JP2023038631A - Sensor having dust/noise resistant structure - Google Patents

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大輔 森原
Daisuke Morihara
隆 笠井
Takashi Kasai
康貴 永友
Yasutaka Nagatomo
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Abstract

To provide a sensor (e.g., a pressure sensor) having a dust- and noise-resistant structure and high workability of a lead.SOLUTION: A sensor includes a sensor element, a housing that houses the sensor element, a lead frame that is connected to external wiring, a cover plate that together with the lead frame forms a space surrounding the sensor element, and a port cover that has an outside air inlet hole and is arranged to cover the cover plate in a non-contact manner. In the sensor, the cover plate is fixed to the housing or port cover at multiple points, and only one of the multiple points is electrically connected to the lead frame through a connection with a conductive material to maintain a predetermined potential.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、耐塵埃/耐ノイズ構造を有するセンサに関する。 The present invention relates to a sensor having a dust/noise resistant structure.

従来、圧力センサとして、ダイアフラム等の感圧素子により検知されたひずみを、ピエゾ抵抗等により電気信号に変換することで圧力を検知する方式が知られている。また、このような方式による感圧ユニットをパッケージングするとともに、パッケージに設けた外気導入孔を介して感圧素子を外気(圧力測定対象の気体又は大気圧取得用の外気)に曝す構造が公知となっている(例えば、特許文献1及び2参照)。また、このような感圧ユニットを、圧力伝達媒体を兼ねたシリコーンオイル等で液封する構造も知られている(例えば、特許文献3参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a pressure sensor, there is known a method of detecting pressure by converting strain detected by a pressure-sensitive element such as a diaphragm into an electric signal using a piezoresistor or the like. Also, there is known a structure in which the pressure sensing unit of such a method is packaged and the pressure sensing element is exposed to the outside air (the gas to be measured or the outside air for obtaining the atmospheric pressure) through an outside air introduction hole provided in the package. (See Patent Documents 1 and 2, for example). A structure is also known in which such a pressure sensing unit is liquid-sealed with silicone oil or the like that also serves as a pressure transmission medium (see, for example, Patent Document 3).

特開2018-185214号公報JP 2018-185214 A 米国特許第10654709号明細書U.S. Patent No. 10654709 特許第6820247号公報Japanese Patent No. 6820247

ところで、上記特許文献1及び2において開示されているような圧力センサによると、感圧素子が外気導入孔から導入された外気に曝されることになるため、外気に含まれる塵埃、あるいはノイズによる悪影響を受けやすい構造となっている。また、圧力センサのリードには段差を設けるため、リードの加工性は高いことが望ましいが、例えば耐塵埃/耐ノイズの目的で感圧素子の上部にカバープレートを設け、当該カバープレートをリードに固定する場合、固定箇所が多いとリードの加工性が低下する虞がある。 By the way, according to the pressure sensors disclosed in Patent Documents 1 and 2, since the pressure-sensitive element is exposed to the outside air introduced from the outside air introduction hole, dust or noise contained in the outside air causes the pressure sensing element to be exposed. The structure is susceptible to adverse effects. In addition, since the leads of the pressure sensor are provided with steps, it is desirable that the leads have high workability. In the case of fixing, if there are many fixing points, the workability of the lead may deteriorate.

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、耐塵埃/耐ノイズ構造を備え、且つ、リードの加工性が高いセンサを提供することを最終的な目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems described above, and its ultimate object is to provide a sensor having a dust-resistant/noise-resistant structure and having high workability of leads.

センサ素子と、
凹部を有し、当該凹部に前記センサ素子を収容する筐体と、
外部配線と接続可能であり、前記センサ素子の電極が接続されるリードフレームと、
前記凹部の底面と対向するように配置されるカバープレートと、
外気導入孔を有し、前記カバープレートを覆うように配置されるポートカバーと、を備え、
前記カバープレートは複数箇所において前記筐体または前記ポートカバーに固定され、当該複数箇所のうち少なくとも一箇所以上は前記リードフレームと電気的に接続されることによって所定電位に維持されることを特徴とする、センサである。
a sensor element;
a housing having a recess for accommodating the sensor element in the recess;
a lead frame connectable to external wiring and to which electrodes of the sensor element are connected;
a cover plate arranged to face the bottom surface of the recess;
a port cover having an outside air introduction hole and arranged to cover the cover plate;
The cover plate is fixed to the housing or the port cover at a plurality of locations, and at least one of the plurality of locations is electrically connected to the lead frame to maintain a predetermined potential. It is a sensor that

本発明におけるカバープレートがリードフレームと電気的に接続される箇所を少なくとも一箇所以上とすることで、カバープレートの電位を特定のリードフレームの電位に維持することができ、且つ、リードフレームの加工性を向上することができる。リードフレーム上における接続箇所が少ないほど、リードフレームの変形が容易になるため、加工性を向上することができる。 By providing at least one or more points where the cover plate is electrically connected to the lead frame in the present invention, the potential of the cover plate can be maintained at the potential of a specific lead frame, and the lead frame can be processed. can improve sexuality. The smaller the number of connection points on the lead frame, the easier it is to deform the lead frame, so that workability can be improved.

また、本発明においては、前記リードフレームは、前記筐体の前記凹部の底面において前記センサ素子が載置される平面部を有し、前記カバープレートは、前記平面部と対向するように配置され、前記平面部とともに前記センサ素子を囲む空間を形成することを特徴とする、センサとしてもよい。これによれば、外気導入孔からセンサ内部に導入された気体がセンサ素子の表面に直接吹き付けることがなく、カバープレートを迂回する気流でパッケージ内を移動するため、塵埃による悪影響を低減することができる。また、外部からのノイズによる悪影響を低減することもできる。 Further, in the present invention, the lead frame has a flat portion on which the sensor element is placed on the bottom surface of the recess of the housing, and the cover plate is arranged to face the flat portion. and a space surrounding the sensor element is formed together with the planar portion. According to this, the gas introduced into the inside of the sensor from the outside air introduction hole does not blow directly onto the surface of the sensor element, and moves inside the package by an air flow bypassing the cover plate, so that the adverse effects of dust can be reduced. can. In addition, it is possible to reduce the adverse effects of noise from the outside.

また、本発明においては、前記カバープレートの前記少なくとも一箇所以上は、導電性材料が充填された貫通孔を有する接続部を介して前記リードフレームに電気的に接続されることを特徴とする、センサとしてもよい。これによれば、カバープレートをリードフレームにより安定的に接続させることができる。また、カバープレートを筐体の適切な位置に固定できるため、設計自由度を高めることができる。 Further, in the present invention, the at least one portion of the cover plate is electrically connected to the lead frame via a connection portion having a through hole filled with a conductive material, It may be a sensor. According to this, the cover plate can be more stably connected to the lead frame. Moreover, since the cover plate can be fixed at an appropriate position on the housing, the degree of freedom in design can be increased.

また、本発明においては、前記カバープレートは、少なくとも一部が金属で構成されており、前記センサ素子及び前記リードフレームの表面よりも高い位置に配置されることを特徴とする、センサとしてもよい。これによれば、カバープレートは導電性を有する。さらに、金属素材は熱伝導率がよいため、例えばセンサが急激な温度変化に晒され、結露が発生するような状況であっても、センサ素子ではなく、カバープレートに結露が生じるため、結露からセンサ素子を保護することができる。また、カバープレートがセンサ素子及びリードフレームの表面よりも高い位置に配置されることによって、例えばセンサ素子及びリードフレームがワイヤーによって信号処理素子と接続している場合に、ワイヤーがカバープレートに接してショートするリスクを低減することができる。 Further, in the present invention, the sensor may be characterized in that at least a part of the cover plate is made of metal, and is arranged at a position higher than the surface of the sensor element and the lead frame. . According to this, the cover plate is electrically conductive. Furthermore, since metal materials have good thermal conductivity, even if the sensor is exposed to sudden temperature changes and condensation occurs, the condensation will form on the cover plate instead of on the sensor element. The sensor element can be protected. In addition, since the cover plate is arranged at a position higher than the surfaces of the sensor element and the lead frame, for example, when the sensor element and the lead frame are connected to the signal processing element by wires, the wires are not in contact with the cover plate. The risk of shorting can be reduced.

