JP2024012731A - strain sensor - Google Patents

strain sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2024012731A
JP2024012731A JP2020211702A JP2020211702A JP2024012731A JP 2024012731 A JP2024012731 A JP 2024012731A JP 2020211702 A JP2020211702 A JP 2020211702A JP 2020211702 A JP2020211702 A JP 2020211702A JP 2024012731 A JP2024012731 A JP 2024012731A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strain
sensor
substrate
element group
sensor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020211702A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
英治 梅津
Eiji Umetsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Alpine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Alpine Co Ltd filed Critical Alps Alpine Co Ltd
Priority to JP2020211702A priority Critical patent/JP2024012731A/en
Priority to PCT/JP2021/040717 priority patent/WO2022137828A1/en
Publication of JP2024012731A publication Critical patent/JP2024012731A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/18Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a strain sensor having a configuration that makes it easy to detect strain in an object.
SOLUTION: A strain sensor according to one embodiment of the present invention detects strain in a strain body and comprises: a package substrate; a base substrate that is disposed on the package substrate and includes an electrical wiring unit; a sensor substrate that is disposed on the base substrate and includes a plurality of piezoresistive elements; and a mold resin that covers the base substrate and sensor substrate on the package substrate. The surface of the sensor substrate protrudes further than the surface of the mold resin, and the surfaces of the mold resin and sensor substrate are the surfaces that are attached to the strain body.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、歪みセンサに関し、より詳しくは、対象物に力が印加された際の歪みを検知する歪みセンサに関するものである。 The present invention relates to a strain sensor, and more particularly to a strain sensor that detects strain when force is applied to an object.

歪みセンサとして、特許文献1には、特定方向のひずみを少ない誤差で測定する力学量測定装置が開示される。この力学量測定装置では、半導体力学量測定装置のシリコン基板において、例えば、測定方向の基板長さに対する基板厚の比を小さく、測定方向に対して垂直な方向の基板長さに対する基板厚の比を大きくしている。 As a strain sensor, Patent Document 1 discloses a mechanical quantity measuring device that measures strain in a specific direction with a small error. In this mechanical quantity measuring device, in the silicon substrate of the semiconductor mechanical quantity measuring device, for example, the ratio of the substrate thickness to the substrate length in the measurement direction is made small, and the ratio of the substrate thickness to the substrate length in the direction perpendicular to the measurement direction is made small. is increasing.

また、特許文献2には、電磁誘導もしくはマイクロ波で回路動作電力を供給した場合でもノイズの影響を受けにくく、精度の高い測定を可能とした力学量測定装置が開示される。この力学量測定装置では、接着部を被測定物に接着することによってひずみの計測を計測している。 Further, Patent Document 2 discloses a mechanical quantity measuring device that is less susceptible to noise effects and capable of highly accurate measurement even when circuit operating power is supplied by electromagnetic induction or microwaves. In this mechanical quantity measuring device, strain is measured by bonding the adhesive portion to the object to be measured.

特開2006-003182号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-003182 特開2005-114443号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-114443

対象物の微小な歪みを高精度に検知するためには、起歪体の歪みを効果的に歪みセンサへ伝える必要がある。対象物が小さくなるほど歪みセンサを取り付けるための領域が制限されることから、効果的に歪みを伝えることが困難となる。 In order to detect minute distortions in an object with high precision, it is necessary to effectively transmit the distortion of the strain body to the strain sensor. As the object becomes smaller, the area for attaching the strain sensor becomes more limited, making it more difficult to effectively transmit strain.

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、対象物の歪みを検知しやすい構成の歪みセンサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a strain sensor configured to easily detect distortion of an object.

本発明の一態様は、起歪体の歪みを検知する歪みセンサであって、パッケージ基板と、パッケージ基板の上に配置され、電気配線部を有するベース基板と、ベース基板の上に配置され、複数のピエゾ抵抗素子を有するセンサ基板と、パッケージ基板上のベース基板およびセンサ基板を覆うモールド樹脂と、を備え、センサ基板の表面がモール樹脂の表面よりも突出し、モールド樹脂の表面およびセンサ基板の表面が起歪体との取り付け面となる、ことを特徴とする歪みセンサである。 One aspect of the present invention is a strain sensor that detects strain in a strain-generating body, the strain sensor comprising: a package substrate; a base substrate disposed on the package substrate; and a base substrate having an electrical wiring section; The sensor board includes a sensor board having a plurality of piezoresistive elements, and a molded resin that covers the base board and the sensor board on the package board, and the surface of the sensor board protrudes beyond the surface of the molding resin, and This strain sensor is characterized in that its surface serves as a mounting surface for a strain-generating body.

このように、センサ基板の表面がモールド樹脂の表面よりも突出し、モールド樹脂の表面とセンサ基板の表面が起歪体との取り付け面となることによって、センサ基板の周辺でしっかり起歪体に固定しつつ、起歪体からの歪みを検知しやすくする。 In this way, the surface of the sensor board protrudes beyond the surface of the molded resin, and the surface of the molded resin and the surface of the sensor board serve as attachment surfaces for the flexure element, allowing it to be firmly fixed to the flexure element around the sensor board. while making it easier to detect distortion from the flexure element.

上記歪みセンサにおいて、センサ基板はモールド樹脂と別体に設けられていてもよい。このように、突出しているセンサ基板と封止しているモールド樹脂とが別体設けられていることで、モールド樹脂で覆われている部分は固定されて、センサ基板は歪みを検知しやすくする。 In the strain sensor described above, the sensor substrate may be provided separately from the molded resin. In this way, by providing the protruding sensor board and the sealing mold resin separately, the part covered by the mold resin is fixed, making it easier for the sensor board to detect distortion. .

上記歪みセンサにおいて、センサ基板のヤング率は、モールド樹脂のヤング率よりも高いことが好ましい。センサ基板のヤング率の方がモールド樹脂のヤング率よりも高くなることで、モールド樹脂の方が柔らかいため歪んだ際に起歪体と一緒に動いて歪みやすくなる。 In the strain sensor described above, it is preferable that the Young's modulus of the sensor substrate is higher than the Young's modulus of the mold resin. Since the Young's modulus of the sensor substrate is higher than the Young's modulus of the mold resin, the mold resin is softer, so when it is distorted, it moves together with the strain body and becomes easily distorted.

上記歪みセンサにおいて、センサ基板の長手方向は、起歪体の歪み方向と略平行であることが好ましい。このように、センサ基板の長手方向が起歪体の歪み方向と平行になることによってより歪みを検知しやすくする。 In the strain sensor described above, it is preferable that the longitudinal direction of the sensor substrate be substantially parallel to the strain direction of the flexure element. In this way, the longitudinal direction of the sensor substrate is parallel to the strain direction of the strain body, making it easier to detect strain.

