KR20110059028A - Pressure sensor module and the packaging method using the semiconductor strain gage - Google Patents

Pressure sensor module and the packaging method using the semiconductor strain gage Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A semiconductor strain gauge type pressure sensor module and a manufacturing method thereof are provided to prevent inflow of foreign materials by wire connection. CONSTITUTION: A manufacturing method of a semiconductor strain gauge type pressure sensor module is as follows. A pressure sensor hole(210) is constituted in a diaphragm(200). A semiconductor type strain gage(300) having first conductive pad(310) is prepared. The insulating material with cohesive property spreads on the side opposing of the pressure sensor hole of diaphragm. A strain gage is attached to a surface covered with an insulating material. A solder bumper is formed on the first conductive pad. The first conductive pad of a semiconductor type strain gauge and the second conductive pad of a circuit board are fused each other by using flip chip mounting technique.

Description

반도체 스트레인게이지형 압력센서모듈과 그 제조방법 {Pressure Sensor Module And The Packaging Method Using The Semiconductor Strain Gage}Pressure Sensor Module And The Packaging Method Using The Semiconductor Strain Gage

본 발명은 금속 다이어프램을 이용한 압력센서모듈과 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 압력센서홀을 구비한 다이어프램을 구비하고, 상기 다이어프램의 압력센서홀의 대항하는 면에 배치된 반도체형 스트레인게이지와 상기 스트레인게이지의 입출력을 수신하고 연결하는 회로기판부로 구성되며, 상기 회로기판부와 상기 스트레인게이지의 연결은 와이어를 사용하지 않고 플립칩 실장기술 등으로 직접 연결된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a pressure sensor module using a metal diaphragm and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention includes a diaphragm having a pressure sensor hole and a semiconductor strain disposed on an opposing surface of the pressure sensor hole of the diaphragm. It consists of a circuit board unit for receiving and connecting a gauge and the input and output of the strain gauge, the connection of the circuit board unit and the strain gauge is characterized in that it is directly connected by flip chip mounting technology without using a wire.

본 발명에 따르면, 스트레인게이지와 회로기판부가 직접 연결됨에 따라서, 압력센서모듈의 크기를 소형화 할 수 있고, 제조공정이 단순하여 생산성이 향상되고, 와이어가 끊어질 염려가 없어 내구성을 증가할 수 있고, 또한 와이어 연결에 따른 이물질 투입을 방지할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, as the strain gage and the circuit board part are directly connected, the size of the pressure sensor module can be miniaturized, the manufacturing process is simple, productivity is improved, and there is no fear of breaking the wire, thereby increasing durability. In addition, there is an advantage that can prevent the introduction of foreign substances due to the wire connection.

압력센서는 시스템에서 압력을 측정하는 소자로서 공업계측,자동제어,의료, 자동차 엔지니어,환경제어, 전기용품 등 그 용도가 다양하고, 폭넓게 사용되는 센서이다. 압력센서의 측정원리는 변위,변형 등을 이용하여 많은 종류가 실용화되고 있다. 최근에는 반도체 기술의 발달과, 마이크로머시닝 기술의 발달로 소형화되고, 복합화 되고 있는 추세이며, 시장에서는 특히 의료기기나, 소형 복합기기 등에 활용되기 위하여 소형화와 압력센서의 내구성을 지속적으로 요구하고 있다.The pressure sensor is a device that measures pressure in the system, and is widely used for various purposes such as industrial measurement, automatic control, medical care, automotive engineers, environmental control, and electrical appliances. The measuring principle of the pressure sensor has been practically used in many kinds by using displacement, deformation, and the like. In recent years, due to the development of semiconductor technology and the development of micromachining technology, it has been miniaturized and complexed, and the market continues to demand miniaturization and durability of pressure sensors in order to be used in medical devices and small composite devices.

압력센서의 유형에는 부로돈관이나 벨로우즈를 사용한 기계식 압력센서와 스트레인게이지를 사용한 압저항형 전자식 압력센서나, 두 개 물체 간의 정전용량의 변위를 측정하는 용량형의 전자식 압력센서 등이 있다. 특히 스트레인게이지를 사용한 압저항형 센서는 성능이나 가격의 측면에서 우위에 있어 가장 많이 사용되고 있는 추세이다. Types of pressure sensors include mechanical pressure sensors using bullodon tubes or bellows, piezoresistive electronic pressure sensors using strain gauges, or capacitive electronic pressure sensors that measure displacement of capacitance between two objects. In particular, piezoresistive sensors using strain gauges are the most used in terms of performance and price.

스트레인은 변형도 또는 변형률을 나타내는 용어로서, 어느 물체가 인장 또는 압축을 받을 때 원래의 길이에서 늘어나거나 줄어든 길이를 비율로 표시한 것으로서, 토목공학, 기계공학, 항공공학, 전자공학 등 구조물이나 기계요소의 해석을 다루는 분야에서 구조물이나 기계요소가 외부의 힘을 받아 변형이 발생할 때 사용하는 용어이고, 스트레인 게이지는 이러한 스트레인에 의하여 구조물이 변형되는 상태와 그 양을 측정하기 위하여 구조물의 표면에 부착하는 게이지로서, 구조물이 변형되는 양을 저항으로 변화하여 측정하는 전기식 스트레인게이지와 변형되는 구조물의 거리변화를 기계적으로 측정하는 기계식 스트레인게이지가 있다. Strain is a term used to describe strain or strain, which is the ratio of the length of a body that is stretched or shortened from its original length when it is subjected to tension or compression.It is a structure or machine such as civil engineering, mechanical engineering, aeronautical engineering, or electronic engineering In the field dealing with the analysis of elements, a term used when a structure or mechanical element is deformed due to external force, and a strain gauge is attached to the surface of the structure to measure the state and amount of deformation of the structure by such strain. As gauges, there are an electric strain gauge for measuring the amount of deformation of the structure by changing the resistance and a mechanical strain gauge for measuring the distance change of the structure to be deformed.

전기식 스트레인게이지의 소자는 저항 변화가 큰 금속을 사용하거나 반도체를 사용하게 되는데, 저항 변화가 큰 금속을 사용하는 경우에는 절연체 위에 와어어 또는 포일 형태로 저항선을 만들어서 저항을 측정하고, 반면에 반도체 스트레인 게이지는 실리콘의 단결정으로 만들어져 있다. The device of the electric strain gauge uses a metal with a large resistance change or a semiconductor. When using a metal with a large resistance change, the resistance is measured by forming a resistance wire in the form of a wire or foil on the insulator, while the semiconductor strain The gauge is made of a single crystal of silicon.

스트레인게이지의 감도는 게이지율(G)로 표현하고, G=(△R/R)/(△l/l)로 표현되고, 이때 게이지의 저항변화율을 △R/R, 스트레인의 변화율 △l/l로 표시된다. 게이지율이 높을수록 게이지의 감도는 높은 것이 되며, 스트레인의 변화율이 적으면서 저항변화율이 높을수로 스트레인게이지의 감도는 좋게 나오게 된다. The sensitivity of the strain gauge is expressed by gage rate (G), and G = (ΔR / R) / (Δl / l), where the resistance change rate of the gauge is ΔR / R, strain rate Δl / It is indicated by l. The higher the gauge rate, the higher the sensitivity of the gauge. The smaller the rate of change of the strain, the higher the rate of change of resistance.

반도체 스트레인게이지는 다른 유형의 스트레인게이지에 비해서, 게이지율(G)가 높아서 감도가 좋으며, 안정성이 뛰어나며, 소형화가 용이한 장점을 가지고 있다. Compared with other types of strain gauges, semiconductor strain gauges have advantages of high gauge rate (G), high sensitivity, excellent stability, and easy downsizing.

