DE19600541C2 - Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung - Google Patents
Halbleiter-BeschleunigungserfassungsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Halbleiter-Beschleunigungser
fassungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Eine derartige Beschleunigungserfassungsvorrichtung ist aus
der DE 41 27 979 A1 bekannt und ist beispielsweise an einem
sich bewegenden Körper wie einem Kraftfahrzeug zur Erfassung
einer auf diesen einwirkenden Beschleunigung befestigt.
Die US 53 43 731 offenbart einen Halbleiter-Beschleunigungs
messer, der ein anormales Verhalten erfassen kann, indem die
Spannung an einer Widerstandsmeßbrücke durch einen Komparator
mit einer von einer Spannungsquelle erzeugten Referenzspan
nung verglichen wird. Allerdings zeigt diese Druckschrift
keine mechanische Ausbildung des Beschleunigungsmessers.
Aus der DE 41 27 979 A1 ist ein Beschleunigungsmesser mit
einem Auslegeraufbau bekannt. Dabei ist eine Membran an einer
Seite auf einem Sockel befestigt, der sich auf einem Substrat
befindet. Die Membran, an deren anderer Seite ein Gewicht be
festigt ist, weist einen weggeätzten Teil auf, an dem eine
Meßwiderstandsbrücke angebracht ist.
Ein ähnlicher Beschleunigungsmesser ist aus der Veröffentli
chung "Mitsubishi Denki Giho", Bd.68, Nr.3, S.78-81 vom 25.
März 1994 bekannt.
Fig. 9 stellt eine derartige Halbleiter-Beschleunigungserfas
sungsvorrichtung dar. Gemäß Fig. 9 ist bei der bekannten
Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung ein Halblei
terchip 1 an einem Fuß oder einer Befestigungsunterlage 5 als
Ausleger an dessen Ende 1b befestigt. Auf diese Weise dient
das andere Ende 1c des Halbleiterchips 1 als freies Ende oder
Rand. Der Halbleiterchip 1 ist beispielsweise aus einem Halb
leitermaterial wie Silizium hergestellt und ist flexibel.
Außerdem ist der Halbleiterchip 1 durch den Fuß 5 an einem
Sockel 6 befestigt, der an einem zu messenden Objekt (oder
einem sich bewegenden Körper) derart zu befestigen ist, daß
er zum Erfassen einer Beschleunigung des Objekts verwendet
wird. Gemäß Fig. 9 besteht der Halbleiterchip 1 aus einem Ge
wichtsabschnitt 2, der an dessen als freies Ende dienendem
einen Ende 1c vorgesehen ist, einem dünnwandigen Abschnitt 3
und einem an dem dünnwandigen Abschnitt 3 vorgesehenen Deh
nungs-Meßstreifen 4. Der Dehnungs-Meßstreifen 4 ist über eine
Leitung 7 mit einer (nicht dargestellten) externen elektri
schen Schaltung verbunden. In diesem Zusammenhang sei be
merkt, daß der dünnwandige Abschnitt 3 durch Verringern der
Dicke eines Teils des Halbleiterchips 1 wie in dieser Figur
dargestellt ausgebildet ist, damit die Empfindlichkeit des
Dehnungs-Meßstreifens 4 zum Erfassen einer an dem Halbleiter
chip 1 auftretenden Dehnung bzw. Belastung verbessert wird.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der bekannten Halbleiter-
Beschleunigungserfassungsvorrichtung beschrieben. Wenn das
Objekt einer Beschleunigung a unterworfen ist, wirkt die Be
schleunigung a auch auf den Halbleiterchip 1 über den Sockel
6 und den Fuß 5. Falls m die Masse des Gewichtsabschnittes 2
bezeichnet, wird eine Kraft F = m a in dem Gewichtsabschnitt
2 erzeugt. Dieser Gewichtsabschnitt 2 ist auf eine solche
Weise ausgebildet, daß er eine Einheit mit dem dünnwandigen
Abschnitt 3 bildet und außerdem durch den dünnwandigen Ab
schnitt 3 getragen wird. Auf diese Weise wird eine der Kraft
F proportionale Dehnung in dem dünnwandigen Abschnitt 3 er
zeugt. Der Widerstand des Dehnungs-Meßstreifens 4 verändert
sich entsprechend dieser Dehnung. Deswegen wird die Beschleu
nigung, der das Objekt unterworfen ist, durch Umwandeln der
Veränderung des Widerstands des Dehnungs-Meßstreifens 4 in
ein elektrisches Signal erfaßt.
Wie vorstehend beschrieben wird bei der bekannten Halbleiter-
Beschleunigungserfassungsvorrichtung die Beschleunigung a,
der das Objekt unterworfen ist, zu dem Halbleiterchip 1 über
den Sockel 6 und den Fuß 5 übertragen. Deswegen ist die be
kannte Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung mit
den Problemen behaftet, daß in dem Fall, in dem die Verbin
dung oder das Haften zwischen dem Sockel 6 und dem Fuß 5 oder
zwischen dem Fuß 5 und dem Halbleiterchip 1 unvollständig
ist, die Beschleunigung a nicht genau zu dem Halbleiterchip 1
übertragen werden kann und außerdem eine derartige fehler
hafte Beschleunigung ohne Bemerken der Anormalität einer der
artigen Beschleunigung gemessen werden kann, und daß in dem
Fall, in dem der Fuß 5 vollständig von dem Sockel 6 oder dem
Halbleiterchip 1 abgelöst bzw. abgesplittert ist, die Be
schleunigung a überhaupt nicht erfaßt werden kann, obwohl das
Objekt tatsächlich der Beschleunigung a unterworfen ist.
Daher hat diese herkömmliche Beschleunigungserfassungsvor
richtung eine geringe Zuverlässigkeit.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die aus der
DE 41 27 979 A1 bekannte Beschleunigungserfassungsvorrichtung
derart weiterzubilden, daß deren Zuverlässigkeit verbessert
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Beschleuni
gungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Diese Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung kann
unmittelbar erfassen, daß ein Verbindungs- oder Haftabschnitt
zwischen einem Sockel und einem Fuß und bzw. oder zwischen
dem Fuß und einem Halbleiterchip unterbrochen ist (nämlich,
daß der Fuß von dem Sockel oder dem Halbleiterchip abgelöst
ist), und außerdem ein System oder eine Bedienungsperson im
voraus davon in Kenntnis setzen kann, daß die genaue Messung
einer zu messenden Beschleunigung wegen des Auftritts eines
derartigen Ablösens oder Abblätterns unmöglich wird.
