JP2015068800A - 圧力センサー、電子機器および移動体 - Google Patents

圧力センサー、電子機器および移動体 Download PDF

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Abstract

【課題】環境温度によらず、優れた精度を有する圧力センサーを提供すること。【解決手段】圧力センサー1は、圧力を検出して電気信号を発生するセンサーチップ3と、開口を有し、センサーチップ3が収納される内部空間28を備えるパッケージ2と、内部空間28にパッケージ3から突出しているフライングリード27とを有している。そして、センサーチップ3は、フライングリード27に接続している。また、センサーチップ3は、パッケージ2の内壁から離れて配置されている。【選択図】図1

Description

本発明は、圧力センサー、電子機器および移動体に関するものである。
従来から、圧力センサーとして、圧力を検出してその検出値に応じたレベルの電気信号を発生するセンサーチップと、このセンサーチップを収納するパッケージと、センサーチップで発生した電気信号をパッケージの外部に取り出す配線と、センサーチップと配線とを電気的に接続するボンディングワイヤーとを有するものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
かかる構成の圧力センサーでは、通常、センサーチップは、外部からの応力を緩和すること、すなわち、外部応力によるセンサーチップの破損や低感度化を防止することを目的に、パッケージの底面に、フロロシリコーン系の接着剤のような低弾性率な材料を介して固定(ダイボンディング)されている。
ここで、ボンディングワイヤーによるセンサーチップと配線との電気的な接続は、通常、上述した、接着剤を介したパッケージの底面へのセンサーチップの固定の後に行われる。
よって、パッケージが低弾性率な材料上に位置しているため、センサーチップが有する電極に対するボンディングワイヤーの形成時に、センサーチップに十分に超音波が伝達されず、その結果、センサーチップが有する電極とボンディングワイヤーとの間において接触不良が生じるという問題があった。
特開2001−153746号公報 特開2004−3936号公報
本発明の目的は、高感度で、かつ、外部からの応力が緩和された圧力センサー、かかる圧力センサーを備える電子機器および移動体を提供することにある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本発明の圧力センサーは、圧力を検出して電気信号を発生するセンサーチップと、
開口を有し、前記センサーチップが収納される内部空間を備えるパッケージと、
前記内部空間に前記パッケージから突出しているフライングリードと、を有し、
前記センサーチップは、前記フライングリードに接続していることを特徴とする。
これにより、高感度で、かつ、外部からの応力が緩和された圧力センサーとすることができる。
[適用例2]
本発明の圧力センサーでは、前記センサーチップは、前記パッケージの内壁から離れて配置されていることが好ましい。
これにより、高感度で、かつ、外部からの応力が緩和された圧力センサーとすることができる。
[適用例3]
本発明の圧力センサーでは、前記内部空間は、柔軟性を有する樹脂で充填されていることが好ましい。
これにより、前記柔軟性を有する樹脂によりセンサーチップが封止されるため、センサーチップが保護されるとともに、圧力センサーに作用した外部応力が低減されることから、センサーチップに外部応力が作用するのを的確に抑制または防止することができる。
[適用例4]
本発明の圧力センサーでは、前記センサーチップは、ダイアフラム溝を有し、前記ダイアフラム溝を前記開口側に向けて配置されていることが好ましい。
かかる構成とすることで、ダイアフラム溝が形成されている面により、この面と反対の面が、パッケージの開口側から遮蔽(遮光)される。ここで、ダイアフラム溝が形成されている面と反対の面側には、通常、チップ配線部や、IC回路が形成されるため、かかる面を、パッケージの開口側から遮蔽することにより、例えば、パッケージの開口を透過する光により、チップ配線部およびIC回路等が変質・劣化するのを的確に抑制または防止することができる。
[適用例5]
本発明の圧力センサーでは、前記フライングリードは、導電性を有することが好ましい。
これにより、フライングリードを、センサーチップが有する端子に接続することで、フライングリードに配線としての機能を発揮させることができる。
[適用例6]
本発明の圧力センサーでは、前記センサーチップは、前記フライングリードの前記開口側の面と接続していることが好ましい。
これにより、フライングリードを介して、センサーチップに外部応力が作用するのをより的確に抑制または防止することができる。
[適用例7]
本発明の圧力センサーでは、前記内部空間にICチップを備えることが好ましい。
このICチップにより、センサーチップで発生した電気信号に基づいて、センサーチップに加わった圧力の大きさを換算することができる。
[適用例8]
本発明の圧力センサーでは、前記センサーチップは、前記ICチップを介して、前記フライングリードに接続していることが好ましい。
このように、ICチップが介在することで、センサーチップに、フライングリードから伝達される外部応力を、より確実に低減させることができる。
[適用例9]
本適用例の電子機器は、本適用例の圧力センサーを備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する電子機器を提供することができる。
[適用例10]
本適用例の移動体は、本適用例の圧力センサーを備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する移動体を提供することができる。