上記歪みセンサにおいて、モールド樹脂の表面と起歪体との間に接着剤層が設けられていることが好ましい。これにより、接着剤層によって歪みセンサを起歪体に取り付ける際にモールド樹脂の表面において固定できるようになる。 In the strain sensor described above, it is preferable that an adhesive layer is provided between the surface of the molded resin and the strain body. This allows the strain sensor to be fixed on the surface of the molded resin when attached to the strain body using the adhesive layer.

上記歪みセンサにおいて、モールド樹脂の表面と起歪体との間、およびセンサ基板の表面と起歪体との間に接着剤層が設けられ、センサ基板の表面から起歪体までの接着剤層の厚さは、モールド樹脂の表面から起歪体までの接着剤層の厚さよりも薄いことが好ましい。これにより、接着剤層によって歪みセンサを起歪体に取り付ける際にモールド樹脂の表面とセンサ基板の表面とにおいて確実に固定できるとともに、センサ基板に歪みが伝わる際の接着剤層による減衰が抑制され、歪みを検知しやすくなる。 In the above strain sensor, an adhesive layer is provided between the surface of the molded resin and the flexure element, and between the surface of the sensor substrate and the flexure element, and the adhesive layer extends from the surface of the sensor substrate to the flexure element. The thickness of the adhesive layer is preferably thinner than the thickness of the adhesive layer from the surface of the mold resin to the flexure element. As a result, when the strain sensor is attached to the strain-generating body using the adhesive layer, the surface of the mold resin and the surface of the sensor board can be securely fixed, and the attenuation caused by the adhesive layer when strain is transmitted to the sensor board is suppressed. , it becomes easier to detect distortion.

上記歪みセンサにおいて、パッケージ基板とベース基板との間に、センサ基板から出力された信号を処理する信号処理回路を有する回路基板が設けられていてもよい。このように、回路基板もモールド樹脂によって封止されていることによって回路基板を保護することができるとともに、回路基板を含めて1つのパッケージに収容され、設置スペースを小さくすることができる。 In the strain sensor described above, a circuit board having a signal processing circuit for processing signals output from the sensor board may be provided between the package board and the base board. In this way, since the circuit board is also sealed with the molding resin, it is possible to protect the circuit board, and the circuit board is also housed in one package, so that the installation space can be reduced.

本発明によれば、対象物の歪みを検知しやすい構成の歪みセンサを提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a strain sensor configured to easily detect distortion of an object.

本実施形態に係る歪みセンサの構成を例示する斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating the configuration of a strain sensor according to the present embodiment. 本実施形態に係る歪みセンサの構成を例示する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a strain sensor according to the present embodiment. センサ基板を例示する分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a sensor board. 歪みセンサの起歪体への取り付け状態を例示する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a strain sensor is attached to a strain body. 変位部とピエゾ抵抗素子との位置関係を例示する模式断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the positional relationship between a displacement portion and a piezoresistive element. (a)および(b)は、ピエゾ抵抗素子のレイアウトを例示する模式図である。(a) and (b) are schematic diagrams illustrating the layout of piezoresistive elements. (a)および(b)は、ピエゾ抵抗素子のレイアウトを例示する模式図である。(a) and (b) are schematic diagrams illustrating the layout of piezoresistive elements. (a)および(b)は、ピエゾ抵抗素子のレイアウトを例示する模式図である。(a) and (b) are schematic diagrams illustrating the layout of piezoresistive elements. 歪みセンサにおけるセンサ基板の露出高さとセンサ歪み量との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the exposed height of a sensor substrate and the amount of sensor distortion in a strain sensor. (a)から(e)は、センサ基板の露出状態を例示する模式図である。(a) to (e) are schematic diagrams illustrating exposed states of the sensor substrate.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same members are given the same reference numerals, and the description of the members that have been described once will be omitted as appropriate.

(歪みセンサの構成)
図1は、本実施形態に係る歪みセンサの構成を例示する斜視図である。
図2は、本実施形態に係る歪みセンサの構成を例示する断面図である。
図3は、センサ基板を例示する分解斜視図である。
なお、図1では、モールド樹脂40を透視した状態が示される。また、図2では、図1に示すA-A断面が示される。また、図3(a)にはセンサ基板30の表面側からの分解斜視図が示され、図3(b)にはセンサ基板30の裏面側からの分解斜視図が示される。
(Strain sensor configuration)
FIG. 1 is a perspective view illustrating the configuration of a strain sensor according to this embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the strain sensor according to this embodiment.
FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating the sensor board.
Note that FIG. 1 shows a state in which the mold resin 40 is seen through. Further, in FIG. 2, a cross section taken along the line AA shown in FIG. 1 is shown. Further, FIG. 3A shows an exploded perspective view of the sensor board 30 from the front side, and FIG. 3B shows an exploded perspective view of the sensor board 30 from the back side.

本実施形態は、起歪体の歪みを検知する歪みセンサ1であって、パッケージ基板10と、ベース基板20と、センサ基板30と、モールド樹脂40とを備える。なお、実施形態の説明では、パッケージ基板10の基板実装面10aの法線方向をZ方向、法線方向(Z方向)に直交する方向の1つをX方向、他の1つをY方向とする。 This embodiment is a strain sensor 1 that detects strain in a strain body, and includes a package substrate 10, a base substrate 20, a sensor substrate 30, and a mold resin 40. In the description of the embodiment, the normal direction of the board mounting surface 10a of the package substrate 10 is referred to as the Z direction, one of the directions orthogonal to the normal direction (Z direction) is referred to as the X direction, and the other direction is referred to as the Y direction. do.

パッケージ基板10は、モールド樹脂40とともに歪みセンサ1の外観を構成する部分であり、歪みセンサ1における底面側に設けられる基板である。Z方向にみた平面視におけるパッケージ基板10の大きさは、縦約2ミリメートル(mm)×横約2mm程度である。 The package substrate 10 is a part that constitutes the appearance of the strain sensor 1 together with the mold resin 40, and is a substrate provided on the bottom side of the strain sensor 1. The size of the package substrate 10 in plan view in the Z direction is about 2 millimeters (mm) long x about 2 mm wide.

パッケージ基板10は、ベース基板20を実装する基板実装面10aと、基板実装面10aとは反対側に設けられるパッド面10bと、を有する。パッケージ基板10における基板実装面10aの延長面上にはパッド部16が設けられる。パッケージ基板10のパッド面10bには、外部と導通を得るために複数の電極端子11が設けられる。この電極端子11によって外部(例えば、フレキシブル基板F(後述の図4参照))との接続および導通が行われる。 The package substrate 10 has a substrate mounting surface 10a on which the base substrate 20 is mounted, and a pad surface 10b provided on the opposite side to the substrate mounting surface 10a. A pad portion 16 is provided on the extended surface of the board mounting surface 10a of the package substrate 10. A plurality of electrode terminals 11 are provided on the pad surface 10b of the package substrate 10 in order to obtain electrical continuity with the outside. Connection and conduction with the outside (for example, flexible substrate F (see FIG. 4 described later)) are performed through this electrode terminal 11.

