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복수의 단위체가 소정의 어레이 패턴으로 형성되어 힘 또는 압력에 의해 변형되는 반도체 스트레인 게이지, 필름면이 상호 대면하여 접하며 접하는 상기 필름면 사이에 상기 반도체 스트레인 게이지를 구비하게 되는 한 쌍의 고분자 필름층 및 상기 한 쌍의 고분자 필름층 중 어느 하나를 절연층으로 하여 상기 절연층 상하면에 형성되어 CMOS 회로를 구성하고, 상기 단위체 각각에 연결되어 전극을 형성하며, 상기 각 단위체의 변형으로 출력되는 변형신호를 출력하는 제 1, 2신호선 그리고, 상기 제 2신호선 각각의 끝단에 연결된 복수의 스위치 및 상기 스위치를 제어하여 상기 제 2신호선 중 어느 하나에 전류가 흐르도록 상기 제 2신호선 각각을 순차적으로 스캐닝하도록 구성된 스위치 제어부를 포함하는 회로 기판; 및상기 회로기판이 내부에 포함되도록 상기 회로기판의 양면에 형성되는 한 쌍의 탄성중합체층을 포함하고,상기 제 1, 2신호선은 CMOS 공정으로 전사되어 지며,상기 제1신호선은 상기 절연층 하면에 일방향으로 배열되는 다수의 신호선으로 구성되고, 상기 제2신호선은 상기 절연층 상면에 상기 일방향에 수직으로 배열되는 다수의 신호선으로 구성되어 지고,상기 제 1신호선 각각은 일정한 전류가 흐르게 되는 P-모스펫으로 구성되고, 상기 스위치 제어부는 실시간으로, 상기 스위치를 순차적으로 스위칭하여 상기 제 2신호선을 스캐닝함으로써, 상기 힘 또는 압력이 인가된 부분에 근접한 상기 단위체의 변형으로 출력되는 상기 변형신호에 의해 상기 힘 또는 압력을 측정하게 되며, 상기 반도체 스트레인 게이지를 구성하는 상기 단위체는 상기 힘 또는 압력에 기초하여 저항변화가 있고, 상기 변형신호는 상기 저항변화에 기초하여 출력되고, 상기 변형신호를 인가받아 측정저항값 또는 측정전압값을 연산하는 제어부를 더 포함하고,상기 제어부는 상기 측정저항값 또는 상기 측정전압값을 기초로 인가된 상기 힘 또는 압력의 세기를 측정하는 것을 특징으로 하는 CMOS 회로 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이
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제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 고분자필름층은 한 쌍의 폴리이미드 박막층인 것을 특징으로 하는 CMOS 회로 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이
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제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 탄성중합체층은 한 쌍의 폴리-디메틸실록세인층인 것을 특징으로 하는 CMOS 회로 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이
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제 1항의 CMOS 회로 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이의 제조방법에 있어서,실리콘 웨이퍼 상에서 복수의 단위체가 소정의 어레이 패턴으로 형성되는 반도체 스트레인 게이지가 제조되는 제조단계;상기 반도체 스트레인 게이지가 폴리-디메틸실록세인 매개체를 이용하여, 캐리어 웨이퍼에 희생층을 사이에 두고 적층되어 있는 제 1고분자 필름층으로 전사되는 전사단계;각각이 P-모스펫으로 구성되어 전류소스에 의해 일정 전류가 흐르게 되는 복수의 제 1신호선이 CMOS 공정으로 전사되어 상기 각 단위체 일단과 연결됨으로써 제 1전극이 형성되는 제 1신호선 형성단계;제 2고분자 필름층이 상기 다수의 제 1 신호선 상부로 적층되어 절연층이 형성되는 절연층 형성단계;복수의 제 2신호선이 CMOS 공정으로 상기 제 2고분자 필름층에 전사되어 상기 각 단위체의 타단과 연결됨으로써 제 2전극이 형성되는 제 2신호선 형성단계; 상기 제 2신호선의 끝단 각각에 스위치를 연결하고, 상기 스위치를 제어하여 실시간으로 상기 제 2신호선을 스캐닝하는 스위치 제어부를 상기 스위치와 연결시키는 연결단계;상기 반도체 스트레인 게이지, 상기 제 1, 2고분자 필름층, 상기 복수의 제 1, 2신호선, 상기 스위치 및 상기 스위치 제어부로 구성된 회로기판이 소정의 용해제에 의한 상기 희생층의 용해로 분리되는 기판 분리단계; 및 상기 회로기판이 한 쌍의 탄성중합체층 사이에 삽입되어 접착되는 기판 접착단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMOS 회로 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이 제조방법
