JPH09126920A - Semiconductor pressure sensor - Google Patents

Semiconductor pressure sensor

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JPH09126920A
JPH09126920A JP27943295A JP27943295A JPH09126920A JP H09126920 A JPH09126920 A JP H09126920A JP 27943295 A JP27943295 A JP 27943295A JP 27943295 A JP27943295 A JP 27943295A JP H09126920 A JPH09126920 A JP H09126920A
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sensor
sensor chip
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diaphragm
conductive path
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宏 齊藤
Tomohiro Inoue
智広 井上
Mitsuhiro Kani
充弘 可児
Shigenari Takami
茂成 高見
Takamasa Sakai
孝昌 酒井
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    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/1515Shape
    • H01L2924/15151Shape the die mounting substrate comprising an aperture, e.g. for underfilling, outgassing, window type wire connections

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor pressure sensor with a relatively small packaging space. SOLUTION: In a sensor body 1, a glass pedestal 25 is joined to a sensor chip 20 where a strain gauge 22 is formed on a diaphragm 24. Then, a bump 29 which is electrically connected to the strain gauge 22 protrudes from one surface of the sensor chip 20 where the strain gauge 22 is formed. The bump 29 is packaged on a circuit pattern 32 being formed on a circuit substrate 30 by face-down bonding.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ピエゾ抵抗効果を
利用した小型の半導体圧力センサに関し、とくにエンジ
ン制御、トランスミッション制御、サスペンション制
御、ブレーキ制御などに適した車載用の半導体圧力セン
サに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small semiconductor pressure sensor utilizing the piezoresistive effect, and more particularly to a vehicle-mounted semiconductor pressure sensor suitable for engine control, transmission control, suspension control, brake control and the like. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より提供されている半導体圧力セン
サは、パッケージから端子ピンやリード片が突出した形
状や、パッケージからリード線が引き出された形状のも
のが多い。たとえば、TO−5型のパッケージのように
端子ピンを下面から突出させるものや、図12に示した
もののようにパッケージ10の両側面にリード片11が
突出するDIP形状のものが提供されている。
2. Description of the Related Art Many semiconductor pressure sensors conventionally provided have a shape in which a terminal pin or a lead piece projects from a package or a shape in which a lead wire is pulled out from the package. For example, there are provided a TO-5 type package in which the terminal pins are projected from the lower surface, and a DIP-shaped package in which the lead pieces 11 are projected on both side surfaces of the package 10 as shown in FIG. .

【0003】図12に示した半導体圧力センサは、リー
ドフレーム12と同時一体に成形した合成樹脂よりなる
パッケージ10を有し、リードフレーム12のうちパッ
ケージ10の両側面から突出する部分をリード片11と
して用いている。パッケージ10には下面が開放された
凹所13が形成され、さらに凹所13の内底面にはチッ
プ収納凹所14が形成される。パッケージ10の上面に
は円筒状の導入筒15が突設され、導入筒15からチッ
プ収納凹所14に跨がる部位にはパッケージ10の内外
を連通させる圧力導入孔16が形成されている。
The semiconductor pressure sensor shown in FIG. 12 has a package 10 made of synthetic resin which is molded integrally with a lead frame 12, and portions of the lead frame 12 protruding from both side surfaces of the package 10 are lead pieces 11. Used as. A recess 13 having an open bottom surface is formed on the package 10, and a chip storage recess 14 is formed on the inner bottom surface of the recess 13. A cylindrical introducing cylinder 15 is projected on the upper surface of the package 10, and a pressure introducing hole 16 for communicating the inside and outside of the package 10 is formed in a portion extending from the introducing cylinder 15 to the chip accommodating recess 14.

【0004】リードフレーム12の一部はパッケージ1
0における凹所13の内底面に露出し後述するセンサチ
ップ20に金ないしアルミニウムよりなるボンディング
ワイヤ21を介して接続されるボンディングパッドとし
て機能する。また、凹所13の開口付近には段部18が
形成され、周部が段部18に当接する蓋板19によりパ
ッケージ10の凹所13が閉塞される。蓋板19はパッ
ケージ10に対して接着剤を用いて気密的に封着され
る。
A part of the lead frame 12 is the package 1
It functions as a bonding pad exposed on the inner bottom surface of the recess 13 at 0 and connected to a sensor chip 20 described later through a bonding wire 21 made of gold or aluminum. Further, a step portion 18 is formed near the opening of the recess 13, and the recess 13 of the package 10 is closed by a cover plate 19 whose peripheral portion abuts on the step 18. The lid plate 19 is hermetically sealed to the package 10 using an adhesive.

【0005】ところで、センサチップ20には、複数個
(一般にはブリッジ回路を形成するために4個)の歪ゲ
ージ22をシリコン単結晶の半導体基板23の上に形成
したものを用いる。各歪ゲージ22は半導体基板23に
不純物を拡散させることにより形成され、応力の変化を
電気抵抗の変化に変換する。また、歪ゲージ22は半導
体基板23において他の部分よりも薄肉に形成されてい
るダイアフラム24の部位に形成され、ダイアフラム2
4が表裏の圧力差により撓んだときに、その撓みに伴う
応力の変化を歪ゲージ22によって電気抵抗の変化に変
換することによって圧力の変化を電気抵抗の変化に変換
する。
By the way, as the sensor chip 20, a plurality of (generally four for forming a bridge circuit) strain gauges 22 formed on a silicon single crystal semiconductor substrate 23 is used. Each strain gauge 22 is formed by diffusing impurities in the semiconductor substrate 23 and converts a change in stress into a change in electric resistance. Further, the strain gauge 22 is formed at a portion of the diaphragm 24 which is formed thinner in the semiconductor substrate 23 than other portions, and the diaphragm 2
When 4 is bent due to the pressure difference between the front and back sides, the strain gauge 22 converts a change in stress associated with the change into a change in electrical resistance, thereby converting a change in pressure into a change in electrical resistance.

【0006】上述のように形成されたセンサチップ20
は絶縁材料の台座25の上に陽極接合法などの接合法を
用いて接合されることによりエンサ本体1を形成する。
センサ本体1の台座25は接着剤を用いてチップ収納凹
所14の底面に気密的に固着される。台座25には表裏
に貫通する圧力導入孔26が形成され、この圧力導入孔
26はパッケージ10に形成された圧力導入孔16に連
通している。したがって、センサチップ20に形成され
たダイアフラム24の上面にはパッケージ10の外部の
圧力が作用することになる。一方、台座25がパッケー
ジ10に気密的に固着され、蓋板19がパッケージ10
に気密的に封着されていることによって、パッケージ1
0の内部には気密な圧力基準室27が形成されるから、
ダイアフラム24の下面には圧力基準室27の内部のほ
ぼ一定の圧力が作用する。したがて、パッケージ10の
外部の圧力に変化があると、ダイアフラム24の表裏に
圧力差が生じ、結果的に外部の圧力の変化を検出するこ
とができるのである。
The sensor chip 20 formed as described above
Is bonded to the pedestal 25 of insulating material by using a bonding method such as an anodic bonding method to form the sensor body 1.
The pedestal 25 of the sensor body 1 is airtightly fixed to the bottom surface of the chip accommodating recess 14 using an adhesive. The pedestal 25 is formed with pressure introducing holes 26 penetrating to the front and back, and the pressure introducing holes 26 communicate with the pressure introducing holes 16 formed in the package 10. Therefore, the pressure outside the package 10 acts on the upper surface of the diaphragm 24 formed on the sensor chip 20. On the other hand, the pedestal 25 is airtightly fixed to the package 10, and the lid plate 19 is attached to the package 10.
Package 1 is hermetically sealed to
Since an airtight pressure reference chamber 27 is formed inside 0,
A substantially constant pressure inside the pressure reference chamber 27 acts on the lower surface of the diaphragm 24. Therefore, when the pressure outside the package 10 changes, a pressure difference occurs between the front and back of the diaphragm 24, and as a result, the change in external pressure can be detected.

【0007】ところで、センサチップ20は上述のよう
にボンディングワイヤ21を介してリードフレーム12
に接続され、リードフレーム12の一部であるリード片
11を介して外部回路に接続される。リード片11はパ
ッケージ10の厚み方向(上向きまたは下向き)に折曲
されており、薄肉の導電材よりなる回路パターン32
(薄板の貼着、薄膜の被着、導電ペーストの塗布などに
より形成される)を形成した回路基板(たとえばハイブ
リッド集積回路を形成する基板)30に実装したソケッ
ト31に差し込まれることによって外部回路と接続され
る。ここにおいて、リードフレーム12は帯板材(フー
プ材)を用いて形成され、パッケージ10の成形後にタ
イバーが切断されることによって各リード片11が分離
されるから、タイバーの切断後にリード片11をパッケ
ージ10の厚み方向に折曲する。
By the way, the sensor chip 20 is connected to the lead frame 12 via the bonding wire 21 as described above.
And is connected to an external circuit via the lead piece 11 which is a part of the lead frame 12. The lead piece 11 is bent in the thickness direction of the package 10 (upward or downward), and the circuit pattern 32 is made of a thin conductive material.
An external circuit is formed by being inserted into a socket 31 mounted on a circuit board (for example, a board forming a hybrid integrated circuit) 30 on which a thin plate is attached, a thin film is attached, a conductive paste is applied, or the like. Connected. Here, the lead frame 12 is formed using a band plate material (hoop material), and each lead piece 11 is separated by cutting the tie bar after the package 10 is molded. Therefore, the lead piece 11 is packaged after the tie bar is cut. Bend in the thickness direction of 10.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の半導体圧力センサでは、センサチップ20をリード片
11に接続するためにボンディングワイヤ21を用いて
おり、また、リード片11はパッケージ10の両側面に
突出しているから、実装面積および実装体積が大きくな
るという問題が生じる。つまり、リードフレーム12と
センサチップ20とをボンディングワイヤ21を介して
接続するために、リードフレーム12をセンサチップ2
0の側方に並べて配置してあり、しかもリードフレーム
12はパッケージ10から側方に突出するから、センサ
チップ20の幅に比較して実装面積が大幅に増加するこ
とになる。さらに、上述のようにソケット31を用いる
場合には、回路基板30にあらかじめソケット31を実
装しなければならず実装作業に手間がかかるとともに部
品点数の増加によるコスト高につながる。また、ソケッ
ト31が存在すると、実装面積が一層増加するとともに
回路基板30からの高さが大きくなり、結果的に実装体
積が大きくなる。
As described above, in the conventional semiconductor pressure sensor, the bonding wire 21 is used to connect the sensor chip 20 to the lead piece 11, and the lead piece 11 of the package 10 is used. Since it projects on both side surfaces, there arises a problem that the mounting area and mounting volume increase. That is, in order to connect the lead frame 12 and the sensor chip 20 via the bonding wire 21, the lead frame 12 is connected to the sensor chip 2.
Since the lead frames 12 are arranged side by side on the side of 0 and the lead frame 12 projects laterally from the package 10, the mounting area is significantly increased as compared with the width of the sensor chip 20. Furthermore, when the socket 31 is used as described above, the socket 31 has to be mounted on the circuit board 30 in advance, which requires a lot of time and effort for mounting work and leads to an increase in cost due to an increase in the number of parts. In addition, the presence of the socket 31 further increases the mounting area and increases the height from the circuit board 30, resulting in a large mounting volume.

【0009】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、実装スペースが比較的小さく、しか
もソケットを用いることなく低コストで実装することが
できる半導体圧力センサを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor pressure sensor which has a relatively small mounting space and can be mounted at low cost without using a socket. It is in.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、他の部位よりも薄肉に形成され
圧力を受けて撓むダイアフラムを有しダイアフラム上の
歪ゲージに電気的に接続された凸状電極が一面に突出す
る板状のセンサ本体と、基材の表面に薄肉の導電材によ
る回路パターンが形成され周辺回路を構成する電子部品
とともにセンサ本体が表面実装される回路基板とを備
え、回路パターンにはセンサ本体の凸状電極の配列に一
致するように配置された電極パッドが形成され、電極パ
ッドに対して凸状電極がフェイスダウンボンディグによ
り接合されて成ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 has a diaphragm which is formed thinner than other parts and which bends under pressure. The sensor body is mounted on the surface together with the plate-shaped sensor body in which the convex electrodes that are electrically connected to each other protrude on one surface, and the circuit pattern of the thin conductive material is formed on the surface of the base material and the electronic components that form the peripheral circuits. A circuit board is provided, and electrode pads arranged so as to match the array of the convex electrodes of the sensor body are formed on the circuit pattern, and the convex electrodes are joined to the electrode pads by face down bonding. It is characterized by

【0011】この構成によれば、端子ピンに対してセン
サ本体を接合する場合に比較するとセンサ本体と電極パ
ッドとの位置合わせが容易になる。とくに、凸状電極を
半田によって実装する場合に、端子ピンにセンサ本体を
実装する場合のように半田の溶融時にセンサ本体が端子
ピンから位置ずれして落ちることがなく、半田の表面張
力によってセンサ本体が自動的に位置決めされ(セルフ
アライメント)、電極パッドの位置に応じた所望の位置
に実装されることになる。しかも、周辺回路を構成する
電子部品とともに回路基板に表面実装することができる
から、作業性、生産性が高くなる。また、端子ピンを用
いる場合に比較すると実装時の回路基板からの突出寸法
が小さく周辺回路を含む圧力センサ全体としての小型化
が可能になる。さらに、周辺回路を構成する電子部品と
センサ本体との距離が小さくなり雑音の影響を受けにく
いから感度を向上させることができる。また、凸状電極
を用いて回路基板に実装してあり回路基板との接触面積
が比較的小さく、しかも凸状電極がある程度変形可能で
あるから、センサ本体と回路基板との熱膨張率の差によ
る熱応力を緩和することができ、温度特性に優れた(オ
フセット温度特性が安定し温度に対するヒステリシスが
少ない)半導体圧力センサを得ることができる。
According to this structure, the alignment between the sensor body and the electrode pad becomes easier as compared with the case where the sensor body is joined to the terminal pin. In particular, when the convex electrodes are mounted by solder, the sensor body does not move out of position and fall from the terminal pins when the solder melts, unlike when mounting the sensor body on the terminal pins. The main body is automatically positioned (self-alignment) and mounted at a desired position according to the position of the electrode pad. Moreover, since it can be surface-mounted on the circuit board together with the electronic components forming the peripheral circuit, workability and productivity are improved. Further, as compared with the case where the terminal pins are used, the dimension of protrusion from the circuit board at the time of mounting is small and the pressure sensor as a whole including the peripheral circuit can be downsized. Furthermore, the distance between the electronic components that form the peripheral circuit and the sensor body is reduced, and it is less susceptible to noise, so the sensitivity can be improved. Further, since the convex electrodes are used for mounting on the circuit board and the contact area with the circuit board is relatively small, and the convex electrodes can be deformed to some extent, the difference in the coefficient of thermal expansion between the sensor body and the circuit board is large. It is possible to obtain a semiconductor pressure sensor that can alleviate the thermal stress due to (3) and have excellent temperature characteristics (the offset temperature characteristics are stable and the hysteresis with respect to temperature is small).

