JPH1096743A - Semiconductor sensor and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor sensor and manufacture thereof

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JPH1096743A
JPH1096743A JP25339496A JP25339496A JPH1096743A JP H1096743 A JPH1096743 A JP H1096743A JP 25339496 A JP25339496 A JP 25339496A JP 25339496 A JP25339496 A JP 25339496A JP H1096743 A JPH1096743 A JP H1096743A
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JP
Japan
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sensor
substrate
adjustment
sensor element
digital
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Application number
JP25339496A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoto Umemaru
尚登 梅丸
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH1096743A publication Critical patent/JPH1096743A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve detecting accuracy at a low price, without improving working accuracy of individual parts. SOLUTION: A sensor element 23, a regulating IC 24 having PROM to memory data for regulating output characteristic, and digital regulating input electrodes 25 are provided on a substrate 22, and a prober 26 is brought in contact with the digital regulating input electrode 25 in a state of fixing the substrate 22 to a housing 21, so as to write in PROM by digital trimming.

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】この発明は、例えば加速度セ
ンサや応力センサなど、センサエレメントに半導体を用
いた半導体センサ及びその特性の製造方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor sensor using a semiconductor for a sensor element, such as an acceleration sensor or a stress sensor, and a method for manufacturing characteristics of the semiconductor sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10〜図15は例えば特開昭62−2
21164公報に示された従来の加速度センサを示す図
である。まず、センサエレメントを示す図10におい
て、重り1は、シリコン板2の端部に装着されており、
加速度により上下に動く。シリコン板2の一部を薄くし
た薄肉部2には、4本のゲージ抵抗がホイートストンブ
リッジ状に形成されている。リード5は、ゲージ抵抗4
を外部リード6に接続し、出力信号を外部に伝達してい
る。これらの部材によりセンサエレメント7が構成され
ている。
2. Description of the Related Art FIGS.
FIG. 2 is a diagram showing a conventional acceleration sensor disclosed in Japanese Patent No. 21164. First, in FIG. 10 showing the sensor element, the weight 1 is attached to the end of the silicon plate 2,
It moves up and down due to acceleration. Four gauge resistors are formed in a Wheatstone bridge shape in the thin portion 2 in which a part of the silicon plate 2 is thinned. Lead 5 is a gauge resistor 4
Is connected to an external lead 6 to transmit an output signal to the outside. The sensor element 7 is constituted by these members.

【0003】図11はセンサエレメント7からの出力信
号を補正増幅するための回路が形成されている増幅補正
回路基板8であり、外部と接続するための複数本の端子
9が設けられている。
FIG. 11 shows an amplification correction circuit board 8 on which a circuit for correcting and amplifying an output signal from the sensor element 7 is formed, and a plurality of terminals 9 for connection to the outside are provided.

【0004】図12は加速度センサ10の側面断面図、
図13は図12のベース11を示す平面図、図14は図
12の分解斜視図、図15は図12の加速度センサを被
測定物に取り付けた状態を示す説明図である。図10に
示したセンサエレメント7及び図11に示した増幅補正
回路基板8は、親基板12に装着されている。親基板1
2は、ねじ13をねじ穴15に螺着することにより、ベ
ース11の親基板取付部14に取り付けられる。加速度
センサ10の出力信号は、コネクタ16から外部へ出力
される。このコネクタ16には、ターミナル17が設け
られている。また、加速度センサ10は、取付穴18を
利用して外部構造物(図示せず)等に固定される。さら
に、図15におけるyはベース11の座面19と親基板
12との距離、xは両方の平行度がずれたときの寸法を
表す。
FIG. 12 is a side sectional view of the acceleration sensor 10,
13 is a plan view showing the base 11 of FIG. 12, FIG. 14 is an exploded perspective view of FIG. 12, and FIG. 15 is an explanatory view showing a state where the acceleration sensor of FIG. The sensor element 7 shown in FIG. 10 and the amplification correction circuit board 8 shown in FIG. Parent board 1
2 is attached to the mother board attaching portion 14 of the base 11 by screwing the screw 13 into the screw hole 15. The output signal of the acceleration sensor 10 is output from the connector 16 to the outside. The connector 16 is provided with a terminal 17. The acceleration sensor 10 is fixed to an external structure (not shown) or the like using the mounting hole 18. Further, in FIG. 15, y represents the distance between the seating surface 19 of the base 11 and the parent substrate 12, and x represents the dimension when both parallelisms are shifted.

【0005】次に、動作について説明する。例えば図1
6(a)に示すように、加速度センサ10が、自動車等
の被測定物(図示せず)に座面19を下にして水平に取
り付けられたとすると、重り1には、図16(a)で示
す矢印A方向の力(+9.8m/s2)が加わり、図2
の特性図において3.5Vの出力が出る。逆に、図16
(b)に示すように座面19を上にして水平に取り付け
られると、重り1には図16(b)で示す矢印Bの方向
の力(−9.8m/s2)が加わり、図2より1.5V
の出力となる。即ち、取り付け方を固定すれば、被測定
物の加速度に比例した電圧が出力され、加速度の値を知
ることができる。
Next, the operation will be described. For example, FIG.
As shown in FIG. 6A, assuming that the acceleration sensor 10 is mounted horizontally on a measured object (not shown) such as an automobile with the seat surface 19 facing down, the weight 1 has the weight shown in FIG. 2 is applied in the direction of arrow A (+9.8 m / s 2 ), and FIG.
In the characteristic diagram of FIG. Conversely, FIG.
When the seat 1 is mounted horizontally with the seating surface 19 facing upward as shown in FIG. 16B, a force (−9.8 m / s 2 ) in the direction of arrow B shown in FIG. 1.5V from 2
Output. That is, if the mounting method is fixed, a voltage proportional to the acceleration of the object to be measured is output, and the value of the acceleration can be known.