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제 10항에 있어서,상기 반도체 스트레인 게이지 전사단계에서, 상기 희생층은 폴리메틸 메타크릴레이트이며, 상기 제 1고분자 필름층은 폴리이미드 박막층인 것을 특징으로 하는 CMOS 회로 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이 제조방법
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제 10항에 있어서, 상기 게이지 제조단계는,상기 실리콘 웨이퍼에 석판인쇄공정, 이온주입공정 및 식각공정이 순차적으로 수행되어 상기 반도체 스트레인 게이지가 제조되는 단계인 것을 특징으로 하는 CMOS 회로 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이 제조방법
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제 10항에 있어서,상기 제 1신호선 형성단계는,상기 복수의 제 1신호선이 일 방향으로 평행하게 나열되도록 상기 CMOS 공정에 의해 전사되고, 상기 제 2신호선 형성단계는, 상기 복수의 제 2신호선이 상기 일 방향에 수직으로 나열되도록 상기 CMOS 공정에 의해 전사되어 형성되는 단계인 것을 특징으로 하는 CMOS 회로 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이 제조방법
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제 10항에 있어서,상기 게이지 제조단계에서, 상기 반도체 스트레인 게이지는 두께가 0
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제 1항의 CMOS 회로 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이를 이용한 플렉서블 힘 또는 압력 측정방법에 있어서,필름면이 대면하여 접하는 한 쌍의 고분자 필름층의 외측 양면에 각각 탄성중합체층이 접착되어 상기 탄성중합체층 중 적어도 하나가 외부로부터 힘 또는 압력을 받는 단계;상기 한 쌍의 고분자 필름층 사이에 복수의 단위체가 소정의 어레이 패턴으로 형성된 반도체 스트레인 게이지가 위치하여 상기 힘 또는 상기 압력을 전달받아 상기 단위체 일부의 저항이 변화되는 단계;전류소스에 의해, 상기 단위체 각각의 일단에 연결된 제 1신호선에 일정 전류가 흐르게 하는 단계;상기 단위체 각각의 타단에 연결되고, 상기 제 1신호선과 CMOS 회로를 구성하는 제 2신호선 각각의 끝단에 연결된 스위치를 스위칭 제어부를 통해 제어하여 상기 제 2신호선을 실시간으로 스캐닝하는 단계;제어부가 상기 변화된 저항에 기초하여 출력되는 변형 신호를 상기 단위체와 연결된 상기 제 1신호선 및 상기 2신호선을 통해 수신하는 단계;상기 제어부가 상기 변형신호에 기초하여 측정저항값 또는 측정전압값을 연산하는 단계; 및상기 제어부가 상기 측정저항값 또는 상기 측정전압값에 기초하여 상기 힘 또는 상기 압력의 세기를 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMOS 회로 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 힘 또는 압력 센서 어레이를 이용한 플렉서블 힘 또는 압력 측정방법
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제 15항에 있어서,상기 스위치 제어부는 실시간으로 상기 스위치를 순차적으로 스위칭하여 상기 제 2신호선을 스캐닝함으로써, 상기 힘 또는 압력이 인가된 부분에 근접한 상기 단위체의 변형으로 출력되는 상기 변형신호에 의해, 상기 제어부가 상기 힘 또는 압력을 측정하게 되는 것을 특징으로 하는 CMOS 회로 신호처리 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이를 이용한 힘 또는 압력 측정방법
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제 16항에 있어서, 상기 연산하는 단계와 상기 측정하는 단계 사이에는,상기 제어부가 상기 각 단위체에 대응하여 버퍼 메모리에 저장해둔 초기 저항값 또는 초기 전압값을 읽어들이는 단계를 더 포함하고, 상기 측정하는 단계는,상기 제어부가 상기 측정 저항값과 상기 초기 저항값을 비교하거나 상기 측정 전압값과 상기 초기 전압값을 비교하여 상기 힘 또는 상기 압력의 세기를 출력하는 단계인 것을 특징으로 하는 CMOS 회로 신호처리 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 힘 또는 압력 센서 어레이를 이용한 플렉서블 힘 또는 압력 측정방법
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