JP3562294B2 - Sensor - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力センサ、加速度センサ、速度センサ、衝撃センサ、その他、これに類するセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のセンサのうち、例えば半導体圧力センサと称される圧力センサについて図21ないし図23を参照して説明する。図21はその圧力センサのキャップを取り外した状態の外観斜視図、図22はその側面断面図、図23はキャップを取り外した状態での平面図である。これらの図を参照して、プラスチック製のパッケージ100は、平面矩形形状の底部102とその4周縁それぞれから立ち上がる側部104とで上部が開口した底浅の箱型に形成され、かつ、その底部102外面の中央に圧力導入孔106付きの圧力導入部108を一体に有するとともに、その底部102内面上中央にセンサチップ110が実装され、前記各側部104上にキャップ112が被されている。そして、このパッケシージ100内の底部102に一端側が固定された複数のリードフレーム114が対向する両側部104を介してパッケシージ100外にその他端側を突出配備されている。
【0003】
こうした圧力センサは図示していない圧力検出処理回路が搭載された基板の配線パターン上に前記リードフレーム114他端側が半田付け固定される。
【0004】
センサチップ110は、圧力導入孔106に導入されるガスとか流体から受ける圧力を検出し、その検出信号をそのチップ110上の電極パッド116に出力するとともに、その電極パッド116に一端側が固定されたワイヤー118、このワイヤ118の他端側が接続されたリードフレーム114、およびこのリードフレーム114他端側が半田付けされる基板上の配線パターンを介して前記回路に入力され、その圧力検出処理が行われる。
【0005】
なお、上記圧力センサはそのリードフレーム114他端が外向きに折り曲げられているが、図24および図25で示すようにリードフレーム114他端を内向きに折り曲げた構造の圧力センサもある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
いずれの半導体圧力センサにあってもセンサチップの数倍以上の大型形状となっている。これは、上記構造の場合では、
(1)リードフレームを用いていること、
(2)センサチップとリードフレームとが別々の位置に離れて実装されるているために、まず、ワイヤを介してセンサチップとリードフレームとを接続するために、リードフレームには広い面積のワイヤボンディング用パッドが必要となること、
(3)ワイヤボンディングのためのキャピラリーチューブがパッケシージ内にボンディング作業のためのスペースが必要となるのでパッケシージサイズを大きくする必要があること、
(4)パッケシージそのものの肉厚分があること、
(5)リードフレームを基板に半田付け実装するためにリードフレーム他端側をパッケージ外に突出させる必要があること、
などによる。
【0007】
従来のこの種の圧力センサの形状サイズについて具体的な数値例を挙げると、パッケージ寸法が11.9mm(横)×13.7mm(縦)、センサチップ寸法が2.5mm(横)×2.5mm(縦)、パッケージ横方向における両側リードフレーム他端側間距離が22.0mmであり、この圧力センサの平面の実装面積は22.0mm(横)×13.7mm(縦)=301.4mmとなっている。
【0008】
したがって、本発明においては、上述した圧力センサのようなセンサにおける上記小型化を阻害する原因を除去することで、従来よりも大幅に小型化が可能とすることを解決しようとする課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のセンサにおいては、物理量の印加に応答して電気特性が変化するとともに、この電気特性の変化の取り出し可能なセンサチップを具備しており、前記センサチップは、物理量の印加に対応した前記電気特性の変化を取り出すための電極パッドを有し、かつ、前記電極パッドは、当該センサが基板上に搭載された状態で該基板上の対応する電極に接続可能に設けられている構成として上述の課題を解決している。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明はその実施の形態を圧力センサに適用して説明するが、これに限定されるものではなく、他の形態のセンサ、例えば、加速度センサ、速度センサ、衝撃センサ、その他のセンサにも同様に適用できるものである。
【0011】
(実施の形態1)
図1ないし図6を参照して本実施の形態1の圧力センサについて説明する。図1は圧力センサの正面から見た断面図であり、図2は図1で示される圧力センサの正面から見た分解図であり、図3は図1で示される圧力センサを正面斜め上方の位置から見た分解斜視図であり、図4は図1で示される圧力センサを正面斜め下方の位置から見た分解斜視図である。なお図5および図6については図1ないし図4を参照して説明する途中で説明する。また、本実施の形態1で説明する上側、下側などの位置関係は相対的なものであり、あくまで図面を参照して理解を容易にするうえでの単なる関係にすぎない。
【0012】
これらの図を参照して、本実施の形態1の圧力センサ1は、基本的には、センサチップ2と、このセンサチップ2の上側に位置するキャップ4と、このセンサチップ2の下側に位置してセンサチップ2を搭載するためのインターポーザー基板6とで構成されている。なお、本実施の形態1における基板はインターポーザー基板6のみならず後述するマザー基板8も含むものであり、センサチップ2を搭載する基板をマザー基板8とすると、インターポーザー基板6はその中間の基板と考えてもよい。インターポーザー基板6は、周知されるようにチップの下面に接着させるための基板であり、その基板の下面に半田や半田ボールなどを付着して、マザー基板に他の表面実装部品と同様に搭載できるようにするための基板である。
【0013】
以下、この圧力センサ1を構成する各部について詳しく説明する。
【0014】
センサチップ2は、シリコンなどの半導体材料からなり圧力印加で変位可能に形成された可動電極10と、ガラスなどからなり前記可動電極10と相対向配置された固定電極12とからなる。可動電極10は、圧力印加に応じて変位する薄肉でかつ平坦な感圧部分14と、その感圧部分14の変位を許容するようにその周縁を支持する厚肉の周縁部分16とで構成されている。
【0015】
センサチップ2は、可動電極10の感圧部分14が圧力で固定電極12との相対距離を変位させられることで電気特性の変化として両電極10,12間の電気容量(この容量は感圧部分14と固定電極12との互いの対向面と、その対向面の間隔と、その対向間の誘電率とで決まる)が変化し、これによって圧力に対応した電気信号を出力するようになっている。
【0016】
可動電極10の図で右側の周縁部分16は固定電極6の右側端部よりも図で右側に延長され、その延長部分18の下面に所定間隔隔てて対向する一対の電極パッド20a,20b(一方の電極パッドは可動電極に、他方の電極パッドは固定電極にそれぞれ接続される。)が形成されている。
【0017】
また可動電極10の周縁部分16の右側延長部分18と固定電極6の右側端面とで固定電極6の厚さに相当する段差22が形成されている。
【0018】
キャップ4は、内側に樹脂製であって可動電極10と同じ平面積のキャップ面24を有し、そのキャップ面24の周縁部分に下方に延びる係止爪26を有している。キャップ4を可動電極10上面に被せるときにその係止爪26でキャップ4は可動電極10に係止可能とされる。なお、この係止爪26によってキャップ4の位置合わせを容易にでき、かつ、内部の気密性向上にも好ましい。
【0019】
キャップ4は前記係止状態で可動電極10との接触箇所においてシリコン接着剤または樹脂製接着剤で接着されて可動電極10はキャップ4によって気密保持可能とされる。キャップ4はまた、その上面中央から垂直上方に延びる圧力導入部28を有している。したがって、このキャップ4を可動電極10に被せて取り付け、その圧力導入部28から可動電極10の感圧部分14に導入されたガスなどによる圧力がかかると、その感圧部分14がそれに応じて固定電極12に対して変位できるようになっている。
