JPH0749278A - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor

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Publication number
JPH0749278A
JPH0749278A JP21509093A JP21509093A JPH0749278A JP H0749278 A JPH0749278 A JP H0749278A JP 21509093 A JP21509093 A JP 21509093A JP 21509093 A JP21509093 A JP 21509093A JP H0749278 A JPH0749278 A JP H0749278A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure sensor
circuit board
substrate
pressure
board
Prior art date
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Pending
Application number
JP21509093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Yabe
衛 矢部
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
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Publication of JPH0749278A publication Critical patent/JPH0749278A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a pressure sensor compact and high in reliability at a low cost. CONSTITUTION:An upper board 13 provided with a protruding part 13a is provided with a hole part 16 and a wiring pattern 19 formed thereon. An intermediate board 14 is provided with a cutout part 17 from the end part of a protruding part 14a. The protruding part 15a of a lower board 15 and the protruding part 14a of the intermediate board 14 are overlapped to laminate the lower board 15 to the lower face of the intermediate board 15. The protruding part 14a and the protruding part 13a, and the end part 17a of the cutout part 17 and the hole part 16 are respectively overlapped to laminate the upper board 13 on the upper face of the intermediate board 14, thus forming a circuit board 3, and a pressure lead-in passage 11 disposed parallel to the circuit board 3 is formed at the circuit board 3. An IC chip 2a and CR chip parts 2b are mounted on the wiring pattern 19 to form a signal processing circuit 2. A pressure sensor chip 1 is further mounted on the circuit board 3, in correspondence with the opening position of the pressure lead-in passage 11, to prepare a pressure sensor A.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は圧力センサに関する。具
体的には、空気等の流体の圧力を測定する圧力センサに
関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to pressure sensors. Specifically, it relates to a pressure sensor that measures the pressure of a fluid such as air.

【0002】[0002]

【従来の技術及びその問題点】従来、半導体圧力センサ
チップと信号処理回路を組み合わせてモジュール化した
圧力センサとして、例えば、回路基板を兼ねたパッケー
ジ基板上に直接または台座を介して圧力センサチップを
実装したものがある(特開平1−185424号公報、
同1−165437号公報、特開昭55−116252
号公報参照)。しかしながら、これらの圧力センサで
は、圧力を圧力センサに導くためのパイプ等の圧力導入
部品を圧力センサに取り付けなければならないため、圧
力センサが大きくなるとともにコストがかかり、しかも
信頼性において劣るという問題点があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a pressure sensor modularized by combining a semiconductor pressure sensor chip and a signal processing circuit, for example, a pressure sensor chip is directly mounted on a package board which also serves as a circuit board or through a pedestal. There is a mounted one (Japanese Patent Laid-Open No. 1-185424,
JP-A-1-165437 and JP-A-55-116252.
(See the official gazette). However, in these pressure sensors, a pressure introducing component such as a pipe for guiding pressure to the pressure sensor must be attached to the pressure sensor, so that the pressure sensor becomes large and costly, and the reliability is poor. was there.