また、本発明においては、前記リードフレームは、平面視で前記筐体より内側に形成された部分であるインナーリードと、平面視で前記筐体より外側に形成された部分であるアウターリードを有し、前記接続部は、平面視で当該インナーリードと当該アウターリードを結ぶ線上に位置することを特徴とする、センサとしてもよい。これによれば、カバープレートとリードフレームとをより短距離で確実に接続することができる。また、構造を簡易にすることができ、信頼性を高めることができる。 Further, in the present invention, the lead frame has inner leads, which are portions formed inside the housing in plan view, and outer leads, which are portions formed outside the housing in plan view. The sensor may be characterized in that the connecting portion is positioned on a line connecting the inner lead and the outer lead in plan view. According to this, the cover plate and the lead frame can be reliably connected in a shorter distance. Moreover, the structure can be simplified, and the reliability can be enhanced.

また、本発明においては、前記インナーリード表面に対する前記接続部の貫通孔の深さによって、前記カバープレートの高さを調整できることを特徴とする、センサとしてもよい。カバープレートの高さを調整することで、例えば外気導入孔から導入された気体の流路の体積を調整することができる。 Further, in the present invention, the sensor may be characterized in that the height of the cover plate can be adjusted by adjusting the depth of the through hole of the connecting portion with respect to the surface of the inner lead. By adjusting the height of the cover plate, for example, it is possible to adjust the volume of the channel of the gas introduced from the outside air introduction hole.

また、本発明においては、前記接続部は、GNDもしくはVDDのいずれか一方の前記リードフレームに配置されることを特徴とする、センサとしてもよい。これによれば、本発明におけるセンサが、上記の通り、所定電位に維持される。 Further, in the present invention, the sensor may be characterized in that the connecting portion is arranged on the lead frame for either GND or VDD. According to this, the sensor in the present invention is maintained at a predetermined potential as described above.

また、本発明においては、前記接続部以外の箇所は、絶縁性の固定部を介するように、前記リードフレームの上部において前記筐体に固定されることを特徴とする、センサとしてもよい。これによれば、固定部は絶縁性を有するため、固定部においてショートするリスクを低減することが可能である。 Further, in the present invention, the sensor may be characterized in that the portion other than the connecting portion is fixed to the housing above the lead frame via an insulating fixing portion. According to this, since the fixed part has insulating properties, it is possible to reduce the risk of short-circuiting in the fixed part.

また、本発明においては、前記固定部は絶縁性材料が充填された有底または無底の穴部、あるいは導電性材料が充填された有底の穴部からなることを特徴とする、センサとしてもよい。固定部が有底の穴部である場合は、カバープレートは固定部を介してリードフレームと接続していないため、導電性材料が充填された場合であってもショートするリスクがない。そのため、固定部は絶縁性材料と導電性材料のいずれの材料が充填されてもよく
、材料の選択性が高くなる。固定部が無底の穴部である場合は、有底の穴部である場合と比較して、容易に形成できる。
Further, in the present invention, the fixing portion is a bottomed or bottomless hole filled with an insulating material, or a bottomed hole filled with a conductive material. good too. If the fixing portion is a hole with a bottom, the cover plate is not connected to the lead frame through the fixing portion, so there is no risk of short circuit even if the cover plate is filled with a conductive material. Therefore, the fixed portion may be filled with either an insulating material or a conductive material, which increases material selectivity. If the fixing portion is a bottomless hole, it can be formed more easily than a bottomed hole.

また、本発明においては、前記カバープレートは、前記外気導入孔から前記筐体の内部への流路が存在する態様で前記ポートカバーに一体成型されていることを特徴とする、センサとしてもよい。これによれば、ポートカバーを筐体に取り付けるだけで、メタルカバーを筐体に対して固定することが可能である。また、外界からメタルプレートを迂回してセンサ素子に至る流路を確保することが可能である。 Further, in the present invention, the sensor may be characterized in that the cover plate is integrally formed with the port cover in such a manner that there is a flow path from the outside air introduction hole to the inside of the housing. . According to this, the metal cover can be fixed to the housing only by attaching the port cover to the housing. Moreover, it is possible to secure a flow path from the outside world to the sensor element by detouring the metal plate.

また、本発明においては、前記カバープレートは、複層基板からなることを特徴とする、センサとしてもよい。これによれば、例えば導電性を有する層を中間層とすることで、導電性を有する層が外気に曝され、外気からの異物が付着することによる汚染や短絡の発生を抑制することができる。 Further, in the present invention, the sensor may be characterized in that the cover plate is made of a multi-layer substrate. According to this, for example, by using a conductive layer as an intermediate layer, it is possible to suppress the occurrence of contamination and a short circuit due to exposure of the conductive layer to the outside air and adhesion of foreign matter from the outside air. .

なお、上記の課題を解決するための手段は、可能な限り互いに組み合わせて用いることができる。 The means for solving the above problems can be used in combination with each other as much as possible.

本発明によれば、耐塵埃/耐ノイズ構造を備え、且つ、リードの加工性が高いセンサを提供することが可能となる。また、当該センサにおいて、リードに対するカバープレートの接着箇所を少なくすることで、小型化を図ることが可能である。 According to the present invention, it is possible to provide a sensor having a dust-resistant/noise-resistant structure and having high workability of leads. Further, in the sensor, it is possible to reduce the size of the sensor by reducing the number of locations where the cover plate is adhered to the leads.