【0006】次に、従来の加速度センサ10の出力特性
を調整する方法について述べる。エレメント7から出て
くる加速度に対する出力信号は非常に小さい。そのた
め、出力信号を増幅し、さらに補正する必要があり、増
幅補正回路基板8が必要となる。補正をする対象として
は、オフセット、スパン及びその温度特性等がある。例
えば、通常の半導体センサでは入力が0であれば出力も
0となるはずであるが、実際にはつくり込みのエラー等
によりある値が出てしまうことが多く、これをオフセッ
トと呼ぶ。上記の加速度センサ10の場合でも同様であ
り、オフセットに対する補正(調整)が必要となる。
Next, a method for adjusting the output characteristics of the conventional acceleration sensor 10 will be described. The output signal for the acceleration coming out of element 7 is very small. Therefore, it is necessary to amplify and further correct the output signal, and an amplification correction circuit board 8 is required. The object to be corrected includes an offset, a span and its temperature characteristic. For example, in a normal semiconductor sensor, if the input is 0, the output should be 0. However, in practice, a certain value often appears due to a fabrication error or the like, and this is called an offset. The same applies to the case of the acceleration sensor 10 described above, and correction (adjustment) for the offset is required.

【0007】図2において、重り1が垂直状態のときの
出力値が、補正前には3.1Vであるのに対して、オフ
セット調整を行うことにより、理想値、ここでは2.5
Vに補正される。即ち、増幅補正回路基板8には、調整
用の厚膜抵抗(図示せず)が設けられており、従来のオ
フセット調整は、エレメント7及び増幅補正回路基板8
のみを親基板12に組み合わせた状態で、上記の厚膜抵
抗に対してレーザトリミングをすることにより実施され
ている。
In FIG. 2, while the output value when the weight 1 is in the vertical state is 3.1 V before correction, by performing offset adjustment, an ideal value, in this case, 2.5 V, is obtained.
It is corrected to V. That is, the amplification correction circuit board 8 is provided with a thick film resistor (not shown) for adjustment, and the conventional offset adjustment is performed by using the element 7 and the amplification correction circuit board 8.
This is performed by performing laser trimming on the thick film resistor in a state where only the master substrate 12 is combined.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の加速度センサ10においては、エレメント7及
び増幅補正回路基板8のみを組み合わせた状態でオフセ
ット調整が実施されていたので、これらをベース11に
組み込んでいくと、親基板12の水平度、座面19に対
する親基板取付部14の平行度のずれxなどのエラーが
オフセット値として加算され、精度が低下するという問
題点があった。
In the conventional acceleration sensor 10 configured as described above, the offset adjustment is performed in a state where only the element 7 and the amplification correction circuit board 8 are combined. 11, the errors such as the horizontality of the motherboard 12 and the deviation x of the parallelism of the motherboard mounting portion 14 with respect to the seating surface 19 are added as offset values, and the accuracy is reduced.

【0009】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、個々の部品の
加工精度を向上させることなく、検出精度を安価に向上
させることができる半導体センサ及びその製造方法を得
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and a semiconductor sensor capable of inexpensively improving detection accuracy without improving processing accuracy of individual parts. And a method for producing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る半
導体センサは、ハウジングと、このハウジングに固定さ
れている基板と、この基板に設けられているセンサエレ
メントと、基板に設けられているとともに、出力特性を
調整するためのデータを記憶しデジタルトリミングによ
りデータを書き込み可能なデジタルメモリを有してお
り、センサエレメントからの出力信号をデジタル信号処
理する信号処理回路とを備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor sensor comprising a housing, a substrate fixed to the housing, a sensor element provided on the substrate, and a substrate. A digital memory that stores data for adjusting output characteristics and can write data by digital trimming, and includes a signal processing circuit that performs digital signal processing on an output signal from the sensor element. .

【0011】請求項2の発明に係る半導体センサは、デ
ジタルトリミングを行う際にデジタル調整用入力装置の
プローバが接触するデジタル調整入力電極が、基板上に
設けられているものである。
In a semiconductor sensor according to a second aspect of the present invention, a digital adjustment input electrode with which a prober of a digital adjustment input device comes into contact when performing digital trimming is provided on a substrate.

【0012】請求項3の発明に係る半導体センサは、セ
ンサエレメントが基板上に搭載されており、信号処理回
路を有する調整ICがセンサエレメント上に接合されて
いるものである。
In a semiconductor sensor according to a third aspect of the present invention, the sensor element is mounted on a substrate, and an adjustment IC having a signal processing circuit is joined to the sensor element.

【0013】請求項4の発明に係る半導体センサは、信
号処理回路が設けられている半導体の基板の一部に、可
動電極及び固定電極を有するセンサエレメントがワンチ
ップ仕様で設けられているものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor sensor in which a sensor element having a movable electrode and a fixed electrode is provided on a part of a semiconductor substrate provided with a signal processing circuit in a one-chip specification. is there.

【0014】請求項5の発明に係る半導体センサは、異
なる方向への加速度を検出する複数のセンサエレメント
と、これらのセンサエレメントに対応した信号処理回路
をそれぞれ有する複数の調整ICとが同一基板上に搭載
されているものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor sensor, a plurality of sensor elements for detecting accelerations in different directions and a plurality of adjustment ICs each having a signal processing circuit corresponding to these sensor elements are provided on the same substrate. It is installed in.