【0003】また、信号処理回路を搭載したパッケージ
基板に直接固定電極を形成し、可動電極を形成させたダ
イヤフラムチップを固定電極と対向させてパッケージ基
板に接合して、小型化を試みた静電容量型の圧力センサ
がある("AN ULTRAMINIATURECMOS PRESSURE SENSOR FO
R A MULTIPLEXED CARDIOVASCULAR CATHETER" Transduce
rs'91 予稿集 A13.4,p1018-1020,1991)。しかしなが
ら、この圧力センサでは差圧型の構造とする場合には、
ダイヤフラムチップとパッケージ基板とで形成された容
量形成室へ圧力を導く際に圧力導入部品をダイヤフラム
チップに取り付けなければならず、このときダイヤフラ
ムチップへの応力によって圧力センサに悪影響を与え、
また、コストがかかりしかも製造工程が複雑になるとい
う問題点があった。また、絶対圧型の構造とする場合に
は、固定電極を外部に引き出すための配線によってパッ
ケージ基板上に凹凸を生じ、ダイヤフラムチップとパッ
ケージ基板との間に隙間を生じるためその気密性及びア
ライメント精度において劣るという問題点があった。
In addition, a fixed electrode is directly formed on a package substrate on which a signal processing circuit is mounted, and a diaphragm chip having a movable electrode is opposed to the fixed electrode and bonded to the package substrate to reduce the electrostatic size. There is a capacitive pressure sensor ("AN ULTRAMINIATURECMOS PRESSURE SENSOR FO
RA MULTIPLEXED CARDIOVASCULAR CATHETER "Transduce
rs'91 Proceedings A13.4, p1018-1020, 1991). However, with this pressure sensor, if a differential pressure type structure is used,
When introducing pressure to the capacity forming chamber formed by the diaphragm chip and the package substrate, the pressure introducing component must be attached to the diaphragm chip, at which time the stress on the diaphragm chip adversely affects the pressure sensor,
Further, there is a problem that the cost is high and the manufacturing process is complicated. Further, in the case of the absolute pressure type structure, the wiring for pulling out the fixed electrode causes unevenness on the package substrate, and a gap is created between the diaphragm chip and the package substrate. There was a problem that it was inferior.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、小型で信頼性の高い圧力センサを低コストで提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the drawbacks of the above conventional examples, and an object of the present invention is to provide a compact and highly reliable pressure sensor at low cost. It is in.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の圧力セン
サは、基板側面から基板上面にかけて基板内部に穴部を
開口させ、当該基板上に圧力センサチップを実装し、前
記穴部を介して前記圧力センサチップに圧力を導入する
ことを特徴としている。
According to a first pressure sensor of the present invention, a hole is opened inside the substrate from a side surface of the substrate to an upper surface of the substrate, a pressure sensor chip is mounted on the substrate, and the hole is inserted through the hole. The pressure is introduced into the pressure sensor chip.

【0006】また、本発明の第2の圧力センサは、検知
部を弾性的に支持させた支持基板を信号処理回路が実装
された回路基板上若しくは回路基板上の台座に接合し、
前記検知部に設けた可動電極と対向させて前記回路基板
上若しくは前記台座上に固定電極を設けた圧力センサに
おいて、前記回路基板の側面から前記回路基板若しくは
前記台座の上面にかけて前記回路基板及び前記台座の内
部に穴部を開口させ、当該穴部を介して前記検知部に圧
力を導入し、前記穴部の少なくとも一部に前記固定電極
と接続した導電薄膜部を設け、前記導電薄膜部と前記信
号処理回路とを前記支持基板と当該回路基板若しくは前
記台座との接合部を迂回して電気的に接続したことを特
徴としている。
Further, in the second pressure sensor of the present invention, the support substrate elastically supporting the detecting portion is joined to the circuit board on which the signal processing circuit is mounted or the pedestal on the circuit board,
In a pressure sensor in which a fixed electrode is provided on the circuit board or the pedestal so as to face a movable electrode provided in the detection unit, the circuit board and the pedestal from the side surface of the circuit board to the upper surface of the pedestal. A hole is opened inside the pedestal, pressure is introduced into the detection unit through the hole, and a conductive thin film part connected to the fixed electrode is provided in at least a part of the hole, and the conductive thin film part is provided. It is characterized in that the signal processing circuit is electrically connected by bypassing a joining portion between the support substrate and the circuit substrate or the pedestal.

【0007】[0007]

【作用】本発明の第1の圧力センサにあっては、圧力セ
ンサチップを実装した基板内部に基板側面から基板上面
にかけて開口させた穴部から圧力を導入することとして
いる。
In the first pressure sensor of the present invention, the pressure is introduced into the inside of the substrate on which the pressure sensor chip is mounted from the hole opened from the side surface of the substrate to the upper surface of the substrate.

【0008】また、本発明の第2の圧力センサにあって
は、固定電極が形成された回路基板及び台座の内部に回
路基板の側面から回路基板若しくは台座の上面にかけて
設けた穴部から圧力を導入することとしている。
Further, in the second pressure sensor of the present invention, pressure is applied from the hole portion provided inside the circuit board and the pedestal on which the fixed electrodes are formed from the side surface of the circuit board to the upper surface of the circuit board or the pedestal. It is planned to be introduced.

【0009】このため本発明の圧力センサにあっては、
基板と圧力導入手段とが一体に構成されており、圧力導
入部品を取り付ける必要がなく、圧力センサを小型化す
るとともにコストを削減することができ、信頼性も高め
ることができる。
Therefore, in the pressure sensor of the present invention,
Since the substrate and the pressure introducing means are integrally configured, it is not necessary to attach the pressure introducing component, the pressure sensor can be downsized, the cost can be reduced, and the reliability can be improved.

