일반기술

전기도금을 이용한 초소형 열유속 센서 및 그 제조방법

기존의 열 전달에 있어서 물체의 열적 경계조건을 결정하기 위해서는 물체의 단위면적 당 열에너지의 전달양인 열 유속을 측정하여야 하며 일반적으로 열유속을 측정하기 위하여 열 유속센서들이 사용되고 있는데 측정방법에 따라 구배형(Gradient) 열 유속센서, 과도형(Transient) 열 유속센서 및 평형형(Balanced) 열 유속센서로 크게 분류되며 이중 구배형 열 유속센서는 형태에 따라 층형 게이지(Layed Gauge)의 형태와 원형의 박막 게이지(Circular Thin Foil Gauge)등의 형태로 구분되는데 이러한 열 유속센서를 이용하는 경우 열 유속센서 자체가 측정하고자 하는 표면에서의 열 저항으로 작용하여 열 유속을 교란하게 되므로 열 유속센서에 의한 열 유속 교란을 최소화시키기 위하여 열 유속센서를 가능한 작게 만드는 연구가 수행되어 왔는데 본 기술은 전기도금을 이용한 초소형 열유속 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히 낮은 열 유속에서 높은 측정 정확도를 갖는 미세 열 유속센서 및 그 제조방법에 관한 것으로 열 유속센서 연구에 새로운 가능성을 열었다본 기술은 MEMS (Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용해 낮은 열유속 범위에서도 높은 감도와 정확도 및 공간 분해능을 가지는 미세 열 유속센서(Micro Heat Flux Sensor) 및 그 제조 방법을 제공하며 본 기술에 따른 미세 열유속센서는 열 유속이 측정될 물체의 벽면에 접촉되는 실리콘 기판과 상기 실리콘 기판의 상면에 형성되는 금 박막층과 상기 금 박막층 위에 형성되는 구리 도금층으로 이루어진 수용부와 상기 수용부의 구리 도금층으로부터 전달되는 열을 중심으로 모아서 상측으로 이동시키는 원기둥 형상의 열 이동부와 상기 열 이동부의 측면을 둘러싸는 형태로 상기 수용부의 구리 도금층 상면에 형성되는 단열층과 상기 단열층의 상면에 상기 원기둥 형상의 열 이동부로부터 전달되는 열을 중심으로부터 방사 방향으로 분산시키기 위해 중심이 상기 열 이동부와 접하도록 형성되고 상면 중앙부와 주변부에 각각 제1온도측정지점과 제2온도측정지점이 형성된 측정부와 상기 측정부의 제1 및 제2온도측정지점의 온도차를 측정하는 온도계를 포함하는 미세 열 유속센서 및 그 제조방법을 제공하므로 열경로의 저항을 줄이고 단열층의 단열효과를 높임으로써 높은 정확도와 감도로 열 유속을 측정할 수 있는 효과를 가진다