本発明の圧力センサーの第1実施形態を示す図である。 図1に示す圧力センサーが有する可撓性配線基板の平面図である。 本発明の圧力センサーの第2実施形態を示す縦断面図である。 本発明の圧力センサーの第3実施形態を示す縦断面図である。 本発明の圧力センサーの第4実施形態を示す縦断面図である。 本発明の圧力センサーの第5実施形態を示す縦断面図である。 本発明の圧力センサーの第6実施形態を示す縦断面図である。 本発明の圧力センサーの第7実施形態を示す縦断面図である。 本発明の圧力センサーの第8実施形態を示す縦断面図である。 本発明の圧力センサーの第9実施形態を示す縦断面図である。 本発明の圧力センサーの第10実施形態を示す縦断面図である。 本発明の電子機器の一例を示す正面図である。 本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
以下、本発明の圧力センサー、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
1.圧力センサー
まず、圧力センサーについて説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の圧力センサーの第1実施形態を示す図(図1(a)は、縦断面図、図1(b)は、平面図)、図2は、図1に示す圧力センサーが有する可撓性配線基板の平面図(図2(a)は、表面側から見た平面図、図2(b)は、裏面側から見た平面図)である。なお、以下の説明では、図1(a)中の上側を「上」、下側を「下」と言い、図1(b)、図2(a)中の紙面手間側を「上」、紙面奥側を「下」と言い、図2(b)中の紙面奥側を「上」、紙面手間側を「下」と言う。
図1に示す圧力センサー1は、センサーチップ(センサー素子)3と、センサーチップ3を収納するパッケージ2と、パッケージ2内でセンサーチップ3を封止するモールド部4とを有している。
パッケージ2は、センサーチップ3を、その内部に形成された内部空間28に収納するとともに、固定する機能を有するものである。
このパッケージ2は、本実施形態では、図1に示すように、ベース(底部)21と、ハウジング(蓋体)22と、可撓性配線基板25とを有し、この順で、これらを互いに接合して構成されている。
なお、ベース21と可撓性配線基板25との接合、および、ハウジング22と可撓性配線基板25との接合は、それぞれ、接着剤で構成される接着剤層26を介して行われている。この接着剤としては、特に限定されず、例えば、シリコーン系、エポキシ系の接着剤等を用いることができる。
ベース21は、パッケージ2の底面を構成し、本実施形態では、全体形状が平板状をなし、その平面視形状は、正方形状となっている。
ベース21の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックスのような各種セラミックスや、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ABS樹脂、エポキシ樹脂のような各種樹脂材料等の絶縁性材料が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、各種セラミックスであることが好ましい。これにより、優れた機械的強度を有するパッケージ2を得ることができる。
なお、ベース21の平面視形状としては、図1に示した、正方形状をなすものの他、例えば、円形状、長方形状、五角形以上の多角形状等をなすものであってもよい。
ハウジング22は、パッケージ2の蓋部を構成し、本実施形態では、全体形状が筒状をなし、その平面視形状は、その下側おいて正方形状となり、上側において円形状となっている。
このハウジング22は、その外径および内径が、下端から上端に向かってパッケージ高さの途中まで漸減する第1部位と、この途中から上端に向かってほぼ一定となる第2の部位とで構成され、第1の部位において平面視形状が正方形状をなし、第2の部位において平面視形状が円形状をなしている。
ハウジング22の構成材料としては、ベース21の構成材料として挙げたのと同様のものを用いることができる。
なお、ハウジング22の形状としては、図1に示した形状のものの他、例えば、その全体形状が、円筒状をなすもの等であってもよい。
可撓性配線基板25は、パッケージ2の厚さ方向において、ベース21とハウジング22との間に位置し、センサーチップ3をパッケージ2内で固定するとともに、センサーチップ3で発生した電気信号をパッケージ2の外部に取り出す機能を有している。
この可撓性配線基板25は、可撓性を有する基材23と、この基材23の下面側に形成された配線24とで構成される。
基材23は、本実施形態では、その平面視形状が、正方形の枠状をなす枠体231と、枠体231の一辺において突出するように一体的に形成された帯状をなす帯体232とで構成されている。この枠体231において、その中心部に、厚さ方向に開口する開口部233が形成されている。
基材23の構成材料としては、可撓性を有するものであれば、特に限定されず、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
配線24は、導電性を有し、図2(b)に示すように、枠体231と帯体232にかけて設けられ(引き回され)ており、本実施形態では、6つの配線部241〜246を有している。
これらのうち、3つの配線部243〜245は、それぞれ、その基端側が帯体232に設けられ、枠体231を構成する4辺のうち帯体232が一体的に形成されている1辺から、先端側が開口部233内に突出するように設けられている。また、3つの配線部241、242、246は、それぞれ、その基端側が帯体232に設けられ、枠体231にかけて引き回された後、帯体232が一体的に形成されている枠体231の1辺に対向する1辺から、先端側が開口部233内に突出するように設けられている。
開口部233内に突出する、これら配線部241〜246の先端側により、フライングリード(タブテープ)27が構成される。これらフライングリード27は、本実施形態では、開口部233内において、上方に曲げ起こされ、その先端部は、枠体231から離間して、センサーチップ3を固定する固定部を構成するとともに、センサーチップ3が有する端子と電気的に接続する端子を構成する。
配線24の構成材料としては、例えば、Ni、Pt、Li、Mg、Sr、Ag、Cu、Co、Al等の金属、これらを含むMgAg、AlLi、CuLi等の合金、ITO、SnO2等の酸化物等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