In den Unteransprüchen 2 bis 10 sind vorteilhafte Ausgestal
tungen der Erfindung gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie
len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es
zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Halbleiter-Be
schleunigungserfassungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel
1 der Erfindung,
Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt, der den Aufbau der in
Fig. 1 dargestellten Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvor
richtung darstellt,
Fig. 3 ein Schaltbild, das den Aufbau einer Ersatzschaltung
einer Ablöse-Erfassungseinrichtung der in Fig. 1 dargestell
ten Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung dar
stellt,
Fig. 4 ein Schaltbild, das den Aufbau einer Ersatzschaltung
einer Ablöse-Erfassungseinrichtung gemäß einem anderen Aus
führungsbeispiel der Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvor
richtung der vorliegenden Erfindung, nämlich gemäß dem Aus
führungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 5 ein Schaltbild, das den Aufbau einer Ersatzschaltung
einer Ablöse-Erfassungsvorrichtung gemäß einem anderen Aus
führungsbeispiel der Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvor
richtung der vorliegenden Erfindung, nämlich gemäß dem vor
liegenden Ausführungsbeispiel 3 der Erfindung darstellt,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau der Halb
leiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß einem wei
teren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, nämlich
gemäß dem Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung
darstellt,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau der Halb
leiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß einem wei
teren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, nämlich
gemäß dem Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung
darstellt,
Fig. 8 ein Schaltbild, das den Aufbau einer Ersatzschaltung
einer Ablöse-Erfassungseinrichtung der in Fig. 7 dargestell
ten Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung dar
stellt, und
Fig. 9 einen Längsschnitt, der den Aufbau der intern bekann
ten Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung dar
stellt.
Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele der
Erfindung unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher be
schrieben.
Fig. 1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Gemäß dieser Figur ist in dem Fall gemäß diesem Ausführungs
beispiel eine als Leiteinrichtung dienende Elektrode 10, an
der ein Fuß 5 zum Tragen eines Halbleiterchips 1 als Ausleger
fest befestigt ist, auf einem Sockel 6 vorgesehen, der ein an
einem zu messenden Objekt zu befestigendes Substrat ist. Die
Elektrode 10 ist aus einem Dickfilmleiter gebildet, der bei
spielsweise aus AgPd oder AgPt oder dergleichen hergestellt
ist. Der Fuß 5 ist durch einen aus Silizium oder dergleichen
hergestellten Halbleiter gebildet und mechanisch und elek
trisch mit der Elektrode 10 durch Bonden mit einem leitenden
Haft- bzw. Klebemittel 9 wie in dieser Figur dargestellt ver
bunden. Außerdem sind auf ähnliche Weise der Fuß 5 und der
Halbleiterchip 1 mechanisch und elektrisch miteinander durch
Bonden mit einem leitenden Haft- bzw. Klebemittel 8 verbun
den. Übrigens stellen die leitenden Klebemittel 8 und 9 lei
tende Verbindungseinrichtungen gemäß diesem Ausführungsbei
spiel dar. Beispielsweise sind Epoxidharz-Klebemittel, zu de
nen Silberstaub bzw. -puder gemischt wird, für die leitenden
Klebemittel 8 und 9 geeignet. Jedoch sind die leitenden Kle
bemittel 8 und 9 nicht auf die vorstehend erwähnten Epoxid
harz-Klebemittel beschränkt. Jedes Material, das sowohl ver
bindbar als auch leitend ist, kann als die leitenden Klebe
mittel verwendet werden. Außerdem ist das Material des Fußes
5 nicht auf Halbleiter beschränkt. Der Fuß 5 kann beispiels
weise nämlich aus einem Leiter wie einem Metall hergestellt
sein. Wie vorstehend beschrieben werden die leitenden Klebe
mittel 8 und 9 als die leitende Verbindungseinrichtung ver
wendet. Auf diese Weise kann ein Herstellungsvorgang verein
facht und der Fuß 5 an der Elektrode 10 so fest gebondet wer
den, daß ein Ablösen oder ein Abblättern kaum auftritt, indem
die leitenden Klebemittel 8 und 9 auf sowohl die oberen und
unteren Oberflächen des Fußes 5 als auch die Oberfläche der
Elektrode 10 zugeführt werden und danach die leitenden Klebe
mittel 8 und 9 durch eine Wärmebehandlung ausgehärtet werden.
Außerdem sind gemäß Fig. 1 eine Leitung bzw. ein Draht 11,
der mit einer Konstantstromquelle 18 (siehe Fig. 2) verbunden
ist und zum Zuführen eines elektrischen Stroms von der Kon
stantstromquelle 18 verwendet wird, und eine Leitung bzw. ein
Draht 12 zum Verbinden des Halbleiterchips 1 mit einem Er
dungsanschluß 21 (siehe Fig. 2) bei der Vorrichtung vorgese
hen. Außerdem ist in dem Fall gemäß diesem Ausführungsbei
spiel ein Signalverarbeitungsschaltungsabschnitt 60 zum Um
wandeln einer Veränderung des Widerstands, die bei dem Deh
nungs-Meßstreifen 4 auftritt, in ein elektrisches Signal bei
einem Abschnitt 1a des seitlichen Fußteils des Halbleiter
chips 1 vorgesehen. Die anderen Bestandteile gemäß diesem
Ausführungsbeispiel sind ähnlich wie die entsprechenden Ele
mente der bekannten Vorrichtung gemäß Fig. 9. Deswegen ent
fällt nachstehend die Beschreibung derartiger Bestandteile.
Übrigens ist der Halbleiterchip 1 gemäß diesem Ausführungs
beispiel elektrisch und mechanisch mit dem Fuß 5 verbunden
und bildet oder dient als ein flexibler Ausleger zum Tragen
eines Gewichtsabschnitts 2. Außerdem dient der Dehnungs-Meß
streifen 4 als Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung zum Er
fassen einer Beschleunigung, der das Objekt ausgesetzt ist,
von einer Biegung des Gewichtsabschnitts 2, die entsprechend
der Beschleunigung verursacht wird, der das Objekt ausgesetzt
ist.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt zum Darstellen des Aufbaus
der Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß
Fig. 1 in Einzelheiten. Gemäß Fig. 2 besteht der Halbleiter
chip 1 aus einem p-Typ-Substrat 13, n⁻-Epitaxieschichten 14
und p-Typ-Isolationsschichten 20, von denen jede zwischen den
n⁻-Epitaxieschichten 14 vorgesehen ist. Außerdem sind Oxid
filme 15 zur Isolation auf dem Halbleiterchip 1 vorgesehen.