ベース基板20は、パッケージ基板10の上に配置される(Z方向に積層される)。ベース基板20は、センサ基板30を実装するセンサ実装面20aを有する。また、ベース基板20は、センサ基板30に設けられた複数のピエゾ抵抗素子35のそれぞれと電気的に接続する電気配線部25を有する。 The base substrate 20 is placed on the package substrate 10 (stacked in the Z direction). The base substrate 20 has a sensor mounting surface 20a on which the sensor substrate 30 is mounted. Furthermore, the base substrate 20 has an electrical wiring section 25 that is electrically connected to each of the plurality of piezoresistive elements 35 provided on the sensor substrate 30.

センサ基板30は、ベース基板20の上に配置される(Z方向に積層される)。センサ基板30は、変位部31およびピエゾ抵抗素子35を有する。センサ基板30は、Z方向にみた平面視において略長方形となっており、中央部分に変位部31が設けられる。変位部31は、起歪体100の歪みを受けて変位する部分であり、センサ基板30のベース基板20側の面に設けられる。ピエゾ抵抗素子35は、変位部31の変位量を電気的に検出する素子である。 The sensor substrate 30 is placed on the base substrate 20 (stacked in the Z direction). The sensor substrate 30 has a displacement section 31 and a piezoresistive element 35. The sensor substrate 30 has a substantially rectangular shape when viewed from above in the Z direction, and a displacement portion 31 is provided in the center portion. The displacement portion 31 is a portion that is displaced in response to distortion of the strain-generating body 100, and is provided on the surface of the sensor substrate 30 on the base substrate 20 side. The piezoresistive element 35 is an element that electrically detects the amount of displacement of the displacement portion 31.

パッケージ基板10とベース基板20との間には回路基板50が設けられていてもよい。回路基板50は、センサ基板30から出力された信号を処理する信号処理回路(信号処理用IC)を有する。回路基板50が設けられている場合、ベース基板20と回路基板50とが第1ボンディングワイヤ61によって導通し、回路基板50とパッケージ基板10とが第2ボンディングワイヤ62によって導通する状態となる。 A circuit board 50 may be provided between the package board 10 and the base board 20. The circuit board 50 has a signal processing circuit (signal processing IC) that processes the signal output from the sensor board 30. When the circuit board 50 is provided, the base board 20 and the circuit board 50 are electrically connected through the first bonding wire 61, and the circuit board 50 and the package board 10 are electrically connected through the second bonding wire 62.

モールド樹脂40は、パッケージ基板10上のベース基板20およびセンサ基板30を覆う封止樹脂である。モールド樹脂40は、樹脂のみから構成されていてもよいし、無機材料などからなるフィラー成分を有していてもよい。モールド樹脂40は、パッケージ基板10とともに歪みセンサ1の外観を構成する部分である。回路基板50が設けられている場合には、ベース基板20およびセンサ基板30とともに回路基板50もモールド樹脂40によって覆われる。 The mold resin 40 is a sealing resin that covers the base substrate 20 and the sensor substrate 30 on the package substrate 10. The mold resin 40 may be made of only resin, or may include a filler component made of an inorganic material or the like. The mold resin 40 is a part that constitutes the appearance of the strain sensor 1 together with the package substrate 10. When the circuit board 50 is provided, the circuit board 50 is covered with the mold resin 40 along with the base board 20 and the sensor board 30.

このような構成を備えた本実施形態に係る歪みセンサ1では、センサ基板30の表面30aがモールド樹脂40の表面40aよりも突出し、モールド樹脂40の表面40aおよびセンサ基板30の表面30aが起歪体100(後述の図4参照)との取り付け面となる。このように、センサ基板30の表面30aがモールド樹脂40の表面40aよりも突出し、モールド樹脂40の表面40aとセンサ基板30の表面30aが起歪体100との取り付け面となることによって、センサ基板30の周辺でしっかり起歪体100に固定しつつ、起歪体100からの歪みを検知しやすくする。 In the strain sensor 1 according to the present embodiment having such a configuration, the surface 30a of the sensor substrate 30 protrudes from the surface 40a of the molded resin 40, and the surface 40a of the molded resin 40 and the surface 30a of the sensor substrate 30 are strained. This serves as a mounting surface for the body 100 (see FIG. 4, which will be described later). In this way, the surface 30a of the sensor substrate 30 protrudes beyond the surface 40a of the molded resin 40, and the surface 40a of the molded resin 40 and the surface 30a of the sensor substrate 30 serve as attachment surfaces for the flexure element 100. To make it easier to detect distortion from the strain body 100 while firmly fixing the area around the strain body 30 to the strain body 100.

また、本実施形態に係る歪みセンサ1において、センサ基板30はモールド樹脂40と別体に設けられていることが好ましい。これにより、センサ基板30の変形とモールド樹脂40の変形とが干渉しにくくなるため、モールド樹脂40で覆われている部分が固定されていても、センサ基板30は歪みを検知しやすくする。 Further, in the strain sensor 1 according to the present embodiment, it is preferable that the sensor substrate 30 is provided separately from the mold resin 40. This makes it difficult for the deformation of the sensor substrate 30 and the deformation of the molded resin 40 to interfere with each other, so that the sensor substrate 30 can easily detect distortion even if the portion covered with the molded resin 40 is fixed.

また、センサ基板30のヤング率は、モールド樹脂40のヤング率よりも高いことが好ましい。センサ基板30のヤング率の方がモールド樹脂40のヤング率よりも高くなることで、モールド樹脂40の方が柔らかいことになり、起歪体100が歪んだときにモールド樹脂40が一緒に動いて歪みやすくなり、センサ基板30で歪みを検知しやすくなる。また、センサ基板30が起歪体100の歪みに応じて変形する際に、モールド樹脂40が変形抵抗となることも生じにくくなる。ここで、センサ基板30がシリコンなどの半導体から構成されている場合には、そのヤング率は100GPa以上であることから、モールド樹脂40のヤング率は、20GPa以下であることが好ましく、10GPa以下であることがより好ましい。換言すれば、センサ基板30のヤング率に対して、モールド樹脂40のヤング率は、20%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましい。 Further, it is preferable that the Young's modulus of the sensor substrate 30 is higher than that of the mold resin 40. Since the Young's modulus of the sensor substrate 30 is higher than that of the mold resin 40, the mold resin 40 is softer, and when the strain body 100 is distorted, the mold resin 40 moves with it. It becomes easier to distort, and the sensor board 30 can easily detect the distortion. Furthermore, when the sensor substrate 30 deforms in accordance with the strain of the strain-generating body 100, the mold resin 40 is less likely to act as deformation resistance. Here, when the sensor substrate 30 is made of a semiconductor such as silicon, its Young's modulus is 100 GPa or more, so the Young's modulus of the mold resin 40 is preferably 20 GPa or less, and 10 GPa or less. It is more preferable that there be. In other words, the Young's modulus of the mold resin 40 is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, relative to the Young's modulus of the sensor substrate 30.