これら、ベース21と、可撓性配線基板25と、ハウジング22とを、これらの間に接着剤層26を介在させた状態で、この順で積層することにより、パッケージ2が形成され、その内側に、ハウジング22の上側で開口する内部空間28が画成される。また、この際、枠体231の開口部233内に突出するフライングリード27が、内部空間28内に突出するように配置される。さらに、可撓性配線基板25が有する枠体231が内部空間28を形成する主体部を構成し、この主体部から突出するように帯体232が形成されることとなる。この帯体232に対応して設けられた配線24、すなわち配線部241〜246の端部に、例えば、後述する電子機器または移動体のマザーボード等を電気的に接続することにより、パッケージ2の内部空間28に収納されたセンサーチップ3で発生した電気信号を、パッケージ2の外部、すなわち電子機器または移動体に取り出すことができる。
なお、ベース21、可撓性配線基板25およびハウジング22における、これら同士間の接合は、接着剤層を介することなく、ベース21、可撓性配線基板25およびハウジング22の構成材料等によっては、陽極接合や、直接接合等の各種接合方法により行われていてもよい。
センサーチップ(感圧素子)3は、センサーチップ3に作用した圧力を検出して、その検出値に基づいて電気信号を発生する機能を有するものである。
センサーチップ3は、かかる機能を有するものであれば、いかなる構成のものであっても良いが、本実施形態では、図1に示すように、ダイアフラム溝31を有するものがパッケージ2内に収納されている。
このセンサーチップ3は、ダイアフラム溝31と、その内部に形成された気密空間(図示せず)と、ダイアフラム溝31と気密空間との間に形成されたCMOSインバーター回路(図示せず)と、CMOSインバーター回路に電気的に接続されたチップ配線部(図示せず)とを有している。
かかる構成のセンサーチップ3では、センサーチップ3に圧力が加わると、センサーチップ3の外側と気密空間との間で圧力差が生じ、これに起因して、ダイアフラム溝31に撓みが生じる。この撓みによるダイアフラム溝31の変動量を、CMOSインバーターにより電気信号に変換することで、センサーチップ3に加わった圧力が検出され、この電気信号がチップ配線部に伝達される。
また、本実施形態では、センサーチップ3は、図示しないIC回路を備え、このIC回路により、例えば、CMOSインバーターで生成された電気信号に基づいて、センサーチップ3に加わった圧力の大きさを換算することができる。
かかる構成のセンサーチップ3は、本実施形態では、図1に示すようにして、パッケージ2内に搭載されている。
すなわち、センサーチップ3は、パッケージ2の内部空間28にパッケージ2の内壁から離れて接触しないように収容されており、かつ、内部空間28内に突出するように配置された複数(本実施形態では6つ)のフライングリード27にバンプ5を介して接続している。換言すれば、フライングリード27の先端部にバンプ5を介して固定されている。
これにより、センサーチップ3は、内部空間28内に、フライングリード27の他に接触することなく、パッケージ2の底面、すなわちベース21に対してほぼ水平に支持することができる。また、バンプ5は、図示しないセンサーチップ3のチップ配線部が有する端子に対応するように設けられており、これにより、センサーチップ3と、フライングリード27すなわち配線部241〜246の先端側とを電気的に接続することができる。
上記の通り、センサーチップ3が内部空間28内に支持されており、フライングリード27が金属材料で構成され弾性体としての機能を発揮するため、たとえ、圧力センサー1(パッケージ2)に外部からの応力が作用したとしても、センサーチップ3にかかる応力が作用するのを的確に抑制または防止することができる。したがって、外部応力に起因するセンサーチップ3の破損および低感度化が的確に抑制または防止される。
さらに、センサーチップ3の内部空間28内への固定と、センサーチップ3と配線24との電気的な接続とが同時に行われることから、たとえ、センサーチップ3が弾性体上に固定されるとしても、センサーチップ3のチップ配線部が備える端子とフライングリード27との間において接触不良が生じるのを的確に抑制または防止することができる。
また、本実施形態では、フライングリード27は、内部空間28(開口部233)内において、上方に曲げ起こされ、かつ、センサーチップ3は、ダイアフラム溝31が上側(パッケージ2の開口側)を向くようにして、フライングリード27の上側に固定されている。すなわち、センサーチップ3は、ダイアフラム溝31が上側(パッケージ2の開口側)を向くようにして、フライングリード27に吊り上げられて固定されている。かかる構成とすることで、ダイアフラム溝31が形成されている面により、この面と反対の面が、パッケージ2の開口側から遮蔽(遮光)される。ここで、ダイアフラム溝31が形成されている面と反対の面側には、通常、チップ配線部や、IC回路が形成されるため、かかる面を、パッケージ2の開口側から遮蔽することにより、例えば、パッケージ2の開口を透過する光により、チップ配線部およびIC回路等が変質・劣化するのを的確に抑制または防止することができる。
また、センサーチップ3を、短冊状をなすフライングリード27に吊り上げるように固定すること、すなわち、フライングリード27の上側の面に接続することにより、フライングリード27を介して、センサーチップ3に外部応力が作用するのをより的確に抑制または防止することができる。
なお、本実施形態では、センサーチップ3が、ダイアフラム溝31の撓みを、CMOSインバーターにより検出するものである場合について説明したが、かかる場合に限定されず、センサーチップ3は、ダイアフラム溝31にピエゾ抵抗素子を設け、このピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化を検出する構成のものであってもよい。
モールド部4は、パッケージ2内に形成された内部空間28内に充填され、これにより、内部空間28内に収納された、センサーチップ3を封止する。