図1Aは、本発明の実施例1に係る圧力センサの外観を示す上面図である。図1Bは、実施例1に係る圧力センサの内部構造を示す第1の概略断面図である。図1Cは、実施例1に係る圧力センサの内部構造を示す第2の概略断面図である。1A is a top view showing the appearance of a pressure sensor according to Example 1 of the present invention. FIG. 1B is a first schematic cross-sectional view showing the internal structure of the pressure sensor according to the first embodiment; FIG. 1C is a second schematic cross-sectional view showing the internal structure of the pressure sensor according to the first embodiment; FIG. 図2は、実施例1に係る圧力センサ内に導入された気体の流れを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the flow of gas introduced into the pressure sensor according to the first embodiment. 図3A、図3Bは、図1Cに示す構成の一部を拡大して示す説明図である。3A and 3B are explanatory diagrams showing an enlarged part of the configuration shown in FIG. 1C. 図4は、本発明の実施例1に係る圧力センサの内部構造を示す透過上面図である。FIG. 4 is a transparent top view showing the internal structure of the pressure sensor according to Example 1 of the present invention. 図5Aは、本発明の実施例1に係る圧力センサの製造の流れを説明する第1の図である。図5Bは、本発明の実施例1に係る圧力センサの製造の流れを説明する第2の図である。図5Cは、本発明の実施例1に係る圧力センサの製造の流れを説明する第3の図である。図5Dは、本発明の実施例1に係る圧力センサの製造の流れを説明する第4の図である。図5Eは、本発明の実施例1に係る圧力センサの製造の流れを説明する第5の図である。FIG. 5A is a first diagram illustrating the flow of manufacturing the pressure sensor according to Example 1 of the present invention. FIG. 5B is a second diagram illustrating the flow of manufacturing the pressure sensor according to Example 1 of the present invention. FIG. 5C is a third diagram illustrating the flow of manufacturing the pressure sensor according to Example 1 of the present invention; FIG. 5D is a fourth diagram illustrating the flow of manufacturing the pressure sensor according to Example 1 of the present invention. FIG. 5E is a fifth diagram illustrating the flow of manufacturing the pressure sensor according to the first embodiment of the present invention; 図6A、図6Bは、本発明の実施例2に係る圧力センサの内部構造を示す透過上面図である。6A and 6B are transparent top views showing the internal structure of a pressure sensor according to Example 2 of the present invention. 図7Aは、本発明の実施例3に係る圧力センサの内部構造を示す概略断面図である。図7Bは、図7Aに示す構成の一部を拡大して示す説明図である。7A is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of a pressure sensor according to Example 3 of the present invention. FIG. FIG. 7B is an explanatory diagram showing an enlarged part of the configuration shown in FIG. 7A. 図8Aは、本発明の実施例4に係るカバープレートの最外層を示す上面図である。図8Bは、実施例4に係るカバープレートの最外層及び中間層を示す上面図及び透過上面図である。8A is a top view showing the outermost layer of the cover plate according to Example 4 of the present invention. FIG. 8B is a top view and a transparent top view showing the outermost layer and the intermediate layer of the cover plate according to Example 4. FIG. 図9Aは、本発明の実施例5に係る圧力センサの外観を示す透過上面図である。図9Bは、実施例5に係るポートカバー部に一体成型したカバープレートを示す側面図である。図9Cは、本発明の実施例5に係る圧力センサの内部構造を示す概略断面図である。FIG. 9A is a transparent top view showing the appearance of a pressure sensor according to Example 5 of the present invention. 9B is a side view showing a cover plate integrally molded with the port cover portion according to the fifth embodiment; FIG. 9C is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of a pressure sensor according to Example 5 of the present invention. FIG.

〔適用例〕
以下に本発明の適用例の概要について一部の図面を用いて説明する。本発明は図1A、図1B、図1Cに示すような圧力センサに適用することができる。図1Aは、適用例に係る圧力センサ1の外観を示す上面図である。図1Bは、図1Aに示す圧力センサ1のAA断面を示す概略断面図である。図1Cは、図1Aに示す圧力センサ1のBB断面を示す概略断面図である。なお、図1Aにおいては、外部配線との接続端子であるリード33のアウターリード33aの部分が省略されている。
[Example of application]
An outline of an application example of the present invention will be described below with reference to some of the drawings. The present invention can be applied to pressure sensors as shown in FIGS. 1A, 1B and 1C. FIG. 1A is a top view showing the appearance of a pressure sensor 1 according to an application example. FIG. 1B is a schematic sectional view showing the AA section of the pressure sensor 1 shown in FIG. 1A. FIG. 1C is a schematic sectional view showing the BB section of the pressure sensor 1 shown in FIG. 1A. In FIG. 1A, the portion of the outer lead 33a of the lead 33, which is the connection terminal with the external wiring, is omitted.

図1A、図1B、図1Cに示すように、圧力センサ1はケース部30及びポートカバー部40からなるパッケージ内に、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)センサチップ10及びMEMSセンサチップ10とワイヤー71で接続されるASIC(Application Specific Integrated Circuit)20とを収容した構成となっている。ASIC20は、圧力センサ1に必須ではなく、センササイズを小さくしたり低コストにしたりしたい場合にはMEMSセンサチップ10のみが含まれる形態でもよい。ASIC20には、電源回路、信号調整回路及びアナログデジタル変換回路等が内蔵されており、ASIC20とMEMSセンサチップ10と同一パッケージ内に含まれると、信号や電源の取り扱いのし易さや低ノイズ化の観点で優位である。ここで、本適用例におけるMEMSセンサチップ10及びケース部30は、それぞれ本発明におけるセンサ素子及び筐体に相当する。 As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, the pressure sensor 1 includes a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) sensor chip 10 and a wire 71 between the MEMS sensor chip 10 and the MEMS sensor chip 10 in a package including a case portion 30 and a port cover portion 40. ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 20 to be connected is accommodated. The ASIC 20 is not essential for the pressure sensor 1, and may include only the MEMS sensor chip 10 if it is desired to reduce the size of the sensor or reduce the cost. The ASIC 20 includes a power supply circuit, a signal adjustment circuit, an analog-to-digital conversion circuit, and the like. superior in terms of Here, the MEMS sensor chip 10 and the case portion 30 in this application example correspond to the sensor element and housing in the present invention, respectively.

MEMSセンサチップ10には、圧力基準室11や、ダイアフラム12や、ダイアフラム12の周縁に沿って設けられた複数のピエゾ抵抗素子13(図1A、図1B、図1Cにおいては省略)を含む。ピエゾ抵抗素子13は、ダイアフラム12が、圧力基準室11内の圧力と外部の圧力の差によって変形した場合に、この変形に応じた電気信号を発生可能なセンサの一形態である。本適用例では、ダイアフラム12の周縁に沿って等間隔に4つのピエゾ抵抗素子13が設けられる。なお、これに限らずMEMSセンサチップ10は求められる精度に応じて任意の数のピエゾ抵抗素子13を備える構成であってもよい。 The MEMS sensor chip 10 includes a pressure reference chamber 11, a diaphragm 12, and a plurality of piezoresistive elements 13 provided along the periphery of the diaphragm 12 (not shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C). The piezoresistive element 13 is one type of sensor capable of generating an electrical signal corresponding to the deformation of the diaphragm 12 due to the difference between the pressure inside the pressure reference chamber 11 and the external pressure. In this application example, four piezoresistive elements 13 are provided at regular intervals along the periphery of the diaphragm 12 . Note that the MEMS sensor chip 10 is not limited to this, and may be configured to include an arbitrary number of piezoresistive elements 13 according to the required accuracy.

圧力基準室11は、ケース部30に設けられる基準圧導入孔31と連通しており、基準圧導入孔31から基準圧力となる外気が導入される。一方、ポートカバー部40に設けられた導圧孔41からは、圧力測定対象となる気体がパッケージ内部に導入される。即ち、本適用例に係る圧力センサ1は、基準圧導入孔31から導入される外気を基準圧力とした差圧センサである。ここで、本適用例における導圧孔41は、本発明における外気導入孔に相当する。 The pressure reference chamber 11 communicates with a reference pressure introduction hole 31 provided in the case portion 30 , and external air having a reference pressure is introduced from the reference pressure introduction hole 31 . On the other hand, a gas whose pressure is to be measured is introduced into the package through a pressure guide hole 41 provided in the port cover portion 40 . That is, the pressure sensor 1 according to this application example is a differential pressure sensor that uses the outside air introduced from the reference pressure introduction hole 31 as a reference pressure. Here, the pressure guide hole 41 in this application example corresponds to the outside air introduction hole in the present invention.

