for the sensor - Google Patents

Vertical layered temperature-humidity hybrid sensor and manufacturing method for the sensor Download PDF

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KR101976461B1 KR1020170158428A KR20170158428A KR101976461B1 KR 101976461 B1 KR101976461 B1 KR 101976461B1 KR 1020170158428 A KR1020170158428 A KR 1020170158428A KR 20170158428 A KR20170158428 A KR 20170158428A KR 101976461 B1 KR101976461 B1 KR 101976461B1
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이기원
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Abstract

본 발명은 크기가 작고 정확도와 내구성이 뛰어나면서 제조 공정도 간단한 온습도 복합 센서에 관한 것으로, 기판; 상기 기판에 형성되며, 온도측정용 패턴이 연결된 한쌍의 온도측정 전극; 상기 기판에 형성되며, 습도측정용 패턴이 연결된 한쌍의 습도측정 전극; 양단이 상기 온도측정용 패턴에 각각 접하도록 형성된 온도 검지막 패턴; 상기 온도측정용 패턴의 표면 및 상기 온도 검지막 패턴의 표면을 덮는 절연패턴; 및 상기 습도측정용 패턴의 표면에 접하도록 위쪽에 형성된 습도 감지막을 포함하여 구성되며, 상기 온도 검지막 패턴이 상기 습도측정용 패턴과 나란하게 배열되도록, 상기 온도측정용 패턴과 습도측정용 패턴이 위치되며, 상기 습도 감지막은 상기 온도측정용 패턴과 상기 온도 검지막 패턴 상에도 위치하지만, 상기 절연패턴에 의해서 상기 습도 감지막이 상기 온도측정용온도측정용기 온도 검지막 패턴과는 전기적으로 절연되고 상기 습도측정용 패턴에만 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 온도 센서와 습도 센서를 같은 위치에 수직 적층하여 배열하되 졀연패턴을 사용함으로써, 소자의 면적을 가장 작게 할 수 있으면서도 온도 검지막 패턴과 습도 감지막이 독자적으로 동작하여 성능이 뛰어난 장점이 있다.The present invention relates to a temperature and humidity composite sensor which is small in size, excellent in accuracy and durability, and simple in manufacturing process. A pair of temperature measurement electrodes formed on the substrate and connected to the temperature measurement pattern; A pair of humidity measurement electrodes formed on the substrate and connected to the humidity measurement pattern; A temperature detecting film pattern formed on both ends so as to be in contact with the temperature measuring pattern; An insulating pattern covering the surface of the temperature measuring pattern and the surface of the temperature detecting film pattern; And a humidity sensing film formed on an upper side of the humidity sensing pattern so as to be in contact with the surface of the humidity sensing pattern, wherein the temperature sensing pattern and the humidity sensing pattern are arranged such that the temperature sensing film pattern is aligned with the humidity sensing pattern Wherein the humidity sensing film is electrically insulated from the temperature measuring container temperature detecting film pattern for temperature measurement by the insulation pattern, and the humidity sensing film is electrically insulated from the temperature measuring container temperature sensing film pattern by the insulation pattern, And is electrically connected to only the humidity measuring pattern.
In the present invention, the temperature sensor and the humidity sensor are vertically stacked at the same position. However, by using a ridged pattern, the temperature sensing film pattern and the humidity sensing film independently operate, have.

Description

수직 적층된 온습도 복합 센서 및 그 제조방법{VERTICAL LAYERED TEMPERATURE-HUMIDITY HYBRID SENSOR AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SENSOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a vertical sensor and a method for manufacturing the same,

본 발명은 온도와 습도를 동시에 검출할 수 있는 복합에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 좁은 면적에 적용하여도 온도와 습도를 정확하게 측정할 수 있으면서 온도센서의 내구성이 향상된 온습도 복합 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a composite capable of detecting temperature and humidity at the same time, more specifically, to a temperature / humidity composite sensor having improved durability of a temperature sensor while accurately measuring temperature and humidity even when applied to a narrow area.

일반적으로 온도와 습도를 측정하는 센서는 별도로 각각 상품화되어 있다.Generally, sensors for measuring temperature and humidity are separately commercialized.

온도센서는 백금식, 열전대식, 다이오드식, 측온 세라믹 저항식으로 구분된다. 이중 세라믹 저항식이 정밀도가 0.05℃, 반응시간이 0.1초로 가장 우수하다. 다만 니켈/코발트/철/구리의 복합금속산화물이므로 경시변화(수분에 취약, 자체발열)가 발생할 수 있다. The temperature sensors are classified into platinum type, thermocouple type, diode type, and temperature resistance type. The double ceramic resistivity formula is the most excellent with a precision of 0.05 ℃ and a reaction time of 0.1 second. However, since it is a composite metal oxide of nickel / cobalt / iron / copper, a change with time (vulnerable to moisture, self-heating) may occur.

습도센서는 전해질식, 고분자-복합재료 저항식, 금속산화물식(전기용량식/저항식) 등이 있다. 금속산화물 전기 저항식이나 고분자-복합재료 저항식이 제조방법이나 센서특성상 유리한 점이 많다. 이들은 세라믹, 고분자, 실리콘 기판을 사용하며, 대량생산하고 가격이 저렴하며 정밀도 등 검지특성은 성능범위가 크다. Humidity sensors are electrolyte type, polymer-composite resistance type, metal oxide type (capacitive / resistive type). There are many advantages in metal oxide electric resistance type or polymer-composite material resistance type manufacturing method and sensor characteristic. They use ceramics, polymers, and silicon substrates, and are mass-produced, inexpensive, and have a wide range of performance such as precision.

이 두 개 센서는 용도가 일치할 때가 많아 두 개를 일체형으로 제조하는 경향이 있고, 이는 제조공정상, 가격 경쟁력, 검출제어기기 제작/이용상 유리한 점이 많다.These two sensors tend to be manufactured in an integrated form because they are often used in a consistent manner, which is advantageous in manufacturing, price competitiveness, and production / use of detection control devices.

종래의 온습도 복합센서는 실리콘 웨이퍼위에 형성하면서 공정이 복잡하며, 오직 반도체 공정만으로 제조가 한정되어 있었다. Conventional temperature and humidity composite sensors have a complicated process while being formed on a silicon wafer, and are limited in manufacturing only by a semiconductor process.

종래의 온습도 복합센서는 하나 기판에 분리된 온도 센서와 습도 센서를 각각 하나씩 이웃하게 위치시키는 것이 일반적이다. 이는 면적을 넓게 차지하고 온도센서의 표면을 보호하는데 어려움이 있다. Conventional temperature and humidity composite sensors generally have one temperature sensor and one humidity sensor disposed adjacent to each other. This occupies a large area and is difficult to protect the surface of the temperature sensor.

대한민국 등록특허 제10-0363687호는 한 기판위에 3전극을 사용 가운데 전극은 공통으로 사용하게 되어 있으나 온도센서가 서로 분리되어 있지 않아 전기전도특성 등이 상호간섭문제가 생기며, 특히 각 센서의 선정재료조합에 따라서는 사용이 불가하기도 하다. Korean Patent No. 10-0363687 discloses that three electrodes are used on one substrate and the middle electrode is commonly used. However, since the temperature sensors are not separated from each other, there is a mutual interference problem between the electric conduction characteristics and the like. In particular, Some combinations are not available.