【0020】
なお、可動電極10と固定電極12との互いの対応面には導電性材料による薄膜が形成されて両電極10,12間の電気容量取り出しの電極(図示省略)が構成されている。
【0021】
インターポーザー基板6は、その上面が固定電極12の形状に対応して部分的に削除されることで固定電極12の載置が可能な平坦部分30と、この平坦部分30の右側で前記段差22の高さに対応して立ち上がっている立設部分32とで構成されている。なお、この削除構成によって、電極部分がチップの最上面または最下面に無いという圧力センサ特有の問題を克服可能となる。
【0022】
インターポーザー基板6の平坦部分30の裏面には、延長部分18の下面にある電極パッド20a,20bと同方向に所定距離を隔てて一対の電極パターン34a,34bが形成されている。インターポーザー基板6の立設部分32にはその上面に同じく延長部分18の下面にある電極パッド20a,20bと同方向に一対の電極パッド36a,36bが形成されているとともに、それぞれ内周に導電部分が形成された一対のスルーホール38a,38bが各電極パッド36a,36bのところを貫通し、また平坦部分30下面の電極パターン34a,34bのところを貫通するようにして形成されている。
【0023】
これによって、立設部分32上面の各電極パッド36a,36bそれぞれと、平坦部分30下面の電極パターン34a,34bそれぞれとはこのスルーホール38a,38bを介して電気的に接続されることになる。このスルーホール構成によって、安価なコストでの前記接続が可能となる。
【0024】
インターポーザー基板6の平坦部分30上面ならびに立設部分32側面それぞれとセンサチップ2の固定電極12下面ならび側面それぞれとの接着には、樹脂製、シリコン製接着剤、導電性接着剤、異方導電性接着剤、異方導電性フィルム、その他の接着剤、接着フィルムが用いられる。
【0025】
この場合、導電性または異方導電性の接着剤は、センサチップ2の可動電極10下面の電極パッド20a,20bから可動電極10と固定電極12との対向距離に対応した容量の取り出しに影響しないようにする場合に使用されるようになっている。
【0026】
センサチップ2の可動電極10の電極パッド20a,20bそれぞれと、インターポーザー基板6の立設部分32の電極パッド36a,36bそれぞれとの接続は、導電性または異方導電性の接着剤、あるいは異方導電性フィルムが用いられる。異方導電性接着剤または異方導電性フィルムは、圧力が加わったところだけが導電性に変化するので、センサチップ2の可動電極10の電極パッド20a,20bを厚くするか、その電極パッド20a,20bの搭載箇所を突起形状にするか、インターポーザー基板6の立設部分32の上面の電極パッド36a,36bを厚くするか、その立設部分32上面の電極パッド36a,36b搭載箇所を突起形状とするかによって、異方導電性接着剤または異方導電性フィルムに圧力がかかるようにする。
【0027】
インターポーザー基板6の平坦部分30下面の一対の電極パターン34a,34bそれぞれは、当該圧力センサ1が搭載されるマザー基板8との電気的接続をするためと、圧力センサ1そのものをマザー基板8に固定する作用を有する。
【0028】
上述した構成の本実施の形態1の圧力センサ1は、マザー基板8上に実装される。このマザー基板8上には導電材料例えば銅からなる一対の基板パターン40a,40bが形成されており、圧力センサはその実装状態では、インターポーザー基板8下面の電極パターン34a,34bがその基板パターン40a,40b上に半田付けされることで、マザー基板8に実装固定される。
【0029】
この場合、圧力センサ1をマザー基板8に安定して固定するために例えば図5で示すように基板パターン40a,40bをマザー基板8の両側端部に形成するか、あるいは、図6で示すようにマザー基板8の全面に形成すると好ましい。
【0030】
また、圧力センサ1とマザー基板8との接続は、インターポーザー基板6の平坦部分30下面の電極パターン34a,34bとマザー基板8上面の基板パターン40a,40bとを半田付けすることで行われる。
【0031】
なお、本実施の形態1の圧力センサ1の実装面積について説明すると、キャップ4寸法は2.7mm(横)×2.7mm(縦)、固定電極12寸法は2.5mm(横)×2.5mm(縦)となり、したがって、平面方向の実装面積は2.7mm(横)×2.7mm(縦)=7.29mmとなる。これは、従来の圧力センサの301.4mmと比較して、約40分の1の実装面積となり、非常に小型化されたものとなる。
【0032】
以上のようにして本実施の形態1によれば、センサチップ2を、圧力印加で変位可能に形成された可動電極10と、この可動電極10と相対向配置された固定電極12とで構成し、かつこのセンサチップ2をインターポーザー基板6を介してマザー基板8上に搭載し、その可動電極10と固定電極12それぞれをインターポーザー基板6を介してマザー基板8上の各電極それぞれに直接個別接続したので、従来のようなパッケージと、リードフレームとが不要となり、したがって、センサチップとリードフレームとをワイヤボンディングする必要がなくなり、そのためキャピラリーチューブなどのボンディング作業用スペースも不要となるなど、これまで圧力センサの小型化を阻害していた要因のすべてが解消され、その小型化を大幅に図ることができるものとなった。
【0033】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2について図7ないし図10を参照して説明する。本実施の形態2は、上述した実施の形態1のように通常の基板に表面実装する例とは異なり基板に加工を施して実装するものである。
【0034】
本実施の形態2の圧力センサ1bにおいては、マザー基板8がセンサチップ2の固定電極12よりも厚さが厚い。そして、このマザー基板8をセンサチップ2の固定電極12の部分よりも少し広い面積で座繰って凹部42を形成するとともに、その凹部42周辺のマザー基板8上面に一対の電極パターン40a,40bを形成する。そして、この凹部42にセンサチップ2の固定電極12を接着剤44で接着固定するとともに、センサチップ2の可動電極10の延長部分18下面の電極パッド20a,20bをマザー基板8上面の電極パターン40a,40bに導電性接着剤、異方導電性接着剤、異方導電性フィルムなどの接着剤で接着固定する。
【0035】
以上のようにして本実施の形態2においても、実施の形態1と同様にして、従来のようなパッケージと、リードフレームとが不要となり、したがって、センサチップとリードフレームとをワイヤボンディングする必要がなくなり、そのためキャピラリーチューブなどのボンディング作業用スペースも不要となるなど、これまで圧力センサの小型化を阻害していた要因のすべてが解消され、その小型化を大幅に図ることができるものとなった。
【0036】
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3について図11を参照して説明する。本実施の形態3は、上述した実施の形態1のように通常の基板に表面実装する例とは異なり基板に加工を施して実装するものである。
【0037】
本実施の形態3の圧力センサ1bにおいては、マザー基板8はセンサチップ2の固定電極12よりも厚さが薄い。マザー基板8にはセンサチップ2の固定電極12よりも少し広い面積で貫通穴46が形成されている。マザー基板8の貫通穴46周辺の下面に支持基板48を接着剤50で固定する。そして、センサチップ2の固定電極12の下面を支持基板48上面に固定する。
【0038】
その他の構成は、上述の実施の形態2と同様である。
【0039】
以上のようにして本実施の形態3においても、実施の形態1と同様にして、従来のようなパッケージと、リードフレームとが不要となり、したがって、センサチップとリードフレームとをワイヤボンディングする必要がなくなり、そのためキャピラリーチューブなどのボンディング作業用スペースも不要となるなど、これまで圧力センサの小型化を阻害していた要因のすべてが解消され、その小型化を大幅に図ることができるものとなった。
【0040】