스트레인게이지를 이용한 압력센서모듈을 구성하기 위해서는 스트레인게이지의 출력과, 기준전압과 전원을 스트레인게이지와 연결을 해야하는데, 이에 대해서는 기존에는 와이어본딩 기법을 사용해서 스트레인게이지와 외부 회로기판을 연결하게 된다.In order to compose the pressure sensor module using strain gauge, the output of strain gauge, reference voltage and power should be connected to strain gauge. In this case, the strain gauge is connected to the external circuit board using wire bonding technique. .

도면 1은 기존의 압력센서모듈의 제조방식인 와이어본딩을 사용한 압력센서모듈을 보여주고 있는데, 외부압력을 응력으로 변환하는 다이어프램(200)과 다이어프램의 압력전달홀(210)의 대항하는 면(220)에 부착된 스트레인게이지(300)와, 압력센서모듈이 탑재될 외부 보드에 연결하기 위해서 전원과 기준전압과 출력신호를 전달하는 회로기판(400)과 상기 스트레인게이지와 회로기판을 연결하기 위한 와이어를 나타내고 있다.1 shows a pressure sensor module using wire bonding, which is a manufacturing method of a conventional pressure sensor module, wherein the diaphragm 200 and the pressure transfer hole 210 of the diaphragm convert the external pressure into stress 220. Strain gauge (300) attached to the circuit board, a circuit board (400) for transmitting power and a reference voltage and an output signal to connect to an external board on which the pressure sensor module is mounted, and a wire for connecting the strain gauge and the circuit board. Indicates.

도면 1과 같은 기존의 압력센서모듈은 와이어를 사용하는 와이어본딩 기법을 사용한 연결구조를 취하게 되는 결과로, 외부의 압력이 가해질 때의 인장 스트레스와 진동 등으로 와이어가 쉽게 손상될 수 있고, 와이어 연결작업으로 인하여 소형화하기가 어려워지는 문제점이 있고, 와이어 자체에 저항성분과 인덕턴스성분이 내재되어 있고, 생산된 압력센서모듈에서 와이어의 길이가 길고 짧음에 따라 와이어에 내재된 저항성분과 인덕턴스성분은 차이가 나고, 또한 와이어의 제품사양에 따라서도 저항성분과 인덕턴스성분의 차이가 나서 생산된 압력센서모듈 각각이 압력측정의 오차가 발생할 소지가 있고, 습도나 이물질에 쉽게 노출되는 문제점이 발생하여 압력센서모듈의 내구성이 줄어드는 문제점이 있다. As a result of the conventional pressure sensor module as shown in Figure 1 to take a connection structure using a wire bonding technique using a wire, the wire can be easily damaged due to tensile stress and vibration when an external pressure is applied, wire There is a problem that it is difficult to miniaturize due to the connection work, the resistance component and inductance component is inherent in the wire itself, and the resistance component and inductance component inherent in the wire are different as the length of the wire is long and short in the produced pressure sensor module. In addition, depending on the product specification of the wire, the difference between the resistance and inductance components may cause errors in the pressure measurement of each of the produced pressure sensor modules. There is a problem that the durability is reduced.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 생산공정이 단순하고, 내구성이 우수하며, 압력감도가 균일하며 소형화가 가능한 압력센서모듈을 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to solve this problem, to provide a pressure sensor module that the production process is simple, excellent durability, uniform pressure sensitivity and miniaturization.

본 발명의 다른 목적은 생산공정이 단순하고 내구성이 우수하며 압력감도가 균일하며 소형화가 가능한 압력센서모듈의 제조방법을 제공하기 위한 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a pressure sensor module that is simple in production process, excellent in durability, uniform in pressure sensitivity, and miniaturized.

본 발명의 이러한 목적은 외부의 압력을 측정하는 압력센서모듈로서,This object of the present invention is a pressure sensor module for measuring the external pressure,

외부의 압력을 수신하는 오목부(이하 '압력전달홀'이라 한다)를 가지는 'ㄷ'자형 다이어프램과 상기 다이어프램에서 상기 압력전달홀의 대항하는 위치에 배치되어 전기적인 접촉이 가능한 도전성패드(이하 '제 1도전성패드'이라 한다)를 가지고 전기적신호를 입출력 할 수 있는 반도체형 스트레인게이지와 제 1 면과 상기 제 1 면에 대항하는 제 2면을 가지며, 상기 제 1면에는 상기 제 1도전성패드에 대응하는 위치에 배치된 하나 이상의 도전성패드(이하 '제 2도전성패드'이라 한다)가 위치하여 상기 스트레인게이지의 입출력신호를 전기적으로 연결하는 회로기판부를 포함하며 상기 회로기판부의 상기 제 1도전성패드에 솔더범프가 안착되고, 상기 제 1면의 제 2도전성패드를 상기 제 1도전성패드에 용착되도록 함으로써 상기 회로기 판과 상기 스트레인게이지가 전기적으로 접속되는 압력센서모듈에 의하여 달성된다. 'D'-shaped diaphragm having a recess for receiving external pressure (hereinafter referred to as a' pressure transfer hole ') and a conductive pad disposed at a position opposite to the pressure transfer hole in the diaphragm to allow electrical contact A semiconductor strain gage capable of inputting and outputting an electrical signal, and having a first surface and a second surface opposite to the first surface, wherein the first surface corresponds to the first conductive pad. One or more conductive pads (hereinafter referred to as 'second conductive pads') disposed at positions including a circuit board portion electrically connecting the input / output signals of the strain gauge are soldered to the first conductive pads of the circuit board portion. The bumps are seated and the second conductive pads of the first surface are welded to the first conductive pads so as to deposit the circuit board and the strain. It is not achieved by the electrical pressure sensor module is connected to.

본 발명의 이러한 목적은 메탈로 된 다이어프램을 'ㄷ'자형의 압력센서홀을 구비하도록 하는 제 1단계와 전도성패드(이하 '제 1도전성패드'이라 한다)를 가진 반도체형 스트레인게이지(300)를 준비하는 제 2 단계와 상기 다이어프램의 압력센서홀의 대항하는 면에 부착성이 있는 절연성 물질을 도포하는 제 3단계와 상기 제 3단계에서 절연성 물질을 도포한 표면에, 상기 제 2단계에서 준비한 스트레인게이지를 부착하는 제 4 단계와 제 1 면과 상기 제 1 면에 대항하는 제 2면을 가지며 상기 제 1면에는 상기 제 1도전성패드에 대응하는 위치에 배치된 도전성패드(이하 '제 2도전성패드'이라 한다)가 위치하도록 회로기판을 준비하는 5 단계와 상기 제 1도전성패드에 솔더범퍼를 형성하고, 플립칩 실장기술을 사용해서, 상기 제 4단계에서 준비된 반도체형 스트레인게인지의 제 1도전성패드와 상기 5단계에서 준비된 회로기판의 제 2도전성패드를 용착하여 밀착하는 제 6단계를 포함하는 압력센서모듈의 제조방법으로서 달성된다. The object of the present invention is to provide a semiconductor strain gage 300 having a first step and a conductive pad (hereinafter referred to as a 'first conductive pad') to have a metal diaphragm having a 'c' shaped pressure sensor hole. The strain gauge prepared in the second step is prepared on the second step of the preparation and the third step of applying the insulating material having an adhesive on the opposing surface of the pressure sensor hole of the diaphragm and the surface on which the insulating material is applied in the third step. And a fourth step of attaching the first surface and a second surface facing the first surface, wherein the first surface has a conductive pad disposed at a position corresponding to the first conductive pad (hereinafter referred to as 'second conductive pad'). A step of preparing a circuit board and forming a solder bumper on the first conductive pad, and using a flip chip mounting technique, a semiconductor strip prepared in the fourth step. It is achieved a method for manufacturing a pressure sensor module comprising a sixth step of contact with engagement of the first and that the conductive pad prepared circuit welding a second conductive pad of the substrate in the step 5.