한편, 대한민국 등록특허 제10-1234990호는 실리콘기판 상/하부 다이아프레임막을 형성하고 열전쌍을 제조하고, 식각공정으로 에치홀과 에어갭, 적외선 투과창를 형성하며, 그 곳에 습도센서를 형성하는 복잡하고 까다로운 식각/증착공정이 반복되는 어려움이 있다. 대한민국 등록특허 제10-0308761호는 도전형 웰을 갖는 반도체 기판에 소자 분리공정을 실시하여 도전형 웰 내에 형성될 온도 측정용 다이오드와 습도 측정용 트랜지스터를 분리하여 형성하는 반도체 제조공정으로 이루어진 기술이다.On the other hand, Korean Patent Registration No. 10-1234990 discloses a method of forming a diaphragm film on / on a silicon substrate, manufacturing a thermocouple, forming an etch hole, an air gap, and an infrared ray transmission window by an etching process, Difficult etching / deposition processes are repeated. Korean Patent No. 10-0308761 discloses a technique comprising a semiconductor manufacturing process in which a device for isolating a semiconductor substrate having a conductive well is formed to separate a temperature measuring diode and a humidity measuring transistor to be formed in a conductive well .

대한민국 등록특허 제10-0363687호Korean Patent No. 10-0363687 대한민국 등록특허 제10-1234990호Korean Patent No. 10-1234990 대한민국 등록특허 제10-0308761호Korean Patent No. 10-0308761

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 크기가 작고 정확도와 내구성이 뛰어나면서 제조 공정도 간단한 온습도 복합 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a combined temperature and humidity sensor which is small in size, excellent in accuracy and durability, and simple in manufacturing process.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수직 적층된 온습도 복합 센서는, 기판; 상기 기판에 형성되며, 온도측정용 패턴이 연결된 한쌍의 온도측정 전극; 상기 기판에 형성되며, 습도측정용 패턴이 연결된 한쌍의 습도측정 전극; 양단이 상기 온도측정용 패턴에 각각 접하도록 형성된 온도 검지막 패턴; 상기 온도측정용 패턴의 표면 및 상기 온도 검지막 패턴의 표면을 덮는 절연패턴; 및 상기 습도측정용 패턴의 표면에 접하도록 위쪽에 형성된 습도 감지막을 포함하여 구성되며, 상기 온도 검지막 패턴이 상기 습도측정용 패턴과 나란하게 배열되도록, 상기 온도측정용 패턴과 습도측정용 패턴이 위치되며, 상기 습도 감지막은 상기 온도측정용 패턴과 상기 온도 검지막 패턴 상에도 위치하지만, 상기 절연패턴에 의해서 상기 습도 감지막이 상기 온도측정용 패턴 및 상기 온도 검지막 패턴과는 전기적으로 절연되고 상기 습도측정용 패턴에만 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vertical stacked temperature / humidity hybrid sensor including: a substrate; A pair of temperature measurement electrodes formed on the substrate and connected to the temperature measurement pattern; A pair of humidity measurement electrodes formed on the substrate and connected to the humidity measurement pattern; A temperature detecting film pattern formed on both ends so as to be in contact with the temperature measuring pattern; An insulating pattern covering the surface of the temperature measuring pattern and the surface of the temperature detecting film pattern; And a humidity sensing film formed on an upper side of the humidity sensing pattern so as to be in contact with the surface of the humidity sensing pattern, wherein the temperature sensing pattern and the humidity sensing pattern are arranged such that the temperature sensing film pattern is aligned with the humidity sensing pattern Wherein the humidity sensing film is electrically insulated from the temperature measuring pattern and the temperature detecting film pattern by the insulating pattern, and the humidity detecting film is electrically insulated from the temperature measuring pattern and the temperature detecting film pattern, And is electrically connected to only the humidity measuring pattern.

본 발명은 온도 센서와 습도 센서를 영역으로 분리하지 않고 수직 적층함으로 소자의 면적을 가장 작게 할 수 있으면서, 절연패턴에 의해서 온도 검지막 패턴과 습도 감지막이 독자적으로 동작하여 성능이 뛰어난 장점이 있다.The present invention is advantageous in that the area of the device can be minimized by vertically stacking the temperature sensor and the humidity sensor without separating them into regions, and the temperature sensing film pattern and the humidity sensing film independently operate due to the insulation pattern.

이때, 온도 검지막 패턴이 가운데에 위치하고, 습도측정용 패턴이 온도 검지막 패턴의 양 옆으로 나란하게 배열된 구조가 좋다. 특히, 습도측정용 패턴이 습도측정 전극 각각에서 2개 이상 연결되도록 하여 습도 측정 효율을 높이면서, 모든 습도측정용 패턴이 온도 검지막 패턴과 나란하게 배열되도록 온도측정용 패턴과 습도측정용 패턴을 위치시키는 것이 바람직하다. 본 발명은 온도 검지막 패턴을 가운데에 위치시킴으로써 내구성이 높아지는 효과가 있다.At this time, it is preferable that the temperature detecting film pattern is located at the center and the humidity measuring patterns are arranged on both sides of the temperature detecting film pattern. Particularly, a humidity measurement pattern and a humidity measurement pattern are formed so that all of the humidity measurement patterns are arranged in parallel with the temperature detection film pattern while two or more humidity measurement patterns are connected to each of the humidity measurement electrodes, . The present invention has an effect of increasing the durability by locating the temperature detecting film pattern at the center.

한편, 절연패턴에는 습도 감지막에 덮히지 않고 외부로 표면이 노출될 수 있도록 연장형성된 노출부가 형성된 것이 바람직하다. 본 발명에는 열전달율이 높은 재질을 절연패턴으로 사용하여 온도 검지막이 절연패턴에 덮힌 상태에서도 온도 검지 성능과 반응속도를 유지할 수 있도록 하는 것이 좋다. 이때, 절연패턴이 습도 감지막에 덮혀서 열전달 효율이 나빠지는 것을 방지하기 위하여, 습도 감지막에 덮히지 않고 외부로 노출되는 노출부를 연장형성하는 것이 바람직하다.Meanwhile, it is preferable that the insulating pattern is formed with an exposed portion extended to be exposed to the outside without being covered with the humidity sensing film. In the present invention, it is preferable to use a material having a high thermal conductivity as an insulation pattern so that the temperature detection performance and the reaction speed can be maintained even when the temperature detection film is covered with the insulation pattern. At this time, in order to prevent the insulation pattern from being covered with the humidity sensing film and deteriorate heat transfer efficiency, it is preferable to extend the exposed portion exposed to the outside without being covered with the humidity sensing film.