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4について図12ないし図15を参照して説明する。本実施の形態4は、上述した実施の形態1のように通常の基板に表面実装する例とは異なり基板に加工を施して実装するものである。
【0041】
本実施の形態4の圧力センサ1cにおいては、マザー基板8にセンサチップ2の固定電極12より少し広い面積の貫通穴46が形成されている。
【0042】
圧力センサ1cのキャップ4は、固定電極12をマザー基板8の貫通穴46に挿通させたとき、キャップ4端がマザー基板8上に係止される係止部分52を有し、この係止部分52の下面54をマザー基板8に樹脂製またはシリコン製の接着剤で接着することで圧力センサ1cはマザー基板8上に接着固定される。
【0043】
その他の構成は、上述の実施の形態2と同様である。
【0044】
上述した構成は、キャップ4に導入される圧力でストレスが加わってもセンサチップ2にそのストレスがかかることが軽減されるので信頼性が高くなる。
【0045】
なお、本実施の形態4の圧力センサの実装面積について説明すると、キャップ4寸法は2.9mm(横)×2.9mm(縦)、固定電極12寸法は2.5mm(横)×2.5mm(縦)となり、実装面積は2.9mm(横)×2.9mm(縦)=8.4mmとなる。これは、従来の圧力センサの301.4mmと比較して、約36分の1の実装面積となり、非常に小型化されたものとなる。
【0046】
以上のようにして、本実施の形態4においても、実施の形態1と同様にして、従来のようなパッケージと、リードフレームとが不要となり、したがって、センサチップとリードフレームとをワイヤボンディングする必要がなくなり、そのためキャピラリーチューブなどのボンディング作業用スペースも不要となるなど、これまで圧力センサの小型化を阻害していた要因のすべてが解消され、その小型化を大幅に図ることができるものとなった。
【0047】
(その他の実施の形態)
なお、上述した各実施の形態1ないし4ではキャップ4の圧力導入部38は、キャップ4の上面から垂直上方に延びているが、図16で示すように、その上面に沿うようにして圧力導入部38を設けて、より一層の小型化を図れるようにしても構わない。
【0048】
なお、上述した各実施の形態においては、可動電極10の延長部分18は単に図で水平方向に固定電極12よりも右方に延長されているだけであるが、図17で示すようにさらに、下方に延ばし、この下方延長端面に前記電極パッド20a,20bを形成し、かつ、この下方延長端をマザー基板8上の電極パターン40a,40bに接続するようにすれば、インターポーザー基板6を設けたり、マザー基板8に凹部とか貫通穴を形成する必要はなくなるので、製作が簡単になりコストの低減に寄与することができる。
【0049】
なお、上述した各実施の形態においては、可動電極10の延長部分18は水平方向に固定電極12よりも右方に延長され、この延長部分18に形成の電極パッド20a,20bをマザー基板8の電極パターン40a,40bに接続するために、インターポーザー基板6を設けたり、マザー基板8に凹部とか貫通穴を形成しているが、図18で示すようにマザー基板8上に突起58を形成し、この突起56に前記電極パターン40a,40bを形成しておき、可動電極10の延長部分18下面の電極パッド20a,20bをこの突起58の電極パターン40a,40bに接続するようにすれば、インターポーザー基板6を設けたり、マザー基板8に凹部とか貫通穴を形成する必要はなくなるので、製作が簡単になりコストの低減に寄与することができる。
【0050】
なお、上述した各実施の形態においては、可動電極10の延長部分18は水平方向に固定電極12よりも右方に延長され、この延長部分18に形成の電極パッド20a,20bを形成していたが、図19で示すように、固定電極12にその電極パッド20a,20bを形成しても構わない。こうすれば、可動電極10をその延長部分18の分だけ水平方向に短縮できるので、小型化に寄与することができる。
【0051】
なお、上述した各実施の形態においては、圧力の検知を可動電極10と固定電極12との両電極間の電気容量の変化で検出していたが、図20で示すようにセンサチップの固定電極を省略し、可動電極10をマザー基板8上に固定し、可動電極10の感圧部分14にピエゾ抵抗素子60を設けて構成しても構わない。この場合のセンサチップの作用は、印加圧力に応じて可動電極10の感圧部分14を圧力に応じて変形する変形部としてこれが変形すると、この感圧部分14の変形で歪むことで、電気特性が変化する素子例えば電気抵抗が変化するピエゾ抵抗素子60においてその抵抗値がその圧力変化に対応したもの、つまり電気特性の変化を示すことにより、圧力センサを構成することができる。なお、図面上では理解のためその素子60は感圧部分14に取り付けられているように示されているが、感圧部分そのものに半導体拡散抵抗のようにn形シリコン半導体結晶上の特定の位置にボロンを拡散浸透させてホイーストーンブリッジ形式のp形抵抗線ストレンゲージで構成しても構わない。またこの素子の他に圧電素子などの変形することでその電気特性が変化するものであれば、いずれを用いても構わない。
【0052】
なお、こうした素子あるいは感圧部分構成の可動電極を用いた場合においても、その可動電極10の周縁部分16下面に上述した各実施の形態の電極パッド20a,20bと同様の電極パッドを形成し、これをマザー基板8の電極パターン40a,40bに直接接続するようにすると、上述の実施の形態と同様の実施が可能となる。
【0053】
なお、上述した実施の形態においては、圧力センサであるために、加えられる物理量は圧力であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、そのセンサの形態に対応した物理量で構わない。
【0054】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば次の効果を得られる。
【0056】
本発明第のセンサによれば、センサチップと、インターポーザー基板とを有しており、前記センサチップは、固定電極と、この固定電極上に相対向して配置されて物理量の印加で変位可能でかつ前記固定電極より側方に延びた延長部分に電極パッドを有する可動電極とを備え、前記インターポーザー基板は、前記固定電極が載置される平坦面と、前記可動電極の延長部分に向けて立ち上げられた立設部分とを有するとともに、その立設部分には前記可動電極の延長部分の前記電極パッドをマザー基板上の各電極それぞれに個別接続するためのスルーホールを有しているので、本発明第1のセンサにおいては、リードフレームを用いないので、従来のようにリードフレームを基板に半田付け実装するためにリードフレーム他端側をパッケージ外に突出させる必要がない。したがって、本発明第1のセンサにおいては、従来の小型化を阻害していた原因のすべてが除去されることで従来よりも大幅に小型化することが可能となった。
【0057】
なお、前記マザー基板が、前記固定電極の全体または一部の収納が可能な有底溝を有し、前記センサチップは、前記固定電極が前記有底溝に収納された状態で、前記延長部分上の各電極パッドが該基板上の対応する各電極に接続されている構成とした場合では、その有底溝の深さ分、センサの高さ方向の小型化をより図れる。
【0058】
なお、前記マザー基板が、前記固定電極の貫通が可能な貫通穴を有しこのマザー基板には、前記貫通穴に臨むようにして支持基板が設けられており、前記センサチップは、前記固定電極が前記貫通穴内の支持基板上で支持された状態で前記延長部分上の各電極パッドが該マザー基板上の対応する各電極に接続されている構成とした場合では、マザー基板の厚さ分、センサの高さ方向の小型化をより図れる。
【0059】
前記センサチップが、前記キャップで前記基板上に固定された状態で前記延長部分上の各電極パッドが該基板上の対応する各電極に接続されている構成とした場合では、当該センサの基板に対する取り付けが簡単化する。
【0060】
なお、前記固定電極が、前記基板上の各電極それぞれに個別接続されるように前記各電極パッドを備えている構成とした場合では、可動電極側で電極パッドを設ける場合と同様に上述した作用効果を得られるうえ、固定電極が可動電極よりもマザー基板に近いため、それだけ、可動電極の構成の簡単化、基板への接続が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る圧力センサの側面断面図
