KR100351348B1 - 용량성 압력센서 - Google Patents
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Abstract
용량성 압력센서는 상하 웨이퍼와, 고정전극과, 제 1, 2 패드와, 이동가능한 전극과, 복수의 추출전극으로 구성된다. 하웨이퍼는 제 1 캐패시터형성부 및 상기 제 1 캐패시터형성부와 통신하는 제 1 패드형성부를 갖는다. 상웨이퍼는 제 1 캐패시터형성부와 같이 캐패시터챔버를 구성하는 제 2 캐패시터형성부 및 상기 제 2 캐패시터형성부와 통신하는 제 2 패드형성부를 갖는다. 고정전극은 제 1 캐패시터형성부의 바닥표면상에 형성된다. 제 1 패드는 제 1 패드형성부의 바닥표면상에서 형성되고 제 1 상호연결을 통하여 고정전극에 연결된다. 이동가능한 전극은 제 2 캐패시터형성부의 바닥표면상에서 형성되어 고정전극에 대향한다. 제 2 패드는 제 2 패드형성부에서 형성되고 제 2 상호연결을 거쳐 이동가능한 전극에 연결된다. 추출전극은 제 1, 2 패드에 연결되고 하웨이퍼에 있는 홀을 통하여 외부 추출된다. 상하 웨이퍼는 그 패드형성부가 본딩표면으로 덮여 서로 본드된다.
Description
본 발명은 용량성 압력센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 주조땜납으로 된 추출전극이 캐패시터 구성요소를 구성하는 이동가능한 전극 및 고정전극에 연결되는 용량성 압력센서에 관한 것이다.
종래의 용량성 압력센서에 있어서는, 격자를 구성하는 두꺼운 웨이퍼와 베이스를 형성하는 리세스(recess)가 있는 얇은 웨이퍼가 서로 부착되고, 리세스와 격자는 캐피시터 요소에 대한 캐패시터챔버를 구성한다. 캐패시터요소를 구성하는 전극은 캐패시터챔버에서 배열되어 서로 대향한다.
종래의 캐패시터압력센서(101)는 하 웨이퍼(102), 상 웨이퍼(103), 추출전극(104), 고정전극(105), 고정전극(105)에 대한 패드(106), 기준전극(109)과 이동가능한 전극(107)에 대한 패드(108)로 구성된다(도 9).
상하웨이퍼(102, 103)는 사파이어, 실리콘, 글래스 또는 알루미나 기판으로 구성된다. 하웨이퍼(102)는 주위를 제외한 중앙부에 원형의 리세스 캐패시터형성부(102a)와, 이 캐패시터형성부(102a)의 외주로부터 외부 투영하는 복수의 패드형성부(102b, 103b)를 갖는다. 상웨이퍼(103)는 캐패시터형성부(102a)와 패드형성부(102b, 103b)를 포함하기 위하여 하웨이퍼(102)의 주위에 본드된다. 상웨이퍼(103)는 외부압력의 변화에 따라서 용이하게 편향될 수 있게 충분히 얇게 형성되므로 격자를 구성한다.
도 8에서와 같이, 원형의 이동가능한 전극(107)은 캐패시터형성부(102a)에 대향하는 격자의 한 표면에 있는 중앙부에 접촉되고, C-형태의 기준전극(109)은 이동전극(107)을 사실상 에워싸도록 격자의 에지에 빈틈없게 접촉하여 고정된다. 원형고정전극(105)는 이동가능한 전극(107)과 기준전극(109)에 대향하도록 하웨이퍼(102)과 빈틈없게 접촉하여 고정된다. 전극(105, 107, 109)은 하웨이퍼(102)를 통하여 연장하는 추출전극(104)에 연결된다. 상웨이퍼(103)의 이동가능한 전극(107) 및 기준전극(109)과 하웨이퍼(102)의 고정전극(105)은 서로 대향하여 캐패시터 구성요소를 구성하도록 소정의 갭을 통하여 서로 대향한다.
이 배열에서, 격자(103a)는 압력변화에서 평향될 때 이동가능한 전극(107)은 이동가능한 전극(107)과 고정전극(105)사이의 거리를 따라서 배치된다. 고정전극(105)과 이동가능한 전극(107)사이의 캐패시터 변화는 전기적 검출되어 압력변화를 간접적으로 측정한다. 기준전극(109)는 고정전극(105)과 이동전극(107)사이에서 검출된 캐패시턴스를 수정하기 위하여 이용된다.