본 발명의 다른 형태에 의한 수직 적층된 온습도 복합 센서의 제조방법은, 기판 상에 온도측정용 패턴이 연결된 한쌍의 온도측정 전극과 습도측정용 패턴이 연결된 한쌍의 습도측정 전극을 형성하는 전극 및 패턴 형성 단계; 이격된 온도측정용 패턴에 양단이 접하도록 온도 검지막 패턴을 형성하는 온도 검지막 패턴 형성 단계; 상기 온도 검지막 패턴의 표면과 상기 온도측정용 패턴의 표면을 덮는 절연패턴을 형성하는 절연패턴 형성 단계; 상기 절연패턴에 의해서 상기 온도 검지막 패턴 및 상기 온도측정용 패턴과는 접촉하지 않고, 상기 습도측정용 패턴의 표면에만 접하도록 습도 감지막을 형성하는 습도 감지막 형성 단계; 및 상기 온도측정 전극과 상기 습도측정 전극에 외부와 연결되는 전선을 연결하는 전극 연결 단계를 포함하여 구성되며, 상기 절연패턴 형성 단계가, 상기 습도 감지막이 형성되는 위치의 상기 온도 검지막 패턴의 표면과 상기 온도측정용 패턴의 표면을 덮도록 수행되는 것을 특징으로 한다.A method of fabricating a vertically stacked temperature and humidity composite sensor according to another aspect of the present invention includes: forming a pair of temperature measurement electrodes connected to a temperature measurement pattern on a substrate, electrodes and a pattern forming a pair of humidity measurement electrodes connected to the humidity measurement pattern Forming step; A temperature detecting film pattern forming step of forming a temperature detecting film pattern so that both ends thereof contact the separated temperature measuring pattern; An insulating pattern forming step of forming an insulating pattern covering the surface of the temperature detecting film pattern and the surface of the temperature measuring pattern; A humidity sensing film forming step of forming a humidity sensing film so as not to be in contact with the temperature sensing film pattern and the temperature measuring pattern by the insulating pattern but to be in contact with only the surface of the humidity sensing pattern; And an electrode connecting step of connecting the temperature measuring electrode and the humidity measuring electrode to an electric wire connected to the outside, wherein the insulating pattern forming step comprises the steps of: forming a surface of the temperature detecting film pattern at a position where the humidity sensing film is formed And a surface of the pattern for temperature measurement.

본 발명의 제조방법은 수직 적층된 온습도 복합센서를 제조함에 있어서 패턴 공정을 수행하지만, 공정의 선택이 유연하고, 더 나아가서 박막 패턴 형성을 위한 반도체 공정과 후막 스크린 프린트공정을 복합적으로 사용하는 것이 가능하다.The manufacturing method of the present invention can perform the patterning process in manufacturing the vertically stacked temperature / humidity composite sensor, but it is possible to select the process in a flexible manner. Further, it is possible to use the semiconductor process and the thick film screen printing process for forming the thin film pattern in combination Do.

전극 및 패턴 형성 단계에서, 온도 검지막 패턴이 가운데에 위치하고 습도측정용 패턴이 온도 검지막 패턴의 양 옆으로 나란하게 배열되도록 온도측정용 패턴과 습도측정용 패턴을 배치하는 것이 좋으며, 습도측정용 패턴이 습도측정 전극 각각에서 2개 이상 연결되고 모든 습도측정용 패턴이 온도 검지막 패턴과 나란하게 배열되도록 온도측정용 패턴과 습도측정용 패턴을 배치하는 것이 바람직하다.It is preferable to arrange the temperature measurement pattern and the humidity measurement pattern so that the temperature detection film pattern is located at the center and the humidity measurement pattern is arranged on both sides of the temperature detection film pattern in the electrode and pattern formation step, It is preferable to arrange the temperature measurement pattern and the humidity measurement pattern so that two or more patterns are connected to each of the humidity measurement electrodes and all of the humidity measurement patterns are arranged in parallel with the temperature detection film pattern.

절연패턴 형성 단계에서, 습도 감지막에 덮히지 않고 외부로 표면이 노출되는 노출부를 절연패턴에 연장형성하는 것이 바람직하다.It is preferable that in the insulating pattern forming step, an exposed portion that is exposed to the outside without being covered with the humidity sensing film is formed on the insulating pattern.

한편, 전극 및 패턴 형성 단계, 온도 검지막 패턴 형성 단계, 절연패턴 형성 단계 및 습도 감지막 형성 단계의 각 단계에서는 열처리를 수행하며, 재질의 특성에 의해서 120℃를 초과하는 온도에서 열처리를 수행하여야 하는 단계가 복수로 존재하는 경우에, 상기 복수의 단계들 중에서 공정 순서 상 마지막으로 수행하는 단계에서만 120℃를 초과하는 온도에서 열처리를 수행하고, 이전의 단계에서는 120℃ 이하의 온도에서 열처리를 수행하는 것이 가능하다.Meanwhile, the heat treatment is performed in each step of the electrode and pattern forming step, the temperature detecting film pattern forming step, the insulating pattern forming step and the humidity sensing film forming step, and the heat treatment is performed at a temperature exceeding 120 ° C. The heat treatment is performed at a temperature exceeding 120 ° C only in the last step in the process sequence among the plurality of steps and the heat treatment is performed at a temperature of 120 ° C or lower in the previous step It is possible to do.

본 발명은 120℃를 초과하는 온도에서 수행되는 고온 열처리를 1회만 수행하여, 시간과 전기료를 절약할 수 있고, 공정 난이도 감소하여 공정상의 오류가 감소하며, 고온에의 과다한 노출로 인하여 수율이 떨어지는 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.The present invention can be carried out only once at a high temperature heat treatment performed at a temperature exceeding 120 캜, thereby saving time and electric cost, reducing process difficulty and reducing process errors, and decreasing yield due to excessive exposure to high temperatures There is an effect of solving the problem.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 온도 센서와 습도 센서를 같은 위치에 수직 적층하여 배열하되 졀연패턴을 사용함으로써, 소자의 면적을 가장 작게 할 수 있으면서도 온도 검지막 패턴과 습도 감지막이 독자적으로 동작하여 성능이 뛰어난 장점이 있다.In the present invention constructed as described above, the temperature sensor and the humidity sensor are vertically stacked and arranged at the same position. However, by using the stray pattern, the area of the device can be minimized and the temperature detection film pattern and the humidity sensing film independently operate There is an advantage in performance.

또한, 온도 검지막 패턴을 가운데에 위치시키고 절연패턴으로 덮어서 온도 검지막 패턴의 내구성을 높이면서도, 절연패턴의 열전달에 의해서 온도 검지 성능과 반응 속도는 뛰어난 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the temperature detecting film pattern is positioned at the center and covered with the insulating pattern, thereby enhancing the durability of the temperature detecting film pattern, and the temperature detecting performance and the reaction speed can be kept excellent by the heat transfer of the insulating pattern.

나아가 본 발명의 제조방법은, 공정의 선택이 유연하고, 더 나아가서 박막 패턴 형성을 위한 반도체 공정과 후막 스크린 프린트공정을 복합적으로 사용할 수 있다.Furthermore, the manufacturing method of the present invention is flexible in the selection of the process, and further, the semiconductor process for forming the thin film pattern and the thick film screen printing process can be used in combination.