【図2】図1の圧力センサの分解図
【図3】図1の圧力センサの斜め上方位置から見た分解図
【図4】図1の圧力センサの斜め下方位置から見た分解図
【図5】図1のインターポーザー基板の変形例を示すその下面図
【図6】図1のインターポーザー基板の他の変形例を示すその下面図
【図7】本発明の実施の形態2に係る圧力センサの側面断面図
【図8】図7の圧力センサの分解図
【図9】図7の圧力センサの斜め上方位置から見た分解図
【図10】図7の圧力センサの斜め下方位置から見た分解図
【図11】本発明の実施の形態3に係る圧力センサの側面断面図
【図12】本発明の実施の形態4に係る圧力センサの側面断面図
【図13】図12の圧力センサの分解図
【図14】図12の圧力センサの斜め上方位置から見た分解図
【図15】図12の圧力センサの斜め下方位置から見た分解図
【図16】キャップの変形例を示す斜視図
【図17】本発明の他の実施の形態に係る圧力センサの要部側面断面図
【図18】本発明のさらに他の実施の形態に係る圧力センサの要部側面断面図
【図19】本発明のさらに他の実施の形態に係る圧力センサの要部側面断面図
【図20】本発明のさらに他の実施の形態に係る圧力センサの要部側面断面図
【図21】従来の圧力センサのキャップを取り外した状態での外観斜視図
【図22】図21の圧力センサの側面断面図(キャップを取り付けた状態での図23のA−A線に沿う側面断面図)
【図23】図21の圧力センサのキャップを外した平面図
【図24】他の従来の圧力センサの側面断面図(キャップを取り付けた状態での図25のB−B線に沿う側面断面図)
【図25】図24の圧力センサのキャップを外した平面図
【符号の説明】
1 圧力センサ
2 センサチップ
4 キャップ
6 インターポーザー基板
8 マザー基板
10 センサチップの可動電極
12 センサチップの固定電極
14 可動電極の感圧部分
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure sensor, an acceleration sensor, a speed sensor, an impact sensor, and other similar sensors.
[0002]
[Prior art]
Among conventional sensors, for example, a pressure sensor called a semiconductor pressure sensor will be described with reference to FIGS. 21 is an external perspective view of the pressure sensor with the cap removed, FIG. 22 is a side sectional view of the pressure sensor, and FIG. 23 is a plan view of the pressure sensor with the cap removed. Referring to these figures, a plastic package 100 is formed in a shallow box shape having an open top with a bottom portion 102 having a flat rectangular shape and a side portion 104 rising from each of its four peripheral edges. A pressure-introducing portion 108 having a pressure-introducing hole 106 is integrally provided at the center of the outer surface 102, a sensor chip 110 is mounted at the center on the inner surface of the bottom 102, and a cap 112 is covered on each of the side portions 104. A plurality of lead frames 114, one ends of which are fixed to the bottom 102 in the package 100, are provided outside the package 100 via the opposite side portions 104 at opposite ends thereof.
[0003]
In such a pressure sensor, the other end of the lead frame 114 is soldered and fixed on a wiring pattern of a substrate on which a pressure detection processing circuit (not shown) is mounted.
[0004]
The sensor chip 110 detects a pressure received from a gas or a fluid introduced into the pressure introducing hole 106, outputs a detection signal to the electrode pad 116 on the chip 110, and has one end fixed to the electrode pad 116. The wire 118, the lead frame 114 to which the other end of the wire 118 is connected, and a wiring pattern on the substrate to which the other end of the lead frame 114 is soldered are input to the circuit, and the pressure detection processing is performed. .
[0005]
The pressure sensor has the other end of the lead frame 114 bent outward, but there is also a pressure sensor having a structure in which the other end of the lead frame 114 is bent inward as shown in FIGS.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Each semiconductor pressure sensor has a large shape several times or more than the sensor chip. This is, in the case of the above structure,
(1) that a lead frame is used;
(2) Since the sensor chip and the lead frame are separately mounted at different positions, first, a large-area wire is connected to the lead frame in order to connect the sensor chip and the lead frame via a wire. The need for bonding pads,
(3) Since the capillary tube for wire bonding requires a space for the bonding operation in the package, it is necessary to increase the package size.