상기의 용량성 압력센서를 제조하는 방법을 간략하게 설명한다. 상하 웨이퍼(102, 103)가 사파이어 또는 유사한 기판을 처리함에 의해 준비된다. 추출전극(14)를 형성하기 위한 관통홀(110)이 기계가공, 레이저공정, 초음파공정 또는 유사한 것에 의하여 하웨이퍼(102)에서 형성된다. 캐패시터형성부(102a)에 대한 리세스는 건식에칭에 의하여 하웨이퍼(102)의 표면에서 형성된다.
금속막이 증기처리, 이온도금, 스퍼터링 또는 유사한 것에 의한 리세스에서 형성되고, 선택적으로 에치되어 고정전극(105)을 형성한다. 고전전극(105)은 플래티넘/부착 촉진막으로 형성된다. 부착촉진막의 형성에는 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크로뮴(Cr), 니오븀(Nb), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta) 또는 유사원소가 사용된다. 분명하게 에칭은 실행되지 않으며 스퍼터링 또는 그런 종류의 다른 것이 섀도마스크를 통하여 실행된다.
상웨이퍼(103)에서, 금속막이 사파이어 또는 그와 유사한 것으로 구성된 기판상에서 스퍼터링 또는 유사에 의해 형성되고, 선택적으로 에치되어 이동가능한 전극(107), 기준전극(109), 패드(106, 108)를 형성한다. 패드(106)는 금/장벽막/촉진막으로 형성된다. 예를 들어, 플래티넘(Pt)이 장벽막을 형성하기 위하여 이용되고 니오븀(Nb)이 부착촉진막을 형성하기 위하여 이용된다. 전극을 형성하는 금속막을 에치하는 대신, 스퍼터링이 전극을 형성하기 위하여 섀도마스크를 통하여 실행된다
그 후, 상웨이퍼(103)가 하웨이퍼(102)에 부착되고, 상하웨이퍼(103, 102)가 400-1,300℃의 온도조건으로 대기중에서 직접 서로 본드된다. 본딩 후, 주석-은(Sn-Ag)등의 주조땜납(104a)이 하웨이퍼(102)에 있는 관통홀(110)에 채워져 추출전극(104)을 형성한다. 상하 웨이퍼(102, 103)가 관통홀(110)과 패드(106, 108)에 서로 대향하여 미리 위치된다면, 관통홀(110)에 채워진 주조땜납(104a)은 패드(106, 108)에 부착되어 전기적인 연결을 견고하게 한다.
상기 종래의 압력센서에는 몇가지 문제점이 있다. 보다 상세하게는, 격판을 구성하는 상웨이퍼(103)에서, 이동가능한 전극(107)과 기준전극(109)이 형성되는 표면과 하웨이퍼(102)에 본드되는 표면이 동일한 평면상에 위치한다. 결함이 있는 전극형성 또는 웨이퍼의 오배열이 발생한다면, 오배열된 전극은 웨이퍼 본딩을 방해한다.
일반적으로, 상하 웨이퍼가 동일한 재질(사파이어 등)로 제조될 때, 이 웨이퍼들은 직접적인 본딩에 의해 서로 본드된다. 직접적인 본딩이 본딩표면에 있어서 평면성 및 적은 표면경도를 필요로 하기 때문에 오배열된 전극은 대부분 웨이퍼의 본딩 강도를 감소시킨다. 이러한 이유로 종래에는 전극과 전극에 부착되는 리드부가 웨이퍼의 본드부로부터 충분하게 떨어져 있어야 했는데, 이는 추가의 공간을 필요로 하여 센서의 부피를 줄이는데 더 걸림돌이 되었다.
추출전극(104)을 형성할 때 주조땜납(104a)은 상호연결을 통하여 캐패시터챔버로 유입되어 전극들을 서로 단락시킨다. 이를 방지하기 위해서, 종래에는 도 9에서와 같이, 단계(r)가 형성되어 패드(106, 108)과 관통홀(10)의 개구 사이의 거리를 줄였고, 유출되는 땜납의 양이 억제되었다. 그러나, 이 단계(r)는 스퍼터링 동안 영역(δ)에서 금속막을 형성시키기가 곤란하게 하여 결함이 있는 중간형성을 유발시킨다.