(歪みセンサの起歪体への取り付け状態)
図4は、歪みセンサの起歪体への取り付け状態を例示する断面図である。
本実施形態に係る歪みセンサ1は、起歪体100の表面に例えば接着剤層80によって取り付けられる。接着剤層80は例えば樹脂系材料からなり、モールド樹脂40の表面40aと起歪体100との間に設けられる。モールド樹脂40の表面40aの面積は、センサ基板30の表面30aの面積よりも広いため、この表面40aで接着剤層80によって起歪体100と接着されることで、歪みセンサ1を起歪体100へしっかり固定できるようになる。
(Attachment state of strain sensor to strain body)
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a state in which the strain sensor is attached to the strain body.
The strain sensor 1 according to this embodiment is attached to the surface of the strain-generating body 100 using, for example, an adhesive layer 80. The adhesive layer 80 is made of, for example, a resin material, and is provided between the surface 40a of the molded resin 40 and the strain body 100. Since the area of the surface 40a of the molded resin 40 is wider than the area of the surface 30a of the sensor substrate 30, the surface 40a is bonded to the flexure element 100 by the adhesive layer 80, thereby making the strain sensor 1 a flexure element. You can now firmly fix it to 100.

本実施形態に係る歪みセンサ1において、センサ基板30の長手方向(例えば、X方向)は、起歪体100の歪み方向SDと略平行であることが好ましい。これにより、センサ基板30によって起歪体100の歪みを受けやすくなり、歪みセンサ1での歪み検知が行いやすくなる。 In the strain sensor 1 according to the present embodiment, the longitudinal direction (for example, the X direction) of the sensor substrate 30 is preferably substantially parallel to the strain direction SD of the strain body 100. This makes it easier for the strain body 100 to be distorted by the sensor substrate 30, making it easier for the strain sensor 1 to detect strain.

また、接着剤層80は、モールド樹脂40の表面40aから突出するセンサ基板30の表面30aと起歪体100との間に設けられていてもよい。接着剤層80におけるセンサ基板30の表面30aと起歪体100との間の部分を第1部分80a、モールド樹脂40の表面40aと起歪体100との間の部分を第2部分80bとして、第1部分80aの厚さt1(センサ基板30の表面30aから起歪体100までの接着剤層80の厚さt1)は、第2部分80bの厚さt2(モールド樹脂40の表面40aから起歪体100までの接着剤層80の厚さt2)よりも薄くなる。 Further, the adhesive layer 80 may be provided between the surface 30a of the sensor substrate 30 protruding from the surface 40a of the molded resin 40 and the strain body 100. A portion of the adhesive layer 80 between the surface 30a of the sensor substrate 30 and the strain body 100 is referred to as a first portion 80a, and a portion between the surface 40a of the molded resin 40 and the strain body 100 is referred to as a second portion 80b. The thickness t1 of the first portion 80a (the thickness t1 of the adhesive layer 80 from the surface 30a of the sensor substrate 30 to the strain body 100) is the thickness t2 of the second portion 80b (the thickness t1 from the surface 40a of the molded resin 40). It becomes thinner than the thickness t2) of the adhesive layer 80 up to the strained body 100.

これにより、接着剤層80によって歪みセンサ1を起歪体100に取り付ける際に、接着剤層80の機能を分けることができる。すなわち、モールド樹脂40の表面40aと起歪体100の表面との間に位置する接着剤層80の第2部分80bは相対的に厚いため、歪みセンサ1を起歪体100に対して確実に固定することができる。起歪体100が歪んだ場合には、この相対的に厚い第2部分80bにより歪みを吸収し、第2部分80bとモールド樹脂40との間での剥離を抑制することができる。また、モールド樹脂40はセンサ基板30よりもヤング率が低いため、起歪体100からの歪みがモールド樹脂40に伝達されても、モールド樹脂40においてこの歪みを吸収することが可能である。 Thereby, when the strain sensor 1 is attached to the strain body 100 using the adhesive layer 80, the functions of the adhesive layer 80 can be separated. That is, since the second portion 80b of the adhesive layer 80 located between the surface 40a of the molded resin 40 and the surface of the flexure element 100 is relatively thick, the strain sensor 1 can be securely attached to the flexure element 100. Can be fixed. When the strain-generating body 100 is distorted, the relatively thick second portion 80b can absorb the distortion and suppress separation between the second portion 80b and the mold resin 40. Moreover, since the mold resin 40 has a lower Young's modulus than the sensor substrate 30, even if the strain from the strain-generating body 100 is transmitted to the mold resin 40, the mold resin 40 can absorb this strain.

一方、センサ基板30の表面30aと起歪体100の表面との間に位置する接着剤層80の第1部分80aは相対的に薄いため、起歪体100の歪みがセンサ基板30に伝わる際に第1部分80aにおいて減衰しにくく、センサ基板30のピエゾ抵抗素子35で歪みを検知しやすくなる。また、センサ基板30よりもその周囲に位置するモールド樹脂40の方がヤング率が低いため、センサ基板30が起歪体100の歪みに応じて変形することに対して、モールド樹脂40は変形抵抗となりにくい。このように、接着剤層80の第1部分80aの厚さと第2部分80bの厚さと異ならせることにより、歪みセンサ1が小型化してその起歪体100への取付面積が小さくなっても、起歪体100が歪んだ際に歪みセンサ1が脱落しにくく、かつ、センサ基板30において起歪体100のその歪みを適切に検出することが実現されている。 On the other hand, since the first portion 80a of the adhesive layer 80 located between the surface 30a of the sensor substrate 30 and the surface of the flexure body 100 is relatively thin, when the strain of the flexure body 100 is transmitted to the sensor substrate 30, the first portion 80a of the adhesive layer 80 is relatively thin. Attenuation is difficult to occur in the first portion 80a, and the distortion can be easily detected by the piezoresistive element 35 of the sensor substrate 30. Moreover, since the Young's modulus of the molded resin 40 located around the sensor substrate 30 is lower than that of the sensor substrate 30, the molded resin 40 resists deformation while the sensor substrate 30 deforms in accordance with the strain of the strain-generating body 100. It's hard to be. In this way, by making the thickness of the first portion 80a and the second portion 80b of the adhesive layer 80 different, even if the strain sensor 1 is downsized and its mounting area to the strain body 100 is reduced, The strain sensor 1 is unlikely to fall off when the strain body 100 is distorted, and the strain of the strain body 100 can be appropriately detected on the sensor substrate 30.