ここで、図1B、図1Cに示すように、導圧孔41とMEMSセンサチップ10の表面(即ち、ピエゾ抵抗素子13の設けられる側)とは、対向する位置関係に配置されているものの、両者を遮る位置にカバープレート50が設けられている。なお、図1Cにおいて、点線(a)及び点線(b)で囲った部分は、カバープレート50がケース部30に固定される箇所を含む。詳細は以下、図3A、図3Bにおいて説明する。ここで、カバープレート50は例えば導電性の金属素材により形成される板状部材である。なお、カバープレート50はMEMSセンサチップ10及びASIC20の全体を覆う構成となっているが、MEMSセンサチップ10表面のピエゾ抵抗素子13を含む領域をカバーできてさえいれば、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、ASIC20を覆わないような構成とすることも可能である。 Here, as shown in FIGS. 1B and 1C, the pressure guide hole 41 and the surface of the MEMS sensor chip 10 (that is, the side where the piezoresistive element 13 is provided) are arranged in a facing positional relationship. A cover plate 50 is provided at a position to block both. In addition, in FIG. 1C , portions surrounded by dotted lines (a) and (b) include locations where the cover plate 50 is fixed to the case portion 30 . Details will be described below with reference to FIGS. 3A and 3B. Here, the cover plate 50 is a plate-like member made of, for example, a conductive metal material. The cover plate 50 is configured to cover the entire MEMS sensor chip 10 and ASIC 20. However, as long as the area including the piezoresistive element 13 on the surface of the MEMS sensor chip 10 can be covered, it is necessary to do so. no. For example, a configuration in which the ASIC 20 is not covered is also possible.

このように、本適用例に係る圧力センサ1は、カバープレート50を備えていることにより、導圧孔41から圧力センサ1内部に導入された気体はMEMSセンサチップ10及びASIC20の表面に直接吹き付けることがなく、カバープレート50を迂回する気流でパッケージ内を移動する。図2に、導圧孔41から導入された気体の流れを白矢印で示
す。導圧孔41から流入した気体は、カバープレート50とポートカバー部40の狭い空間を通り、ついでカバープレート50の側面とケース部30の側壁の間を通り、MEMSセンサチップ10及びASIC20に到達する。迂回し、狭い空間を通ることで気体に含まれる塵埃がMEMSセンサチップ10に付着する可能性が低くなる。また、カバープレート50を備えていることにより、外部からのノイズによる悪影響を低減することもできる。
As described above, since the pressure sensor 1 according to this application example includes the cover plate 50, the gas introduced into the pressure sensor 1 from the pressure guide hole 41 is directly blown onto the surfaces of the MEMS sensor chip 10 and the ASIC 20. The air flow bypasses the cover plate 50 to move inside the package. In FIG. 2, white arrows indicate the flow of the gas introduced from the pressure guide hole 41 . The gas flowing from the pressure guide hole 41 passes through the narrow space between the cover plate 50 and the port cover portion 40, then passes between the side surface of the cover plate 50 and the side wall of the case portion 30, and reaches the MEMS sensor chip 10 and the ASIC 20. . By detouring and passing through a narrow space, the possibility of dust contained in the gas adhering to the MEMS sensor chip 10 is reduced. Also, by providing the cover plate 50, it is possible to reduce the adverse effects of external noise.

以上のように、本適用例に係る圧力センサ1によれば、導圧孔41とMEMSセンサチップ10の表面とが、対向する位置関係で配置された場合であっても、塵埃やノイズの悪影響を抑制することができる。即ち、カバープレート50が設けられることにより、導圧孔41がどこの位置にあったとしても、カバープレート50により迂回した流路となるため、導圧孔41の配置を塵埃やノイズの悪影響を考えずに自由にレイアウトすることが可能になる。また、カバープレート50を金属素材により形成することにより、圧力センサ1が急激な温度変化に晒され、結露が発生するような状況であっても、MEMSセンサチップ10ではなく、カバープレート50に結露が生じるため、結露からMEMSセンサチップ10を保護することができる。金属素材は熱伝導率がよく、樹脂で形成されたケース部30よりも先に結露が発生するためである。 As described above, according to the pressure sensor 1 according to this application example, even when the pressure guide hole 41 and the surface of the MEMS sensor chip 10 are arranged in a facing positional relationship, adverse effects of dust and noise are prevented. can be suppressed. That is, by providing the cover plate 50, regardless of the position of the pressure guide hole 41, the flow path is detoured by the cover plate 50, so that the arrangement of the pressure guide hole 41 is not adversely affected by dust and noise. It becomes possible to freely lay out without thinking. Further, by forming the cover plate 50 from a metal material, even if the pressure sensor 1 is exposed to sudden temperature changes and dew condensation occurs, the dew condensation does not occur on the MEMS sensor chip 10 but on the cover plate 50 . Therefore, the MEMS sensor chip 10 can be protected from condensation. This is because the metal material has good thermal conductivity, and dew condensation occurs earlier than the case portion 30 made of resin.

図3Aは、図1Cに示す点線(a)で囲った部分を拡大して示す説明図である。図3Aに示すカバープレート50の一端は、固定部63aによってケース部30に固定されている。固定部63aの穴部はケース部30上に形成されるが、有底であり、リード33まで貫通していない。すなわち、図3Aに示すカバープレート50の一端はリード33に電気的に接続していない。図3A、図3Bに示すように、側面視において、固定部63aの穴部の深さは接続部64の穴部の深さと比較して浅い。対して、図3Bは、図1Cに示す点線(b)で囲った部分を拡大して示す説明図である。図3Bに示すカバープレート50の他端は、接続部64によってケース部30に固定されている。また、接続部64の穴部は無底であり、ケース部30上からリード33まで貫通している。また、接続部64は導電性材料を有するため、図3Bに示すカバープレート50の他端はリード33に電気的に接続している。なお、カバープレート50がリード33に電気的に接続している部分は、接続部64の一箇所のみである。 FIG. 3A is an explanatory diagram showing an enlarged portion surrounded by a dotted line (a) shown in FIG. 1C. One end of the cover plate 50 shown in FIG. 3A is fixed to the case portion 30 by a fixing portion 63a. The hole of the fixing portion 63 a is formed on the case portion 30 , but has a bottom and does not penetrate to the lead 33 . That is, one end of cover plate 50 shown in FIG. 3A is not electrically connected to lead 33 . As shown in FIGS. 3A and 3B, the depth of the hole of the fixing portion 63a is shallower than the depth of the hole of the connecting portion 64 in a side view. On the other hand, FIG. 3B is an explanatory diagram showing an enlarged portion surrounded by a dotted line (b) shown in FIG. 1C. The other end of the cover plate 50 shown in FIG. 3B is fixed to the case portion 30 by a connecting portion 64 . The hole of the connecting portion 64 is bottomless and penetrates from the top of the case portion 30 to the lead 33 . Also, since the connecting portion 64 has a conductive material, the other end of the cover plate 50 shown in FIG. 3B is electrically connected to the lead 33 . The portion where the cover plate 50 is electrically connected to the lead 33 is only one connection portion 64 .

図3Bに示すカバープレート50の他端と電気的に接続しているリード33は、さらにGNDまたはVDDに接地している。本発明における、所定電位に維持される状態とは、このようにカバープレート50が任意の箇所(図3Bに示すカバープレート50の他端の配置はあくまで一例であり、接続部64もその位置を限定するものではない)において、接続部64及びリード33を介してGNDまたはVDDに接地している状態を示す。 The lead 33 electrically connected to the other end of the cover plate 50 shown in FIG. 3B is also grounded to GND or VDD. In the present invention, the state in which the predetermined potential is maintained means that the cover plate 50 can be positioned at any position (the arrangement of the other end of the cover plate 50 shown in FIG. not limited), it is grounded to GND or VDD through connection 64 and lead 33. FIG.

〔実施例1〕
以下、本発明の実施例1に係る圧力センサ1について、図面(上記の適用例で一旦説明した図も含む)を用いてより詳細に説明する。なお、本発明に係る圧力センサは、以下の構成に限定する趣旨のものではない。また、以下の各実施例では、センサの一例として圧力センサを例示するが、これに限定する趣旨のものではなく、他の種類のセンサであってもよい。
[Example 1]
Hereinafter, the pressure sensor 1 according to Example 1 of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings (including the drawings once described in the application example above). In addition, the pressure sensor according to the present invention is not intended to be limited to the following configuration. Further, in each of the embodiments below, a pressure sensor is illustrated as an example of the sensor, but the sensor is not limited to this, and other types of sensors may be used.