그리고 본 발명은 120℃를 초과하는 온도에서 수행되는 고온 열처리를 1회만 수행하여, 시간과 전기료를 절약할 수 있고, 공정 난이도 감소하여 공정상의 오류가 감소하며, 고온에의 과다한 노출로 인하여 수율이 떨어지는 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can accomplish a high-temperature heat treatment performed at a temperature exceeding 120 ° C only once, thereby saving time and electric costs, reducing process difficulty, reducing process errors, It is possible to solve the problem of falling.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직 적층된 온습도 복합 센서의 제조공정을 나타낸 순서도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수직 적층된 온습도 복합 센서의 제조 과정을 도시한 도면이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수직 적층된 온습도 복합 센서의 단면을 도시한 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 온습도 복합 센서를 사용하여 온도를 측정한 결과를 나타낸다.
도 9는 본 실시예에 따른 온습도 복합 센서를 사용하여 습도를 측정한 결과를 나타낸다.1 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a vertically stacked temperature / humidity composite sensor according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 to 5 are views showing a manufacturing process of a vertically stacked temperature / humidity composite sensor according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are cross-sectional views of a vertically stacked temperature / humidity composite sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows a result of measuring the temperature using the temperature / humidity composite sensor according to the present embodiment.
FIG. 9 shows a result of measuring the humidity using the temperature / humidity composite sensor according to the present embodiment.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail.

본 발명의 온습도 복합 센서는 수직방향으로 층이 적층된 구조이므로, 제조 순서를 통해서 그 구조에 대해서도 설명을 수행하도록 한다.Since the temperature and humidity composite sensor of the present invention has a structure in which layers are stacked in the vertical direction, the structure thereof will also be described through a manufacturing procedure.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직 적층된 온습도 복합 센서의 제조공정을 나타낸 순서도이고 도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수직 적층된 온습도 복합 센서의 제조 과정을 도시한 도면이다.1 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a vertically stacked temperature / humidity composite sensor according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 through 5 are views illustrating a process of manufacturing a vertically stacked temperature / humidity composite sensor according to an embodiment of the present invention .

본 실시예의 온습도 복합 센서를 제조하기 위해서 먼저 기판(100)을 준비한다. 본 실시예의 온습도 복합 센서에 사용되는 기판(100)은 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 알루미나 기판이나 실리콘 기판 또는 실리콘 산화막이 형성된 실리콘 웨이퍼 등을 사용할 수 있다. 기판(100) 상에 증착이 원활이 이루어지도록 기판(100)의 표면을 세척하는 것 바람직하며, 통상적인 반도체 기판 세척공정을 적용할 수 있다.In order to manufacture the temperature / humidity composite sensor of this embodiment, the substrate 100 is first prepared. The type of the substrate 100 used in the temperature / humidity composite sensor of this embodiment is not particularly limited, and an alumina substrate, a silicon substrate, a silicon wafer formed with a silicon oxide film, or the like can be used. It is preferable to clean the surface of the substrate 100 so as to smoothly deposit on the substrate 100, and a conventional semiconductor substrate cleaning process can be applied.

그리고 도 2에 도시된 것과 같이, 기판(100)의 표면에 온도측정 전극(200)과 습도측정 전극(300)을 형성하며, 온도측정 전극(200)에 연결된 온도측정용 패턴(210)과 습도측정 전극(300)에 연결된 습도측정용 패턴(310, 320)을 함께 형성한다.2, the temperature measuring electrode 200 and the humidity measuring electrode 300 are formed on the surface of the substrate 100 and the temperature measuring pattern 210 connected to the temperature measuring electrode 200 and the humidity Humidity measurement patterns 310 and 320 connected to the measurement electrode 300 are formed together.

온도측정 전극(200)과 습도측정 전극(300) 및 온도측정용 패턴(210)과 습도측정용 패턴(310, 320)은 금이나 백금과 같은 양도체 물질을 사용하여 제조하는 것이 바람직하며, 패턴 형성을 위하여 금속마스크를 이용하여 필요한 부분에만 진공 증착하는 방법이나 전체에 금속박막을 형성한 뒤에 포토 마스크를 사용하여 식각하는 방법과 같은 박막 공정과 스크린 메쉬를 이용한 프린팅 방법과 같은 후막 공정 등을 모두 적용할 수 있다. 이러한 방법으로 온도측정 전극(200)과 습도측정 전극(300) 및 온도측정용 패턴(210)과 습도측정용 패턴(310, 320)을 형성한 뒤에는 열처리를 수행한다. 저온 열처리는 박막 증착공정으로 형성된 막의 부착력을 높이고 안정화 시키는 것이고, 후막 공정으로 제조하는 경우에는 적용된 페이스트를 건조하기 위하여 수행되며, 약 50~450℃ 온도 범위에서 수행된다.The temperature measuring electrode 200, the humidity measuring electrode 300, the temperature measuring pattern 210 and the humidity measuring patterns 310 and 320 are preferably fabricated using a conductor material such as gold or platinum, A thin film process such as a method of etching by using a photomask after forming a metal thin film on the whole, and a thick film process such as a printing method using a screen mesh are all applied can do. After the temperature measurement electrode 200, the humidity measurement electrode 300, the temperature measurement pattern 210, and the humidity measurement patterns 310 and 320 are formed in this manner, heat treatment is performed. The low temperature heat treatment is performed to increase and stabilize the adhesion of the film formed by the thin film deposition process and to dry the applied paste when it is manufactured by a thick film process and is performed at a temperature range of about 50 to 450 ° C.

다음으로 도 3에 도시된 것과 같이, 온도측정용 패턴(210)에 접촉하도록 온도 검지막 패턴(400)을 형성한다.Next, as shown in Fig. 3, the temperature detecting film pattern 400 is formed so as to contact the pattern 210 for temperature measurement.

온도 검지막 패턴(400)은 온도 검지막을 습도측정용 패턴(310, 320)에는 접촉하지 않고 이격된 온도측정용 패턴(210) 사이에 연결되도록 패턴형태로 형성한 부분이며, 측온저항방식을 위한 복합금속산화물로 구성되거나 백금저항방식을 위한 백금막 등으로 구성될 수 있다. 온도 검지막 패턴(400)을 형성하는 방법은 마스크를 사용하여 진공증착하는 방법과 페이스트를 사용한 스크린 프린팅법을 적용할 수 있다. 저항의 크기는 10옴에서 200키로옴 범위인 것이 좋고, 사용재료에 따라 250℃ 내지 1200℃까지의 범위에서 소결을 수행하며, 소결분위기는 공기중, 질소분위기, 수소분위기가 가능하다.The temperature detecting film pattern 400 is a portion formed in a pattern shape so as to be connected between the temperature measuring patterns 210 separated from the humidity measuring patterns 310 and 320 without being separated from the temperature detecting film, A composite metal oxide, or a platinum film for a platinum resistance method. As a method for forming the temperature detecting film pattern 400, a vacuum deposition method using a mask and a screen printing method using a paste can be applied. The resistance may be in the range of 10 ohms to 200 kilo ohms. Depending on the material used, sintering may be performed in the range of 250 ° C. to 1200 ° C. The sintering atmosphere may be air, nitrogen atmosphere or hydrogen atmosphere.

온도 검지막 패턴(400)과 온도측정용 패턴(210) 및 습도측정용 패턴(310, 320)의 구체적인 배치 형태와 규격에 대해서 설명한다.The specific arrangement and specifications of the temperature detecting film pattern 400, the temperature measuring pattern 210, and the humidity measuring patterns 310 and 320 will be described.

온도측정용 패턴(210)과 습도측정용 패턴(310, 320)은 온도 검지막 패턴(400)이 가운데에 위치한 상태에서, 습도측정용 패턴(310, 320)이 온도 검지막 패턴(400)의 양측에 나란하게 배치되도록 구성한다. The temperature measurement pattern 210 and the humidity measurement patterns 310 and 320 are formed such that the humidity measurement patterns 310 and 320 are positioned in the center of the temperature detection film pattern 400 So that they are arranged side by side on both sides.