このモールド部4は、柔軟性を有する樹脂、例えば、ゲルで構成され、さらに、パッケージ2は、前述の通り、ハウジング22の上側で開口している。これにより、圧力センサー1に加わった圧力を、ハウジング22の上側における開口およびモールド部(ゲル)4を介して、センサーチップ3(ダイアフラム溝31)に作用させることができる。
また、このモールド部4により、センサーチップ3を保護(防塵および防水)するとともに、圧力センサー1(パッケージ2)に作用した外部応力を低減させることができるため、このモールド部4によっても、センサーチップ3に外部応力が作用するのを的確に抑制または防止することができる。
このようなモールド部4の構成材料としては、例えば、シリコーン樹脂が挙げられ、このシリコーン樹脂は、1液型および2液型のいずれであってもよい。
<第2実施形態>
次に、本発明の圧力センサーの第2実施形態について説明する。
図3は、本発明の圧力センサーの第2実施形態を示す縦断面図である。
以下、第2実施形態の圧力センサー1について、前記第1実施形態の圧力センサー1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図3に示す圧力センサー1は、センサーチップ3の構成が異なり、さらに、圧力センサー1が、その内部空間28にICチップ6を備えること以外は、図1に示す圧力センサー1と同様である。
すなわち、第2実施形態の圧力センサー1では、センサーチップ3内におけるIC回路の形成が省略され、圧力センサー1がICチップ6を備えている。そして、このICチップ6は、ICチップ6が有する端子と、センサーチップ3のチップ配線部が有する端子とがバンプ5を介して電気的に接続され、これにより、センサーチップ3の下側で、センサーチップ3に吊り下げられるようにして固定されている。このようなICチップ6によっても、例えば、センサーチップ3で発生した電気信号に基づいて、センサーチップ3に加わった圧力の大きさを換算することができる。
以上のようにして、ICチップ6は、フライングリード27の先端部に、センサーチップ3を介して固定される。
このような第2実施形態の圧力センサー1によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第3実施形態>
次に、本発明の圧力センサーの第3実施形態について説明する。
図4は、本発明の圧力センサーの第3実施形態を示す縦断面図である。
以下、第3実施形態の圧力センサー1について、前記第2実施形態の圧力センサー1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図4に示す圧力センサー1は、フライングリード27の形状が異なり、さらに、センサーチップ3とICチップ6との配置位置が異なること以外は、図3に示す圧力センサー1と同様である。
すなわち、第3実施形態の圧力センサー1では、フライングリード27の内部空間28内における上方への曲げ起こしが省略され、フライングリード27への、センサーチップ3およびICチップ6の接続順序が逆転している。
より具体的には、本実施形態では、まず、ICチップ6は、ICチップ6が有する端子と、フライングリード27の先端部とがバンプ5を介して電気的に接続され、これにより、曲げ起こしが省略されたフライングリード27の下側に、吊り下げられて固定される。そして、センサーチップ3は、センサーチップ3のチップ配線部が有する端子と、ICチップ6が有する端子とがバンプ5を介して電気的に接続され、これにより、ダイアフラム溝31を上側に向けた状態にして、ICチップ6の上側でICチップ6に吊り上げられるようにして固定される。
以上のようにして、センサーチップ3は、ダイアフラム溝31を上側に向けた状態にして、フライングリード27の先端部に、ICチップ6を介して固定される。このように、ICチップ6が介在することで、フライングリード27から伝達される外部応力を、より確実に低減させることができる。
このような第3実施形態の圧力センサー1によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第4実施形態>
次に、本発明の圧力センサーの第4実施形態について説明する。
図5は、本発明の圧力センサーの第4実施形態を示す縦断面図である。
以下、第4実施形態の圧力センサー1について、前記第1実施形態の圧力センサー1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図5に示す圧力センサー1は、フライングリード27の形状が異なり、さらに、内部空間28内におけるセンサーチップ3の配置位置および向きが異なること以外は、図1に示す圧力センサー1と同様である。
すなわち、第4実施形態の圧力センサー1では、フライングリード27の内部空間28内における上方への曲げ起こしが省略され、フライングリード27への、センサーチップ3の配置位置がフライングリード27の下側となっている。
より具体的には、本実施形態では、センサーチップ3は、センサーチップ3のチップ配線部が有する端子と、フライングリード27の先端部とがバンプ5を介して電気的に接続され、これにより、ダイアフラム溝31を下側に向けた状態にして、曲げ起こしが省略されたフライングリード27の下側に、吊り下げられて固定される。
以上のようにして、センサーチップ3は、フライングリード27の先端部に、ダイアフラム溝31を下側に向けた状態にして固定される。
このような第4実施形態の圧力センサー1によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第5実施形態>
次に、本発明の圧力センサーの第5実施形態について説明する。
図6は、本発明の圧力センサーの第5実施形態を示す縦断面図である。
以下、第5実施形態の圧力センサー1について、前記第4実施形態の圧力センサー1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図6に示す圧力センサー1は、センサーチップ3の構成が異なり、さらに、圧力センサー1がICチップ6を備えること以外は、図5に示す圧力センサー1と同様である。