【0012】請求項2の発明では、請求項1の発明にお
いて、センサ本体は、半導体基板の厚み方向の一面の中
央部に凹所が開口することにより凹所の底壁をダイアフ
ラムとするセンサチップと、上記凹所との間に空間を形
成するようにセンサチップの上記一面に気密的に接合さ
れた台座とからなることを特徴とする。この構成によれ
ば、センサチップと台座との間に空間を形成することに
よって、この空間を真空にすれば絶対圧を検出すること
ができ、またこの空間に被測定圧力を導入してセンサ本
体の周囲圧力との相対圧を検出することもできる。
According to a second aspect of the present invention, in the sensor body according to the first aspect, the sensor chip has a bottom wall of the recess as a diaphragm by opening the recess at the center of one surface of the semiconductor substrate in the thickness direction. And a pedestal airtightly joined to the one surface of the sensor chip so as to form a space between the recess and the recess. According to this configuration, by forming a space between the sensor chip and the pedestal, it is possible to detect the absolute pressure when the space is evacuated, and the pressure to be measured is introduced into this space to make the sensor main body. It is also possible to detect the relative pressure with respect to the ambient pressure.

【0013】請求項3の発明では、請求項2の発明にお
いて、凸状電極はセンサチップの他面に突設され、セン
サ本体のうちの少なくとも歪ゲージおよび凸状電極を回
路基板との間で囲むように回路基板に固着されたケース
を備え、ケースの周壁の一部には圧力を受けて撓む第2
のダイアフラムが設けられ、ケースと回路基板とに囲ま
れる空間には第2のダイアフラムで受けた圧力変化をセ
ンサ本体のダイアフラムに伝達するとともに歪ゲージお
よび凸状電極を防食する不活性液体が充填されているこ
とを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the convex electrode is provided on the other surface of the sensor chip so that at least the strain gauge and the convex electrode of the sensor body are connected to the circuit board. A second case is provided, which is fixed to the circuit board so as to surround the second case, and a part of the peripheral wall of the case is bent under pressure.
Is provided, and the space surrounded by the case and the circuit board is filled with an inert liquid that transmits the pressure change received by the second diaphragm to the diaphragm of the sensor main body and protects the strain gauge and the convex electrode from corrosion. It is characterized by

【0014】この構成によれば、歪ゲージおよび凸状電
極を不活性液体中に浸漬しているから、歪ゲージや凸状
電極が空気に触れることがなく腐食が防止されて耐久性
が向上する。請求項4の発明では、請求項2の発明にお
いて、回路基板との間でセンサ本体を囲むように回路基
板に固着されたケースを備えることを特徴とする。
According to this structure, since the strain gauge and the convex electrode are immersed in the inert liquid, the strain gauge and the convex electrode do not come into contact with air, corrosion is prevented, and durability is improved. . The invention of claim 4 is characterized in that, in the invention of claim 2, a case fixed to the circuit board is provided so as to surround the sensor main body with the circuit board.

【0015】この構成によれば、センサ本体を回路基板
とケースとにより囲んでいるから、センサ本体の全周を
収納するようなパッケージが不要であって、パッケージ
コストを低減することができる。請求項5の発明では、
請求項4の発明において、センサ本体に設けた台座がケ
ースの内周面に固着されていることを特徴とする。
According to this structure, since the sensor main body is surrounded by the circuit board and the case, a package for accommodating the entire circumference of the sensor main body is unnecessary, and the package cost can be reduced. In the invention of claim 5,
In the invention of claim 4, the pedestal provided on the sensor body is fixed to the inner peripheral surface of the case.

【0016】この構成によれば、ケースにセンサ本体が
固着され、またケースが回路基板に固着されているか
ら、凸状電極のみによって回路基板に接合している場合
に比較するとセンサ本体の固定強度を向上させることが
できる。また、センサ本体とケースおよびケースと回路
基板のそれぞれの固着部位に弾性材料を用いれば、凸状
電極に作用する応力を固着部分で分散緩和することがで
き、凸状電極の接触状態を安定に保つことができる。さ
らに、ケースの回路基板からの高さ寸法を適宜に設定す
れば、ケースによってセンサ本体を回路基板側に押し付
けることで凸状電極の回路基板への接続状態を安定させ
ることが可能である。
According to this structure, since the sensor body is fixed to the case and the case is fixed to the circuit board, the fixing strength of the sensor body is higher than that when the sensor body is bonded to the circuit board only by the convex electrodes. Can be improved. Further, if elastic materials are used for the fixing parts of the sensor body and the case and the case and the circuit board, the stress acting on the convex electrodes can be dispersed and relaxed at the fixing parts, and the contact state of the convex electrodes can be stabilized. Can be kept. Further, by appropriately setting the height dimension of the case from the circuit board, it is possible to stabilize the connection state of the convex electrode to the circuit board by pressing the sensor body against the circuit board side by the case.

【0017】請求項6の発明では、請求項2の発明にお
いて、センサチップは第1導電形半導体により形成さ
れ、センサチップのうちダイアフラムの周部には高濃度
の第2形半導体よりなる第1の導電路が形成され、台座
には第1導電路に対応する部位に貫設された貫通孔の内
周にメタライゼーションを施すことによって第1の導電
路に電気的に接続された第2の導電路が形成され、セン
サチップに設けた歪ゲージと台座の一面に突設された凸
状電極とが第1導電路および第2導電路を介して電気的
に接続されていることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the sensor chip is formed of a first conductivity type semiconductor, and the sensor chip is provided with a high concentration second type semiconductor in a peripheral portion of the diaphragm. Second conductive path is formed on the pedestal, and the pedestal is electrically connected to the first conductive path by applying metallization to the inner circumference of the through hole penetrating the portion corresponding to the first conductive path. A conductive path is formed, and a strain gauge provided on the sensor chip and a convex electrode protruding from one surface of the pedestal are electrically connected via a first conductive path and a second conductive path. To do.

【0018】この構成では、センサ本体において歪ゲー
ジを設けている面とは反対側の面に凸状電極を設けてい
るのであって、凸状電極からセンサ本体への応力がダイ
アフラムに作用しにくく安定した精度の高い圧力測定が
可能になる。また、センサ本体における回路基板との対
向面とは反対側の面に歪ゲージが露出するから、歪ゲー
ジ側に導電検査用のプローブを接触させることでセンサ
本体の実装後に凸状電極と回路基板との接続状態を検査
することができ、さらに歪ゲージをレーザ光でトリミン
グするなどすることによってセンサ本体の実装後に歪ゲ
ージの特性を調整することも可能になる。
In this structure, since the convex electrode is provided on the surface of the sensor body opposite to the surface on which the strain gauge is provided, the stress from the convex electrode to the sensor body hardly acts on the diaphragm. It enables stable and highly accurate pressure measurement. Further, since the strain gauge is exposed on the surface of the sensor body opposite to the surface facing the circuit board, the probe for conductivity inspection is brought into contact with the strain gauge side so that the convex electrodes and the circuit board are mounted after mounting the sensor body. It is also possible to inspect the connection state with and to further adjust the characteristics of the strain gauge after mounting the sensor body by trimming the strain gauge with laser light or the like.

【0019】請求項7の発明は、他の部位よりも薄肉に
形成され圧力を受けて撓むダイアフラムを有しダイアフ
ラム上の歪ゲージに電気的に接続された凸状電極が一面
に突出する板状のセンサ本体と、センサ本体よりも厚み
が大きい基材の表面に薄肉の導電材による回路パターン
が形成され周辺回路を構成する電子部品が実装される回
路基板と、回路基板の厚み方向に貫設した収納孔に収納
されるセンサ本体を一面に固着した形で収納孔の一方の
開口面を閉塞するように回路基板に固着された第1の蓋
板と、収納孔の他方の開口面を閉塞するように回路基板
に固着された第2の蓋板とからなり、回路パターンの一
部は収納孔の開口内に延長されるとともにセンサ本体の
凸状電極の配列に一致するように配置されたリード片を
形成し、リード片に対して凸状電極が収納孔の内側から
接合されていることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a plate having a diaphragm which is formed thinner than other portions and which is bent by receiving pressure so that a convex electrode electrically connected to a strain gauge on the diaphragm is projected on one surface. -Shaped sensor body, a circuit board on which a circuit pattern made of a thin conductive material is formed on the surface of a base material that is thicker than the sensor body, and electronic components that form peripheral circuits are mounted, and a circuit board that penetrates in the thickness direction of the circuit board. The first lid plate fixed to the circuit board so as to close one opening surface of the housing hole with the sensor main body housed in the provided housing hole fixed to one surface, and the other opening surface of the housing hole. The second cover plate is fixed to the circuit board so as to be closed, and a part of the circuit pattern is arranged so as to extend into the opening of the housing hole and match the array of the convex electrodes of the sensor body. Forming a lead piece It is convex electrode against, characterized in that it is joined from the inside of the receiving hole.

【0020】この構成によれば、センサ本体を回路基板
の厚み寸法内に実装しているから、センサ本体の実装ス
ペースを大幅に小さくすることができる。また、センサ
本体は収納孔を閉塞する蓋板の一方に固着されているか
ら、蓋板を形成する材料としてセンサ本体と熱膨張率の
近いものを選択すればセンサ本体への熱応力を小さくす
ることができ、安定した圧力測定が可能になる。さら
に、リード片は収納孔の内側に突設されているから、リ
ード片の弾性によって凸状電極に作用する応力を緩和す
ることができる。加えて、蓋板によって収納孔を覆って
いることにより、必要に応じて蓋板に回路部品を実装す
ることも可能であって周辺回路を含む実装効率が高くな
る。
According to this structure, since the sensor body is mounted within the thickness of the circuit board, the mounting space of the sensor body can be significantly reduced. Further, since the sensor body is fixed to one of the lid plates that closes the storage hole, if a material having a coefficient of thermal expansion close to that of the sensor body is selected as the material forming the lid plate, the thermal stress on the sensor body is reduced. This enables stable pressure measurement. Further, since the lead piece is provided so as to project inside the accommodation hole, the stress acting on the convex electrode due to the elasticity of the lead piece can be relieved. In addition, by covering the storage hole with the cover plate, it is possible to mount circuit components on the cover plate as needed, and the mounting efficiency including the peripheral circuits is increased.

【0021】請求項8の発明では、請求項7の発明にお
いて、収納孔の内周面とセンサ本体の外周面との間に形
成される隙間の少なくとも一部にゲル状の応力緩和材が
充填されていることを特徴とする。この構成によれば、
センサ本体の周囲にゲル状の応力緩和材を充填している
ことによって、センサ本体への振動や衝撃を緩和するこ
とができる。
According to the invention of claim 8, in the invention of claim 7, at least a part of the gap formed between the inner peripheral surface of the housing hole and the outer peripheral surface of the sensor body is filled with a gel-like stress relaxation material. It is characterized by being. According to this configuration,
By filling the periphery of the sensor body with a gel-like stress relaxation material, it is possible to reduce vibrations and impacts on the sensor body.

【0022】請求項9の発明では、請求項1の発明にお
いて、センサ本体は半導体基板の内部に空洞を設けるこ
とにより空洞の周壁の一部にダイアフラムを形成したセ
ンサチップであることを特徴とする。この構成では、セ
ンサチップに台座を接合する必要がなく、材料コストを
低減することができる。
According to a ninth aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the sensor body is a sensor chip in which a cavity is provided inside a semiconductor substrate to form a diaphragm on a part of a peripheral wall of the cavity. . With this configuration, it is not necessary to join the pedestal to the sensor chip, and the material cost can be reduced.

【0023】請求項10の発明では、請求項1の発明に
おいて、センサ本体は半導体基板の厚み方向の一面の中
央部に凹所が開口することにより凹所の底壁をダイアフ
ラムとするセンサチップであって、センサチップのうち
ダイアフラムの周部にはセンサ本体の厚み方向に貫通す
る導電路が形成され、センサチップの上記一面には導電
路を介して歪ゲージと電気的に接続された凸状電極が突
設され、センサチップの周部と回路基板との間には凹所
と回路基板との間の空間を気密的に封止するとともに凸
状電極の応力を緩和する応力緩和材が充填されているこ
とを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the sensor body is a sensor chip in which the bottom wall of the recess is a diaphragm by opening the recess in the center of one surface of the semiconductor substrate in the thickness direction. There is a conductive path that penetrates in the thickness direction of the sensor body around the diaphragm of the sensor chip, and a convex shape electrically connected to the strain gauge through the conductive path is formed on the one surface of the sensor chip. Electrodes are projected, and a stress relaxation material is filled between the peripheral part of the sensor chip and the circuit board to hermetically seal the space between the recess and the circuit board and to relieve the stress of the convex electrodes. It is characterized by being.

【0024】この構成によれば、請求項6の発明と同様
の構成および作用を有し、加えて、センサチップの周部
と回路基板との間に応力緩和材を充填することによって
凹所と回路基板との間に気密空間を形成するから、セン
サチップに台座を接合する必要がなく、材料コストを低
減することができる。しかも、応力緩和材は凸状電極を
支持することでセンサチップの回路基板への固定強度を
高め、かつセンサチップに作用する応力を緩和すること
によって安定した精度のよい圧力測定を可能にする。
According to this structure, the same structure and operation as those of the sixth aspect of the invention are provided, and in addition, the stress relief material is filled between the peripheral portion of the sensor chip and the circuit board to form the recess. Since the airtight space is formed with the circuit board, it is not necessary to join the pedestal to the sensor chip, and the material cost can be reduced. Moreover, the stress relaxation material supports the convex electrode to increase the fixing strength of the sensor chip to the circuit board, and relaxes the stress acting on the sensor chip to enable stable and accurate pressure measurement.

【0025】請求項11の発明では、請求項1の発明に
おいて、センサ本体は半導体基板の厚み方向の一面の中
央部に凹所が開口することにより凹所の底壁をダイアフ
ラムとするセンサチップであって、センサチップのうち
ダイアフラムを囲む周部にはセンサ本体の厚み方向に貫
通する導電路が形成され、センサチップの上記一面には
導電路を介して歪ゲージと電気的に接続された凸状電極
が突設され、センサチップには凸状電極のセンサチップ
からの突出寸法よりも厚み寸法が小さくかつ凹所を気密
的に封止する蓋板が固着されて成ることを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the sensor body is a sensor chip in which the bottom wall of the recess is a diaphragm by opening the recess in the center of one surface of the semiconductor substrate in the thickness direction. Then, a conductive path penetrating in the thickness direction of the sensor body is formed in the peripheral portion of the sensor chip surrounding the diaphragm, and a convex portion electrically connected to the strain gauge through the conductive path is formed on the one surface of the sensor chip. Shaped electrodes are provided in a protruding manner, and the sensor chip is fixed with a cover plate having a thickness smaller than the protruding size of the convex electrodes from the sensor chip and hermetically sealing the recess.

【0026】この構成では、請求項6と同様の構成およ
び作用を有し、加えて、凸状電極の突出寸法内で蓋板を
設けるから、台座を設ける場合に比較すればセンサ本体
の厚み寸法を小さくすることができる。しかも、凸状電
極が実装時に変形しても凸状電極のセンサ本体からの突
出寸法は蓋板の厚み寸法よりも小さくなることはないか
ら、凸状電極を回路基板との接触面積が小さい状態に保
つことができ、凸状電極による応力緩和の効果を維持す
ることができる。
In this structure, the same structure and operation as those of the sixth aspect are provided, and in addition, since the cover plate is provided within the projecting size of the convex electrode, the thickness size of the sensor main body is compared with the case where the pedestal is provided. Can be made smaller. Moreover, even if the convex electrode is deformed during mounting, the protruding dimension of the convex electrode from the sensor body does not become smaller than the thickness of the cover plate, so the contact area of the convex electrode with the circuit board is small. Therefore, the effect of stress relaxation due to the convex electrode can be maintained.

