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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Beschleunigungssensor,
wie er bei Airbag-, Antiblockier-Bremssystemen sowie Navigationssystemen
in Kraftfahrzeugen oder anderen Verbrauchergerätschaften verwendet wird.
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In
der letzten Zeit sind viele Kraftfahrzeuge mit einem Airbagsystem
ausgestattet worden. Bei einer der wesentlichen Vorrichtungen, aus
denen das Airbagsystem gebildet ist, handelt es sich um einen Beschleunigungssensor
zum Detektieren eines Aufpralls. Bei dem Beschleunigungssensor handelt
es sich um eine Sensorvorrichtung, die die auf ein Objekt wirkende
Beschleunigung in ein elektrisches Signal umwandelt und dieses dann
abgibt.
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Zur
Zeit sind Beschleunigungssensoren meist als elektronische Vorrichtung
ausgebildet, die ein Halbleitersubstrat enthält, das durch fotolithografische
Verfahren, Ätzen,
Mikrobearbeitung sowie anderen Techniken gebildet wird. Im allgemeinen
beinhaltet ein solcher Beschleunigungssensor einen Beschleunigungsdetektorchip,
der eine Beschleunigung mißt
bzw. detektiert und diese als elektrisches Signal abgibt, sowie
einen Signalverarbeitungschip, der das Ausgangssignal von dem Beschleunigungsdetektorchip
verarbeitet, die Beschleunigung in numerische Daten oder dergleichen
umwandelt und diese abgibt.
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Zum
Erfüllen
der bestehenden Anforderungen hinsichtlich der Miniaturisierung
und geringer Kosten wird in der Zwischenzeit ein Beschleunigungssensor-Baustein
verwendet, der als Ersatz für ein
Metallgehäuse
in Harzmaterial eingekapselt ist.
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Die 10 und 11 zeigen einen Beschleunigungsdetektorchip,
der in einem Beschleunigungssensor vorgesehen ist. Dabei zeigt 10 eine Draufsicht, und 11 zeigt eine Schnittansicht
entlang der Linie C-C der 10.
Ein Beschleunigungs detektorchip ACg weist ein Halbleitersubstrat
SB auf, das auf seiner Oberfläche
einen Beschleunigungsdetektionsbereich AS besitzt. Dabei wird zum
Beispiel ein Siliziumsubstrat für
das Halbleitersubstrat SB verwendet.
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Der
Beschleunigungsdetektionsbereich AS beinhaltet eine bewegliche Elektrode
sowie zwei feststehende Elektroden FE1 und FE2, die die bewegliche
Elektrode ME umgebend angeordnet sind. Jede Seite sowie der Boden
der feststehenden Elektroden FE1 und FE2 sind an der Oberfläche des
Halbleitersubstrat SB befestigt, damit diese Elektroden nicht einfach
schwingen bzw. verlagert werden, wenn ein Aufprall auf den Beschleunigungsdetektorchip
ACg einwirkt.
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Andererseits
ist die bewegliche Elektrode ME an ihrem Boden größtenteils
nicht fixiert, sondern nur an ihrer Seite an dem Halbleitersubstrat
SB fixiert, so daß sie
bei einem Aufprall in der durch den Pfeil "P" in 10 dargestellten Richtung
in einfacher Weise schwingen kann.
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Auf
der Oberfläche
des Halbleitersubstrats SB sind eine mit der feststehenden Elektrode
FE1 verbundene Verdrahtungsschicht ILc, eine mit der feststehenden
Elektrode FE2 verbundene Verdrahtungsschicht ILd, eine mit der beweglichen
Elektrode ME verbundene Verdrahtungsschicht ILe sowie kontaktinselartige
Elektroden bzw. Flächenelektroden PDa
zum Drahtbonden ausgebildet, die mit den jeweiligen Verdrahtungsschichten
ILc bis ILe verbunden sind.