【0010】さらに本発明の第2の圧力センサにあって
は、回路基板の側面から回路基板若しくは台座の上面に
かけて開口させた穴部の少なくとも一部に固定電極と接
続する導電薄膜部を設け、導電薄膜部と信号処理回路と
を支持基板と回路基板若しくは台座との接合部を迂回し
て電気的に接続しているので、支持基板と回路基板若し
くは台座とを隙間なく接合することができる。このた
め、圧力センサの気密性を高め、支持基板の接合時のア
ライメント精度を高めることができ、圧力センサの信頼
性をさらに向上させることができる。
Further, in the second pressure sensor of the present invention, the conductive thin film portion for connecting to the fixed electrode is provided in at least a part of the hole opened from the side surface of the circuit board to the upper surface of the circuit board or the pedestal, Since the conductive thin film portion and the signal processing circuit are electrically connected to each other by bypassing the joining portion between the supporting substrate and the circuit board or the pedestal, the supporting substrate and the circuit board or the pedestal can be joined without a gap. Therefore, the airtightness of the pressure sensor can be increased, the alignment accuracy at the time of joining the support substrates can be increased, and the reliability of the pressure sensor can be further improved.

【0011】[0011]

【実施例】図1(a)は本発明の一実施例である圧力セ
ンサAの内部平面図、図1(b)はその断面図である。
圧力センサAは、圧力センサチップ1、ICチップ2a
やチップ型コンデンサやチップ型抵抗等のチップ部品2
b等からなる信号処理回路2、回路基板3及び入出力用
端子4などから構成され、ケース5により覆われてい
る。圧力センサチップ1は信号処理回路2とともに回路
基板3上に実装されており、圧力センサチップ1のセン
サ信号は、フレーム6上の電極引き出しパッド30より
信号処理回路2に接続され、入出力用端子4から外部に
取り出すことができる。
1 (a) is an internal plan view of a pressure sensor A according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a sectional view thereof.
The pressure sensor A includes a pressure sensor chip 1 and an IC chip 2a.
Parts such as chip capacitors, chip capacitors and chip resistors 2
It is composed of a signal processing circuit 2 including b and the like, a circuit board 3, an input / output terminal 4 and the like, and is covered with a case 5. The pressure sensor chip 1 is mounted on the circuit board 3 together with the signal processing circuit 2, and the sensor signal of the pressure sensor chip 1 is connected to the signal processing circuit 2 from the electrode lead-out pad 30 on the frame 6 and is used as an input / output terminal. 4 can be taken out to the outside.

【0012】圧力センサチップ1は、角枠状の枠内全面
に薄膜状のダイヤフラム7を弾性自在に支持させたシリ
コン製のフレーム6の上面にシリコン製のカバー8が重
ねられ、カバー8の周辺部は低温接合技術等によりフレ
ーム6に接合されている。ダイヤフラム7上面には可動
電極が設けられ、可動電極と微小なギャップを隔ててカ
バー8の内面には固定電極が設けられて両電極間にコン
デンサが構成されている。
In the pressure sensor chip 1, a silicon cover 8 is placed on the upper surface of a silicon frame 6 in which a thin film diaphragm 7 is elastically supported on the entire surface of a rectangular frame, and a silicon cover 8 is placed around the cover 8. The parts are joined to the frame 6 by a low temperature joining technique or the like. A movable electrode is provided on the upper surface of the diaphragm 7, and a fixed electrode is provided on the inner surface of the cover 8 with a minute gap from the movable electrode to form a capacitor between both electrodes.

【0013】回路基板3の側面には角棒状の導入パイプ
9が回路基板3と一体として設けられて、圧力源からの
チューブ10が接続しやすくなっている。また、圧力セ
ンサチップ1に圧力を導入するための圧力導入路11が
回路基板3の側面の導入パイプ9から回路基板3の内部
を通り、回路基板3上面に開口されている。
On the side surface of the circuit board 3, a square rod-shaped introduction pipe 9 is provided integrally with the circuit board 3, so that a tube 10 from a pressure source can be easily connected. A pressure introducing path 11 for introducing pressure to the pressure sensor chip 1 passes through the inside of the circuit board 3 from the introducing pipe 9 on the side surface of the circuit board 3, and is opened on the upper surface of the circuit board 3.

