JPH04106441A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　　要〕 廉価に且つ効率的に集積回路部の樹脂封止を行い得るよ
うにした圧力センサに関し、ハイブリッドＩＣ型式に形
成した圧力センサの集積回路部を能率よ（、且つ、経済
的に樹脂封止できるようにした圧力センサを提供するこ
とを目的とし、そのために、基板に集積回路を形成する
と共に圧力導入口を形成し、該圧力導入口の周縁近傍に
は該圧力導入口を取り囲むフリップチップボンディング
用の複数のリードピンを配設し、これらリードピンは少
なくとも前記集積回路の一部に電気的に連結され、一方
、前記リードピンと内部素子との電気的接続を為すバン
プ電極が形成された感圧素子を前記リードピンにフリッ
プチップボンディングにより接続し、前記感圧素子の前
記バンプ電極の近傍周囲を樹脂で囲んだ後前記感圧素子
を含む前記集積回路の部品面を樹脂封止して圧力センサ
を形成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は廉価に且つ効率よく集積回路部の樹脂封止を行
い得るようにした圧力センサに関する。

〔従来の技術〕

圧力センサには、例えば、半導体ストレンゲージとして
構成された感圧素子を単体で提供する場合もあるが、近
年はユーザの使い易さを考慮して、単体の感圧素子を提
供するだけではなく、感圧素子とそれに付随する例えば
、増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路或いは温度補償回路と云っ
た電子回路を一つの基板に組み込んだもの、所謂、ハイ
ブリットＩＣ型式に形成して提供する場合が多くなって
きている。

こうしたハイブリッドＩＣにおいては、半導体や金属が
錆びたり、或いは、これらに塵埃が付着したり、引き出
し線が振動によって金属疲労を起こしたりするのを防止
するため、一般に、ノ＼イブリッドＩＣをケースに収納
し、それらの隙間に樹脂を充填し前記集積回路部を封止
する手法が採られている。

しかしながら、前述のようなハイブリッドＩＣに形成さ
れた圧力センサには感圧素子があり、この感圧素子には
流体（液体又は気体）を介して圧力が伝達される必要が
あることから、この感圧素子までも含めて樹脂で集積回
路部全体を封止するわけにはいかない。

第３図（ａ）はハイブリッドＩＣとして形成された従来
の圧力センサにおける樹脂封止の手法を説明するための
圧力センサの概略構成図であり、同図［有］）は同図（
ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。両図を参照して、
ケース１には集積回路部２と感圧素子部３が収まる部分
とが隔壁４で区分して形成されている。引き出しビン５
を有するセラミック基板６（同図（ｂ））には必要な電
子回路が形成されており、このセラミック基板６の部品
面に前記ケース１が被着される。そして、前記集積回路
部２には液状の樹脂が充填され、この液状の樹脂が固化
すると樹脂充填部７が形成され、製品ができ上がる。一
方、前記ケース１の前記感圧素子部３に設けられた感圧
素子８に対向する部分には圧力導入口９が形成されてお
り、前記ケースｌの外部と前記感圧素子部３の内部とは
同じ圧力に保たれ、気圧を検出できるよう構成されてい
る。

第４図（ａ）はハイブリッドＩＣとして形成された従来
の圧力センサにおける樹脂封止の他の手法を説明するた
めの圧力センサの概略構成図であり、同図ら）は同図（
ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。

両図を参照して、引き出しピン５を有するセラミック基
板１０（同図（ｂ））には必要な電子回路が形成されて
おり、その一部に感圧素子８が設けられている。また、
この感圧素子８はゴムリング１１で包囲されており、こ
のゴムリング１１の内側を感圧素子部１２としている。

ケース１３は一側面が開口する筐体であり、この開口か
ら前記セラミック基板１０を差し入れ、前記ゴムリング
１１で包囲された部分以外の残余部に液状の樹脂が充填
される。そして、この液状の樹脂が固化すると樹脂充填
部１４が形成され、製品ができ上がる。また、前記ケー
ス１３の前記感圧素子８に対向する部分には圧力導入口
９が形成されており、前記ケース１３の外部と前記感圧
素子部１２の内部とは同じ圧力に保たれ、気圧を検出で
きるよう構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述したような樹脂封止の手法は感圧素子部以外の箇所
に液状樹脂を充填する際、隅々にまで液状樹脂が行き渡
るように徐々に液状樹脂の注入を行う必要がある。その
ため、作業的に面倒であり、且つ、所要時間を多く要し
、能率的ではないと云った問題があった。