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Wenn
der auf diese Weise ausgebildete Beschleunigungsdetektorchip ACg
einen Aufprall in der in 10 durch
den Pfeil "P" dargestellten Richtung erfährt, wird
die Distanz zwischen der beweglichen Elektrode ME und der feststehenden
Elektrode FE1 oder FE2 vergrößert oder
vermindert. Dies führt
zu Schwankungen in dem elektrostatischen Kapazitätswert zwischen der beweglichen
Elektrode ME und der feststehenden Elektrode FE1 sowie dem elektrostatischen
Kapazitätswert
zwischen der beweglichen Elektrode ME und der feststehenden Elektrode
FE2. In Abhängigkeit
von dem Wert der Schwankungen in den Kapazitätswerten läßt sich somit die Beschleunigung
detektieren.
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12 veranschaulicht einen
Beschleunigungssensor, der durch Einkapseln eines Montageträgers DPc
(d.h. eines Trägersitzes
für die
Montage von Chips) in ein Harzgehäuse PK gebildet ist, wobei auf
dem Montageträger
DPc ein Beschleunigungsdetektorchip ACg und ein Signalverarbeitungschip
SCg zusammen mit Leitungen LD angebracht sind.
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Der
Beschleunigungsdetektorchip ACg und der Signalverarbeitungschip
SCg sind auf dem Montageträger
DPc mit einem isolierenden Klebstoff befestigt, wobei es sich zum
Beispiel um Silikonharz, Epoxyharz oder um bei niedriger Temperatur
schmelzendes Glasmaterial handelt.
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Der
Signalverarbeitungschip SCg ist mit einem Halbleitersubstrat ausgestattet,
das an seiner einen Oberfläche
eine Signalverarbeitungs-Verdrahtungsschicht, Schaltungselemente
und dergleichen aufweist (nicht gezeigt). Das heißt, 12 veranschaulicht einen
Beschleunigungssensor eines Typs nach Art eines Bausteins mit kleinem
Umriß (Small Outline
Package-Typ oder SOP-Typ).
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Auf
der Oberfläche
des Signalverarbeitungschips SCg sind Flächenelektroden PDb, die das
Ausgangssignal von Flächenelektroden
PDa des Beschleunigungsdetektorchips ACg erhalten, sowie Flächenelektroden
PDc ausgebildet, die das verarbeitete Signal über die Leitungen LD nach außen abgeben.
Ferner sind Bondverbindungsdrähte
WR vorgesehen, die aus Au oder dergleichen bestehen und die die
Flächenelektroden
mit den Leitungen LD sowie die Flächenelektroden miteinander
verbinden.
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Eine
Schutzabdeckung CPd ist auf dem Beschleunigungsdetektorchip ACg
angeordnet, um zu verhindern, daß das Harzmaterial beim Einkapseln mit
dem Harzgehäuse
PK an die Stelle der beweglichen Elektrode ME fließt. Die
Schutzabdeckung CPd ist leitfähig
und bewirkt auch eine Abschirmung des Beschleunigungsdetektionsbereichs
AS, wobei ein Erdungspotential von außen her über Flächenelektroden PDf angelegt
wird, die an einer anderen Stelle als die Schutzabdeckung CPd an
dem Beschleunigungsdetektorchip ACg angeordnet sind.
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Bei
dem herkömmlichen
Beschleunigungssensor, wie er in 12 dargestellt
ist, sind der Beschleunigungsdetektorchip ACg und der Signalverarbeitungschip
SCg in einer parallelen Anordnung nebeneinander auf dem Montageträger DPc
vorgesehen, so daß ein
großer
Montageträger
verwendet werden muß,
so daß es
schwierig wird, die Größe des Beschleunigungssensors
zu reduzieren. Bei den Bauteilen gemöß den 10 bis 12 handelt
es sich um einen firmeninternen Stand der Technik.
