JP2006084231A - Capacity type humidity sensor and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a capacity type humidity sensor capable of preventing the lowering of response, and its manufacturing method. <P>SOLUTION: The capacity type humidity sensor 300 is equipped with a detection substrate 100 provided with a detection part (electrodes 131 and 132 and a humidity-sensitive film 150) changed in its capacity by humidity and a circuit board 200 provided with a circuit part 230 for subjecting the capacity change of the detection part to electric signal processing and constituted by electrically connecting the electrodes 131 and 132 and the circuit part 230. A sensor pad 162 as the connection terminal to the circuit part 230 is provided on the back of the detection part forming surface of the detection substrate 100, and the sensor pad 162 and the electrodes 131 and 132 are electrically connected through the conductor 161 in a through-hole 160. Accordingly, since a protective material 330 such as a gel or the like may not provided on the detection part as is conventionally, the lowering of response can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、一面側に、湿度によってその容量が変化する検出部が設けられた検出基板と、検出部の容量変化を電気信号処理する回路部が設けられた回路基板とを備え、検出部と回路部とを電気的に接続してなる容量式湿度センサ及びその製造方法に関するものである。   The present invention is provided with a detection board provided with a detection unit whose capacity changes depending on humidity on one side, and a circuit board provided with a circuit unit for processing an electric signal of the capacitance change of the detection unit, The present invention relates to a capacitive humidity sensor that is electrically connected to a circuit unit and a method for manufacturing the same.

従来、一対の電極間に、湿度に応じて比誘電率が変化する感湿膜を介在させてなる容量式湿度センサの一例として、本出願人は先に特許文献1を開示している。   Conventionally, the present applicant has previously disclosed Patent Document 1 as an example of a capacitive humidity sensor in which a moisture-sensitive film whose relative dielectric constant changes according to humidity is interposed between a pair of electrodes.

特許文献1に示す容量式湿度センサは、半導体基板上の同一平面に、一対の電極を離間して対向するように形成し、一対の電極及び一対の電極間を覆うように、半導体基板上に湿度に応じて比誘電率が変化する感湿膜を形成してなるものである。また、電極と感湿膜との間には絶縁膜(第2の絶縁膜)が設けられ、これにより電極の耐湿性を確保している。従って、貴金属のように特に耐湿性に優れた高価な金属を使用しなくとも、例えばアルミニウム(Al)のように、通常の半導体製造ラインで使用可能な材料を用いて電極を構成することができる。   The capacitive humidity sensor shown in Patent Document 1 is formed on a semiconductor substrate so that a pair of electrodes are formed on the same plane of the semiconductor substrate so as to face each other with a distance therebetween, and the pair of electrodes and the pair of electrodes are covered. It is formed by forming a moisture sensitive film whose relative dielectric constant changes according to humidity. In addition, an insulating film (second insulating film) is provided between the electrode and the moisture sensitive film, thereby ensuring the moisture resistance of the electrode. Therefore, an electrode can be formed using a material that can be used in a normal semiconductor production line, such as aluminum (Al), for example, without using an expensive metal that is particularly excellent in moisture resistance such as a noble metal. .

また、半導体基板の電極形成面側には、電極間の容量変化を信号処理する回路部(回路素子部)が設けられている。この回路部に用いられる配線材料を、電極の構成材料を同一とすると、製造工程を簡素化することができる。
特開2002−243690号公報
Further, a circuit portion (circuit element portion) that performs signal processing of capacitance change between the electrodes is provided on the electrode formation surface side of the semiconductor substrate. If the wiring material used for this circuit part is the same as the constituent material of the electrodes, the manufacturing process can be simplified.
JP 2002-243690 A

ところで、上記構成の容量式湿度センサにおいては、少なくとも回路部の端部に設けられた外部接続端子としてのパッドを保護(腐食の防止)するために、その表面をゲル等の保護材によって被覆する必要がある。   By the way, in the capacitive humidity sensor having the above configuration, in order to protect (prevent corrosion) at least a pad as an external connection terminal provided at the end of the circuit portion, the surface thereof is covered with a protective material such as gel. There is a need.

しかしながら、電極と回路部は、半導体基板の同一面側において集積化されている。また、ゲルは局所的に塗布することが困難である。従って、半導体基板の回路部形成面全面がゲルによって被覆されることとなり、電極及び感湿膜からなる検出部上もゲルによって被覆されるので、容量式湿度センサの応答性が悪化する。   However, the electrode and the circuit portion are integrated on the same surface side of the semiconductor substrate. Moreover, it is difficult to apply the gel locally. Accordingly, the entire surface of the semiconductor substrate on which the circuit part is formed is covered with gel, and the detection part made of the electrode and the moisture sensitive film is also covered with gel, so that the responsiveness of the capacitive humidity sensor is deteriorated.

また、上記構成以外にも、湿度によって容量が変化する検出部を有する検出基板と、回路部を有する回路基板とを別個に準備し、ボンディングワイヤ等を介して、電極に電気的に接続されたセンサパッドと、回路部を電気的に接続した構造の容量式湿度センサも知られている。しかしながら、この場合も、検出基板のセンサパッドを被覆する必要があるので、感湿膜及び電極上がゲルによって被覆され、容量式湿度センサの応答性が悪化する。   In addition to the above configuration, a detection board having a detection unit whose capacity changes depending on humidity and a circuit board having a circuit unit are separately prepared and electrically connected to electrodes via bonding wires or the like. A capacitive humidity sensor having a structure in which a sensor pad and a circuit unit are electrically connected is also known. However, also in this case, since it is necessary to cover the sensor pad of the detection substrate, the moisture sensitive film and the electrode are covered with the gel, and the responsiveness of the capacitive humidity sensor deteriorates.

本発明は上記問題点に鑑み、応答性の低下を防止できる容量式湿度センサ及びその製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a capacitive humidity sensor that can prevent a decrease in responsiveness and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成する為に、請求項1〜6に記載の発明は、一面側に、湿度によってその容量が変化する検出部が設けられた検出基板と、検出部の容量変化を電気信号処理する回路部が設けられた回路基板とを備え、検出部と回路部とを電気的に接続してなる容量式湿度センサに関するものである。   In order to achieve the above object, the invention according to any one of claims 1 to 6 carries out an electrical signal processing of a detection board provided with a detection unit whose capacitance changes depending on humidity on one side, and a capacitance change of the detection unit. The present invention relates to a capacitive humidity sensor including a circuit board provided with a circuit unit and electrically connecting the detection unit and the circuit unit.

先ず、請求項1に記載のように、検出基板の検出部形成面の裏面には、回路部に対する接続端子としてのセンサパッドが設けられ、当該センサパッドと検出部とが、検出基板に設けられたスルーホール内の導電体を介して電気的に接続されていることを特徴とする。   First, as described in claim 1, a sensor pad as a connection terminal for the circuit unit is provided on the back surface of the detection unit forming surface of the detection substrate, and the sensor pad and the detection unit are provided on the detection substrate. It is electrically connected through a conductor in the through hole.