(4) The package has the thickness of the package itself,
(5) The other end of the lead frame needs to protrude out of the package in order to solder and mount the lead frame on the board;
Etc.
[0007]
As a specific numerical example of the shape and size of this type of conventional pressure sensor, the package size is 11.9 mm (width) × 13.7 mm (length), and the sensor chip size is 2.5 mm (width) × 2. 5 mm (vertical), the distance between the other ends of both the lead frames in the lateral direction of the package is 22.0 mm, and the mounting area of the pressure sensor in a plane is 22.0 mm (horizontal) × 13.7 mm (vertical) = 301.4 mm. 2 It has become.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to solve the problem that the size of a sensor, such as the above-described pressure sensor, which hinders the size reduction can be significantly reduced compared to the related art.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the sensor according to the present invention, the electrical characteristics change in response to the application of the physical quantity, and the sensor chip includes a sensor chip capable of extracting the change in the electrical properties. It has an electrode pad for extracting a change in electrical characteristics, and the electrode pad is provided so as to be connectable to a corresponding electrode on the substrate while the sensor is mounted on the substrate. Has solved the problem.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention will be described by applying the embodiment to a pressure sensor. However, the present invention is not limited to this. For other types of sensors, for example, an acceleration sensor, a speed sensor, an impact sensor, and other sensors. Can be similarly applied.
[0011]
(Embodiment 1)
The pressure sensor according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is a sectional view of the pressure sensor as viewed from the front, FIG. 2 is an exploded view of the pressure sensor shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view of the pressure sensor shown in FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view of the pressure sensor shown in FIG. 1 as viewed from a position obliquely downward from the front. 5 and 6 will be described in the middle of the description with reference to FIGS. Further, the positional relations such as the upper side and the lower side described in the first embodiment are relative, and are merely mere relations for facilitating understanding with reference to the drawings.
[0012]
With reference to these drawings, a pressure sensor 1 according to the first embodiment basically includes a sensor chip 2, a cap 4 positioned above the sensor chip 2, and a cap 4 positioned below the sensor chip 2. And an interposer substrate 6 on which the sensor chip 2 is mounted. Note that the substrate in the first embodiment includes not only the interposer substrate 6 but also a mother substrate 8 described later. If the substrate on which the sensor chip 2 is mounted is the mother substrate 8, the interposer substrate 6 is located at an intermediate position. It may be considered a substrate. As is well known, the interposer substrate 6 is a substrate for bonding to the lower surface of the chip, and solder or solder balls are attached to the lower surface of the substrate and mounted on the mother substrate in the same manner as other surface mount components. It is a substrate for making it possible.
[0013]
Hereinafter, each component of the pressure sensor 1 will be described in detail.
[0014]
The sensor chip 2 includes a movable electrode 10 made of a semiconductor material such as silicon and formed so as to be displaceable by applying a pressure, and a fixed electrode 12 made of glass or the like and opposed to the movable electrode 10. The movable electrode 10 includes a thin and flat pressure-sensitive portion 14 that is displaced in response to pressure application, and a thick peripheral portion 16 that supports the periphery so as to allow displacement of the pressure-sensitive portion 14. ing.
[0015]
The sensor chip 2 is configured such that the pressure-sensitive portion 14 of the movable electrode 10 is displaced by a pressure to change the relative distance from the fixed electrode 12 so as to change the electric characteristics, and thus the electric capacity between the electrodes 10 and 12 (this capacity is the pressure-sensitive portion The opposing surfaces of the fixed electrode 12 and the fixed electrode 12, the distance between the opposing surfaces, and the permittivity between the opposing surfaces change), thereby outputting an electric signal corresponding to the pressure. .
[0016]
A peripheral portion 16 on the right side of the movable electrode 10 in the figure extends to the right side in the figure from the right end of the fixed electrode 6, and a pair of electrode pads 20 a and 20 b (one side) opposing a lower surface of the extended portion 18 at a predetermined interval. Are connected to the movable electrode, and the other electrode pad is connected to the fixed electrode.).
[0017]
In addition, a step 22 corresponding to the thickness of the fixed electrode 6 is formed between the right extension portion 18 of the peripheral portion 16 of the movable electrode 10 and the right end surface of the fixed electrode 6.
[0018]
The cap 4 has a cap surface 24 made of resin and having the same plane area as the movable electrode 10 on the inner side, and has a locking claw 26 extending downward at a peripheral portion of the cap surface 24. When the cap 4 is put on the upper surface of the movable electrode 10, the cap 4 can be locked to the movable electrode 10 by the locking claw 26. In addition, the positioning of the cap 4 can be easily performed by the locking claw 26, and it is also preferable to improve the airtightness of the inside.
[0019]
The cap 4 is bonded with a silicone adhesive or a resin adhesive at a position where the cap 4 is in contact with the movable electrode 10 in the locked state, so that the movable electrode 10 can be hermetically held by the cap 4. The cap 4 also has a pressure introducing portion 28 extending vertically upward from the center of the upper surface. Therefore, when the cap 4 is mounted over the movable electrode 10 and pressure is applied from the pressure introducing portion 28 to the pressure-sensitive portion 14 of the movable electrode 10 by the gas or the like, the pressure-sensitive portion 14 is fixed accordingly. It can be displaced with respect to the electrode 12.
[0020]
It should be noted that a thin film made of a conductive material is formed on the corresponding surfaces of the movable electrode 10 and the fixed electrode 12 to form an electrode (not shown) for extracting electric capacitance between the electrodes 10 and 12.
[0021]
The interposer substrate 6 has a flat portion 30 on which the fixed electrode 12 can be placed by partially removing the upper surface corresponding to the shape of the fixed electrode 12, and the step 22 on the right side of the flat portion 30. And a standing portion 32 standing up corresponding to the height. In addition, this deletion configuration can overcome the problem peculiar to the pressure sensor that the electrode portion is not on the uppermost surface or the lowermost surface of the chip.
[0022]
On the back surface of the flat portion 30 of the interposer substrate 6, a pair of electrode patterns 34a, 34b is formed at a predetermined distance in the same direction as the electrode pads 20a, 20b on the lower surface of the extension portion 18. A pair of electrode pads 36a, 36b is formed on the upright portion 32 of the interposer substrate 6 in the same direction as the electrode pads 20a, 20b also on the lower surface of the extension portion 18 on the upper surface thereof, and a conductive material is provided on the inner periphery of each. A pair of through holes 38a, 38b in which the portions are formed penetrate the electrode pads 36a, 36b, and penetrate the electrode patterns 34a, 34b on the lower surface of the flat portion 30.
[0023]
Thus, each of the electrode pads 36a and 36b on the upper surface of the standing portion 32 and each of the electrode patterns 34a and 34b on the lower surface of the flat portion 30 are electrically connected through the through holes 38a and 38b. With this through-hole configuration, the connection can be made at a low cost.