【0027】請求項12の発明では、請求項10または
請求項11の発明において、センサチップが第1導電形
半導体により形成され、導電路は高濃度の第2導電形半
導体により形成されていることを特徴とする。この構成
では、導電路を半導体の製造プロセスによって形成する
ことができるから製造が容易である。
According to a twelfth aspect of the invention, in the tenth or eleventh aspect of the invention, the sensor chip is formed of a first conductivity type semiconductor, and the conductive path is formed of a high concentration second conductivity type semiconductor. Is characterized by. With this configuration, the conductive path can be formed by a semiconductor manufacturing process, and thus the manufacturing is easy.

【0028】請求項13の発明では、請求項10または
請求項11の発明において、導電路はセンサチップを形
成する半導体基板に貫設した貫通孔の内周面に絶縁層を
介してメタライゼーションを施すことにより形成されて
いることを特徴とする。この構成では、請求項12の発
明の構成に比較して、絶縁層によって電流リークを低減
することができ、しかもメタライゼーションした金属に
よって導電路の導電性を高くすることができる。その結
果、圧力測定の感度を高めるとともに測定精度が向上す
ることになる。
According to a thirteenth aspect of the invention, in the tenth aspect or the eleventh aspect of the invention, the conductive path is provided with metallization on the inner peripheral surface of the through hole penetrating the semiconductor substrate forming the sensor chip via an insulating layer. It is characterized in that it is formed by applying. In this structure, compared with the structure of the twelfth aspect of the invention, the current leakage can be reduced by the insulating layer, and the conductivity of the conductive path can be increased by the metallized metal. As a result, the sensitivity of pressure measurement is increased and the measurement accuracy is improved.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施形態1)図1に本実施形態の断面図を示す。セン
サチップ20は従来の技術で説明したものと同様の構成
を有し、耐熱ガラス(商品名:パイレックス)よりなる
台座25に陽極接合法によって接合されることによりセ
ンサ本体1を形成する。ここに、陽極接合法は、シリコ
ン単結晶よりなるセンサチップ20と同程度の熱膨張係
数を有する耐熱ガラスの台座25を用い、センサチップ
20における凹所の開口側と台座25との平滑面同士を
突き合わせるとともに、300〜400℃に加熱した状
態で、台座25に500V程度の負電圧を印加する方法
であって、センサチップ20と台座25との界面に大き
なクーロン力を作用させることによりセンサチップ20
と台座25との界面で化学結合を生じさせてセンサチッ
プ20と台座25とを接合する方法である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of this embodiment. The sensor chip 20 has the same structure as that described in the related art, and the sensor body 1 is formed by being bonded to a pedestal 25 made of heat-resistant glass (trade name: Pyrex) by an anodic bonding method. Here, in the anodic bonding method, a pedestal 25 of heat-resistant glass having a thermal expansion coefficient similar to that of the sensor chip 20 made of silicon single crystal is used, and smooth surfaces of the opening side of the recess of the sensor chip 20 and the pedestal 25 are And a method of applying a negative voltage of about 500 V to the pedestal 25 in a state of being heated to 300 to 400 ° C. and applying a large Coulomb force to the interface between the sensor chip 20 and the pedestal 25. Chip 20
This is a method of joining the sensor chip 20 and the pedestal 25 by causing a chemical bond at the interface between the pedestal 25 and the pedestal 25.

【0030】センサチップ20と台座25とを接合させ
た状態では、センサチップ20と台座25との間に気密
な圧力基準室27が形成される。つまり、センサチップ
20は一面の中央部に凹所が開口し凹所の底壁がダイア
フラム24になるから、台座25によって凹所を閉塞す
ることにより、凹所内が圧力基準室27となるのであ
る。ところで、センサチップ20と台座25との接合時
には加熱されているから、大気圧下で接合した場合には
圧力基準室27の内部圧力は常温では0.4〜0.5気
圧程度になる。一方、絶対圧を測定するには圧力基準室
27を真空にする必要があり、センサチップ20と台座
25とを真空中で接合しなければならない。この場合、
真空中では熱伝導がないから、主として輻射熱を利用し
て加熱するようにセンサチップ20と台座25とを囲む
形にヒータを配置する。
In the state where the sensor chip 20 and the pedestal 25 are joined, an airtight pressure reference chamber 27 is formed between the sensor chip 20 and the pedestal 25. That is, the sensor chip 20 has a recess opening in the center of one surface and the bottom wall of the recess serves as the diaphragm 24. By closing the recess with the pedestal 25, the interior of the recess becomes the pressure reference chamber 27. . By the way, since the sensor chip 20 and the pedestal 25 are heated at the time of joining, the internal pressure of the pressure reference chamber 27 becomes about 0.4 to 0.5 at room temperature when they are joined under atmospheric pressure. On the other hand, in order to measure the absolute pressure, the pressure reference chamber 27 needs to be evacuated, and the sensor chip 20 and the pedestal 25 must be joined in vacuum. in this case,
Since there is no heat conduction in a vacuum, the heater is arranged so as to surround the sensor chip 20 and the pedestal 25 so that the radiant heat is mainly used for heating.

【0031】センサチップ20は凹所の開口側である上
面が上述のように台座25に接合され、センサチップ2
0の下面には外部回路と接続するための配線パターン2
8が形成されている。配線パターン28には凸状電極と
してのバンプ29が固着され、回路基板30の上の回路
パターン32に対してバンプ29がフェイスダウンボン
ディングによって接合される。バンプ29は半田、金、
錫、銅などの各種金属や導電性合成樹脂を用いて形成さ
れる。
The upper surface of the sensor chip 20, which is the opening side of the recess, is bonded to the pedestal 25 as described above, and the sensor chip 2
Wiring pattern 2 for connecting to the external circuit on the bottom surface of 0
8 are formed. A bump 29 as a convex electrode is fixed to the wiring pattern 28, and the bump 29 is joined to the circuit pattern 32 on the circuit board 30 by face-down bonding. The bumps 29 are solder, gold,
It is formed using various metals such as tin and copper and conductive synthetic resins.

【0032】本実施形態では半田を用いてバンプ29を
形成する。センサチップ20の配線パターン28はアル
ミニウムにより形成されており半田の濡れ性が低いか
ら、半田の濡れ性を高めるために配線パターン28の表
面に金属膜による中間層を形成する。中間層は、基本的
に2層の金属膜からなり、配線パターン28側の層には
アルミニウムとの結合力が高いクロムを用い、バンプ2
9側の層には半田との結合力が高い銅を用いる。また、
中間層はスパッタリングや蒸着などの方法で形成され
る。バンプ29となる半田材料は、たとえば錫と鉛との
比率が60:40あるいは5:95であるものを用い、
メタルマスクを用いて蒸着するかフォトレジストマスク
を用いてメッキするなどの方法で配線パターン28の上
に中間層となる金属膜を介して堆積させる。その後、不
活性ガス(希ガスや窒素ガス)の雰囲気中でリフローを
行ない、表面張力によって半球状となるように溶融させ
る。
In this embodiment, the bumps 29 are formed using solder. Since the wiring pattern 28 of the sensor chip 20 is made of aluminum and has low solder wettability, an intermediate layer of a metal film is formed on the surface of the wiring pattern 28 in order to improve the solder wettability. The intermediate layer basically consists of two layers of metal film, and the layer on the side of the wiring pattern 28 is made of chromium, which has a high bonding strength with aluminum, and the bump 2
Copper having a high bonding strength with solder is used for the layer on the 9 side. Also,
The intermediate layer is formed by a method such as sputtering or vapor deposition. The solder material used for the bumps 29 is, for example, one having a tin: lead ratio of 60:40 or 5:95.
The metal film serving as an intermediate layer is deposited on the wiring pattern 28 by a method such as vapor deposition using a metal mask or plating using a photoresist mask. After that, reflow is performed in an atmosphere of an inert gas (rare gas or nitrogen gas), and it is melted into a hemispherical shape due to surface tension.

【0033】ここに、金を用いてバンプ29を形成する
場合は、ボンディングワイヤと同様の細いワイヤの先端
部に直径が50〜200μmのボールを形成し、このボ
ールをキャピラリに装着して超音波を印加することによ
りセンサチップ20の配線パターン28の上に結合させ
た、その後、キャピラリを横にずらすことによって、ボ
ールだけをワイヤから切り離せばよい。また、導電性合
成樹脂を用いてバンプ29を形成する場合には、導電性
合成樹脂として導電ペースト(銀ペーストや銅ペース
ト)を用い、配線パターン28の表面に半球状に塗布し
た後に、加熱を行なって硬化させる。上述のように、錫
や銅でもバンプ29を形成することができるが、バンプ
29の形成方法は従来周知の各種方法が適用可能である
から、説明を省略する。
When gold is used to form the bump 29, a ball having a diameter of 50 to 200 μm is formed at the tip of a thin wire similar to the bonding wire, and this ball is mounted on a capillary and ultrasonic waves are applied. The ball is bonded to the wiring pattern 28 of the sensor chip 20 by applying, and then only the ball is separated from the wire by laterally shifting the capillary. When the bumps 29 are formed using a conductive synthetic resin, a conductive paste (silver paste or copper paste) is used as the conductive synthetic resin, and the surface of the wiring pattern 28 is applied in a hemispherical shape and then heated. Go and cure. As described above, the bumps 29 can be formed of tin or copper, but various known methods can be applied to the method of forming the bumps 29, and thus the description thereof will be omitted.

【0034】上述のようにして形成されたバンプ29
は、半田により形成されたものであれば、周辺回路を構
成する電子部品の実装とともにリフロー炉によって回路
基板30の回路パターン32に接合することができる。
また、バンプ29は材料に応じて、導電性接着剤(銀ペ
ースト、銅ペーストなどの導電ペースト)、インジウム
合金、半田などを用いて回路基板30の上の回路パター
ン32と接続することができる。導電性接着剤を用いる
場合には接着後に100〜200℃で加熱することによ
り導電性接着剤を硬化させる。
The bump 29 formed as described above
If it is formed of solder, it can be bonded to the circuit pattern 32 of the circuit board 30 by a reflow furnace together with the mounting of electronic components constituting the peripheral circuit.
The bump 29 can be connected to the circuit pattern 32 on the circuit board 30 by using a conductive adhesive (conductive paste such as silver paste or copper paste), indium alloy, or solder depending on the material. When a conductive adhesive is used, the conductive adhesive is cured by heating at 100 to 200 ° C. after bonding.

【0035】センサ本体1を回路基板30と接合した状
態で、センサ本体1にはケース40が被嵌される。ケー
ス40は一面が開口した有底筒状に金属(コバール、ニ
ッケル、洋白、鉄など)により形成され、ケース40の
開口縁を半田付け、溶着、熱硬化性合成樹脂による接着
のいずれかにより回路基板30に封着し、回路基板30
との間にセンサチップ20を収納する空間を形成する。
半田付けや溶着の場合には、回路基板30の上にケース
40と接する部位のほぼ全周にわたるパターンを形成し
ておく。ただし、このパターンは回路パターン32とは
絶縁し、ケース40も回路パターン32とは絶縁してお
く。
A case 40 is fitted on the sensor body 1 with the sensor body 1 bonded to the circuit board 30. The case 40 is made of metal (Kovar, nickel, nickel silver, iron, etc.) in a bottomed tubular shape with one surface open, and the opening edge of the case 40 is soldered, welded, or bonded with a thermosetting synthetic resin. The circuit board 30 is sealed to the circuit board 30.
A space for accommodating the sensor chip 20 is formed between and.
In the case of soldering or welding, a pattern is formed on the circuit board 30 over substantially the entire circumference of the portion in contact with the case 40. However, this pattern is insulated from the circuit pattern 32, and the case 40 is also insulated from the circuit pattern 32.

【0036】ケース40の底壁(図1の上壁)の中央部
にはステンレスなどの薄肉のダイアフラム41が一体に
設けられる。したがって、ケース40と回路基板30と
の間には気密空間が形成され、センサチップ20および
台座25はこの気密空間に納装されることになる。回路
基板30とケース40との間に形成された気密空間に
は、シリコーンオイルよりなる絶縁性を有する不活性液
体42が封入される。不活性液体42は、回路基板30
あるいはケース(ダイアフラム41を除く部位)40の
一部に形成した導入孔から上記気密空間に導入され、導
入孔は不活性液体42の充填後に半田付けまたは溶接に
よって封止される。
A thin diaphragm 41 made of stainless steel or the like is integrally provided at the center of the bottom wall (upper wall in FIG. 1) of the case 40. Therefore, an airtight space is formed between the case 40 and the circuit board 30, and the sensor chip 20 and the pedestal 25 are housed in this airtight space. An airtight space formed between the circuit board 30 and the case 40 is filled with an inert liquid 42 made of silicone oil and having an insulating property. The inert liquid 42 is applied to the circuit board 30.
Alternatively, it is introduced into the airtight space from an introduction hole formed in a part of the case (portion excluding the diaphragm 41) 40, and the introduction hole is sealed by soldering or welding after filling the inert liquid 42.

【0037】上述の構成によって、センサチップ20は
不活性液体42に浸漬され、外気から遮断されることに
なって劣化が少なくなり、長期間にわたって電気的およ
び機械的な特性を安定に保つことができる。一方、ケー
ス40の外部からダイアフラム41に作用する圧力は不
活性液体42を介してセンサチップ20のダイアフラム
24に伝達される。上記構造の圧力センサは、2つのダ
イアフラム24,41を備えていることに因んで二重ダ
イアフラム方式と呼ばれている。
With the above-described structure, the sensor chip 20 is immersed in the inert liquid 42 and shielded from the outside air, so that the deterioration is reduced and stable electrical and mechanical characteristics can be maintained for a long period of time. it can. On the other hand, the pressure acting on the diaphragm 41 from the outside of the case 40 is transmitted to the diaphragm 24 of the sensor chip 20 via the inert liquid 42. The pressure sensor having the above structure is called a double diaphragm system because it has two diaphragms 24 and 41.