このように本発明によると、検出部と回路部が異なる基板に設けられ、検出基板において、センサパッドが検出部形成面の裏面に設けられている。従って、従来のように、検出部上にゲル等の保護材を設けなくとも良いので、応答性の低下を防止することができる。   Thus, according to the present invention, the detection unit and the circuit unit are provided on different substrates, and the sensor pad is provided on the back surface of the detection unit forming surface in the detection substrate. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to provide a protective material such as a gel on the detection unit, so that a reduction in responsiveness can be prevented.

請求項2に記載のように、回路基板には、センサパッドとの接続端子として、回路部と電気的に接続された第1のパッドが設けられ、検出基板のセンサパッド形成面と回路基板の第1のパッド形成面とが相対するように、検出基板と回路基板が積層された状態で、センサパッドと第1のパッドとが、接続材料を介して電気的に接続されつつ、検出基板のセンサパッド形成面と回路基板の第1のパッド形成面との間に環状に設けられた封止材によって気密に封止されていることが好ましい。   According to a second aspect of the present invention, the circuit board is provided with a first pad electrically connected to the circuit unit as a connection terminal to the sensor pad, and the sensor pad forming surface of the detection board and the circuit board In a state where the detection board and the circuit board are laminated so that the first pad formation surface faces each other, the sensor pad and the first pad are electrically connected via the connection material, and the detection board It is preferable that the sensor pad forming surface and the first pad forming surface of the circuit board are hermetically sealed with a sealing material provided in an annular shape.

このような構成とすると、電極と回路部との接続部位(センサパッド、第1のパッド、及び接続材料)の腐食を防止できるとともに、平面方向におけるセンサの体格を小型化することができる。   With such a configuration, corrosion of the connection portion (sensor pad, first pad, and connection material) between the electrode and the circuit portion can be prevented, and the size of the sensor in the planar direction can be reduced.

請求項3に記載のように、回路部が回路基板の第1のパッド形成面側に設けられ、第1のパッドとともに、封止剤により気密に封止された構成とすると、回路部の保護が必要な場合であっても、回路部上に別途保護材を配置せずに、回路部の腐食を防止することができるので好ましい。しかしながら、請求項4に記載のように、回路部が回路基板の第1のパッド形成面の裏面側に設けられ、その表面が保護材によって被覆保護された構成としても良い。   According to a third aspect of the present invention, when the circuit portion is provided on the first pad forming surface side of the circuit board and hermetically sealed together with the first pad by the sealant, the circuit portion is protected. Even if it is necessary, corrosion of the circuit part can be prevented without separately providing a protective material on the circuit part, which is preferable. However, as described in claim 4, the circuit portion may be provided on the back surface side of the first pad forming surface of the circuit board, and the surface thereof may be covered and protected by a protective material.

具体的には、請求項5に記載のように、積層状態で検出基板と重ならない回路基板の部位に、回路部と配線部を介して電気的に接続された第2のパッドが設けられた構成とすると良い。この場合、先に電極と回路部との接続部位(センサパッド、第1のパッド、及び接続材料)を両基板表面及び封止材によって気密に封止した状態であっても、第2のパッドに例えばテスタを当接させることにより特性検査を実施したり、第2のパッドを介して外部と電気的に接続することもできる。また、第2のパッドも、電極形成面とは異なる面に設けられているので、応答性の低下を防止することができる。   Specifically, as described in claim 5, a second pad electrically connected via a circuit portion and a wiring portion is provided on a portion of the circuit board that does not overlap with the detection substrate in a stacked state. A configuration is good. In this case, even if the connection portion (the sensor pad, the first pad, and the connection material) between the electrode and the circuit portion is hermetically sealed with the surfaces of both substrates and the sealing material, the second pad For example, a characteristic test can be performed by bringing a tester into contact with the external device, or an external connection can be made through the second pad. Further, since the second pad is also provided on a surface different from the electrode formation surface, it is possible to prevent a decrease in responsiveness.

請求項6に記載のように、検出部は、半導体基板上の同一平面に、互いの櫛歯が噛み合って対向するように離間して配置された一対の電極と、当該一対の電極及び一対の電極間を覆うように設けられた感湿膜とにより構成されることが好ましい。   According to a sixth aspect of the present invention, the detection unit includes a pair of electrodes disposed on the same plane on the semiconductor substrate so as to face each other with the comb teeth meshing with each other, the pair of electrodes, and the pair of electrodes It is preferable to be constituted by a moisture sensitive film provided so as to cover between the electrodes.

このような構成とすると、対向面積を大きくできるので、電極間の容量の変化量を大きくすることができる。また、基板には、ガラス基板等の絶縁基板を用いることが可能であるが、半導体基板を用いることで、半導体プロセスを活用することができる。従って、製造コストを低減することができる。尚、実際は、半導体基板と電極との間、及び、電極と感湿膜との間に、それぞれ絶縁膜を設けている。   With such a configuration, since the facing area can be increased, the amount of change in capacitance between the electrodes can be increased. Further, an insulating substrate such as a glass substrate can be used as the substrate, but a semiconductor process can be used by using a semiconductor substrate. Therefore, the manufacturing cost can be reduced. In practice, an insulating film is provided between the semiconductor substrate and the electrode and between the electrode and the moisture sensitive film.

請求項7〜9に記載の発明は、請求項1〜3に記載の発明の構成を実現するための製造方法に関するものであり、その作用効果は、請求項1〜3に記載の発明の作用効果と同様であるので、その記載を省略する。   The invention described in claims 7 to 9 relates to a manufacturing method for realizing the configuration of the invention described in claims 1 to 3, and the function and effect thereof are the functions of the invention described in claims 1 to 3. Since it is the same as the effect, the description is omitted.

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本実施形態における容量式湿度センサの概略構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面における断面図である。尚、図1(a)においては、便宜上、感湿膜及び第2の絶縁膜下にある一対の電極を透過させて図示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
1A and 1B are diagrams illustrating a schematic configuration of a capacitive humidity sensor according to the present embodiment, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG. In FIG. 1A, for the sake of convenience, a pair of electrodes under the moisture-sensitive film and the second insulating film are shown in a transparent manner.

図1(a),(b)に示すように、容量式湿度センサ300は、一面側に、湿度によってその容量が変化する検出部が設けられた検出基板100と、検出部の容量変化を電気信号処理する回路部が設けられた回路基板200とより構成される。   As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a capacitive humidity sensor 300 has a detection substrate 100 provided with a detection unit whose capacitance changes depending on humidity on one side, and the capacitance change of the detection unit. The circuit board 200 is provided with a circuit unit for signal processing.

