JPH0992846A - 集積化圧力センサ - Google Patents

集積化圧力センサ

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JPH0992846A
JPH0992846A JP24943495A JP24943495A JPH0992846A JP H0992846 A JPH0992846 A JP H0992846A JP 24943495 A JP24943495 A JP 24943495A JP 24943495 A JP24943495 A JP 24943495A JP H0992846 A JPH0992846 A JP H0992846A
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JP
Japan
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integrated circuit
chip
sensor
integrated
diaphragm
Prior art date
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JP24943495A
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English (en)
Inventor
Yutaka Takagi
豊 高木
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
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Publication of JPH0992846A publication Critical patent/JPH0992846A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサ感度を高く保持しつつセンサチップ
を小型化することができる集積化圧力センサを提供す
る。 【解決手段】センサチップ5のダイアフラムの上面に複
数個の感歪抵抗6a〜6dを配置する。そして、集積回
路が形成された集積回路チップ1を、センサチップ5の
上面に積層すると共に、集積回路チップ1の縁部に形成
されたスルーホール4a〜4fを介して、感歪抵抗6a
〜6dによるブリッジ回路と集積回路2とを電気的に接
続する。また、集積回路チップ1の下面には、センサチ
ップ5のダイアフラムが十分に変形できるように、凹部
が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は集積化圧力センサに関
し、特に血圧計及び掃除機等に使用される小型の集積化
圧力センサに関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の集積化圧力センサのチッ
プを示す図であり、(a)は上面図、(b)はB−Bで
切断した断面図である。この図3に示すように、集積化
圧力センサのチップでは、センサチップ25のダイアフ
ラムの上面に4つの感歪抵抗6a、6b、6c及び6d
が配置されており、これらの感歪抵抗はブリッジ構造と
なるように配線されている。また、これらの感歪抵抗6
a〜6dを取り囲むように、センサチップ25上の周縁
部に集積回路22が形成されている。なお、センサチッ
プ25は、通常4mm×4mmの大きさを有する。
【0003】このように構成された従来の集積化圧力セ
ンサにおいては、感歪抵抗6a〜6dが配置されたセン
サチップ25のダイアフラムに圧力が印加されると、こ
のダイアフラムが変形し、その歪みが感歪抵抗6a〜6
dにより構成される抵抗ブリッジで検出される。そし
て、この抵抗ブリッジの各端子の信号がセンサチップ2
5の周縁部に形成されている集積回路22に入力され、
この集積回路にて増幅及び演算されて、圧力の検出信号
として、集積回路22から外部へ出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように構成された集積化圧力センサにおいて、小型化の
要求から、センサチップ25の大きさを小さくしようと
すると、これに伴いダイアフラムの面積を小さくする必
要がある。これは、センサチップ25の上面において、
集積回路22が占有する領域を小さくするには限界があ
るからである。
【0005】しかし、通常、上述のように構成された集
積化圧力センサのセンサ感度は、センサチップ25のダ
イアフラムの面積及び厚さによって略決定される。即
ち、ダイアフラムの面積が大きい方が感度が高く、また
その厚さが薄い方が感度が高い。このため、センサチッ
プの大きさを小さくすると、ダイアフラムの面積が小さ
くなり、厚さが同じであると、集積化圧力センサのセン
サ感度は低下してしまう。従って、センサチップを小さ
くすると共に、所望のセンサ感度を得るためには、セン
サチップのダイアフラムの厚さを薄くする必要がある。
【0006】しかしながら、ダイアフラムの厚さを薄く
することには、一定の限界があり、ダイアフラムの厚さ
が数μm程度に薄くなると、ダイアフラムの強度が低下
してしまう。このため、ダイシング時にセンサチップ2
5のダイアフラムが割れたり、ダイアフラムの破壊耐圧
