JPH1194673A - Sensor and its manufacture - Google Patents

Sensor and its manufacture

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JPH1194673A
JPH1194673A JP25871597A JP25871597A JPH1194673A JP H1194673 A JPH1194673 A JP H1194673A JP 25871597 A JP25871597 A JP 25871597A JP 25871597 A JP25871597 A JP 25871597A JP H1194673 A JPH1194673 A JP H1194673A
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bump
diaphragm
pressure sensor
bonding
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宏 臼田
Yoshihiro Tomomatsu
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the manufacturing efficiency by enabling a sensor to be miniaturized and to be made thinner. SOLUTION: When the sensor has a sensor chip 12 where a strain gage element is placed on a diaphragm 121 to detect the physical quantity of the diaphragm 121 and convert the same into an electric signal, a flexible board 13 is provided via a bump 21 on the upper surface of the diaphragm 12, on which the strain gage element is placed, and an electric circuit 23 amplifying the electric signal for output is provided on the flexible board 13. Since the electric circuit 23 on the flexible board 13 and the strain gage element on the diaphragm 121 are electrically connected together by the bump 21, a thinner thickness is achieved and a connection can be made through die bonding, so that the manufacturing time of the sensor can be reduced greatly.

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、ダイアフラム上に
歪ゲージ素子を配置して当該ダイアフラムの物理量を検
出して電気信号に変換するセンサチップを備えたセンサ
およびセンサの製造方法に関し、例えば、流体の圧力変
化をダイアフラムによって検出し、歪ゲージ素子によっ
て電気信号として出力する圧力変換器等に利用すること
ができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor having a sensor chip for arranging a strain gauge element on a diaphragm and detecting a physical quantity of the diaphragm to convert the sensor into an electric signal, and a method for manufacturing the sensor. Can be used for a pressure transducer or the like which detects a pressure change of the above by a diaphragm and outputs it as an electric signal by a strain gauge element.

【0002】[0002]

【背景技術】従来より、流体の圧力等の測定には、種々
の圧力センサが用いられている。組み込み制御用の圧力
センサとしては、ダイアフラム上に歪ゲージ素子を配置
して当該ダイアフラムの物理量を検出して電気信号に変
換するセンサチップを備えた圧力センサが利用され、例
えば、実用新案登録第2533357号に示される圧力
センサが知られている。この圧力センサ7は、図9に示
すように、流体が流通する配管部材が接続されるジョイ
ント部材11と、流体の圧力をダイアフラム121で検
出し、電気信号に変換する圧力センサチップ12と、こ
の圧力センサチップ12により変換された電気信号を信
号増幅処理して外部の測定装置等に出力する電子回路基
板73と、圧力センサチップ12および電子回路基板7
3を覆うケース74とを備えている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various pressure sensors have been used for measuring the pressure or the like of a fluid. As a pressure sensor for built-in control, a pressure sensor provided with a sensor chip for arranging a strain gauge element on a diaphragm and detecting a physical quantity of the diaphragm and converting it into an electric signal is used. For example, Utility Model Registration No. 2533357 There is known a pressure sensor indicated by the reference numeral. As shown in FIG. 9, the pressure sensor 7 includes a joint member 11 to which a piping member through which a fluid flows is connected, a pressure sensor chip 12 that detects the pressure of the fluid with a diaphragm 121, and converts the pressure into an electric signal. An electronic circuit board 73 for subjecting the electric signal converted by the pressure sensor chip 12 to signal amplification processing and outputting the signal to an external measuring device or the like; the pressure sensor chip 12 and the electronic circuit board 7
3 is provided.

【0003】ジョイント部材11は、内部に圧力導入用
の空洞111が形成された筒状体であり、その先端側外
周面には、前記配管部材と接続するための雄ネジ部11
2が形成されている。圧力センサチップ12は、受圧面
となるダイアフラム121と、このダイアフラム121
を囲む脚部122とを有し、脚部122が設けられる面
とは反対側のダイアフラム121の上面には、多結晶シ
リコン等の半導体素子から構成される4つの歪ゲージ素
子が配置されている(図9では図示略)。これら4つの
歪ゲージ素子は、ダイアフラム121の上面に形成され
るプリント配線によって電気的に接続され、ダイアフラ
ム121の上面には、4つ抵抗歪ゲージ素子から構成さ
れるブリッジ回路が形成されている。このブリッジ回路
の互いに対向する一対の端部には、電圧印加用の電極パ
ッドが形成されるとともに、他の一対の端部には、電圧
出力用の電極パッドが形成されている。
[0003] The joint member 11 is a cylindrical body having a cavity 111 for pressure introduction formed therein, and a male screw portion 11 for connecting to the piping member is formed on the outer peripheral surface on the tip side.
2 are formed. The pressure sensor chip 12 includes a diaphragm 121 serving as a pressure receiving surface, and the diaphragm 121
And four strain gauge elements made of a semiconductor element such as polycrystalline silicon are arranged on the upper surface of the diaphragm 121 on the opposite side to the surface on which the leg parts 122 are provided. (Not shown in FIG. 9). These four strain gauge elements are electrically connected by a printed wiring formed on the upper surface of the diaphragm 121, and a bridge circuit composed of four resistance strain gauge elements is formed on the upper surface of the diaphragm 121. Electrode pads for voltage application are formed at a pair of opposite ends of the bridge circuit, and electrode pads for voltage output are formed at the other pair of ends.

【0004】そして、このようなブリッジ回路には一定
の電圧が印加され、ダイアフラム121の変形に応じて
歪ゲージ素子の抵抗値が変化し、これに伴い、変化した
電圧が電気信号として電圧出力用の電極から出力される
ように構成されている。圧力センサチップ12は、支持
台15を介して前記ジョイント部材11と接続され、支
持台15には、内部に圧力導入管151が形成され、前
記圧力導入用の空洞111と、圧力センサチップ12の
脚部122に囲まれる空洞123とは、この圧力導入管
151によって連通している。
[0004] A constant voltage is applied to such a bridge circuit, and the resistance value of the strain gauge element changes in accordance with the deformation of the diaphragm 121. With this, the changed voltage is converted into an electric signal for voltage output. Are output from the electrodes. The pressure sensor chip 12 is connected to the joint member 11 via a support 15. The support 15 has a pressure introduction pipe 151 formed therein, and the pressure introduction cavity 111 and the pressure sensor chip 12. The cavity 123 surrounded by the leg 122 is in communication with the pressure introducing pipe 151.

【0005】圧力センサチップ12の上方には、電子回
路基板73が設けられ、その外周部分がジョイント部材
11に支持されている。この電子回路基板73は、ダイ
アフラム121上面の歪ゲージ素子とボンディング線7
31によって電気的に接続されているとともに、リード
線732、中継基板733を介して外部信号出力用の電
線16と電気的に接続されている。尚、図9では図示を
略したが、電子回路基板73には、入力された電気信号
を増幅して出力する電子回路となるIC(Integr
ated Circuit)が搭載され、このICおよ
び前記ボンディング線731は、キャップ734によっ
て覆われ、保護されている。
[0005] An electronic circuit board 73 is provided above the pressure sensor chip 12, and its outer peripheral portion is supported by the joint member 11. The electronic circuit board 73 is connected to the strain gauge elements on the upper surface of the diaphragm 121 and the bonding wires 7.
31 and is electrically connected to the external signal output electric wire 16 via the lead wire 732 and the relay board 733. Although not shown in FIG. 9, the electronic circuit board 73 includes an IC (Integr) serving as an electronic circuit that amplifies and outputs an input electric signal.
The IC and the bonding wire 731 are covered and protected by a cap 734.