先ず検出基板100について説明する。符号110は基板としての半導体基板であり、本実施形態においてはシリコンから形成されている。そして、半導体基板110の上面に、絶縁膜としての酸化シリコン膜120を介して一対の電極131,132が形成されている。電極131,132は、酸化シリコン膜120上の同一平面において、離間して対向配置されている。   First, the detection substrate 100 will be described. Reference numeral 110 denotes a semiconductor substrate as a substrate, which is formed of silicon in this embodiment. A pair of electrodes 131 and 132 are formed on the upper surface of the semiconductor substrate 110 with a silicon oxide film 120 as an insulating film interposed therebetween. The electrodes 131 and 132 are spaced apart from each other on the same plane on the silicon oxide film 120.

電極131,132の形状は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、図1(a)に示されるように、それぞれの電極131,132が、共通電極部131a,132aと、この共通電極部131a,132aから一方向に延びる複数(図1においては3本)の櫛歯電極部131b,132bとにより構成される。そして、一対の電極131,132のそれぞれの櫛歯電極部131b,132bが交互に並んで配置されるように、一対の電極131,132が配置されている。このように、一対の電極131,132の形状として櫛歯形状を採用することにより、電極131,132の配置面積を小さくしつつ、櫛歯電極部131b,132bが互いに対向する面積を大きくすることができる。これにより、周囲の湿度変化に伴って変化する電極131,132間の静電容量の変化量が大きくなり、容量式湿度センサ300の感度が向上する。   Although the shape of the electrodes 131 and 132 is not particularly limited, in the present embodiment, as shown in FIG. 1A, each of the electrodes 131 and 132 includes the common electrode portions 131a and 132a. A plurality of (three in FIG. 1) comb electrode portions 131b and 132b extending in one direction from the common electrode portions 131a and 132a. And a pair of electrodes 131 and 132 are arrange | positioned so that each comb-tooth electrode part 131b and 132b of a pair of electrodes 131 and 132 may be arranged alternately. As described above, by adopting the comb-teeth shape as the pair of electrodes 131 and 132, the area where the comb-teeth electrode portions 131b and 132b face each other is increased while the arrangement area of the electrodes 131 and 132 is reduced. Can do. As a result, the amount of change in capacitance between the electrodes 131 and 132 that changes with changes in the surrounding humidity increases, and the sensitivity of the capacitive humidity sensor 300 is improved.

電極131,132としては、例えばAl、Ag、Au、Cu、Ti、Poly−Si等の配線材料を適用することができる。しかしながら、水分に対して耐食性のある貴金属(Au等)は高価であり、半導体プロセスにおいては汚染源となるため、本実施形態においては安価であり、半導体プロセスでの製造が可能なAlを用いて形成されている。   As the electrodes 131 and 132, for example, wiring materials such as Al, Ag, Au, Cu, Ti, and Poly-Si can be applied. However, since noble metals (such as Au) that are corrosion resistant to moisture are expensive and become sources of contamination in the semiconductor process, they are formed using Al that is inexpensive and can be manufactured in the semiconductor process in this embodiment. Has been.

従って、本実施形態においては、これら一対の電極131,132を覆うように、半導体基板110上に保護膜としての窒化シリコン膜140が形成されている。これにより、電極131,132の水分による腐食を抑制している。   Therefore, in this embodiment, the silicon nitride film 140 as a protective film is formed on the semiconductor substrate 110 so as to cover the pair of electrodes 131 and 132. Thereby, the corrosion by the water | moisture content of the electrodes 131 and 132 is suppressed.

窒化シリコン膜140の上には、一対の電極131,132及び電極131,132間を覆うように、吸湿性の高分子材料からなる感湿膜150が形成されている。高分子材料としては、ポリイミドや酪酸酢酸セルロース等を適用することができ、本実施形態においてはポリイミドを用いて形成されている。この一対の電極131,132及び感湿膜150が、検出部を構成している。尚、図1(a)において、破線で囲まれた矩形領域が感湿膜150の形成領域を示している。   A moisture sensitive film 150 made of a hygroscopic polymer material is formed on the silicon nitride film 140 so as to cover the pair of electrodes 131 and 132 and the electrodes 131 and 132. As the polymer material, polyimide, cellulose acetate butyrate, or the like can be applied. In the present embodiment, polyimide is used. The pair of electrodes 131 and 132 and the moisture sensitive film 150 constitute a detection unit. In FIG. 1A, a rectangular region surrounded by a broken line indicates a region where the moisture sensitive film 150 is formed.

また、図1(a)に示すように、電極131,132には、その端部に電極パッド131c,132cが形成されている。そして、電極パッド131c,132cを底部として、半導体基板110及び酸化シリコン膜120にスルーホール160が形成され、電極パッド131c,132cは、スルーホール160内に配置された導電体161を介して、半導体基板110の電極131,132形成面の裏面に形成され、回路基板200の回路部と接続する接続端子としてのセンサパッド162と電気的に接続されている。このセンサパッド162は、回路基板200の回路部との接続のため露出されている。導電体161の構成材料としてはスルーホール160内に配置できるものであれば特に限定されるものではないが、本実施形態においては電極131,132同様、Alを用いて形成されている。尚、符号163は、絶縁層である。   As shown in FIG. 1A, electrode pads 131c and 132c are formed at the ends of the electrodes 131 and 132, respectively. Through holes 160 are formed in the semiconductor substrate 110 and the silicon oxide film 120 with the electrode pads 131c and 132c as bottoms, and the electrode pads 131c and 132c are connected to the semiconductor through the conductors 161 disposed in the through holes 160. It is formed on the back surface of the substrate 110 on which the electrodes 131 and 132 are formed, and is electrically connected to a sensor pad 162 as a connection terminal connected to the circuit portion of the circuit board 200. The sensor pad 162 is exposed for connection with the circuit portion of the circuit board 200. The constituent material of the conductor 161 is not particularly limited as long as it can be disposed in the through hole 160, but in the present embodiment, like the electrodes 131 and 132, it is formed using Al. Reference numeral 163 denotes an insulating layer.

次に、回路基板200について説明する。図1(b)において、符号210は基板としての半導体基板であり、本実施形態においてはシリコンから形成されている。そして、半導体基板210の表面に、電極131,132間における容量変化を電気信号処理する回路部230(例えば電圧に変換するC−V変換回路を含む)が形成されている。この回路部230は例えばCMOSトランジスタ等により構成されており、本実施形態においては、便宜上、回路部230のうち、絶縁膜としての酸化シリコン膜220を介して半導体基板210上に形成されたAlよりなる配線部分のみを図示している。   Next, the circuit board 200 will be described. In FIG. 1B, reference numeral 210 denotes a semiconductor substrate as a substrate, which is formed of silicon in this embodiment. A circuit unit 230 (including, for example, a CV conversion circuit that converts voltage) is formed on the surface of the semiconductor substrate 210 to process a capacitance change between the electrodes 131 and 132. The circuit unit 230 is constituted by, for example, a CMOS transistor. In the present embodiment, for convenience, the circuit unit 230 is made of Al formed on the semiconductor substrate 210 via the silicon oxide film 220 as an insulating film. Only the wiring part is shown.