【0038】以上説明したように、従来構成のようにリ
ードフレームを用いず、本実施形態ではセンサチップ2
0に設けたバンプ29を回路基板30の回路パターン3
2にフェイスダウンボンディングによって直付けしてい
るから、外部回路との接続にソケットが不要であるとと
もに、ケース40の幅がリードフレームを用いる場合に
比較して大幅に小さくセンサチップ20の幅程度まで小
型化することが可能になる。つまり、実装面積および実
装高さが小さくなる。また、小型であって不活性液体4
2の充填量は少なくてよいから、二重ダイアフラム方式
を採用しているにもかかわらず比較的軽量であり、かつ
不活性液体42の熱膨張による内部圧力の変化が少なく
なっている。さらに、回路基板30ないしは回路パター
ン32とセンサチップ20とは熱膨張率が異なっている
が、回路パターン32とセンサチップ20とはバンプ2
9を介して接合されており、回路パターン32とバンプ
29、センサチップ20とバンプ29のそれぞれの接触
面の直径は50〜200μm程度と非常に小さいから、
熱膨張率の違いによる歪が伝達されにくく、この点でも
センサチップ20に対する周囲温度の影響が小さくなっ
ている。
As described above, the sensor chip 2 is used in this embodiment without using the lead frame unlike the conventional structure.
Circuit pattern 3 of the circuit board 30
Since it is directly attached by face down bonding to No. 2, a socket is not required for connection with an external circuit, and the width of the case 40 is significantly smaller than that of the case where a lead frame is used, and the width of the sensor chip 20 is about the same. It becomes possible to miniaturize. That is, the mounting area and the mounting height are reduced. In addition, it is small and inert liquid 4
Since the filling amount of 2 is small, it is relatively lightweight despite the use of the double diaphragm system, and the change in internal pressure due to the thermal expansion of the inert liquid 42 is small. Further, although the circuit board 30 or the circuit pattern 32 and the sensor chip 20 have different coefficients of thermal expansion, the circuit pattern 32 and the sensor chip 20 have the bumps 2
9 and the contact surfaces of the circuit pattern 32 and the bump 29 and the sensor chip 20 and the bump 29 are very small, about 50 to 200 μm.
The strain due to the difference in the coefficient of thermal expansion is hard to be transmitted, and in this respect also, the influence of the ambient temperature on the sensor chip 20 is small.

【0039】(実施形態2)実施形態1では、周辺回路
を構成する電子部品を実装した回路基板30にフェイス
ダウンボンディングによって圧力センサを実装している
から、電子部品と圧力センサとの距離が比較的近くな
り、電路が短くなってノイズを低減することができると
ともに、電子部品と圧力センサとの温度差が小さくなっ
て温度補償が容易になる。本実施形態は、電子部品と圧
力センサとの温度差を実施形態1よりもさらに低減した
ものであって、図2に示すように、周辺回路を構成する
電子部品2をセンサ本体1とともにケース40に収納し
てあり、かつケース40と回路基板30とに囲まれた空
間に不活性液体42を充填してある。また、ケース40
の一部にはダイアフラム41を設け、ダイアフラム41
に作用した圧力が不活性液体42を介してセンサ本体1
のダイアフラム24に伝達されるようにしてある。つま
り、本実施形態も二重ダイアフラム方式を採用してい
る。
(Embodiment 2) In Embodiment 1, since the pressure sensor is mounted by face-down bonding on the circuit board 30 on which the electronic components forming the peripheral circuit are mounted, the distance between the electronic component and the pressure sensor is compared. It becomes close to the target, the electric path can be shortened to reduce noise, and the temperature difference between the electronic component and the pressure sensor can be reduced to facilitate temperature compensation. In the present embodiment, the temperature difference between the electronic component and the pressure sensor is further reduced as compared with the first embodiment, and as shown in FIG. The space surrounded by the case 40 and the circuit board 30 is filled with the inert liquid 42. Also, the case 40
A diaphragm 41 is provided on a part of the
The pressure acting on the sensor body 1 passes through the inert liquid 42.
Of the diaphragm 24. That is, this embodiment also employs the double diaphragm system.

【0040】この構成では、周辺回路を構成する電子部
品2とセンサ本体1とが一つのケース40に収納され、
かつそのケース40には不活性液体42が充填されてい
るから、不活性液体42を介して空気中よりも迅速に熱
が伝導され、結果的に電子部品2とセンサ本体1との温
度差が小さくなる。他の構成および動作は実施形態1と
同様である。
In this structure, the electronic parts 2 constituting the peripheral circuit and the sensor body 1 are housed in one case 40,
Moreover, since the case 40 is filled with the inert liquid 42, heat is conducted through the inert liquid 42 more quickly than in the air, and as a result, the temperature difference between the electronic component 2 and the sensor body 1 is reduced. Get smaller. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.

【0041】(実施形態3)本実施形態は、センサチッ
プ20と台座25との全体を不活性液体42に浸漬する
のではなく、図3に示すように、センサチップ20にお
いて歪ゲージ22とバンプ29の周辺部位のみを不活性
液体42に浸漬することにより、電路部分の腐食を防止
したものである。
(Embodiment 3) In the present embodiment, the entire sensor chip 20 and the pedestal 25 are not immersed in the inert liquid 42, but as shown in FIG. By immersing only the peripheral portion of 29 in the inert liquid 42, the corrosion of the electric circuit portion is prevented.

【0042】基本的な構成は実施形態1と同様であり、
センサチップ20に台座25を接合することによりセン
サチップ20と台座25との間に圧力基準室27を形成
し、センサチップ20の下面側に配線パターン(図示せ
ず)を形成するともに、配線パターンにバンプ29を突
設してある。このバンプ29は回路基板30の回路パタ
ーン32にフェイスダウンボンディングにより接合され
る。ケース40は両端が開放された筒状であって、セン
サチップ20を回路基板30に実装した状態での回路基
板30からの高さがセンサチップ20と同程度に設定さ
れている。また、ケース40の上端部とセンサチップ2
0ないし台座25との間はシール45により封止されて
いる。シール45にはシリコーン樹脂や低融点ガラスが
用いられる。また、ケース40の周壁の一部にはダイア
フラム41が形成され、このダイアフラム41に作用す
る圧力をセンサチップ20のダイアフラム24に伝達す
るために、ケース40と回路基板30とシール45とに
より囲まれた気密空間には不活性液体42が充填され
る。つまり、本実施形態も二重ダイアフラム方式を採用
している。この不活性液体42により、センサチップ2
0に形成された歪ゲージ22、配線パターン28、バン
プ29が空気に触れなくなり、これらの酸化による腐食
を防止することができる。
The basic structure is the same as that of the first embodiment,
The pressure reference chamber 27 is formed between the sensor chip 20 and the pedestal 25 by joining the pedestal 25 to the sensor chip 20, a wiring pattern (not shown) is formed on the lower surface side of the sensor chip 20, and the wiring pattern is formed. Bumps 29 are projected on the. The bump 29 is joined to the circuit pattern 32 of the circuit board 30 by face down bonding. The case 40 has a tubular shape with both ends open, and the height from the circuit board 30 when the sensor chip 20 is mounted on the circuit board 30 is set to the same level as the sensor chip 20. In addition, the upper end of the case 40 and the sensor chip 2
A space between 0 and the pedestal 25 is sealed by a seal 45. Silicone resin or low melting point glass is used for the seal 45. A diaphragm 41 is formed on a part of the peripheral wall of the case 40, and is surrounded by the case 40, the circuit board 30, and the seal 45 in order to transmit the pressure acting on the diaphragm 41 to the diaphragm 24 of the sensor chip 20. The airtight space is filled with the inert liquid 42. That is, this embodiment also employs the double diaphragm system. With this inert liquid 42, the sensor chip 2
The strain gauge 22, the wiring pattern 28, and the bumps 29 formed at 0 are not exposed to the air, and corrosion of these due to oxidation can be prevented.

【0043】(実施形態4)実施形態1ではケース40
を用いているが、図4に示すように、ケース40に代え
てセンサチップ20の周部と回路基板30との間を気密
的に封止するシリコーンゴムのシール46を設けてもよ
い。この場合に、検出すべき圧力を受けるダイアフラム
41を設けるケース40が存在しないから、回路基板3
0の一部に透孔38を形成し、透孔38を塞ぐ形でダイ
アフラム41を設ける。不活性液体42は、センサチッ
プ20と回路基板30とシール46とに囲まれた気密空
間に充填され、透孔38はこの気密空間に連通するよう
に形成されるから、ダイアフラム41に作用した圧力
は、不活性液体42を介してセンサチップ20のダイア
フラム24に伝達される。つまり、本実施形態の構成も
二重ダイアフラム方式になる。他の構成および動作は実
施形態1と同様であり、本実施形態においても実施形態
3と同様に不活性液体42を必要最小限としながらもセ
ンサチップ20の導電路の腐食を防止することができ
る。
(Fourth Embodiment) In the first embodiment, the case 40 is used.
However, as shown in FIG. 4, instead of the case 40, a silicone rubber seal 46 that hermetically seals between the peripheral portion of the sensor chip 20 and the circuit board 30 may be provided. In this case, since the case 40 provided with the diaphragm 41 that receives the pressure to be detected does not exist, the circuit board 3
A through hole 38 is formed in a part of 0, and a diaphragm 41 is provided so as to close the through hole 38. Since the inert liquid 42 is filled in the airtight space surrounded by the sensor chip 20, the circuit board 30, and the seal 46, and the through hole 38 is formed so as to communicate with this airtight space, the pressure acting on the diaphragm 41 is increased. Are transmitted to the diaphragm 24 of the sensor chip 20 via the inert liquid 42. That is, the configuration of this embodiment is also a double diaphragm system. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and in this embodiment as well as in the third embodiment, it is possible to prevent the corrosion of the conductive paths of the sensor chip 20 while minimizing the amount of the inert liquid 42. .

【0044】(実施形態5)本実施形態は、図5に示す
ように、センサチップ20に形成されたダイアフラム2
4と台座25との間の空間に圧力の検出対象となる流体
を導入し、回路基板30とケース40とに囲まれた空間
を圧力基準室27とした構成を有する。すなわち、セン
サチップ20は実施形態1と同様の構成を有し、耐熱ガ
ラスの台座25に陽極接合法によって接合される。セン
サチップ20にはバンプ29が形成され、バンプ29は
回路基板30に形成された回路パターン32に接合され
る。さらに、実施形態1と同様に有底筒状のケース40
がセンサチップ20および台座25を覆う形で回路基板
30に封着される。
(Embodiment 5) In this embodiment, as shown in FIG. 5, the diaphragm 2 formed on the sensor chip 20.
A fluid, which is a pressure detection target, is introduced into a space between the base 4 and the pedestal 25, and the space surrounded by the circuit board 30 and the case 40 serves as a pressure reference chamber 27. That is, the sensor chip 20 has the same configuration as that of the first embodiment, and is bonded to the pedestal 25 made of heat-resistant glass by the anodic bonding method. Bumps 29 are formed on the sensor chip 20, and the bumps 29 are bonded to the circuit patterns 32 formed on the circuit board 30. Further, as in the first embodiment, the bottomed cylindrical case 40
Is sealed to the circuit board 30 so as to cover the sensor chip 20 and the pedestal 25.

【0045】ところで、本実施形態ではセンサチップ2
0のダイアフラム24と台座25との間の空間に圧力の
検出対象となる流体を導入するために、台座25には厚
み方向の表裏に貫通した圧力導入孔26が超音波ドリル
等を用いて形成される。また、台座25はケース40の
内底面にシリコーン樹脂などを用いて圧力導入孔26の
部位を除いて気密的に接着される。したがって、ケース
40からセンサ本体1への外力の伝達が接着部によって
緩和されることになる。また、ケース40の高さ寸法を
適宜に設定すれば、センサ本体1にケース40を被嵌し
てケース40を回路基板30に固定することによってバ
ンプ29を回路パターン32に押し付けることができ、
結果的にバンプ29の電気的接続の信頼性を高めること
ができる。ケース40には、圧力導入孔26に連通する
圧力導入孔16の形成された導入筒15が上面に突出す
る。図5では導入筒15に接続したチューブ43を通し
て圧力検出対象となる流体を導入している。
By the way, in this embodiment, the sensor chip 2
In order to introduce a fluid whose pressure is to be detected into the space between the zero diaphragm 24 and the pedestal 25, the pedestal 25 is formed with pressure introducing holes 26 penetrating the front and back in the thickness direction using an ultrasonic drill or the like. To be done. Further, the pedestal 25 is airtightly adhered to the inner bottom surface of the case 40 by using silicone resin or the like except for the portion of the pressure introducing hole 26. Therefore, the transmission of the external force from the case 40 to the sensor body 1 is relieved by the adhesive portion. Further, by appropriately setting the height dimension of the case 40, the bump 29 can be pressed against the circuit pattern 32 by fitting the case 40 on the sensor body 1 and fixing the case 40 to the circuit board 30.
As a result, the reliability of the electrical connection of the bump 29 can be improved. In the case 40, the introduction cylinder 15 having the pressure introduction hole 16 communicating with the pressure introduction hole 26 is projected on the upper surface. In FIG. 5, the fluid to be pressure-detected is introduced through the tube 43 connected to the introduction cylinder 15.

【0046】ここに、台座25がケース40に気密的に
接着されているから、センサチップ20および台座25
と回路基板30とケース40とに囲まれた空間は圧力導
入孔16,26とは分離されるが、ケース40の底壁
(図5の上壁)の一部に通気孔44が形成されているこ
とによって、圧力基準室27の内部はほぼ大気圧に保た
れる。ただし、通気孔44を形成せずに気密を保つよう
にし、圧力基準室27には空気、窒素、希ガス(主とし
てアルゴン)などの適宜の気体を所望圧力で封入しても
よい。
Since the pedestal 25 is hermetically bonded to the case 40, the sensor chip 20 and the pedestal 25 are attached.
The space surrounded by the circuit board 30 and the case 40 is separated from the pressure introducing holes 16 and 26, but a vent hole 44 is formed in a part of the bottom wall (upper wall in FIG. 5) of the case 40. As a result, the inside of the pressure reference chamber 27 is maintained at approximately atmospheric pressure. However, the airtightness may be maintained without forming the ventilation hole 44, and an appropriate gas such as air, nitrogen, or a rare gas (mainly argon) may be sealed in the pressure reference chamber 27 at a desired pressure.

【0047】回路基板30には、厚膜セラミック、シリ
コンウェハ、ポリイミド樹脂・エポキシ樹脂・ポリフェ
ニレンサルファイド樹脂(PPS)・液晶ポリマ(LC
P)のような合成樹脂、ガラス、銅・コバール・アルミ
ニウムのような金属などを用いることができる。ただ
し、金属を回路基板30に用いる場合には回路パターン
32との間に絶縁が必要であるから、金属の表面にガラ
スエポキシなどを絶縁層として被着しておく。また、こ
れらの回路基板30の基板材料はとくに限定する主旨で
はなく、一般に使用可能な材料を列挙しているだけであ
る。これらの基板材料は、以下に示す実施形態でも回路
基板30に使用することができる。
The circuit board 30 includes a thick film ceramic, a silicon wafer, a polyimide resin / epoxy resin / polyphenylene sulfide resin (PPS) / liquid crystal polymer (LC).
A synthetic resin such as P), glass, a metal such as copper, Kovar, and aluminum can be used. However, when metal is used for the circuit board 30, insulation is necessary between the circuit board 32 and the circuit pattern 32. Therefore, glass epoxy or the like is applied as an insulating layer on the surface of the metal. Further, the board material of these circuit boards 30 is not particularly limited, and only generally available materials are listed. These board materials can also be used for the circuit board 30 in the embodiments described below.