특히, 본 실시예에서는 습도측정 효율을 높이기 위하여, 습도측정 전극(300)에 각각 2개씩의 습도측정용 패턴(310, 320)이 연결되도록 구성하였다. 대각선으로 배치된 2개의 습도측정 전극(300) 각각에서 제1습도측정용 패턴(310)과 제2습도측정용 패턴(320)이 연결되며, 온도 검지막 패턴(400)의 한쪽 옆으로 서로 다른 습도측정 전극(300)에 연결된 제1습도측정용 패턴과 제2습도측정용 패턴이 위치하도록 하였다. 구체적으로 왼쪽 위에 위치한 습도측정 전극(300A)에 연결된 제1습도측정용 패턴(310A)과 오른쪽 아래에 위치한 습도측정 전극(300B)에 연결된 제2습도측정용 패턴(320B)이 온도 검지막 패턴(400)의 오른쪽에 나란히 위치하고, 오른쪽 아래에 위치한 습도측정 전극(300B)에 연결된 제1습도측정용 패턴(310B)과 왼쪽 위에 위치한 습도측정 전극(300A)에 연결된 제2습도측정용 패턴(320A)가 온도 검지막 패턴(400)의 왼쪽에 나란히 위치한다. 이때, 온도 검지막 패턴(400)이 가운데에 위치하도록 온도측정 전극(200)에 연결된 온도측정용 패턴(210)을 제1습도측정용 패턴과 제2습도측정용 패턴의 사이에 배치되도록 연장형성하였다. 구체적으로 오른쪽 위에 위치한 온도측정 전극(200A)에 연결된 온도측정용 패턴(210A)는 온도 검지막 패턴(400) 오른쪽에 배치된 제1습도측정용 패턴(310A)과 제2습도측정용 패턴(320B)의 사이를 지나도록 배치되며, 왼쪽 아래에 위치한 온도측정 전극(200B)에 연결된 온도측정용 패턴(210B)는 온도 검지막 패턴(400)의 왼쪽에 배치된 제1습도측정용 패턴(310B)과 제2습도측정용 패턴(320A)의 사이를 지나도록 배치된다.Particularly, in this embodiment, two moisture measurement patterns 310 and 320 are connected to the humidity measurement electrode 300 in order to increase the humidity measurement efficiency. The first humidity measurement pattern 310 and the second humidity measurement pattern 320 are connected to each other on the diaphragmally arranged two humidity measurement electrodes 300 and the temperature detection membrane pattern 400 The first humidity measurement pattern and the second humidity measurement pattern connected to the humidity measurement electrode 300 were positioned. Specifically, a first humidity measurement pattern 310A connected to the humidity measurement electrode 300A located at the upper left and a second humidity measurement pattern 320B connected to the humidity measurement electrode 300B located at the lower right are connected to the temperature detection membrane pattern 400, a first humidity measurement pattern 310B connected to the humidity measurement electrode 300B located on the lower right and a second humidity measurement pattern 320A connected to the humidity measurement electrode 300A located on the upper left, Is positioned on the left side of the temperature detecting film pattern 400. [ At this time, the temperature measuring pattern 210 connected to the temperature measuring electrode 200 is positioned so as to be positioned between the first humidity measuring pattern and the second humidity measuring pattern so that the temperature detecting film pattern 400 is positioned at the center Respectively. Specifically, the temperature measuring pattern 210A connected to the temperature measuring electrode 200A located on the upper right side includes a first humidity measuring pattern 310A and a second humidity measuring pattern 320B disposed on the right side of the temperature detecting film pattern 400, And a temperature measurement pattern 210B connected to the temperature measurement electrode 200B located at the lower left is disposed over the first humidity measurement pattern 310B disposed on the left side of the temperature detection film pattern 400, And the second humidity measurement pattern 320A.

온도측정용 패턴(210)과 습도측정용 패턴(310, 320)의 두께(높이)는 50nm 이상이고 폭은 1~100㎛ 범위에서 선택되며, 패턴 사이의 간격도 이와 같은 범위에서 선택된다. 온도 검지막 패턴(400)의 폭도 온도측정용 패턴(210)과 습도측정용 패턴(310, 320)의 폭과 패턴 사이의 간격에 따라서 1~100㎛ 범위에서 선택되며, 온도 검지막 패턴(400)의 두께는 1~500㎛의 범위에서 선택된다.The thickness (height) of the pattern 210 for temperature measurement and the pattern 310, 320 for humidity measurement is selected in the range of 50 nm or more and the width is in the range of 1 to 100 μm, and the interval between the patterns is also selected in this range. The width of the temperature detecting film pattern 400 is selected in the range of 1 to 100 占 퐉 according to the width between the pattern 210 and the humidity measuring patterns 310 and 320 and the pattern, ) Is selected in the range of 1 to 500 mu m.

한편, 온도측정 전극(200)과 습도측정 전극(300)은 추후에 배선이 용이하도록 넓이가 40×40㎛ 이상이고, 두께는 100nm이상으로 구성한다.On the other hand, the temperature measuring electrode 200 and the humidity measuring electrode 300 are configured to have a width of 40 × 40 μm or more and a thickness of 100 nm or more so as to facilitate wiring later.

이상에서 설명한 것과 같이 배치된 온도측정용 패턴(210)과 온도 검지막 패턴(400)의 위에, 도 4에 도시된 것과 같이 절연패턴(500)을 형성한다. An insulating pattern 500 is formed on the temperature measuring pattern 210 and the temperature detecting film pattern 400 arranged as described above as shown in FIG.

절연패턴(500)은 추후에 형성될 습도 감지막이 습도 측정과 무관한 온도측정용 패턴(210)과 온도 검지막 패턴(400)에 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위하여, 표면을 절연하는 구성요소이므로, 그 폭을 온도측정용 패턴(210)과 온도 검지막 패턴(400)보다 1~50% 넓게 구성한다.The insulation pattern 500 is a component for insulating the surface in order to prevent the humidity sensing film to be formed later from being electrically connected to the temperature sensing pattern 400 and the temperature measuring pattern 210 that are not related to the humidity measurement , And the width thereof is made 1 to 50% wider than the temperature measuring pattern 210 and the temperature detecting film pattern 400.

이때, 절연패턴(500)을 알루미나 등과 같이 열전도도가 뛰어난 물질로 구성하는 경우에 온도 검지막 패턴(400)의 반응 속도와 정확성이 향상된다. 결국, 절연패턴(500)이 온도 검지막 패턴(400)을 덮고 있기 때문에 온도 검지막 패턴(400)의 내구성이 향상되면서도, 외부의 온도 변화에 따라서 절연패턴(500)이 빠르게 열을 전달하기 때문에 반응 속도와 정확성은 온도 검지막 패턴(400)이 외부에 노출된 상태와 같이 유지된다.In this case, when the insulating pattern 500 is made of a material having a high thermal conductivity such as alumina, the reaction speed and accuracy of the temperature detecting film pattern 400 are improved. As a result, since the insulation pattern 500 covers the temperature detection film pattern 400, the durability of the temperature detection film pattern 400 is improved, and the insulation pattern 500 quickly transfers heat in accordance with the change in temperature outside The reaction rate and accuracy are maintained in a state in which the temperature detecting film pattern 400 is exposed to the outside.