[0024]
The bonding between the upper surface of the flat portion 30 and the side surface of the standing portion 32 of the interposer substrate 6 and the lower surface and the side surface of the fixed electrode 12 of the sensor chip 2 is performed by using a resin, a silicone adhesive, a conductive adhesive, an anisotropic conductive material. An adhesive, an anisotropic conductive film, other adhesives, and an adhesive film are used.
[0025]
In this case, the conductive or anisotropic conductive adhesive does not affect the extraction of the capacitance corresponding to the distance between the movable electrode 10 and the fixed electrode 12 from the electrode pads 20a and 20b on the lower surface of the movable electrode 10 of the sensor chip 2. So that it can be used.
[0026]
The connection between each of the electrode pads 20a and 20b of the movable electrode 10 of the sensor chip 2 and each of the electrode pads 36a and 36b of the standing portion 32 of the interposer substrate 6 is made of a conductive or anisotropic conductive adhesive or a different material. One side conductive film is used. Since the anisotropic conductive adhesive or the anisotropic conductive film changes conductivity only when pressure is applied, the thickness of the electrode pads 20a and 20b of the movable electrode 10 of the sensor chip 2 is increased or the thickness of the electrode pads 20a is increased. , 20b are formed in a projection shape, the electrode pads 36a, 36b on the upper surface of the standing portion 32 of the interposer substrate 6 are made thicker, or the electrode pad 36a, 36b mounting position on the upper surface of the standing portion 32 is projected. Depending on the shape, pressure is applied to the anisotropic conductive adhesive or the anisotropic conductive film.
[0027]
Each of the pair of electrode patterns 34a and 34b on the lower surface of the flat portion 30 of the interposer substrate 6 is used to electrically connect to the mother substrate 8 on which the pressure sensor 1 is mounted, and to connect the pressure sensor 1 itself to the mother substrate 8. It has the effect of fixing.
[0028]
The pressure sensor 1 according to the first embodiment having the above-described configuration is mounted on a mother board 8. A pair of substrate patterns 40a and 40b made of a conductive material such as copper are formed on the mother substrate 8. When the pressure sensor is mounted, the electrode patterns 34a and 34b on the lower surface of the interposer substrate 8 are replaced with the substrate pattern 40a. , 40b are mounted and fixed to the motherboard 8 by soldering.
[0029]
In this case, in order to stably fix the pressure sensor 1 to the mother board 8, the board patterns 40a and 40b are formed on both side ends of the mother board 8 as shown in FIG. 5, for example, or as shown in FIG. Preferably, it is formed on the entire surface of the mother substrate 8.
[0030]
The connection between the pressure sensor 1 and the mother board 8 is performed by soldering the electrode patterns 34a, 34b on the lower surface of the flat portion 30 of the interposer board 6 and the board patterns 40a, 40b on the upper surface of the mother board 8.
[0031]
The mounting area of the pressure sensor 1 according to the first embodiment will be described. The dimensions of the cap 4 are 2.7 mm (horizontal) × 2.7 mm (vertical), and the dimensions of the fixed electrode 12 are 2.5 mm (horizontal) × 2. 5 mm (vertical), so the mounting area in the planar direction is 2.7 mm (horizontal) × 2.7 mm (vertical) = 7.29 mm 2 It becomes. This is 301.4 mm of the conventional pressure sensor. 2 The mounting area is about 1/40 of that of the above, and the size is very reduced.
[0032]
As described above, according to the first embodiment, the sensor chip 2 is configured by the movable electrode 10 formed so as to be displaceable by applying pressure and the fixed electrode 12 arranged opposite to the movable electrode 10. The sensor chip 2 is mounted on a mother substrate 8 via an interposer substrate 6, and the movable electrode 10 and the fixed electrode 12 are individually individually connected to the respective electrodes on the mother substrate 8 via the interposer substrate 6. The connection eliminates the need for a conventional package and lead frame, and thus eliminates the need for wire bonding between the sensor chip and the lead frame, and thus eliminates the need for space for bonding work such as a capillary tube. All of the factors that have hindered downsizing of the pressure sensor have been eliminated, and the downsizing of the pressure sensor has been greatly promoted. It has become what can bet.
[0033]
(Embodiment 2)
Second Embodiment A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment differs from the first embodiment in that the surface is mounted on a normal substrate, and is processed and mounted on the substrate.
[0034]
In the pressure sensor 1 b according to the second embodiment, the mother substrate 8 is thicker than the fixed electrodes 12 of the sensor chip 2. The mother substrate 8 is seated in a slightly larger area than the fixed electrode 12 of the sensor chip 2 to form the concave portion 42, and a pair of electrode patterns 40a and 40b are formed on the upper surface of the mother substrate 8 around the concave portion 42. Form. The fixed electrode 12 of the sensor chip 2 is bonded and fixed to the concave portion 42 with an adhesive 44, and the electrode pads 20 a and 20 b on the lower surface of the extended portion 18 of the movable electrode 10 of the sensor chip 2 are connected to the electrode pattern 40 a on the upper surface of the mother substrate 8. , 40b with an adhesive such as a conductive adhesive, an anisotropic conductive adhesive, or an anisotropic conductive film.
[0035]
As described above, in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the conventional package and the lead frame are not required, and therefore, it is necessary to wire-bond the sensor chip and the lead frame. All of the factors that hindered the miniaturization of the pressure sensor were eliminated, such as eliminating the need for space for bonding work such as a capillary tube.This has made it possible to significantly reduce the size of the pressure sensor. .
[0036]
(Embodiment 3)
Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment differs from the first embodiment in that the surface is mounted on a normal substrate, and the substrate is processed and mounted.
[0037]
In the pressure sensor 1 b according to the third embodiment, the thickness of the mother substrate 8 is smaller than that of the fixed electrode 12 of the sensor chip 2. A through hole 46 is formed in the mother substrate 8 in an area slightly larger than the fixed electrode 12 of the sensor chip 2. A support substrate 48 is fixed to the lower surface around the through hole 46 of the mother substrate 8 with an adhesive 50. Then, the lower surface of the fixed electrode 12 of the sensor chip 2 is fixed to the upper surface of the support substrate 48.
[0038]
Other configurations are the same as those of the second embodiment.
[0039]
As described above, also in the third embodiment, similarly to the first embodiment, the conventional package and the lead frame are not required, and therefore, it is necessary to wire-bond the sensor chip and the lead frame. All of the factors that hindered the miniaturization of the pressure sensor were eliminated, such as eliminating the need for space for bonding work such as a capillary tube.This has made it possible to significantly reduce the size of the pressure sensor. .