Elektroden 16 und 19 sind jeweils auf den Oxidfilmen 15 vor
gesehen. Die Elektrode 16 ist aus Aluminium hergestellt und
an die Leitung 11 angeschlossen. Die Elektrode 19 ist eben
falls aus Aluminium hergestellt und an die Leitung 12 ange
schlossen. Außerdem ist die gesamte obere Oberfläche des
Halbleiterchips 1, die die oberen Oberflächen der Oxidfilme
15 und die Elektroden 16 sowie 19 enthält, mit Glasschichten
17 zum Schützen dessen Oberfläche beschichtet, außer an deren
Abschnitten, die mit den Leitungen 11 und 12 oder dergleichen
zu verbinden sind. Außerdem ist wie vorstehend erwähnt die
Konstantstromquelle 18 zum Erzeugen eines elektrischen Stroms
daraus mit der Elektrode 16 verbunden. Die Elektrode 19 ist
mit dem Erdungsanschluß 21 über die Leitung 12 verbunden. In
diesem Fall bilden eine Stromversorgung 29, die Konstant
stromquelle 18 und der Erdungsanschluß 21 eine Ablöseerfas
sungs-Konstantstromquelleneinrichtung zum Leiten eines kon
stanten elektrischen Stromes über die Elektrode 10 des Soc
kels 6, des Fußes 5 und des Halbleiterchips 1.
Außerdem bezeichnen gemäß Fig. 2 Bezugszeichen R1, R2, R3 und
R4 den Widerstand des leitenden Klebemittels 9, den des Fußes
5, den des leitenden Klebemittels 8 und den des Abschnitts,
der aus dem p-Typ-Substrat 13 und der p-Typ-Isolationsschicht
20 besteht. Diese Bezugszeichen sind zur Vereinfachung der
Beschreibung in den Figuren aufgeführt.
Nachstehend wird die Arbeitsweise gemäß diesem Ausführungs
beispiel beschrieben. Übrigens ist die Arbeitsweise zum Er
fassen einer Beschleunigung des Objekts durch Verwendung des
Dehnungs-Meßstreifens 4 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ähn
lich zu der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise der bekann
ten Vorrichtung. Daher entfällt nachstehend die Beschreibung
eines Erfassens einer Beschleunigung des Objekts gemäß diesem
Ausführungsbeispiel. Deswegen wird nachstehend nur ein Ablö
se-Erfassungsvorgang (nämlich ein Vorgang eines Erfassens, ob
ein Ablösen oder Abblättern an dem Haftabschnitt zwischen dem
Sockel 6 und dem Fuß 5 und an dem Haftabschnitt zwischen dem
Fuß 5 und dem Halbleiterchip 1 auftritt oder nicht) beschrie
ben. Zunächst fließt gemäß Fig. 2 ein elektrischer Strom I0,
der ein aus der Konstantstromquelle 18 ausgegebener konstan
ter elektrischer Ablöse-Erfassungsstrom ist und zum Erfassen
eines Ablösens oder Abblätterns verwendet wird, über die
Elektrode 16 in die Leitung 11. Die Leitung 11 ist an die
Elektrode 10 derart angeschlossen, daß der elektrische Strom
I0 dann in die Elektrode 10 fließt. Daraufhin fließt der
Strom I0 aus der Elektrode 10 über das leitende Klebemittel 9
zu dem Fuß 5. Außerdem fließt der Strom I0 dann in das p-Typ-
Substrat 13 über das leitende Klebemittel 8. Das p-Typ-Sub
strat 13 ist an die Elektrode 19 über die p-Typ-Isolations
schicht 20 angeschlossen. Auf diese Weise fließt der Strom I0
dann in die Elektrode 19. Daraufhin fließt der Strom I0 zu
dem Erdungsanschluß 21 über die an die Elektrode 19 ange
schlossene Leitung 12. Wie vorstehend beschrieben fließt der
Strom I0 über den Fuß 5, das p-Typ-Substrat 13 usw. zu dem
Erdungsanschluß 21.
Jedoch wird in dem Fall, in dem sich der Fuß 5 von dem Sockel
6 ablöst, und/oder in dem Fall, in dem sich der Halbleiter
chip 1 von dem Fuß 5 ablöst, der Pfad unterbrochen, über den
der Strom I0 fließt. Infolgedessen fließt der Strom I0 nicht
zu dem Erdungsanschluß 21. Auf diese Weise kann ein Auftritt
eines Ablösens oder Abblätterns zwischen dem Fuß 5 und dem
Sockel 6 und/oder zwischen dem Halbleiterchip 1 und dem Fuß 5
durch Erfassen leicht erfaßt werden, ob der Strom I0 dazwi
schen fließt oder nicht.
Fig. 3 veranschaulicht den praktischen Aufbau einer Ablöse-
Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Abblätterns oder Ab
lösens durch Erfassen, ob der Strom I0 fließt oder nicht. Die
Ablöse-Erfassungseinrichtung 50A besteht aus einem Verglei
cher 26, der als Vergleichs-Beurteilungsabschnitt dient, und
einer Bezugs- bzw. Referenz-Spannungsquelle 27, die einen Be
zugs- bzw. Referenzspannungs-Generatorabschnitt zum Erzeugen
einer Bezugs- bzw. Referenzspannung Vref darstellt. Außerdem
ist die Ablöse-Erfassungseinrichtung 50A zusammen mit dem
vorstehend erwähnten Signalverarbeitungsschaltungsabschnitt
60 in dem Abschnitt 1a des seitlichen Fußteils des Halblei
terchips 1 angeordnet. Auf diese Weise ist in dem Fall gemäß
diesem Ausführungsbeispiel die Kombination der Beschleuni
gungs-Erfassungseinrichtung, die durch den Dehnungs-Meßstrei
fen 4 gebildet ist, und der Ablöse-Erfassungseinrichtung
durch einen einzelnen Halbleiterchip gebildet. Dadurch kann
die Größe der Vorrichtung verringert werden. In dieser Figur
bezeichnen Bezugszeichen 22, 23, 24 und 25 jeweils Wider
stände, die dem leitenden Klebemittel 9 (dessen Widerstand R1
ist), dem Fuß 5 (dessen Widerstand R2 ist), dem leitenden
Klebemittel 8 (dessen Widerstand R3 ist) und der Kombination
des p-Typ-Substrats 13 und der p-Typ-Isolationsschicht 20
entsprechen (übrigens ist der Widerstand dieser Kombination
R4). Außerdem werden eine Spannung I0 (R1 + R2 + R3 + R4),
die ein an den Widerständen 22 bis 25 erzeugter Spannungsab
fall ist, wenn der Strom I0 aus der Konstantstromquelle 18
über die Widerstände 22 bis 25 zugeführt wird, und die aus
der Bezugsspannungsquelle 27 ausgegebene Bezugsspannung Vref
in den Vergleicher 26 eingegeben. Dann stellt der Vergleicher
26 einen Vergleich dazwischen an und führt eine Beurteilung
aus. Außerdem gibt der Vergleicher 26 ein Vergleichs-Beurtei
lungssignal VCOM aus, das ein Ergebnis der Vergleichs-Beur
teilung darstellt.
Die Widerstände R1, R2, R3 und R4 der Widerstände 22 bis 25
hängen von deren Materialien und Aufbau ab. Falls der Strom
I0 und die Bezugsspannung Vref auf eine solche Weise einge
stellt werden, daß sie die folgende Ungleichung erfüllen:
I0 (R1 + R2 + R3 + R4) < Vref (1),
weist das Ausgangssignal aus dem Vergleicher 26 einen niedri
gen ("L"-) Pegel auf.