【0015】請求項6の発明に係る半導体センサは、デ
ジタルメモリとして、EEPROMを用いたものであ
る。
A semiconductor sensor according to a sixth aspect of the present invention uses an EEPROM as a digital memory.

【0016】請求項7の発明に係る半導体センサは、セ
ンサエレメントと、このセンサエレメントからの出力信
号をデジタル信号処理する信号処理回路とを基板に設け
るとともに、この基板をハウジングに固定した後、ハウ
ジングを調整治具に固定して所定の角度に保持した状態
でデジタルトリミングを行うことにより、出力特性の調
整を行うものである。
In a semiconductor sensor according to a seventh aspect of the present invention, a sensor element and a signal processing circuit for digitally processing an output signal from the sensor element are provided on a substrate, and the substrate is fixed to a housing. The output characteristics are adjusted by performing digital trimming in a state where is fixed to an adjustment jig and held at a predetermined angle.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による加
速度センサの要部を示す切欠斜視図である。図におい
て、21は座面、取付穴、及び信号取り出し用のコネク
タ(いずれも図示せず)が設けられているハウジング、
22はハウジング21上に固定されている基板、23は
基板22上に搭載され、加速度を検出するセンサエレメ
ント、24は基板22上に搭載され、センサエレメント
23からの微小な出力信号をデジタル信号処理する信号
処理回路を有する調整ICであり、この調整IC24に
は、出力特性を調整するためのデータを記憶しデジタル
トリミングによりデータを書き込み可能なデジタルメモ
リが内蔵されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a cutaway perspective view showing a main part of an acceleration sensor according to Embodiment 1 of the present invention. In the drawing, reference numeral 21 denotes a housing provided with a seating surface, a mounting hole, and a connector (not shown) for taking out signals.
Reference numeral 22 denotes a substrate fixed on the housing 21, reference numeral 23 denotes a sensor element mounted on the substrate 22, and detects acceleration. Reference numeral 24 denotes a sensor element mounted on the substrate 22, and processes a minute output signal from the sensor element 23 by digital signal processing. The adjustment IC 24 has a built-in digital memory that stores data for adjusting output characteristics and can write data by digital trimming.

【0018】25は基板22上に設けられ、調整IC2
4のデジタルメモリのデータをデジタルトリミングする
ための複数のデジタル調整入力電極、26はデジタル調
整用入力装置(図示せず)から出され、デジタル調整入
力電極25に接触するプローバ、27は基板22上に設
けられている電源用、接地用及び出力用のパッド、28
は各パッド27をコネクタに接続するための外部接続用
ワイヤである。
Reference numeral 25 denotes an adjustment IC 2 provided on the substrate 22.
4, a plurality of digital adjustment input electrodes for digitally trimming the data of the digital memory, a prober 26 is output from a digital adjustment input device (not shown), and contacts a digital adjustment input electrode 25; Power supply, grounding and output pads provided in
Is an external connection wire for connecting each pad 27 to a connector.

【0019】次に、動作について説明する。ハウジング
21の座面が、例えば自動車等の被測定物に取り付けら
れ、被測定物の加速度に応じた信号がセンサエレメント
23から出力される。センサエレメント23の動作原理
は、図10のものと同様である。このセンサエレメント
23からの検出信号は、調整IC24でデジタル信号処
理され、外部接続用ワイヤ28を介してコネクタから外
部へ出力される。
Next, the operation will be described. The seat surface of the housing 21 is attached to an object to be measured such as an automobile, and a signal corresponding to the acceleration of the object to be measured is output from the sensor element 23. The operation principle of the sensor element 23 is the same as that of FIG. The detection signal from the sensor element 23 is subjected to digital signal processing by the adjustment IC 24 and output from the connector to the outside via the external connection wire 28.

【0020】ここで、加速度センサの組立手順について
述べる。まず、調整IC24が実装された基板22にセ
ンサエレメント23を例えば接着剤で接着し、かつリー
ド(図示せず)により電気的な接続も行う。そして、こ
の基板22をハウジング21に接着剤等で固定する。ま
た、コネクタのターミナルと基板22の回路とをワイヤ
27により接続し、基板22上の回路を外部回路とつな
ぐ。
Here, the procedure for assembling the acceleration sensor will be described. First, the sensor element 23 is adhered to the substrate 22 on which the adjustment IC 24 is mounted by, for example, an adhesive, and electrical connection is also performed by a lead (not shown). Then, the substrate 22 is fixed to the housing 21 with an adhesive or the like. The terminal of the connector is connected to the circuit of the board 22 by a wire 27, and the circuit on the board 22 is connected to an external circuit.

【0021】この状態で、ハウジング21の座面を調整
治具(図示せず)に取り付け固定する。この調整治具
は、加速度センサを保持する保持部を有し、かつ加速度
センサに作用する地上の重力加速度が+9.8m/s2
となる状態、−9.8m/s2となる状態、及び0m/
2となる状態の間で上記の保持部が回動可能になって
いるものである。このような調整治具により、加速度セ
ンサに重力加速度を作用させ出力値を測定しながら、図
2に示す理想特性になるように出力特性の調整が行われ
る。
In this state, the seat surface of the housing 21 is attached and fixed to an adjustment jig (not shown). This adjusting jig has a holding portion for holding the acceleration sensor, and the gravitational acceleration on the ground acting on the acceleration sensor is +9.8 m / s 2.
, -9.8 m / s 2 , and 0 m / s
between the state where the s 2 in which said holding unit is rotatable. With such an adjusting jig, the output characteristics are adjusted so that the ideal characteristics shown in FIG. 2 are obtained while measuring the output value by applying the gravitational acceleration to the acceleration sensor.