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Aus
der Druckschrift H. Lemme, Elektronik, Vol. 40, Nr. 23, S. 46 ff.,
November 1991 ist ein Beschleunigungsaufnehmer bekannt, bei welchem
eine beweglich aufgehängte
Polysiliciumplatte mit seitlichen Fingern derart zwischen auf dem
Substrat befindlichen festen Fingern angeordnet ist, daß Kondensatoren
gebildet werden, deren Kapazität
sich bei Bewegung des Sensorelementes ändert, womit eine Bewegung
detektiert werden kann. Dieser Druckschrift ist allerdings nicht
zu entnehmen, wie durch besonders kompakte Anordnung von Sensor
und Signalverarbeitungschip ein kleines und kostengünstiges
Bauteil erhalten werden kann.
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Die
DE 197 27 214 A1 offenbart
einen Halbleiterbeschleunigungssensor mit einem Halbleitersensorchip
und einem IC-Chip zum Verarbeiten des Signals von diesem Sensorchip,
wobei diese beiden Chips übereinander
angeordnet sind. Dabei sind aber Sensorchip und IC-Chip einzeln
voneinander angeordnete Bauteile, wodurch eine besondere Kompaktheit
des gesamten Halbleiterbeschleunigungssensors unmöglich gemacht
wird.
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Auch
aus den Druckschriften
JP
06 242 141 A ,
JP
04 332 868 A und
JP
08 015 300 A sind ähnliche
Beschleunigungssensoren bekannt, bei denen jeweils ein Sensorchip
auf einem Verarbeitungschip für
das Sensorsignal angeordnet ist. Die Sensoren gemäß dieser
Druckschriften teilen durch die Übereinanderanordnung
der beiden Chips den Nachteil, daß diese Chips jeweils für sich Platz
beanspruchen und deshalb eine besonders kompakte Bauweise des Sensors
unmöglich
machen.
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Die
EP 0 886 144 A1 zeigt
einen hermetisch versiegelten Sensor mit beweglicher Mikrostruktur, bei
welchem ein Sensorelement in einer hohlen hermetischen Struktur
eingeschlossen ist. Allein das Ausbilden dieser hermetischen Struktur
beansprucht dabei aber schon Raum, welcher einer möglichst kompakten
Bauweise entgegensteht.
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Die
US 5 734 106 offenbart einen
elektronischen Sensor, bei welchem eine Abdeckung mit Hilfe von
Beabstandungselementen einen Hohlraum für den Sensorchip und den Auswertungschip
schafft, wobei die Größe dieses
Hohlraumes durch die Beabstandungselemente sehr präzise eingestellt
werden kann. Auch hier stehen entstehende Hohlräume sowie die Beabstandungselemente
selbst einer besonders kompakten Bauweise im Wege.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Beschleunigungssensor
mit einem Beschleunigungsdetektorchip und einem Signalverarbeitungschip
anzugeben, bei dem durch eine verbesserte Anordnung dieser Chips
eine reduzierte Größe und somit
eine besonders kostengünstige
und platzsparende kompakte Bauweise ermöglicht wird.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Beschleunigungssensor
daher folgendes auf: einen Beschleunigungsdetektorchip mit einem
Beschleunigungsdetektionsbereich, der ein bewegliches Teil aufweist,
das sich in Abhängigkeit von
einer Beschleunigung verschiebt, so daß der Chip ein elektrisches
Signal in Abhängigkeit
von der Verschiebung des beweglichen Teils abgibt; einen Signalverarbeitungschip
mit einem Durchgangsloch und einer Schaltung zum Verarbeiten des
elektrischen Signals von dem Beschleunigungsdetektorchip; sowie
einen Montageträger,
mit dem der Beschleunigungsdetektorchip und der Signalverarbeitungschip
haftend verbunden sind, wobei der Beschleunigungsdetektorchip in
dem Durchgangsloch des Signalverarbeitungschips an dem Montageträger angeordnet
ist.
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Da
der Beschleunigungsdetektorchip in dem Durchgangsloch des Signalverarbeitungschips
angeordnet ist, läßt sich
die Fläche
des Montageträgers
im Vergleich zu einer Anordnung des Beschleunigungsdetektorchips
und des Signalverarbeitungschips parallel nebeneinander auf dem
Montageträger
reduzieren. Dadurch wird eine Reduzierung der Größe des Beschleunigungssensors
ermöglicht.