すなわち、第5実施形態の圧力センサー1では、センサーチップ3内におけるIC回路の形成が省略され、圧力センサー1がICチップ6を備えている。そして、このICチップ6は、ICチップ6が有する端子と、センサーチップ3のチップ配線部が有する端子とがバンプ5を介して電気的に接続され、これにより、センサーチップ3の上側で、センサーチップ3に吊り上げられるようにして固定されている。かかる構成とすることにより、パッケージ2の開口と、センサーチップ3との間にICチップ6が介在することから、ICチップ6により、ダイアフラム溝31が形成されている面と反対の面がパッケージ2の開口側から遮蔽(遮光)される。そのため、パッケージ2の開口を透過する光により、チップ配線部およびIC回路等が変質・劣化するのを的確に抑制または防止することができる。
以上のようにして、ICチップ6は、フライングリード27の先端部に、センサーチップ3を介して固定される。
このような第5実施形態の圧力センサー1によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第6実施形態>
次に、本発明の圧力センサーの第6実施形態について説明する。
図7は、本発明の圧力センサーの第6実施形態を示す縦断面図である。
以下、第6実施形態の圧力センサー1について、前記第5実施形態の圧力センサー1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図7に示す圧力センサー1は、フライングリード27の形状が異なり、さらに、センサーチップ3とICチップ6との配置位置が異なること以外は、図6に示す圧力センサー1と同様である。
すなわち、第6実施形態の圧力センサー1では、フライングリード27が内部空間28内において上方へ曲げ起こされ、フライングリード27への、センサーチップ3およびICチップ6の接続順序が逆転している。
より具体的には、本実施形態では、まず、ICチップ6は、ICチップ6が有する端子と、フライングリード27の先端部とがバンプ5を介して電気的に接続され、これにより、曲げ起こされたフライングリード27の上側に、吊り上げられて固定される。そして、センサーチップ3は、センサーチップ3のチップ配線部が有する端子と、ICチップ6が有する端子とがバンプ5を介して電気的に接続され、これにより、ダイアフラム溝31を下側に向けた状態にして、ICチップ6の下側でICチップ6に吊り下げられるようにして固定される。かかる構成とすることによっても、パッケージ2の開口と、センサーチップ3との間にICチップ6が介在することから、ICチップ6により、ダイアフラム溝31が形成されている面と反対の面がパッケージ2の開口側から遮蔽(遮光)される。そのため、パッケージ2の開口を透過する光により、チップ配線部およびIC回路等が変質・劣化するのを的確に抑制または防止することができる。
以上のようにして、センサーチップ3は、ダイアフラム溝31を下側に向けた状態にして、フライングリード27の先端部に、ICチップ6を介して固定される。このように、ICチップ6が介在することで、フライングリード27から伝達される外部応力を、より確実に低減させることができる。
このような第6実施形態の圧力センサー1によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第7実施形態>
次に、本発明の圧力センサーの第7実施形態について説明する。
図8は、本発明の圧力センサーの第7実施形態を示す縦断面図である。
以下、第7実施形態の圧力センサー1について、前記第1実施形態の圧力センサー1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図8に示す圧力センサー1は、パッケージ2および可撓性配線基板25の構成が異なること以外は、図1に示す圧力センサー1と同様である。
すなわち、第2実施形態の圧力センサー1では、パッケージ2は、前記第1実施形態と同様の構成をなすベース21と、立設部29とを有し、立設部29は、ベース21の縁部から、縁部を取り囲むように立設して枠状に設けられている。これにより、パッケージ2は、その全体形状が、箱状(枡状)をなし、その上側で開口(開放)する内部空間28が形成される。
また、パッケージ2は、パッケージ2の底面すなわちベース21に、その厚さ方向に貫通して設けられたビア44を有し、このビア44に対応するように、ベース21の上面に内部電極42が設けられ、ベース21の下面に外部電極43が設けられている。かかる構成とすることで、パッケージ2の内部(内部空間28)とパッケージ2の外部との電気的な接続が可能となる。
さらに、第2実施形態の圧力センサー1では、可撓性配線基板25は、前記第1実施形態で説明した可撓性配線基板25と比較して、帯体232を備えず、枠体231単独で構成される。
かかる構成の可撓性配線基板25が、パッケージ2の底面(ベース21)に配置され、この際、可撓性配線基板25が有する配線24が、導電性接着剤で構成される導電性接着剤層41を介して、内部電極42に電気的に接続される。
したがって、配線24、導電性接着剤層41、内部電極42、ビア44および外部電極43が電気的に接続されていることから、外部電極43に、例えば、後述する電子機器または移動体のマザーボード等を電気的に接続することにより、パッケージ2の内部空間28に収納されたセンサーチップ3で発生した電気信号を、パッケージ2の外部、すなわち電子機器または移動体に取り出すことができる。
かかる構成の圧力センサー1によれば、帯体232を省略して、配線24の全長を短くすることができ、その結果、圧力センサー1の高感度化を実現することができる。
このような第7実施形態の圧力センサー1によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第8実施形態>
次に、本発明の圧力センサーの第8実施形態について説明する。
図9は、本発明の圧力センサーの第8実施形態を示す縦断面図である。