【0014】図2は回路基板3の分解斜視図であって、
回路基板3は同一形状をした上部基板13、中間基板1
4、下部基板15の3枚の基板が重ねられてできてい
る。各基板13,14,15にはそれぞれ凸部13a,
凸部14a,凸部15aが設けられていて、また、上部
基板13には穴部16が、中間基板14には切り欠き部
17が凸部14aの端から設けられている。中間基板1
4の下面には凸部14aと凸部15aとを一致させて下
部基板15を重ね、中間基板14の上面には、凸部14
aと凸部13aとを一致させ、また、穴部16と切り欠
き部17の端部17aとを一致させて重ね、中間基板1
4の上下面に上部基板13及び下部基板15を接着させ
ている。このようにして、導入パイプ9が一体となった
回路基板3を作成し、切り欠き部17と穴部16とによ
り、回路基板3と平行にして回路基板3の内部に圧力導
入路11を設けることができる。また、上部基板13の
上面には配線パターン19が設けられ、ICチップ2a
やチップ部品2bを実装して信号処理回路2を形成する
ことができる。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the circuit board 3.
The circuit board 3 has the same shape, that is, the upper board 13 and the intermediate board 1.
4, the lower substrate 15 is formed by stacking three substrates. Each substrate 13, 14, 15 has a convex portion 13a,
The convex portion 14a and the convex portion 15a are provided, and the upper substrate 13 is provided with a hole 16 and the intermediate substrate 14 is provided with a notch 17 from the end of the convex portion 14a. Intermediate board 1
On the lower surface of 4, the lower substrate 15 is overlapped with the convex portions 14a and the convex portions 15a aligned with each other.
a and the convex portion 13a are aligned with each other, and the hole portion 16 and the end portion 17a of the cutout portion 17 are aligned with each other so that the intermediate substrate 1
The upper substrate 13 and the lower substrate 15 are adhered to the upper and lower surfaces of the No. 4 substrate. In this way, the circuit board 3 in which the introduction pipe 9 is integrated is produced, and the pressure introduction path 11 is provided inside the circuit board 3 in parallel with the circuit board 3 by the notch 17 and the hole 16. be able to. Further, the wiring pattern 19 is provided on the upper surface of the upper substrate 13, and the IC chip 2a
The signal processing circuit 2 can be formed by mounting the chip component 2b.

【0015】しかして、チューブ10から圧力Pを加え
ると、圧力Pは圧力導入路11を通り、回路基板3上面
の開口から圧力センサチップ1に導入される。圧力Pが
導入されると、導入された圧力Pの大きさに応じてダイ
ヤフラム7が変位し、当該コンデンサの静電容量Cの大
きさが変化する。この静電容量Cの変化は、圧力センサ
チップ1に接続された信号処理回路2により検知され、
当該圧力センサAに加えられた圧力Pの大きさを知るこ
とができる。
When the pressure P is applied from the tube 10, however, the pressure P passes through the pressure introducing passage 11 and is introduced into the pressure sensor chip 1 through the opening on the upper surface of the circuit board 3. When the pressure P is introduced, the diaphragm 7 is displaced according to the magnitude of the introduced pressure P, and the magnitude of the electrostatic capacitance C of the capacitor changes. This change in the capacitance C is detected by the signal processing circuit 2 connected to the pressure sensor chip 1,
The magnitude of the pressure P applied to the pressure sensor A can be known.

【0016】このような構造にすることにより、圧力P
を導入するためのパイプなどの部品を別途取り付ける必
要がなく、圧力センサAの製造工程を簡略化して、圧力
センサAの製造コストの削減を図ることができる。しか
も、パッケージ基板を兼ねた回路基板3上に直接圧力セ
ンサチップ1を実装しているので、圧力センサAの小型
化を図り、信頼性を高めることができる。
With such a structure, the pressure P
Since it is not necessary to separately attach a component such as a pipe for introducing the pressure sensor, the manufacturing process of the pressure sensor A can be simplified, and the manufacturing cost of the pressure sensor A can be reduced. Moreover, since the pressure sensor chip 1 is directly mounted on the circuit board 3 which also serves as a package board, the pressure sensor A can be downsized and the reliability can be improved.