본 발명에 따른 반도체 스트레인게이지형 압력센서모듈과 그 제조방법은 스트레인게이지와 회로기판이 직접 회로기판과 스트레인게이지가 플립칩 본딩기법으로 융착됨으로써, 기존의 와이어본딩 기법에 비하여, 내구성이 우수하고, 또한 와 이 연결을 고려할 필요가 없고 직접 밀착제조가 가능하므로 소형화가 가능하며, 와이어에 의한 저항성분의 고려가 필요치 않아 감도가 균일하게 유지할 수 있으며, 습도나 이물질에 노출되지 않아 안정성을 제공할 수 있는 장점이 있다. In the semiconductor strain gauge type pressure sensor module and a method of manufacturing the same according to the present invention, since the strain gauge and the circuit board are directly fused to the circuit board and the strain gauge by a flip chip bonding method, the durability is superior to the conventional wire bonding technique. In addition, it is not necessary to consider this connection, and it can be manufactured in close contact, and it can be miniaturized, and it is not necessary to consider the resistance component by the wire, so that the sensitivity can be maintained uniformly, and it can provide stability by not being exposed to humidity or foreign substances. There is an advantage.

따라서 기존 배경기술에서 스트레인게이지와 회로기판을 연결시에 와이어 본딩을 사용함으로써 유발되는 다양한 문제점을 해결할 수 있다. Therefore, in the background art, various problems caused by the use of wire bonding when connecting the strain gauge and the circuit board can be solved.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 더욱 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. The above objects, features, and advantages will become more apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings, and as such, those skilled in the art to which the present invention pertains may share the spirit of the present invention. It will be easy to implement. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예를 보여주는 압력센서모듈이다. 도 2에 따르면 압력센서모듈은 'ㄷ'자형의 다이어프램(200)과, 다이어프램의 압력센서홀(210)에 대항하는 면에 부착된 반도체형 스트레인게이지(300)와, 스트레인게이지와 연결되어 상기 압력센서모듈이 탑재된 보드에 연결되기 위하여 사용되는 회로기판부(400) 로 구성된다. 각각의 구성요소를 상세히 살펴보도록 한다. 2 is a pressure sensor module showing an embodiment of the present invention. According to FIG. 2, the pressure sensor module is connected to the strain gauge and the semiconductor strain gauge 300 attached to a surface of the 'c'-shaped diaphragm 200, which faces the pressure sensor hole 210 of the diaphragm. It consists of a circuit board 400 used to be connected to the board on which the sensor module is mounted. Let's take a closer look at each of the components.

도 2에 따른 다이어프램(200)은 메탈형 다이어프램으로서, 스트레인강 다이어프램으로 구성할 수 있다. 상기 다이어프램은 'ㄷ'자형으로 되어 있고, 외부의 압력을 수신할 수 있는 압력센서홀(210)을 가지고, 이 압력센서홀(210)에 외부의 압력이 수신되게 되는데, 외부의 압력에 따라서 상기 다이어프램은 외형의 변형이 일어나고, 이 외형의 변형이 스트레인게이지(300)의 저항이 변화하여 압력을 감지할 수 있도록 되어 있다.The diaphragm 200 according to FIG. 2 is a metal type diaphragm and may be formed of a strained steel diaphragm. The diaphragm has a 'c' shape and has a pressure sensor hole 210 capable of receiving external pressure, and an external pressure is received in the pressure sensor hole 210 according to the external pressure. The diaphragm is deformed in appearance, and the deformation of the diaphragm is such that the resistance of the strain gauge 300 is changed to sense the pressure.

도 2에 따른 스트레인게이지(300)는 반도체형 스트레인게이지로서, 도 7에는 반도체형 스트레인게이지의 예를 보여주고 있다. 반도체형 스트레인게이지는 실리콘 단결정으로 이루어져 있으며, 다이어프램(200)의 외형의 변화에 따라서, 반도체형 스트레인게지의 저항의 변화와, 이에 따른 출력 값의 변화가 생기게 구성된다. 도 7에 구성된 반도체형 스트레인게이지는 폭이 약 0.8 mm 이며, 높이가 1.8 mm 이며, 두께는 약 10 um ~ 50 um 정도로 구성된다. 스트레인게이지를 구성하는 방법은 도 7에서와 같이 입력전원(VIN:310)과 기준전원(GND:320)과 출력전원(VOut:330)을 포함하며, 상기 입력전원과 상기 기준전원과 상기 출력전원의 관계를 회로로 구성하면 도 7의 좌측도면의 회로가 구성된다. 도 7의 예에 따라서는, VIN 과 GND는 스트레인게이지의 입장에서는 외부 회로나 보드 등으로부터 인가되어야 하는 입력이 되고, 스트레인게이지의 저항의 변화에 따라서 변화하는 VOUT은 출력으로서 구 성된다. 도 7에서 살펴본바와 같이, VIN,VOUT,GND 신호는 외부와의 연결을 위하여 , VIN,VOUT,GND 신호의 말단에 도전성 패드(이하 '제 1전도성패드'이라 한다)를 구성할 수 있다. 스트레인게이지의 구성형태는 도면 7과 같은 실시 예 뿐 아니라, 안정적인 출력감도 확보를 위하여, 휘스톤브리지형태의 회로를 구성할 수도 있고, VOUT 신호의 개수를 하나 이상으로 구성할 수 있다. 물론, 사용하고자 하는 스트레인게이지가 하나가 아니라 여러 개인 경우에도, VOUT 신호의 개수가 하나인 경우와 동일하게 입출력 패드를 구성할 수 있다. The strain gauge 300 according to FIG. 2 is a semiconductor strain gauge, and FIG. 7 shows an example of a semiconductor strain gauge. The semiconductor strain gage is made of a silicon single crystal, and according to the change of the external shape of the diaphragm 200, the change in the resistance of the semiconductor strain gage and the change in the output value thereof are generated. The semiconductor strain gage of FIG. 7 has a width of about 0.8 mm, a height of 1.8 mm, and a thickness of about 10 um to 50 um. The method for configuring the strain gauge includes an input power source (VIN: 310), a reference power source (GND: 320), and an output power source (VOut: 330) as shown in FIG. 7, and the input power source, the reference power source and the output power source are as shown in FIG. When the relationship between is constructed by a circuit, the circuit of the left figure of FIG. According to the example of FIG. 7, VIN and GND are inputs to be applied from an external circuit, a board, or the like from the viewpoint of strain gauges, and VOUT, which changes according to the change of the resistance of the strain gauges, is configured as an output. As shown in FIG. 7, the VIN, VOUT, and GND signals may form a conductive pad (hereinafter, referred to as a “first conductive pad”) at the ends of the VIN, VOUT, and GND signals for connection with the outside. In addition to the embodiment shown in FIG. 7, the strain gage may be configured to have a Wheatstone bridge type circuit to secure stable output sensitivity, and may include one or more VOUT signals. Of course, even if the strain gauges to be used are not one but several, the input / output pads may be configured in the same way as the number of VOUT signals is one.