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Gemäß einem
Aspekt weist der Beschleunigungssensor ferner eine Abdeckung, die
mit dem Signalverarbeitungschip derart haftend verbunden ist, daß sie das
Durchgangsloch überdeckt,
sowie ein Harzumkapselungsgehäuse
auf, das zumindest einen Haftverbindungsbereich zwischen dem Signalverarbeitungschip
und der Abdeckung bedeckt bzw. umschließt.
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Aufgrund
des Harzumkapselungsgehäuses lassen
sich eine stärkere
Miniaturisierung sowie geringere Kosten als mit einem Metallgehäuse realisieren.
Ferner ist aufgrund der Abdeckung bei der Bildung des Harzumkapselungsgehäuses keine
Möglichkeit
gegeben, daß das
Harzmaterial in den Beschleunigungsdetektionsbereich des Beschleunigungsdetektorchips
hineinfließt.
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Vorzugsweise
weist der Beschleunigungsdetektorchip ferner eine Elektrode zum
Abgeben des elektrischen Signals auf, und der Signalverarbeitungschip
weist ferner eine Elektrodeneinrichtung auf, die über eine
Bondverbindungsdrahteinrichtung mit der Elektrodeneinrichtung des
Beschleunigungsdetektorchips verbunden ist.
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Gemäß einem
Aspekt ist bei dem Beschleunigungssensor die Abdeckung plattenartig
ausgebildet und weist um ihren Umfang eine Kerbung auf; eine elektrische
Verbindung zwischen dem Beschleunigungsdetektorchip und dem Signalverarbeitungschip
ist an der Kerbung gebildet, und ferner ist die Kerbung mit einem
isolierenden Material gefüllt.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
einen Beschleunigungssensor mit geringerer Dicke zu verwirklichen,
da die elektrische Verbindung zwischen dem Beschleunigungsdetektorchip
und dem Signalverarbeitungschip an der Kerbung gebildet wird, die um
den Umfang der plattenartigen Abdeckung herum angeordnet ist.
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Gemäß einem
Aspekt weist der Beschleunigungssensor ferner folgendes auf: eine
Abdeckung, die mit dem Beschleunigungsdetektorchip derart haftend
verbunden ist, daß sie
den Beschleunigungsdetektionsbereich des Beschleunigungsdetektorchips überdeckt;
und ein Harzumkapselungsgehäuse,
das zumindest einen Haftverbindungsbereich zwischen dem Beschleunigungsdetektorchip
und der Abdeckung abdeckt.
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Aufgrund
des Harzumkapselungsgehäuses lassen
sich eine stärkere
Miniaturisierung sowie geringere Kosten erzielen als bei einem Metallgehäuse. Außerdem besteht
aufgrund der Abdeckung bei der Bildung des Harzumkapselungsgehäuses keine Möglichkeit,
daß das
Harzmaterial in den Beschleunigungsdetektionsbereich des Beschleunigungsdetektorchips
hineinfließt.
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Vorzugsweise
weist der Beschleunigungsdetektorchip ferner eine Elektrodeneinrichtung
zum Abgeben des elektrischen Signals auf, und der Signalverarbeitungschip
weist ferner eine Elektrode auf, die über einen Bonddraht mit der
Elektrode des Beschleunigungsdetektorchips verbunden ist.
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Die
Erfindung wird in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung
mit den Begleitzeichnungen näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Perspektivansicht
eines Beschleunigungssensors gemäß einem
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 und 3 Schnittansichten des Beschleunigungssensors
der 1;
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4 eine Perspektivansicht
eines Beschleunigungssensors gemäß einem
zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
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5 und 6 Schnittansichten des Beschleunigungssensors
der 4;
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7 eine Perspektivansicht
eines Beschleunigungssensors gemäß einem
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
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8 und 9 Schnittansichten des Beschleunigungssensors
der 7;
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10 eine Draufsicht auf einen
herkömmlichen
Beschleunigungsdetektorchip;
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11 eine Schnittansicht des
Beschleunigungsdetektorchips; und
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12 eine Draufsicht auf einen
herkömmlichen
Beschleunigungssensor.