<圧力センサの構成>
ここで、図1の説明に戻る。実施例1に係る圧力センサ1は、図1A、図1B、図1Cに示すように、ケース部30及びポートカバー部40からなる矩形のパッケージ内に、MEMSセンサチップ10及びASIC20を収容した構成となっている。即ち、適用例において説明した圧力センサ1と同様の構成を有するため、適用例において説明した内容については、詳細な説明は省略する。また、本明細書では同一の構成要素については同一の
符号を用いて説明を行う。
<Structure of pressure sensor>
Now, let us return to the description of FIG. As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, the pressure sensor 1 according to the first embodiment has a configuration in which a MEMS sensor chip 10 and an ASIC 20 are accommodated in a rectangular package including a case portion 30 and a port cover portion 40. It's becoming That is, since it has the same configuration as the pressure sensor 1 described in the application example, detailed description of the contents described in the application example will be omitted. Also, in this specification, the same components are described using the same reference numerals.

MEMSセンサチップ10及びASIC20は、図1B、図1Cにおいて側面視でケース部30の凹部の底面におけるリード平面32上にダイボンド樹脂60によって固定され、載置される。MEMSセンサチップ10及びASIC20は、ダイボンド樹脂60によって固定されたリード平面32とともに、カバープレート50によって囲まれた空間に収容されている。ここで、本実施例におけるリード平面32は、本発明における平面部に相当する。 1B and 1C, the MEMS sensor chip 10 and the ASIC 20 are fixed and mounted on the lead plane 32 on the bottom surface of the recess of the case portion 30 by the die bonding resin 60 in side view. The MEMS sensor chip 10 and ASIC 20 are housed in the space surrounded by the cover plate 50 together with the lead plane 32 fixed by the die bond resin 60 . Here, the lead plane 32 in this embodiment corresponds to the plane portion in the present invention.

また、図1Bに示すように、ポートカバー部40は、カバーボンド樹脂62によってケース部30に固定され、カバープレート50を覆うように配置される。 Further, as shown in FIG. 1B, the port cover portion 40 is fixed to the case portion 30 with a cover bond resin 62 and arranged so as to cover the cover plate 50 .

図4は、本発明の実施例1に係る圧力センサ1の内部構造を示す透過上面図である。詳細には、圧力センサ1のポートカバー部40及びカバープレート50を透過させた状態の上面図である。MEMSセンサチップ10は、表面側にダイアフラム12の周縁に沿って設けられた複数のピエゾ抵抗素子13、及び複数の電極パッド14を備えている。また、ASIC20もその表面側に複数の電極パッド21を備えており、MEMSセンサチップ10の電極パッド14とASIC20の電極パッド21の一部が導電性のワイヤー71で接続される。 FIG. 4 is a transparent top view showing the internal structure of the pressure sensor 1 according to Example 1 of the present invention. Specifically, it is a top view of the pressure sensor 1 in a state in which the port cover portion 40 and the cover plate 50 are transparent. The MEMS sensor chip 10 has a plurality of piezoresistive elements 13 and a plurality of electrode pads 14 provided along the periphery of the diaphragm 12 on the surface side. The ASIC 20 also has a plurality of electrode pads 21 on its surface side, and the electrode pads 14 of the MEMS sensor chip 10 and part of the electrode pads 21 of the ASIC 20 are connected by conductive wires 71 .

図4において、リード33は、平面視でケース部30の外側にはみ出したアウターリード33a(詳細には平面視でカバーボンド樹脂62の外側に位置するアウターリード33a)と、平面視でケース部30の内側に位置するインナーリード33b(詳細には平面視でカバーボンド樹脂62の内側に位置するインナーリード33b)を有する。ASIC20の電極パッド21は、外部配線との接続端子となるインナーリード33bや、ダイパッド及びインナーリード33bを兼ねるリード平面32とワイヤー71で接続されている。カバープレート50は、この電極パッド21がインナーリード33bやリード平面32とワイヤー71で接続されている面よりも高い位置に配置される(さらに言及すると、カバープレート50は、MEMSセンサチップ10及びASIC20の表面よりも高い位置に配置される)。なお、ワイヤー71と各電極との接続はワイヤーボンディングによって行われる。ここで、本実施例におけるリード平面32及びリード33は、本発明におけるリードフレームに相当する。なお、外部配線と接続可能に構成されていれば、必ずしもリード平面32及びリード33を用いる必要はない。 4, the leads 33 are composed of an outer lead 33a protruding outside the case portion 30 in a plan view (more specifically, an outer lead 33a positioned outside the cover bond resin 62 in a plan view), and an outer lead 33a protruding outside the case portion 30 in a plan view. (more specifically, the inner lead 33b positioned inside the cover bond resin 62 in plan view). The electrode pads 21 of the ASIC 20 are connected by wires 71 to inner leads 33b that serve as connection terminals for external wiring, and lead planes 32 that also serve as die pads and inner leads 33b. The cover plate 50 is arranged at a position higher than the surface where the electrode pads 21 are connected to the inner leads 33b and the lead plane 32 by the wires 71 (more specifically, the cover plate 50 is the MEMS sensor chip 10 and the ASIC 20). (placed higher than the surface of the The wire 71 and each electrode are connected by wire bonding. Here, the lead plane 32 and leads 33 in this embodiment correspond to the lead frame in the present invention. Note that the lead plane 32 and the leads 33 do not necessarily have to be used as long as they are configured to be connectable to external wiring.

また、カバープレート50は、図3にも示す通り、固定部63a及び接続部64の二箇所においてケース部30に固定されている。さらに、図3に示す通り、カバープレート50がリード33に電気的に接続している部分は、接続部64の一箇所のみである。カバープレート50が固定部63a及び接続部64の二箇所においてケース部30に固定されていることで、ある程度の固定強度を維持しつつ、圧力センサ1の小型化を図ることができる。また、カバープレート50がリード33に電気的に接続している部分が接続部64の一箇所のみであることで、リード33の加工性が向上し、例えばリード33に段差を設けることが容易になる。さらに、カバープレート50を、MEMSセンサチップ10のGNDまたはVDDとのみ接続することができ、他の電位の電極との短絡を防止できる。さらに、カバープレート50の電位をGNDまたはVDDとすることができ、MEMSセンサチップ10及びASIC20のシールド効果を高めてノイズ耐性を高めることが可能となる。また、固定部63a及び接続部64は、いずれも平面視でアウターリード33aとインナーリード33bを結ぶ線上(接続部64に関しては、厳密には平面視でアウターリード33aとダイパッド及びインナーリード33bを兼ねるリード平面32を結ぶ線上)に位置する。 3, the cover plate 50 is fixed to the case portion 30 at two points, the fixing portion 63a and the connecting portion 64. As shown in FIG. Furthermore, as shown in FIG. 3, the portion where the cover plate 50 is electrically connected to the lead 33 is only one connection portion 64 . Since the cover plate 50 is fixed to the case portion 30 at the fixing portion 63a and the connecting portion 64, the size of the pressure sensor 1 can be reduced while maintaining a certain degree of fixing strength. In addition, since the portion where the cover plate 50 is electrically connected to the lead 33 is only one connection portion 64, the workability of the lead 33 is improved, and for example, the lead 33 can be easily provided with a step. Become. Furthermore, the cover plate 50 can be connected only to the GND or VDD of the MEMS sensor chip 10 to prevent short circuits with electrodes of other potentials. Furthermore, the potential of the cover plate 50 can be set to GND or VDD, and the shielding effect of the MEMS sensor chip 10 and the ASIC 20 can be enhanced to enhance noise immunity. In addition, the fixing portion 63a and the connection portion 64 are both on a line connecting the outer lead 33a and the inner lead 33b in a plan view (strictly speaking, the connection portion 64 also serves as the outer lead 33a, the die pad, and the inner lead 33b in a plan view). on the line connecting the lead planes 32).