が低下してしまう。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、現有設備を使用して製造することができる
と共に、十分なセンサ感度を保持しつつセンサチップを
小型化することができる集積化圧力センサを提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る集積化圧力
センサは、ダイアフラムとこのダイアフラムに配置され
た複数個の感歪抵抗を備えたセンサチップと、集積回路
が形成された集積回路チップとを有し、前記センサチッ
プと前記集積回路とは積層されていることを特徴とす
る。また、前記集積回路チップにはスルーホールが設け
られており、このスルーホールを介して前記感歪抵抗と
前記集積回路とが接続されていることが好ましい。更
に、前記集積回路チップの周縁部に前記集積回路に接続
されたパッドが形成されていて、前記センサチップ及び
集積回路チップが搭載されるモールドケースに設けられ
た端子と前記パッドとがワイヤボンディングにより接続
されていることが好ましい。
【0009】
【作用】本発明においては、ダイアフラムに配置された
複数個の感歪抵抗を備えたセンサチップと、集積回路が
形成された集積回路チップとを別チップに形成してこれ
を積層するので、センサチップには集積回路を形成する
必要がない。このため、集積回路が占有していたセンサ
チップの領域は不要となるので、ダイアフラムの面積及
び厚さを変えずに、即ち十分なセンサ感度を保持しつ
つ、センサチップを小型化することができる。
【0010】また、センサチップと集積回路チップとは
積層されているので、集積回路チップ上の集積回路とセ
ンサチップ上の感歪抵抗とを、電気的に接続するため
に、集積回路チップにスルーホールを設け、このスルー
ホールを介して集積回路と感歪抵抗とを容易に接続する
ことができる。
【0011】更に、集積回路チップの周縁部に集積回路
に接続されたパッドを形成しておくと、この集積回路チ
ップ及びセンサチップが積層されたセンサを、入出力用
の端子がその内部に備えられたモールドケース内に搭載
した場合に、前記端子と前記パッドとをワイヤボンディ
ングによって接続することにより、センサ出力を導出す
ることができる。このようにして、センサチップを小型
化できると共に、その検出圧力に対応する電気信号を正
確に外部へ出力することができ、また低コストで集積化
圧力センサを製造することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して具体的に説明する。図1は、本発明の実施例
に係る集積化圧力センサを示す図であり、(a)は上面
図、(b)はA−Aで切断した断面図である。なお、図
1において、図3と同一構成物には同一符号を付して、
その詳細な説明を省略する。
【0013】図1に示すように、センサチップ5のダイ
アフラムの上面には4つの感歪抵抗6a、6b、6c及
び6dが配置されている。一方、集積回路チップ1に
は、その上面中央部に集積回路2が形成され、その周縁
部にはスルーホール4a、4b、4c、4d、4e及び
4fが形成されていると共に、集積回路2の外部入出力
用のパッド3a、3b、3c、3d、3e及び3fが設
けられている。また、集積回路チップ1の下面には、セ
ンサチップ5のダイアフラムの変形を許容するための凹
部が形成されている。
【0014】そして、感歪抵抗6a〜6dが配置された
センサチップ5と、集積回路2が形成された集積回路チ
ップ1とを別個に形成した後、センサチップ5の上面に
集積回路チップ1を積層させて固定すると共に、感歪抵
抗6a〜6dによって構成されたブリッジ回路と、集積
回路2とをスルーホール4a〜4fを介して電気的に接
続する。
【0015】なお、集積回路チップ1にスルーホールを
形成せずに、ボンディングワイヤを使用してセンサチッ
プ5に配置された感歪抵抗6a〜6dによるブリッジ回
路と、集積回路チップ1に形成された集積回路2とを電
気的に接続することもできる。
【0016】このように構成された本実施例の圧力セン
サにおいては、センサチップ5のダイアフラムに圧力が
印加されると、ダイアフラムが変形し、パッド3a〜3
fの入力パッドを介して電圧が供給された感歪抵抗6a
〜6dの抵抗ブリッジ回路によりダイアフラムの変形量
が検出され、スルーホール4a〜4fを介して検出信号
が集積回路2に入力される。そして、この集積回路2に
て増幅及び演算等の所定の処理がなされ、パッド3a〜
3fの出力パッドを介して圧力を示す信号が出力され
る。
【0017】本実施例においては、従来の集積化圧力セ
ンサと異なり、センサチップ5に集積回路を形成する必
要がないため、センサチップ5のダイアフラムの面積及
び厚さを変えずに、即ちセンサ感度を十分高く保持しつ
つセンサチップ5を、例えば1mm×1mmまで小さく
することができ、その結果、集積化圧力センサを小型化
することができる。
【0018】また、集積回路チップ1がセンサチップ5
の上面に積層されているため、センサチップ5のダイア
フラムに過大の圧力が作用しても、センサチップ5の変
形を抑制することができ、センサチップ5のダイアフラ
ムの割れ等を防止することができる。
【0019】なお、感歪抵抗が設けられたセンサチップ
と、集積回路が形成された集積回路チップとを別個に形