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Nachfolgend
werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung ausführlich
beschrieben.
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Erstes bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
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Die 1 bis 3 zeigen in schematischer Weise einen
Beschleunigungssensor gemäß einem
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Dabei zeigt 1 eine
Perspektivansicht, 2 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie A1-A1 der 1, und 3 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie B1-B1 der 1.
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Der
Beschleunigungssensor weist einen Montageträger DPa und Leitungen LD auf.
Wie bei dem eingangs beschriebenen Beschleunigungsdetektorchip ACg
sind ein Beschleunigungsdetektorchip ACa, der einen Beschleunigungsdetektionsbereich
AS aufweist, sowie ein Signalverarbeitungschip SCa auf dem Montageträger DPa
angebracht.
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Der
Beschleunigungsdetektorchip ACa und der Signalverarbeitungschip
SCa sind auf dem Montageträger
DPa mit einem isolierenden Klebstoff, wie zum Beispiel Silikonharz,
Epoxyharz oder einem bei niedriger Temperatur schmelzenden Glasmaterial, befestigt.
Der Montageträger
DPa, die Leitungen LD, der Beschleunigungsdetektorchip ACa und der
Signalverarbeitungschip SCa sind in ein Harzumkapselungsgehäuse PK eingekapselt.
Aus Gründen
der Einfachheit sind die Leitungen LD, die mit den Leitungen LD
verbundenen Bonddrähte
WR und das Harzumkapselungsgehäuse
PK in 1 nicht dargestellt.
Dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel
zeigt ebenfalls einen Beschleunigungssensor nach Art eines Bausteins
mit kleinem Umriß (SOP-Typ),
wie dies auch bei dem in 12 gezeigten
herkömmlichen
Beschleunigungssensor der Fall ist.
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Der
Beschleunigungsdetektorchip ACa weist auf seiner Oberfläche kontaktinselartige
Elektroden bzw. Flächenelektroden
PDa zum Abgeben des elektrischen Signals von dem Beschleunigungsdetektionsbereich
AS auf. Der Signalverarbeitungschip SCa weist auf seiner Oberfläche Flächenelektroden
PDb zum Empfangen des Ausgangssignals von den Flächenelektroden PDa des Beschleunigungsdetektorchips
ACa sowie Flächenelektroden
PDc zum Abgeben des verarbeiteten Signals über die Leitungen LD nach außen auf.
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Wie
bei dem eingangs beschriebenen Signalverarbeitungschip SCg sind
eine Signalverarbeitungs-Verdrahtungsschicht, Schaltungselemente usw.
(nicht gezeigt) auf der Oberfläche
des Signalverarbeitungschips SCa ausgebildet. Die Verbindung zwischen
der Flächenelektrode
PDa und der Flächenelektrode
PDb sowie die Verbindung zwischen der Flächenelektrode PDc und den Leitungen
LD erfolgen durch Bonddrähte
WR, die zum Beispiel aus Au bestehen.
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Der
Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbeispiels unterscheidet
sich von dem in 12 gezeigten
herkömmlichen
Beschleunigungssensor in der Anordnung der beiden Chips. Genauer
gesagt, es ist der Beschleunigungsdetektorchip ACa in einem Durchgangsloch
HL1 angeordnet, das in dem Signalverarbeitungschip SCa ausgebildet
ist.
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Im
Vergleich zu einer Anordnung des Beschleunigungsdetektorchips und
des Signalverarbeitungschips parallel nebeneinander auf dem Montageträger läßt sich
hierdurch die Fläche
des Montageträgers
reduzieren. Es besteht somit die Möglichkeit einer Reduzierung
der Größe des Beschleunigungssensors.
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Es
ist darauf hinzuweisen, daß selbstverständlich keine
Schaltung für
die Signalverarbeitung in dem Bereich der Oberfläche des Signalverarbeitungschips
SCa ausgebildet ist, in dem sich das Durchgangsloch HL1 befindet.