また、酸化シリコン膜220上には、配線部(図示せず)を介して回路部230と電気的に接続され、検出基板100のセンサパッド162と接続する接続端子としての第1のパッド231が形成されている。また、第1のパッド231よりも外周側であって、後述する積層状態で、検出基板100と重ならない領域に、回路部230にて処理された信号を外部に取り出すために、配線部(図示せず)を介して回路部230と電気的に接続された外部接続端子としての第2のパッド232が形成されている。尚、本実施形態においては、第1のパッド231及び第2のパッド232も、電極131,132同様、Alを用いて形成されている。   On the silicon oxide film 220, a first pad 231 is electrically connected to the circuit unit 230 via a wiring unit (not shown) and serves as a connection terminal connected to the sensor pad 162 of the detection substrate 100. Is formed. Further, in order to take out the signal processed by the circuit unit 230 to the outside in the laminated state described later and in an area that does not overlap the detection substrate 100, the wiring unit (see FIG. A second pad 232 is formed as an external connection terminal that is electrically connected to the circuit unit 230 via a not-shown). In the present embodiment, the first pad 231 and the second pad 232 are also formed using Al like the electrodes 131 and 132.

また、符号240は、回路部230の腐食を防止するための保護膜としての窒化シリコン膜であり、第1のパッド231及び第2のパッド232は窒化シリコン膜240に対して露出されている。   Reference numeral 240 denotes a silicon nitride film as a protective film for preventing corrosion of the circuit unit 230, and the first pad 231 and the second pad 232 are exposed to the silicon nitride film 240.

このように構成される検出基板100及び回路基板200は、回路基板200の第1のパッド形成面に対して、検出基板100のセンサパッド形成面が相対するように積層され、この積層状態で、検出基板100のセンサパッド162と回路基板200の第1のパッド231が、接続材料310(例えばはんだ)を介して接続されている。すなわち、電極131,132形成面の裏面側において、センサパッド162と第1のパッド231が接続することで、電極131,132と回路部230が電気的に接続されている。   The detection substrate 100 and the circuit substrate 200 configured as described above are stacked so that the sensor pad formation surface of the detection substrate 100 faces the first pad formation surface of the circuit substrate 200, and in this stacked state, The sensor pad 162 of the detection board 100 and the first pad 231 of the circuit board 200 are connected via a connection material 310 (for example, solder). That is, the electrode pads 131 and 132 and the circuit unit 230 are electrically connected by connecting the sensor pad 162 and the first pad 231 on the back side of the surface on which the electrodes 131 and 132 are formed.

また、検出基板100のセンサパッド形成面と回路基板100の第1のパッド形成面との間に封止材320が環状に配置されており、これにより、センサパッド162と第1のパッド231との接続部位及び回路部230が、気密に封止されている。封止材320としては、検出基板100のセンサパッド形成面と回路基板100の第1のパッド形成面との間に配置された状態で、センサパッド形成面及び第1のパッド形成面とともに、センサパッド162と第1のパッド231との接続部位及び回路部230を気密に封止できる材料であれば適用することができる。本実施形態においては、エポキシ系接着剤を適用しており、気密に封止するとともに、検出基板100と回路基板200とを固定している。従って、センサパッド162(電極131,132)と第1のパッド231(回路部230)との接続信頼性を向上できる。   Further, a sealing material 320 is annularly arranged between the sensor pad forming surface of the detection substrate 100 and the first pad forming surface of the circuit substrate 100, whereby the sensor pad 162, the first pad 231, The connection part and the circuit part 230 are hermetically sealed. The sealing material 320 includes a sensor pad forming surface and a first pad forming surface in a state where the sensor pad forming surface is disposed between the sensor pad forming surface of the detection substrate 100 and the first pad forming surface of the circuit board 100. Any material that can hermetically seal the connection portion between the pad 162 and the first pad 231 and the circuit portion 230 can be used. In the present embodiment, an epoxy-based adhesive is applied, which is hermetically sealed and the detection substrate 100 and the circuit substrate 200 are fixed. Therefore, the connection reliability between the sensor pad 162 (electrodes 131 and 132) and the first pad 231 (circuit unit 230) can be improved.

さらには、封止材320の配置位置よりも外周側に形成された第2のパッド232が、保護材330によって保護されている。この保護材330は、第2のパッド232の腐食を防止するためのものであり、本実施形態においてはシリコンゲルを適用している。尚、第2のパッド232には、ボンディングワイヤ等を介して、外部と接続されているが、本実施形態においては便宜上省略する。   Furthermore, the second pad 232 formed on the outer peripheral side with respect to the arrangement position of the sealing material 320 is protected by the protective material 330. This protective material 330 is for preventing the corrosion of the second pad 232, and silicon gel is applied in the present embodiment. The second pad 232 is connected to the outside via a bonding wire or the like, but is omitted for convenience in this embodiment.

このように構成される容量式湿度センサ300において、感湿膜150中に水分が浸透すると、水分は比誘電率が大きいため、その浸透した水分量に応じて、感湿膜150の比誘電率が変化する。その結果、感湿膜150を誘電体の一部として一対の電極131,132によって構成されるコンデンサの静電容量が変化し、この容量変化を回路部230にて処理し、電圧に変換する。感湿膜150内に含まれる水分量は、容量式湿度センサ300の周囲の湿度に対応するため、一対の電極131,132間の静電容量から湿度を検出することができる。   In the capacitive humidity sensor 300 configured as described above, when moisture permeates into the moisture sensitive film 150, the moisture has a large relative dielectric constant. Therefore, the relative dielectric constant of the moisture sensitive film 150 is determined according to the amount of the penetrated moisture. Changes. As a result, the capacitance of the capacitor constituted by the pair of electrodes 131 and 132 changes with the moisture sensitive film 150 as a part of the dielectric, and the capacitance change is processed by the circuit unit 230 and converted into a voltage. Since the amount of moisture contained in the moisture sensitive film 150 corresponds to the humidity around the capacitive humidity sensor 300, the humidity can be detected from the capacitance between the pair of electrodes 131 and 132.

次に、上記構成の容量式湿度センサ300の製造方法について、図2(a)〜(c)に基づいて説明する。図2は、容量式湿度センサ300の製造方法の一例を示す工程別断面図であり、(a)は検出基板準備工程、(b)は回路基板準備工程、(c)は接続工程を示している。   Next, a manufacturing method of the capacitive humidity sensor 300 having the above configuration will be described with reference to FIGS. FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views for each process showing an example of a method of manufacturing the capacitive humidity sensor 300, where FIG. 2A shows a detection board preparation process, FIG. 2B shows a circuit board preparation process, and FIG. 2C shows a connection process. Yes.