In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß, falls der Fuß 5 von
dem Sockel 6 abgetrennt wird, R1 gegen ∞ (unendlich) geht.
Daher erfüllen der Strom I0 und die Bezugsspannung Vref die
folgende Ungleichung:
I0 (R1 + R2 + R3 + R4) < Vref (2).
Infolgedessen weist das aus dem Vergleicher 26 ausgegebene
Vergleichs-Beurteilungssignal VCOM einen hohen ("H"-)Pegel
auf.
Falls sich außerdem der Fuß 5 auf ähnliche Weise von dem
Halbleiterchip 1 ablöst, geht R3 gegen ∞ (unendlich). Auf
diese Weise weist in diesem Fall das aus dem Vergleicher 26
ausgegebene Vergleichs-Beurteilungssignal VCOM einen hohen
Pegel auf.
In dem Fall gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn das
aus dem Vergleicher 26 ausgegebene Vergleichs-Beurteilungssi
gnal VCOM einen hohen Pegel aufweist, der Verbindungs- oder
Haftabschnitt zwischen dem Fuß 5 und dem Sockel 6 oder zwi
schen dem Fuß 5 und dem Halbleiterchip 1 unterbrochen (der
Fuß 5 löst sich nämlich von dem Sockel 6 oder dem Halbleiter
chip 1 ab), und auf diese Weise fließt der Strom I0 nicht da
durch. Deswegen kann ein diese Vorrichtung verwendendes Sy
stem oder eine Bedienungsperson ein Auftreten des Ablösens
dazwischen leicht und unmittelbar durch Überprüfen des Pegels
des aus dem Vergleicher 26 ausgegebenen Vergleichs-Beurtei
lungssignals VCOM erfassen. Außerdem kann verhindert werden,
daß eine fehlerhafte Beschleunigung des Objektes gemessen
wird, ohne daß die Anormalität einer derartigen Beschleuni
gung bemerkt wird.
Außerdem wird in dem Fall gemäß diesem Ausführungsbeispiel
die Vergleichs-Beurteilung zwischen dem an den Widerständen
22 bis 25 erzeugten Spannungsabfall und der Bezugsspannung
Vref unter Verwendung des Vergleichers 26 ausgeführt. Außer
dem wird entsprechend einem Ergebnis der Vergleichs-Beurtei
lung erfaßt, ob ein Ablösen oder Abblättern auftritt oder
nicht. Dadurch kann ein Ablösen oder Abblättern genau erfaßt
werden, obwohl die Widerstände auf eine solche Weise erzeugt
werden, daß sie bei dem Herstellvorgang die Widerstände Rl
bis R4 nicht mit einer hohen Genauigkeit aufweisen. Infolge
dessen kann der Herstellvorgang vereinfacht werden. Außerdem
kann die Vorrichtung mit geringen Kosten hergestellt werden.
Fig. 4 stellt den Aufbau eines anderen Beispiels für die Ab
löse-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Auftretens ei
nes Ablösens durch Erfassen dar, ob der elektrische Strom I0
fließt oder nicht, die bei der Halbleiter-Beschleunigungser
fassungsvorrichtung mit dem in Fig. 1 und 2 dargestellten
Aufbau vorgesehen ist. Gemäß Fig. 4 ist die Ablöse-Erfas
sungseinrichtung 50B gemäß diesem Ausführungsbeispiel, näm
lich gemäß Ausführungsbeispiel 2, mit einem Widerstand 28,
dessen Widerstand R0 ist, anstelle der Konstantstromquelle 18
gemäß Fig. 3 versehen. Außerdem bezeichnet in Fig. 4 Bezugs
zeichen 29 eine Spannungsversorgung, deren Versorgungsspan
nung Vcc ist. Die verbleibenden Bestandteile gemäß diesem
Ausführungsbeispiel sind ähnlich zu den entsprechenden Ele
menten des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3. In diesem Zu
sammenhang sei bemerkt, daß der Widerstand R0 und die Bezugs
spannung Vref auf eine solche Weise eingestellt werden, daß
sie die folgende Ungleichung erfüllen:
In diesem Fall wird in dem Vergleicher 26 ein Bruchteil der
Spannung der Versorgungsspannung Vcc der Spannungsversorgung
29, die durch Teilen der Spannung Vcc in zwei Bruchteile von
Spannungen in einem Verhältnis des Widerstandes 28 zu dem Ge
samtwiderstand der Widerstände 22 bis 25 erhalten wird, mit
der Bezugsspannung Vref verglichen. Dann wird ein Vergleichs-
Beurteilungssignal VCOM, das ein Ergebnis des Vergleichs (der
Beurteilung) darstellt, aus dem Vergleicher 26 ausgegeben.
Deswegen weist das aus dem Vergleicher 26 ausgegebene Ver
gleichs-Beurteilungssignal VCOM normalerweise den niedrigen
Pegel auf. Wenn sich der Fuß 5 jedoch von dem Sockel 6 ab
löst, wird der Widerstand Rl des leitenden Klebemittels 9 un
endlich. Falls die Ungleichung (3) abgeändert wird und R1 ge
gen ∞ (unendlich) geht, wird daher die folgende Ungleichung
erhalten.
Auf diese Weise weist das aus dem Vergleicher 26 ausgegebene
Vergleichs-Beurteilungssignal VCOM den hohen Pegel auf.
Außerdem wird, wenn sich der Fuß 5 von dem Halbleiterchip 1
ablöst, der Widerstand R3 des leitenden Klebemittels 8 unend
lich. Auf diese Weise weist das aus dem Vergleicher 26 ausge
gebene Vergleichs-Beurteilungssignal VCOM auf ähnliche Weise
den hohen Pegel auf.
Wenn das aus dem Vergleicher 26 ausgegebene Vergleichs-Beur
teilungssignal VCOM den hohen Pegel annimmt, ist wie vorste
hend beschrieben gemäß diesem Ausführungsbeispiel 2 auf ähn
liche Weise wie in dem Fall gemäß dem vorstehend beschriebe
nen Ausführungsbeispiel 1 der Verbindungs- oder Haftabschnitt
zwischen dem Fuß 5 und dem Sockel 6 und/oder zwischen dem Fuß
5 und dem Halbleiterchip 1 unterbrochen, der Fuß 5 löst sich
nämlich von dem Sockel 6 oder dem Halbleiterchip 1 ab. Auf
diese Weise kann ein die Vorrichtung verwendendes System oder
eine Bedienungsperson ein Auftreten des Ablösens dazwischen
leicht und unmittelbar durch Überprüfen des Pegels des aus
dem Vergleicher 26 ausgegebenen Vergleichs-Beurteilungssi
gnals VCOM erfassen. Außerdem kann verhindert werden, daß ei
ne fehlerhafte Beschleunigung des Objekts gemessen wird, ohne
daß die Anormalität einer derartigen Beschleunigung bemerkt
wird.