Der Beschleunigungsdetektorchip ACa ist in 1 in einem gewissen Abstand von dem Signalverarbeitungschip
SCa angeordnet. Selbst wenn diese Chips in Berührung miteinander angeordnet
wären,
tritt insofern kein Problem auf, als die Isoliereigenschaft zwischen
ihren jeweiligen Schaltungen aufrechterhalten bleibt.
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Das
Durchgangsloch HL1 wird zum Beispiel folgendermaßen gebildet. Eine Schaltung
für die
Signalverarbeitung wird auf der Oberfläche des Signalverarbeitungschips
SCa ausgebildet, und die Oberfläche
wird mit einem Fotoresist oder dergleichen geschützt, woraufhin ein Ätzvorgang
von der Rückseite des
Signalverarbeitungschips SCa her erfolgt.
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Für diesen Ätzvorgang
wird ein fotolithografisches Verfahren verwendet. Das heißt, mit
dem Fotoresist wird eine Ätzmaske
gebildet und dann strukturiert, woraufhin der Signalverarbeitungschip
SCa einem Ätzmaterial
ausgesetzt wird.
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Gemäß dem ersten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist der Beschleunigungssensor auch eine Abdeckung CPa auf, die
das Durchgangsloch HL1 überdeckt,
um ein Fließen
des Harzes in den Beschleunigungsdetektionsbereich AS hinein bei
der Bildung des Harzumkapselungsgehäuses PK zu verhindern. In 1 ist die Abdeckung CPa
in unterbrochener Linie dargestellt, um das Innere des Durchgangslochs
HL1 zu zeigen.
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Die
Abdeckung CPa ist aus einem isolierenden Material gebildet, um keinen
Kurzschluß der
Verdrahtungsschichten und Schaltungen auf der Oberfläche des
Signalverarbeitungschips SCa zu verursachen, und die Abdeckung CPa
ist in der Nähe
des Durchgangslochs HL1 mittels eines isolierenden Klebstoffs, wie
zum Beispiel Silikonharz, Epoxyharz oder bei niedriger Temperatur
schmelzendem Glasmaterial, auf der Oberfläche des Signalverarbeitungschips
SCa haftend angebracht.
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Wenn
es erwünscht
ist, daß die
Abdeckung CPa auch die Funktion einer Abschirmung des Beschleunigungsdetektionsbereichs
AS übernimmt, kann
die Oberfläche
der Abdeckung CPa mit Ausnahme des mit dem Signalverarbeitungschip
SCa in Berührung
stehenden Bereichs mit einem leitfähigen Material überzogen
werden, wobei dies zum Beispiel durch Metallplattierung erfolgen
kann.
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Da
somit bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Beschleunigungsdetektorchip ACa
in dem Durchgangsloch HL1 des Signalverarbeitungschips SCa angeordnet
ist, läßt sich
die Größe des Beschleunigungssensors
im Vergleich zu einer Anordnung der Chips parallel nebeneinander
auf dem Montageträger
reduzieren.
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Zweites bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
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Bei
einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um eine Modifizierung des Beschleunigungssensors
des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels,
wobei die Unterschiede in der Position der Flächenelektroden auf dem Beschleunigungsdetektorchip
und dem Signalverarbeitungschip sowie in der Formgebung der Abdeckung bestehen.
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Die 4 bis 6 zeigen in schematischer Weise einen
Beschleunigungssensor gemäß einem zweiten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Dabei zeigt 4 eine
Perspektivansicht, 5 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie A2-A2 der 4, und 6 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie B2-B2 der 4. In den 4 bis 6 werden für Teile
mit der gleichen Funktion wie bei dem Beschleunigungssensor des
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels
wiederum die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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Der
Beschleunigungssensor weist einen Montageträger DPa sowie Leitungen LD
auf. Wie bei dem vorstehend beschriebenen Beschleunigungsdetektorchip
ACa sind ein Beschleunigungsdetektorchip ACb mit einem Beschleunigungsdetektionsbereich
AS sowie ein Signalverarbeitungschip SCb auf dem Montageträger DPa
angebracht. Der Beschleunigungsdetektorchip ACb und der Signalverarbeitungschip
SCb sind mit Klebestoff, wie zum Beispiel Silikonharz, auf dem Montageträger DPa
befestigt.