ところで、前述のような樹脂充填部（モールド部）の形
成手法の他にもっと迅速に行い得る樹脂封止の手法とし
てトランスファモールド法と呼ばれる手法が知られてい
る。これは一定形状の型の中に被モールド部材を入れて
、その中に液状樹脂を満たし、この液状樹脂が固化した
ら前記被モールド部材を前記型から取り出すモールド法
である。

しかし、第３図や第４図に示した従来の圧力センサの場
合は前記感圧素子部や前記圧力導入口を形成する必要が
あることから、前述のトランスファモールド法にて樹脂
封止をすることはできないと云った問題があった。

そこで、本発明は前記従来の問題点を考慮し、ハイブリ
ッドＩＣ型式に形成した圧力センサの集積回路部を能率
よく、且つ、経済的に樹脂封止できるようにした圧力セ
ンサを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

基板、例えばセラミック基板に集積回路を形成すると共
に圧力導入口を形成する。この圧力導入口の周縁近傍に
はこの圧力導入口を取り囲むフリップチップボンディン
グ用の複数のリードピンを配設し、これらリードピンを
少なくとも前記集積回路の一部に電気的に連結する。

一方、前記リードピンと内部素子との電気的接続を為す
バンプ電極が形成された感圧素子を前記リードピンにフ
リップチップボンディングにより接続する。その後、前
記感圧素子を含む前記集積回路の部品面を樹脂封止して
圧力センサを形成する。

〔作　　用］ 前述の如く構成された圧力センサにあっては、前記感圧
素子で覆われた部位に圧力導入口があり、前記基板の前
記集積回路の部品面を樹脂封止する際、前記圧力導入口
への液状樹脂の流入を前記感圧素子自体が阻む。そのた
め、前記圧力導入口は樹脂封止されることはなく、前記
基板の部品面をトランスファモールド法にて樹脂封止す
ることができる。

一方、前記圧力導入口には前記感圧素子のダイアフラム
が面するように前記感圧素子を装着できるので、外界の
圧力は、この圧力導入口を介して支障なく前記感圧素子
に伝達される。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳述
する。

第１図は本発明に係る圧力センサを示す一部省略概略側
面図である。同図において、基板、例えばセラミック基
板２０には集積回路を形成してあり、第１図には、この
集積回路を構成する実装部品２１を示している。前記セ
ラミック基板２ｏには後記の感圧素子に圧力を導入する
圧力導入口２２を形成してあり、この圧力導入口２２の
周縁近傍にはこの圧力導入口２２を取り囲むような位置
関係にフリップチップボンディング用の複数のリードピ
ンを前記セラミック基板２ｏに沿わせて配設しである。

前記集積回路は増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路或いは温度補
償回路と云った電子回路が構成され、前記複数のリード
ピンは前記増幅回路等に配線されている。

一方、前記リードピンと内部素子との電気的接続を為す
バンプ電極が形成された感圧素子２３があり、この感圧
素子２３は前記リードピンと前記バンプ電極の一部であ
る半田ボール２４を介してフリップチップボンディング
により接続しである。

従って、前記半田ボール２４によって前記感圧素子２３
と前記セラミック基板２０との間には若干の隙間が形成
される。前記感圧素子２３の図において下方周囲部は樹
脂２５で封着してあり、後記のトランスファモールドを
行う際、液状樹脂が前記圧力導入口２２側に流入するの
を防止している。

前述のように構成した後、前記感圧素子や前記実装部品
２１が突出する部品面を樹脂封止して圧力センサを形成
する。この樹脂封止に当たっては、前記セラミック基板
２０の前記部品面を上に向け、その上から皿状の型を被
せる。そして、この型の上面に穿設されている小孔に液
状樹脂を注入する注入ノズルを臨ませ、前記型の内部へ
液状樹脂を満たして行く。液状樹脂を満たした状−態で
所定時間放置し、この液状樹脂が固化したら、前記セラ
ミック基板２０を前記型から取り外す。所謂、トランス
ファモールド法で樹脂封止を行うことができる。その結
果、前記セラミック基板２０の部品面に樹脂充填部２６
が形成される。