【0022】この出力特性の調整には、上記のデジタル
調整用入力装置が使用される。即ち、プローバ26をデ
ジタル調整入力電極25に接触させ、調整IC24内の
デジタルメモリ、例えばPROMに電気信号による書き
込み、即ちデジタルトリミングを行う。このようなデジ
タルトリミングにより、図2のAで示したオフセット調
整前の出力特性がBで示す理想特性に調整される。ま
た、ハウジング21は、基板22を組み込んだ後に、プ
ローバ26をデジタル調整入力電極25に接触させるこ
とができるように構成されている。
The above-described input device for digital adjustment is used for adjusting the output characteristics. That is, the prober 26 is brought into contact with the digital adjustment input electrode 25, and the digital memory in the adjustment IC 24, for example, a PROM is written by an electric signal, that is, digital trimming is performed. By such digital trimming, the output characteristic before the offset adjustment shown in FIG. 2A is adjusted to the ideal characteristic shown in B. Further, the housing 21 is configured so that the prober 26 can be brought into contact with the digital adjustment input electrode 25 after the board 22 is assembled.

【0023】上記のような加速度センサによれば、セン
サエレメント23及び調整IC24を搭載した基板22
をハウジング21に固定した後に、デジタルトリミング
により調整IC24への書き込みを行い、オフセット調
整を行うことができるので、個々の部品の加工精度を向
上させることなく、検出精度を安価に向上させることが
できる。
According to the acceleration sensor as described above, the substrate 22 on which the sensor element 23 and the adjustment IC 24 are mounted
After fixing to the housing 21, writing to the adjustment IC 24 is performed by digital trimming and offset adjustment can be performed, so that the detection accuracy can be inexpensively improved without improving the processing accuracy of individual components. .

【0024】なお、以上はオフセット調整について述べ
たが、この発明はスパン並びにスパンシフト調整にも適
用できる。スパン並びにスパンシフト調整とは、図3の
実線に示すように、オフセット(0m/s2)時出力か
ら加速度を印加したときの出力の傾き(例えば0m/s
2出力2.5Vに対し+9.8m/s2時3.5V、−
9.8m/s2時1.5Vの出力を得る)を調整するこ
とをスパン調整といい、スパンシフト調整とはこの出力
の傾きを任意に調整できることをいう。
Although the above description has been made with respect to offset adjustment, the present invention can be applied to span and span shift adjustment. The span and the span shift adjustment are, as shown by a solid line in FIG. 3, a slope of an output (for example, 0 m / s) when an acceleration is applied from an output at an offset (0 m / s 2 )
For two output 2.5V + 9.8m / s 2 at 3.5V, -
9.8 m / s 2 to obtain an output of 1.5 V) is called span adjustment, and span shift adjustment means that the slope of this output can be adjusted arbitrarily.

【0025】図1の調整IC24内にスパン並びにスパ
ンシフト調整をするための領域、即ちデジタルメモリを
設けておけば、オフセット調整と同様にハウジング21
への組込後にデジタルトリミングによりスパン並びにス
パンシフト調整を行うことが可能である。従って、組付
誤差や周辺環境条件を含め一括して出力調整ができ、精
度の高いセンサが得られ、しかも装置を一カ所に集中さ
せることができるため、安価に構成することができる。
If a region for performing span and span shift adjustment, that is, a digital memory is provided in the adjustment IC 24 of FIG.
It is possible to perform span and span shift adjustment by digital trimming after assembling into the device. Therefore, the output can be adjusted collectively including the assembly error and the surrounding environment conditions, a highly accurate sensor can be obtained, and the apparatus can be concentrated in one place, so that the configuration can be made inexpensively.

【0026】また、図1の構成によれば、加速度センサ
の周波数特性を任意に調整することも可能である。即
ち、PROMを用いデータの書き込みを行うことによ
り、図4の実線に示すように、エレメント23自身の持
つ周波数特性を所定の周波数特性に調整できる。また、
周波数特性の調整をハウジング21への組込後に実施す
るように構成したことにより、組付誤差や周辺環境条件
を含め一括して周波数特性調整ができ、精度の高いセン
サが得られ、しかも装置を一ヶ所に集中させることがで
きるため、安価に構成することができる。
Further, according to the configuration of FIG. 1, it is possible to arbitrarily adjust the frequency characteristic of the acceleration sensor. That is, by writing data using the PROM, the frequency characteristic of the element 23 itself can be adjusted to a predetermined frequency characteristic as shown by the solid line in FIG. Also,
Since the adjustment of the frequency characteristics is performed after the housing is assembled into the housing 21, the frequency characteristics can be adjusted collectively including the mounting error and the surrounding environmental conditions, and a highly accurate sensor can be obtained. Since it can be concentrated in one place, it can be constructed at low cost.