한편, 절연패턴(500)은 온도측정용 패턴(210)과 온도 검지막 패턴(400)을 절연하는 것이 주된 목적이므로 온도측정용 패턴(210)과 온도 검지막 패턴(400)의 크기를 크게 벗어나지 않도록 형성하는 것이 좋지만, 일부에 온도측정용 패턴(210)과 온도 검지막 패턴(400)의 영역보다 외부로 확장 돌출된 노출부(510)를 구성할 수 있으며, 이 노출부(510)는 절연패턴(500)의 위쪽에 습도 감지막이 추가로 형성된 경우에도, 습도 감지막에 덮이지 않을 정도의 크기로 형성되어, 온도 검지막 패턴(400)의 반응 속도와 정확성을 유지할 수 있도록 한다.Since the insulating pattern 500 is mainly intended to insulate the temperature measuring pattern 210 from the temperature detecting film pattern 400, the insulating pattern 500 does not largely deviate from the temperature measuring pattern 210 and the temperature detecting film pattern 400 The exposed portion 510 can be configured to extend outward beyond the region of the temperature measurement pattern 210 and the temperature detection film pattern 400. The exposed portion 510 may be formed in a region Even when the humidity sensing film is additionally formed on the upper side of the pattern 500, it is formed so as not to cover the humidity sensing film so that the reaction speed and accuracy of the temperature sensing film pattern 400 can be maintained.

절연패턴(500)을 형성하는 방법은 마스크를 사용하여 진공증착하는 방법과 페이스트를 사용한 스크린 프린팅법을 적용할 수 있다. 절연패턴(500)의 두께는 1~500㎛ 범위이며, 사용재료에 따라 250℃ 내지 1200℃까지의 범위에서 소결을 수행한다.As a method for forming the insulating pattern 500, a vacuum deposition method using a mask and a screen printing method using a paste can be applied. The thickness of the insulating pattern 500 is in the range of 1 to 500 mu m, and sintering is performed in the range of 250 DEG C to 1200 DEG C depending on the material used.

그리고 도 5에 도시된 것과 같이, 습도 감지막(600)을 형성한다. 습도 감지막(600)은 온도측정용 패턴(210)과 온도 검지막 패턴(400) 및 온도측정 전극(200)과는 절연되며, 오직 습도측정용 패턴(310, 320)에만 전기적으로 연결된다.Then, as shown in Fig. 5, a humidity sensing film 600 is formed. The humidity sensing film 600 is insulated from the temperature measuring pattern 210, the temperature sensing film pattern 400 and the temperature measuring electrode 200 and is electrically connected to only the humidity measuring patterns 310 and 320.

습도 감지막(600)은 저항형 복합고분자와 금속산화물 등의 감습재료가 모두 적용될 수 있으며 가능하다. 두께는 1nm에서 200㎛까지 범위에서 선택될 수 있고, 재질에 따라서 100℃ 내지 1200℃의 범위에서 소결을 수행한다. The humidity sensing film 600 can be applied to both the resistive composite polymer and the moisture-sensitive material such as a metal oxide. The thickness may be selected from the range of 1 nm to 200 占 퐉, and sintering is performed in the range of 100 占 폚 to 1200 占 폚, depending on the material.

이상의 과정으로 제조된 온습도 복합 센서는 온도측정 전극(200)과 습도측정 전극(300)에 외부와 연결되는 전선을 연결함으로써 제조된다.The temperature and humidity composite sensor manufactured by the above process is manufactured by connecting the electric wire connected to the outside to the temperature measuring electrode 200 and the humidity measuring electrode 300.

한편, 120℃를 초과하는 온도로 열처리하는 경우를 고온 열처리로 표현하고, 120℃ 이하의 온도로 열처리하는 경우를 저온 열처리로 표현하는 경우, 상기한 것과 같이 전극과 패턴, 온도 검지막 패턴(400), 절연패턴(500) 및 습도 감지막(600)의 재질에 따라서 고온의 열처리가 필요할 수 있고, 최대 4번의 고온 열처리를 수행해야 하는 것이 일반적이었다.On the other hand, in the case where the heat treatment at a temperature exceeding 120 deg. C is expressed as a high temperature heat treatment and the case of heat treatment at a temperature of 120 deg. C or lower is expressed as a low temperature heat treatment, ), The insulating pattern 500, and the humidity sensing film 600, it is generally necessary to perform a high-temperature heat treatment at a maximum of four times.

하지만, 본 발명에서는 고온열처리가 필요한 단계 중에서 가장 마지막 단계에서만 고온 열처리를 1회 수행하고, 나머지 단계에서는 120℃ 이하의 온도에서 저온 열처리만을 수행한다. 예를 들면, 온도 검지막 패턴(400)과 절연패턴(500) 및 습도 감지막(600)의 재질이 모두 고온 열처리가 필요한 경우에, 온도 검지막 패턴(400)과 절연패턴(500)을 형성하는 과정에서는 120℃ 이하의 온도에서 저온 열처리만을 수행하고, 마지막 습도 감지막(600)을 형성하는 과정에서 고온 열처리를 수행한다. 다른 예로서, 습도 감지막(600)의 재질이 고분자 계열로서 저온 열처리만으로 형성이 가능하다면, 온도 검지막 패턴(400)을 형성하는 과정에서 저온 열처리를 수행하고 절연패턴(500)을 형성하는 과정에서 고온 열처리를 수행한 뒤에 습도 감지막(600) 형성 과정에서는 저온 열처리를 수행한다.However, in the present invention, the high temperature heat treatment is performed only once at the last stage of the high temperature heat treatment step, and only the low temperature heat treatment is performed at the temperature of 120 ° C or lower. For example, when the temperature sensing film pattern 400 and the insulating pattern 500 and the humidity sensing film 600 are both made of high-temperature heat treatment, the temperature sensing film pattern 400 and the insulating pattern 500 are formed The low temperature heat treatment is performed at a temperature of 120 ° C or less and the high temperature heat treatment is performed in the process of forming the last humidity sensing film 600. As another example, if the material of the humidity sensing film 600 can be formed only by a low temperature heat treatment as a polymer series, the process of forming the insulation pattern 500 by performing the low temperature heat treatment in the process of forming the temperature sensing film pattern 400 The low temperature heat treatment is performed in the process of forming the humidity sensing film 600 after the high temperature heat treatment is performed.

이와 같이, 고온 열처리를 1회만 수행하는 경우에, 시간과 전기료를 절약할 수 있고, 공정 난이도 감소하여 공정상의 오류가 감소하며, 고온에의 과다한 노출로 인하여 수율이 떨어지는 문제를 해결할 수 있는 등의 장점이 있다.As described above, when the high-temperature heat treatment is performed only once, the time and electric power can be saved, the process difficulty is reduced and the process error is reduced, and the problem that the yield is lowered due to excessive exposure to high temperature can be solved There are advantages.

도 6과 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수직 적층된 온습도 복합 센서의 단면을 도시한 도면이다.6 and 7 are cross-sectional views of a vertically stacked temperature / humidity composite sensor according to an embodiment of the present invention.