<圧力センサの製造フロー>
なお、以下では、図5A乃至図5Eに基づいて、本実施例に係る圧力センサ1の製造の流れを説明する。図5Aは、圧力センサ1の製造フローにおいて、リード平面32及びリード33と、基準圧導入孔31を備えるケース部30とを結合した状態を示す概略断面図である。このような状態のリード平面32に、ダイボンド樹脂60を用いて、MEMSセンサチップ10及びASIC20を実装(ダイボンディング)するとともに、電極パッド14、電極パッド21、リード平面32、及びインナーリード33bに対してワイヤー71によるワイヤーボンディングを行い、これらを接続する(図5B)。
<Manufacturing Flow of Pressure Sensor>
The flow of manufacturing the pressure sensor 1 according to this embodiment will be described below with reference to FIGS. 5A to 5E. FIG. 5A is a schematic cross-sectional view showing a state in which the lead plane 32, the leads 33, and the case portion 30 having the reference pressure introduction hole 31 are coupled in the manufacturing flow of the pressure sensor 1. FIG. The die bonding resin 60 is used to mount (die bond) the MEMS sensor chip 10 and the ASIC 20 on the lead plane 32 in such a state. Then, wire bonding is performed using a wire 71 to connect them (FIG. 5B).

その後、固定部63a及び接続部64によってカバープレート50をケース部30に固定する(図5C)。さらに、ケース部30の上端近傍にカバーボンド樹脂62を塗布し(図5D)、カバーボンド樹脂62により、導圧孔41を備えるポートカバー部40をケース部30に結合させるとともに、パッケージを封止する(図5E)。なお、カバーボンド樹脂62は、気体の漏気を防ぐためにポートカバー部40とケース部30を完全に封止する必要がある。そして、リード平面32及びリード33を個片化することにより、圧力センサ1チップが完成する。 After that, the cover plate 50 is fixed to the case portion 30 by the fixing portion 63a and the connecting portion 64 (FIG. 5C). Further, a cover bond resin 62 is applied near the upper end of the case portion 30 (FIG. 5D), and the port cover portion 40 having the pressure guide hole 41 is joined to the case portion 30 by the cover bond resin 62, and the package is sealed. (Fig. 5E). Note that the cover bond resin 62 must completely seal the port cover portion 40 and the case portion 30 in order to prevent gas leakage. Then, by singulating the lead plane 32 and the leads 33, one pressure sensor chip is completed.

〔実施例2〕
次に、図6A、図6Bを用いて、本発明の実施例2に係る圧力センサ2について説明する。圧力センサ2は、実施例1の圧力センサ1と多くの構成を共通にしているため、そのような構成については同一の符号を付し、改めての説明は省略する。また、圧力センサ2に示す構成を実施例1の圧力センサ1に適用することが可能である。
[Example 2]
Next, a pressure sensor 2 according to Example 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. Since the pressure sensor 2 has many configurations in common with the pressure sensor 1 of the first embodiment, such configurations are denoted by the same reference numerals and will not be described again. Also, the configuration shown for the pressure sensor 2 can be applied to the pressure sensor 1 of the first embodiment.

<圧力センサの構成>
図6A、図6Bは、本発明の実施例2に係る圧力センサ2の内部構造を示す透過上面図である。実施例1の図4に示す圧力センサ1における固定部63aの穴部の数より、図6Aに示す圧力センサ2における固定部63aの穴部の数の方が多い(以下、図6Aに示す全ての固定部63aを「島状の固定部」という)。また、実施例1の図4に示す圧力センサ1における固定部63aの穴部の面積より、図6Bに示す圧力センサ2における固定部63bの穴部の面積の方が広い(以下、図6Bに示す全ての固定部63bを「線状の固定部」という)。図6Bにおいて、接続部64は線状の固定部上に形成されている。
<Structure of pressure sensor>
6A and 6B are transparent top views showing the internal structure of the pressure sensor 2 according to Example 2 of the present invention. The number of holes in the fixing portion 63a in the pressure sensor 2 shown in FIG. 6A is larger than the number of holes in the fixing portion 63a in the pressure sensor 1 shown in FIG. The fixed portion 63a of is referred to as an "island-shaped fixed portion"). Further, the area of the hole portion of the fixing portion 63b in the pressure sensor 2 shown in FIG. 6B is larger than the area of the hole portion of the fixing portion 63a in the pressure sensor 1 shown in FIG. All shown fixing portions 63b are referred to as “linear fixing portions”). In FIG. 6B, the connecting portion 64 is formed on the linear fixed portion.

島状の固定部の穴部の開口部の面積及び線状の固定部の穴部の開口部の面積はいずれも、図4に示す固定部63aの開口部の面積より大きい。すなわち、実施例2に係る圧力センサ2においては、実施例1に係る圧力センサ1と比較して、カバープレート50のケース部30に対する固定強度が高い。 Both the area of the opening of the hole of the island-shaped fixing part and the area of the opening of the hole of the linear fixing part are larger than the area of the opening of the fixing part 63a shown in FIG. That is, in the pressure sensor 2 according to the second embodiment, the fixing strength of the cover plate 50 to the case portion 30 is higher than that of the pressure sensor 1 according to the first embodiment.

図6Aと図6Bを比較すると、島状の固定部の穴部の開口部の面積は、線状の固定部の穴部の開口部の面積より小さい。すなわち、圧力センサ2の製造において、カバープレート50のケース部30に対する固定に要するコストを低減することを優先する場合は島状の固定部を採用することが望ましく、カバープレート50のケース部30に対する固定強度を高くすることを優先する場合は線状の固定部を採用することが望ましい。 Comparing FIG. 6A and FIG. 6B, the area of the opening of the hole of the island-shaped fixing part is smaller than the area of the opening of the hole of the linear fixing part. That is, in the manufacture of the pressure sensor 2, when priority is given to reducing the cost required for fixing the cover plate 50 to the case portion 30, it is desirable to adopt the island-shaped fixing portion. If priority is given to increasing the fixing strength, it is desirable to employ a linear fixing portion.

〔実施例3〕
次に、図7A、図7Bを用いて、本発明の実施例3に係る圧力センサ3について説明する。圧力センサ3は、実施例1の圧力センサ1と多くの構成を共通にしているため、そのような構成については同一の符号を付し、改めての説明は省略する。また、圧力センサ3に示す構成を実施例1及び2の圧力センサ1、2に適用することが可能である。
[Example 3]
Next, a pressure sensor 3 according to Example 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. 7A and 7B. Since the pressure sensor 3 has many configurations in common with the pressure sensor 1 of the first embodiment, such configurations are denoted by the same reference numerals and will not be described again. Also, the configuration shown for the pressure sensor 3 can be applied to the pressure sensors 1 and 2 of the first and second embodiments.