Außerdem weist dieses Ausführungsbeispiel einen solchen Auf
bau auf, durch den ein Ablösen oder ein Ablösen genau erfaßt
werden kann, obwohl die Genauigkeit der Widerstände R0 bis R4
der Widerstände 22 bis 25 und 28 nicht so hoch ist. Infolge
dessen kann der Herstellvorgang vereinfacht werden. Außerdem
kann die Vorrichtung mit geringen Kosten hergestellt werden.
Fig. 5 stellt den Aufbau eines weiteren Beispiels für die Ab
löse-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Auftritts eines
Ablösens durch Erfassen dar, ob der elektrische Strom I0
fließt oder nicht, die bei der Halbleiter-Beschleunigungser
fassungsvorrichtung mit dem Aufbau gemäß Fig. 1 und 2 vorge
sehen ist. Gemäß Fig. 5 ist die Ablöse-Erfassungseinrichtung
50C gemäß diesem Ausführungsbeispiel, nämlich gemäß Ausfüh
rungsbeispiel 3, mit einem Paar pnp-Transistoren 30 und 31
versehen, die eine gemeinsame Basis und Emitter aufweisen und
einen Stromspiegelschaltungs-Abschnitt bilden. Im einzelnen
weisen die pnp-Transistoren 30 und 31 dieselbe Größe auf.
Außerdem bezeichnet Bezugszeichen 32 einen Widerstand, der an
den Kollektor des pnp-Transistors 30 angeschlossen ist und
einen Widerstand R5 aufweist. Es ist jedoch nicht unbedingt
erforderlich, daß der Widerstand 32 bei der Vorrichtung vor
gesehen ist. Der Widerstand 32 kann sofern erforderlich vor
gesehen sein. Außerdem bezeichnet Bezugszeichen 33 einen Wi
derstand, der an den Kollektor des pnp-Transistors 31 ange
schlossen ist und einen Widerstand R6 aufweist. Darüber hin
aus ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein npn-Transistor
34 vorgesehen, dessen Basis an einen Punkt zwischen dem Kol
lektor des pnp-Transistors 31 und dem Widerstand 33 ange
schlossen ist. Außerdem ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ein an den npn-Transistor 34 angeschlossener Lastwiderstand
35 vorgesehen.
VBE30 sei die Basis-Emitter-Spannung des pnp-Transistors 30.
Der Kollektorstrom Ic1 des pnp-Transistors 30 ist dann durch
die folgende Ungleichung (5) gegeben:
Außerdem ist der Kollektorstrom Ic2 des pnp-Transistors 31
durch die folgende Ungleichung durch die Wirkung des aus dem
Paar der pnp-Transistoren 30 und 31 bestehenden Stromspiegel
schaltungs-Abschnitts gegeben:
Ic2 = Ic1 (6).
Auf diese Weise wird ein an dem Widerstand 33 erzeugter Span
nungsabfall VR33 durch Verwendung der Ungleichung (5) wie
folgt erhalten:
Außerdem wird eine zum Einschalten des npn-Transistors 34 er
forderliche Spannung VBE(ON)34 mit dem vorstehend erwähnten
Spannungsabfall VR33 verglichen, der an dem Widerstand 33 er
zeugt wird. Falls die Spannung VBE(ON)34 auf eine solche
Weise eingestellt wird, daß VR33 ≧ VBE(ON)34 gilt, ist der
npn-Transistor 34 normalerweise eingeschaltet. Außerdem nimmt
das Potential an dem Kollektor des npn-Transistors 34 einen
niedrigen ("L"-) Pegel an. Das Potential an dem Kollektor
dieses Transistors 34 nimmt nämlich den niedrigen Pegel an,
falls die folgende Ungleichung oder Bedingung zutrifft bzw.
erfüllt ist:
Übrigens stellt in dem Fall gemäß diesem Ausführungsbeispiel
das Ausgangssignal VCOM aus der Erfassungseinrichtung 50C den
Pegel dieses Kollektorpotentials dar.
In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß, wenn sich der Fuß 5
von dem Sockel 6 ablöst, der Widerstand R1 des leitenden Kle
bemittels 9 unendlich wird. Auf diese Weise wird die durch
die Ungleichung (8) dargestellte Verbindung wie folgt verän
dert:
Außerdem wird der npn-Transistor 34 ausgeschaltet. Auf diese
Weise nimmt das Potential des Kollektors des Transistors 34
einen hohen ("H"-) Pegel an. Außerdem wird, wenn sich der Fuß
5 von dem Halbleiterchip 1 ablöst, der Widerstand R3 des lei
tenden Klebemittels 8 ∞ (unendlich). Infolgedessen weist auf
ähnliche Weise das aus dem Vergleicher 26 ausgegebene Ver
gleichs-Beurteilungssignal VCOM den hohen Pegel auf. Auf
diese Weise kann das Ablösen des Fußes 5 von dem Sockel 6
oder dem Halbleiterchip 1 leicht erfaßt werden.
Außerdem ist die Ablöse-Erfassungseinrichtung 50C wie vorste
hend beschrieben durch Verwendung des Stromspiegelschaltungs-
Abschnitts aufgebaut. Desweiteren wird der npn-Transistor 34
entsprechend dem Kollektorstrom des Stromspiegelschaltungs-
Abschnitts ein- oder ausgeschaltet. Darüber hinaus kann ein
Ausgangssignal aus der Ablöse-Erfassungseinrichtung 50C zum
Darstellen des Pegels des Kollektorpotentials des npn-Transi
stors 34 ausgelegt sein. Auf diese Weise weist dieses Ausfüh
rungsbeispiel Vorteile dahingehend auf, daß der Aufbau der
Schaltung vereinfacht werden und daß die Vorrichtung mit ge
ringen Kosten leicht hergestellt werden kann.
Fig. 6 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbeispiel, näm
lich Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung. In dem
Fall dieses Ausführungsbeispiels ist der Fuß 5 an den Halb
leiterchip 1 und an die Elektrode 10 durch Verwendung von Lot
oder leitenden Hartlöt-Füllmaterialien 36 sowie 37 wie Gold
silizium und Goldzinn anstelle der leitenden Klebemittel 8
und 9 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispie
len 1 bis 3 (siehe Fig. 1) gebondet bzw. geklebt. In diesem
Fall ist es zum Verbessern der Lötbarkeit und der Hartlötfä
higkeit der Vorrichtung erforderlich, (nicht dargestellte)
metallische Dünnfilme auf der rückwärtigen Oberfläche des
Halbleiterchips 1 und auf sowohl den oberen als auch den un
teren Oberflächen des Fußes 5 durch Ausführen eines Bedamp
fungsverfahrens oder eines Kathodenzerstäubungs- bzw.