반도체형 스트레인게이지(300)는 다이어프램(200)의 압력센서홀(210)의 대항하는 면(220)에 위치하게 되는데, 상기 반도체형 스트레인게이지를 다이어프램(200)에 배치하기 위해서는 절연성이면서 부착성인 있는 접착제를 사용해서 다이어프램(200)에 반도체형 스트레인게이지(300)를 부착할 수 있다. The semiconductor strain gauge 300 is located on the surface 220 opposite the pressure sensor hole 210 of the diaphragm 200. In order to arrange the semiconductor strain gauge on the diaphragm 200, the semiconductor strain gauge 300 may be insulative and adherent. The semiconductor strain gage 300 may be attached to the diaphragm 200 using an adhesive.

도 2에 따른 회로기판부(400)는 반도체형 스트레인게이지(300)의 입력과 출력인 VIN,GND,VOUT 등을 포함하여 압력센서모듈이 탑재될 외부보드와 연결하는 역할을 담당한다. 도 2에 따르면 회로기판부(400)에는 스트레인게이지(300)의 제 1도전성패드(310)와 대응하는 위치에 전도성 패드(420,이하 "제 2도전성패드"이라 한다)가 부착되어 플립칩 본딩 기법으로 상기 반도체형 스트레인게이지와 연결이 되며, 상기 제 2도전성패드(420)는 회로기판에서의 연결선 등을 통해서, 본 발명인 압력센서모듈이 탑재될 다른 외부보드와 연결이 되는 외부입출력패드(410,이하 "외 부입출력패드"이라 한다.)로 연결된다(도 2에는 하나의 외부입출력패드만 표시되어 있다.). 회로기판부(400)는 연성 PCB 재질인 Flexible PCB를 사용하여 구성하여, 다이어프램(200)에서 입력된 압력에 따라서 다이어프램의 형상이 변화할 때, 연성 PCB도 다이어프램의 변화와 함께 유연하게 변화하여 외부의 과도한 압력에 견딜 수 있는 회로기판부(400)를 구성할 수도 있다. 또한 회로기판부(400)는 스트레인게이지의 출력신호를 증폭시키는 증폭회로를 더 구성할 수도 있다. 증폭회로는 오피앰프를 포함 하는 RLC(Resistor-Inductor-Capacitor) 회로로 구성할 수 있으며, 증폭회로는 회로기판부의 1면(440) 또는 2면(450)에 배치될 수 있다. The circuit board unit 400 according to FIG. 2 is connected to an external board on which the pressure sensor module is mounted, including VIN, GND, and VOUT, which are inputs and outputs of the semiconductor strain gauge 300. Referring to FIG. 2, the conductive circuit pad 420 (hereinafter referred to as a “second conductive pad”) is attached to the circuit board 400 at a position corresponding to the first conductive pad 310 of the strain gauge 300 to flip chip bonding. The second type of conductive pad 420 is connected to the semiconductor strain gauge, and the second conductive pad 420 is connected to another external board on which the pressure sensor module of the present invention is mounted via a connection line on a circuit board. (Hereinafter, referred to as "external input / output pad") (only one external input / output pad is shown in FIG. 2). The circuit board 400 is configured by using a flexible PCB, which is a flexible PCB material. When the shape of the diaphragm changes according to the pressure input from the diaphragm 200, the flexible PCB also changes flexibly with the change of the diaphragm, thereby The circuit board part 400 that can withstand excessive pressure may be configured. In addition, the circuit board unit 400 may further configure an amplifier circuit for amplifying the output signal of the strain gauge. The amplifier circuit may be configured as a resistor-inductor-capacitor (RLC) circuit including an op amp, and the amplifier circuit may be disposed on one surface 440 or two surfaces 450 of the circuit board unit.

도 2에 따른 압력센서모듈은 플립칩 본딩 기법을 사용해서, 반도체형 스트레인게이지(300)와 회로기판부(400)가 연결된다. 플립칩 본딩기법은 소자가 형성되어 있는 칩에 미세한 솔더범퍼를 형성하고, 솔더범퍼가 형성된 면에 회로기판을 접합시켜 실장시키는 기술로서, 플립칩본딩기법을 사용하기 위한 제 1도전성패드(310)와 제 2도전성패드(420)는 일반적으로 알루미늄 합금이나, 그외 도전성을 가진 패드를 사용할 수 있다. 플립칩 본딩기법을 사용함으로써, 압력센서모듈의 크기를 줄일 수 있고, 공정을 단순화시킬 수 있으며, 기존의 와이어 기법에 비해서, 저항성분의 감소로 더욱더 안정적이며, 와이어의 손상에 따른 문제점을 예방할 수 있다. 플립칩 본딩기법을 사용하기 위해서는, 다이어프램(200)이 부착된 반도체형 스트레인게이지(300)의 입출력패드인 제 1도전성패드(310)에 솔더범퍼를 구성하고, 제 1도전성패드(310)에 대응하는 회로기판부의 제 2도전성패드(420)를 접합시키게 되는 데, 제 1도전성패드(310)와 제 2도전성패드(420)와 솔더범퍼와 연결성을 높이기 위해서, 상기 양 패드에 금속층을 부가할 수도 있다.In the pressure sensor module according to FIG. 2, the semiconductor strain gage 300 and the circuit board unit 400 are connected by using a flip chip bonding technique. The flip chip bonding technique is a technique of forming a fine solder bumper on a chip on which an element is formed, and bonding and mounting a circuit board on a surface on which the solder bumper is formed. A first conductive pad 310 for using a flip chip bonding technique is used. The second conductive pads 420 are generally made of aluminum alloy, but other conductive pads may be used. By using the flip chip bonding technique, the size of the pressure sensor module can be reduced, the process can be simplified, and compared with the conventional wire technique, the resistance is more stable with the reduction of the resistance component, and the problems caused by the wire damage can be prevented. have. In order to use the flip chip bonding technique, a solder bumper is formed on the first conductive pad 310, which is an input / output pad of the semiconductor strain gage 300 having the diaphragm 200, and corresponds to the first conductive pad 310. The second conductive pads 420 are bonded to each other, and a metal layer may be added to both pads in order to increase connectivity between the first conductive pads 310, the second conductive pads 420, and the solder bumper. have.