<圧力センサの構成>
図7Aは、本発明の実施例3に係る圧力センサ3の内部構造を示す概略断面図である。カバープレート50が接続部64の一箇所のみを介してリード33に電気的に接続している点は、実施例1の圧力センサ1及び実施例2の圧力センサ2と同様である。図7Bは、図7Aに示す点線(c)で囲った部分を拡大して示す説明図である。カバープレート50は、固定部63cによってケース部30に固定され、固定部63cの穴部は無底であり、ケース部30上からリード33まで貫通している。これによって、実施例1の圧力センサ1における固定部63aと比較して、固定強度を高くすることができる。なお、固定部63cを介してカバープレート50がリード33に電気的に接続し、ショート不良によって圧力センサ3が損傷することを防止するため、固定部63cは絶縁性材料を有することが必須である。
<Structure of pressure sensor>
FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the pressure sensor 3 according to Example 3 of the present invention. The point that the cover plate 50 is electrically connected to the lead 33 through only one connecting portion 64 is the same as the pressure sensor 1 of the first embodiment and the pressure sensor 2 of the second embodiment. FIG. 7B is an explanatory diagram showing an enlarged portion surrounded by a dotted line (c) shown in FIG. 7A. The cover plate 50 is fixed to the case portion 30 by the fixing portion 63 c , and the hole portion of the fixing portion 63 c is bottomless and penetrates from the top of the case portion 30 to the lead 33 . As a result, compared to the fixing portion 63a in the pressure sensor 1 of the first embodiment, the fixing strength can be increased. In order to electrically connect the cover plate 50 to the lead 33 through the fixing portion 63c and prevent the pressure sensor 3 from being damaged due to a short failure, the fixing portion 63c must have an insulating material. .

〔実施例4〕
次に、図8A、図8Bを用いて、本発明の実施例4に係るカバープレート50aについて説明する。カバープレート50aは、実施例1乃至3の圧力センサ1、2、3に適用することが可能である(すなわち、カバープレート50の代わりに用いることが可能である)。
[Example 4]
Next, a cover plate 50a according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. 8A and 8B. The cover plate 50a can be applied to the pressure sensors 1, 2, and 3 of Examples 1 to 3 (that is, it can be used instead of the cover plate 50).

<カバープレートの構成>
図8Aは、本発明の実施例4に係るカバープレート50aの最外層を示す上面図である。実施例1において、カバープレート50が導電性の金属素材により形成される板状部材であることを例示したが、全面が導電性の金属素材により形成される必要はなく、図8Aに示すように、カバープレート50aは、導電膜51が接続部64と電気的に接続していれば絶縁膜52を含んでいてもよい。図8Bは、実施例4に係るカバープレート50aの最外層及び中間層を示す上面図及び透過上面図である。図8Bにおける上側の図が、接続部64を除いて絶縁膜52のみから形成される最外層であり、図8Bにおける下側の図が、導電膜51が接続部64と電気的に接続している箇所を含んで絶縁膜52から形成される中間層である。図8Bには、プリント基板としてのカバープレート50aを示す。実施例1乃至3に示す圧力センサ1、2、3に対して、図8Aに示すカバープレート50aと図8Bに示すカバープレート50aのいずれを適用してもよい。
<Structure of cover plate>
FIG. 8A is a top view showing the outermost layer of a cover plate 50a according to Example 4 of the present invention. In Embodiment 1, the cover plate 50 is a plate-shaped member made of a conductive metal material, but the entire surface need not be made of a conductive metal material, as shown in FIG. 8A. , the cover plate 50 a may include the insulating film 52 as long as the conductive film 51 is electrically connected to the connection portion 64 . FIG. 8B is a top view and a transparent top view showing the outermost layer and the intermediate layer of the cover plate 50a according to the fourth embodiment. The upper diagram in FIG. 8B shows the outermost layer formed only from the insulating film 52 excluding the connecting portion 64, and the lower diagram in FIG. It is an intermediate layer formed from the insulating film 52 including the portion where the insulating film 52 is formed. FIG. 8B shows a cover plate 50a as a printed circuit board. Either the cover plate 50a shown in FIG. 8A or the cover plate 50a shown in FIG. 8B may be applied to the pressure sensors 1, 2, and 3 shown in the first to third embodiments.

〔実施例5〕
次に、図9A、図9B、図9Cを用いて、本発明の実施例5に係る圧力センサ4について説明する。圧力センサ4は、実施例1の圧力センサ1と多くの構成を共通にしているため、そのような構成については同一の符号を付し、改めての説明は省略する。また、圧力センサ4に示す構成を実施例1乃至3の圧力センサ1、2、3に適用することが可能である。また、実施例4のカバープレート50aは、圧力センサ4に適用することが可能である。
[Example 5]
Next, a pressure sensor 4 according to Example 5 of the present invention will be described with reference to FIGS. 9A, 9B, and 9C. Since the pressure sensor 4 has many configurations in common with the pressure sensor 1 of the first embodiment, such configurations are denoted by the same reference numerals and will not be described again. Also, the configuration shown for the pressure sensor 4 can be applied to the pressure sensors 1, 2, and 3 of the first to third embodiments. Also, the cover plate 50 a of the fourth embodiment can be applied to the pressure sensor 4 .

<圧力センサの構成>
図9Aは、本発明の実施例5に係る圧力センサ4の外観を示す透過上面図である。図9Aに示すように、平面視でカバープレート50bの面積はポートカバー部40aの面積と比較して小さい(図9Aにおいて、カバープレート50bの上にポートカバー部40aが覆い被さっている)。図9Bは、図9Aに示す圧力センサ4のうち、ポートカバー部40a及びカバープレート50bに係る側面図である。図9Bに示す通り、カバープレート50bはポートカバー部40aに一体成型されている。側面視でカバープレート50bは、図9Bにおけるポートカバー部40aの右側において密着して固定されており、ポートカバー部40aの左側においてはポートカバー部40aとカバープレート50bの間に空間が生じている。逆に、カバープレート50bは、ポートカバー部40aの左側において密着して固定されており、ポートカバー部40aの右側においてポートカバー部40aとカバープレート50bの間に空間が生じていてもよい。図9Cは、図9Aに示す圧力センサ
4のCC断面を示す概略断面図である。導圧孔41aから流入した気体は、カバープレート50bとポートカバー部40aの狭い空間を通るが、その狭い空間は図9C(図9Bでもよい)における左側においてのみ形成されている。このため、流入した気体は分岐して二方向にカバープレート50bを迂回することなく、一方向にカバープレート50bを迂回して流れやすい。
<Structure of pressure sensor>
FIG. 9A is a transparent top view showing the appearance of the pressure sensor 4 according to Example 5 of the present invention. As shown in FIG. 9A, the area of the cover plate 50b in plan view is smaller than the area of the port cover portion 40a (in FIG. 9A, the port cover portion 40a covers the cover plate 50b). 9B is a side view of the port cover portion 40a and the cover plate 50b of the pressure sensor 4 shown in FIG. 9A. As shown in FIG. 9B, the cover plate 50b is integrally molded with the port cover portion 40a. As viewed from the side, the cover plate 50b is tightly fixed on the right side of the port cover portion 40a in FIG. 9B, and a space is generated between the port cover portion 40a and the cover plate 50b on the left side of the port cover portion 40a. . Conversely, the cover plate 50b may be tightly fixed on the left side of the port cover portion 40a, and a space may be created between the port cover portion 40a and the cover plate 50b on the right side of the port cover portion 40a. FIG. 9C is a schematic sectional view showing the CC section of the pressure sensor 4 shown in FIG. 9A. The gas flowing from the pressure guide hole 41a passes through the narrow space between the cover plate 50b and the port cover portion 40a, but the narrow space is formed only on the left side in FIG. 9C (or FIG. 9B). Therefore, the inflowing gas tends to flow around the cover plate 50b in one direction without branching and bypassing the cover plate 50b in two directions.