【0006】このような圧力センサ7により流体の圧力
変化を測定する場合、次のような手順で行われる。 ジョイント部材11に接続された管材から供給され
る測定流体は、圧力導入用の空洞111、圧力導入管1
51から圧力センサチップ12の空洞123に流れ込
む。 測定流体の圧力変化に応じて、ダイアフラム121
が面外方向に変形し、ダイアフラム121の上面の歪ゲ
ージ素子の抵抗値が変化する。これに伴い、ブリッジ回
路における出力電圧が変化し、これを電気信号として電
子回路基板73に出力する。 この電気信号は、電子回路基板73に搭載されたI
Cによって増幅され、リード線732、中継基板73
3、電線16によって図9では図示しない表示装置、制
御装置に伝達され、これらの装置によって測定、制御が
行われる。上述した圧力センサ7は機器等に組み込ま
れ、機器等の制御用の検出器として用いられることが多
く、機器の他の動作部等の邪魔とならないようにする必
要があるので、安定した性能を有する他、極力小型化、
薄型化されたものであることが望ましい。
[0006] When the pressure change of the fluid is measured by the pressure sensor 7, the following procedure is performed. The measurement fluid supplied from the pipe connected to the joint member 11 is supplied to the pressure introduction cavity 111 and the pressure introduction pipe 1.
51 flows into the cavity 123 of the pressure sensor chip 12. In response to the pressure change of the measurement fluid, the diaphragm 121
Is deformed in the out-of-plane direction, and the resistance value of the strain gauge element on the upper surface of the diaphragm 121 changes. As a result, the output voltage of the bridge circuit changes and is output to the electronic circuit board 73 as an electric signal. This electric signal is transmitted to the I
C, amplified by the lead wire 732, the relay board 73
3, transmitted to the display device and the control device (not shown in FIG. 9) by the electric wire 16, and the measurement and control are performed by these devices. The above-described pressure sensor 7 is incorporated in a device or the like, and is often used as a detector for controlling the device or the like. It is necessary to prevent the pressure sensor 7 from interfering with other operation units or the like of the device. In addition to miniaturization,
It is desirable that the thickness be reduced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の圧力センサ7では、次のような問題がある。 ダイアフラム121の上面に形成されるブリッジ回
路と電子回路基板73との接続は、従来より、ボンディ
ング線731を用いたワイヤボンディングによって行わ
れているが、ワイヤボンディング技術の性質上、電子回
路基板73と圧力センサチップ12との間を所定間隔だ
け離間させる必要がある。このため、図9から判るよう
に、ケース74の高さ寸法H0を小さくして圧力センサ
7の小型化、薄型化を図ろうとしても限界がある。 また、ワイヤボンディングにより接続する場合、ダ
イアフラム121上の電極パッドにボンディング線73
1を1本ずつ接続しなければならない。従って、ボンデ
ィング線731の接続本数が多くなると、圧力センサ7
の製造時間多くかかってしまううえ、ボンディング線7
31の接続箇所に応じて、圧力センサチップ12、電子
回路基板73の位置合わせを行う必要があり、製造時、
これらの位置制御が煩雑化してしまうという問題があ
る。尚、このような問題は、上述した圧力センサ7のみ
ならず、同じダイアフラム上に歪ゲージ素子が配置され
たセンサチップを有する流量センサ、加速度センサ等で
も同様の問題として把握される。
However, such a conventional pressure sensor 7 has the following problems. The connection between the bridge circuit formed on the upper surface of the diaphragm 121 and the electronic circuit board 73 has been conventionally performed by wire bonding using bonding wires 731. However, due to the nature of the wire bonding technique, the electronic circuit board 73 is connected to the electronic circuit board 73. It is necessary to keep a predetermined distance from the pressure sensor chip 12. For this reason, as can be seen from FIG. 9, there is a limit even if the height dimension H0 of the case 74 is reduced to reduce the size and thickness of the pressure sensor 7. When connection is made by wire bonding, the bonding wire 73 is attached to the electrode pad on the diaphragm 121.
1 must be connected one by one. Therefore, when the number of bonding wires 731 increases, the pressure sensor 7
Takes a lot of time to manufacture, and the bonding wire 7
It is necessary to perform alignment of the pressure sensor chip 12 and the electronic circuit board 73 according to the connection position of the connection 31.
There is a problem that these position controls are complicated. It should be noted that such a problem is recognized not only by the above-described pressure sensor 7 but also by a flow rate sensor, an acceleration sensor, and the like having a sensor chip in which a strain gauge element is disposed on the same diaphragm.

【0008】本発明の目的は、小型化、薄型化すること
のでき、かつ製造効率のよいセンサ及びセンサの製造方
法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a sensor which can be reduced in size and thickness and which has high manufacturing efficiency, and a method for manufacturing the sensor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係るセンサは、
ダイアフラム上に歪ゲージ素子を配置して当該ダイアフ
ラムの物理量を検出して電気信号に変換するセンサチッ
プを備えたセンサであって、前記歪ゲージ素子が配置さ
れたダイアフラム面には、バンプを介してフレキシブル
基板が設けられ、このフレキシブル基板には、前記電気
信号を処理する電子回路が設けられていることを特徴と
する。ここで、フレキシブル基板とは、プリント配線す
ることが可能であり、かつロール状に巻き取ることがで
きる可撓性のある基板をいい、例えば、ポリエステル、
ポリイミド製の基板を採用することができる。また、バ
ンプは、ダイアフラム面上に形成された歪ゲージ素子と
電子回路基板とを電気的に接続するのみでなく、センサ
チップとフレキシブル基板とを物理的に接合固定するこ
とができるものをいい、例えば、金バンプ、半田バンプ
等が考えられる。
The sensor according to the present invention comprises:
A sensor provided with a sensor chip for arranging a strain gauge element on a diaphragm and detecting a physical quantity of the diaphragm to convert it to an electric signal, wherein a diaphragm surface on which the strain gauge element is arranged is provided via a bump. A flexible substrate is provided, and the flexible substrate is provided with an electronic circuit for processing the electric signal. Here, the flexible substrate refers to a flexible substrate that can be printed and wired and can be wound into a roll, for example, polyester,
A polyimide substrate can be used. In addition, the bump means not only an element for electrically connecting the strain gauge element formed on the diaphragm surface and the electronic circuit board, but also for physically bonding and fixing the sensor chip and the flexible board. For example, gold bumps, solder bumps, and the like can be considered.

【0010】このような本発明によれば、フレキシブル
基板上の電子回路とダイアフラム上の歪ゲージ素子との
電気的接続がバンプ接合によって行われるので、ダイボ
ンディングにより、電極数に関係なく電極全部を一度に
かつ高速に接続することが可能となり、センサの製造時
間の大幅な短縮が可能となる。また、バンプ接合であれ
ば、ワイヤボンディングによる場合に比較してフレキシ
ブル基板とセンサチップとの距離をより接近させて電気
的接続を行うことが可能となるので、センサを小型化、
薄型化することが可能となる。
According to the present invention, since the electrical connection between the electronic circuit on the flexible substrate and the strain gauge element on the diaphragm is made by bump bonding, all the electrodes are connected by die bonding regardless of the number of electrodes. The connections can be made at once and at high speed, and the manufacturing time of the sensor can be greatly reduced. Also, in the case of bump bonding, it is possible to make electrical connection by making the distance between the flexible substrate and the sensor chip closer as compared with the case of wire bonding, so that the sensor can be downsized,
It is possible to reduce the thickness.