成して、これらセンサチップと集積回路チップとを並列
にパッケージ内部に配置することも考えられるが、この
ような集積化圧力センサを製造するためには、従来より
工数が多くかかり、また現在使用されている製造装置を
使用することができず、新たに特殊な製造装置を導入す
る必要があるため好ましくない。
【0020】そこで、本実施例のようにセンサチップと
集積回路とを積層して集積化圧力センサを構成すること
が有効であるが、本発明に係る集積化圧力センサは、図
1に示すようなセンサチップ5の上面に集積回路チップ
1を積層させたものに限定されるものではなく、センサ
チップ5の下面に集積回路チップ1を積層させたセンサ
であってもよい。
【0021】図2は、図1に示すチップをモールドケー
ス8内に搭載した集積化圧力センサの内部構造を示す上
面図である。この図2に示すように、モールドケース8
上面の両側部には、外部出力用の端子7a、7b、7
c、7d、7e及び7fが設けられており、いずれの端
子もモールドケース8の上面に垂直に下方に向けて延出
している。なお、この延出した部分が、集積化圧力セン
サを回路基板に設置するときの接合部となる。また、モ
ールドケース8の下面には、測定すべき圧力を導入する
測定圧力導入口(図示せず)が設けられている。
【0022】更に、モールドケース8内の中央部には、
図1に示すセンサが搭載されており、集積回路チップ1
の周縁部に形成されたパッド3a〜3fが夫々端子7a
〜7fにボンディングワイヤ9によって接続されてい
る。
【0023】このような集積化圧力センサを製造する場
合においては、図3の従来センサの製造に使用されてい
るような現有設備を使用して、容易に製造することがで
きるため、小型化した集積化圧力センサを低コストで製
造することができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
感歪抵抗がダイアフラムに配置されたセンサチップと、
集積回路が形成された集積回路チップとを積層して、集
積化圧力センサのチップを構成するので、センサチップ
のダイアフラムの形状を変えずに、センサチップを小さ
くすることができる。このため、センサ感度を高く保持
しつつ、集積化圧力センサを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る集積化圧力センサを示す
図であり、(a)は上面図、(b)はA−Aで切断した
断面図である。
【図2】本発明の実施例に係る集積化圧力センサの内部
構造を示す上面図である。
【図3】従来の集積化圧力センサのチップを示す図であ
り、(a)は上面図、(b)はB−Bで切断した断面図
である。
【符号の説明】
1;集積回路チップ 2,22;集積回路 3a,3b,3c,3d,3e,3f;パッド 4a,4b,4c,4d,4e,4f;スルーホール 5,25;センサチップ 6a,6b,6c,6d;感歪抵抗 7a,7b,7c,7d,7e,7f;端子 8;モールドケース 9;ボンディングワイヤ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイアフラムとこのダイアフラムに配置
    された複数個の感歪抵抗を備えたセンサチップと、集積
    回路が形成された集積回路チップとを有し、前記センサ
    チップと前記集積回路とは積層されていることを特徴と
    する集積化圧力センサ。
  2. 【請求項2】 前記集積回路チップにはスルーホールが
    設けられており、このスルーホールを介して前記感歪抵
    抗と前記集積回路とが接続されていることを特徴とする
    請求項1に記載の集積化圧力センサ。
  3. 【請求項3】 前記集積回路チップの周縁部に前記集積
    回路に接続されたパッドが形成されていて、前記センサ
    チップ及び集積回路チップが搭載されるモールドケース
    に設けられた端子と前記パッドとがワイヤボンディング
    により接続されていることを特徴とする請求項1又は2
    に記載の集積化圧力センサ。
JP24943495A 1995-09-27 1995-09-27 集積化圧力センサ Pending JPH0992846A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100330370B1 (ko) * 2000-05-19 2002-04-03 김정희 세라믹 다이어프램형 압력센서의 제조방법
JP2010177280A (ja) * 2009-01-27 2010-08-12 Fujikura Ltd 半導体センサの製造方法、及び半導体センサ
JP2010175296A (ja) * 2009-01-27 2010-08-12 Fujikura Ltd 半導体センサの製造方法、及び半導体センサ
JP2010271079A (ja) * 2009-05-19 2010-12-02 Fujikura Ltd 圧力センサモジュール及び圧力センサパッケージ、並びにこれらの製造方法
JP2010281612A (ja) * 2009-06-02 2010-12-16 Fujikura Ltd 圧力センサモジュール及び圧力センサパッケージ、並びにこれらの製造方法

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