【0017】図3(a)(b)に本発明の別な実施例で
ある圧力センサBを示す。圧力センサBは図3に示すよ
うに、回路基板3のほぼ全周にわたって耐湿性樹脂によ
って樹脂部20が形成されている。また、回路基板3を
構成する3枚の上部基板13、中間基板14、下部基板
15のそれぞれの基板両面には、上部基板13の配線パ
ターン19を施した部分を除いてレジストコート(図示
せず)を施してある。回路基板3の側面においては、表
面が粗になっているため最も吸湿しやすく、この部分を
耐湿性樹脂で封止することにより回路基板3の吸湿を防
ぐことができる。また、回路基板3を構成する3枚の各
基板13,14,15の表面にはレジストコートが施さ
れてあるので、導入された空気やフレーム6等の誘電率
が回路基板3の吸湿によって変化することがない。さら
に、上部基板13と中間基板14との隙間や中間基板1
4と下部基板15との隙間から空気等の圧力が逃げた
り、逆に水分が浸透したりすることがないので、圧力セ
ンサBに導入された圧力Pを正確に測定することができ
る。
FIGS. 3A and 3B show a pressure sensor B which is another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the pressure sensor B has a resin portion 20 formed of a moisture resistant resin over substantially the entire circumference of the circuit board 3. In addition, a resist coat (not shown) is formed on both sides of each of the three upper substrates 13, the intermediate substrate 14, and the lower substrate 15 which form the circuit substrate 3, except for the portion of the upper substrate 13 on which the wiring pattern 19 is formed. ) Has been applied. Since the surface of the circuit board 3 is rough, it is most likely to absorb moisture. By sealing this portion with a moisture resistant resin, the circuit board 3 can be prevented from absorbing moisture. Further, since the surface of each of the three substrates 13, 14 and 15 constituting the circuit board 3 is coated with a resist, the dielectric constants of the introduced air, the frame 6 and the like are changed by the moisture absorption of the circuit board 3. There is nothing to do. Further, the gap between the upper substrate 13 and the intermediate substrate 14 and the intermediate substrate 1
Since the pressure of air or the like does not escape from the gap between the lower substrate 4 and the lower substrate 15 or the moisture does not permeate, the pressure P introduced into the pressure sensor B can be accurately measured.

【0018】図4にさらに別な実施例である圧力センサ
Cを示す。図4(a)は圧力センサCの一部破断した平
面図、図4(b)はその一部破断した断面図であって、
圧力センサCはフレーム21、信号処理回路2、回路基
板3等から構成されている。
FIG. 4 shows a pressure sensor C which is still another embodiment. 4A is a partially cutaway plan view of the pressure sensor C, and FIG. 4B is a partially cutaway sectional view thereof,
The pressure sensor C is composed of a frame 21, a signal processing circuit 2, a circuit board 3, and the like.

【0019】圧力センサCは回路基板3上に、角枠状の
枠内全面に薄膜状のダイヤフラム23を弾性自在に支持
させたフレーム21が重ねられている。回路基板3上に
はAuメッキが施されて支持枠24が形成されており、
フレーム21の周辺部は支持枠24上にAu−Si共晶
接合されている。フレーム21及びダイヤフラム23
は、単結晶シリコンウエハから半導体製造技術により一
体として形成され、ダイヤフラム23の内面には可動電
極25が形成されている。回路基板3の上面には可動電
極25と対向して固定電極26が形成され、微小なギャ
ップを隔ててコンデンサを構成している。なお、フレー
ム21を支持枠24上にAu−Si共晶接合することに
よってギャップ間の精度を向上させることができる。
The pressure sensor C has a frame 21 in which a thin-film diaphragm 23 is elastically supported on the entire surface of a rectangular frame on the circuit board 3. A support frame 24 is formed by plating Au on the circuit board 3,
The periphery of the frame 21 is Au-Si eutectic bonded on the support frame 24. Frame 21 and diaphragm 23
Is integrally formed from a single crystal silicon wafer by a semiconductor manufacturing technique, and a movable electrode 25 is formed on the inner surface of the diaphragm 23. A fixed electrode 26 is formed on the upper surface of the circuit board 3 so as to face the movable electrode 25 and forms a capacitor with a minute gap. The accuracy of the gap can be improved by bonding the frame 21 onto the support frame 24 by Au-Si eutectic bonding.

【0020】回路基板3は第1の実施例と同様に上部基
板13、中間基板14、下部基板15の3枚の基板が張
り合わされて作成されており、上部基板13には穴部1
6が設けられてあって、中間基板14に設けられた切り
欠き部17とにより圧力導入路11が形成され、上部基
板13に設けられた穴部16からダイヤフラム23に圧
力を導入することができる。
Like the first embodiment, the circuit board 3 is made by laminating three boards, an upper board 13, an intermediate board 14 and a lower board 15, and the upper board 13 has a hole 1
6 is provided, the pressure introduction path 11 is formed by the notch 17 provided in the intermediate substrate 14, and the pressure can be introduced into the diaphragm 23 from the hole 16 provided in the upper substrate 13. .