【0011】以上において、上述したフレキシブル基板
には、外周から内側に向かう切欠部が少なくとも1以上
形成されているのが好ましい。ここで、切欠部は、セン
サチップの温度変化に伴う熱膨張によって電子回路基板
とセンサチップとのバンプによる接合部分に応力が発生
しないように設けられ、バンプによる接合部の位置、箇
所に応じて切欠部の場所、箇所を設定するのが好まし
い。このように、フレキシブル基板に切欠部が形成され
ていれば、測定流体等の温度変化によりセンサチップが
膨張、収縮し、フレキシブル基板との間に動きが生じて
も、その動きは切欠部で吸収され、バンプ接合部に作用
する応力が低減され、バンプ接合部を長期に亘り良好な
状態で保持することが可能となる。
[0011] In the above, it is preferable that at least one notch formed from the outer periphery toward the inside is formed in the above-mentioned flexible substrate. Here, the notch is provided so that stress is not generated at a joint portion between the electronic circuit board and the sensor chip by the bump due to thermal expansion due to a temperature change of the sensor chip, and the notch is formed according to the position and location of the joint portion by the bump. It is preferable to set the location and location of the notch. As described above, if the notch is formed in the flexible substrate, even if the sensor chip expands and contracts due to a temperature change of the measurement fluid or the like, and a movement occurs with the flexible substrate, the movement is absorbed by the notch. As a result, the stress acting on the bump joint is reduced, and the bump joint can be maintained in a good state for a long time.

【0012】また、上述したフレキシブル基板には、ダ
イアフラムの物理量に応じて出力される電気信号を補正
する調整用トリミングパッドが設けられているのが好ま
しい。すなわち、フレキシブル基板に調整用トリミング
パッドが設けられているので、バンプ接合によりフレキ
シブル基板とセンサチップとを電気的に接続した後、直
ちにセンサのゼロ調整、スパン調整を行うことが可能と
なり、バンプ接合を含む製造工程内で同時にセンサの調
整をも済ませられ、高精度のセンサを効率よく製造する
ことが可能となる。
Preferably, the above-mentioned flexible substrate is provided with an adjustment trimming pad for correcting an electric signal output according to the physical quantity of the diaphragm. In other words, since the trimming pad for adjustment is provided on the flexible substrate, it is possible to immediately perform zero adjustment and span adjustment of the sensor after electrically connecting the flexible substrate and the sensor chip by bump bonding. The adjustment of the sensor can be completed at the same time in the manufacturing process including the above, and a highly accurate sensor can be efficiently manufactured.

【0013】さらに、上述した電子回路は、モールド剤
によって被覆されているのが好ましい。ここで、モール
ド剤としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の合成
樹脂系の材料を採用するのが好ましい。すなわち、電子
回路がモールド剤によって被覆されているので、電気信
号を処理する部分がモールド剤により保護され、センサ
の耐久性が向上し、特に、耐振動性能が向上する。そし
て、上述したバンプとしては金バンプを採用することも
考えられるのだが、好ましくは、錫および鉛の合金から
構成される半田バンプを採用するのが好ましい。すなわ
ち、半田は、金等に比較して極めて廉価で入手すること
が可能であり、センサを構成する材料コストが低減さ
れ、センサの製造コストが低減される。
Further, the above-mentioned electronic circuit is preferably covered with a molding agent. Here, it is preferable to employ a synthetic resin material such as an epoxy resin or a silicone resin as the molding agent. That is, since the electronic circuit is covered with the molding compound, the portion for processing the electric signal is protected by the molding compound, and the durability of the sensor is improved, and in particular, the vibration resistance is improved. Although it is conceivable to use a gold bump as the above-described bump, it is preferable to use a solder bump made of an alloy of tin and lead. That is, solder can be obtained at a very low price as compared with gold or the like, so that the material cost of forming the sensor is reduced and the manufacturing cost of the sensor is reduced.

【0014】次に、本発明に係るセンサの製造方法は、
ダイアフラム上に歪ゲージ素子を配置して当該ダイアフ
ラムの物理量を検出して電気信号に変換するセンサチッ
プと、前記歪ゲージ素子が配置されたダイアフラム面に
バンプを介して設けられるフレキシブル基板と、このフ
レキシブル基板上に設けられる電子回路とを備えたセン
サの製造方法であって、前記フレキシブル基板上に前記
電子回路を設ける第1の工程と、このフレキシブル基板
および前記電子回路を前記バンプにより前記ダイアフラ
ム上に接合する第2の工程と、前記電子回路をモールド
剤により被覆する第3の工程とを備えていることを特徴
とする。すなわち、このような本発明によれば、電子回
路が設けられる基板としてフレキシブル基板を採用して
いるので、TAB(Tape Automated B
onding)技術を利用して、電子回路の基板上への
設置、センサチップとフレキシブル基板との接合を連続
して行うことが可能となり、センサを効率的にかつ迅速
に製造することが可能となる。
Next, a method for manufacturing a sensor according to the present invention is as follows.
A sensor chip for arranging a strain gauge element on the diaphragm to detect a physical quantity of the diaphragm and converting it into an electric signal; a flexible substrate provided via bumps on a diaphragm surface on which the strain gauge element is arranged; A method of manufacturing a sensor comprising: an electronic circuit provided on a substrate; and a first step of providing the electronic circuit on the flexible substrate, and the flexible substrate and the electronic circuit are mounted on the diaphragm by the bumps. The method is characterized by comprising a second step of joining and a third step of covering the electronic circuit with a molding agent. That is, according to the present invention, since the flexible substrate is employed as the substrate on which the electronic circuit is provided, the TAB (Tape Automated B) is used.
Using the bonding technology, it is possible to continuously mount an electronic circuit on a substrate and to join a sensor chip and a flexible substrate, and it is possible to efficiently and quickly manufacture a sensor. .

【0015】以上において、通常は、フレキシブル基板
上にIC等の集積電子回路をバンプ接合した後、フレキ
シブル基板とセンサとのバンプ接合を行うが、好ましく
は、電子回路およびフレキシブル基板のバンプ接合と、
フレキシブル基板およびセンサチップのバンプ接合を同
時に行うボンディングツールにより、第1の工程と第2
の工程とを同時に済ませられるのがよい。すなわち、1
度のバンプ接合で電子回路およびフレキシブル基板の接
合と、フレキシブル基板および圧力センサチップの接合
とを同時に済ませられるので、センサの製造工程の簡素
化が図られ、製造設備コストおよび製造管理コストの低
減により、センサの製造コストの低減が図られる。
[0015] In the above, usually, after an integrated electronic circuit such as an IC is bump-bonded on a flexible substrate, bump bonding between the flexible substrate and the sensor is performed.
The first step and the second step are performed by a bonding tool for simultaneously performing bump bonding of the flexible substrate and the sensor chip.
It is good to be able to complete the process of this at the same time. That is, 1
The bonding of the electronic circuit and the flexible substrate and the bonding of the flexible substrate and the pressure sensor chip can be completed at the same time by a simple bump bonding, which simplifies the sensor manufacturing process and reduces manufacturing equipment costs and manufacturing management costs. Thus, the manufacturing cost of the sensor can be reduced.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1実施形態を図
面に基づいて説明する。尚、以下の説明では、既に説明
した部分又は部材と同一又は類似の部分等については、
その説明を省略又は簡略する。図1には、本発明の第1
実施形態に係る圧力センサが示されている。背景技術で
説明した従来の圧力センサ7は、電子回路基板73は、
その外周部分がジョイント部材11に支持され、電子回
路基板73と圧力センサチップ12との電気的な接続は
ボンディング線731によって行われていた。そして、
ワイヤボンディングを行うために、センサチップ12と
電子回路基板73との間には所定間隔の隙間が設けられ
ていた。これに対して、第1実施形態に係る圧力センサ
1は、圧力センサチップ12上にバンプ21を介してフ
レキシブル基板13が設けられ、このフレキシブル基板
13と圧力センサチップ12との電気的接続は、このバ
ンプ21によって行われている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, for the same or similar parts as the already described parts or members,
The description is omitted or simplified. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
1 shows a pressure sensor according to an embodiment. In the conventional pressure sensor 7 described in the background art, the electronic circuit board 73 includes:
The outer peripheral portion is supported by the joint member 11, and the electrical connection between the electronic circuit board 73 and the pressure sensor chip 12 is performed by the bonding wire 731. And
In order to perform wire bonding, a predetermined gap is provided between the sensor chip 12 and the electronic circuit board 73. On the other hand, in the pressure sensor 1 according to the first embodiment, the flexible substrate 13 is provided on the pressure sensor chip 12 via the bump 21, and the electrical connection between the flexible substrate 13 and the pressure sensor chip 12 is as follows. This is performed by the bump 21.