Sputterverfahrens auszubilden. Ein Beispiel dieses metalli
schen Dünnfilms ist ein Dünnfilm, der aus drei Schichten be
steht, die jeweils aus Ti, Ni und Au hergestellt sind. Dieser
Dünnfilm ist auf eine solche Weise aufgebaut, daß dessen
äußerste Schicht die aus Au hergestellte Schicht ist, die
hinsichtlich Lötbarkeit und -fähigkeit hervorsticht.
Außerdem ist es nicht notwendigerweise erforderlich, daß der
Fuß 5 aus Silizium hergestellt ist. Der Fuß 5 kann nämlich
aus einem Metall wie Kupfer oder Eisen hergestellt sein. In
einem derartigen Fall ist es nicht erforderlich, metallische
Dünnfilme, die durch Ausführen des Bedampfungsverfahrens oder
des Kathodenzerstäubungsverfahrens ausgebildet werden, auf
beiden Oberflächen des Fußes 5 jeweils auszubilden bzw. anzu
wenden. Auf diese Weise kann der Fuß 5 direkt daran gelötet
oder hartgelötet werden. Dadurch kann der Herstellvorgang
weiter vereinfacht werden.
In dem Fall gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das Lot
oder die Hartlöt-Füllmaterialien 36 und 37 dieselben Funktio
nen wie die leitenden Klebemittel 8 und 9 gemäß den Ausfüh
rungsbeispielen 1 bis 3 auf. Auf diese Weise können gemäß
diesem Ausführungsbeispiel 4 Wirkungen erhalten werden, die
ähnlich zu denen der Ausführungsbeispiele 1 bis 3 sind.
Außerdem werden in dem Fall gemäß diesem Ausführungsbeispiel
4 das Lot oder die Hartlöt-Füllmaterialien 36 sowie 37, die
schnell ausgehärtet werden, zum Bonden des Fußes 5 an den
Halbleiterchip 1 oder an die Elektrode 10 verwendet. Auf
diese Weise kann die Vorrichtung leicht hergestellt werden.
Außerdem kann eine zum Ausführen des Herstellvorgangs erfor
derliche Zeit verkürzt werden.
Fig. 7 und 8 stellen ein weiteres Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung dar. In dem Fall dieses Ausführungs
beispiels weist die Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvor
richtung grundsätzlich denselben Aufbau wie den gemäß dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 auf. Fig. 7 zeigt einen
Längsschnitt durch die Vorrichtung in einer Richtung von 90°
zu der Richtung, in der der in Fig. 2 dargestellte Längs
schnitt genommen ist. Außerdem sind in dem Fall dieses Aus
führungsbeispiels die Beschleunigungserfassungseinrichtung
und die Ablöse-Erfassungseinrichtung als getrennte Körper
durch zwei jeweils unterschiedliche Chips gebildet und daher
voneinander getrennt.
Gemäß Fig. 7 weist die Halbleiter-Beschleunigungserfassungs
vorrichtung in dem Fall gemäß diesem Ausführungsbeispiel ei
nen aus Silizium hergestellten Halbleiterchip 38 und einen
Chip 39 mit einem integrierten Schaltkreis (IC) auf, der ei
nen Signalverarbeitungsschaltungs-Abschnitt zum Umwandeln ei
ner Dehnung, die durch die Ablöse-Erfassungseinrichtung und
den Dehnungs-Meßstreifen 4 erfaßt wird, in ein elektrisches
Signal dient. Der Halbleiterchip 38 ist an den Fuß 5 mit dem
leitenden Klebemittel 8 als Ausleger gebondet bzw. geklebt.
Auf diese Weise ist das Gewicht (der Gewichtsabschnitt) 2 an
dem freien Ende (siehe Fig. 1) des Halbleiterchips 38 ausge
bildet. Außerdem ist der Dehnungs-Meßstreifen 4 (siehe Fig.
9) an dem dünnwandigen Abschnitt 3 (siehe Fig. 1) des Halb
leiterchips 38 vorgesehen. Weiterhin ist die an den Fuß 5 ge
bondete Elektrode 10 an den integrierten Schaltungs-Chip 39
mit einer Leitung bzw. einem Draht 45 verbunden. Darüber hin
aus ist bei dem Halbleiterchip 38 eine n+-Diffusionsschicht
40b in einer n-Schicht 40a ausgebildet. Außerdem ist die n+-
Diffusionsschicht 40b über eine Leitung bzw. einen Draht 46
wie einen Al-Draht (Aluminiumdraht) an die Spannungsversor
gung 29 angeschlossen. Außerdem ist in Fig. 8 die n-Schicht
40a des Halbleiterschips 38 als Widerstand 41 dargestellt,
dessen Widerstand R6 ist. Außerdem sind eine Konstantstrom
quelle 43 der Einfluß-Ausführungsform, der Vergleicher 26 und
die Bezugsspannungsquelle 27 zum Ausgeben einer Bezugsspan
nung Vref in einem integrierten Schaltungs-Chip 39 vorgese
hen. Hier bilden der Vergleicher 26 und die Bezugsspannungs
quelle 27 eine Ablöse-Erfassungseinrichtung 50D in dem Fall
gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
Übrigens wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel als das Ergeb
nis des Bildens des Halbleiterchips 38 durch Verwendung der
n-Schicht 40a, die Konstantstromquelle 43 der Einfluß-Ausfüh
rungsform, in die ein elektrischer Strom I0 fließt, anstelle
der Konstantstromquelle 18 der Ausfluß-Ausführungsform gemäß
Fig. 2 verwendet, aus der ein elektrischer Strom fließt. Al
ternativ kann die Vorrichtung durch Verwendung der Konstant
stromquelle 18 der Ausfluß-Ausführungsform ähnlich wie bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 in dem Fall aufgebaut
sein, in dem der Halbleiterchip 38 durch Verwendung eines
p-Typ-Substrats gebildet ist. Gemäß dieser Figur besteht gemäß
diesem Ausführungsbeispiel 5 die Konstantstromquelleneinrich
tung zum Erfassen eines Ablösens aus der Spannungsversorgung
29, der Konstantstromquelle 43 und dem Erdungsanschluß 21.
Außerdem fließt wie in Fig. 7 dargestellt der Strom I0 aus
der n-Schicht 40a des Halbleiterchips 38 zu dem integrierten
Schaltungs-Chip 39 über das leitende Klebemittel 8, den Fuß
5, das leitende Klebemittel 9, die Elektrode 10 und die Lei
tung 45. Falls sich der Fuß 5 von dem Sockel 6 ablöst und
bzw. oder der Halbleiterchip 38 sich von dem Fuß 5 ablöst,
wird der Pfad unterbrochen, über den der Strom I0 fließt. In
folgedessen fließt der Strom I0 nicht in den Erdungsanschluß
21. Auf diese Weise kann ein Auftreten des Ablösens zwischen
dem Fuß 5 und dem Sockel 6 und bzw. oder zwischen dem Halb
leiterchip 38 und dem Fuß 5 durch Erfassen erfaßt werden, ob
der Strom I0 dazwischen fließt oder nicht.