【0027】実施の形態2.次に、図5はこの発明の実
施の形態2による加速度センサの要部を示す切欠斜視
図、図5の加速度センサの断面図である。図において、
31はセンサエレメント23上に接合されている調整I
C(シリコンIC)であり、この調整IC31には、セ
ンサエレメント23からの出力信号をデジタル信号処理
する信号処理回路としての回路IC30が組み込まれて
いる。また、回路IC30には、出力特性を調整するた
めのデータを記憶しデジタルトリミングによりデータを
書き込み可能なデジタルメモリが設けられている。さら
に、調整IC31は、ダイボンディング剤を用いて、又
はシリコンの低温融合接合技術を用いてセンサエレメン
ト23に接合されている。ここで、シリコンの低温融合
接合技術を用いるのは回路IC30が熱破壊を起こさな
いようにするためである。
Embodiment 2 FIG. Next, FIG. 5 is a cutaway perspective view showing a main part of an acceleration sensor according to Embodiment 2 of the present invention, and a cross-sectional view of the acceleration sensor of FIG. In the figure,
31 is an adjustment I joined on the sensor element 23
The adjustment IC 31 incorporates a circuit IC 30 as a signal processing circuit for digitally processing an output signal from the sensor element 23. Further, the circuit IC 30 is provided with a digital memory that stores data for adjusting output characteristics and can write data by digital trimming. Further, the adjustment IC 31 is bonded to the sensor element 23 using a die bonding agent or using a low-temperature fusion bonding technique of silicon. Here, the low-temperature fusion bonding technique of silicon is used in order to prevent the circuit IC 30 from being thermally broken.

【0028】32a,32bはセンサエレメント23、
回路IC30及び基板22間を配線する複数本のボンデ
ィングワイヤである。また、ハウジング21と基板22
とは、低応力接着剤(例えばシリコン接着剤など)で接
合されている。さらに、ハウジング21には、コネクタ
21aが一体成型されており、このコネクタ21aの部
分には、電気信号を外部と接続するターミナル21bが
インサート成形されている。そして、このターミナル2
8aと基板22上の回路とは、ワイヤ27で接続されて
いる。
32a and 32b are sensor elements 23,
These are a plurality of bonding wires for wiring between the circuit IC 30 and the substrate 22. Further, the housing 21 and the substrate 22
Are joined with a low-stress adhesive (for example, a silicon adhesive). Further, a connector 21a is integrally formed on the housing 21, and a terminal 21b for connecting an electric signal to the outside is insert-molded on the connector 21a. And this Terminal 2
8 a and the circuit on the substrate 22 are connected by a wire 27.

【0029】このような加速度センサでは、上記実施の
形態1と同様の効果に加えて、センサエレメント23上
に回路IC30を一体的に設けたので、基板22上の部
品搭載面積が縮小され、小形化が可能となる。また、セ
ンサエレメント23と回路IC30との距離を最短にす
ることにより、両者の間に並列に挿入される浮遊容量の
影響を削減することができ、検出精度をさらに向上させ
ることができる。
In such an acceleration sensor, the circuit IC 30 is integrally provided on the sensor element 23 in addition to the same effect as in the first embodiment, so that the component mounting area on the substrate 22 is reduced, and Is possible. Further, by minimizing the distance between the sensor element 23 and the circuit IC 30, the effect of the stray capacitance inserted in parallel between them can be reduced, and the detection accuracy can be further improved.

【0030】実施の形態3.次に、図7はこの発明の実
施の形態3による加速度センサの要部を示す概略の構成
図である。この例では、シリコン製の基板41に、加速
度を検出するためのセンサエレメント42と、センサエ
レメント42からの信号をデジタル信号処理する信号処
理回路43とがワンチップ仕様で設けられている。信号
処理回路43には、センサ出力校正データ記憶領域とし
てデジタルトリミングが可能なデジタルメモリ、例えば
EPROM等のPROM44が設けられている。
Embodiment 3 Next, FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a main part of an acceleration sensor according to Embodiment 3 of the present invention. In this example, a sensor element 42 for detecting acceleration and a signal processing circuit 43 for digitally processing a signal from the sensor element 42 are provided on a silicon substrate 41 in a one-chip specification. The signal processing circuit 43 is provided with a digital memory capable of digital trimming, for example, a PROM 44 such as an EPROM as a sensor output calibration data storage area.

【0031】センサエレメント42は、基板41に2つ
の開口部41a,41bを設けることにより形成されて
いる。また、センサエレメント42は、2本のビーム4
5a,45bを介して基板43の本体部分と連結されて
いる可動電極46と、この可動電極46の両端部に対向
している一対の固定電極47a,47bとを有してい
る。
The sensor element 42 is formed by providing two openings 41a and 41b in the substrate 41. Further, the sensor element 42 includes two beams 4
The movable electrode 46 includes a movable electrode 46 connected to the main body of the substrate 43 via 5a and 45b, and a pair of fixed electrodes 47a and 47b opposed to both ends of the movable electrode 46.

【0032】このような加速度センサでは、被測定物に
作用した加速度に応じて可動電極46が図の矢印方向へ
移動し、可動電極46と固定電極47a,47bとの間
の間隙の大きさが変化する。これにより、可動電極46
と固定電極47a,47bとの間の静電容量が変化し、
加速度が検出される。
In such an acceleration sensor, the movable electrode 46 moves in the direction of the arrow in FIG. 3 according to the acceleration applied to the object to be measured, and the size of the gap between the movable electrode 46 and the fixed electrodes 47a and 47b is reduced. Change. Thereby, the movable electrode 46
And the capacitance between the fixed electrodes 47a and 47b change,
An acceleration is detected.