第２図は本発明に係る圧力センサの他の実施例を示す一
部省略概略側面図である。同図において、トランスファ
モールド法で樹脂封止される樹脂充填部２６′と感圧素
子２３との間には応力緩衝用のシリコンゴムやゲル状の
軟らかい樹脂２７を介在させである。この実施例の場合
は、前記応力緩衝用の樹脂２７が第１図に示した樹脂２
５の役も兼ねている。他の構成については第１図に示す
ものと同じである。

前記感圧素子２３にトランスファモールド用の樹脂が直
接接触する場合、その樹脂の性質によっては線膨張係数
の相違などから前記感圧素子２３にかなりの応力が掛か
ることがある。前記感圧素子２３はこのような応力に対
しても敏感に応答し、出力特性が損なわれることがある
。第２図に示す如く構成した場合には、トランスファモ
ールド用の樹脂がどのようなものであっても支障なく動
作する圧力センサを得ることができる。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように本発明によれば、感圧素子
を基板に装着した状態で集積回路部等をトランスファモ
ールドすることができるようになり、製品完成までの所
要時間を低減でき、かつ、特殊な構造のケース等も必要
としなくなるため経済的に樹脂封止を行うことができる
。そして、圧力導入口は前記感圧素子に対向した状態で
前記基板の非部品面側に開口しているので、樹脂封止の
完了と同時に製品が出来上がり、性能の優れた圧力セン
サを廉価に提供できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧力センサを示す一部省略概略側
面図、 第２図は本発明に係る圧力センサの他の実施例を示す一
部省略概略側面図、 第３図（ａ）はハイブリッドＩＣとして形成された従来
の圧力センサにおける樹脂封止の手法を説明するための
圧力センサの概略構成図、 第３図（ハ）は第２図（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、
第４図（ａ）はハイブリッドＩＣとして形成された従来
の圧力センサにおける樹脂封止の他の手法を説明するた
めの圧力センサの概略構成図、第４図（ｂ）は第３図（
ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。 ２０・・・・ ２２・・・・ ２３・・・・ ２５・・・・ ２６・・・・ ２７・・・・ セラミック基板、 圧力導入口、 感圧素子、 樹脂、 樹脂充填部、 シリコンゴムやゲル状の 軟らかい樹脂。 特許出願人　株式会社豊田自動織機製作所第 図 （Ｑ） 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板に集積回路を形成すると共に圧力導入口を形
   成し、該圧力導入口の周縁近傍には該圧力導入口を取り
   囲むフリップチップボンディング用の複数のリードピン
   を配設し、これらリードピンは少なくとも前記集積回路
   の一部に電気的に連結され、一方、前記リードピンと内
   部素子との電気的接続を為すバンプ電極が形成された感
   圧素子を前記リードピンにフリップチップボンディング
   により接続し、前記感圧素子の前記バンプ電極の近傍周
   囲を樹脂で囲んだ後前記感圧素子を含む前記集積回路の
   部品面を樹脂封止して形成したことを特徴とする圧力セ
   ンサ。
2. （２）基板に集積回路を形成すると共に圧力導入口を形
   成し、該圧力導入口の周縁近傍には該圧力導入口を取り
   囲むフリップチップボンディング用の複数のリードピン
   を配設し、これらリードピンは少なくとも前記集積回路
   の一部に電気的に連結され、一方、前記リードピンと内
   部素子との電気的接続を為すバンプ電極が形成された感
   圧素子を前記リードピンにフリップチップボンディング
   により接続し、前記感圧素子を前記圧力導入口側に対向
   する部分を残してシリコンゴム、ゲル状の軟らかい樹脂
   その他の応力緩衝部材で被覆し、この被覆した応力緩衝
   部材の外側と前記集積回路の部品面を樹脂封止して形成
   したことを特徴とする圧力センサ。