なお、第1部分80aと第2部分80bとで互いに接着剤層80の硬さを変えてもよい。この場合、第2部分80bの接着剤層80の硬さに比べ、第1部分80aの接着剤層80の硬さを固くするとよい。これにより、固い接着剤層80を介して起歪体100の歪みをセンサ基板30で検知しやすくなる。接着剤層80の硬さは、その成分を変更する、例えば樹脂成分に加えて硬質なフィラー成分を含有させることによって、適宜調整することが可能である。 Note that the hardness of the adhesive layer 80 may be different between the first portion 80a and the second portion 80b. In this case, it is preferable to make the adhesive layer 80 of the first portion 80a harder than the adhesive layer 80 of the second portion 80b. This makes it easier for the sensor substrate 30 to detect the distortion of the strain-generating body 100 via the hard adhesive layer 80. The hardness of the adhesive layer 80 can be adjusted as appropriate by changing its components, for example by including a hard filler component in addition to the resin component.

一方、製造上の観点からは、第1部分80aと第2部分80bとで同じ接着剤層80を用いるほうが好ましい。この場合、第1部分80aと第2部分80bとで接着剤層80の硬さは同じになる。本実施形態では、第1部分80aの接着剤層80の厚さt1が、第2部分80bの接着剤層80の厚さt2よりも薄くなることから、第1部分80aおよび第2部分80bの両部分の接着剤層80の硬さが同じであっても、起歪体100からの歪みがセンサ基板30に伝わるまでの間で接着剤層80による緩衝作用が弱く、歪みを検知しやすくなる。 On the other hand, from a manufacturing standpoint, it is preferable to use the same adhesive layer 80 for the first portion 80a and the second portion 80b. In this case, the hardness of the adhesive layer 80 is the same in the first portion 80a and the second portion 80b. In this embodiment, the thickness t1 of the adhesive layer 80 of the first portion 80a is thinner than the thickness t2 of the adhesive layer 80 of the second portion 80b. Even if the hardness of the adhesive layer 80 in both parts is the same, the buffering effect of the adhesive layer 80 is weak until the strain from the strain-generating body 100 is transmitted to the sensor substrate 30, making it easier to detect the strain. .

特に、本実施形態に係る歪みセンサ1は、平面視サイズ(パッケージ基板10サイズ)として縦横それぞれ2mm程度の微小なものであるため、歪みセンサ1を起歪体100にボルトのような締結部材によって固定することが困難であり、接着剤層80による接着固定が有利となる。接着剤層80による歪みセンサ1の起歪体100への固定では、十分な接着面積が必要となる。本実施形態に係る歪みセンサ1では、製造上有利となる一種類の接着剤層80によって歪みセンサ1を起歪体100に固定する場合でも、歪みセンサ1の起歪体100への確実な固定と、歪みセンサ1による高感度の歪み検知との両立を図ることができる。 In particular, since the strain sensor 1 according to the present embodiment is minute in plan view size (package board 10 size) of about 2 mm in length and width, the strain sensor 1 is attached to the strain body 100 by a fastening member such as a bolt. Since it is difficult to fix, adhesive fixation using the adhesive layer 80 is advantageous. Fixing the strain sensor 1 to the strain body 100 using the adhesive layer 80 requires a sufficient adhesive area. In the strain sensor 1 according to the present embodiment, even when the strain sensor 1 is fixed to the strain body 100 using one type of adhesive layer 80, which is advantageous in manufacturing, the strain sensor 1 can be securely fixed to the strain body 100. It is possible to achieve both this and highly sensitive strain detection by the strain sensor 1.

(ピエゾ抵抗素子のレイアウト例)
次に、本実施形態に係る歪みセンサ1で適用されるピエゾ抵抗素子35のレイアウト例について説明する。
図5は、変位部とピエゾ抵抗素子との位置関係を例示する模式断面図である。
ベース基板20とセンサ基板30との間にはシール26が設けられる。シール26は金や銀などの金属によって形成されており、センサ基板30をベース基板20上に支持するとともに電気的な接続を行う役目を果たす。センサ基板30におけるベース基板20側の面でシール26の内側の領域に変位部31が設けられる。歪みセンサ1では、複数のピエゾ抵抗素子35は変位部31の内側に配置される。
(Example layout of piezoresistive element)
Next, a layout example of the piezoresistive element 35 used in the strain sensor 1 according to the present embodiment will be described.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the positional relationship between the displacement portion and the piezoresistive element.
A seal 26 is provided between the base substrate 20 and the sensor substrate 30. The seal 26 is made of metal such as gold or silver, and serves to support the sensor substrate 30 on the base substrate 20 and to make electrical connections. A displacement portion 31 is provided in a region inside the seal 26 on the surface of the sensor substrate 30 on the base substrate 20 side. In the strain sensor 1, the plurality of piezoresistive elements 35 are arranged inside the displacement section 31.

図6から図8はピエゾ抵抗素子のレイアウトを例示する模式図である。
なお、図6から図8において、それぞれの(a)にはピエゾ抵抗素子35の平面視のレイアウトが示される、(b)にはピエゾ抵抗素子35の回路図が示される。
6 to 8 are schematic diagrams illustrating layouts of piezoresistive elements.
6 to 8, each (a) shows a layout of the piezoresistive element 35 in a plan view, and (b) shows a circuit diagram of the piezoresistance element 35.

センサ基板30は、平面視において略長方形となっており、中央部分に変位部31が配置される。図示する矢印は歪み方向SDを示している。センサ基板30が略長方形の場合、長手方向(例えば、X方向)を歪み方向SDと略平行にすることで歪みを検知しやすくなる。 The sensor substrate 30 has a substantially rectangular shape in plan view, and the displacement portion 31 is disposed in the center portion. The illustrated arrow indicates the strain direction SD. When the sensor substrate 30 has a substantially rectangular shape, the distortion can be easily detected by making the longitudinal direction (for example, the X direction) substantially parallel to the distortion direction SD.

図6(a)および(b)には、複数のピエゾ抵抗素子35によってフルブリッジを構成する例が示される。また、図7(a)および(b)、図8(a)および(b)には複数のピエゾ抵抗素子35によってハーフブリッジを構成する例が示される。 FIGS. 6A and 6B show an example in which a full bridge is formed by a plurality of piezoresistive elements 35. Further, FIGS. 7A and 7B and FIGS. 8A and 8B show examples in which a half bridge is formed by a plurality of piezoresistive elements 35.