【0017】すなわち、図2、図3に示されるように、
圧力センサチップ12のダイアフラム121の歪ゲージ
素子22が配置される面には、バンプ21を介してフレ
キシブル基板13が配置され、フレキシブル基板13の
上面に設けられる電子回路となるIC23は、ゲル状の
シリコーン樹脂からなるモールド剤24によって覆われ
ている。圧力センサチップ12のダイアフラム上面に
は、図3(A)から判るように、4つの歪ゲージ素子2
2から構成されるブリッジ回路25が形成され、このブ
リッジ回路25には、バンプ21が接合される一対の電
圧印加用パッド251と一対の電圧出力用パッド252
が形成されている。尚、このような圧力センサチップ1
2は、ダイアフラム121にCVD法により酸化珪素の
絶縁膜上に多結晶シリコンを形成し、フォトエッチング
により多結晶シリコンのゲージパターンを形成した後、
電子ビーム蒸着によって各歪ゲージ素子22を連絡する
ブリッジ回路25を形成して製造される。
That is, as shown in FIGS. 2 and 3,
On the surface of the diaphragm 121 of the pressure sensor chip 12 where the strain gauge element 22 is disposed, a flexible substrate 13 is disposed via bumps 21. An IC 23 serving as an electronic circuit provided on the upper surface of the flexible substrate 13 has a gel-like shape. It is covered with a molding agent 24 made of silicone resin. On the upper surface of the diaphragm of the pressure sensor chip 12, as shown in FIG.
2, a pair of voltage application pads 251 and a pair of voltage output pads 252 to which the bumps 21 are bonded are formed.
Are formed. In addition, such a pressure sensor chip 1
2 is for forming polycrystalline silicon on the insulating film of silicon oxide by the CVD method on the diaphragm 121 and forming a gauge pattern of polycrystalline silicon by photoetching,
It is manufactured by forming a bridge circuit 25 connecting the respective strain gauge elements 22 by electron beam evaporation.

【0018】一方、IC23が載せられるフレキシブル
基板13は、図3(B)に示されるように、圧力センサ
チップ12の平面形状と略同形の円形状をなし、このフ
レキシブル基板13には、その外周部分から内側となる
円の中心方向に向かう6つの切欠部131が形成されて
いるとともに、その中央部分にはIC23を取り付ける
ためのデバイスホール132が形成されている。そし
て、これらの切欠部131によってフレキシブル基板1
3は、6つの領域に分割され、6つの領域のうち、4つ
の領域133には、バンプ21が挿通されるバンプ孔1
34が設けられている。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the flexible substrate 13 on which the IC 23 is mounted has a circular shape substantially the same as the planar shape of the pressure sensor chip 12, and the flexible substrate 13 has an outer periphery. Six notches 131 are formed from the portion toward the center of the circle inside, and a device hole 132 for mounting the IC 23 is formed in the center. Then, the flexible substrate 1 is formed by these notches 131.
3 is divided into six regions, and among the six regions, four regions 133 have bump holes 1 through which the bumps 21 are inserted.
34 are provided.

【0019】4つの領域133を除く残り2つの領域の
うち、図3(B)中左下の領域135には、上述したリ
ード線732が接続されるパッド136が3つ形成さ
れ、これらのパッド136のうち、2つがIC23等に
電源を供給する電源用のパッドとされ、残り1つが外部
出力用のパッドとされる。また、図3(B)中右上の領
域137には、圧力センサ1のゼロ調整、スパン調整を
行うための調整用トリミングパッド138が4つ設けら
れている。この4つの調整用トリミングパッド138
は、サンプルデータを入出力してゼロ調整、スパン調整
を行う調整用端子として用いられる。ここで、図3では
図示を略したが、フレキシブル基板13の表面には、プ
リント配線が施され、上述したバンプ孔134、電源用
および外部出力用のパッド136、調整用トリミングパ
ッド138は、デバイスホール132に形成されるボン
ディング用リードに電気的に接続されている(図3
(B)では図示略)。
Of the remaining two regions except the four regions 133, three pads 136 to which the above-described lead wires 732 are connected are formed in the lower left region 135 in FIG. Of these, two are pads for power supply for supplying power to the IC 23 and the like, and the remaining one is a pad for external output. In the upper right area 137 in FIG. 3B, four adjustment trimming pads 138 for performing zero adjustment and span adjustment of the pressure sensor 1 are provided. These four adjustment trimming pads 138
Is used as an adjustment terminal for inputting and outputting sample data to perform zero adjustment and span adjustment. Here, although not shown in FIG. 3, printed wiring is provided on the surface of the flexible substrate 13, and the above-described bump holes 134, power supply and external output pads 136, and adjustment trimming pads 138 are connected to the device. It is electrically connected to bonding leads formed in the holes 132 (FIG. 3).
(Not shown in (B)).

【0020】このように、フレキシブル基板13を6つ
の領域133、135、137に分割する切欠部131
は、フレキシブル基板13の外周部分から円形の中心方
向に向かう所定寸法幅の溝部131Aと、この溝部13
1Aの内側先端部分に形成される円形部131Bとを備
えている。尚、溝部131Aの幅寸法、円形部の半径
は、温度変化に伴う圧力センサチップ12の熱膨張率の
大きさ、フレキシブル基板13の柔らかさ、バンプ21
の接合強度等に応じて適宜変更する。
As described above, the notch 131 that divides the flexible substrate 13 into six regions 133, 135, and 137
A groove 131A having a predetermined width from the outer peripheral portion of the flexible substrate 13 toward the center of the circle;
1A, and a circular portion 131B formed at the inner front end portion. The width of the groove 131A and the radius of the circular portion are determined by the magnitude of the coefficient of thermal expansion of the pressure sensor chip 12 due to the temperature change, the softness of the flexible substrate 13,
It is appropriately changed according to the bonding strength of the above.

【0021】以上のような構成のフレキシブル基板13
は、図4に示す分解斜視図のように、上述した圧力セン
サチップ12のダイアフラム121の上面にバンプ21
によって接合固定される。すなわち、ダイアフラム12
1の上面に形成される電圧印加用パッド251、電圧出
力用パッド252上にバンプ21を対応配置するととも
に、フレキシブル基板13のバンプ孔134をこのバン
プ21の配置に合わせ、バンプ21を加熱プレス溶着す
ることにより、フレキシブル基板13はダイアフラム1
21の上面に固定される。ここで、バンプ21は、錫、
鉛の合金から構成される半田材料で構成され、バンプ2
1を加熱プレス溶着すると、フレキシブル基板13の物
理的接合が行われるとともに、このバンプ21を介し
て、電圧印加用パッド251、電圧出力用パッド252
がバンプ孔134と電気的に接続され、さらに、フレキ
シブル基板13上に形成されるプリント配線(図4では
図示略)によりIC23と電気的に接続される。
The flexible substrate 13 having the above configuration
As shown in the exploded perspective view of FIG. 4, bumps 21 are formed on the upper surface of the diaphragm 121 of the pressure sensor chip 12 described above.
Is fixed by joining. That is, the diaphragm 12
The bumps 21 are correspondingly arranged on the voltage application pads 251 and the voltage output pads 252 formed on the upper surface of the first substrate 1, and the bump holes 134 of the flexible substrate 13 are aligned with the arrangement of the bumps 21. As a result, the flexible substrate 13 is
21 is fixed to the upper surface. Here, the bump 21 is made of tin,
Bump 2 composed of a solder material composed of a lead alloy
1 by hot press welding, the physical bonding of the flexible substrate 13 is performed, and the voltage application pad 251 and the voltage output pad 252 are
Are electrically connected to the bump holes 134, and are further electrically connected to the ICs 23 by printed wiring (not shown in FIG. 4) formed on the flexible substrate 13.