以下、第8実施形態の圧力センサー1について、前記第7実施形態の圧力センサー1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図9に示す圧力センサー1は、センサーチップ3の構成が異なり、さらに、圧力センサー1がICチップ6を備えること以外は、図8に示す圧力センサー1と同様である。
すなわち、第8実施形態の圧力センサー1では、センサーチップ3内におけるIC回路の形成が省略され、圧力センサー1がICチップ6を備えている。そして、このICチップ6は、ICチップ6が有する端子と、センサーチップ3のチップ配線部が有する端子とがバンプ5を介して電気的に接続され、これにより、センサーチップ3の下側で、センサーチップ3に吊り下げられるようにして固定されている。
以上のようにして、ICチップ6は、フライングリード27の先端部に、センサーチップ3を介して固定される。
このような第8実施形態の圧力センサー1によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第9実施形態>
次に、本発明の圧力センサーの第9実施形態について説明する。
図10は、本発明の圧力センサーの第9実施形態を示す縦断面図である。
以下、第9実施形態の圧力センサー1について、前記第8実施形態の圧力センサー1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図10に示す圧力センサー1は、フライングリード27の形状が異なり、さらに、センサーチップ3とICチップ6との配置位置が異なること以外は、図9に示す圧力センサー1と同様である。
すなわち、第9実施形態の圧力センサー1では、フライングリード27の内部空間28内における上方への曲げ起こしが省略され、フライングリード27への、センサーチップ3およびICチップ6の接続順序が逆転している。
より具体的には、本実施形態では、まず、ICチップ6は、ICチップ6が有する端子と、フライングリード27の先端部とがバンプ5を介して電気的に接続され、これにより、曲げ起こしが省略されたフライングリード27の下側に、吊り下げられて固定される。そして、センサーチップ3は、センサーチップ3のチップ配線部が有する端子と、ICチップ6が有する端子とがバンプ5を介して電気的に接続され、これにより、ダイアフラム溝31を上側に向けた状態にして、ICチップ6の上側でICチップ6に吊り上げられるようにして固定される。
以上のようにして、センサーチップ3は、ダイアフラム溝31を上側に向けた状態にして、フライングリード27の先端部に、ICチップ6を介して固定される。このように、ICチップ6が介在することで、フライングリード27から伝達される外部応力を、より確実に低減させることができる。
このような第9実施形態の圧力センサー1によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第10実施形態>
次に、本発明の圧力センサーの第10実施形態について説明する。
図11は、本発明の圧力センサーの第10実施形態を示す縦断面図である。
以下、第10実施形態の圧力センサー1について、前記第8実施形態の圧力センサー1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図11に示す圧力センサー1は、ベース21の形状が異なり、さらに、ICチップ6の配置位置が異なること以外は、図9に示す圧力センサー1と同様である。
すなわち、第10実施形態の圧力センサー1では、ベース21の上面側、すなわちパッケージ2の底面に、凹部が形成され、この凹部内にICチップ6が収納されている。
より具体的には、本実施形態では、ベース21に設けられた凹部内にICチップ6が収納され、さらに、ICチップ6が有する端子と、内部電極42とがボンディングワイヤー45を介して電気的に接続されている。
以上のようにして、ICチップ6は、センサーチップ3に電気的に接続される。
このような第10実施形態の圧力センサー1によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
なお、前記各実施形態では、フライングリード27と、センサーチップ3および/またはICチップ6が有する端子との電気的な接続を、バンプ5を介して行う場合について説明したが、かかる場合に限定されず、これらの電気的な接続は、直接接合等の各種接合方法を適用して、バンプ5を省略して直接行われていてもよい。
2.電子機器
次に、本発明の圧力センサーを備える電子機器を適用したナビゲーションシステムについて説明する。図12は、本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
ナビゲーションシステム300には、図示しない地図情報と、GPS(全地球測位システム:Global Positioning System)からの位置情報取得手段と、ジャイロセンサーおよび加速度センサーと車速データとによる自立航法手段と、圧力センサー1と、所定の位置情報または進路情報を表示する表示部301とを備えている。
このナビゲーションシステム300において、ナビゲーションシステム300が有するマザーボードに、帯体232に対応して設けられた配線24または外部電極43が電気的に接続される。このようなナビゲーションシステム300は、優れた信頼性を有する。
このナビゲーションシステム300によれば、取得した位置情報に加えて高度情報を取得することができる。高度情報を得ることにより、例えば、一般道路と位置情報上は略同一の位置を示す高架道路を走行する場合、高度情報を持たない場合には、一般道路を走行しているのか高架道路を走行しているのかナビゲーションシステムでは判断できず、優先情報として一般道路の情報を使用者に提供してしまっていた。そこで、本実施形態に係るナビゲーションシステム300では、高度情報を圧力センサー1によって取得することができ、一般道路から高架道路へ進入することによる高度変化を検出し、高架道路の走行状態におけるナビゲーション情報を使用者に提供することができる。
なお、表示部301は、例えば液晶パネルディスプレイや、有機EL(Organic Electro-Luminescence)ディスプレイなど、小型かつ薄型化が可能な構成となっている。
3.移動体