【0048】他の構成および効果は実施形態1と同様で
あり、センサチップ20に設けたバンプ29を回路基板
30の回路パターン32にフェイスダウンボンディング
によって接合しているから、リードフレームを用いてい
る従来構成に比較して小型で実装スペースが小さくなる
のである。 (実施形態6)本実施形態では、図6に示すように、セ
ンサチップ20のダイアフラム24とセンサチップ20
に接合された台座25との間に圧力基準室27を設けて
ある。つまり、センサチップ20と台座25とは実施形
態1と同様の構成になる。
Other structures and effects are the same as those of the first embodiment. Since the bumps 29 provided on the sensor chip 20 are joined to the circuit pattern 32 of the circuit board 30 by face down bonding, a lead frame is used. The size is small and the mounting space is smaller than the conventional configuration. (Embodiment 6) In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the diaphragm 24 and the sensor chip 20 of the sensor chip 20.
A pressure reference chamber 27 is provided between the pedestal 25 and the pedestal 25. That is, the sensor chip 20 and the pedestal 25 have the same configuration as that of the first embodiment.

【0049】一方、センサチップ20および台座25を
収納する容器は、回路基板30と回路基板30の厚み方
向の両面に被着された一対の蓋板33,34とにより形
成される。すなわち、回路基板30にはセンサチップ2
0と台座25との合計の厚みよりも厚み寸法の大きいも
のを用いており、回路基板30の一部には厚み方向に貫
設された収納孔35が形成される。また、回路基板30
の一面に回路パターン32を形成する導電体は後述する
リード片17を形成できる程度厚みを有する。上述した
蓋板33,34は、収納孔35を塞ぐ形で回路基板30
に対して接着剤により気密的に固着される。回路基板3
0のうち回路パターン32が形成されていない一面に固
着される蓋板33は平板状であって、回路パターン32
が形成されている一面に固着される蓋板34には、収納
孔35にほぼ一致する開口を有する凹所36が形成され
ている。回路基板30への蓋板33,34の固着に際し
ては接着剤を用いているが、金属材料を用いる場合には
半田付けあるいは溶接を行なってもよい。とくに、蓋板
33をコバールによって形成すれば台座25との熱膨張
率の差が小さいから、回路基板30の熱膨張による応力
が台座25に作用しにくくなり、圧力の測定が高精度か
つ安定して行なえることになる。しかして、回路基板3
0は回路パターン32の一部を収納孔35の開口面に沿
って収納孔35の内周側に突出させた形状に形成され、
回路パターン32における突出部位はリード片17とし
て機能する。つまり、リード片17にはセンサチップ2
0に突設されたバンプ29が収納孔35の内側から接合
され、センサチップ20に接合されている台座25に対
して収納孔35を塞ぐ蓋板33が接着剤により固着され
る。この構造によって、バンプ29に作用する機械的応
力がリード片17の弾性により緩和されセンサ本体1に
ストレスが加わりにくくなる。また、台座25の外周面
と収納孔35の内周面との間には絶縁材料の応力緩和材
37が充填される。応力緩和材37にはシリコーン樹脂
などのゲル状材料を用いてあり、振動や衝撃などの外力
を応力緩和材37によって低減することができる。もち
ろん、外力がほとんど作用しない環境で使用する場合に
は、応力緩和材37は必ずしも設けなくてもよい。
On the other hand, the container for accommodating the sensor chip 20 and the pedestal 25 is formed by the circuit board 30 and a pair of cover plates 33, 34 attached to both surfaces in the thickness direction of the circuit board 30. That is, the sensor chip 2 is mounted on the circuit board 30.
The thickness of the circuit board 30 is larger than the total thickness of 0 and the pedestal 25, and a part of the circuit board 30 has a storage hole 35 penetrating in the thickness direction. Also, the circuit board 30
The conductor forming the circuit pattern 32 on one surface is thick enough to form the lead piece 17 described later. The lid plates 33 and 34 described above cover the circuit board 30 by closing the storage hole 35.
It is fixed in an airtight manner with an adhesive. Circuit board 3
The cover plate 33 fixed to one surface of the circuit pattern 32 on which the circuit pattern 32 is not formed is flat and
The lid plate 34 fixed to the one surface on which is formed is formed with a recess 36 having an opening that substantially coincides with the storage hole 35. An adhesive is used to fix the cover plates 33 and 34 to the circuit board 30, but soldering or welding may be performed when a metal material is used. In particular, if the cover plate 33 is made of Kovar, the difference in the coefficient of thermal expansion from the pedestal 25 is small, so that the stress due to the thermal expansion of the circuit board 30 is less likely to act on the pedestal 25, and the pressure measurement is highly accurate and stable. Can be done. Then, the circuit board 3
0 is formed in a shape in which a part of the circuit pattern 32 is projected to the inner peripheral side of the storage hole 35 along the opening surface of the storage hole 35,
The protruding portion of the circuit pattern 32 functions as the lead piece 17. That is, the sensor chip 2 is attached to the lead piece 17.
The bumps 29 protruding from 0 are joined from the inside of the storage hole 35, and the lid plate 33 that closes the storage hole 35 is fixed to the pedestal 25 joined to the sensor chip 20 with an adhesive. With this structure, the mechanical stress acting on the bumps 29 is relieved by the elasticity of the lead pieces 17, and stress is less likely to be applied to the sensor body 1. A stress relaxation material 37 made of an insulating material is filled between the outer peripheral surface of the pedestal 25 and the inner peripheral surface of the storage hole 35. A gel material such as a silicone resin is used for the stress relaxation material 37, and the stress relaxation material 37 can reduce external force such as vibration and impact. Of course, the stress relaxation material 37 does not necessarily have to be provided when used in an environment where an external force hardly acts.

【0050】蓋板33の固着後に凹所36を収納孔35
に合致させた形で蓋板34を回路基板30に気密的に固
着すれば、回路基板30と蓋板33,34とによりセン
サチップ20を収納するケースが形成されることにな
る。つまり、センサチップ20および台座25の機械的
保護がなされる。しかも、センサチップ20と台座25
とは回路基板30の厚み寸法程度の範囲内に収納される
ことになり、実装スペースを大幅に小さくすることがで
きる。ここにおいて、蓋板34には圧力導入孔16が形
成され、圧力導入孔16から導入された流体の圧力がセ
ンサチップ20のダイアフラム24に作用して圧力の検
出が可能になるのである。つまり、この構成の圧力セン
サは、回路基板30を測定対象となる流体内に配置する
ことによって圧力の測定が可能となるものである。
After fixing the cover plate 33, the recess 36 is formed in the storage hole 35.
If the cover plate 34 is airtightly fixed to the circuit board 30 in such a manner as to match with the above, a case for housing the sensor chip 20 is formed by the circuit board 30 and the cover plates 33 and 34. That is, the sensor chip 20 and the pedestal 25 are mechanically protected. Moreover, the sensor chip 20 and the pedestal 25
Will be accommodated within the range of the thickness of the circuit board 30, and the mounting space can be significantly reduced. Here, the pressure introducing hole 16 is formed in the cover plate 34, and the pressure of the fluid introduced from the pressure introducing hole 16 acts on the diaphragm 24 of the sensor chip 20 so that the pressure can be detected. In other words, the pressure sensor having this configuration can measure the pressure by disposing the circuit board 30 in the fluid to be measured.

【0051】上記実施形態では、リード片17が回路パ
ターン32の一部を延長して形成されているが、別に設
けた導電性の小片(ビームリード)を収納孔35の周囲
の回路パターン32に接続したり、ポリイミドフィルム
に薄くメタライズしたもの(TABフィルム)を回路パ
ターン32に接続したりすることによってもリード片1
7を形成することができる。この場合には、回路パター
ン32はリード片17を形成することができるほどの厚
みは不要であり薄肉のものでよい。また、台座25を蓋
板33に接着剤によって接着しているが、台座25を省
略し蓋板33をガラス材料により形成することによっ
て、センサチップ20を陽極接合法により台座25に接
合してもよい。他の構成および効果は実施形態1と同様
である。
In the above embodiment, the lead piece 17 is formed by extending a part of the circuit pattern 32, but a separately provided conductive small piece (beam lead) is formed on the circuit pattern 32 around the storage hole 35. It is also possible to connect the lead piece 1 by connecting it or connecting a thin metallized polyimide film (TAB film) to the circuit pattern 32.
7 can be formed. In this case, the circuit pattern 32 need not be thick enough to form the lead piece 17, and may be thin. Although the pedestal 25 is adhered to the lid plate 33 with an adhesive, the pedestal 25 is omitted and the lid plate 33 is made of a glass material, so that the sensor chip 20 is joined to the pedestal 25 by the anodic bonding method. Good. Other configurations and effects are similar to those of the first embodiment.

【0052】(実施形態7)上記各実施形態ではセンサ
チップ20を台座25に接合するものであったが、本実
施形態では図7に示すように、センサチップ20の内部
に空洞51を形成することによって、空洞51の上部を
ダイアフラム24として機能させる構成を採用してい
る。
(Embodiment 7) In each of the above embodiments, the sensor chip 20 is joined to the pedestal 25, but in this embodiment, as shown in FIG. 7, a cavity 51 is formed inside the sensor chip 20. As a result, the structure in which the upper portion of the cavity 51 functions as the diaphragm 24 is adopted.

【0053】さらに具体的に説明すると、n形の単結晶
シリコンよりなる半導体基板23の上面中央部を正方形
状に窒化して窒化シリコン膜(Si3 4 )を形成し、
窒化シリコン膜の周囲の適所にエッチング孔52を形成
し、エッチング孔52からエッチング液を導入して異方
性エッチングを施すことにより、窒化シリコン膜の裏面
側に逆ピラミッド状の空洞51を形成するのである。こ
の構造によって、空洞51の上面側の窒化シリコン膜を
ダイアフラム24として利用することが可能になる。空
洞51が形成された後、エッチング液を洗浄し空洞51
の排気を行なってプラズマCVDによって膜を形成する
ことによりエッチング孔52を封止する。つまり、空洞
51は真空の圧力基準室27を形成する。上述のように
して形成されたダイアフラム24の上面には歪ゲージ2
2が形成され、また歪ゲージ22はアルミニウムの薄膜
による配線パターン28に接続される。
More specifically, the central portion of the upper surface of the semiconductor substrate 23 made of n-type single crystal silicon is nitrided into a square shape to form a silicon nitride film (Si 3 N 4 ).
An etching hole 52 is formed in an appropriate place around the silicon nitride film, and an etching solution is introduced from the etching hole 52 to perform anisotropic etching, thereby forming an inverted pyramidal cavity 51 on the back surface side of the silicon nitride film. Of. With this structure, the silicon nitride film on the upper surface side of the cavity 51 can be used as the diaphragm 24. After the cavity 51 is formed, the etching solution is washed to remove the cavity 51.
Is exhausted and a film is formed by plasma CVD to seal the etching hole 52. That is, the cavity 51 forms the vacuum pressure reference chamber 27. The strain gauge 2 is formed on the upper surface of the diaphragm 24 formed as described above.
2 is formed, and the strain gauge 22 is connected to a wiring pattern 28 made of an aluminum thin film.

【0054】ところで、回路基板30の回路パターン3
2に接続されるバンプ29はセンサチップ20の下面側
に突設される。一方、上述のように配線パターン28は
半導体基板23の上面に形成されるから、配線パターン
28とバンプ29とを電気的に接続するために、本実施
形態では半導体基板23の内部に導電路53を形成して
いる。すなわち、導電路53はp+ 形半導体により形成
されており、この導電路53はサーモマイグレーション
法により形成される。すなわち、n形である半導体基板
23の上面にアルミニウムを蒸着しておき、半導体基板
23を約1000℃に加熱するとともに、半導体基板2
3の上面よりも下面が高温になるように50℃/cm程
度の温度勾配を与える。このような方法で加熱すれば、
アルミニウムは溶融し半導体基板23の中でシリコンを
溶解しながら下面側に進み、アルミニウムを含んだp+
形半導体が再結晶して導電路53が形成されるのであ
る。半導体基板23の裏面に表出したp+ 形半導体の表
面にはメタライジングを施して銅などの金属薄膜を形成
し、この金属薄膜の表面にバンプ29を形成するのであ
る。
By the way, the circuit pattern 3 of the circuit board 30
The bump 29 connected to 2 is provided on the lower surface side of the sensor chip 20 so as to project. On the other hand, since the wiring pattern 28 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 23 as described above, in order to electrically connect the wiring pattern 28 and the bump 29, the conductive path 53 is provided inside the semiconductor substrate 23 in this embodiment. Is formed. That is, the conductive path 53 is formed of a p + type semiconductor, and the conductive path 53 is formed by the thermomigration method. That is, aluminum is vapor-deposited on the upper surface of the n-type semiconductor substrate 23, and the semiconductor substrate 23 is heated to about 1000 ° C.
A temperature gradient of about 50 ° C./cm is applied so that the lower surface of the sample 3 has a higher temperature than the upper surface thereof. If you heat in this way,
Aluminum melts and advances to the lower surface while melting silicon in the semiconductor substrate 23, and p + containing aluminum is added.
That is, the conductive semiconductor is recrystallized to form the conductive path 53. The surface of the p + type semiconductor exposed on the back surface of the semiconductor substrate 23 is metallized to form a metal thin film such as copper, and the bumps 29 are formed on the surface of this metal thin film.

【0055】バンプ29を形成した後には、回路基板3
0の回路パターン32にフェイスダウンボンディングに
よって接合する。すなわち、回路基板30に他の部品と
ともに組み付け、リフロー等の方法で回路パターン32
に接続する。この構成はベアチップの状態で回路基板3
0に実装されるから、実装スペースを非常に小さくする
ことができる。また、センサ本体1のうち回路基板30
との対向面とは反対側の面(図中の上面)に配線パター
ン28が露出するから、導電検査用のプローブなどを配
線パターン28と回路パターン32とに接触させること
によって、センサ本体1の回路パターン32への接続状
態を容易に検査することができる。さらに、歪ゲージ2
2が上面に露出していることにより、レーザトリミング
などを施して動作特性を調整することも可能である。こ
のような検査の容易さや動作特性の調整の容易さは、以
下の実施形態においても実現される。他の構成および動
作は実施形態1と同様である。
After forming the bumps 29, the circuit board 3
The circuit pattern 32 of 0 is joined by face down bonding. That is, the circuit pattern 30 is assembled on the circuit board 30 together with other parts, and the circuit pattern 32
Connect to In this configuration, the circuit board 3 is in a bare chip state.
Since it is mounted at 0, the mounting space can be made very small. In addition, the circuit board 30 of the sensor body 1
Since the wiring pattern 28 is exposed on the surface (upper surface in the figure) opposite to the surface opposite to the surface of the sensor main body 1, the probe for conductivity inspection is brought into contact with the wiring pattern 28 and the circuit pattern 32. The connection state to the circuit pattern 32 can be easily inspected. Furthermore, strain gauge 2
Since 2 is exposed on the upper surface, it is possible to adjust the operation characteristics by performing laser trimming or the like. Such easiness of inspection and easiness of adjusting operation characteristics are also realized in the following embodiments. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.