先ず、検出基板準備工程を実施する。図2(a)に示すように、半導体基板110の表面に、例えばCVD法により絶縁膜である酸化シリコン膜120を形成し、酸化シリコン膜120上に、例えば蒸着法を用いてAlを堆積させ、パターニングして電極131,132を形成する。電極131,132形成後、電極131,132上及び電極131,132間を覆うように、保護膜である窒化シリコン膜140を例えばプラズマCVD法にて形成し、電極131,132及び電極131,132間を覆うように、窒化シリコン膜140上の所定領域に感湿膜150を形成する。   First, a detection substrate preparation process is performed. As shown in FIG. 2A, a silicon oxide film 120 which is an insulating film is formed on the surface of the semiconductor substrate 110 by, for example, a CVD method, and Al is deposited on the silicon oxide film 120 by using, for example, a vapor deposition method. The electrodes 131 and 132 are formed by patterning. After the electrodes 131 and 132 are formed, a silicon nitride film 140 that is a protective film is formed by, for example, a plasma CVD method so as to cover the electrodes 131 and 132 and between the electrodes 131 and 132, and the electrodes 131 and 132 and the electrodes 131 and 132 are formed. A moisture sensitive film 150 is formed in a predetermined region on the silicon nitride film 140 so as to cover the space.

ここで、感湿膜150の形成方法としては、スピンコート法やスクリーン印刷法を適用することができるが、本実施形態においては、ポリイミドの前駆体(ポリアミド酸を基本骨格とする感湿膜前駆体)からなるペーストを用いてスクリーン印刷し、半導体基板110の最表面である窒化シリコン膜140上に堆積させた後、所定温度で加熱硬化(イミド化)させることによりポリイミドからなる感湿膜150を形成した。   Here, as a method of forming the moisture sensitive film 150, a spin coating method or a screen printing method can be applied. In this embodiment, a polyimide precursor (a moisture sensitive film precursor having a polyamic acid as a basic skeleton) is used. The moisture-sensitive film 150 made of polyimide is screen-printed using a paste made of a body, deposited on the silicon nitride film 140 which is the outermost surface of the semiconductor substrate 110, and then heat-cured (imidized) at a predetermined temperature. Formed.

さらに、本実施形態においては、半導体基板10の電極形成面の裏面に、回路基板200との接続端子とのなるセンサパッド162を形成する。具体的には、半導体基板110の裏面にマスク(図示せず)を形成し、例えばTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)溶液等のエッチング液により半導体基板110をエッチングする。エッチング後、エッチングされた半導体基板領域上の酸化シリコン膜120を除去し、センサパッド162を底部とするスルーホール160を形成する。   Furthermore, in the present embodiment, a sensor pad 162 that serves as a connection terminal with the circuit board 200 is formed on the back surface of the electrode formation surface of the semiconductor substrate 10. Specifically, a mask (not shown) is formed on the back surface of the semiconductor substrate 110, and the semiconductor substrate 110 is etched with an etchant such as a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) solution. After the etching, the silicon oxide film 120 on the etched semiconductor substrate region is removed, and a through hole 160 with the sensor pad 162 as a bottom is formed.

そして、半導体基板110の電極形成面の裏面及びスルーホール160の側面に絶縁層163を形成した後、例えば半導体基板110の裏面側からAlを蒸着し、パターニングする。これにより、スルーホール160内に導電体161を形成されるととともに、半導体基板110の電極形成面の裏面に、導電体161に接続されたセンサパッド162が形成される。尚、スルーホール160、導電体161、及びセンサパッド162の形成方法については、上記例に限定されるものではない。例えば、導電体161の形成に、スクリーン印刷やインクジェット印刷を適用しても良い。スルーホール160内に、多くの金属を配置したほうが好ましい。   And after forming the insulating layer 163 on the back surface of the electrode formation surface of the semiconductor substrate 110 and the side surface of the through hole 160, for example, Al is deposited from the back surface side of the semiconductor substrate 110 and patterned. As a result, the conductor 161 is formed in the through hole 160, and the sensor pad 162 connected to the conductor 161 is formed on the back surface of the electrode formation surface of the semiconductor substrate 110. The formation method of the through hole 160, the conductor 161, and the sensor pad 162 is not limited to the above example. For example, screen printing or inkjet printing may be applied to the formation of the conductor 161. It is preferable to arrange many metals in the through hole 160.

次に、回路基板準備工程を実施する。半導体基板210の表面に、イオン注入、熱拡散、CVD法等によって、回路部230の一部を形成する。続いて、例えばCVD法により絶縁膜である酸化シリコン膜220を形成し、コンタクトホール(図示せず)を形成した後、酸化シリコン膜220上に例えば蒸着法を用いてAlを堆積させる。そして、パターニングすることにより、回路部230、第1のパッド231、第2のパッド232、及び回路部230と第1のパッド231、第2のパッド232を接続する配線部(図示せず)を形成する。   Next, a circuit board preparation step is performed. A part of the circuit unit 230 is formed on the surface of the semiconductor substrate 210 by ion implantation, thermal diffusion, CVD, or the like. Subsequently, a silicon oxide film 220 which is an insulating film is formed by, for example, a CVD method, a contact hole (not shown) is formed, and then Al is deposited on the silicon oxide film 220 by, for example, an evaporation method. Then, by patterning, the circuit portion 230, the first pad 231, the second pad 232, and a wiring portion (not shown) for connecting the circuit portion 230 to the first pad 231 and the second pad 232 are provided. Form.

さらに、本実施形態においては、その上に保護膜である窒化シリコン膜240を例えばプラズマCVD法にて形成する。その際、回路基板200と、検出基板100やそれ以外の外部とを電気的に接続するため、第1のパッド231と第2のパッド232上の窒化シリコン膜240を、エッチングにより除去する。尚、検出基板準備工程と回路基板準備工程の製造タイミングは、いずれが先であっても良いし、並行して実施しても良い。   Furthermore, in this embodiment, a silicon nitride film 240 that is a protective film is formed thereon by, for example, a plasma CVD method. At that time, the silicon nitride film 240 on the first pad 231 and the second pad 232 is removed by etching in order to electrically connect the circuit board 200 and the detection board 100 and the other outside. It should be noted that either the detection board preparation step and the circuit board preparation step may be performed earlier or in parallel.

そして、検出基板100及び回路基板200を準備した状態で、接続工程を実施する。回路基板200の第1のパッド231上に、接続材料310(本実施形態においてははんだ)を塗布し、第1のパッド231に対してセンサパッド162が相対するように、検出基板100を位置決めした状態で、例えばヒートツール(図示せず)を検出基板100の電極形成面に当接させて、回路基板200方向に加圧しつつ加熱する。これにより、接続材料310が溶融して、センサパッド162及び第1のパッド231と接合し、電極131,132と回路部230が電気的に接続される。   And a connection process is implemented in the state which prepared the detection board | substrate 100 and the circuit board 200. FIG. A connection material 310 (solder in this embodiment) is applied on the first pad 231 of the circuit board 200, and the detection board 100 is positioned so that the sensor pad 162 is opposed to the first pad 231. In this state, for example, a heat tool (not shown) is brought into contact with the electrode formation surface of the detection substrate 100 and heated while being pressed in the direction of the circuit substrate 200. Thereby, the connection material 310 is melted and joined to the sensor pad 162 and the first pad 231, and the electrodes 131 and 132 and the circuit unit 230 are electrically connected.