【0021】また、上部基板13には別な穴部27が設
けられており、圧力導入路11を形成する穴部16とと
もにこの2つの穴部16,27の内周面を含む領域には
それぞれ導電性の薄膜部28a,28bが設けられ、ス
ルーホールが構成されている。上部基板13の裏面には
薄膜部28aと薄膜部28bをつなぐ接続部29が設け
られている。固定電極26は、2つの薄膜部28a,2
8b及び接続部29とともにAlなどが蒸着されて一体
として形成され、薄膜部28bは上部基板13の表面に
構成された信号処理回路2の一端31に接続されてい
る。こうして、固定電極26は信号処理回路2の一端3
1に電気的に接続されるとともに、可動電極25はフレ
ーム21上の電極引き出しパッド30からボンディング
ワイヤ33によって信号処理回路2の別な一端32に電
気的に接続されている。
Further, another hole portion 27 is provided in the upper substrate 13, and the hole portion 16 forming the pressure introducing path 11 and the regions including the inner peripheral surfaces of the two hole portions 16 and 27 are respectively formed. The conductive thin film portions 28a and 28b are provided to form through holes. A connection portion 29 that connects the thin film portion 28a and the thin film portion 28b is provided on the back surface of the upper substrate 13. The fixed electrode 26 has two thin film portions 28a, 2
Al and the like are vapor-deposited together with 8b and the connecting portion 29 to be integrally formed, and the thin film portion 28b is connected to one end 31 of the signal processing circuit 2 formed on the surface of the upper substrate 13. Thus, the fixed electrode 26 is connected to the end 3 of the signal processing circuit 2.
1, the movable electrode 25 is electrically connected from the electrode lead-out pad 30 on the frame 21 to another end 32 of the signal processing circuit 2 by a bonding wire 33.

【0022】しかして、圧力センサCに圧力が加えられ
るとダイヤフラム23が変位して、当該コンデンサの静
電容量の大きさを変化させる。この静電容量の変化は信
号処理回路2により検出されて、当該加えられた圧力の
大きさを知ることができる。
When pressure is applied to the pressure sensor C, the diaphragm 23 is displaced, changing the electrostatic capacitance of the capacitor. This change in capacitance is detected by the signal processing circuit 2, and the magnitude of the applied pressure can be known.

【0023】この圧力センサCにあっては、固定電極2
6を回路基板3上に直接形成させてあるので、カバー8
を不要にすることができる。また、フレーム21とカバ
ー8との接合が不要になるので、製造工程を簡略化で
き、圧力センサCのコストの低下を図ることができる。
しかも、回路基板3上の固定電極26は穴部16から回
路基板3の内部を介して信号処理回路2に接続している
ので、フレーム21と回路基板3とを隙間なく接合する
ことができる。
In this pressure sensor C, the fixed electrode 2
Since 6 is directly formed on the circuit board 3, the cover 8
Can be eliminated. Further, since it is not necessary to join the frame 21 and the cover 8, the manufacturing process can be simplified and the cost of the pressure sensor C can be reduced.
Moreover, since the fixed electrode 26 on the circuit board 3 is connected to the signal processing circuit 2 from the hole 16 through the inside of the circuit board 3, the frame 21 and the circuit board 3 can be bonded together without a gap.

【0024】図5(a)(b)に本発明のさらに別な実
施例である圧力センサDを示す。フレーム21の接合面
には、不純物を高濃度に注入して導電性を持たせた引き
出し部34が形成され、ダイヤフラム23の可動電極2
5と電気的に接続されている。また、回路基板3上には
Auメッキによって支持枠24が形成され、支持枠24
は信号処理回路2と接続されている。圧力センサDは、
この支持枠24上にフレーム21がAu−Si共晶接合
されて作成されている。このように、可動電極25を引
き出し部34と支持枠24とを介して信号処理回路2に
電気的に接続させることにより、ボンディングワイヤに
よる接続が不要になり、さらに、圧力センサDの製造工
程を簡略化することができる。
FIGS. 5A and 5B show a pressure sensor D which is still another embodiment of the present invention. A lead-out portion 34 is formed on the joint surface of the frame 21 so as to have conductivity by injecting impurities at a high concentration, and the movable electrode 2 of the diaphragm 23 is formed.
5 is electrically connected. The support frame 24 is formed on the circuit board 3 by Au plating.
Is connected to the signal processing circuit 2. The pressure sensor D is
The frame 21 is formed on the support frame 24 by Au-Si eutectic bonding. By electrically connecting the movable electrode 25 to the signal processing circuit 2 via the lead-out portion 34 and the support frame 24 in this manner, connection by a bonding wire is unnecessary, and further, the manufacturing process of the pressure sensor D is performed. It can be simplified.