【0022】次に、上述した圧力センサチップ12上に
フレキシブル基板13をバンプ21により接合する加工
装置について、図5、図6に基づいて説明する。加工装
置3は、図5に示すように、第1の工程を構成する第1
ボンド部31と、第2の工程を構成する第2ボンド部3
2と、第3の工程を構成するモールディング部33と、
フレキシブル基板13を供給源となるフレキテープリー
ル34と、残材巻き取り用の巻き取りリール35と、後
述するポリイミドテープ341を反転する反転ローラ3
6とを含んで構成される。
Next, a processing apparatus for bonding the flexible substrate 13 on the pressure sensor chip 12 by the bumps 21 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, the processing device 3 includes a first process forming a first process.
Bond part 31 and second bond part 3 constituting the second step
2, a molding part 33 constituting a third step,
A flexible tape 13 serving as a supply source of the flexible substrate 13; a take-up reel 35 for taking up remaining material; and a reversing roller 3 for reversing a polyimide tape 341 described later.
6 is included.

【0023】フレキテープリール34には、フレキシブ
ル基板13の構成材料となる所定幅の帯状のポリイミド
テープ341がロール状に巻き付けられている。このポ
リイミドテープ341は、図6(A)に示すように、そ
の表面に予め打ち抜きによりフレキシブル基板13が形
成され、外周端部4箇所でポリイミドテープ341の他
の部分とつながっている。尚、ポリイミドテープ341
の打ち抜きに際しては、同時にデバイスホール132、
バンプ孔134、切欠部131も同時に形成し、さら
に、前述した電源用、外部出力用のパッド136と、調
整用トリミングパッド138を蒸着により形成してお
く。また、デバイスホール132には、同時にボンディ
ング用リード線を形成し、その先端にIC23をバンプ
接合するためのバンプを設けておく。
On the flexible tape reel 34, a belt-shaped polyimide tape 341 having a predetermined width, which is a constituent material of the flexible substrate 13, is wound in a roll shape. As shown in FIG. 6A, the flexible substrate 13 is formed on the surface of the polyimide tape 341 by punching in advance, and is connected to other portions of the polyimide tape 341 at four peripheral end portions. In addition, polyimide tape 341
At the same time, the device holes 132,
The bump hole 134 and the notch 131 are also formed at the same time, and the above-described power supply / external output pad 136 and adjustment trimming pad 138 are formed by vapor deposition. Also, a bonding lead wire is formed in the device hole 132 at the same time, and a bump for bonding the IC 23 to the bump is provided at the tip thereof.

【0024】第1ボンド部31は、図6(B)に示すよ
うに、ポリイミドテープ341上にIC23を搭載する
工程であり、ポリイミドテープ341の表面に形成され
るフレキシブル基板13およびIC23をバンプ接合す
る加熱ツール311と、バンプ接合に際して、フレキシ
ブル基板13を上方から押圧する第1ボンディングツー
ル312とを備えている。加熱ツール311は、図6
(B)では図示を略したが、その上面に載置されるIC
23を加熱するヒータが設けられているとともに、ポリ
イミドテープ341の供給速度に応じてIC23を連続
供給する機構が設けられている。尚、このIC23の供
給機構には、TAB等において、フレキシブル基板にI
C実装する際に通常利用される供給機構と同様の公知の
供給機構が採用されている。第1ボンディングツール3
12は、前記加熱ツール311に対して進退自在に設け
られ、この第1ボンディングツール312によってフレ
キシブル基板13を押圧することにより、デバイスホー
ル132に形成されたバンプとIC23の端子とが接合
される。
The first bonding portion 31 is a step of mounting the IC 23 on the polyimide tape 341 as shown in FIG. 6B, and the flexible substrate 13 formed on the surface of the polyimide tape 341 and the IC 23 are bump-bonded. And a first bonding tool 312 for pressing the flexible substrate 13 from above during bump bonding. The heating tool 311 is shown in FIG.
Although not shown in (B), an IC mounted on the upper surface thereof
A heater for heating the IC 23 is provided, and a mechanism for continuously supplying the IC 23 according to the supply speed of the polyimide tape 341 is provided. The supply mechanism of the IC 23 includes a flexible substrate such as a TAB or the like.
A known supply mechanism similar to the supply mechanism normally used for C mounting is employed. First bonding tool 3
Numeral 12 is provided so as to be able to advance and retreat with respect to the heating tool 311. By pressing the flexible substrate 13 with the first bonding tool 312, the bump formed in the device hole 132 and the terminal of the IC 23 are joined.

【0025】第2ボンド部32は、図5に示すように、
IC23が搭載されたフレキシブル基板13を圧力セン
サチップ12上にバンプ接合するとともに、フレキシブ
ル基板13をポリイミドテープ341の他の部分、すな
わち、残材部分から切り離す工程であり、加熱ツール3
21、第2ボンディングツール322を備えている。
尚、第2ボンド部32の加熱ツール321には、図5で
は図示を略したが、ポリイミドテープ341の第2のボ
ンド部32に対する供給速度に応じて、予め別工程で製
造された圧力センサチップ12を連続供給することので
きる機構が設けられる。尚、この連続供給機構は、上述
した第1ボンド部の加熱ツール311に設けられるもの
と略同様の公知のものが用いられる。また、第2ボンド
部32には、フレキシブル基板13と圧力センサチップ
12とをバンプ接合するバンプ21を供給するための機
構も設けられている。そして、フレキシブル基板13が
切り離されたポリイミドテープ341の残材は、上述し
た巻き取りリール35によって巻き取られていく。
As shown in FIG. 5, the second bond portion 32
In this step, the flexible substrate 13 on which the IC 23 is mounted is bump-bonded on the pressure sensor chip 12 and the flexible substrate 13 is separated from another portion of the polyimide tape 341, that is, the remaining material.
21 and a second bonding tool 322.
Although not shown in FIG. 5, the heating tool 321 of the second bonding portion 32 has a pressure sensor chip manufactured in a separate process in advance according to the supply speed of the polyimide tape 341 to the second bonding portion 32. A mechanism capable of continuously supplying 12 is provided. As the continuous supply mechanism, a known one substantially similar to the one provided in the heating tool 311 of the first bond portion described above is used. Further, the second bonding portion 32 is also provided with a mechanism for supplying the bump 21 for bump bonding the flexible substrate 13 and the pressure sensor chip 12. Then, the remaining material of the polyimide tape 341 from which the flexible substrate 13 has been cut off is wound up by the take-up reel 35 described above.

【0026】第3の工程を構成するモールディング部3
3は、図5に示すように、圧力センサチップ12を載置
する載置台331と、圧力センサチップ12上のフレキ
シブル基板13にゲル状のシリコーン樹脂からなるモー
ルド剤24を供給するノズル332とを含んで構成され
る。尚、載置台331には、図5では図示を略したが、
ノズル332に圧力センサチップ12を連続供給する機
構が設けられているとともに、ノズル332によるモー
ルド剤24の供給時、電源用および外部出力用のパッド
136、調整用トリミングパッド138がモールド剤2
4によって被覆されないように、モールド剤24の拡散
を防止する機構が設けられている。
The molding part 3 constituting the third step
3, a mounting table 331 for mounting the pressure sensor chip 12 and a nozzle 332 for supplying a molding agent 24 made of a gel silicone resin to the flexible substrate 13 on the pressure sensor chip 12, as shown in FIG. It is comprised including. The mounting table 331 is not shown in FIG.
A mechanism for continuously supplying the pressure sensor chip 12 to the nozzle 332 is provided, and when the molding agent 24 is supplied by the nozzle 332, the pad 136 for power supply and external output and the trimming pad 138 for adjustment are connected to the molding agent 2.
A mechanism for preventing the diffusion of the molding agent 24 is provided so that the molding agent 24 is not covered with the molding agent 4.