センサパッド162と第1のパッド231の接続後、検出基板100のセンサパッド形成面と回路基板100の第1のパッド形成面との間の隙間に、封止材320としてのエポキシ系接着剤を環状に注入し、加熱して硬化させる。これにより、センサパッド162と第1のパッド231との接続部位及び回路部230が、検出基板100のセンサパッド形成面、回路基板100の第1のパッド形成面、及び封止材320によって、気密に封止される。以上により、容量式湿度センサ300が形成される。   After the connection between the sensor pad 162 and the first pad 231, an epoxy-based adhesive as the sealing material 320 is placed in the gap between the sensor pad forming surface of the detection substrate 100 and the first pad forming surface of the circuit substrate 100. Inject in a ring and heat to cure. Thereby, the connection part between the sensor pad 162 and the first pad 231 and the circuit part 230 are hermetically sealed by the sensor pad forming surface of the detection substrate 100, the first pad forming surface of the circuit substrate 100, and the sealing material 320. Sealed. Thus, the capacitive humidity sensor 300 is formed.

尚、第2のパッド232は、回路部230にて処理された信号を外部に取り出すための外部接続端子であるので、例えば容量式湿度センサ300の特性検査終了後や、ボンディングワイヤ(図示せず)を介して、外部と接続された後に、腐食防止のために、シリコンゲル等の保護材330によって第2のパッド232(及びその接続部位)を被覆保護する。本実施形態においても、第2のパッド232には、ボンディングワイヤを介して、外部と接続されているが、便宜上省略する。   The second pad 232 is an external connection terminal for taking out a signal processed by the circuit unit 230 to the outside. Therefore, for example, after the characteristic inspection of the capacitive humidity sensor 300 is completed, a bonding wire (not shown) In order to prevent corrosion, the second pad 232 (and its connecting portion) is covered and protected by a protective material 330 such as silicon gel. Also in this embodiment, the second pad 232 is connected to the outside via a bonding wire, but is omitted for convenience.

このように本実施形態における容量式湿度センサ300の構成によると、電極31,32と感湿膜50からなる検出部と、回路部230が異なる基板100,200に設けられ、検出基板100において、回路部230との接続端子としてのセンサパッド162が検出部形成面の裏面に設けられている。従って、従来のように、検出部上にゲル等の保護材を設けなくとも良いので、応答性の低下を防止することができる。   As described above, according to the configuration of the capacitive humidity sensor 300 in the present embodiment, the detection unit including the electrodes 31 and 32 and the moisture sensitive film 50 and the circuit unit 230 are provided on different substrates 100 and 200. A sensor pad 162 as a connection terminal with the circuit unit 230 is provided on the back surface of the detection unit forming surface. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to provide a protective material such as a gel on the detection unit, so that a reduction in responsiveness can be prevented.

また、本実施形態においては、検出基板100のセンサパッド形成面と回路基板200の第1のパッド形成面とが相対するように、検出基板100と回路基板200が積層された状態で、センサパッド162と第1のパッド231とが接続材料310を介して接続され、この接続部位が、センサパッド形成面、第1のパッド形成面、及び封止材320によって、外気に対して気密に封止されている。従って、センサパッド162及び第1のパッドの接続部位の腐食を防止できるとともに、平面方向におけるセンサ300の体格を小型化することができる。すなわち、平面方向における大きさが同じであれば、従来よりも検出部の面積を大きくすることができるので、感度を向上することができる。   In the present embodiment, the sensor pad is stacked with the detection substrate 100 and the circuit board 200 so that the sensor pad formation surface of the detection substrate 100 and the first pad formation surface of the circuit board 200 face each other. 162 and the first pad 231 are connected to each other through a connection material 310, and the connection portion is hermetically sealed against the outside air by the sensor pad formation surface, the first pad formation surface, and the sealing material 320. Has been. Therefore, corrosion of the connection portion between the sensor pad 162 and the first pad can be prevented, and the size of the sensor 300 in the planar direction can be reduced. That is, if the size in the plane direction is the same, the area of the detection unit can be increased as compared with the conventional case, so that the sensitivity can be improved.

また、本実施形態においては、回路部230と第1のパッド231が、半導体基板210の同一面側に形成されており、第1のパッドとともに回路部230も、センサパッド形成面、第1のパッド形成面、及び封止材320によって、外気に対して気密に封止される構成としている。従って、回路部230(酸化シリコン膜210)上に、保護膜としての窒化シリコン膜240を設けなくとも、回路部の腐食を防止することができる。尚、本実施形態においては、回路基板200形成後から接続工程まで間で、回路部230が外気の影響を受けるのを防止するために、窒化シリコン膜240を設けている。   In the present embodiment, the circuit unit 230 and the first pad 231 are formed on the same surface side of the semiconductor substrate 210, and the circuit unit 230 together with the first pad has the sensor pad formation surface, the first pad. The pad forming surface and the sealing material 320 are hermetically sealed against the outside air. Accordingly, corrosion of the circuit portion can be prevented without providing the silicon nitride film 240 as a protective film on the circuit portion 230 (silicon oxide film 210). In the present embodiment, the silicon nitride film 240 is provided in order to prevent the circuit unit 230 from being affected by the outside air between the formation of the circuit board 200 and the connection process.

また、本実施形態においては、回路部230にて処理された信号を外部に取り出すための第2のパッド232が、回路基板200の第1のパッド形成面において、封止材320の配置位置よりも外周側に形成されている。従って、先にセンサパッド162と第1のパッド231の接続部位を封止材320によって気密に封止した状態であっても、第2のパッド232に例えばテスタを当接させることにより特性検査を実施したり、第2のパッド232を介して外部と電気的に接続することもできる。また、第2のパッド232も、電極形成面とは異なる面に設けられているので、電極131,132及び感湿膜150を被覆することなく、第2のパッド232を保護材330によって被覆保護することができる。   Further, in the present embodiment, the second pad 232 for taking out the signal processed by the circuit unit 230 to the outside is located on the first pad forming surface of the circuit board 200 from the position where the sealing material 320 is disposed. Is also formed on the outer peripheral side. Therefore, even in a state where the connection portion between the sensor pad 162 and the first pad 231 is hermetically sealed with the sealing material 320 first, the characteristic inspection is performed by contacting the second pad 232 with, for example, a tester. It can also be implemented or electrically connected to the outside via the second pad 232. Further, since the second pad 232 is also provided on a surface different from the electrode formation surface, the second pad 232 is covered and protected by the protective material 330 without covering the electrodes 131 and 132 and the moisture sensitive film 150. can do.