도 2에 따른 회로기판부(400)의 다양한 형태를 도 8에 평면도로 도시하고 있다. 도 8에는 3가지 유형을 예로서 나타내고 있으나, 도 8에 도시된 예 외에 다양한 형태로 회로기판부를 실시할 수 있다. 도 8에 따르면 회로기판부(400)에는 제 2도전성패드(420)와 외부입출력패드(410)가 있다. 제 2도전성패드(420)는 스트레인게이지(300)의 제 1도전성패드(310)와 용착되어 스트레인게이지와 전기적으로 연결되도록 구성되며, 외부입출력패드(410)는 상기 제 2도전성패드의 신호를 외부보드와 연결하기 위해서 구성된 패드이다. 특히 외부입출력패드(410)는 압력센서모듈이 탑재될 외부보드의 제조공정을 고려하여 패드의 타입을 크게 하거나, 변경할 수 있으며 상기 외부보드의 제조공정에 따라서는 제 1면 혹은 제 2면에 상기 외부입출력패드가 위치하도록 구성할 수 있다. 도 8a 는 'H' 형의 회로기판부(400)를 나타내어, 'H'형의 중앙부분의 회로기판부(400)의 제 1면에 제 2도전성패드(420)가 위치하고 중앙부분의 주위로, 회로기판부(400)의 제 2면에 외부입출력패드(410)가 구성되어 있으며 중앙부분의 위와 아래는 절단되어 회로기판이 없는 형태로 구성되어 있다. 도 8b 는 'ㅏ'형의 회로기판부(400)를 나타내고 있다. 도 8b에 따르면 회로기판부(400)의 제 1면에 제 2도전성패드(420)를 배치하고 회로기판부(400)의 제 2면에 외부입출력패드(410)가 배치된 구조인데, 상기 제 2도전성패드에 입출력 패드의 개수가 작은 경우에는 도 8b와 같이 구성하여 회로기판의 크기를 줄일 수도 있 다. 도 8c 는 회로기판부(400)의 또 다른 실시의 평면도를 나타내고 있는데, 도 8c에 따르면, 직사각형의 회로기판부(400)의 제 1면에 제2 도전성패드(420)와 회로기판부(400)의 제 2면에 외부입출력패드(410)가 위치하고 있다. 상기의 예에 따른 회로기판부(400)에서, 도 8의 예와는 달리, 외부입출력패드(410)의 위치를 스트레인게이지(300)가 부착되는 제 1면에도 물론 배치할 수 있다. 회로기판의 재질은 페놀이나, 에폭시 재질이나 연성재질일 수 있다. Various forms of the circuit board unit 400 according to FIG. 2 are shown in plan view in FIG. 8. Although three types are shown as examples in FIG. 8, the circuit board unit may be implemented in various forms in addition to the example illustrated in FIG. 8. Referring to FIG. 8, the circuit board 400 includes a second conductive pad 420 and an external input / output pad 410. The second conductive pad 420 is welded to the first conductive pad 310 of the strain gauge 300 to be electrically connected to the strain gauge, and the external input / output pad 410 is configured to externally output a signal of the second conductive pad. It is a pad configured to connect with the board. In particular, the external I / O pad 410 may increase or change the type of the pad in consideration of the manufacturing process of the external board on which the pressure sensor module is to be mounted, and according to the manufacturing process of the external board, The external I / O pad can be configured to be located. FIG. 8A shows the circuit board portion 400 of the 'H' type, where the second conductive pad 420 is positioned on the first surface of the circuit board portion 400 of the 'H' type central portion. The external input / output pads 410 are formed on the second surface of the circuit board part 400, and the upper and lower parts of the center part are cut and configured to have no circuit board. 8B illustrates a circuit board part 400 of a 'ㅏ' type. Referring to FIG. 8B, the second conductive pad 420 is disposed on the first surface of the circuit board 400, and the external I / O pad 410 is disposed on the second surface of the circuit board 400. When the number of input / output pads in the conductive pad is small, the size of the circuit board may be reduced as shown in FIG. 8B. FIG. 8C illustrates a plan view of another embodiment of the circuit board unit 400. According to FIG. 8C, the second conductive pad 420 and the circuit board unit 400 are formed on the first surface of the rectangular circuit board unit 400. The external input / output pad 410 is located on the second surface of the (). Unlike the example of FIG. 8, in the circuit board unit 400 according to the above example, the position of the external input / output pad 410 may be disposed on the first surface to which the strain gauge 300 is attached. The circuit board may be made of phenol, epoxy, or a flexible material.

도 3은 압력센서모듈의 또 다른 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 3에 따른 압력센서모듈은 'ㄷ'자형으로 된 다이어프램(200)과 다이어프램(200)의 압력센서홀(210)의 대항하는 면(220)에 절연성 물질을 사용하여 부착된 반도체형 스트레인게이지(300)와 상기 반도체형 스트레인게이지와 플립칩본딩 기술로 연결된 회로기판부(400)를 포함한다. 도 2에서 언급한 부분과 공통되는 부분은 제외하고 도 3의 각각의 특징을 중심으로 설명하도록 한다. 3 is a view showing another embodiment of the pressure sensor module. The pressure sensor module according to FIG. 3 is a semiconductor strain gauge attached to the diaphragm 200 having a 'c' shape and an insulating material attached to an opposing surface 220 of the pressure sensor hole 210 of the diaphragm 200 ( 300 and a circuit board unit 400 connected by the semiconductor strain gage and flip chip bonding technology. Except for the parts common to those mentioned in FIG. 2, the following description will focus on the respective features of FIG. 3.

도 3에 따른 회로기판부(400)는 반도체형 스트레인게이지(300)가 부착되는 부분이 식각된 형태(420)의 회로기판부을 나타내고 있다. 회로기판부(400)가 반도체 스트레인게이지와 밀착되도록 구성하기 위해, 회로기판를 식각하도록 구성할 수 있다. 이렇게 회로기판을 식각함으로써, 스트레인게이지가 회로기판에 밀착되어, 외부의 충격에 좀 더 안정적인 압력센서모듈을 구성할 수도 있다. 에칭방식에 따라서 식각을 할 수 있으며, 회로기판은 양면 기판뿐 아니라 다층 기판을 사용해 서 구성할 수도 있다. 도 3에 따른 회로기판부(400)의 다양한 형태는 도 8에 평면도로 도시하고 있다. 도 8에 따르면 회로기판부의 형태는 'H'형 형태(도 8a)와 'ㅏ'형 형태(도 8b), 그리고 직사각형 형태(도 8c)등이 있는데, 도 3에 따라서 회로기판부를 식각하는 경우에는 도 8의 예에서 제 2도전성패드(420)가 있는 위치가 식각되도록 구성된다. 이렇게 제 2도전성패드(420)가 위치한 영역에 대해서만 식각됨으로써, 회로기판부(400)와 스트레인게이지(300)가 탑재된 다이어프램이 밀착되도록 구성할 수 있다. The circuit board part 400 according to FIG. 3 illustrates a circuit board part having a shape 420 in which a portion to which the semiconductor strain gage 300 is attached is etched. In order to configure the circuit board unit 400 to be in close contact with the semiconductor strain gauge, the circuit board unit 400 may be configured to etch the circuit board. By etching the circuit board in this way, the strain gauge can be in close contact with the circuit board, thereby forming a pressure sensor module more stable to external shock. Etching may be performed according to the etching method, and the circuit board may be configured using a multilayer board as well as a double-sided board. Various forms of the circuit board unit 400 according to FIG. 3 are shown in plan view in FIG. 8. According to FIG. 8, the circuit board part may have an 'H' shape (FIG. 8A), a 'ㅏ' shape (FIG. 8B), and a rectangular shape (FIG. 8C). In the case of etching the circuit board part according to FIG. 3. In the example of FIG. 8, the position where the second conductive pad 420 is located is etched. Thus, by etching only in the region where the second conductive pad 420 is located, the diaphragm on which the circuit board 400 and the strain gauge 300 are mounted may be in close contact with each other.

도 3에 따라서 회로기판부를 식각하는 경우에 대하여 살펴보면, 도 2에서 언급된 바와 같이, 반도체형 스트레인게이지의 두께는 10 ~ 50 um 정도에 해당하나, 이에 더하여, 솔더범퍼의 두께와, 제 1 도전성패드(310)와 제 2 도전패드(420)의 두께를 같이 고려하여야 하고 다이어프램(200)에 부착된 반도체형 스트레인게이지(300)의 넓이와 높이 이상으로 회로기판부(400)의 제 1면(440)을 식각한다. 식각된 면에, 제 2 도전성패드(420)를 부착하는 형태가 도 3의 형태이다. 도 3에 따라서 식각된 회로기판에 플립칩 본딩기법을 사용함으로써, 다이어프램(200)과 회로기판부(400)를 밀착되도록 구성할 수 있고, 이는 식각되지 않은 경우에, 갑작스러운 외부의 충격으로부터 플립칩본딩 부분이 파손될 우려가 있는데, 이러한 파손을 완화할 수 있는 장점을 가지게 된다. Referring to the case of etching the circuit board according to FIG. 3, as mentioned in FIG. 2, the thickness of the semiconductor strain gage is about 10 to 50 μm, in addition, the thickness of the solder bumper and the first conductivity. The thickness of the pad 310 and the second conductive pad 420 should be considered together, and the first surface of the circuit board 400 may be larger than the width and height of the semiconductor strain gauge 300 attached to the diaphragm 200. 440). 3, the second conductive pad 420 is attached to the etched surface. By using the flip chip bonding method on the circuit board etched according to FIG. 3, the diaphragm 200 and the circuit board part 400 can be configured to be in close contact, which, when not etched, flips from a sudden external impact. There is a risk that the chip bonding portion may be broken, which has the advantage of mitigating such breakage.