【0056】(実施形態8)本実施形態は、図8のよう
に、実施形態1などに示したセンサチップ20と同様
に、中央部に薄肉のダイアフラム24を形成したセンサ
チップ20を用いている。ただし、台座25は設けてお
らず、センサチップ20の周部の厚肉部分に実施形態7
と同様の方法で形成された導電路53を有している。す
なわち、ダイアフラム24の上面には歪ゲージ22を形
成し、センサチップ20の上面にはアルミニウムによる
配線パターン28を形成してある。また、バンプ29は
センサチップ20の厚肉部分の下面に形成してあり、配
線パターン28とバンプ29との間をp+ 形の導電路5
3で導通させるのである。
(Embodiment 8) As shown in FIG. 8, this embodiment uses a sensor chip 20 having a thin diaphragm 24 formed in the central portion, as in the sensor chip 20 shown in the first embodiment. . However, the pedestal 25 is not provided, and the thickened portion of the peripheral portion of the sensor chip 20 is used in the seventh embodiment.
It has a conductive path 53 formed by a method similar to. That is, the strain gauge 22 is formed on the upper surface of the diaphragm 24, and the wiring pattern 28 made of aluminum is formed on the upper surface of the sensor chip 20. Further, the bump 29 is formed on the lower surface of the thick portion of the sensor chip 20, and the p + type conductive path 5 is provided between the wiring pattern 28 and the bump 29.
It conducts at 3.

【0057】上述のように形成されたベアチップ状の圧
力センサは、回路基板30の回路パターン32に対して
バンプ29をフェイスダウンボンディング法によって接
合し他の部品とともに回路基板30に実装される。ここ
で、バンプ29の存在によって回路基板30とセンサチ
ップ20との間に隙間が形成されるから、この隙間には
合成樹脂の応力緩和材54を充填する。たとえば液状の
シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などをディスペンサなど
を用いて上記隙間付近に塗布すれば、表面張力によって
上記隙間に浸透するから、その後に加熱硬化させれば弾
性を有した応力緩和材54を形成することができる。ま
た、応力緩和材54を形成する合成樹脂としては加熱硬
化するもののほか、光硬化型(紫外線硬化型、可視光硬
化型)の合成樹脂を用いることもできる。応力緩和材5
4はセンサチップ20の全周に亙って形成され、センサ
チップ20の下面側と回路基板30との間には応力緩和
材54により封止された気密な圧力基準室27が形成さ
れる。他の構成および動作は実施形態1と同様である。
The bare-chip pressure sensor formed as described above is mounted on the circuit board 30 together with other components by bonding the bumps 29 to the circuit pattern 32 of the circuit board 30 by the face-down bonding method. Here, since the presence of the bump 29 forms a gap between the circuit board 30 and the sensor chip 20, the gap is filled with the stress relaxation material 54 of synthetic resin. For example, if a liquid silicone resin or epoxy resin is applied to the vicinity of the gap using a dispenser or the like, it penetrates into the gap due to surface tension, and if it is subsequently heat-cured, an elastic stress relaxation material 54 is formed. can do. As the synthetic resin forming the stress relieving material 54, a photo-curing type (ultraviolet curing type, visible light curing type) synthetic resin can be used as well as a heat curing type. Stress relaxation material 5
4 is formed over the entire circumference of the sensor chip 20, and an airtight pressure reference chamber 27 sealed by a stress relaxation material 54 is formed between the lower surface side of the sensor chip 20 and the circuit board 30. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.

【0058】(実施形態9)本実施形態では、図9に示
すように、実施形態1と同様にセンサチップ20を台座
25に接合してある。つまり、センサチップ20と台座
25との間に圧力基準室27が形成されている。センサ
チップ20には、実施形態8と同様に、中央部に薄肉の
ダイアフラム24を形成し、周部の厚肉部分にp+ 形半
導体の導電路53を形成してある。ここで、バンプ29
は台座25の下面に形成されるから、導電路53とバン
プ29との電気的接続を行なうために、台座25の内部
にも導電路55を形成する必要がある。そこで、台座2
5には貫通孔56を形成し、貫通孔56の内周面および
センサチップ20の下面に露出している導電路53の表
面にメタライゼーションを施すことによって導電路55
を形成する。なお、台座25に形成された貫通孔56は
センサチップ20に形成された導電路53に位置合わせ
されるのはもちろんのことである。
(Embodiment 9) In this embodiment, as shown in FIG. 9, the sensor chip 20 is joined to the pedestal 25 as in Embodiment 1. That is, the pressure reference chamber 27 is formed between the sensor chip 20 and the pedestal 25. Similar to the eighth embodiment, the sensor chip 20 has a thin diaphragm 24 formed in the central portion thereof and a p + -type semiconductor conductive path 53 formed in the thick portion of the peripheral portion. Where bump 29
Since it is formed on the lower surface of the pedestal 25, it is necessary to form a conductive path 55 inside the pedestal 25 in order to electrically connect the conductive path 53 and the bump 29. So pedestal 2
5, a through hole 56 is formed, and metallization is applied to the inner peripheral surface of the through hole 56 and the surface of the conductive path 53 exposed on the lower surface of the sensor chip 20.
To form Of course, the through hole 56 formed in the pedestal 25 is aligned with the conductive path 53 formed in the sensor chip 20.

【0059】貫通孔56は、放電加工ないしはレーザ加
工を施すことによって形成される。ここで採用する放電
加工は電解放電加工と称するものであって、センサチッ
プ20を接合する前の台座25に対して加工を施す。す
なわち、35%程度の水酸化ナトリウム水溶液中に台座
25を浸漬し、水溶液中に設けた白金電極と台座25に
接触させた金属針との間に40〜50Vの直流電圧を印
加して放電させ、放電により生じる熱により台座25を
エッチングするのである。また、レーザ加工に際して
は、炭酸ガスレーザのレーザ光(波長10.6μm)が
シリコンを透過しガラスに吸収される性質を利用し、セ
ンサチップ20を接合した状態での台座25に対してレ
ーザ光を照射することによって、台座25に選択的に貫
通孔56を形成することができる。
The through holes 56 are formed by performing electric discharge machining or laser machining. The electrical discharge machining adopted here is called electrolytic electrical discharge machining, and the pedestal 25 before the sensor chip 20 is joined is machined. That is, the pedestal 25 is immersed in a 35% sodium hydroxide aqueous solution, and a DC voltage of 40 to 50 V is applied between the platinum electrode provided in the aqueous solution and the metal needle in contact with the pedestal 25 to cause discharge. The pedestal 25 is etched by the heat generated by the electric discharge. Further, at the time of laser processing, the property that the laser beam (wavelength 10.6 μm) of the carbon dioxide gas is transmitted through the silicon and absorbed by the glass is used, and the laser beam is applied to the pedestal 25 with the sensor chip 20 bonded. Through irradiation, the through holes 56 can be selectively formed in the pedestal 25.

【0060】また、メタライゼーションは、クロム、
銅、金、アルミニウムなどを蒸着ないしスパッタリング
することであって、形成された金属の薄膜が導電路55
として機能する。さらに、メタライゼーションによって
台座25の下面に導電路55に連続するランド57を形
成し、このランド57にバンプ29を形成する。メタラ
イゼーションの際にアルミニウムを用いる場合には金や
導電性合成樹脂によってバンプ29を形成し、他の金属
を用いる場合には上記材料以外に半田も用いることがで
きる。また、実施形態1で説明したように、アルミニウ
ムと半田との間に中間金属層を形成する構成を採用する
のであれば、導電路55がアルミニウムであってもラン
ド57を中間金属層として半田のバンプ29を形成する
ことが可能である。他の構成は実施形態7と同様であっ
て、センサチップ20を台座25に接合したベアチップ
の状態で回路基板30の回路パターン32にバンプ29
を接合するのである。また、ランド57は不要であれば
形成しなくてもよい。
The metallization is chrome,
By depositing or sputtering copper, gold, aluminum or the like, the formed metal thin film is the conductive path 55.
Function as Further, a land 57 continuous with the conductive path 55 is formed on the lower surface of the pedestal 25 by metallization, and a bump 29 is formed on this land 57. When aluminum is used for metallization, bumps 29 are formed of gold or conductive synthetic resin, and when other metals are used, solder can be used in addition to the above materials. Further, as described in the first embodiment, if the structure in which the intermediate metal layer is formed between the aluminum and the solder is adopted, even if the conductive path 55 is aluminum, the land 57 is used as the intermediate metal layer for the solder. The bumps 29 can be formed. Other configurations are similar to those of the seventh embodiment, and the bump 29 is formed on the circuit pattern 32 of the circuit board 30 in a bare chip state in which the sensor chip 20 is joined to the pedestal 25.
To join. The land 57 need not be formed if it is unnecessary.

【0061】(実施形態10)本実施形態は、図10に
示すように、実施形態8と同様の構成を有するが、セン
サチップ20に形成した導電路53として、p+ 形の半
導体を用いるのではなく、実施形態9の台座25に形成
した導電路55と同様に、センサチップ20に貫通孔5
6を形成し、貫通孔56の内周面にメタライゼーション
を施すことによって導電路53を形成しているものであ
る。また、導電路53の上端は配線パターン28に連続
し、導電路53の下端はセンサチップ20の下面に形成
された電極パッド57に連続している。ここで、半導体
基板23への導電路53からの電流リークが生じないよ
うに、貫通孔56の内周面は酸化されて酸化シリコンに
よる絶縁層が形成されており、酸化シリコン層の上に導
電路53が形成される。したがって、上述したp+ 形半
導体を用いる場合に比較して電流リークが少なく、しか
も金属膜による導電路53であるから電流容量が大きく
なる。その結果、電流リークによる誤差がすくなく圧力
の測定精度が高くなる。
(Embodiment 10) This embodiment has the same structure as that of Embodiment 8 as shown in FIG. 10, but a p + type semiconductor is used as the conductive path 53 formed in the sensor chip 20. Instead of the conductive path 55 formed on the pedestal 25 of the ninth embodiment, the through hole 5 is formed in the sensor chip 20.
6 is formed, and the conductive path 53 is formed by applying metallization to the inner peripheral surface of the through hole 56. The upper end of the conductive path 53 is continuous with the wiring pattern 28, and the lower end of the conductive path 53 is continuous with the electrode pad 57 formed on the lower surface of the sensor chip 20. Here, in order to prevent current leakage from the conductive path 53 to the semiconductor substrate 23, the inner peripheral surface of the through hole 56 is oxidized to form an insulating layer of silicon oxide, and the conductive layer is formed on the silicon oxide layer. The path 53 is formed. Therefore, as compared with the case of using the p + type semiconductor described above, the current leakage is small, and the current capacity is large because the conductive path 53 is made of the metal film. As a result, the error due to current leakage is small and the pressure measurement accuracy is high.

【0062】貫通孔56の形成には、レーザ加工、収束
イオンビーム加工などが用いられる。レーザ加工では、
たとえばYAGレーザのレーザ光(波長1.06μm)
をセンサチップ20に照射する。また、収束イオンビー
ム加工では、塩素ガス雰囲気で収束イオンビームを照射
する。収束イオンビームとしては、溶融状態のガリウム
をイオン源に用いている。
To form the through hole 56, laser processing, focused ion beam processing, or the like is used. In laser processing,
For example, laser light of YAG laser (wavelength 1.06 μm)
Is irradiated on the sensor chip 20. In the focused ion beam processing, the focused ion beam is applied in a chlorine gas atmosphere. Molten gallium is used as the ion source for the focused ion beam.

【0063】メタライゼーションに用いる金属は、金、
タングステン、クロム、アルミニウムなどであって、蒸
着ないしスパッタリングにより上記金属の薄膜を形成
し、その薄膜を導電路53として用いるのである。導電
路53は、上述のように貫通孔56の内周面にメタライ
ゼーションを施して形成するほか、貫通孔56に導電性
合成樹脂や導電ペースト(銀ペーストなど)を充填する
ことによって形成してもよい。他の構成および動作は、
実施形態8と同様であって、回路基板30の回路パター
ン32にバンプ29をフェイスダウンボンディングした
後に、回路基板30とセンサチップ20との隙間を全周
に亙って封止する応力緩和材54を形成する。このよう
にして、回路基板30とセンサチップ20との間に気密
な圧力基準室27が形成される。応力緩和材54は実施
形態8と同様の合成樹脂を用いたり、低融点ガラスを用
いて形成される。
The metal used for metallization is gold,
A thin film of tungsten, chromium, aluminum or the like is formed by vapor deposition or sputtering, and the thin film is used as the conductive path 53. The conductive path 53 is formed by applying metallization to the inner peripheral surface of the through hole 56 as described above, or by filling the through hole 56 with a conductive synthetic resin or a conductive paste (silver paste or the like). Good. Other configurations and operations are
Similar to the eighth embodiment, after the bumps 29 are face-down bonded to the circuit pattern 32 of the circuit board 30, the stress relaxation material 54 that seals the gap between the circuit board 30 and the sensor chip 20 over the entire circumference. To form. In this way, the airtight pressure reference chamber 27 is formed between the circuit board 30 and the sensor chip 20. The stress relaxation material 54 is formed of the same synthetic resin as that of the eighth embodiment or low melting point glass.

【0064】なお、本実施形態にあってはバンプ29を
形成せずに、電極パッド57を半田(Pb−Sn系、A
u−Si系など)や導電ペースト(銀ペースト、ニッケ
ルペースト、銅ペーストなど)を用いて回路基板30の
回路パターン32に接合してもよい。 (実施形態11)実施形態8では、センサチップ20と
回路基板30との間の隙間に全周に亙って応力緩和材5
4を充填することによって、センサチップ20と回路基
板30との間に気密な圧力基準室27を形成していた
が、本実施形態では、図11に示すように、センサチッ
プ20の下面側に平板状の蓋板63を接合することによ
って、ダイアフラム24と蓋板63との間に圧力基準室
27を形成している。蓋板63は耐熱ガラスのようなガ
ラスにより形成され、蓋板63の周部がセンサチップ2
0に対して陽極接合法によって接合される。バンプ29
は実施形態8と同様にセンサチップ20の下面に突設さ
れるから、センサチップ20には導電路53が形成され
る。また、蓋板63をセンサチップ20の下面に接合す
るから、バンプ29の突出量は蓋板63の厚みよりも大
きく設定される。この構成により、バンプ29がつぶれ
たとしても、蓋板63の厚み寸法よりも小さいなること
がなく、回路パターン32との接触面積を小さい状態に
保つことができ、また一部のバンプ29がつぶれすぎる
ことによるセンサ本体1の傾きも防止できる。
In the present embodiment, the electrode pads 57 are soldered (Pb-Sn based, A-based) without forming the bumps 29.
It may be bonded to the circuit pattern 32 of the circuit board 30 by using a u-Si system or the like) or a conductive paste (silver paste, nickel paste, copper paste, etc.). (Embodiment 11) In Embodiment 8, the stress relaxation material 5 is provided in the gap between the sensor chip 20 and the circuit board 30 over the entire circumference.
Although the airtight pressure reference chamber 27 was formed between the sensor chip 20 and the circuit board 30 by filling 4 with 4 in this embodiment, as shown in FIG. The pressure reference chamber 27 is formed between the diaphragm 24 and the cover plate 63 by joining the flat plate-shaped cover plate 63. The lid plate 63 is formed of glass such as heat-resistant glass, and the peripheral portion of the lid plate 63 is the sensor chip 2
0 is joined by the anodic joining method. Bump 29
As in the eighth embodiment, the sensor chip 20 is provided on the lower surface of the sensor chip 20, so that the sensor chip 20 is provided with the conductive path 53. Further, since the lid plate 63 is bonded to the lower surface of the sensor chip 20, the protrusion amount of the bump 29 is set to be larger than the thickness of the lid plate 63. With this configuration, even if the bumps 29 are crushed, the thickness does not become smaller than the thickness dimension of the cover plate 63, the contact area with the circuit pattern 32 can be kept small, and some of the bumps 29 are crushed. It is also possible to prevent the sensor body 1 from tilting due to excess.