それぞれの例において、ピエゾ抵抗素子35によって4つの素子群35G(第1素子群35G1、第2素子群35G2、第3素子群35G3および第4素子群35G4)が構成される。1つの素子群35Gには3つのピエゾ抵抗素子35が設けられ、それぞれが同一方向に平行に配置され、電気的に直列に接続される。例えば、図6において、第1素子群35G1は、Y方向に延びる3つのピエゾ抵抗素子35が直列に接続されてなる。4つの素子群35Gのセンサ基板30上の相対配置は次のとおりである。すなわち、第1素子群35G1は左上に配置され、第2素子群35G2は右上に配置され、第3素子群35G3は左下に配置され、第4素子群35G4は右下に配置される。 In each example, the piezoresistive elements 35 constitute four element groups 35G (first element group 35G1, second element group 35G2, third element group 35G3, and fourth element group 35G4). One element group 35G is provided with three piezoresistive elements 35, each arranged in parallel in the same direction and electrically connected in series. For example, in FIG. 6, the first element group 35G1 includes three piezoresistive elements 35 extending in the Y direction and connected in series. The relative arrangement of the four element groups 35G on the sensor substrate 30 is as follows. That is, the first element group 35G1 is arranged at the upper left, the second element group 35G2 is arranged at the upper right, the third element group 35G3 is arranged at the lower left, and the fourth element group 35G4 is arranged at the lower right.

図6(a)に示す例では、第1素子群35G1および第4素子群35G4のピエゾ抵抗素子35が歪み方向SDと直交する方向に配置され、第2素子群35G2および第3素子群35G3のピエゾ抵抗素子35が歪み方向SDに配置される。 In the example shown in FIG. 6A, the piezoresistive elements 35 of the first element group 35G1 and the fourth element group 35G4 are arranged in a direction perpendicular to the strain direction SD, and the piezoresistive elements 35 of the second element group 35G2 and the third element group 35G3 A piezoresistive element 35 is arranged in the strain direction SD.

図6(b)に示すように、フルブリッジを構成するため、第1素子群35G1と第3素子群35G3とが直列に導通し、第2素子群35G2と第4素子群35G4とが直列に導通する。第1素子群35G1および第3素子群35G3と、第2素子群35G2および第4素子群35G4とは並列に導通する。第1素子群35G1と第2素子群35G2との間が電源電圧VDD、第3素子群35G3と第4素子群35G4との間が接地電位GNDとなる。また、第1素子群35G1と第3素子群35G3との間が出力電位V1、第2素子群35G2と第4素子群35G4との間が出力電位V2となる。 As shown in FIG. 6(b), to configure a full bridge, the first element group 35G1 and the third element group 35G3 are connected in series, and the second element group 35G2 and the fourth element group 35G4 are connected in series. Conduct. The first element group 35G1 and the third element group 35G3 are electrically connected in parallel to the second element group 35G2 and the fourth element group 35G4. The power supply voltage VDD is applied between the first element group 35G1 and the second element group 35G2, and the ground potential GND is applied between the third element group 35G3 and the fourth element group 35G4. Further, the output potential V1 is between the first element group 35G1 and the third element group 35G3, and the output potential V2 is between the second element group 35G2 and the fourth element group 35G4.

図7(a)に示す例では、第1素子群35G1のピエゾ抵抗素子35が歪み方向SDと直交する方向に配置され、第2素子群35G2、第3素子群35G3および第4素子群35G4のピエゾ抵抗素子35が歪み方向SDに配置される。 In the example shown in FIG. 7(a), the piezoresistive elements 35 of the first element group 35G1 are arranged in a direction perpendicular to the strain direction SD, and the piezoresistive elements 35 of the first element group 35G1, the third element group 35G3, and the fourth element group 35G4 A piezoresistive element 35 is arranged in the strain direction SD.

図7(b)に示すように、ハーフブリッジを構成するため、第1素子群35G1と第2素子群35G2とが直列に導通し、第3素子群35G3と第4素子群35G4とが直列に導通する。第1素子群35G1と第2素子群35G2との直列接続のうち第2素子群35G2側が電源電圧VDD、第1素子群35G1が出力電位V1となる。また、第3素子群35G3と第4素子群35G4との直列接続のうち第4素子群35G4側が接地電位GNDとなる。このハーフブリッジ構成では、第1素子群35G1および第2素子群35G2がリファレンス抵抗であり、第3素子群35G3および第4素子群35G4がセンサ抵抗である。 As shown in FIG. 7(b), to configure a half bridge, the first element group 35G1 and the second element group 35G2 are connected in series, and the third element group 35G3 and the fourth element group 35G4 are connected in series. Conduct. Of the series connection of the first element group 35G1 and the second element group 35G2, the second element group 35G2 side has the power supply voltage VDD, and the first element group 35G1 has the output potential V1. Moreover, of the series connection of the third element group 35G3 and the fourth element group 35G4, the fourth element group 35G4 side becomes the ground potential GND. In this half-bridge configuration, the first element group 35G1 and the second element group 35G2 are reference resistors, and the third element group 35G3 and fourth element group 35G4 are sensor resistors.

図8(a)に示す例では、第1素子群35G1および第2素子群35G2のピエゾ抵抗素子35が歪み方向SDと直交する方向に配置され、第3素子群35G3および第4素子群35G4のピエゾ抵抗素子35が歪み方向SDに配置される。 In the example shown in FIG. 8A, the piezoresistive elements 35 of the first element group 35G1 and the second element group 35G2 are arranged in a direction perpendicular to the strain direction SD, and the piezoresistive elements 35 of the third element group 35G3 and the fourth element group 35G4 A piezoresistive element 35 is arranged in the strain direction SD.

図8(b)に示すように、ハーフブリッジを構成するため、第1素子群35G1と第2素子群35G2とが直列に導通し、第3素子群35G3と第4素子群35G4とが直列に導通する。第1素子群35G1と第2素子群35G2との直列接続のうち第2素子群35G2側が電源電圧VDD、第1素子群35G1が出力電位V1となる。また、第3素子群35G3と第4素子群35G4との直列接続のうち第4素子群35G4側が接地電位GNDとなる。このハーフブリッジ構成では、歪みに対して第1素子群35G1および第2素子群35G2の抵抗値が下がり、第3素子群35G3および第4素子群35G4の抵抗値が上がる。このため、図8に示すハーフブリッジ構成では、図7に示すハーフブリッジ構成よりも出力値が大きくなる。 As shown in FIG. 8(b), to configure a half bridge, the first element group 35G1 and the second element group 35G2 are connected in series, and the third element group 35G3 and the fourth element group 35G4 are connected in series. Conduct. Of the series connection of the first element group 35G1 and the second element group 35G2, the second element group 35G2 side has the power supply voltage VDD, and the first element group 35G1 has the output potential V1. Moreover, of the series connection of the third element group 35G3 and the fourth element group 35G4, the fourth element group 35G4 side becomes the ground potential GND. In this half-bridge configuration, the resistance values of the first element group 35G1 and the second element group 35G2 decrease with respect to strain, and the resistance values of the third element group 35G3 and the fourth element group 35G4 increase. Therefore, the half-bridge configuration shown in FIG. 8 has a larger output value than the half-bridge configuration shown in FIG. 7.