Wenn der Strom I0 und die Bezugsspannung Vref vorab auf eine
solche Weise eingestellt werden, daß sie die folgende Unglei
chung erfüllen:
Vcc - I0 × (R6 + R3 + R2 + R1) < Vref (10),
und der Spannungsabfall [Vcc - I0 × (R6 + R3 + R2 + R1)], der
an den Widerständen 22, 23, 24 und 41 auftritt, in dem Ver
gleicher 26 mit der Bezugsspannung Vref verglichen wird,
weist das aus dem Vergleicher 26 ausgegebene Vergleichs-Beur
teilungssignal VCOM einen niedrigen ("L"-) Pegel auf.
Falls sich jedoch der Fuß 5 von dem Sockel 6 löst, wird der
Widerstand R1 des leitenden Klebemittels 9 jedoch unendlich.
Auf diese Weise erfüllen der Strom I0 und die Bezugsspannung
Vref die folgende Ungleichung:
Vcc - I0 × (R6 + R3 + R2 + R1) < Vref (11).
Infolgedessen weist das aus dem Vergleicher 26 ausgegebene
Vergleichs-Beurteilungssignal VCOM einen hohen ("H"-) Pegel
auf. Falls sich der Fuß 5 von dem Halbleiterchip 1 auf ähnli
che Weise ablöst, wird außerdem der Widerstand R3 des leiten
den Klebemittels 8 unendlich. Auf diese Weise weist das Ver
gleichs-Beurteilungssignal VCOM auf ähnliche Weise einen ho
hen Pegel auf.
Wie vorstehend beschrieben wird gemäß diesem Ausführungsbei
spiel, wenn das aus dem Vergleicher 26 ausgegebene Ver
gleichs-Beurteilungssignal VCOM einen hohen Pegel annimmt,
der Verbindungs- oder Haftabschnitt zwischen dem Fuß 5 und
dem Sockel 6 und bzw. oder zwischen dem Fuß 5 und dem Halb
leiterchip 38 unterbrochen (der Fuß 5 löst sich nämlich von
dem Sockel 6 oder dem Halbleiterchip 38) auf ähnliche Weise
wie in dem Fall gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausfüh
rungsbeispiel 1. Deswegen kann ein die Vorrichtung verwenden
des System oder eine Bedienungsperson ein Auftreten des Ablö
sens dazwischen leicht und unmittelbar durch Überprüfen des
Pegels des aus dem Vergleicher 26 ausgegebenen Vergleichs-Be
urteilungssignals VCOM erfassen. Außerdem kann verhindert
werden, daß eine fehlerhafte Beschleunigung des Objekts ge
messen wird, ohne die Anormalität einer derartigen Beschleu
nigung zu bemerken.
Außerdem ist es im allgemeinen schwierig, die Vorrichtung auf
eine solche Weise herzustellen, daß der dünnwandige Abschnitt
3 bei dem Halbleiterchip 38 mit einer hohen Genauigkeit aus
gebildet ist. Infolgedessen kann der Halbleiterchip 38 mit
der Beschleunigungserfassungseinrichtung, die aus dem Deh
nungs-Meßstreifen 4 und dem dünnwandigen Abschnitt 3 besteht,
mit einer schlechten Ausbeute verglichen mit dem integrierten
Schaltungs-Chip 39 mit der Ablöse-Erfassungseinrichtung her
gestellt werden. Daher sollten in dem Fall, in dem die Be
schleunigungs-Erfassungseinrichtung und die Ablöse-Erfas
sungseinrichtung durch einen einzelnen Chip gebildet sind,
sowohl die Beschleunigungserfassungseinrichtung als auch die
Ablöse-Erfassungseinrichtung beseitigt werden, falls die Be
schleunigungserfassungseinrichtung von schlechter Qualität
ist, selbst wenn die Ablöse-Erfassungseinrichtung den Stan
dard bzw. die Norm erreicht. Im Gegensatz dazu sind gemäß
diesem Ausführungsbeispiel der Halbleiterchip 38, in der die
Beschleunigungserfassungseinrichtung vorgesehen ist, und der
integrierte Schaltungs-Chip 39 mit der Ablöse-Erfassungsein
richtung auf eine solche Weise ausgebildet, daß sie voneinan
der getrennt sind. Daher werden der integrierte Schaltungs-
Chip 39 und der Halbleiterchip 38 bei dem Herstellvorgang
oder -verfahren einzeln bzw. getrennt hergestellt. Außerdem
wird die Zuverlässigkeit des integrierten Schaltungs-Chips 39
einzeln von der des Halbleiterchips 38 getestet bzw. über
prüft. Dann sollte nur die Kombination des integrierten
Schaltungs-Chips 39 und des Halbleiterchips 38, die die Tests
bestehen, bei der Vorrichtung verwendet werden. Infolgedessen
kann die Notwendigkeit einer Beseitigung der Ablöse-Erfas
sungseinrichtung, die den Test besteht, wegen der Beschleuni
gungserfassungseinrichtung mit schlechter Zuverlässigkeit be
seitigt werden. Dadurch kann die Menge der beseitigten Ablö
se-Erfassungseinrichtungen verringert werden. Außerdem kann
die Ausbeute der Vorrichtungen erhöht werden. Infolgedessen
kann der Abfall von den Herstellungskosten beseitigt werden.
Außerdem kann der Preis des Produkts deswegen gesenkt werden.
Übrigens wird gemäß jedem der vorstehend beschriebenen Aus
führungsbeispiele 1 bis 5 die Beschleunigungserfassungsein
richtung der Dehnungs-Erfassungs-Ausführungsform verwendet,
bei der der den Ausleger bildende Halbleiterchip 1 auf dem
Fuß 5 als Ausleger vorgesehen ist und außerdem der Dehnungs-
Meßstreifen 4 verwendet wird. Die Beschleunigungserfassungs
einrichtung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eine Be
schleunigungserfassungseinrichtung der Versatzerfassungs-Aus
führungsform, bei der eine Beschleunigung entsprechend dem
Versatz bzw. der Verschiebung des Auslegers anstelle dessen
Verformung erfaßt wird, kann verwendet werden. Außerdem kann
auch eine Beschleunigungserfassungseinrichtung der Ausfüh
rungsform mit gespreizt befestigtem Ausleger verwendet wer
den, bei dem der Ausleger auf eine gespreizte Weise angeord
net ist.