도 4는 또 다른 압력센서모듈의 형태를 나타내고 있는데, 도 4에 따른 압력 센서모듈은 다이어프램(200)과 다이어프램의 압력센서홀(210)의 대항하는 면(220)에 부착된 반도체형 스트레인게이지(300)와 상기 반도체형 스트레인게이지와 전기적으로 연결되고 외부의 보드와 전기적으로 연결될 수 있는 회로기판부(400)와 상기 다이어프램과 상기 스트레인게이지와 상기 회로기판부를 보호하여 외부의 노출로 인한 파손이나 충격으로부터 보호할 수 있는 하우징(100)과 상기 다이어프램의 압력센서홀을 보호하고, 외부 압력을 균일하게 인가해 줄 수 있도록 구성된 보호재(230)로 구성되어 있다. 도 4에 따른 실시 예 또한 도 4의 특징인 하우징(100)과 보호재(220)을 중심으로 설명하도록 한다. Figure 4 shows the form of another pressure sensor module, the pressure sensor module according to Figure 4 is a semiconductor strain gauge attached to the diaphragm 200 and the opposite surface 220 of the pressure sensor hole 210 of the diaphragm ( 300) and the circuit board part 400, which is electrically connected to the semiconductor strain gage, and may be electrically connected to an external board, and protects the diaphragm, the strain gauge and the circuit board part to prevent damage or impact due to external exposure. It consists of a housing (100) which can be protected from and a protective member (230) configured to protect the pressure sensor hole of the diaphragm and to apply external pressure uniformly. The embodiment according to FIG. 4 will also be described with reference to the housing 100 and the protective material 220 which are the features of FIG. 4.

도 4에 따른 하우징(100)은 다이어프램(200)과 회로기판부(400)의 모양에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어서 원통형이나 직육면체 형 등 본 발명인 압력센서모듈이 사용되는 환경에 따라서 그 모양은 다양하게 변할 수 있다. 상기 하우징은 다이어프램(200)과, 회로기판부(400) 그리고 반도체형 스트레인게이지(300)를 외부로부터 보호하는 역할을 담당하여, 사용 용도에 따라서는 방수가 될 수 있도록 처리할 수도 있다. 상기 하우징의 재질은 절연성 재질을 사용하여 외부와 도전에 따른 문제를 방지할 수 있으며, 필요에 따라서는 도전성 물질에 비 도전성 물질을 도포하는 형태로 구성할 수 있다. 상기 하우징과 상기 하우징에 의하여 보호되는 구성요소를 결합하는 방법은 접착제 등을 사용해서 결합할 수도 있고, 혹은 끼우기 홈이나 나사 등을 사용해서도 가능하다. The housing 100 according to FIG. 4 may vary depending on the shape of the diaphragm 200 and the circuit board unit 400. For example, the shape may vary depending on the environment in which the pressure sensor module of the present invention is used, such as a cylindrical or cuboid type. The housing serves to protect the diaphragm 200, the circuit board 400, and the semiconductor strain gauge 300 from the outside, and may be treated to be waterproof depending on the intended use. The material of the housing may use an insulating material to prevent problems caused by external and conductive, and may be configured in the form of applying a non-conductive material to the conductive material, if necessary. The method of joining the housing and the components protected by the housing may be combined using an adhesive or the like, or may be a fitting groove or a screw.

도 4에 따른 보호재(230)는 다이어프램(200)의 압력센서홀(210)의 내부에 위치한 것으로서, 상기 압력센서홀을 따라서 인가되는 압력이 기계적 압력인 경우에, 해당 기계적 압력이 압력센서홀의 일부 부위에만 압력이 인가되어 압력센서모듈의 압력감도가 불규칙적으로 측정되는 것을 방지하기 위하여 보호재를 사용할 수 있다. 보호재를 사용함으로써 기계적 외부압력을 압력센서홀의 수신면에 균일하게 분배할 수 있고, 해당 압력을 외부로 누설되지 않도록 하는 장점을 가지게 된다. 이러한 상기 보호재는 비교적 경질의 재질로서 절연성이 있는 물질로 구성되어, 상기 압력센서홀에 인가되는 압력이 다이어프램(200)의 압력센서홀(210)의 수신면 중 일부분에만 인가되어 압력이 편중되는 현상을 막을 수 있어 보다 안정적인 압력수신이 가능하다. The protective member 230 according to FIG. 4 is located inside the pressure sensor hole 210 of the diaphragm 200. When the pressure applied along the pressure sensor hole is a mechanical pressure, the corresponding mechanical pressure is a part of the pressure sensor hole. The pressure is applied only to the part, and a protective material may be used to prevent the pressure sensitivity of the pressure sensor module from being measured irregularly. By using a protective material, the mechanical external pressure can be evenly distributed to the receiving surface of the pressure sensor hole, and has the advantage of preventing the pressure from leaking to the outside. The protective material is made of a relatively hard material and an insulating material, and the pressure applied to the pressure sensor hole is applied only to a part of the receiving surface of the pressure sensor hole 210 of the diaphragm 200, thereby causing the pressure to be biased. It can prevent more stable pressure reception.

도 5와 도 6을 통해서 압력센서모듈의 제조방법에 대해서 살펴보도록 한다. The manufacturing method of the pressure sensor module will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5에 따른 압력센서모듈 제조방법은 메탈로 된 다이어프램(200)을 'ㄷ'자형의 압력센서홀(210)을 구비하도록 하는 제 1단계(S110)와 전도성패드(310,이하 '제 1도전성패드'이라 한다)를 가진 반도체형 스트레인게이지(300) 준비하는 제 2 단계(S120)와 상기 다이어프램의 압력센서홀의 대항하는 면에 부착성이 있는 절연성 물질을 도포하는 3단계(S130)와 상기 3단계에서 절연성 물질을 도포한 표면에, 상기 제 2단계에서 준비한 스트레인게이지를 부착하는 4 단계(S140)와 제 1 면과 상기 제 1 면에 대항하는 제 2면을 가지며 상기 제 1면에는 상기 제 1도전성패드에 대응하는 위치에 배치된 하나 이상의 도전성패드(420,이하 '제 2도전성패드'이라 한다)가 위치하도록 한 회로기판을 준비하는 5 단계(S150)와 상기 제 1도전성패드에 솔더범퍼를 형성하고, 플립칩 실장기술을 사용해서, 상기 제 4단계에서 준비된 반도체형 스트레인게인지의 제 1도전성패드와 상기 5단계에서 준비된 회로기판의 제 2도전성패드(420)를 용착하여 밀착하는 제 6단계(S160)로 이루어진다.The pressure sensor module manufacturing method according to FIG. 5 includes a first step (S110) and a conductive pad 310 (hereinafter referred to as 'first conductivity') in which the metal diaphragm 200 includes a 'c' shaped pressure sensor hole 210. A second step (S120) of preparing a semiconductor strain gage 300 having a pad type and a third step (S130) of applying an adhesive insulating material to an opposing surface of the pressure sensor hole of the diaphragm (S130) and the third step. On the surface coated with the insulating material in the step, the step 4 attached to the strain gauge prepared in the second step (S140) and the first surface and the second surface opposite to the first surface and the first surface Step 5 of preparing a circuit board having at least one conductive pad (420, hereinafter referred to as a second conductive pad) disposed at a position corresponding to the conductive pad (S150) and a solder bumper on the first conductive pad And flip chip mounting technology Used in, it comprises a first step 6 (S160) to contact welding by the semiconductor-type strain to whether the first conductive pad and the second conductive pads 420 of the circuit board prepared in the above step 5, prepared in the fourth step.