【0033】上記のようなワンチップ仕様の加速度セン
サにおいても、信号処理回路43に出力特性を校正する
ためのデータを記憶するPROM44を設けたので、ハ
ウジング(図示せず)への組込後にオフセット調整、ス
パン並びにスパンシフト調整、周波数特性調整等を行う
ことができ、検出精度を安価に高めることができる。ま
た、センサエレメント42と信号処理回路43とを一体
的に設けたので、基板41上の部品搭載面積が縮小され
小形化が可能となる。さらに、センサエレメント42と
信号処理回路43との距離を最短にすることにより、両
者の間に並列に挿入される浮遊容量の影響を削減するこ
とができ、検出精度をさらに向上させることができる。
In the acceleration sensor of the one-chip specification as described above, since the PROM 44 for storing data for calibrating the output characteristics is provided in the signal processing circuit 43, the offset after the assembly into the housing (not shown). Adjustment, span and span shift adjustment, frequency characteristic adjustment, and the like can be performed, and detection accuracy can be increased at low cost. Further, since the sensor element 42 and the signal processing circuit 43 are provided integrally, the component mounting area on the substrate 41 is reduced, and the size can be reduced. Furthermore, by minimizing the distance between the sensor element 42 and the signal processing circuit 43, the effect of the stray capacitance inserted in parallel between them can be reduced, and the detection accuracy can be further improved.

【0034】実施の形態4.なお、上記の例では信号処
理回路43にPROM44を設けたが、例えば図8に示
すようにEEPROM(電気的消去可能プログラマブル
ROM)48を設けてもよい。この場合、電気信号によ
るデータの書換を繰り返し行うことが可能となり、異な
る出力値への再調整を容易に行うことができる。
Embodiment 4 Although the PROM 44 is provided in the signal processing circuit 43 in the above example, an EEPROM (electrically erasable programmable ROM) 48 may be provided, for example, as shown in FIG. In this case, the data can be repeatedly rewritten by the electric signal, and readjustment to a different output value can be easily performed.

【0035】実施の形態5.図9はこの発明の実施の形
態5による加速度センサの要部を示す概略の構成図であ
る。この例では、検出する加速度の方向(図中矢印)が
それぞれ異なる3個のセンサエレメント51〜53が同
一の基板54上に搭載されている。そして、各センサエ
レメント51〜53に対応した信号処理回路をそれぞれ
有する3個の調整IC55も同一の基板54上に搭載さ
れている。
Embodiment 5 FIG. FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a main part of an acceleration sensor according to Embodiment 5 of the present invention. In this example, three sensor elements 51 to 53 having different directions (arrows in the drawing) of the acceleration to be detected are mounted on the same substrate 54. Further, three adjustment ICs 55 each having a signal processing circuit corresponding to each of the sensor elements 51 to 53 are also mounted on the same substrate 54.

【0036】このような多軸方向検出仕様の加速度セン
サにおいても、ハウジング(図示せず)への組込後にオ
フセット調整、スパン並びにスパンシフト調整、周波数
特性調整等を行うことができ、検出精度を安価に高める
ことができる。また、加速度を複数の成分に分けて精度
良く検出することができる。
Even in such an acceleration sensor of the multi-axial direction detection specification, offset adjustment, span and span shift adjustment, frequency characteristic adjustment, and the like can be performed after assembly into a housing (not shown). It can be inexpensively increased. In addition, the acceleration can be divided into a plurality of components and detected accurately.

【0037】なお、図9では各方向のセンサ51〜53
と調整IC55とを別体とし基板54上に搭載したが、
図7及び図8に示したようなワンチップ仕様で、しかも
複数の方向の加速度を検出するようにしてもよい。
In FIG. 9, the sensors 51 to 53 in each direction are shown.
And the adjustment IC 55 are mounted separately on the substrate 54,
The accelerations in a plurality of directions may be detected by one-chip specification as shown in FIGS. 7 and 8.

【0038】また、上記の各例では加速度センサについ
て説明したが、この発明は、トルクや歪みなどを検出す
る応力センサにも適用することができる。即ち、応力セ
ンサにおいても、応力発生部に装着固定されたセンサエ
レメントに応力を与えてその出力を確認しつつ、オフセ
ット調整やスパン調整などを実施することで同様の効果
を得ることができる。
Although the acceleration sensor has been described in each of the above examples, the present invention can be applied to a stress sensor for detecting torque, distortion, and the like. That is, in the stress sensor, a similar effect can be obtained by performing offset adjustment, span adjustment, and the like while applying a stress to the sensor element attached and fixed to the stress generating unit and checking the output.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明の
半導体センサは、出力特性を調整するためのデータを記
憶しデジタルトリミングによりデータを書き込み可能な
デジタルメモリを有する信号処理回路を基板上に設けた
ので、基板をハウジングに固定した状態で、出力特性の
調整を行うことができ、個々の部品の加工精度を向上さ
せることなく、検出精度を安価に向上させることができ
る。
As described above, according to the semiconductor sensor of the first aspect of the present invention, a signal processing circuit having a digital memory for storing data for adjusting output characteristics and writing data by digital trimming is provided on a substrate. Thus, the output characteristics can be adjusted while the substrate is fixed to the housing, and the detection accuracy can be improved at low cost without improving the processing accuracy of each component.

【0040】請求項2の発明の半導体センサは、プロー
バが接触するデジタル調整入力電極を基板上に設けたの
で、デジタルトリミングを容易に行うことができる。
In the semiconductor sensor according to the second aspect of the present invention, since the digital adjustment input electrode with which the prober contacts is provided on the substrate, digital trimming can be easily performed.

【0041】請求項3の発明の半導体センサは、センサ
エレメントを基板上に搭載し、そのセンサエレメント上
に信号処理回路を有する調整ICを接合したので、基板
上の部品搭載面積が縮小され、小形化が可能となる。ま
た、センサエレメントと信号処理回路との距離を最短に
することにより、両者の間に並列に挿入される浮遊容量
の影響を削減することができ、検出精度をさらに向上さ
せることができる。
In the semiconductor sensor according to the third aspect of the present invention, since the sensor element is mounted on the substrate and the adjustment IC having the signal processing circuit is bonded on the sensor element, the component mounting area on the substrate is reduced. Is possible. Further, by minimizing the distance between the sensor element and the signal processing circuit, the influence of the stray capacitance inserted in parallel between the two can be reduced, and the detection accuracy can be further improved.