次いで、本発明の圧力センサーを適用した移動体(本発明の移動体)について説明する。図13は、本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
図13に示すように、移動体400は、車体401と、4つの車輪402とを有しており、車体401に設けられた図示しない動力源(エンジン)によって車輪402を回転させるように構成されている。このような移動体400には、ナビゲーションシステム300(圧力センサー1)が内蔵されている。
なお、本発明の圧力センサーを組み込む電子機器または移動体は、前述したものに限定されず、例えば、高度計、携帯電話機、ディジタルスチルカメラ、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、パーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター)、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレーター、地上デジタル放送、携帯電話基地局等に適用することができる。
以上、本発明の圧力センサー、電子機器および移動体を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
例えば、本発明では、前記第1〜第10実施形態で示した任意の2以上の構成を組み合わせるようにしてもよい。
1‥‥圧力センサー 2‥‥パッケージ 3‥‥センサーチップ 4‥‥モールド部 5‥‥バンプ 6‥‥ICチップ 21‥‥ベース 22‥‥ハウジング 23‥‥基材 24‥‥配線 25‥‥可撓性配線基板 26‥‥接着剤層 27‥‥フライングリード 28‥‥内部空間 29‥‥立設部 31‥‥ダイアフラム溝 41‥‥導電性接着剤層 42‥‥内部電極 43‥‥外部電極 44‥‥ビア 45‥‥ボンディングワイヤー 231‥‥枠体 232‥‥帯体 233‥‥開口部 241‥‥配線部 242‥‥配線部 243‥‥配線部 244‥‥配線部 245‥‥配線部 246‥‥配線部 300‥‥ナビゲーションシステム 301‥‥表示部 400‥‥移動体 401‥‥車体 402‥‥車輪
図8に示す圧力センサー1は、パッケージ2および可撓性配線基板25の構成が異なること以外は、図1に示す圧力センサー1と同様である。
すなわち、第7実施形態の圧力センサー1では、パッケージ2は、前記第1実施形態と同様の構成をなすベース21と、立設部29とを有し、立設部29は、ベース21の縁部から、縁部を取り囲むように立設して枠状に設けられている。これにより、パッケージ2は、その全体形状が、箱状(枡状)をなし、その上側で開口(開放)する内部空間28が形成される。
さらに、第7実施形態の圧力センサー1では、可撓性配線基板25は、前記第1実施形態で説明した可撓性配線基板25と比較して、帯体232を備えず、枠体231単独で構成される。
かかる構成の可撓性配線基板25が、パッケージ2の底面(ベース21)に配置され、この際、可撓性配線基板25が有する配線24が、導電性接着剤で構成される導電性接着剤層41を介して、内部電極42に電気的に接続される。

Claims (10)

  1. 圧力を検出して電気信号を発生するセンサーチップと、
    開口を有し、前記センサーチップが収納される内部空間を備えるパッケージと、
    前記内部空間に前記パッケージから突出しているフライングリードと、を有し、
    前記センサーチップは、前記フライングリードに接続していることを特徴とする圧力センサー。
  2. 前記センサーチップは、前記パッケージの内壁から離れて配置されている請求項1に記載の圧力センサー。
  3. 前記内部空間は、柔軟性を有する樹脂で充填されている請求項1または2に記載の圧力センサー。
  4. 前記センサーチップは、ダイアフラム溝を有し、前記ダイアフラム溝を前記開口側に向けて配置されている請求項1ないし3のいずれか1項に記載の圧力センサー。
  5. 前記フライングリードは、導電性を有する請求項1ないし4のいずれか1項に記載の圧力センサー。
  6. 前記センサーチップは、前記フライングリードの前記開口側の面と接続している請求項1ないし5のいずれか1項に記載の圧力センサー。
  7. 前記内部空間にICチップを備える請求項1ないし6のいずれか1項に記載の圧力センサー。
  8. 前記センサーチップは、前記ICチップを介して、前記フライングリードに接続している請求項7に記載の圧力センサー。
  9. 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の圧力センサーを備えることを特徴とする電子機器。
  10. 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の圧力センサーを備えることを特徴とする移動体。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016095284A (ja) * 2014-11-17 2016-05-26 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス、物理量センサー、圧力センサー、高度計、電子機器および移動体
US9499393B2 (en) * 2015-02-06 2016-11-22 Mks Instruments, Inc. Stress relief MEMS structure and package
FR3037397B1 (fr) * 2015-06-12 2017-06-16 Sagem Defense Securite Dispositif de detection de pression a decouplage mecanique
US10060820B2 (en) * 2015-12-22 2018-08-28 Continental Automotive Systems, Inc. Stress-isolated absolute pressure sensor