도 6은 온도 검지막 패턴(400)의 길이방향 단면을 도시한 도면이고, 도 7은 온도 검지막 패턴(400)의 폭방향 단면을 도시한 도면이며, 연결 관계를 표시하기 위하여 각 부분의 두께를 과장하여 도시하였으나, 실제 두께는 매우 얇다.FIG. 6 is a view showing a longitudinal cross section of the temperature detecting film pattern 400. FIG. 7 is a view showing a width direction cross section of the temperature detecting film pattern 400. In order to show the connection relationship, But the actual thickness is very thin.

도 6에 도시된 것과 같이, 온도 검지막 패턴(400)은 서로 다른 전극에 연결된 온도측정용 패턴(210) 사이에 형성되며, 그 위는 절연패턴(500)이 덮고 있다. 습도 감지막(600)은 절연패턴(500) 위에 형성되기 때문에 온도 검지막 패턴(400) 또는 온도측정용 패턴(210)과는 전기적으로 연결되지 않는다. 도시된 단면에서는 절연패턴(500)이 습도 감지막(600)의 외부까지 연장된 노출부(510)에 의해서 습도 감지막(600)과 습도측정패턴(310)이 절연되어 있으나, 온도 검지막 패턴(400)의 성능 향상을 위하여 노출부(510)를 형성한 이 부분에서만 절연된 것이며, 도 7에 도시된 것과 같이 다른 위치에서 습도 감지막(600)과 습도측정패턴(310)이 접촉하여 전기적으로 연결된다. 한편, 습도 감지막(600)이 온도 검지막 패턴(400)의 상부를 덮고 있음에도 불구하고, 노출부(510)에 의해서 온도 검지막 패턴(400)의 반응 속도와 정확성을 유지할 수 있다.As shown in FIG. 6, the temperature sensing film pattern 400 is formed between the temperature measuring patterns 210 connected to different electrodes, and the insulating pattern 500 is formed thereon. Since the humidity sensing film 600 is formed on the insulating pattern 500, the humidity sensing film 600 is not electrically connected to the temperature sensing film pattern 400 or the temperature measuring pattern 210. The humidity sensing film 600 and the humidity sensing pattern 310 are insulated by the exposed portion 510 extending from the insulation pattern 500 to the outside of the humidity sensing film 600. However, The humidity sensing film 600 and the humidity sensing pattern 310 are brought into contact with each other at a different position as shown in FIG. 7, Lt; / RTI > On the other hand, although the humidity sensing film 600 covers the upper portion of the temperature sensing film pattern 400, the reaction speed and accuracy of the temperature sensing film pattern 400 can be maintained by the exposed portion 510.

도 7에서는 절연패턴(500)에 의해서 습도 감지막(600)이 온도 검지막 패턴(400) 또는 온도측정용 패턴(210)과 절연된 모습을 확인할 수 있으며, 습도측정용 패턴(310, 320)에는 접촉하여 전기적으로 연결된 모습을 확인할 수 있다.7, it can be seen that the humidity sensing film 600 is insulated from the temperature sensing film pattern 400 or the temperature measuring pattern 210 by the insulation pattern 500. In the humidity sensing patterns 600, So that it is possible to confirm the electrically connected state.

도 8은 본 실시예에 따른 온습도 복합 센서를 사용하여 온도를 측정한 결과를 나타내며, 도 9는 본 실시예에 따른 온습도 복합 센서를 사용하여 습도를 측정한 결과를 나타낸다.FIG. 8 shows the result of measuring the temperature using the temperature / humidity composite sensor according to the present embodiment, and FIG. 9 shows the result of measuring the humidity using the temperature / humidity composite sensor according to the present embodiment.

2000×2000(㎛)의 기판에 400×565(㎛)의 크기로 전극을 4 모서리에 형성하였으며, 전극에 연결된 온도측정용 패턴과 습도측정용 패턴은 폭이 90㎛이고 패턴 사이의 간격이 70㎛이 되도록 하였다.Electrodes were formed on four corners with a size of 400 × 565 (μm) on a 2000 × 2000 (μm) substrate, and the temperature measurement pattern and the humidity measurement pattern connected to the electrodes were 90 μm in width and 70 Mu m.

온도 검지막 패턴으로는 Ni-Co-Mn-Fe 복합산화물조성으로 된 NTC 서미스터를 온도측정용 패턴 및 습도측정용 패턴과 같은 폭인 90㎛로 형성하였으며, 길이는 1040㎛이다. 습도 감지막으로는 PVA-MBDS-FeCl2·4H2O 복합고분자막을 1360×960(㎛)의 규격으로 형성하였다. As the temperature detecting film pattern, an NTC thermistor having a Ni-Co-Mn-Fe composite oxide composition was formed to have a width equal to that of the pattern for temperature measurement and the pattern for humidity measurement, and the length was 1040 탆. As the humidity sensing film, PVA-MBDS-FeCl 2 .4H 2 O complex polymer membrane was formed with a size of 1360 × 960 (㎛).

도시된 것과 같이, 본 실시예의 온습도 복합 센서는 온도 측정과 습도 측정이 모두 정확한 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.As shown, the temperature and humidity composite sensor of this embodiment can confirm that both the temperature measurement and the humidity measurement show accurate results.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Those skilled in the art will understand. Therefore, the scope of protection of the present invention should be construed not only in the specific embodiments but also in the scope of claims, and all technical ideas within the scope of the same shall be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 기판
200: 온도측정 전극
210: 온도측정용 패턴
300: 습도측정 전극
310: 제1습도측정용 패턴
320: 제2습도측정용 패턴
400: 온도 검지막 패턴
500: 절연패턴
510: 노출부
600: 습도 감지막100: substrate
200: Temperature measuring electrode
210: Pattern for temperature measurement
300: humidity measuring electrode
310: Pattern for measuring the first humidity
320: Pattern for second humidity measurement
400: temperature detecting film pattern
500: Insulation pattern
510: Exposed portion
600: Humidity sensing membrane

Claims (9)