【0027】次に、上述した加工装置3を利用して、圧
力センサ1の製造手順について説明する。 第1ボンド部31によってフレキテープリール34
から連続供給されるポリイミドテープ341上のフレキ
シブル基板13とIC23とのバンプ接合を行う。 フレキシブル基板13はポリイミドテープ341か
ら切り離されていないため、IC23とともにポリイミ
ドテープ341は、反転ローラ36に送られ、この反転
ローラ36によってIC23の搭載面が上面となるよう
に反転される。
Next, a procedure for manufacturing the pressure sensor 1 using the above-described processing apparatus 3 will be described. Flexible tape reel 34 by first bonding portion 31
Bonding between the flexible substrate 13 and the IC 23 on the polyimide tape 341 which is continuously supplied from the semiconductor device. Since the flexible substrate 13 is not separated from the polyimide tape 341, the polyimide tape 341 is sent to the reversing roller 36 together with the IC 23, and is reversed by the reversing roller 36 so that the mounting surface of the IC 23 becomes the upper surface.

【0028】 反転ローラ36によって反転された
後、このポリイミドテープ341は、第2ボンド部32
に送られ、第2ボンディングツール322によって圧力
センサチップ12とフレキシブル基板13とのバンプ接
合が行われる。同時に、フレキシブル基板13の外周の
ポリイミドテープ341他の部分とつながっている箇所
を第2ボンディングツール322の周縁部分に形成され
るカッタで切断する(図5では図示略)。 圧力センサチップ12とフレキシブル基板13との
バンプ接合の後、IC23の上部をモールド剤24で被
覆し、所定の硬度となるまで養生する。
After being reversed by the reversing roller 36, the polyimide tape 341 is
And the second bonding tool 322 performs bump bonding between the pressure sensor chip 12 and the flexible substrate 13. At the same time, a portion of the outer periphery of the flexible substrate 13 that is connected to another portion of the polyimide tape 341 is cut by a cutter formed on the peripheral portion of the second bonding tool 322 (not shown in FIG. 5). After the bump bonding between the pressure sensor chip 12 and the flexible substrate 13, the upper part of the IC 23 is covered with a mold agent 24 and cured until it reaches a predetermined hardness.

【0029】 他の工程で製作されたジョイント部材
11上に支持台15を介して圧力センサチップ12を固
定した後、パッド136にリード線732をワイヤボン
ディングにより中継基板733と接続するとともに、調
整用トリミングパッド138にサンプルデータを入出力
する調整機器を接続する。 調整機器によりゼロ調整、スパン調整を行った後、
調整機器を取り外し、ケース14とジョイント部材11
とを接合して圧力センサ1が完成する。このようにして
製造された圧力センサ1の使用方法、圧力測定方法は、
背景技術で説明した従来の圧力センサ7と同様なので省
略する。
After fixing the pressure sensor chip 12 via the support 15 on the joint member 11 manufactured in another process, the lead 732 is connected to the pad 136 by wire bonding with the relay board 733, and the pad 136 is adjusted. An adjustment device that inputs and outputs sample data is connected to the trimming pad 138. After performing zero adjustment and span adjustment with the adjustment device,
After removing the adjusting device, the case 14 and the joint member 11 are removed.
And the pressure sensor 1 is completed. The method of using the pressure sensor 1 thus manufactured and the method of measuring the pressure are as follows.
The description is omitted because it is the same as the conventional pressure sensor 7 described in the background art.

【0030】前述のような第1実施形態によれば、次の
ような効果がある。すなわち、フレキシブル基板13上
のIC23とダイアフラム121上の歪ゲージ素子22
から構成されるブリッジ回路25との電気的接続がバン
プ21のバンプ接合によって行われるので、ダイボンデ
ィングにより、電極数、すなわち、パッド251、25
2の数に関係なく電極全部を一度にかつ高速に接続する
ことができ、圧力センサ1の製造時間の大幅な短縮を図
ることができる。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained. That is, the IC 23 on the flexible substrate 13 and the strain gauge element 22 on the diaphragm 121
Is electrically connected to the bridge circuit 25 constituted by the bumps 21 by bump bonding of the bumps 21. Therefore, the number of electrodes, that is, the pads 251, 25
All the electrodes can be connected at once and at high speed regardless of the number of 2, and the manufacturing time of the pressure sensor 1 can be greatly reduced.

【0031】また、従来の圧力センサ7のように、電子
回路基板73と圧力センサチップ12との電気的接続を
ワイヤボンディングにより行う場合、電子回路基板7
3、圧力センサチップ12間の距離をある程度確保しな
ければならないので、ケース74の高さ寸法H0を少な
くしようとしても限界があった。一方、第1実施形態に
係る圧力センサ1では、バンプ21により電気的接続を
行っているので、フレキシブル基板13と圧力センサチ
ップ12との距離をより接近させることができ、図1か
ら判るように、ケースの高さ寸法H1を少なくすること
ができ、圧力センサ1の小型化、薄型化を達成すること
ができる。尚、具体的には、従来の圧力センサ7のケー
スの高さ寸法H0と比較すると、第1実施形態に係る圧
力センサ1では、ケースの高さ寸法H1は略5mm短縮さ
れている。
When the electrical connection between the electronic circuit board 73 and the pressure sensor chip 12 is made by wire bonding as in the conventional pressure sensor 7, the electronic circuit board 7
3. Since the distance between the pressure sensor chips 12 must be secured to some extent, there is a limit to reducing the height H0 of the case 74. On the other hand, in the pressure sensor 1 according to the first embodiment, since the electrical connection is made by the bumps 21, the distance between the flexible substrate 13 and the pressure sensor chip 12 can be made closer, as can be seen from FIG. In addition, the height H1 of the case can be reduced, and the size and thickness of the pressure sensor 1 can be reduced. Note that, specifically, in comparison with the height H0 of the case of the conventional pressure sensor 7, in the pressure sensor 1 according to the first embodiment, the height H1 of the case is reduced by approximately 5 mm.

【0032】さらに、フレキシブル基板13には、バン
プ21の配置に応じて複数の切欠部131が形成されて
いるので、測定流体等の温度変化によって圧力センサチ
ップ12が膨張、収縮し、フレキシブル基板13との間
に動きが生じても、その動きを切欠部131で吸収する
ことができ、バンプ接合部に作用する応力を低減するこ
とができ、バンプ接合部を長期に亘り良好な状態で保持
することができる。そして、フレキシブル基板13に調
整用トリミングパッド138が設けられているので、圧
力センサ1の製造手順のに示すように、製造後、直ち
に圧力センサ1のゼロ調整、スパン調整を行うことがで
き、バンプ接合を含む製造工程内で同時に圧力センサ1
の調整をも済ませられ、高精度の圧力センサ1を効率よ
く製造することができる。
Further, since a plurality of cutouts 131 are formed in the flexible substrate 13 in accordance with the arrangement of the bumps 21, the pressure sensor chip 12 expands and contracts due to a temperature change of a measurement fluid or the like, and the flexible substrate 13 Can be absorbed by the notch 131, the stress acting on the bump joint can be reduced, and the bump joint can be maintained in a good state for a long period of time. be able to. Since the trimming pad 138 for adjustment is provided on the flexible substrate 13, the zero adjustment and the span adjustment of the pressure sensor 1 can be performed immediately after the manufacturing, as shown in the manufacturing procedure of the pressure sensor 1. Pressure sensor 1 at the same time in the manufacturing process including bonding
Is completed, and the highly accurate pressure sensor 1 can be efficiently manufactured.

【0033】また、フレキシブル基板13の上面がモー
ルド剤24によって被覆されているので、電気信号を処
理するIC23を被覆保護することができ、圧力センサ
1の耐久性が向上し、特に、耐振動性能が向上する。さ
らに、バンプ21の材料として半田を使用しているの
で、金バンプ等に比較して、材料コストを低減すること
ができ、圧力センサ1の製造コストを低減することがで
きる。
Further, since the upper surface of the flexible substrate 13 is covered with the molding compound 24, the IC 23 for processing an electric signal can be covered and protected, and the durability of the pressure sensor 1 is improved. Is improved. Further, since solder is used as the material of the bumps 21, material costs can be reduced as compared with gold bumps and the like, and manufacturing costs of the pressure sensor 1 can be reduced.