圧力センサ4の製造フローにおいて、ポートカバー部40aをカバープレート50bに一体成型することで、カバープレート50bを固定部63a、63b、63cによってケース部30に固定しなくても、ポートカバー部40aをカバーボンド樹脂62によってケース部30に固定すれば十分な固定強度を得ることができる。また、実装工数を削減することも可能である。 In the manufacturing flow of the pressure sensor 4, by integrally molding the port cover portion 40a with the cover plate 50b, the port cover portion 40a can be formed without fixing the cover plate 50b to the case portion 30 by the fixing portions 63a, 63b, and 63c. Sufficient fixing strength can be obtained by fixing to the case portion 30 with the cover bond resin 62 . Moreover, it is also possible to reduce the number of mounting man-hours.

<付記1>
センサ素子(10)と、
凹部を有し、当該凹部に前記センサ素子を収容する筐体(30)と、
外部配線と接続可能であり、前記センサ素子の電極が接続されるリードフレーム(32、33)と、
前記凹部の底面と対向するように配置されるカバープレート(50、50a、50b)と、
外気導入孔(41、41a)を有し、前記カバープレートを覆うように配置されるポートカバー(40、40a)と、を備え、
前記カバープレートは複数箇所(63a、63b、63c、64)において前記筐体または前記ポートカバーに固定され、当該複数箇所のうち一箇所は前記リードフレームと電気的に接続されることによって所定電位に維持されることを特徴とする、センサ。
<Appendix 1>
a sensor element (10);
a housing (30) having a recess for accommodating the sensor element in the recess;
lead frames (32, 33) connectable to external wiring and to which the electrodes of the sensor element are connected;
a cover plate (50, 50a, 50b) arranged to face the bottom surface of the recess;
a port cover (40, 40a) having an outside air introduction hole (41, 41a) and arranged to cover the cover plate;
The cover plate is fixed to the housing or the port cover at a plurality of locations (63a, 63b, 63c, 64), and one of the plurality of locations is electrically connected to the lead frame so as to be at a predetermined potential. A sensor, characterized in that it is maintained.

1、2、3、4 :圧力センサ
10 :MEMSセンサチップ
11 :圧力基準室
12 :ダイアフラム
13 :ピエゾ抵抗素子
14、21 :電極パッド
20 :ASIC
30 :ケース部
31 :基準圧導入孔
32 :リード平面
33 :リード
33a :アウターリード
33b :インナーリード
40、40a :ポートカバー部
41、41a :導圧孔
50、50a、50b :カバープレート
51 :導電膜
52 :絶縁膜
60 :ダイボンド樹脂
62 :カバーボンド樹脂
63a、63b、63c :固定部
64 :接続部
71 :ワイヤー
1, 2, 3, 4: pressure sensor 10: MEMS sensor chip 11: pressure reference chamber 12: diaphragm 13: piezoresistive element 14, 21: electrode pad 20: ASIC
30: Case part 31: Reference pressure introduction hole 32: Lead plane 33: Lead 33a: Outer lead 33b: Inner lead 40, 40a: Port cover part 41, 41a: Pressure introduction hole 50, 50a, 50b: Cover plate 51: Conductive Film 52 : Insulating film 60 : Die bond resin 62 : Cover bond resin 63a, 63b, 63c : Fixed part 64 : Connection part 71 : Wire

Claims (11)

センサ素子と、
凹部を有し、当該凹部に前記センサ素子を収容する筐体と、
外部配線と接続可能であり、前記センサ素子の電極が接続されるリードフレームと、
前記凹部の底面と対向するように配置されるカバープレートと、
外気導入孔を有し、前記カバープレートを覆うように配置されるポートカバーと、を備え、
前記カバープレートは複数箇所において前記筐体または前記ポートカバーに固定され、当該複数箇所のうち少なくとも一箇所以上は前記リードフレームと電気的に接続されることによって所定電位に維持されることを特徴とする、センサ。
a sensor element;
a housing having a recess for accommodating the sensor element in the recess;
a lead frame connectable to external wiring and to which electrodes of the sensor element are connected;
a cover plate arranged to face the bottom surface of the recess;
a port cover having an outside air introduction hole and arranged to cover the cover plate;
The cover plate is fixed to the housing or the port cover at a plurality of locations, and at least one of the plurality of locations is electrically connected to the lead frame to maintain a predetermined potential. Yes, sensor.
前記リードフレームは、前記筐体の前記凹部の底面において前記センサ素子が載置される平面部を有し、
前記カバープレートは、前記平面部と対向するように配置され、前記平面部とともに前記センサ素子を囲む空間を形成することを特徴とする、請求項1に記載のセンサ。
The lead frame has a flat portion on which the sensor element is placed on the bottom surface of the recess of the housing,
2. The sensor according to claim 1, wherein the cover plate is arranged to face the flat portion and forms a space surrounding the sensor element together with the flat portion.
前記カバープレートの前記少なくとも一箇所以上は、導電性材料が充填された貫通孔を有する接続部を介して前記リードフレームに電気的に接続されることを特徴とする、請求項1または2に記載のセンサ。 3. The lead frame according to claim 1, wherein said at least one portion of said cover plate is electrically connected to said lead frame through a connecting portion having a through hole filled with a conductive material. sensor. 前記カバープレートは、少なくとも一部が金属で構成されており、前記センサ素子及び前記リードフレームの表面よりも高い位置に配置されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のセンサ。 4. The cover plate according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cover plate is at least partly made of metal and is arranged at a position higher than the surface of the sensor element and the lead frame. Described sensor. 前記リードフレームは、平面視で前記筐体より内側に形成された部分であるインナーリードと、平面視で前記筐体より外側に形成された部分であるアウターリードを有し、前記接続部は、平面視で当該インナーリードと当該アウターリードを結ぶ線上に位置することを特徴とする、請求項3に記載のセンサ。 The lead frame has an inner lead that is a portion formed inside the housing in a plan view and an outer lead that is a portion formed outside the housing in a plan view, and the connection portion comprises: 4. The sensor according to claim 3, wherein the sensor is positioned on a line connecting the inner lead and the outer lead in plan view. 前記インナーリード表面に対する前記接続部の貫通孔の深さによって、前記カバープレートの高さを調整できることを特徴とする、請求項5に記載のセンサ。 6. The sensor according to claim 5, wherein the height of the cover plate can be adjusted by adjusting the depth of the through hole of the connecting portion with respect to the surface of the inner lead. 前記接続部は、GNDもしくはVDDのいずれか一方の前記リードフレームに配置されることを特徴とする、請求項5または6に記載のセンサ。 7. A sensor according to claim 5 or 6, characterized in that the connection is arranged on the lead frame for either GND or VDD. 前記接続部以外の箇所は、絶縁性の固定部を介するように、前記リードフレームの上部において前記筐体に固定されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載のセンサ。 8. The lead frame according to any one of claims 1 to 7, wherein portions other than the connecting portion are fixed to the housing at an upper portion of the lead frame via an insulating fixing portion. sensor. 前記固定部は絶縁性材料が充填された有底または無底の穴部、あるいは導電性材料が充填された有底の穴部からなることを特徴とする、請求項8に記載のセンサ。 9. The sensor according to claim 8, wherein the fixed part comprises a bottomed or bottomless hole filled with an insulating material, or a bottomed hole filled with a conductive material. 前記カバープレートは、前記外気導入孔から前記筐体の内部への流路が存在する態様で前記ポートカバーに一体成型されていることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載のセンサ。 10. The apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the cover plate is integrally formed with the port cover in such a manner that there is a flow path from the outside air introduction hole to the inside of the housing. Described sensor. 前記カバープレートは、複層基板からなることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載のセンサ。 11. The sensor according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the cover plate consists of a multi-layer substrate.
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