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Der
Signalverarbeitungschip SCb weist ein Durchgangsloch HL1 auf, und
der Beschleunigungsdetektorchip ACb ist in diesem angeordnet. Eine
Abdeckung CPb ist auf der Oberfläche
des Signalverarbeitungschips SCb derart ausgebildet, daß sie das Durchgangsloch
HL1 überdeckt.
Der Montageträger DPa,
die Leitungen LD, der Beschleunigungsdetektorchip ACb, der Signalverarbeitungschip
SCb und die Abdeckung CPb sind in ein Harzumkapselungsgehäuse PK eingekapselt.
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Aus
Gründen
der Einfachheit sind in 4 die
Leitungen LD, die mit den Leitungen LD verbundenen Bonddrähte WR sowie
das Harzumkapselungsgehäuse
PK nicht dargestellt, wobei die Abdeckung CPb in unterbrochenen
Linien dargestellt ist. Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel
veranschaulicht ebenso wie das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel
einen Beschleunigungssensor, der nach Axt eines Bausteins mit kleinem
Umriß (SOP-Typ)
ausgebildet ist.
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Der
Beschleunigungsdetektorchip ACb weist auf seiner Oberfläche Flächenelektroden
PDa zum Abgeben des elektrischen Signals von dem Beschleunigungsdetektionsbereich
AS auf. Der Signalverarbeitunschip SCb weist auf seiner Oberfläche Flächenelektroden
PDb zum Empfangen des Ausgangssignals von den Flächenelektroden PDa des Beschleunigungsdetektorchips
ACb sowie Flächenelektroden
PDc zum Abgeben des verarbeiteten Signals über die Leitungen LD nach außen auf.
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Wie
bei dem Signalverarbeitungschip SCa sind eine Signalverarbeitungs-Verdrahtungsschicht, Schaltungselemente
usw. (nicht gezeigt) auf der Oberfläche des Signalverarbeitungschips
SCb ausgebildet. Die Verbindung zwischen den Flächenelektroden PDa und den
Flächenelektroden
PDb sowie die Verbindung zwischen den Flächenelektroden PDc und den
Leitungen LD werden mittels Bonddrähten WR hergestellt, die zum
Beispiel aus Au bestehen.
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Im
Gegensatz zu der Abdeckung CPa des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels
handelt es sich bei der Abdeckung CPb des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels
um eine plattenartige Abdeckung, und um den Umfang der Abdeckung
CPb herum ist eine Vielzahl von Kerben NT angeordnet. An den Kerben
NT sind die Flächenelektroden
PDa und PDb durch die Bonddrähte
WR miteinander verbunden, und ein isolierendes Material IS mit hoher Viskosität füllt die
Kerben NT aus.
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Wie
unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 zu sehen ist, sind die
Flächenelektroden
PDa jeweils an den vier Ecken des Beschleunigungsdetektorchips ACb
vorgesehen, und die Flächenelektroden PDb
des Signalverarbeitungschips SCb, die mit den Flächenelektroden PDa verbunden
sind, sind jeweils in der Nähe
der vier Ecken des Durchgangslochs HL1 vorgesehen.
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Die
plattenartige Abdeckung CPb, um deren Umfang herum die Kerben angeordnet
sind, bewirkt eine effektive Reduzierung der Abdeckungshöhe im Vergleich
zu der Abdeckung CPa des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels, so daß sich ein
Beschleunigungssensor mit geringerer Dicke ergibt.
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Da
die Kerben NT mit dem isolierenden Material IS gefüllt sind,
besteht bei der Bildung eines Harzumkapselungsgehäuses keine
Möglichkeit,
daß das
Harzmaterial in den Beschleunigungsdetektionsbereich des Beschleunigungsdetektorchips
hineinfließt.