(歪みセンサの特性)
次に、本実施形態に係る歪みセンサの特性について説明する。
図9は、歪みセンサにおけるセンサ基板の露出高さとセンサ歪み量との関係を示す図である。
図9における横軸はセンサ基板30の表面30aのモールド樹脂40の表面40aからの露出高さ(マイクロメートル:μm)を示し、縦軸は歪み量(マイクロストレイン:μst)を示している。縦軸の歪み量は、起歪体100にX方向に14.3キロニュートン(kN)を加えたときのセンサ基板30の歪み量のシミュレーション結果である。
図10(a)から(e)は、センサ基板の露出状態を例示する模式図である。
図10(a)から(e)に示すセンサ基板30の露出状態は、図9(a)から(e)に示すプロット位置での露出高さに対応している。
(Characteristics of strain sensor)
Next, the characteristics of the strain sensor according to this embodiment will be explained.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the exposed height of the sensor substrate and the amount of sensor distortion in the strain sensor.
In FIG. 9, the horizontal axis indicates the exposed height (micrometers: μm) of the surface 30a of the sensor substrate 30 from the surface 40a of the mold resin 40, and the vertical axis indicates the amount of strain (microstrain: μst). The amount of strain on the vertical axis is a simulation result of the amount of strain on the sensor substrate 30 when 14.3 kilonewtons (kN) is applied to the strain body 100 in the X direction.
FIGS. 10A to 10E are schematic diagrams illustrating the exposed state of the sensor substrate.
The exposed states of the sensor substrate 30 shown in FIGS. 10(a) to 10(e) correspond to the exposed heights at the plot positions shown in FIGS. 9(a) to 9(e).

ここで、センサ基板30の露出高さについては、センサ基板30の厚さを変えず、モールド樹脂40の厚さを変えることによって設定している。また、モールド樹脂40の表面40aと起歪体100との間の接着剤層80の厚さは0.11ミリメートル(mm)で一定としている。 Here, the exposed height of the sensor substrate 30 is set by changing the thickness of the molding resin 40 without changing the thickness of the sensor substrate 30. Further, the thickness of the adhesive layer 80 between the surface 40a of the mold resin 40 and the strain-generating body 100 is constant at 0.11 millimeters (mm).

シミュレーションの結果、図9(a)および図10(a)に示す露出高さ-100μmでは歪み量が34.0μst、図9(b)および図10(b)に示す露出高さ-50μmでは歪み量が36.9μst、図5(c)および図6(c)に示す露出高さ0μmでは歪み量が39.2μstである。 As a result of the simulation, the amount of distortion was 34.0 μst at the exposure height of −100 μm shown in FIGS. 9(a) and 10(a), and the amount of distortion was 34.0 μst at the exposed height of −50 μm shown in FIG. 9(b) and FIG. 10(b). The amount of distortion is 36.9 μst, and at the exposure height of 0 μm shown in FIGS. 5(c) and 6(c), the amount of distortion is 39.2 μst.

また、図9(d)および図10(d)に示す露出高さ+50μmでは歪み量が42.0μst、図9(e)および図10(e)に示す露出高さ+100μmでは歪み量が53.0μstである。 Further, the amount of distortion is 42.0 μst at the exposed height +50 μm shown in FIGS. 9(d) and 10(d), and the amount of distortion is 53.0 μst at the exposed height +100 μm shown in FIGS. 9(e) and 10(e). It is 0μst.

このように、センサ基板30の表面30aのモールド樹脂40の表面40aからの露出高さが増加するほど歪み量が増加し(検知感度が高まる)、露出高さ+50μmを越えるとより歪み量が増加する(検知感度がより高まる)ことが分かる。 In this way, as the exposed height of the surface 30a of the sensor substrate 30 from the surface 40a of the mold resin 40 increases, the amount of distortion increases (the detection sensitivity increases), and when the exposed height exceeds +50 μm, the amount of distortion increases more. (detection sensitivity is further increased).

なお、センサ基板30の露出高さを増やすためにモールド樹脂40の厚さを薄くし過ぎると、第1ボンディングワイヤ61のループ部分などがモールド樹脂40から露出する可能性がある。したがって、モールド樹脂40の厚さは、第1ボンディングワイヤ61が露出しない厚さにおいてセンサ基板30の露出高さを高くすることが望ましい。 Note that if the thickness of the mold resin 40 is made too thin in order to increase the exposed height of the sensor substrate 30, the loop portion of the first bonding wire 61, etc. may be exposed from the mold resin 40. Therefore, it is desirable that the thickness of the molding resin 40 is such that the first bonding wire 61 is not exposed and the exposed height of the sensor substrate 30 is set high.

このように、本実施形態によれば、センサ基板30の表面30aがモールド樹脂40の表面40aよりも突出し、モールド樹脂40の表面40aとセンサ基板30の表面30aが起歪体100との取り付け面となることによって、センサ基板30の周辺でしっかり起歪体100に固定しつつ、起歪体100からの歪みをセンサ基板30によって検知しやすくなる。したがって、起歪体100の歪みを検知しやすい構成の歪みセンサ1を提供することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the surface 30a of the sensor substrate 30 protrudes from the surface 40a of the molded resin 40, and the surface 40a of the molded resin 40 and the surface 30a of the sensor substrate 30 are the mounting surfaces for the strain body 100. This makes it easier for the sensor substrate 30 to detect strain from the strain body 100 while firmly fixing the sensor substrate 30 to the strain body 100 around the sensor substrate 30 . Therefore, it is possible to provide a strain sensor 1 that is configured to easily detect strain in the strain body 100.

なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の構成例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。 Note that although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to these examples. For example, a person skilled in the art may appropriately add, delete, or change the design of each of the above-described embodiments, or may appropriately combine features of the configuration examples of each embodiment. As long as it has the following, it is included within the scope of the present invention.