【0025】図6(a)(b)にはさらに別な実施例で
ある圧力センサEを示す。圧力センサEのフレーム21
は、シリコンと熱膨張が等しいガラス基板35の上に重
ねられ、フレーム21の周辺部は陽極接合法等によりガ
ラス基板35に接合されている。固定電極26は、ガラ
ス基板35の上面に可動電極25と対向して設けられて
いる。また、ガラス基板35には回路基板3の穴部16
の位置に合わせて導入口36が開口されていて、圧力導
入路11からの圧力は導入口36を介してダイヤフラム
23に加えられる。
FIGS. 6A and 6B show a pressure sensor E which is another embodiment. Frame 21 of pressure sensor E
Is stacked on the glass substrate 35 having the same thermal expansion as that of silicon, and the peripheral portion of the frame 21 is bonded to the glass substrate 35 by an anodic bonding method or the like. The fixed electrode 26 is provided on the upper surface of the glass substrate 35 so as to face the movable electrode 25. In addition, the glass substrate 35 has holes 16 in the circuit board 3.
The introduction port 36 is opened in accordance with the position of, and the pressure from the pressure introduction passage 11 is applied to the diaphragm 23 via the introduction port 36.

【0026】導入口36の内周面からガラス基板35の
裏面にかけて導電性の薄膜部37が設けられており、薄
膜部37はAlなどが蒸着されて固定電極26と一体と
して形成されている。また、回路基板3上にはAuメッ
キによって支持枠24が形成され、信号処理回路2に接
続されている。ガラス基板35は支持枠24上にハンダ
により接着されて、固定電極26は薄膜部37及び支持
枠24を介して信号処理回路2に電気的に接続されてい
る。一方、ダイヤフラム23の可動電極25はフレーム
21の電極引き出しパッド30からボンディングワイヤ
33により信号処理回路2に接続されている。
A conductive thin film portion 37 is provided from the inner peripheral surface of the inlet 36 to the back surface of the glass substrate 35, and the thin film portion 37 is formed integrally with the fixed electrode 26 by vapor deposition of Al or the like. A support frame 24 is formed on the circuit board 3 by Au plating and is connected to the signal processing circuit 2. The glass substrate 35 is bonded onto the support frame 24 by soldering, and the fixed electrode 26 is electrically connected to the signal processing circuit 2 via the thin film portion 37 and the support frame 24. On the other hand, the movable electrode 25 of the diaphragm 23 is connected to the signal processing circuit 2 by the bonding wire 33 from the electrode lead-out pad 30 of the frame 21.

【0027】このように、回路基板3とフレーム21と
の間にシリコンと熱膨張率が等しいガラス基板35を挟
み込むようにすれば、フレーム21の実装時の歪みを少
なくすることができるので、圧力センサEの温度特性を
向上させることができる。
As described above, if the glass substrate 35 having the same coefficient of thermal expansion as that of silicon is sandwiched between the circuit board 3 and the frame 21, it is possible to reduce distortion when the frame 21 is mounted. The temperature characteristics of the sensor E can be improved.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の第1の圧力センサにあっては、
圧力センサチップを実装した基板内部に基板側面から基
板上面にかけて開口させた穴部から圧力を導入すること
としている。
According to the first pressure sensor of the present invention,
Pressure is introduced from the side surface of the substrate on which the pressure sensor chip is mounted to the upper surface of the substrate through a hole opened.

【0029】また、本発明の第2の圧力センサにあって
は、固定電極が形成された回路基板の内部に回路基板の
側面から回路基板若しくは台座の上面にかけて設けた穴
部から圧力を導入することとしている。
Further, in the second pressure sensor of the present invention, pressure is introduced into the inside of the circuit board on which the fixed electrodes are formed from the side hole of the circuit board to the upper surface of the circuit board or the pedestal. I have decided.