[0040]
(Embodiment 4)
Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. The fourth embodiment differs from the first embodiment in that the surface is mounted on a normal substrate, and is processed and mounted on the substrate.
[0041]
In the pressure sensor 1c according to the fourth embodiment, a through hole 46 having a slightly larger area than the fixed electrode 12 of the sensor chip 2 is formed in the mother substrate 8.
[0042]
The cap 4 of the pressure sensor 1 c has a locking portion 52 in which the end of the cap 4 is locked on the mother substrate 8 when the fixed electrode 12 is inserted into the through hole 46 of the mother substrate 8. The pressure sensor 1c is bonded and fixed on the mother substrate 8 by bonding the lower surface 54 of the 52 to the mother substrate 8 with an adhesive made of resin or silicon.
[0043]
Other configurations are the same as those of the second embodiment.
[0044]
In the above-described configuration, even if a stress is applied by the pressure introduced into the cap 4, the stress applied to the sensor chip 2 is reduced, so that the reliability is improved.
[0045]
The mounting area of the pressure sensor according to the fourth embodiment will be described. The dimensions of the cap 4 are 2.9 mm (horizontal) × 2.9 mm (vertical), and the dimensions of the fixed electrode 12 are 2.5 mm (horizontal) × 2.5 mm. (Vertical), and the mounting area is 2.9 mm (horizontal) x 2.9 mm (vertical) = 8.4 mm 2 It becomes. This is 301.4 mm of the conventional pressure sensor. 2 The mounting area is reduced to about 1/36 of that of, and the size is extremely reduced.
[0046]
As described above, in the fourth embodiment, similarly to the first embodiment, the conventional package and the lead frame are not required, and therefore, it is necessary to wire-bond the sensor chip and the lead frame. Eliminates all the factors that have hindered miniaturization of pressure sensors, such as eliminating the need for space for bonding work such as capillary tubes, and greatly reducing the size of the pressure sensor. Was.
[0047]
(Other embodiments)
In each of the first to fourth embodiments, the pressure introducing portion 38 of the cap 4 extends vertically upward from the upper surface of the cap 4, but as shown in FIG. 16, the pressure introducing portion 38 extends along the upper surface. The portion 38 may be provided to further reduce the size.
[0048]
In each of the above-described embodiments, the extending portion 18 of the movable electrode 10 is simply extended horizontally to the right of the fixed electrode 12 in the drawing, but as shown in FIG. The interposer substrate 6 is provided by extending downward, forming the electrode pads 20a, 20b on the lower extension end surfaces, and connecting the lower extension ends to the electrode patterns 40a, 40b on the mother substrate 8. In addition, since it is not necessary to form a concave portion or a through hole in the mother substrate 8, it is possible to simplify the manufacturing and contribute to a reduction in cost.
[0049]
In each of the above-described embodiments, the extension 18 of the movable electrode 10 extends horizontally to the right of the fixed electrode 12, and the electrode pads 20 a and 20 b formed on the extension 18 are connected to the mother substrate 8. In order to connect to the electrode patterns 40a and 40b, an interposer substrate 6 is provided, and a recess or a through hole is formed in the mother substrate 8, but a projection 58 is formed on the mother substrate 8 as shown in FIG. If the electrode patterns 40a, 40b are formed on the protrusions 56, and the electrode pads 20a, 20b on the lower surface of the extension portion 18 of the movable electrode 10 are connected to the electrode patterns 40a, 40b of the protrusions 58, There is no need to provide the poser substrate 6 or to form recesses or through-holes in the mother substrate 8, which simplifies manufacturing and contributes to cost reduction. It can be.
[0050]
In each of the above-described embodiments, the extension 18 of the movable electrode 10 extends horizontally to the right of the fixed electrode 12, and the extension 18 has the electrode pads 20 a and 20 b formed thereon. However, the electrode pads 20a and 20b may be formed on the fixed electrode 12 as shown in FIG. In this case, the movable electrode 10 can be shortened in the horizontal direction by the length of the extended portion 18, which can contribute to downsizing.
[0051]
In each of the above-described embodiments, the detection of the pressure is detected by the change in the electric capacitance between the movable electrode 10 and the fixed electrode 12, but as shown in FIG. May be omitted, the movable electrode 10 may be fixed on the mother substrate 8, and the piezoresistive element 60 may be provided on the pressure-sensitive portion 14 of the movable electrode 10. The operation of the sensor chip in this case is such that when the pressure-sensitive portion 14 of the movable electrode 10 is deformed as a deformable portion in response to the applied pressure, the sensor chip is distorted by the deformation of the pressure-sensitive portion 14, resulting in an electrical characteristic. For example, a piezoresistive element 60 whose electric resistance changes, such as a piezoresistive element whose resistance value corresponds to the pressure change, that is, a change in electric characteristics, can constitute a pressure sensor. In the drawings, the element 60 is shown as being attached to the pressure-sensitive portion 14 for understanding, but the pressure-sensitive portion itself has a specific position on the n-type silicon semiconductor crystal such as a semiconductor diffusion resistor. May be constituted by a p-type resistance wire strain gauge of the Wheatstone bridge type by diffusing and penetrating boron. In addition to this element, any piezoelectric element or the like may be used as long as its electrical characteristics change due to deformation.
[0052]
In the case where such a device or a movable electrode having a pressure-sensitive portion configuration is used, an electrode pad similar to the electrode pads 20a and 20b of the above-described embodiments is formed on the lower surface of the peripheral portion 16 of the movable electrode 10, and If this is directly connected to the electrode patterns 40a and 40b of the mother substrate 8, the same implementation as the above-described embodiment can be performed.
[0053]
In the above-described embodiment, the applied physical quantity is pressure because the pressure sensor is used. However, the present invention is not limited to this, and may be a physical quantity corresponding to the form of the sensor. .
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0056]
The present invention 1 According to the sensor of the above, a sensor chip and an interposer substrate are provided, and the sensor chip is disposed opposite to the fixed electrode, and is displaceable by applying a physical quantity, A movable electrode having an electrode pad on an extended portion extending laterally from the fixed electrode, wherein the interposer substrate rises toward a flat surface on which the fixed electrode is placed and an extended portion of the movable electrode. And a through hole for individually connecting the electrode pad of the extension of the movable electrode to each of the electrodes on the motherboard. Invention first sensor In Since the lead frame is not used, it is not necessary to project the other end of the lead frame out of the package in order to mount the lead frame on the board by soldering as in the related art. Therefore, in the first sensor of the present invention, it is possible to significantly reduce the size of the sensor according to the first embodiment of the present invention by removing all of the factors that hinder the conventional reduction in size.