Claims (10)
1. Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung mit
einem Substrat (6) zur Befestigung an einem zu messenden Objekt, wobei das Substrat (6) eine darauf vorgesehene Leit einrichtung (10) aufweist,
einem mechanisch und elektrisch mit der Leiteinrichtung (10) verbundenen Fuß (5),
einem an dem Fuß (5) vorgesehenen Ausleger (1),
einem an dem Ausleger (1) vorgesehenen Gewicht (2) und
einer an dem Ausleger (1) vorgesehenen Beschleunigungs erfassungeinrichtung (4) zur Erfassung einer Beschleunigung, der das Objekt ausgesetzt ist, entsprechend einer Biegung des Gewichts (2), gekennzeichnet durch
eine Ablöseerfassungs-Konstantstromquelleneinrichtung (18, 21, 29; 29, 31, 43) zur Zufuhr eines elektrischen Ab löseerfassungs-Stroms über einen Pfad, der aus der Leitein richtung (10) des Substrats (6), dem Fuß (5) und dem Ausleger (1) besteht,
eine Ablöse-Erfassungseinrichtung (50A; 50B; 50C; 50D) zur Erfassung eines Ablösens, das an einem Verbindungsab schnitt zwischen dem Substrat (6) und dem Fuß (5) und/oder zwischen dem Fuß (5) und dem Ausleger (1) auftritt, durch Erfassung des über den Pfad zuzuführenden elektrischen Ab löse-Erfassungsstroms, und
eine leitende Verbindungseinrichtung (8, 9; 36, 37) zur Verbindung des Fußes (5) mit der Leiteinrichtung (10) des Substrats (6) und mit dem Ausleger (1)
einem Substrat (6) zur Befestigung an einem zu messenden Objekt, wobei das Substrat (6) eine darauf vorgesehene Leit einrichtung (10) aufweist,
einem mechanisch und elektrisch mit der Leiteinrichtung (10) verbundenen Fuß (5),
einem an dem Fuß (5) vorgesehenen Ausleger (1),
einem an dem Ausleger (1) vorgesehenen Gewicht (2) und
einer an dem Ausleger (1) vorgesehenen Beschleunigungs erfassungeinrichtung (4) zur Erfassung einer Beschleunigung, der das Objekt ausgesetzt ist, entsprechend einer Biegung des Gewichts (2), gekennzeichnet durch
eine Ablöseerfassungs-Konstantstromquelleneinrichtung (18, 21, 29; 29, 31, 43) zur Zufuhr eines elektrischen Ab löseerfassungs-Stroms über einen Pfad, der aus der Leitein richtung (10) des Substrats (6), dem Fuß (5) und dem Ausleger (1) besteht,
eine Ablöse-Erfassungseinrichtung (50A; 50B; 50C; 50D) zur Erfassung eines Ablösens, das an einem Verbindungsab schnitt zwischen dem Substrat (6) und dem Fuß (5) und/oder zwischen dem Fuß (5) und dem Ausleger (1) auftritt, durch Erfassung des über den Pfad zuzuführenden elektrischen Ab löse-Erfassungsstroms, und
eine leitende Verbindungseinrichtung (8, 9; 36, 37) zur Verbindung des Fußes (5) mit der Leiteinrichtung (10) des Substrats (6) und mit dem Ausleger (1)
2. Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Verbin
dungseinrichtung ein leitendes Klebemittel (8, 9) aufweist.
3. Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Verbin
dungseinrichtung ein Lot (8, 9) aufweist.
4. Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Verbin
dungseinrichtung ein leitendes Hartlöt-Füllmaterial (8, 9)
aufweist.
5. Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungs
erfassungseinrichtung (4) und die Ablöse-Erfassungseinrich
tung (50A; 50B; 50C; 50D) durch einen einzelnen Chip ausge
bildet sind.
6. Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungs
erfassungseinrichtung (4) und die Ablöse-Erfassungseinrich
tung (50A; 50B; 50C; 50D) jeweils durch einzelne Chips ausge
bildet sind.
7. Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablöse-Erfassungs
einrichtung (50A; 50B; 50C; 50D)
einen Bezugsspannungs-Generatorabschnitt (29) zur Aus gabe einer Bezugsspannung (Vref) und
einen Vergleichs-Beurteilungsabschnitt (26) zum Ver gleich zwischen dem von einem Wert des Pfadwiderstands ab hängigen Spannungspegel und dem Bezugsspannungspegel (Vref) aufweist, wenn der elektrische Ablöse-Erfassungsstrom durch die Ablöse-Konstantstromquelleneinrichtung (18, 21, 29; 21, 29, 43) zugeführt wird, und zur Ausgabe eines Vergleichsbeur teilungssignals (VCOM), das angibt, ob der elektrische Ab löse-Erfassungsstrom normal über den Pfad fließt oder nicht, entsprechend einem Vergleichsergebnis.
einen Bezugsspannungs-Generatorabschnitt (29) zur Aus gabe einer Bezugsspannung (Vref) und
einen Vergleichs-Beurteilungsabschnitt (26) zum Ver gleich zwischen dem von einem Wert des Pfadwiderstands ab hängigen Spannungspegel und dem Bezugsspannungspegel (Vref) aufweist, wenn der elektrische Ablöse-Erfassungsstrom durch die Ablöse-Konstantstromquelleneinrichtung (18, 21, 29; 21, 29, 43) zugeführt wird, und zur Ausgabe eines Vergleichsbeur teilungssignals (VCOM), das angibt, ob der elektrische Ab löse-Erfassungsstrom normal über den Pfad fließt oder nicht, entsprechend einem Vergleichsergebnis.
8. Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablöse-Erfassungs
einrichtung (50C)
einen Stromspiegelschaltungs-Abschnitt mit einem Paar pnp-Transistoren (30, 31), deren Kollektorströme Pegel auf weisen, die sich mit einem Wert des Pfadwiderstands verän dern, und
einen entsprechend den Pegeln der Kollektorströme des Stromspiegelschaltungs-Abschnitts gesteuerten npn-Transister (34) aufweist,
wobei ein Pegel eines Kollektorpotentials des npn-Tran sistors (34) als Ausgangssignal aus der Ablöse-Erfassungs einrichtung (50C) verwendet wird.
einen Stromspiegelschaltungs-Abschnitt mit einem Paar pnp-Transistoren (30, 31), deren Kollektorströme Pegel auf weisen, die sich mit einem Wert des Pfadwiderstands verän dern, und
einen entsprechend den Pegeln der Kollektorströme des Stromspiegelschaltungs-Abschnitts gesteuerten npn-Transister (34) aufweist,
wobei ein Pegel eines Kollektorpotentials des npn-Tran sistors (34) als Ausgangssignal aus der Ablöse-Erfassungs einrichtung (50C) verwendet wird.
9. Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (5) aus einem
Halbleiter besteht.
10. Halbleiter-Beschleunigungserfassungsvorrichtung nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (5) aus einem
Leiter besteht.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
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