【0030】このため本発明の圧力センサにあっては、
圧力導入部品を取り付ける必要がなく、圧力センサを小
型化するとともにコストを削減することができ、信頼性
も高めることができる。
Therefore, in the pressure sensor of the present invention,
Since it is not necessary to attach a pressure introducing component, the pressure sensor can be downsized, the cost can be reduced, and the reliability can be improved.

【0031】また、本発明の第2の圧力センサにあって
は、支持基板と回路基板とを隙間なく接合できるので、
圧力センサの気密性、接合時のアライメント精度を高
め、さらに信頼性を高めることができる。
Further, in the second pressure sensor of the present invention, since the support substrate and the circuit board can be joined together without a gap,
It is possible to improve the airtightness of the pressure sensor, the alignment accuracy at the time of joining, and further improve the reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は本発明の一実施例である圧力センサの
内部平面図、(b)はその断面図である。
FIG. 1A is an internal plan view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view thereof.

【図2】同上の圧力センサを構成する回路基板の分解斜
視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view of a circuit board that constitutes the above pressure sensor.

【図3】(a)は本発明の別な実施例である圧力センサ
の内部平面図、(b)はその断面図である。
3A is an internal plan view of a pressure sensor according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a sectional view thereof.

【図4】(a)は本発明のさらに別な実施例である圧力
センサの一部破断した平面図、(b)はその一部破断し
た断面図である。
FIG. 4A is a partially cutaway plan view of a pressure sensor according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a partially cutaway sectional view thereof.

【図5】(a)は本発明のさらに別な実施例である圧力
センサの一部破断した平面図、(b)はその一部破断し
た断面図である。
5A is a partially cutaway plan view of a pressure sensor according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a partially cutaway sectional view thereof.

【図6】(a)は本発明のさらに別な実施例である圧力
センサの一部破断した平面図、(b)はその一部破断し
た断面図である。
6A is a partially cutaway plan view of a pressure sensor according to yet another embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a partially cutaway sectional view thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 回路基板 6 フレーム 11 圧力導入路 17 切り欠き部 19 配線パターン 20 樹脂部 21 フレーム 24 支持枠 26 固定電極 28a,28b 薄膜部 34 引き出し部 35 ガラス基板 3 circuit board 6 frame 11 pressure introduction path 17 notch portion 19 wiring pattern 20 resin portion 21 frame 24 support frame 26 fixed electrode 28a, 28b thin film portion 34 lead portion 35 glass substrate

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板側面から基板上面にかけて基板内部
に穴部を開口させ、当該基板上に圧力センサチップを実
装し、前記穴部を介して前記圧力センサチップに圧力を
導入することを特徴とする圧力センサ。
1. A hole is opened inside the substrate from a side surface of the substrate to an upper surface of the substrate, a pressure sensor chip is mounted on the substrate, and pressure is introduced into the pressure sensor chip through the hole. Pressure sensor.
【請求項2】 検知部を弾性的に支持させた支持基板を
信号処理回路が実装された回路基板上若しくは回路基板
上の台座に接合し、前記検知部に設けた可動電極と対向
させて前記回路基板上若しくは前記台座上に固定電極を
設けた圧力センサにおいて、 前記回路基板の側面から前記回路基板若しくは前記台座
の上面にかけて前記回路基板及び前記台座の内部に穴部
を開口させ、当該穴部を介して前記検知部に圧力を導入
し、前記穴部の少なくとも一部に前記固定電極と接続し
た導電薄膜部を設け、前記導電薄膜部と前記信号処理回
路とを前記支持基板と当該回路基板若しくは前記台座と
の接合部を迂回して電気的に接続したことを特徴とする
圧力センサ。
2. A support substrate that elastically supports the detection unit is bonded to a circuit board on which a signal processing circuit is mounted or a pedestal on the circuit board, and is opposed to a movable electrode provided in the detection unit. In a pressure sensor provided with a fixed electrode on a circuit board or on the pedestal, a hole is opened inside the circuit board and the pedestal from a side surface of the circuit board to an upper surface of the circuit board or the pedestal, and the hole portion A pressure is introduced into the detection unit via a conductive thin film portion connected to the fixed electrode in at least a part of the hole, and the conductive thin film portion and the signal processing circuit are connected to the support substrate and the circuit board. Alternatively, the pressure sensor is characterized in that it is electrically connected by bypassing the joint with the pedestal.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7382599B2 (en) 2005-10-31 2008-06-03 Alps Electric Co., Ltd Capacitive pressure sensor
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