도 6은 또 다른 압력센서모듈의 제조방법에 관한 것이다. 도 6에 따른 압력센서모듈의 제조방법은 메탈로 된 다이어프램(200)을 'ㄷ'자형의 압력센서홀(210)을 구비하도록 하는 제 1단계(S210)와 전도성패드(310,이하 '제 1도전성패드'이라 한다)를 가진 반도체형 스트레인게이지(300)를 준비하는 제 2 단계(S220)와 상기 다이어프램의 압력센서홀의 대항하는 면에 부착성이 있는 절연성 물질을 도포하는 3단계(S230)와 상기 3단계에서 절연성 물질을 도포한 표면에, 상기 제 2단계에서 준비한 스트레인게이지를 부착하는 4 단계(S240)와 제 1 면과 상기 제 1 면에 대항하는 제 2면을 가지며 상기 제 1면에는 상기 제 1도전성패드에 대응하는 위치에 배치된 하나 이상의 도전성패드(420,이하 '제 2도전성패드'이라 한다)가 위치하고, 제 1 면과 상기 제 1 면에 대항하는 제 2면을 가지며, 상기 제 1면은 상기 제 2면을 향하여 식각되고 상기 제 1도전성패드에 대응하는 위치에 배치된 도전성패드(이하 '제 2도전성패드'이라 한다)가 위치한 회로기판을 준비하는 제 5 단계(S250)와 상기 제 1도전성패드에 솔더범퍼를 준비하고, 플립칩 실장기술을 사용해서, 상기 제 4단계에서 준비된 반도체형 스트레인게인지의 제 1도전성패드와 상기 5단계에서 준비된 회로기판의 제 2도전성패드(420)를 용착하여 밀착하는 제 6단계(S260)로 구 성된다. 6 relates to a method of manufacturing another pressure sensor module. The manufacturing method of the pressure sensor module according to FIG. 6 includes a first step S210 and a conductive pad 310 to form a metal diaphragm 200 having a 'c' shaped pressure sensor hole 210. A second step (S220) of preparing a semiconductor strain gage 300 having a conductive pad ", and a third step (S230) of applying an adhesive insulating material to an opposite surface of the pressure sensor hole of the diaphragm; On the surface coated with the insulating material in the third step, the fourth step (S240) for attaching the strain gauge prepared in the second step and the first surface and the second surface facing the first surface and the first surface One or more conductive pads 420 (hereinafter referred to as 'second conductive pads') disposed at positions corresponding to the first conductive pads are disposed, and have a first surface and a second surface facing the first surface. The first side is etched toward the second side A fifth step (S250) of preparing a circuit board on which a conductive pad (hereinafter referred to as a “second conductive pad”) disposed at a position corresponding to the first conductive pad is prepared, and a solder bumper is prepared on the first conductive pad. A sixth step of welding and contacting the first conductive pad of the semiconductor strain gauge prepared in the fourth step and the second conductive pad 420 of the circuit board prepared in the fifth step by using a flip chip mounting technique. S260).

도 6에 따라서 제조된 압력센서모듈은 스트레인게이지와 회로기판이 밀착되도록 구성할 수 있어서, 외부충격 등으로부터 보다 안정적으로 대응할 수 있으며, 플립칩 실장기술을 사용하여 소형화가 가능한 장점이 있다. The pressure sensor module manufactured according to FIG. 6 may be configured such that the strain gauge and the circuit board are in close contact with each other, so that the pressure sensor module may be more stably coped with from external shocks, and may be miniaturized using flip chip mounting technology.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings.

도 1은 기존의 압력센서모듈의 실시 예를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a conventional pressure sensor module.

도 2는 플립칩 본딩기법을 사용하여 구성된 압력센서모듈의 일 실시 예를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a pressure sensor module constructed using a flip chip bonding technique.

도 3은 플립칩 본딩기법과 함께 회로기판을 식각하여 구성된 압력센서모듈의 일 실시 예를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a pressure sensor module configured by etching a circuit board together with a flip chip bonding technique.

도 4는 하우징(100)과 보호재(230)를 사용하여 구성된 압력센서모듈의 일 실시 예를 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing an embodiment of the pressure sensor module configured using the housing 100 and the protective material 230.

도 5는 압력센서모듈 제조방법의 일 예를 나타낸 플로차트이다.5 is a flowchart illustrating an example of a pressure sensor module manufacturing method.

도 6은 압력센서모듈 제조방법을 나타낸 또 다른 일 예를 표현한 플로차트이다. 6 is a flowchart representing another example of a method of manufacturing a pressure sensor module.

도 7은 스트레인게이지의 일 예를 나타낸 평면도이다.7 is a plan view illustrating an example of a strain gauge.

도 8(도 8a,8b,8c)은 회로기판부의 실시 형태의 예를 나타낸 평면도이다. 8 (8A, 8B, 8C) are plan views showing examples of embodiments of the circuit board portion.

- 주요 도면부호에 대한 설명 -Description of the major reference numerals

100 : 하우징100: housing

200 : 다이어프램200: diaphragm

210 : 압력센서홀210: pressure sensor hole

220 : 스트레인게이지 부착면220: strain gage attachment surface

230 : 보호재230: protective material

300 : 스트레인게이지300: strain gauge

310 : 제 1도전성패드310: first conductive pad

400 : 회로기판부400: circuit board

410 : 외부입출력패드410: external input and output pad

420 : 제 2도전성패드420: second conductive pad

440 : 제 1면440: first page

450 : 제 2면450: second page

Claims (9)