【0065】なお、上記実施形態では、蓋板63はバン
プ29からずれた位置に形成されているが、蓋板63の
一部がバンプ29に重複するような位置関係とし、バン
プ29の通過する透孔を蓋板63に形成しておいてもよ
い。
In the above embodiment, the lid plate 63 is formed at a position displaced from the bump 29, but the positional relationship is such that a part of the lid plate 63 overlaps the bump 29, and the bump 29 passes through. A through hole may be formed in the cover plate 63.

【0066】[0066]

【発明の効果】請求項1の発明は、他の部位よりも薄肉
に形成され圧力を受けて撓むダイアフラムを有しダイア
フラム上の歪ゲージに電気的に接続された凸状電極が一
面に突出する板状のセンサ本体と、基材の表面に薄肉の
導電材による回路パターンが形成され周辺回路を構成す
る電子部品とともにセンサ本体が表面実装される回路基
板とを備え、回路パターンにはセンサ本体の凸状電極の
配列に一致するように配置された電極パッドが形成さ
れ、電極パッドに対して凸状電極がフェイスダウンボン
ディグにより接合されたものであり、周辺回路を構成す
る電子部品とともに回路基板に表面実装することができ
るから、作業性、生産性が高くなるという利点がある。
また、凸状電極を回路基板に実装する際に、半田の表面
張力によってセンサ本体が電極パッドの位置に自動的に
位置決めされ、このことによっても実装作業が容易にな
るという効果がある。さらに、センサ本体を回路基板に
フェイスダウンボンディングによって実装しているか
ら、実装時の実装面積や回路基板からの突出寸法が小さ
く周辺回路を含む圧力センサ全体としての小型化が可能
になるという利点がある。さらに、周辺回路を構成する
電子部品とセンサ本体との距離が小さくなり雑音の影響
を受けにくいから感度を向上させることができ、また凸
状電極を用いて回路基板に実装していることにより回路
基板との接触面積が比較的小さく、しかも凸状電極があ
る程度変形可能であるから、センサ本体と回路基板との
熱膨張率の差による熱応力を緩和することができ、温度
特性に優れた半導体圧力センサを得ることができるとい
う利点がある。
According to the first aspect of the present invention, the convex electrode, which is formed thinner than other portions and has a diaphragm that bends under pressure, is electrically connected to the strain gauge on the diaphragm. And a circuit board on which the sensor main body is surface-mounted together with electronic components that form a peripheral circuit by forming a circuit pattern of a thin conductive material on the surface of the base material. The electrode pads are formed so as to match the array of the convex electrodes of the above, and the convex electrodes are joined to the electrode pads by face down bonding. Since it can be surface-mounted on the substrate, there is an advantage that workability and productivity are improved.
Further, when the convex electrode is mounted on the circuit board, the sensor main body is automatically positioned at the position of the electrode pad by the surface tension of the solder, which also has the effect of facilitating the mounting work. Further, since the sensor body is mounted on the circuit board by face-down bonding, there is an advantage that the mounting area at the time of mounting and the protruding size from the circuit board are small and the pressure sensor as a whole including peripheral circuits can be downsized. is there. In addition, the distance between the electronic components that make up the peripheral circuits and the sensor body is reduced, making it less susceptible to noise, which improves sensitivity, and the convex electrodes are used to mount the circuit board. Since the contact area with the substrate is relatively small and the convex electrode can be deformed to some extent, the thermal stress due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the sensor body and the circuit board can be relaxed, and a semiconductor with excellent temperature characteristics can be relaxed. There is an advantage that a pressure sensor can be obtained.

【0067】請求項2の発明は、半導体基板の厚み方向
の一面の中央部に凹所が開口することにより凹所の底壁
をダイアフラムとするセンサチップと、上記凹所との間
に空間を形成するようにセンサチップの上記一面に気密
的に接合された台座とによりセンサ本体を構成している
から、センサチップと台座との間に空間を形成すること
によって、この空間を真空にすれば絶対圧を検出するこ
とができ、またこの空間に被測定圧力を導入してセンサ
本体の周囲圧力との相対圧を検出することが可能にな
る。
According to a second aspect of the present invention, a space is provided between the sensor chip having a diaphragm whose bottom wall is a diaphragm by opening the recess at the center of one surface of the semiconductor substrate in the thickness direction, and the recess. Since the sensor main body is composed of the pedestal that is airtightly bonded to the one surface of the sensor chip so as to be formed, by forming a space between the sensor chip and the pedestal, if this space is evacuated, The absolute pressure can be detected, and the pressure to be measured can be introduced into this space to detect the relative pressure with the ambient pressure of the sensor body.

【0068】請求項3の発明では、凸状電極はセンサチ
ップの他面に突設され、センサ本体のうちの少なくとも
歪ゲージおよび凸状電極を回路基板との間で囲むように
回路基板に固着されたケースを備え、ケースの周壁の一
部には圧力を受けて撓む第2のダイアフラムが設けら
れ、ケースと回路基板とに囲まれる空間には第2のダイ
アフラムで受けた圧力変化をセンサ本体のダイアフラム
に伝達するとともに歪ゲージおよび凸状電極を防食する
不活性液体が充填されているのであって、歪ゲージおよ
び凸状電極を不活性液体中に浸漬しているから、歪ゲー
ジや凸状電極が空気に触れることがなく腐食が防止され
て耐久性が向上するという効果がある。
According to the third aspect of the present invention, the convex electrode is provided on the other surface of the sensor chip so as to be fixed to the circuit board so as to surround at least the strain gauge and the convex electrode of the sensor body with the circuit board. And a second diaphragm that bends when pressure is applied to a part of a peripheral wall of the case, and a sensor detects a change in pressure received by the second diaphragm in a space surrounded by the case and the circuit board. It is filled with an inert liquid that transmits to the diaphragm of the main body and protects the strain gauge and the convex electrode from corrosion.Since the strain gauge and the convex electrode are immersed in the inert liquid, the strain gauge and the convex electrode are The electrode does not come into contact with air and corrosion is prevented, so that durability is improved.

【0069】請求項4の発明では、回路基板との間でセ
ンサ本体を囲むように回路基板に固着されたケースを備
えるから、センサ本体の全周を収納するようなパッケー
ジが不要であって、パッケージコストを低減することが
できるという利点がある。請求項5の発明では、センサ
本体に設けた台座がケースの内周面に固着されているの
であり、ケースにセンサ本体が固着され、ケースは回路
基板に固着されているから、凸状電極のみによって回路
基板に接合している場合に比較するとセンサ本体の固定
強度を向上させることができるという利点がある。
According to the fourth aspect of the invention, since the case fixed to the circuit board is provided so as to surround the sensor body with the circuit board, a package for accommodating the entire circumference of the sensor body is unnecessary. There is an advantage that the package cost can be reduced. In the invention of claim 5, since the pedestal provided in the sensor body is fixed to the inner peripheral surface of the case, the sensor body is fixed to the case, and the case is fixed to the circuit board. Therefore, only the convex electrode is provided. Therefore, there is an advantage that the fixing strength of the sensor body can be improved as compared with the case where the sensor body is bonded to the circuit board.

【0070】請求項6の発明では、センサチップは第1
導電形半導体により形成され、センサチップのうちダイ
アフラムの周部には高濃度の第2形半導体よりなる第1
の導電路が形成され、台座には第1導電路に対応する部
位に貫設された貫通孔の内周にメタライゼーションを施
すことによって第1の導電路に電気的に接続された第2
の導電路が形成され、センサチップに設けた歪ゲージと
台座の一面に突設された凸状電極とが第1導電路および
第2導電路を介して電気的に接続されているのであり、
センサ本体において歪ゲージを設けている面とは反対側
の面に凸状電極を設けているから、凸状電極からセンサ
本体への応力がダイアフラムに作用しにくく安定した精
度の高い圧力測定が可能になるという利点がある。ま
た、センサ本体における回路基板との対向面とは反対側
の面に歪ゲージが露出するから、歪ゲージ側に導電検査
用のプローブを接触させることでセンサ本体の実装後に
凸状電極と回路基板との接続状態を検査することがで
き、さらに歪ゲージをレーザ光でトリミングするなどす
ることによってセンサ本体の実装後に歪ゲージの特性を
調整することも可能になるという利点がある。
In the invention of claim 6, the sensor chip is the first
The sensor chip is formed of a conductive semiconductor, and a first type semiconductor of high concentration is formed on the periphery of the diaphragm of the sensor chip.
Second conductive path is formed, and the pedestal has a second conductive path electrically connected to the first conductive path by applying metallization to the inner circumference of the through hole penetrating the portion corresponding to the first conductive path.
The conductive path is formed, and the strain gauge provided on the sensor chip and the convex electrode protruding on one surface of the pedestal are electrically connected via the first conductive path and the second conductive path,
Since the convex electrode is provided on the surface of the sensor body opposite to the surface on which the strain gauge is provided, stress from the convex electrode to the sensor body is unlikely to act on the diaphragm, enabling stable and highly accurate pressure measurement. Has the advantage that Further, since the strain gauge is exposed on the surface of the sensor body opposite to the surface facing the circuit board, the probe for conductivity inspection is brought into contact with the strain gauge side so that the convex electrodes and the circuit board are mounted after mounting the sensor body. There is an advantage that it is possible to inspect the connection state with and the characteristics of the strain gauge can be adjusted after mounting the sensor main body by trimming the strain gauge with laser light.

【0071】請求項7の発明は、他の部位よりも薄肉に
形成され圧力を受けて撓むダイアフラムを有しダイアフ
ラム上の歪ゲージに電気的に接続された凸状電極が一面
に突出する板状のセンサ本体と、センサ本体よりも厚み
が大きい基材の表面に薄肉の導電材による回路パターン
が形成され周辺回路を構成する電子部品が実装される回
路基板と、回路基板の厚み方向に貫設した収納孔に収納
されるセンサ本体を一面に固着した形で収納孔の一方の
開口面を閉塞するように回路基板に固着された第1の蓋
板と、収納孔の他方の開口面を閉塞するように回路基板
に固着された第2の蓋板とからなり、回路パターンの一
部は収納孔の開口内に延長されるとともにセンサ本体の
凸状電極の配列に一致するように配置されたリード片を
形成し、リード片に対して凸状電極が収納孔の内側から
接合されているものであり、センサ本体を回路基板の厚
み寸法内に実装しているから、センサ本体の実装スペー
スを大幅に小さくすることができるという利点がある。
また、リード片は収納孔の内側に突設されているから、
リード片の弾性によって凸状電極に作用する応力を緩和
することができ、さらに蓋板によって収納孔を覆ってい
ることにより、必要に応じて蓋板に回路部品を実装する
ことも可能であって周辺回路を含む実装効率が高くなる
という利点がある。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a plate having a diaphragm which is formed thinner than other portions and which is bent by receiving pressure so that a convex electrode electrically connected to a strain gauge on the diaphragm is projected on one surface. -Shaped sensor body, a circuit board on which a circuit pattern made of a thin conductive material is formed on the surface of a base material that is thicker than the sensor body, and electronic components that form peripheral circuits are mounted, and a circuit board that penetrates in the thickness direction of the circuit board. The first lid plate fixed to the circuit board so as to close one opening surface of the housing hole with the sensor main body housed in the provided housing hole fixed to one surface, and the other opening surface of the housing hole. The second cover plate is fixed to the circuit board so as to be closed, and a part of the circuit pattern is arranged so as to extend into the opening of the housing hole and match the array of the convex electrodes of the sensor body. Forming a lead piece On the other hand, the convex electrode is joined from the inside of the housing hole, and the sensor body is mounted within the thickness of the circuit board, so the mounting space of the sensor body can be greatly reduced. There is.
Also, since the lead piece is projected inside the storage hole,
By the elasticity of the lead piece, the stress acting on the convex electrode can be relieved, and by covering the storage hole with the lid plate, it is possible to mount circuit components on the lid plate as necessary. There is an advantage that the mounting efficiency including the peripheral circuits is increased.

【0072】請求項8の発明では、収納孔の内周面とセ
ンサ本体の外周面との間に形成される隙間の少なくとも
一部にゲル状の応力緩和材が充填されているから、セン
サ本体への振動や衝撃を緩和することができるという利
点がある。請求項9の発明では、半導体基板の内部に空
洞を設けることにより空洞の周壁の一部にダイアフラム
を形成したセンサチップをセンサ本体としているから、
センサチップに台座を接合する必要がなく、材料コスト
を低減することができるという利点がある。
In the invention of claim 8, since at least a part of the gap formed between the inner peripheral surface of the housing hole and the outer peripheral surface of the sensor main body is filled with the gel-like stress relaxation material, the sensor main body is filled. There is an advantage that it is possible to reduce the vibration and shock to the. According to the invention of claim 9, since the sensor chip has the cavity formed inside the semiconductor substrate to form the diaphragm on a part of the peripheral wall of the cavity, the sensor body is used.
There is an advantage that the pedestal need not be joined to the sensor chip and the material cost can be reduced.

【0073】請求項10の発明では、半導体基板の厚み
方向の一面の中央部に凹所が開口することにより凹所の
底壁をダイアフラムとするセンサチップをセンサ本体と
し、センサチップのうちダイアフラムの周部にはセンサ
本体の厚み方向に貫通する導電路が形成され、センサチ
ップの上記一面には導電路を介して歪ゲージと電気的に
接続された凸状電極が突設され、センサチップの周部と
回路基板との間には凹所と回路基板との間の空間を気密
的に封止するとともに凸状電極の応力を緩和する応力緩
和材が充填されているのであって、請求項6の発明と同
様の効果を奏するとともに、センサチップの周部と回路
基板との間に応力緩和材を充填することによって凹所と
回路基板との間に気密空間を形成していることにより、
センサチップに台座を接合する必要がなく、材料コスト
を低減することができるという利点がある。しかも、応
力緩和材は凸状電極を支持することでセンサチップの回
路基板への固定強度を高め、かつセンサチップに作用す
る応力を緩和することによって安定した精度のよい圧力
測定を可能にするという利点がある。
In the tenth aspect of the present invention, the sensor chip is formed by opening the recess in the center of one surface of the semiconductor substrate in the thickness direction, so that the bottom wall of the recess serves as the diaphragm, and the sensor body is used. A conductive path penetrating in the thickness direction of the sensor body is formed in the peripheral portion, and a convex electrode electrically connected to the strain gauge through the conductive path is provided on the one surface of the sensor chip so as to project. A stress relieving material that hermetically seals the space between the recess and the circuit board and relieves the stress of the convex electrode is filled between the peripheral portion and the circuit board. By providing the same effect as that of the sixth aspect of the invention, and by forming the airtight space between the recess and the circuit board by filling the stress relaxation material between the peripheral portion of the sensor chip and the circuit board,
There is an advantage that the pedestal need not be joined to the sensor chip and the material cost can be reduced. Moreover, the stress relaxation material increases the fixing strength of the sensor chip to the circuit board by supporting the convex electrode, and relaxes the stress acting on the sensor chip to enable stable and accurate pressure measurement. There are advantages.