[0057]
In addition, the mother substrate has a bottomed groove capable of accommodating the whole or a part of the fixed electrode, and the sensor chip is configured such that, when the fixed electrode is housed in the bottomed groove, the extension portion In the case where each of the upper electrode pads is connected to the corresponding electrode on the substrate, the size of the sensor in the height direction can be further reduced by the depth of the bottomed groove.
[0058]
The mother substrate has a through hole through which the fixed electrode can pass, and the mother substrate is provided with a support substrate so as to face the through hole. In a case where each electrode pad on the extension portion is connected to a corresponding electrode on the mother substrate while being supported on the support substrate in the through hole, the thickness of the sensor corresponds to the thickness of the mother substrate. The size in the height direction can be further reduced.
[0059]
In the case where the sensor chip is fixed on the substrate with the cap and each electrode pad on the extension portion is connected to a corresponding electrode on the substrate, the sensor chip is Installation is simplified.
[0060]
In the case where the fixed electrodes are provided with the respective electrode pads so as to be individually connected to the respective electrodes on the substrate, the same operation as in the case where the electrode pads are provided on the movable electrode side is performed. In addition to the effect, the fixed electrode is closer to the mother substrate than the movable electrode, so that the configuration of the movable electrode is simplified and the connection to the substrate is facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a pressure sensor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded view of the pressure sensor of FIG.
FIG. 3 is an exploded view of the pressure sensor of FIG. 1 as viewed from an obliquely upper position.
FIG. 4 is an exploded view of the pressure sensor of FIG. 1 as viewed from an obliquely lower position.
FIG. 5 is a bottom view showing a modification of the interposer substrate of FIG. 1;
FIG. 6 is a bottom view showing another modified example of the interposer substrate of FIG. 1;
FIG. 7 is a side sectional view of a pressure sensor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an exploded view of the pressure sensor of FIG. 7;
9 is an exploded view of the pressure sensor of FIG. 7 as viewed from an obliquely upper position.
FIG. 10 is an exploded view of the pressure sensor of FIG. 7 viewed from a diagonally lower position.
FIG. 11 is a side sectional view of a pressure sensor according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 12 is a side sectional view of a pressure sensor according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 13 is an exploded view of the pressure sensor of FIG.
14 is an exploded view of the pressure sensor of FIG. 12 as viewed from an obliquely upper position.
FIG. 15 is an exploded view of the pressure sensor of FIG. 12 viewed from a diagonally lower position.
FIG. 16 is a perspective view showing a modification of the cap.
FIG. 17 is a side sectional view of a main part of a pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a side sectional view of a main part of a pressure sensor according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a side sectional view of a main part of a pressure sensor according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a side sectional view of a main part of a pressure sensor according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 21 is an external perspective view of a conventional pressure sensor with a cap removed.
22 is a side cross-sectional view of the pressure sensor of FIG. 21 (side cross-sectional view along the line AA of FIG. 23 with a cap attached).
FIG. 23 is a plan view of the pressure sensor of FIG. 21 with a cap removed.
FIG. 24 is a side cross-sectional view of another conventional pressure sensor (a side cross-sectional view along line BB in FIG. 25 with a cap attached).
FIG. 25 is a plan view of the pressure sensor of FIG. 24 with a cap removed.
[Explanation of symbols]
1 Pressure sensor
2 Sensor chip
4 caps
6 Interposer board
8 Mother board
10 Movable electrode of sensor chip
12 Sensor chip fixed electrode
14 Pressure-sensitive part of movable electrode

Claims (5)

センサチップと、インターポーザー基板とを有しており、
前記センサチップは、固定電極と、この固定電極上に相対向して配置されて物理量の印加で変位可能でかつ前記固定電極より側方に延びた延長部分に電極パッドを有する可動電極とを備え、
前記インターポーザー基板は、前記固定電極が載置される平坦面と、前記可動電極の延長部分に向けて立ち上げられた立設部分とを有するとともに、その立設部分には前記可動電極の延長部分の前記電極パッドをマザー基板上の各電極それぞれに個別接続するためのスルーホールを有していることを特徴とするセンサ。
It has a sensor chip and an interposer substrate,
The sensor chip includes a fixed electrode, and a movable electrode which is disposed on the fixed electrode to face each other, is displaceable by application of a physical quantity, and has an electrode pad on an extended portion extending laterally from the fixed electrode. ,
The interposer substrate has a flat surface on which the fixed electrode is placed, and a standing portion raised toward an extension of the movable electrode, and the standing portion has an extension of the movable electrode. A sensor having a through hole for individually connecting a part of said electrode pad to each electrode on a mother substrate .
請求項1に記載のセンサにおいて、
前記マザー基板が、前記固定電極の全体または一部の収納が可能な有底溝を有し、前記センサチップは、前記固定電極が前記有底溝に収納された状態で、前記延長部分上の各電極パッドが該マザー基板上の対応する各電極に接続されていることを特徴とするセンサ。
The sensor according to claim 1,
The mother substrate has a bottomed groove capable of accommodating the whole or a part of the fixed electrode, and the sensor chip is provided on the extended portion in a state where the fixed electrode is accommodated in the bottomed groove. A sensor, wherein each electrode pad is connected to a corresponding electrode on the mother substrate .
請求項に記載のセンサにおいて、
前記マザー基板が、前記固定電極の貫通が可能な貫通穴を有しているとともに、このマザー基板には、前記貫通穴に臨むようにして支持基板が取り付けられており、
前記センサチップは、前記固定電極が前記貫通穴内の支持基板上で支持された状態で、前記延長部分上の各電極パッドが該マザー基板上の対応する各電極に接続されていることを特徴とするセンサ。
The sensor according to claim 1 ,
The mother substrate has a through hole through which the fixed electrode can pass, and a support substrate is attached to the mother substrate so as to face the through hole,
The sensor chip is characterized in that each electrode pad on the extension is connected to a corresponding electrode on the mother substrate in a state where the fixed electrode is supported on a support substrate in the through hole. Sensor.
請求項に記載のセンサにおいて、
前記センサチップが、前記キャップで前記マザー基板上に固定された状態で前記延長部分上の各電極パッドが該マザー基板上の対応する各電極に接続されていることを特徴とするセンサ。
The sensor according to claim 1 ,
The sensor, wherein each electrode pad on the extension portion is connected to a corresponding electrode on the mother substrate while the sensor chip is fixed on the mother substrate with the cap .
請求項1ないし4いずれかに記載のセンサにおいて、
前記固定電極が、前記マザー基板上の各電極それぞれに個別接続されるように前記各電極パッドを備えていることを特徴とするセンサ。
The sensor according to any one of claims 1 to 4 ,
The sensor according to claim 1, wherein each of the electrode pads is provided such that the fixed electrode is individually connected to each of the electrodes on the mother substrate .
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