【0042】請求項4の発明の半導体センサは、信号処
理回路が設けられている半導体の基板の一部に、可動電
極及び固定電極を有するセンサエレメントをワンチップ
仕様で設けたので、センサエレメントと信号処理回路と
を一体的に設けたので、基板上の部品搭載面積が縮小さ
れ小形化が可能となる。また、センサエレメントと信号
処理回路との距離を最短にすることにより、両者の間に
並列に挿入される浮遊容量の影響を削減することがで
き、検出精度をさらに向上させることができる。
In the semiconductor sensor according to the fourth aspect of the present invention, the sensor element having the movable electrode and the fixed electrode is provided in one chip on a part of the semiconductor substrate on which the signal processing circuit is provided. Since the signal processing circuit and the signal processing circuit are provided integrally, the component mounting area on the substrate can be reduced and the size can be reduced. Further, by minimizing the distance between the sensor element and the signal processing circuit, the influence of the stray capacitance inserted in parallel between the two can be reduced, and the detection accuracy can be further improved.

【0043】請求項5の発明の半導体センサは、異なる
方向への加速度を検出する複数のセンサエレメントと、
これらのセンサエレメントに対応した信号処理回路をそ
れぞれ有する複数の調整ICとを同一基板上に搭載した
ので、加速度を複数の成分に分けて精度良く検出するこ
とができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor sensor, comprising: a plurality of sensor elements for detecting accelerations in different directions;
Since a plurality of adjustment ICs each having a signal processing circuit corresponding to each of these sensor elements are mounted on the same substrate, acceleration can be divided into a plurality of components and detected accurately.

【0044】請求項6の発明に係る半導体センサは、デ
ジタルメモリとして、EEPROMを用いたので、電気
信号によるデータの書換を繰り返し行うことが可能とな
り、異なる出力値への再調整を容易に行うことができ
る。
In the semiconductor sensor according to the sixth aspect of the present invention, since the EEPROM is used as the digital memory, the data can be repeatedly rewritten by the electric signal, and readjustment to a different output value can be easily performed. Can be.

【0045】請求項7の発明の半導体センサは、基板を
ハウジングに固定した後、ハウジングを調整治具に固定
して所定の角度に保持した状態でデジタルトリミングを
行うことにより、出力特性の調整を行うので、個々の部
品の加工精度を向上させることなく、検出精度を安価に
向上させることができる。
In the semiconductor sensor according to the seventh aspect of the present invention, after the substrate is fixed to the housing, the housing is fixed to the adjustment jig and digital trimming is performed with the housing held at a predetermined angle, thereby adjusting the output characteristics. As a result, the detection accuracy can be improved at low cost without improving the processing accuracy of each component.

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

【図1】 この発明の実施の形態1による加速度センサ
の要部を示す切欠斜視図である。
FIG. 1 is a cutaway perspective view showing a main part of an acceleration sensor according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 加速度センサのオフセット特性を示す関係図
である。
FIG. 2 is a relationship diagram showing an offset characteristic of an acceleration sensor.

【図3】 加速度センサのスパン並びにスパンシフト特
性を示す関係図である。
FIG. 3 is a relationship diagram showing a span and a span shift characteristic of the acceleration sensor.

【図4】 加速度センサのセンサエレメントの周波数特
性を示す関係図である。
FIG. 4 is a relation diagram showing frequency characteristics of a sensor element of the acceleration sensor.

【図5】 この発明の実施の形態2による加速度センサ
の要部を示す切欠斜視図である。
FIG. 5 is a cutaway perspective view showing a main part of an acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 図5の加速度センサの断面図である。FIG. 6 is a sectional view of the acceleration sensor of FIG. 5;

【図7】 この発明の実施の形態3による加速度センサ
の要部を示す概略の構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a main part of an acceleration sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態4による加速度センサ
の要部を示す概略の構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a main part of an acceleration sensor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態5による加速度センサ
の要部を示す概略の構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a main part of an acceleration sensor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】 従来の加速度センサのセンサエレメントの
一例を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a sensor element of a conventional acceleration sensor.

【図11】 従来の加速度センサの増幅補正回路基板の
一例を示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing an example of a conventional amplification correction circuit board of an acceleration sensor.

【図12】 従来の加速度センサの一例の側面断面図で
ある。
FIG. 12 is a side sectional view of an example of a conventional acceleration sensor.

【図13】 図12のベースを示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing the base of FIG. 12;

【図14】 図12の分解斜視図である。14 is an exploded perspective view of FIG.

【図15】 図12の加速度センサを被測定物に取り付
けた状態を示す説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a state where the acceleration sensor of FIG. 12 is attached to an object to be measured.