Es ist darauf hinzuweisen, daß aufgrund
der hohen Viskosität
das isolierende Material IS den Beschleunigungsdetektionsbereich
nicht erreicht.
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Wie
die Abdeckung CPa ist auch die Abdeckung CPb aus einem isolierenden
Material gebildet, um keinen Kurzschluß zwischen den Verdrahtungsschichten
oder Schaltungen auf dem Signalverarbeitungschip SCb zu verursachen,
und ferner ist die Abdeckung CPb mittels Klebstoff, wie zum Beispiel
Silikonharz, in der Nähe
des Durchgangslochs HL1 auf der Oberfläche des Signalverarbeitungschips
CB befestigt.
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Falls
es erwünscht
ist, daß die
Abdeckung CPb auch die Funktion einer Abschirmung des Beschleunigungsdetektionsbereichs
AS übernimmt, kann
die Oberfläche
der Abdeckung CPb mit Ausnahme des mit dem Signalverarbeitungschip
SCb in Berührung
stehenden Bereichs mit einem leitfähigen Material bedeckt werden,
wobei dies beispielsweise durch Metallplattierung erfolgen kann.
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Weitere
Konstruktionsmerkmale entsprechen denen des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels,
so daß eine
nochmalige Beschreibung derselben an dieser Stelle entbehrlich ist.
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Drittes bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
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Bei
einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um eine Modifizierung des Beschleunigungssensors
des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels,
das sich von letzterem lediglich dadurch unterscheidet, daß eine nur
einen Beschleunigungsdetektionsbereich überdeckende Abdeckung die das
Durchgangsloch überdeckende
Abdeckung ersetzt.
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Die 7 bis 9 veranschaulichen in schematischer Weise
einen Beschleunigungssensor gemäß einem
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Dabei zeigt 7 eine
Perspektivansicht, 8 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie A3-A3 der 7, und 9 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie B3-B3 der 7. In den 7 bis 9 werden wiederum die gleichen
Bezugszeichen für entsprechende
Teile verwendet, die die gleiche Funktion wie der Beschleunigungssensor
des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels
haben.
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Im
Gegensatz zu der Abdeckung CPa des Beschleunigungssensors des ersten
bevorzugten Ausführungsbeispiels
ist eine Abdeckung CPc des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels
auf einem Beschleunigungsdetektorchip ACa derart angeordnet, daß sie nur
einen Beschleunigungsdetektionsbereich AS überdeckt.
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Selbst
bei einer derartigen Ausbildung der Abdeckung besteht bei der Bildung
eines Harzumkapselungsgehäuses
keine Möglichkeit,
daß das Harzmaterial
in den Beschleunigungsdetektionsbereich AS des Beschleunigungsdetektorchips
ACa hineinfließt.
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Die
Abdeckung CPc ist wie im Fall der Abdeckdung CPa aus einem isolierenden
Material gebildet, um keinen Kurzschluß der Verdrahtungsschichten
oder Schaltungen auf dem Beschleunigungsdetektorchip ACa hervorzurufen,
und außerdem
ist die Abdeckung mittels eines Klebstoffs, wie zum Beispiel Silikonharz,
in der Nähe
des Beschleunigungsdetektionsbereichs AS auf der Oberfläche des
Beschleunigungsdetektorchips ACa befestigt.
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Wenn
es erwünscht
ist, daß die
Abdeckung CPc auch die Funktion einer Abschirmung des Beschleunigungsdetektionsbereichs
AS übernimmt, kann
die Oberfläche
der Abdeckung CPc mit Ausnahme des mit dem Beschleunigungsdetektorchip
ACa in Berührung
stehenden Bereichs in der gleichen Weise wie die Abdeckung CPa mit
einem leitfähigen Material
bedeckt werden, wobei dies zum Beispiel durch Metallplattierung
erfolgt.
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Weitere
Konstruktionsmerkmale entsprechen denen des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels,
so daß eine
nochmalige Beschreibung derselben entbehrlich ist.