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.

本実施形態において、検出基板100を構成する基板として、シリコンからなる半導体基板110を採用し、酸化シリコン膜120を介して、半導体基板110上に電極131,132が形成される例を示した。このように基板として半導体基板110を用いると、一般的な半導体プロセスにより、検出基板100を形成することができるので、製造コストを低減することができる。しかしながら、基板としては、ガラス基板等の絶縁基板を適用することも可能である。   In the present embodiment, the semiconductor substrate 110 made of silicon is used as the substrate constituting the detection substrate 100, and the electrodes 131 and 132 are formed on the semiconductor substrate 110 via the silicon oxide film 120. When the semiconductor substrate 110 is used as the substrate as described above, the detection substrate 100 can be formed by a general semiconductor process, and thus the manufacturing cost can be reduced. However, an insulating substrate such as a glass substrate can also be applied as the substrate.

同様に、回路基板200を構成する基板として、半導体基板210を採用し、半導体プロセスを活用して回路基板200を形成する例を示した。しかしながら、回路基板200は上記例に限定されるものではなく、基板として、セラミックや樹脂等も適用することができる。   Similarly, an example in which the semiconductor substrate 210 is employed as a substrate constituting the circuit substrate 200 and the circuit substrate 200 is formed by utilizing a semiconductor process has been shown. However, the circuit board 200 is not limited to the above example, and ceramic, resin, or the like can be applied as the board.

また、本実施形態においては、回路部230も、検出基板100のセンサパッド形成面、回路基板200の第1のパッド形成面、及び封止材320によって、気密に封止される例を示した。すなわち、回路部230と第1のパッド231が、半導体基板210の同一面側に形成される例を示した。しかしながら、図3に示すように、回路部230が第1のパッド形成面の裏面側に設けられる構成としても良い。図3は、本実施形態の変形例を示す概略断面図であり、図1(b)に対応している。   In this embodiment, the circuit unit 230 is also hermetically sealed by the sensor pad forming surface of the detection substrate 100, the first pad forming surface of the circuit substrate 200, and the sealing material 320. . That is, the example in which the circuit portion 230 and the first pad 231 are formed on the same surface side of the semiconductor substrate 210 is shown. However, as shown in FIG. 3, the circuit unit 230 may be provided on the back side of the first pad forming surface. FIG. 3 is a schematic sectional view showing a modification of the present embodiment, and corresponds to FIG.

このような構成の場合、回路部230をシリコンゲル等の保護材330によって被覆すれば良い。尚、図3中において、符号250は、半導体基板210に設けたスルーホール、符号251はスルーホール250内の導電体、符号252は絶縁層を示し、回路部230は、回路部230の端部パッド230aにて導電体251と接続している。また、第2のパッド232は、回路部230形成面側に設けられており、保護材330によって被覆保護されている。しかしながら、図1(a),(b)に示す構成の方が、第1のパッド形成面の裏面側に保護材330を設けなくとも良いので、積層方向におけるセンサ300の体格を小型化することができる。   In such a configuration, the circuit portion 230 may be covered with a protective material 330 such as silicon gel. In FIG. 3, reference numeral 250 denotes a through hole provided in the semiconductor substrate 210, reference numeral 251 denotes a conductor in the through hole 250, reference numeral 252 denotes an insulating layer, and the circuit unit 230 is an end portion of the circuit unit 230. The pad 230a is connected to the conductor 251. The second pad 232 is provided on the surface where the circuit unit 230 is formed, and is covered and protected by a protective material 330. However, the configuration shown in FIGS. 1A and 1B does not need to provide the protective material 330 on the back surface side of the first pad forming surface, so that the size of the sensor 300 in the stacking direction can be reduced. Can do.

尚、検出基板100と回路基板200とを積層した構成としては、上記構成に限定されるものではない。それ以外にも、例えば第2のパッド232のみが、第1のパッド形成面の裏面側に形成された構成としても良い。   The configuration in which the detection substrate 100 and the circuit substrate 200 are stacked is not limited to the above configuration. In addition, for example, only the second pad 232 may be formed on the back side of the first pad forming surface.

また、電極131,132と回路部230とを電気的に接続するために、必ずしも検出基板100と回路基板200とを積層した構成としなくとも良い。例えば、電極形成面の裏面に設けられたセンサパッド161と、第1のパッド231とをボンディングワイヤで接続しても良い。少なくとも検出基板100の電極形成面側に、外部と接続する接続端子を有さない構成であれば、電極131,132及び感湿膜150からなる検出部上に保護材330が配置されず、それにより応答性の低下を防止することができる。   In order to electrically connect the electrodes 131 and 132 and the circuit unit 230, the detection substrate 100 and the circuit substrate 200 are not necessarily stacked. For example, the sensor pad 161 provided on the back surface of the electrode formation surface and the first pad 231 may be connected by a bonding wire. If at least the electrode forming surface side of the detection substrate 100 does not have a connection terminal that connects to the outside, the protective material 330 is not disposed on the detection unit including the electrodes 131 and 132 and the moisture sensitive film 150. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in responsiveness.

また、本実施形態において、一対の電極131,132が櫛歯状に設けられる例を示した。しかしながら、一対の電極131,132間に感湿膜150を介在させてなる構成であれば、検出部の構造は特に限定されるものではない。   Further, in the present embodiment, an example in which the pair of electrodes 131 and 132 are provided in a comb shape is shown. However, the structure of the detection unit is not particularly limited as long as the moisture sensitive film 150 is interposed between the pair of electrodes 131 and 132.

本発明の容量式湿度センサの概略構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面における断面図である。It is a figure which shows schematic structure of the capacitive humidity sensor of this invention, (a) is a top view, (b) is sectional drawing in the AA cross section of (a). 容量式湿度センサの製造方法の一例を示す工程別断面図であり、(a)は検出基板準備工程、(b)は回路基板準備工程、(c)は接続工程を示している。It is sectional drawing according to process which shows an example of the manufacturing method of a capacitive humidity sensor, (a) is a detection board preparation process, (b) is a circuit board preparation process, (c) has shown the connection process. 変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a modification.