【0074】請求項11の発明では、半導体基板の厚み
方向の一面の中央部に凹所が開口することにより凹所の
底壁をダイアフラムとするセンサチップをセンサ本体と
し、センサチップのうちダイアフラムを囲む周部にはセ
ンサ本体の厚み方向に貫通する導電路が形成され、セン
サチップの上記一面には導電路を介して歪ゲージと電気
的に接続された凸状電極が突設され、センサチップには
凸状電極のセンサチップからの突出寸法よりも厚み寸法
が小さくかつ凹所を気密的に封止する蓋板が固着されて
いるのであって、請求項6と同様の効果を奏するととも
に、凸状電極の突出寸法内で蓋板を設けていることによ
り台座を設ける場合に比較すればセンサ本体の厚み寸法
を小さくすることができるという利点がある。また、凸
状電極が実装時に変形しても凸状電極のセンサ本体から
の突出寸法は蓋板の厚み寸法よりも小さくなることはな
いから、凸状電極を回路基板との接触面積が小さい状態
に保つことができ、凸状電極による応力緩和の効果を維
持することができるという利点がある。
According to the eleventh aspect of the present invention, the sensor body has a sensor body whose bottom wall is formed as a diaphragm by forming a recess at the center of one surface of the semiconductor substrate in the thickness direction. A conductive path penetrating in the thickness direction of the sensor body is formed in the surrounding portion, and a convex electrode electrically connected to the strain gauge through the conductive path is provided on the one surface of the sensor chip so as to project. A cover plate, which has a thickness smaller than the protruding size of the convex electrode from the sensor chip and which hermetically seals the recess, is fixed to, and has the same effect as that of claim 6. By providing the cover plate within the projecting dimension of the convex electrode, there is an advantage that the thickness dimension of the sensor body can be reduced as compared with the case where the pedestal is provided. Also, even if the convex electrode is deformed during mounting, the protruding dimension of the convex electrode from the sensor body does not become smaller than the thickness of the lid plate, so the contact area of the convex electrode with the circuit board is small. Therefore, there is an advantage that the effect of stress relaxation due to the convex electrode can be maintained.

【0075】請求項12の発明では、センサチップが第
1導電形半導体により形成され、導電路は高濃度の第2
導電形半導体により形成されているのであり、導電路を
半導体の製造プロセスによって形成することができるか
ら製造が容易になるという利点がある。請求項13の発
明では、導電路はセンサチップを形成する半導体基板に
貫設した貫通孔の内周面に絶縁層を介してメタライゼー
ションを施すことにより形成されているのであり、絶縁
層によって電流リークを低減することができ、しかもメ
タライゼーションした金属によって導電路の導電性を高
くすることができるという利点があり、結果的に、圧力
測定の感度が高まるとともに測定精度が向上することに
なる。
According to the twelfth aspect of the present invention, the sensor chip is formed of the first conductivity type semiconductor, and the conductive path is formed of the high concentration second semiconductor.
Since the conductive path is formed of the conductive semiconductor, the conductive path can be formed by the semiconductor manufacturing process, which is advantageous in that the manufacturing is easy. According to the thirteenth aspect of the present invention, the conductive path is formed by applying metallization to the inner peripheral surface of the through hole penetrating the semiconductor substrate forming the sensor chip via the insulating layer. There is the advantage that the leakage can be reduced and the conductivity of the conductive path can be increased by the metallized metal, which results in an increase in the sensitivity of the pressure measurement and an increase in the measurement accuracy.

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

【図1】実施形態1を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment.

【図2】実施形態2を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment.

【図3】実施形態3を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment.

【図4】実施形態4を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment.

【図5】実施形態5を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment.

【図6】実施形態6を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a sixth embodiment.

【図7】実施形態7を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a seventh embodiment.

【図8】実施形態8を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing an eighth embodiment.

【図9】実施形態9を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a ninth embodiment.

【図10】実施形態10を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing Embodiment 10.

【図11】実施形態11を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing an eleventh embodiment.

【図12】従来例を示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 センサ本体 2 電子部品 17 リード片 20 センサチップ 22 歪ゲージ 24 ダイアフラム 25 台座 29 バンプ 30 回路基板 32 回路パターン 33 蓋板 34 蓋板 35 収納孔 37 応力緩和材 40 ケース 41 ダイアフラム 42 不活性液体 51 空洞 53 導電路 54 応力緩和材 55 導電路 56 貫通孔 63 蓋板 1 Sensor Main Body 2 Electronic Component 17 Lead Piece 20 Sensor Chip 22 Strain Gauge 24 Diaphragm 25 Pedestal 29 Bump 30 Circuit Board 32 Circuit Pattern 33 Cover Plate 34 Cover Plate 35 Storage Hole 37 Stress Relief Material 40 Case 41 Diaphragm 42 Inert Liquid 51 Cavity 53 Conductive Path 54 Stress Relief Material 55 Conductive Path 56 Through Hole 63 Cover Plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高見 茂成 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 酒井 孝昌 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigenori Takami 1048, Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. (72) Takamasa Sakai, 1048, Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 他の部位よりも薄肉に形成され圧力を受
けて撓むダイアフラムを有しダイアフラム上の歪ゲージ
に電気的に接続された凸状電極が一面に突出する板状の
センサ本体と、基材の表面に薄肉の導電材による回路パ
ターンが形成され周辺回路を構成する電子部品とともに
センサ本体が表面実装される回路基板とを備え、回路パ
ターンにはセンサ本体の凸状電極の配列に一致するよう
に配置された電極パッドが形成され、電極パッドに対し
て凸状電極がフェイスダウンボンディグにより接合され
て成ることを特徴とする半導体圧力センサ。
1. A plate-shaped sensor body, which has a diaphragm formed thinner than other portions and which bends when receiving pressure, and a convex electrode electrically connected to a strain gauge on the diaphragm protrudes over one surface. , A circuit board on which a sensor body is surface-mounted together with electronic components that form a peripheral circuit by forming a circuit pattern of a thin conductive material on the surface of the base material, and the circuit pattern has an array of convex electrodes of the sensor body. A semiconductor pressure sensor, wherein electrode pads arranged so as to coincide with each other are formed, and convex electrodes are joined to the electrode pads by face-down bonding.
【請求項2】 センサ本体は、半導体基板の厚み方向の
一面の中央部に凹所が開口することにより凹所の底壁を
ダイアフラムとするセンサチップと、上記凹所との間に
空間を形成するようにセンサチップの上記一面に気密的
に接合された台座とからなることを特徴とする請求項1
記載の半導体圧力センサ。
2. The sensor body forms a space between a sensor chip having a diaphragm on the bottom wall of the recess by opening the recess at the center of one surface of the semiconductor substrate in the thickness direction, and the recess. 2. A pedestal that is hermetically joined to the one surface of the sensor chip as described above.
A semiconductor pressure sensor according to claim 1.
【請求項3】 凸状電極はセンサチップの他面に突設さ
れ、センサ本体のうちの少なくとも歪ゲージおよび凸状
電極を回路基板との間で囲むように回路基板に固着され
たケースを備え、ケースの周壁の一部には圧力を受けて
撓む第2のダイアフラムが設けられ、ケースと回路基板
とに囲まれる空間には第2のダイアフラムで受けた圧力
変化をセンサ本体のダイアフラムに伝達するとともに歪
ゲージおよび凸状電極を防食する不活性液体が充填され
ていることを特徴とする請求項2記載の半導体圧力セン
サ。
3. The convex electrode is provided so as to protrude from the other surface of the sensor chip, and has a case fixed to the circuit board so as to surround at least the strain gauge and the convex electrode of the sensor body with the circuit board. A second diaphragm that bends under pressure is provided on a part of the peripheral wall of the case, and the pressure change received by the second diaphragm is transmitted to the diaphragm of the sensor body in the space surrounded by the case and the circuit board. The semiconductor pressure sensor according to claim 2, wherein the strain gauge and the convex electrode are filled with an inert liquid that prevents corrosion.
【請求項4】 回路基板との間でセンサ本体を囲むよう
に回路基板に固着されたケースを備えることを特徴とす
る請求項2記載の半導体圧力センサ。
4. The semiconductor pressure sensor according to claim 2, further comprising a case fixed to the circuit board so as to surround the sensor body with the circuit board.
【請求項5】 センサ本体に設けた台座がケースの内周
面に固着されていることを特徴とする請求項4記載の半
導体圧力センサ。
5. The semiconductor pressure sensor according to claim 4, wherein a pedestal provided on the sensor body is fixed to an inner peripheral surface of the case.
【請求項6】 センサチップは第1導電形半導体により
形成され、センサチップのうちダイアフラムの周部には
高濃度の第2形半導体よりなる第1の導電路が形成さ
れ、台座には第1導電路に対応する部位に貫設された貫
通孔の内周にメタライゼーションを施すことによって第
1の導電路に電気的に接続された第2の導電路が形成さ
れ、センサチップに設けた歪ゲージと台座の一面に突設
された凸状電極とが第1導電路および第2導電路を介し
て電気的に接続されていることを特徴とする請求項2記
載の半導体圧力センサ。
6. The sensor chip is formed of a first conductivity type semiconductor, a first conductive path made of a high concentration second type semiconductor is formed in a peripheral portion of a diaphragm of the sensor chip, and a first base is formed on a pedestal. The second conductive path electrically connected to the first conductive path is formed by applying metallization to the inner circumference of the through hole penetrating the portion corresponding to the conductive path, and strain applied to the sensor chip is formed. 3. The semiconductor pressure sensor according to claim 2, wherein the gauge and the convex electrode projectingly provided on one surface of the pedestal are electrically connected to each other through the first conductive path and the second conductive path.
【請求項7】 他の部位よりも薄肉に形成され圧力を受
けて撓むダイアフラムを有しダイアフラム上の歪ゲージ
に電気的に接続された凸状電極が一面に突出する板状の
センサ本体と、センサ本体よりも厚みが大きい基材の表
面に薄肉の導電材による回路パターンが形成され周辺回
路を構成する電子部品が実装される回路基板と、回路基
板の厚み方向に貫設した収納孔に収納されるセンサ本体
を一面に固着した形で収納孔の一方の開口面を閉塞する
ように回路基板に固着された第1の蓋板と、収納孔の他
方の開口面を閉塞するように回路基板に固着された第2
の蓋板とからなり、回路パターンの一部は収納孔の開口
内に延長されるとともにセンサ本体の凸状電極の配列に
一致するように配置されたリード片を形成し、リード片
に対して凸状電極が収納孔の内側から接合されているこ
とを特徴とする半導体圧力センサ。
7. A plate-shaped sensor main body having a diaphragm formed thinner than other portions and bent under pressure to electrically connect a convex electrode electrically connected to a strain gauge on the diaphragm to one surface. , A circuit board on which a circuit pattern made of a thin conductive material is formed on the surface of a base material that is thicker than the sensor body, and electronic components that form peripheral circuits are mounted, and a storage hole that penetrates in the thickness direction of the circuit board. A first lid plate fixed to the circuit board so as to close one opening surface of the housing hole with the sensor main body being fixed to one surface, and a circuit so as to close the other opening surface of the housing hole. Second fixed to the substrate
Part of the circuit pattern that extends into the opening of the housing hole and forms a lead piece that is arranged so as to match the array of the convex electrodes of the sensor body. A semiconductor pressure sensor characterized in that a convex electrode is joined from the inside of a housing hole.
【請求項8】 収納孔の内周面とセンサ本体の外周面と
の間に形成される隙間の少なくとも一部にゲル状の応力
緩和材が充填されていることを特徴とする請求項7記載
の半導体圧力センサ。
8. The gel stress relieving material is filled in at least a part of a gap formed between the inner peripheral surface of the housing hole and the outer peripheral surface of the sensor body. Semiconductor pressure sensor.
【請求項9】 センサ本体は半導体基板の内部に空洞を
設けることにより空洞の周壁の一部にダイアフラムを形
成したセンサチップであることを特徴とする請求項1記
載の半導体圧力センサ。
9. The semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the sensor body is a sensor chip in which a cavity is provided inside a semiconductor substrate to form a diaphragm on a part of a peripheral wall of the cavity.
【請求項10】 センサ本体は半導体基板の厚み方向の
一面の中央部に凹所が開口することにより凹所の底壁を
ダイアフラムとするセンサチップであって、センサチッ
プのうちダイアフラムの周部にはセンサ本体の厚み方向
に貫通する導電路が形成され、センサチップの上記一面
には導電路を介して歪ゲージと電気的に接続された凸状
電極が突設され、センサチップの周部と回路基板との間
には凹所と回路基板との間の空間を気密的に封止すると
ともに凸状電極の応力を緩和する応力緩和材が充填され
ていることを特徴とする請求項1記載の半導体圧力セン
サ。
10. The sensor body is a sensor chip in which a bottom wall of the recess serves as a diaphragm by opening the recess in the center of one surface of the semiconductor substrate in the thickness direction. Is formed with a conductive path penetrating in the thickness direction of the sensor body, and a convex electrode electrically connected to the strain gauge through the conductive path is projectingly provided on the above-mentioned one surface of the sensor chip, and with the peripheral portion of the sensor chip. 2. A stress relaxation material for airtightly sealing a space between the recess and the circuit board and relaxing stress of the convex electrode is provided between the circuit board and the circuit board. Semiconductor pressure sensor.
【請求項11】 センサ本体は半導体基板の厚み方向の
一面の中央部に凹所が開口することにより凹所の底壁を
ダイアフラムとするセンサチップであって、センサチッ
プのうちダイアフラムを囲む周部にはセンサ本体の厚み
方向に貫通する導電路が形成され、センサチップの上記
一面には導電路を介して歪ゲージと電気的に接続された
凸状電極が突設され、センサチップには凸状電極のセン
サチップからの突出寸法よりも厚み寸法が小さくかつ凹
所を気密的に封止する蓋板が固着されて成ることを特徴
とする請求項1記載の半導体圧力センサ。
11. The sensor body is a sensor chip in which a bottom wall of the recess serves as a diaphragm by opening the recess in a central portion of one surface of the semiconductor substrate in the thickness direction, and a peripheral portion of the sensor chip surrounding the diaphragm. Is formed with a conductive path penetrating in the thickness direction of the sensor body, and a convex electrode electrically connected to the strain gauge through the conductive path is provided on the one surface of the sensor chip so as to project. 2. The semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the thickness of the electrode is smaller than the protruding size of the sensor chip from the sensor chip, and a cover plate that hermetically seals the recess is fixed.
【請求項12】 センサチップが第1導電形半導体によ
り形成され、導電路は高濃度の第2導電形半導体により
形成されていることを特徴とする請求項10または請求
項11記載の半導体圧力センサ。
12. The semiconductor pressure sensor according to claim 10, wherein the sensor chip is formed of a first conductivity type semiconductor, and the conductive path is formed of a high concentration second conductivity type semiconductor. .
【請求項13】 導電路はセンサチップを形成する半導
体基板に貫設した貫通孔の内周面に絶縁層を介してメタ
ライゼーションを施すことにより形成されていることを
特徴とする請求項10または請求項11記載の半導体圧
力センサ。
13. The conductive path is formed by applying metallization to the inner peripheral surface of a through hole penetrating the semiconductor substrate forming the sensor chip via an insulating layer. The semiconductor pressure sensor according to claim 11.
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