【0034】そして、IC23が設けられる基板として
フレキシブル基板13を採用しているので、圧力センサ
1の製造手順から判るように、TAB技術を利用するこ
とにより、IC23のフレキシブル基板13上への設置
(第1ボンド部31)、圧力センサチップ12とフレキ
シブル基板13との接合(第2ボンド部32)を連続し
て行うことができ、圧力センサ1を効率的にかつ迅速に
製造することができる。
Since the flexible substrate 13 is employed as the substrate on which the IC 23 is provided, as shown in the manufacturing procedure of the pressure sensor 1, the IC 23 is mounted on the flexible substrate 13 by using the TAB technique (see FIG. The first bonding portion 31) and the bonding between the pressure sensor chip 12 and the flexible substrate 13 (the second bonding portion 32) can be continuously performed, and the pressure sensor 1 can be manufactured efficiently and quickly.

【0035】次に、本発明の第2実施形態について説明
する。前述の第1実施形態に係る圧力センサ1の製造方
法では、圧力センサチップ12とフレキシブル基板13
とをバンプ接合する加工装置3において、第1ボンド部
31でフレキシブル基板13とIC23との接合を行っ
た後、第2ボンド部32でフレキシブル基板13と圧力
センサチップ12とのバンプ接合を行っていた。これに
対して、第2実施形態に係る圧力センサ1の製造方法で
は、図7に示すように、圧力センサチップ12とフレキ
シブル基板13とをバンプ接合する加工装置5におい
て、IC23およびフレキシブル基板13のバンプ接合
と、圧力センサチップ12およびフレキシブル基板13
のバンプ接合とは、1箇所のボンド部51によって両者
が同時に済ませられている点が相違する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the method of manufacturing the pressure sensor 1 according to the first embodiment, the pressure sensor chip 12 and the flexible substrate 13
In the processing device 3 for bump bonding between the flexible substrate 13 and the IC 23 at the first bond portion 31, bump bonding between the flexible substrate 13 and the pressure sensor chip 12 is performed at the second bond portion 32. Was. On the other hand, in the manufacturing method of the pressure sensor 1 according to the second embodiment, as shown in FIG. 7, in the processing device 5 for bump bonding the pressure sensor chip 12 and the flexible substrate 13, the IC 23 and the flexible substrate 13 Bump bonding, pressure sensor chip 12 and flexible substrate 13
The difference from the above-mentioned bump bonding is that both are completed at the same time by one bond portion 51.

【0036】ボンド部51は、加熱ツール511と、ボ
ンディングツール512とを備え、加熱ツール511に
は、図7では図示を略したが、圧力センサチップ12の
供給機構と、IC23の供給機構とが設けられ、これら
の供給機構は、前述の第1実施形態で述べた加熱ツール
311、321に設けられる供給機構と略同様の構造を
有する。また、ボンド部51には、フレキシブル基板1
3と圧力センサチップ12とをバンプ接合するバンプ2
1を供給するための機構も設けられている(図7では図
示略)。
The bonding portion 51 includes a heating tool 511 and a bonding tool 512. The heating tool 511 includes a supply mechanism for the pressure sensor chip 12 and a supply mechanism for the IC 23, which are not shown in FIG. These supply mechanisms have substantially the same structure as the supply mechanisms provided in the heating tools 311 and 321 described in the first embodiment. Further, the flexible substrate 1 is provided in the bond portion 51.
Bump 2 for bonding bump 3 to pressure sensor chip 12
1 is also provided (not shown in FIG. 7).

【0037】ボンディングツール511は、図7、図8
に示すように、その端面にIC23を上面から押圧する
IC押圧部512Aが形成されているとともに、バンプ
21の配置に対応する部分には、バンプ21を加熱プレ
ス溶着するために、バンプ押圧部512Bが形成されて
いる。また、このボンディングツール512の外周に
は、その押圧方向に突出するリング状のカッタ512C
が形成され、このカッタ512Cにより、バンプ接合と
同時にフレキシブル基板13はポリイミドテープ341
から切り離される。
The bonding tool 511 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 5, an IC pressing portion 512A for pressing the IC 23 from above is formed on the end face thereof, and a bump pressing portion 512B is formed on a portion corresponding to the arrangement of the bump 21 in order to heat-press weld the bump 21. Are formed. A ring-shaped cutter 512C protruding in the pressing direction is provided on the outer periphery of the bonding tool 512.
Is formed, and the flexible substrate 13 is bonded to the polyimide tape 341 by the cutter 512C at the same time as the bump bonding.
Disconnected from

【0038】加工装置5により、圧力センサチップ12
とフレキシブル基板13とのバンプ接合を行う場合、フ
レキテープリール34からポリイミドテープ341を連
続供給し、ボンド部51において、圧力センサチップ1
2、フレキシブル基板13、IC23を同時にボンディ
ングツール512により押圧してバンプ接合する。そし
て、後は第1実施形態の製造手順と同様の手順で圧力セ
ンサ1が製造されていく。
The processing device 5 causes the pressure sensor chip 12
When performing the bump bonding between the flexible tape 13 and the flexible substrate 13, the polyimide tape 341 is continuously supplied from the flexible tape reel 34, and the pressure sensor chip 1 is
2. The flexible substrate 13 and the IC 23 are simultaneously pressed by the bonding tool 512 to perform bump bonding. Thereafter, the pressure sensor 1 is manufactured in the same procedure as the manufacturing procedure of the first embodiment.

【0039】以上のような第2実施形態によれば、前述
した第1実施形態の効果に加えて以下のような効果があ
る。すなわち、ボンド部51のみでフレキシブル基板1
3およびIC23の接合と、フレキシブル基板13およ
び圧力センサチップ12の接合とを同時に済ませられる
ので、第1実施形態における加工装置3のように反転ロ
ーラ36等の設備を必要とせず、圧力センサ1の製造工
程の簡素化を図ることができ、製造設備コストおよび製
造管理コストの低減により、圧力センサ1の製造コスト
の低減を図ることができる。
According to the above-described second embodiment, the following effects are obtained in addition to the effects of the first embodiment. That is, the flexible substrate 1 is formed only by the bonding portion 51.
3 and the IC 23 and the bonding of the flexible substrate 13 and the pressure sensor chip 12 are completed at the same time, so that equipment such as the reversing roller 36 is not required unlike the processing apparatus 3 in the first embodiment, and the pressure sensor 1 The manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost of the pressure sensor 1 can be reduced by reducing manufacturing equipment costs and manufacturing management costs.

【0040】尚、本発明は、前述の各実施形態に限定さ
れるものではなく、次に示すような変形等をも含むもの
である。すなわち、前述の各実施形態では、圧力センサ
1について本発明を採用していたが、これに限らず、ダ
イアフラムとこのダイアフラムの上面に形成される歪ゲ
ージ素子とを備えた流量センサ、加速度センサ等であっ
てもよい。また、前述の各実施形態では、フレキシブル
基板13の材料としてポリイミドを採用していたが、こ
れに限らず、ポリエステル製のフレキシブル基板に本発
明を利用してもよい。要するにフレキシブル基板の材
質、形状寸法等は、ロール状に巻き取り可能であるこ
と、表面にプリント配線ができること等の要求性能に応
じて適宜決定すればよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, but includes the following modifications. That is, in each of the above-described embodiments, the present invention has been adopted for the pressure sensor 1. However, the present invention is not limited to this, and a flow sensor, an acceleration sensor, It may be. In each of the above embodiments, polyimide is used as the material of the flexible substrate 13. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a flexible substrate made of polyester. In short, the material, shape, dimensions, and the like of the flexible substrate may be appropriately determined according to the required performance, such as being capable of being wound up in a roll shape and being capable of forming printed wiring on the surface.