기판;
상기 기판에 형성되며, 온도측정용 패턴이 연결된 한쌍의 온도측정 전극;
상기 기판에 형성되며, 습도측정용 패턴이 연결된 한쌍의 습도측정 전극;
양단이 상기 온도측정용 패턴에 각각 접하도록 형성된 온도 검지막 패턴;
상기 온도측정용 패턴의 표면 및 상기 온도 검지막 패턴의 표면을 덮는 절연패턴; 및
상기 습도측정용 패턴의 표면에 접하도록 위쪽에 형성된 습도 감지막을 포함하여 구성되며,
상기 온도 검지막 패턴이 상기 습도측정용 패턴과 나란하게 배열되도록, 상기 온도측정용 패턴과 습도측정용 패턴이 위치되며,
상기 습도 감지막은 상기 온도측정용 패턴과 상기 온도 검지막 패턴 상에도 위치하지만, 상기 절연패턴에 의해서 상기 습도 감지막이 상기 온도측정용 패턴 및 상기 온도 검지막 패턴과는 전기적으로 절연되고 상기 습도측정용 패턴에만 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 수직 적층된 온습도 복합 센서.
Board;
A pair of temperature measurement electrodes formed on the substrate and connected to the temperature measurement pattern;
A pair of humidity measurement electrodes formed on the substrate and connected to the humidity measurement pattern;
A temperature detecting film pattern formed on both ends so as to be in contact with the temperature measuring pattern;
An insulating pattern covering the surface of the temperature measuring pattern and the surface of the temperature detecting film pattern; And
And a humidity sensing film formed on an upper surface of the humidity sensing pattern so as to be in contact with the surface of the humidity sensing pattern,
The temperature measurement pattern and the humidity measurement pattern are positioned such that the temperature detection film pattern is aligned with the humidity measurement pattern,
Wherein the humidity sensing film is also located on the temperature measuring pattern and the temperature detecting film pattern but the humidity sensing film is electrically insulated from the temperature measuring pattern and the temperature detecting film pattern by the insulating pattern, Wherein the sensor is electrically connected only to the pattern.
청구항 1에 있어서,
상기 온도 검지막 패턴이 가운데에 위치하고, 상기 습도측정용 패턴이 상기 온도 검지막 패턴의 양 옆으로 나란하게 배열된 구조인 것을 특징으로 하는 수직 적층된 온습도 복합 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the temperature detecting film pattern is located at the center and the humidity measuring pattern is arranged in parallel to both sides of the temperature detecting film pattern.
청구항 2에 있어서,
상기 습도측정용 패턴은 상기 습도측정 전극 각각에서 2개 이상 연결되고,
모든 습도측정용 패턴이 상기 온도 검지막 패턴과 나란하게 배열되도록 상기 온도측정용 패턴과 습도측정용 패턴이 위치된 것을 특징으로 하는 수직 적층된 온습도 복합 센서.
The method of claim 2,
Wherein the humidity measuring pattern is connected to two or more humidity measuring electrodes,
Wherein the temperature measurement pattern and the humidity measurement pattern are positioned such that all the humidity measurement patterns are arranged in parallel with the temperature detection film pattern.
청구항 1에 있어서,
상기 절연패턴에는 상기 습도 감지막에 덮히지 않고 외부로 표면이 노출될 수 있도록 연장형성된 노출부가 형성된 것을 특징으로 하는 수직 적층된 온습도 복합 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the insulation pattern is formed with an exposing unit extended to expose a surface without being covered with the humidity sensing film.
기판 상에 온도측정용 패턴이 연결된 한쌍의 온도측정 전극과 습도측정용 패턴이 연결된 한쌍의 습도측정 전극을 형성하는 전극 및 패턴 형성 단계;
이격된 온도측정용 패턴에 양단이 접하도록 온도 검지막 패턴을 형성하는 온도 검지막 패턴 형성 단계;
상기 온도 검지막 패턴의 표면과 상기 온도측정용 패턴의 표면을 덮는 절연패턴을 형성하는 절연패턴 형성 단계;
상기 절연패턴에 의해서 상기 온도 검지막 패턴 및 상기 온도측정용 패턴과는 접촉하지 않고, 상기 습도측정용 패턴의 표면에만 접하도록 습도 감지막을 형성하는 습도 감지막 형성 단계; 및
상기 온도측정 전극과 상기 습도측정 전극에 외부와 연결되는 전선을 연결하는 전극 연결 단계를 포함하여 구성되며,
상기 절연패턴 형성 단계가, 상기 습도 감지막이 형성되는 위치의 상기 온도 검지막 패턴의 표면과 상기 온도측정용 패턴의 표면을 덮도록 수행되는 것을 특징으로 하는 수직 적층된 온습도 복합 센서의 제조방법.
An electrode and a pattern forming step of forming a pair of temperature measurement electrodes connected to the temperature measurement pattern on the substrate and a pair of humidity measurement electrodes connected to the humidity measurement pattern;
A temperature detecting film pattern forming step of forming a temperature detecting film pattern so that both ends thereof contact the separated temperature measuring pattern;
An insulating pattern forming step of forming an insulating pattern covering the surface of the temperature detecting film pattern and the surface of the temperature measuring pattern;
A humidity sensing film forming step of forming a humidity sensing film so as not to be in contact with the temperature sensing film pattern and the temperature measuring pattern by the insulating pattern but to be in contact with only the surface of the humidity sensing pattern; And
And an electrode connecting step of connecting the temperature measuring electrode and the humidity measuring electrode to an electric wire connected to the outside,
Wherein the insulating pattern forming step is performed so as to cover the surface of the temperature detecting film pattern at the position where the humidity sensing film is formed and the surface of the temperature measuring pattern.
청구항 5에 있어서,
상기 전극 및 패턴 형성 단계에서,
상기 온도 검지막 패턴이 가운데에 위치하고, 상기 습도측정용 패턴이 상기 온도 검지막 패턴의 양 옆으로 나란하게 배열되도록 온도측정용 패턴과 습도측정용 패턴을 배치하는 것을 특징으로 하는 수직 적층된 온습도 복합 센서의 제조방법.
The method of claim 5,
In the electrode and pattern formation step,
Wherein a temperature measurement pattern and a humidity measurement pattern are arranged such that the temperature detection film pattern is located at the center and the humidity measurement pattern is arranged on both sides of the temperature detection film pattern. A method of manufacturing a sensor.
청구항 6에 있어서,
상기 전극 및 패턴 형성 단계에서,
상기 습도측정용 패턴은 상기 습도측정 전극 각각에서 2개 이상 연결되고, 모든 습도측정용 패턴이 상기 온도 검지막 패턴과 나란하게 배열되도록 상기 온도측정용 패턴과 습도측정용 패턴을 배치하는 것을 특징으로 하는 수직 적층된 온습도 복합 센서의 제조방법.
The method of claim 6,
In the electrode and pattern formation step,
The humidity measurement pattern is connected to two or more humidity measurement electrodes in each of the humidity measurement electrodes and the humidity measurement pattern and the temperature measurement pattern are arranged such that all the humidity measurement patterns are arranged in parallel with the temperature detection film pattern Wherein the method comprises the steps of:
청구항 5에 있어서,
상기 절연패턴 형성 단계에서,
상기 습도 감지막에 덮히지 않고 외부로 표면이 노출되는 노출부를 상기 절연패턴에 연장형성하는 것을 특징으로 하는 수직 적층된 온습도 복합 센서의 제조방법.
The method of claim 5,
In the insulating pattern forming step,
Wherein an exposed portion of the surface exposed to the outside without being covered with the humidity sensing film is extended to the insulating pattern.
청구항 5에 있어서,
상기 전극 및 패턴 형성 단계, 온도 검지막 패턴 형성 단계, 절연패턴 형성 단계 및 습도 감지막 형성 단계의 각 단계에서는 열처리를 수행하며,
재질의 특성에 의해서 120℃를 초과하는 온도에서 열처리를 수행하여야 하는 단계가 복수로 존재하는 경우에, 상기 복수의 단계들 중에서 공정 순서 상 마지막으로 수행하는 단계에서만 120℃를 초과하는 온도에서 열처리를 수행하고, 이전의 단계에서는 120℃ 이하의 온도에서 열처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 수직 적층된 온습도 복합 센서의 제조방법. The method of claim 5,
In each step of the electrode and pattern forming step, the temperature detecting film pattern forming step, the insulation pattern forming step and the humidity sensing film forming step, heat treatment is performed,
If there are a plurality of steps that require heat treatment at a temperature exceeding 120 ° C due to the characteristics of the material, heat treatment at a temperature exceeding 120 ° C is performed only at the last step in the process sequence among the plurality of steps And the heat treatment is performed at a temperature of 120 ° C or less in the previous step.
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