符号の説明Explanation of symbols

100・・・検出基板
110・・・半導体基板
120・・・酸化シリコン膜
131,132・・・電極
140・・・窒化シリコン膜
160・・・スルーホール
161・・・導電体
162・・・センサパッド
200・・・回路基板
210・・・半導体基板
230・・・回路部
231・・・第1のパッド
232・・・第2のパッド
300・・・容量式湿度センサ
310・・・接続材料
320・・・封止材料
330・・・保護材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Detection substrate 110 ... Semiconductor substrate 120 ... Silicon oxide film 131,132 ... Electrode 140 ... Silicon nitride film 160 ... Through hole 161 ... Conductor 162 ... Sensor Pad 200 ... Circuit board 210 ... Semiconductor substrate 230 ... Circuit part 231 ... First pad 232 ... Second pad 300 ... Capacitive humidity sensor 310 ... Connection material 320 ... Sealant 330 ... Protective material

Claims (9)

一面側に、湿度によってその容量が変化する検出部が設けられた検出基板と、
前記検出部の容量変化を電気信号処理する回路部が設けられた回路基板とを備え、
前記検出部と前記回路部とを電気的に接続してなる容量式湿度センサであって、
前記検出基板の検出部形成面の裏面には、前記回路部に対する接続端子としてのセンサパッドが設けられ、
当該センサパッドと前記検出部とが、前記検出基板に設けられたスルーホール内の導電体を介して電気的に接続されていることを特徴とする容量式湿度センサ。
On the one side, a detection board provided with a detection unit whose capacity changes depending on humidity,
A circuit board provided with a circuit unit for processing an electric signal for capacitance change of the detection unit,
A capacitive humidity sensor formed by electrically connecting the detection unit and the circuit unit,
A sensor pad as a connection terminal for the circuit unit is provided on the back surface of the detection unit forming surface of the detection substrate.
The capacitive humidity sensor, wherein the sensor pad and the detection unit are electrically connected via a conductor in a through hole provided in the detection substrate.
前記回路基板には、前記センサパッドとの接続端子として、前記回路部と電気的に接続された第1のパッドが設けられ、
前記検出基板のセンサパッド形成面と前記回路基板の第1のパッド形成面とが相対するように、前記検出基板と前記回路基板が積層された状態で、前記センサパッドと前記第1のパッドとが、接続材料を介して電気的に接続されつつ、前記検出基板のセンサパッド形成面と前記回路基板の第1のパッド形成面との間に環状に設けられた封止材によって気密に封止されていることを特徴とする請求項1に記載の容量式湿度センサ。
The circuit board is provided with a first pad electrically connected to the circuit portion as a connection terminal to the sensor pad,
In the state where the detection substrate and the circuit board are stacked such that the sensor pad formation surface of the detection substrate and the first pad formation surface of the circuit substrate face each other, the sensor pad and the first pad Are hermetically sealed by a sealing material provided in an annular shape between the sensor pad forming surface of the detection substrate and the first pad forming surface of the circuit substrate while being electrically connected via a connecting material. The capacitive humidity sensor according to claim 1, wherein the capacitive humidity sensor is provided.
前記回路部は、前記回路基板の第1のパッド形成面側に設けられ、前記第1のパッドとともに、前記封止材により気密に封止されていることを特徴とする請求項2に記載の容量式湿度センサ。   The said circuit part is provided in the 1st pad formation surface side of the said circuit board, and is airtightly sealed with the said sealing material with the said 1st pad. Capacitive humidity sensor. 前記回路部は、前記回路基板の第1のパッド形成面の裏面側に設けられ、その表面が保護材によって被覆保護されていることを特徴とする請求項2に記載の容量式湿度センサ。   3. The capacitive humidity sensor according to claim 2, wherein the circuit unit is provided on a back surface side of the first pad forming surface of the circuit board, and the surface thereof is covered and protected by a protective material. 前記回路基板には、積層状態で前記検出基板と重ならない部位に、前記回路部と配線部を介して電気的に接続された第2のパッドが設けられていることを特徴とする請求項2〜4いずれか1項に記載の容量式湿度センサ。   3. The circuit board is provided with a second pad that is electrically connected to the circuit portion via a wiring portion at a portion that does not overlap the detection substrate in a stacked state. The capacitive humidity sensor according to any one of -4. 前記検出部は、半導体基板上の同一平面に、互いの櫛歯が噛み合って対向するように離間して配置された一対の電極と、当該一対の電極及び前記一対の電極間を覆うように設けられた感湿膜とにより構成されることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の容量式湿度センサ。   The detection unit is provided on the same plane on the semiconductor substrate so as to cover a pair of electrodes arranged so as to face each other with the comb teeth meshing with each other and between the pair of electrodes and the pair of electrodes. The capacitive humidity sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein the humidity sensor is configured by a moisture sensitive film. 一面側に、湿度によってその容量が変化する検出部が設けられた検出基板を準備する検出基板準備工程と、
前記検出部の容量変化を電気信号処理する回路部が設けられた回路基板を準備する回路基板準備工程と、
前記検出部と前記回路部とを電気的に接続する接続工程とを備える容量式湿度センサの製造方法であって、
前記検出基板準備工程において、前記検出基板の検出部形成面の裏面に、スルーホール内の導電体を介して前記検出部と電気的に接続され、前記回路部に対する接続端子としてのセンサパッドを形成することを特徴とする容量式湿度センサの製造方法。
A detection board preparation step of preparing a detection board provided with a detection unit whose capacity changes with humidity on one side;
A circuit board preparation step of preparing a circuit board provided with a circuit unit for processing an electric signal for capacitance change of the detection unit;
A method of manufacturing a capacitive humidity sensor comprising a connection step of electrically connecting the detection unit and the circuit unit,
In the detection substrate preparation step, a sensor pad as a connection terminal for the circuit unit is formed on the back surface of the detection unit formation surface of the detection substrate, electrically connected to the detection unit via a conductor in a through hole. A method for manufacturing a capacitive humidity sensor.
前記回路基板準備工程において、前記センサパッドとの接続端子として、前記回路部と電気的に接続された第1のパッドを形成し、
前記接続工程において、前記センサパッドと前記第1のパッドとを、接続材料を介して電気的に接続するとともに、相対する前記検出基板のセンサパッド形成面と前記回路基板の第1のパッド形成面との間の周縁部に封止材を環状に配置し、前記センサパッドと前記第1のパッドとの接続部位を気密に封止することを特徴とする請求項7に記載の容量式湿度センサの製造方法。
In the circuit board preparation step, as a connection terminal with the sensor pad, a first pad electrically connected to the circuit unit is formed,
In the connecting step, the sensor pad and the first pad are electrically connected via a connecting material, and the sensor pad forming surface of the detection substrate and the first pad forming surface of the circuit substrate are opposed to each other. A capacitive humidity sensor according to claim 7, wherein a sealing material is annularly arranged at a peripheral portion between the sensor pad and the connection portion between the sensor pad and the first pad to be hermetically sealed. Manufacturing method.
前記回路基板準備工程において、前記回路部を、前記回路基板の第1のパッド形成面側に形成し、
前記接続工程において、前記第1のパッドとともに、前記回路部を前記封止材により気密に封止することを特徴とする請求項8に記載の容量式湿度センサの製造方法。
In the circuit board preparation step, the circuit portion is formed on the first pad forming surface side of the circuit board,
9. The method of manufacturing a capacitive humidity sensor according to claim 8, wherein, in the connecting step, the circuit portion is hermetically sealed with the sealing material together with the first pad.
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