【図16】 図12の加速度センサの取付方向による加
速度の向きを示す説明図である。
16 is an explanatory diagram showing the direction of acceleration according to the mounting direction of the acceleration sensor of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 ハウジング、22,41,54 基板、23,4
2,51,52,53センサエレメント、24,31,
55 調整IC、25 デジタル調整入力電極、26
プローバ、43 信号処理回路、44 PROM、46
可動電極、47a,47b 固定電極、48 EEP
ROM。
21 housing, 22, 41, 54 substrate, 23, 4
2, 51, 52, 53 sensor elements, 24, 31,
55 adjustment IC, 25 digital adjustment input electrode, 26
Prober, 43 signal processing circuit, 44 PROM, 46
Movable electrode, 47a, 47b Fixed electrode, 48 EEP
ROM.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジングと、 このハウジングに固定されている基板と、 この基板に設けられているセンサエレメントと、 上記基板に設けられているとともに、出力特性を調整す
るためのデータを記憶しデジタルトリミングにより上記
データを書き込み可能なデジタルメモリを有しており、
上記センサエレメントからの出力信号をデジタル信号処
理する信号処理回路とを備えていることを特徴とする半
導体センサ。
1. A housing, a board fixed to the housing, a sensor element provided on the board, and a digital memory for storing data for adjusting output characteristics provided on the board and for adjusting output characteristics. It has a digital memory that can write the data by trimming,
A signal processing circuit for digitally processing an output signal from the sensor element.
【請求項2】 デジタルトリミングを行う際にデジタル
調整用入力装置のプローバが接触するデジタル調整入力
電極が、基板上に設けられていることを特徴とする請求
項1記載の半導体センサ。
2. The semiconductor sensor according to claim 1, wherein a digital adjustment input electrode that contacts a prober of the digital adjustment input device when performing digital trimming is provided on the substrate.
【請求項3】 センサエレメントが基板上に搭載されて
おり、信号処理回路を有する調整ICが上記センサエレ
メント上に接合されていることを特徴とする請求項2記
載の半導体センサ。
3. The semiconductor sensor according to claim 2, wherein the sensor element is mounted on a substrate, and an adjustment IC having a signal processing circuit is bonded on the sensor element.
【請求項4】 信号処理回路が設けられている半導体の
基板の一部に、可動電極及び固定電極を有するセンサエ
レメントがワンチップ仕様で設けられていることを特徴
とする請求項1記載の半導体センサ。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein a sensor element having a movable electrode and a fixed electrode is provided on a part of the semiconductor substrate provided with the signal processing circuit in a one-chip specification. Sensor.
【請求項5】 異なる方向への加速度を検出する複数の
センサエレメントと、これらのセンサエレメントに対応
した信号処理回路をそれぞれ有する複数の調整ICとが
同一基板上に搭載されていることを特徴とする請求項1
ないし請求項4のいずれかに記載の半導体センサ。
5. A plurality of sensor elements for detecting accelerations in different directions, and a plurality of adjustment ICs each having a signal processing circuit corresponding to these sensor elements are mounted on the same substrate. Claim 1
The semiconductor sensor according to claim 4.
【請求項6】 デジタルメモリは、EEPROMである
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに
記載の半導体センサ。
6. The semiconductor sensor according to claim 1, wherein the digital memory is an EEPROM.
【請求項7】 センサエレメントと、このセンサエレメ
ントからの出力信号をデジタル信号処理する信号処理回
路とを基板に設けるとともに、この基板をハウジングに
固定した後、上記ハウジングを調整治具に固定して所定
の角度に保持した状態でデジタルトリミングを行うこと
により、出力特性の調整を行うことを特徴とする半導体
センサの製造方法。
7. A sensor element and a signal processing circuit for digitally processing an output signal from the sensor element are provided on a substrate, and the substrate is fixed to a housing, and then the housing is fixed to an adjustment jig. A method for manufacturing a semiconductor sensor, wherein output characteristics are adjusted by performing digital trimming while maintaining a predetermined angle.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002217422A (en) * 2001-01-18 2002-08-02 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor physical quantity sensor
US6456954B1 (en) 1999-02-24 2002-09-24 Denso Corporation Sensing apparatus for detecting a physical quantity, including memory circuits storing characteristics adjusting data
JP2003043063A (en) * 2001-08-01 2003-02-13 Nagano Fujitsu Component Kk Acceleration detector
JP2006153724A (en) * 2004-11-30 2006-06-15 Tateyama Kagaku Kogyo Kk Acceleration sensor module
JP2006226680A (en) * 2005-02-15 2006-08-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Calibration method of acceleration sensor and acceleration measuring device
JP2014092367A (en) * 2012-10-31 2014-05-19 Denso Corp Electronic device
JP2018032846A (en) * 2016-06-21 2018-03-01 メレクシス・テクノロジーズ・ナムローゼフェンノートシャップ Semiconductor sensor assembly for harsh media application

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6456954B1 (en) 1999-02-24 2002-09-24 Denso Corporation Sensing apparatus for detecting a physical quantity, including memory circuits storing characteristics adjusting data
JP2002217422A (en) * 2001-01-18 2002-08-02 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor physical quantity sensor
GB2374676A (en) * 2001-01-18 2002-10-23 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor Physical Quality Sensor
GB2374676B (en) * 2001-01-18 2005-03-02 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor physical quality sensor
US6962081B2 (en) 2001-01-18 2005-11-08 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor physical quantity sensor with improved noise resistance
DE10201710B4 (en) * 2001-01-18 2016-11-10 Fuji Electric Co., Ltd. A physical size semiconductor sensor having adjustment pads for digital adjustment of a sensor output signal and method of making the same
JP2003043063A (en) * 2001-08-01 2003-02-13 Nagano Fujitsu Component Kk Acceleration detector
JP2006153724A (en) * 2004-11-30 2006-06-15 Tateyama Kagaku Kogyo Kk Acceleration sensor module
JP2006226680A (en) * 2005-02-15 2006-08-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Calibration method of acceleration sensor and acceleration measuring device
JP2014092367A (en) * 2012-10-31 2014-05-19 Denso Corp Electronic device
JP2018032846A (en) * 2016-06-21 2018-03-01 メレクシス・テクノロジーズ・ナムローゼフェンノートシャップ Semiconductor sensor assembly for harsh media application

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