US10800651B2 (en) * 2016-05-06 2020-10-13 Analog Devices, Inc. Low stress integrated device packages
US10132705B2 (en) * 2016-07-19 2018-11-20 Kulite Semiconductor Products, Inc. Low-stress floating-chip pressure sensors
US20190206752A1 (en) * 2017-12-29 2019-07-04 Texas Instruments Incorporated Integrated circuit packages with cavities and methods of manufacturing the same
CN110793706A (zh) * 2019-09-21 2020-02-14 蚌埠市力业传感器有限公司 压力传感器制作方法
US11702335B2 (en) 2020-12-04 2023-07-18 Analog Devices, Inc. Low stress integrated device package

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62180738U (ja) * 1986-05-06 1987-11-17
US4874722A (en) * 1987-04-16 1989-10-17 Texas Instruments Incorporated Process of packaging a semiconductor device with reduced stress forces
JPH05206354A (ja) * 1992-01-24 1993-08-13 Mitsubishi Electric Corp 半導体圧力センサおよびその製造方法
JP2001021431A (ja) * 1999-05-06 2001-01-26 Denso Corp 圧力センサ
JP2002168716A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Matsushita Electric Works Ltd 圧力センサモジュール
JP2004311951A (ja) * 2003-03-27 2004-11-04 Denso Corp 半導体装置
JP2010243468A (ja) * 2009-04-10 2010-10-28 Seiko Epson Corp 圧力検出モジュール

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6143236A (en) * 1994-02-09 2000-11-07 Radius Engineering, Inc. Method for manufacturing composite shafts with injection molded, rigidized bladder with varying wall thickness
JP3136087B2 (ja) 1995-10-26 2001-02-19 松下電工株式会社 半導体圧力センサ
US6512255B2 (en) 1999-09-17 2003-01-28 Denso Corporation Semiconductor pressure sensor device having sensor chip covered with protective member
JP3858577B2 (ja) 1999-09-17 2006-12-13 株式会社デンソー 半導体圧力センサ装置
JP3578347B2 (ja) 2002-03-29 2004-10-20 日本精機株式会社 圧力センサ及びその製造方法
US7077008B2 (en) * 2004-07-02 2006-07-18 Honeywell International Inc. Differential pressure measurement using backside sensing and a single ASIC
JP4568202B2 (ja) 2005-09-29 2010-10-27 Okiセミコンダクタ株式会社 半導体装置
US8618620B2 (en) * 2010-07-13 2013-12-31 Infineon Technologies Ag Pressure sensor package systems and methods
CN201852672U (zh) * 2010-10-29 2011-06-01 刘胜 塑料封装的压力传感器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62180738U (ja) * 1986-05-06 1987-11-17
US4874722A (en) * 1987-04-16 1989-10-17 Texas Instruments Incorporated Process of packaging a semiconductor device with reduced stress forces
JPH05206354A (ja) * 1992-01-24 1993-08-13 Mitsubishi Electric Corp 半導体圧力センサおよびその製造方法
JP2001021431A (ja) * 1999-05-06 2001-01-26 Denso Corp 圧力センサ
JP2002168716A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Matsushita Electric Works Ltd 圧力センサモジュール
JP2004311951A (ja) * 2003-03-27 2004-11-04 Denso Corp 半導体装置
JP2010243468A (ja) * 2009-04-10 2010-10-28 Seiko Epson Corp 圧力検出モジュール

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