외부의 압력을 측정하는 압력센서모듈로서,Pressure sensor module to measure the external pressure, 외부의 압력을 수신하는 오목부(이하 '압력전달홀'이라 한다)를 가지는 'ㄷ'자형 다이어프램,'C'-shaped diaphragm having a recess for receiving external pressure (hereinafter referred to as a' pressure transfer hole '), 상기 다이어프램에서 상기 압력전달홀의 대항하는 위치에 배치되어 전기적인 접촉이 가능한 도전성패드(이하 '제 1도전성패드'이라 한다)를 가지고 전기적신호를 입출력 할 수 있는 반도체형 스트레인게이지,A semiconductor strain gauge which is disposed at a position opposite to the pressure transfer hole in the diaphragm and has an electrically conductive pad (hereinafter referred to as a 'first conductive pad') capable of inputting and outputting an electrical signal; 제 1 면과 상기 제 1 면에 대항하는 제 2면을 가지며, 상기 제 1면에는 상기 제 1도전성패드에 대응하는 위치에 배치된 하나 이상의 도전성패드(이하 '제 2도전성패드'이라 한다)가 위치하여 상기 스트레인게이지의 입출력신호를 전기적으로 연결하는 회로기판부를 포함하며, One or more conductive pads (hereinafter referred to as 'second conductive pads') having a first surface and a second surface opposed to the first surface, wherein the at least one conductive pad is disposed at a position corresponding to the first conductive pad. A circuit board positioned to electrically connect an input / output signal of the strain gauge, 상기 회로기판부의 상기 제 1도전성패드에 솔더범프가 안착되고, 상기 제 1면의 제 2도전성패드를 상기 제 1도전성패드에 용착되도록 함으로써 상기 회로기판과 상기 스트레인게이지가 전기적으로 접속되는 압력센서모듈Solder bumps are seated on the first conductive pads of the circuit board part, and the second sensor pads of the first surface are welded to the first conductive pads to electrically connect the circuit boards and the strain gauges. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 회로기판부는 연성기판(Flexible PCB)인 것을 특징으로 하는 압력센서모듈 The circuit board unit is a pressure sensor module, characterized in that the flexible PCB (Flexible PCB). 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 회로기판부는 상기 압력센서모듈이 장착될 외부보드와의 전기적 연결을 위해서, 상기 제 1면 또는 상기 제 2면에 전기적 접촉이 가능한 하나 이상의 외부입출력 패드(이하 '외부입출력패드'이라 한다)를 더 포함한 압력센서모듈 The circuit board unit may include one or more external input / output pads (hereinafter referred to as “external input / output pads”) capable of making electrical contact with the first surface or the second surface for electrical connection with an external board on which the pressure sensor module is to be mounted. More pressure sensor module 청구항 3에 있어서,The method of claim 3, 상기 제 1면 또는 제 2면에는 상기 스트레인게이지의 출력신호를 수신하고 이를 증폭하는 증폭회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서모듈 The first or second surface of the pressure sensor module, characterized in that it further comprises an amplifier circuit for receiving the output signal of the strain gauge and amplify it 청구항 3에 있어서, The method of claim 3, 상기 회로기판부는 상기 제 1면이 상기 제 2면을 향하여 식각되는 것을 특징으로 하는 압력센서모듈. The circuit board unit is a pressure sensor module, characterized in that the first surface is etched toward the second surface. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 압력센서모듈은 The pressure sensor module 상기 다이어프램과 상기 스트레인게이지와 상기 회로기판부를 수용하여, 외부의 노출과 충격으로부터 보호하기 위한 하우징을 더 포함하는 압력센서모듈 The pressure sensor module further includes a housing for accommodating the diaphragm, the strain gauge, and the circuit board part to protect against external exposure and impact. 청구항 6에 있어서, The method according to claim 6, 상기 다이어프램의 상기 압력센서홀의 압력편차를 줄이기 위하여 상기 다이어프램의 압력전달홀에 보호재가 도포되는 것을 특징으로 하는 압력센서모듈 Pressure sensor module characterized in that the protective material is applied to the pressure transfer hole of the diaphragm in order to reduce the pressure deviation of the pressure sensor hole of the diaphragm. 반도체형 스트레인게이지를 사용한 압력센서모듈의 제조방법에 있어서,In the manufacturing method of the pressure sensor module using a semiconductor strain gauge, 메탈로 된 다이어프램을 'ㄷ'자형의 압력센서홀을 구비하도록 하는 제 1단계,The first step of having the metal diaphragm with a 'c' shaped pressure sensor hole, 전도성패드(이하 '제 1도전성패드'이라 한다)를 가진 반도체형 스트레인게이지(300)를 준비하는 제 2 단계와 , A second step of preparing a semiconductor strain gauge 300 having a conductive pad (hereinafter referred to as a 'first conductive pad'), 상기 다이어프램의 압력센서홀의 대항하는 면에 부착성이 있는 절연성 물질을 도포하는 제 3단계,A third step of applying an adhesive insulating material to an opposing surface of the pressure sensor hole of the diaphragm, 상기 제 3단계에서 절연성 물질을 도포한 표면에, 상기 제 2단계에서 준비한 스트레인게이지를 부착하는 제 4 단계,A fourth step of attaching the strain gauge prepared in the second step to the surface coated with the insulating material in the third step, 제 1 면과 상기 제 1 면에 대항하는 제 2면을 가지며 상기 제 1면에는 상기 제 1도전성패드에 대응하는 위치에 배치된 도전성패드(이하 '제 2도전성패드'이라 한다)가 위치하도록 회로기판을 준비하는 5 단계,A circuit having a first surface and a second surface opposed to the first surface and having a conductive pad (hereinafter referred to as a “second conductive pad”) disposed at a position corresponding to the first conductive pad on the first surface. 5 steps to prepare the substrate, 상기 제 1도전성패드에 솔더범퍼를 형성하고, 플립칩 실장기술을 사용해서, 상기 제 4단계에서 준비된 반도체형 스트레인게인지의 제 1도전성패드와 상기 5단계에서 준비된 회로기판의 제 2도전성패드를 용착하여 밀착하는 제 6단계를 포함하는 압력센서모듈의 제조방법 A solder bumper is formed on the first conductive pad, and the first conductive pad of the semiconductor strain gauge prepared in the fourth step and the second conductive pad of the circuit board prepared in the fifth step are prepared using flip chip mounting technology. Method of manufacturing a pressure sensor module comprising a sixth step of welding and close 반도체형 스트레인게이지를 사용한 압력센서모듈의 제조방법에 있어서,In the manufacturing method of the pressure sensor module using a semiconductor strain gauge, 메탈로 된 다이어프램을 'ㄷ'자형의 압력센서홀을 구비하도록 하는 제 1단계,The first step of having the metal diaphragm with a 'c' shaped pressure sensor hole, 전도성패드(이하 '제 1도전성패드'이라 한다)를 가진 반도체형 스트레인게이지(300) 준비하는 제 2 단계와 , A second step of preparing a semiconductor strain gauge 300 having a conductive pad (hereinafter referred to as a 'first conductive pad'), 상기 다이어프램의 압력센서홀의 대항하는 면에 부착성이 있는 절연성 물질을 도포하는 제 3단계,A third step of applying an adhesive insulating material to an opposing surface of the pressure sensor hole of the diaphragm, 상기 제 3단계에서 절연성 물질을 도포한 표면에, 상기 제 2단계에서 준비한 스트레인게이지를 부착하는 제 4 단계,A fourth step of attaching the strain gauge prepared in the second step to the surface coated with the insulating material in the third step, 제 1 면과 상기 제 1 면에 대항하는 제 2면을 가지며, 상기 제 1면은 상기 반도체형 스트레인게이지(300)가 수용될 부분만큼 상기 제 2면을 향하여 식각되고 상기 제 1도전성패드에 대응하는 위치에 배치된 도전성패드(이하 '제 2도전성패드'이라 한다)가 위치한 회로기판을 준비하는 제 5 단계,It has a first surface and a second surface opposed to the first surface, the first surface is etched toward the second surface by a portion to accommodate the semiconductor strain gage 300 and corresponds to the first conductive pad A fifth step of preparing a circuit board on which conductive pads (hereinafter referred to as 'second conductive pads') disposed at positions of 상기 제 1도전성패드에 솔더범퍼를 준비하고, 플립칩 실장기술을 사용해서, 상기 제 4단계에서 준비된 반도체형 스트레인게인지의 제 1도전성패드와 상기 5단계에서 준비된 회로기판의 제 2도전성패드를 용착하여 밀착하는 제 6단계를 포함하는 압력센서모듈의 제조방법  The solder bumper is prepared on the first conductive pad, and the first conductive pad of the semiconductor strain gauge prepared in the fourth step and the second conductive pad of the circuit board prepared in the fifth step are prepared using flip chip mounting technology. Method of manufacturing a pressure sensor module comprising a sixth step of welding and close
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