【0041】さらに、前述の第1実施形態では、バンプ
21には、半田材料から構成されるものを用いていた
が、これに限らず、金バンプ等を用いてもよい。要する
に、センサの使用条件、暴露条件等に応じてバンプの材
料は適宜決定すればよい。そして、前述の実施形態で
は、モールド剤24の材料としてゲル状のシリコーン樹
脂を採用していたが、これに限らず、エポキシ系樹脂を
採用してもよい。その他、本発明の実施の際の具体的な
構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他
の構造等としてもよい。
Further, in the first embodiment described above, the bump 21 is made of a solder material, but is not limited to this, and a gold bump or the like may be used. In short, the material of the bump may be appropriately determined according to the use condition of the sensor, the exposure condition, and the like. In the above-described embodiment, a gel silicone resin is used as the material of the molding agent 24. However, the present invention is not limited to this, and an epoxy resin may be used. In addition, specific structures, shapes, and the like when the present invention is implemented may be other structures and the like as long as the object of the present invention can be achieved.

【0042】[0042]

【発明の効果】前述のような本発明のセンサによれば、
センサチップ上にバンプを介してフレキシブル基板が設
けられているので、センサチップとフレキシブル基板と
の距離を接近させてセンサを小型化、薄型化することが
できる。また、電子回路が設けられる基板にフレキシブ
ル基板を採用しているので、TABによる連続製造がで
き、センサの製造効率を向上することができる。
According to the sensor of the present invention as described above,
Since the flexible substrate is provided on the sensor chip via the bump, the distance between the sensor chip and the flexible substrate can be reduced to reduce the size and thickness of the sensor. Further, since a flexible substrate is used as a substrate on which the electronic circuit is provided, continuous production by TAB can be performed, and the production efficiency of the sensor can be improved.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係るセンサを表す断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】前述の実施形態におけるセンサチップおよびフ
レキシブル基板の構造を表す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a sensor chip and a flexible substrate according to the embodiment.

【図3】前述の実施形態におけるセンサチップおよびフ
レキシブル基板の上面図である。
FIG. 3 is a top view of a sensor chip and a flexible substrate in the embodiment described above.

【図4】前述の実施形態におけるセンサチップおよびフ
レキシブル基板の接合構造を表す分解斜視図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a joint structure between a sensor chip and a flexible substrate in the embodiment described above.

【図5】前述の実施形態におけるセンサの製造方法を実
現する加工装置を表す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view illustrating a processing apparatus for realizing the sensor manufacturing method according to the embodiment.

【図6】前述の実施形態における加工装置の第1の工程
を表す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a first step of the processing apparatus according to the embodiment.

【図7】本発明の第2実施形態に係るセンサの製造方法
の要部を表す部分断面図である。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view illustrating a main part of a method for manufacturing a sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図8】前述の実施形態における第2の工程に用いられ
る第2ボンディングツールの押圧面を表す平面図であ
る。
FIG. 8 is a plan view illustrating a pressing surface of a second bonding tool used in a second step in the above-described embodiment.

【図9】従来の圧力センサを表す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a conventional pressure sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 センサ(圧力センサ) 12 センサチップ 13 フレキシブル基板 21 バンプ 22 歪ゲージ素子 23 電子回路(IC) 24 モールド剤 31 第1の工程(第1ボンド部) 32 第2の工程(第2ボンド部) 33 第3の工程(モールディング部) 51 第1の工程および第2の工程を同時に行うボンド
部 121 ダイアフラム 131 切欠部 138 調整用トリミングパッド 512 ボンディングツール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor (pressure sensor) 12 Sensor chip 13 Flexible board 21 Bump 22 Strain gauge element 23 Electronic circuit (IC) 24 Molding agent 31 1st process (1st bond part) 32 2nd process (2nd bond part) 33 Third Step (Molding Section) 51 Bonding Section 121 Simultaneously Performing First Step and Second Step 121 Diaphragm 131 Notch Section 138 Trimming Pad for Adjustment 512 Bonding Tool

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ダイアフラム上に歪ゲージ素子を配置して
当該ダイアフラムの物理量を検出して電気信号に変換す
るセンサチップを備えたセンサであって、 前記歪ゲージ素子が配置されたダイアフラム面には、バ
ンプを介してフレキシブル基板が設けられ、 このフレキシブル基板には、前記電気信号を処理する電
子回路が設けられていることを特徴とするセンサ。
1. A sensor comprising a sensor chip for arranging a strain gauge element on a diaphragm and detecting a physical quantity of the diaphragm to convert the physical quantity into an electric signal, wherein a surface of the diaphragm on which the strain gauge element is arranged is provided. A flexible substrate provided via a bump, and the flexible substrate is provided with an electronic circuit for processing the electric signal.
【請求項2】請求項1に記載のセンサにおいて、 前記フレキシブル基板には、外周から当該フレキシブル
基板の内側に向かう切欠部が少なくとも1以上形成され
ていることを特徴とするセンサ。
2. The sensor according to claim 1, wherein the flexible substrate has at least one notch formed from the outer periphery toward the inside of the flexible substrate.
【請求項3】請求項1または請求項2に記載のセンサに
おいて、 前記フレキシブル基板には、前記ダイアフラムの物理量
に応じて出力される前記電気信号を補正する調整用トリ
ミングパッドが設けられていることを特徴とするセン
サ。
3. The sensor according to claim 1, wherein the flexible substrate is provided with an adjustment trimming pad for correcting the electric signal output according to a physical quantity of the diaphragm. A sensor characterized by the above-mentioned.
【請求項4】請求項1〜請求項3のいずれかに記載のセ
ンサにおいて、 前記電子回路は、モールド剤によって被覆されているこ
とを特徴とするセンサ。
4. The sensor according to claim 1, wherein the electronic circuit is covered with a molding agent.
【請求項5】請求項1〜請求項4のいずれかに記載のセ
ンサにおいて、 前記バンプは、錫および鉛の合金からなる半田バンプで
あることを特徴とするセンサ。
5. The sensor according to claim 1, wherein the bump is a solder bump made of an alloy of tin and lead.
【請求項6】ダイアフラム上に歪ゲージ素子を配置して
当該ダイアフラムの物理量を検出して電気信号に変換す
るセンサチップと、前記歪ゲージ素子が配置されたダイ
アフラム面にバンプを介して設けられるフレキシブル基
板と、このフレキシブル基板上に設けられる電子回路と
を備えたセンサの製造方法であって、 前記フレキシブル基板上に前記電子回路を設ける第1の
工程と、 このフレキシブル基板を前記バンプにより前記ダイアフ
ラム上に接合する第2の工程と、 前記電子回路をモールド剤により被覆する第3の工程と
を備えていることを特徴とするセンサの製造方法。
6. A sensor chip for arranging a strain gauge element on a diaphragm to detect a physical quantity of the diaphragm and converting it into an electric signal, and a flexible member provided via bumps on a surface of the diaphragm on which the strain gauge element is arranged. A method for manufacturing a sensor comprising a substrate and an electronic circuit provided on the flexible substrate, comprising: a first step of providing the electronic circuit on the flexible substrate; And a third step of covering the electronic circuit with a mold agent.
【請求項7】請求項6に記載のセンサの製造方法におい
て、 前記電子回路は、前記フレキシブル基板とバンプにより
接合され、 この電子回路および前記フレキシブル基板のバンプ接合
と、前記フレキシブル基板および前記センサのバンプ接
合とを同時に行うボンディングツールにより、前記第1
の工程と前記第2の工程とが同時に行われることを特徴
とするセンサの製造方法。
7. The method for manufacturing a sensor according to claim 6, wherein the electronic circuit is bonded to the flexible substrate by a bump, and the electronic circuit and the flexible substrate are bonded to each other by a bump. The first bonding method is performed by a bonding tool that performs bump bonding at the same time.
And a step of performing the second step simultaneously.
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