1…歪みセンサ
10…パッケージ基板
10a…基板実装面
10b…パッド面
11…電極端子
16…パッド部
20…ベース基板
20a…センサ実装面
25…電気配線部
26…シール
30…センサ基板
30a…表面
31…変位部
35…ピエゾ抵抗素子
35G…素子群
35G1…第1素子群
35G2…第2素子群
35G3…第3素子群
35G4…第4素子群
40…モールド樹脂
40a…表面
50…回路基板
61…第1ボンディングワイヤ
62…第2ボンディングワイヤ
80…接着剤層
80a…第1部分
80b…第2部分
100…起歪体
F…フレキシブル基板
GND…接地電位
SD…歪み方向
V1…出力電位
V2…出力電位
VDD…電源電圧
t1…第1部分の厚さ
t2…第2部分の厚さ
1... Strain sensor 10... Package substrate 10a... Board mounting surface 10b... Pad surface 11... Electrode terminal 16... Pad portion 20... Base substrate 20a... Sensor mounting surface 25... Electrical wiring section 26... Seal 30... Sensor substrate 30a... Surface 31 ...Displacement portion 35...Piezoresistance element 35G...Element group 35G1...First element group 35G2...Second element group 35G3...Third element group 35G4...Fourth element group 40...Mold resin 40a...Surface 50...Circuit board 61...No. 1 bonding wire 62...Second bonding wire 80...Adhesive layer 80a...First portion 80b...Second portion 100...Strain element F...Flexible substrate GND...Ground potential SD...Distortion direction V1...Output potential V2...Output potential VDD ...Power supply voltage t1...Thickness of the first part t2...Thickness of the second part

Claims (7)

起歪体の歪みを検知する歪みセンサであって、
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板の上に配置され、電気配線部を有するベース基板と、
前記ベース基板の上に配置され、複数のピエゾ抵抗素子を有するセンサ基板と、
前記パッケージ基板上の前記ベース基板および前記センサ基板を覆うモールド樹脂と、
を備え、
前記センサ基板の表面が前記モールド樹脂の表面よりも突出し、前記モールド樹脂の表面および前記センサ基板の表面が前記起歪体との取り付け面となる、ことを特徴とする歪みセンサ。
A strain sensor that detects strain in a flexure element,
a package board;
a base substrate disposed on the package substrate and having an electrical wiring section;
a sensor substrate disposed on the base substrate and having a plurality of piezoresistive elements;
a mold resin that covers the base substrate and the sensor substrate on the package substrate;
Equipped with
A strain sensor characterized in that a surface of the sensor substrate protrudes beyond a surface of the molded resin, and the surface of the molded resin and the surface of the sensor substrate serve as attachment surfaces for the strain body.
前記センサ基板は前記モールド樹脂と別体に設けられた、請求項1記載の歪みセンサ。 The strain sensor according to claim 1, wherein the sensor substrate is provided separately from the molded resin. 前記センサ基板のヤング率は、前記モールド樹脂のヤング率よりも高い、請求項1または請求項2に記載の歪みセンサ。 The strain sensor according to claim 1 or 2, wherein the Young's modulus of the sensor substrate is higher than the Young's modulus of the mold resin. 前記センサ基板の長手方向は、前記起歪体の歪み方向と略平行である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の歪みセンサ。 The strain sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the longitudinal direction of the sensor substrate is substantially parallel to the strain direction of the flexure element. 前記モールド樹脂の表面と前記起歪体との間に接着剤層が設けられた、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の歪みセンサ。 The strain sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein an adhesive layer is provided between the surface of the molded resin and the strain body. 前記モールド樹脂の表面と前記起歪体との間、および前記センサ基板の表面と前記起歪体との間に接着剤層が設けられ、
前記センサ基板の表面から前記起歪体までの前記接着剤層の厚さは、前記モールド樹脂の表面から前記起歪体までの前記接着剤層の厚さよりも薄い、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の歪みセンサ。
An adhesive layer is provided between the surface of the mold resin and the flexure element, and between the surface of the sensor substrate and the flexure element,
The thickness of the adhesive layer from the surface of the sensor substrate to the flexure element is thinner than the thickness of the adhesive layer from the surface of the mold resin to the flexure element. The strain sensor according to any one of the above.
前記パッケージ基板と前記ベース基板との間に、前記センサ基板から出力された信号を処理する信号処理回路を有する回路基板が設けられた、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の歪みセンサ。 7. The circuit board according to claim 1, further comprising a circuit board having a signal processing circuit for processing a signal output from the sensor board, provided between the package board and the base board. Strain sensor.
JP2020211702A 2020-12-21 2020-12-21 strain sensor Pending JP2024012731A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020211702A JP2024012731A (en) 2020-12-21 2020-12-21 strain sensor
PCT/JP2021/040717 WO2022137828A1 (en) 2020-12-21 2021-11-05 Strain sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020211702A JP2024012731A (en) 2020-12-21 2020-12-21 strain sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024012731A true JP2024012731A (en) 2024-01-31

Family

ID=82157559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020211702A Pending JP2024012731A (en) 2020-12-21 2020-12-21 strain sensor

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024012731A (en)
WO (1) WO2022137828A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5406487B2 (en) * 2008-09-17 2014-02-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
JP5357100B2 (en) * 2010-04-09 2013-12-04 アルプス電気株式会社 Force sensor package and manufacturing method thereof
US20170057810A1 (en) * 2015-09-01 2017-03-02 Apple Inc. Strain Reduction and Sensing on Package Substrates
US10910500B2 (en) * 2018-02-13 2021-02-02 Stmicroelectronics S.R.L. Load sensing devices, packages, and systems

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022137828A1 (en) 2022-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120133042A1 (en) Mounting structure of chip and module using the same
JP2008039760A (en) Pressure sensor
WO2013175636A1 (en) Mechanical-quantity measuring device
JP5990933B2 (en) Manufacturing method of pressure sensor package
US8446159B2 (en) Current sensor using leadframe as sensing element
US8516892B2 (en) Pressure sensor module and electronic component
KR20170102802A (en) Pressure sensor chip and pressure sensor
US20030169057A1 (en) Capacitive sensor
KR20040097929A (en) Acceleration sensor device
JP2024012731A (en) strain sensor
EP3575262B1 (en) Reducing crosstalk in a mixed-signal multi-chip mems device package
EP3992653A1 (en) Current sensing system
JP6528602B2 (en) Pressure pulse wave sensor and biological information measuring device
JP3596199B2 (en) Semiconductor type pressure sensor
US20240116750A1 (en) Mems module
JP6524858B2 (en) Pulse wave measuring device
JP2006300905A (en) Acceleration sensor and method of manufacturing same
JP2008082903A (en) Sensor module
JPH0992846A (en) Integrated pressure sensor
KR102036536B1 (en) Semiconductor pressure sensor that forms two independent full-wheatstone bridges with four resistors
JP6805962B2 (en) Magnetic sensor
JP4393322B2 (en) Semiconductor pressure sensor
JP4393323B2 (en) Semiconductor pressure sensor
JP3449417B2 (en) Pressure detector
JP3284251B2 (en) Capacitive force sensor