본 발명의 목적은 각각의 전극을 갖는 베이스부재가 서로 본드될 때 오배열된 전극의 재질에 따라서 발생하는 결함이 있는 본딩이 방지되는 용량성압력센서를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 추출전극을 형성하는 주조땜납이 캐패시터챔버로 유입되는 것을 방지할 수 있는 용량성압력센서를 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 목적을 달성하기 위하여, 제 1 메인리세스 및 상기 제 1 메인리세스와 통신하는 제 1 서브리세스가 있는 제 1 베이스부재와; 제 1 메인리세스와 같이 캐패시터챔버를 구성하며 격판을 구성하는 바닥표면을 갖는 제 2 메인리세스 및 상기 제 2 메인리세스와 통신하는 제 2 서브리세스가 있는 제 2 베이스부재와; 제 1 메인리세스의 바닥표면상에 형성된 고정전극과; 제 1 서브리세스의 바닥표면상에 형성되고 제 1 상호연결을 통하여 고정전극에 연결된 제 1 패드와; 고정전극에 대향하도록 제 2 메인리세스의 바닥표면상에 형성된 이동가능한 전극과; 제 2 서브리세스내에 형성되고 제 2 상호연결을 통하여 이동가능한 전극에 연결된 제 2 패드와; 제 1, 2 패드에 연결되고, 제 1 베이스부재내에 형성된 관통홀을 통하여 외부 추출된 복수의 추출전극으로 구성된 용량성압력센서가 제공되는데, 제 1 서브리세스 및 제 2 서브리세스가 제 1 베이스부재 및 2 베이스부재의 본딩표면으로 덮여져 제 1 베이스부재 및 제 2 베이스부재가 서로 본드된다
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 용량성압력센서(상웨이퍼 생략됨)의 평면도.
도 2는 도 1의 II-II'부분의 단면도.
도 3a는 도 1에 있는 영역(α)의 확대평면도.
도 3b는 도 3a의 단면도.
도 4a는 도 1에 있는 영역(β)의 확대평면도.
도 4b는 도 4a의 단면도.
도 5a는 도 1의 패드형성부의 확대평면도.
도 5b는 본 발명의 제 2 실시예에 대한 패드형성부의 확대평면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 용량성 압력센서(상웨이퍼 생략됨)의 평면도.
도 7은 도 6의 VII-VII'부분의 단면도.
도 8은 종래의 용량성 압력 센서의 평면도.
도 9는 도 8의 IX-IX' 부분의 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 용량성 압력센서에 대한 것이다. 이 실시예에 따른 용량성압력센서(1)는, 하웨이퍼(2), 상웨이퍼(3), 추출전극(4), 고정전극(5), 이동가능한 전극(7), 기준전극(9), 고정전극(5)에 대한 두 개의 패드(6), 패드(6)에 대향한 카운터패드(6a), 이동가능한 전극(7)과 기준전극(9)에 대한 패드(8) 및 패드(8)에 대향한 카운터패드(8a)로 구성된다(도 2). 패드(6)는 상호연결(5a)을 통하여 고정전극(5)에 연결되고, 패드(8)는 상호연결(7a, 9a)를 통하여 기준전극과 이동가능한 전극(7)에 각각 연결된다(도 1).
상하 웨이퍼(2, 3)은 모두, 사파이어, 실리콘, 글래스, 알루미나로 구성된다. 하웨이퍼(2)는 그 중앙부에서 형성된 원형의 리세스된 캐패시터 형성부(2a)와, 상기 캐패시터 형성부(2a)와 통신하는, 위성과 유사한 원형의 리세스된 패드형성부(2b)를 갖는다. 고정전극(5)에 대한 고리와 유사한 패드(6)는, 패드형성부(2b)를 구성하는 하웨이퍼(2)의 바닥표면상에서 형성되어 관통홀(10)의 개구를 에워싼다. 패드형성부(2b)에 일치하기 위하여, 카운터패드(6a)가 상웨이퍼(3)의 외주의 하표면상에 형성되어 패드(6)에 대향한다.
상웨이퍼(3)는 그 중앙부에서 형성된 원형의 리세스된 캐패시터형성부(3a)와, 상기 캐패시터형성부(3a)와 통신하는, 복수의 위성과 유사한 작은 원형의 리세스된 패드형성부(2b)를 갖는다. 이동가능한 전극(7)과 기준전극(9)에 대한 패드(8)는 패드형성부(3b)를 구성하는 상웨이퍼(3)의 상표면상에서 형성된다. 패드형성부(3b)에 일치하기 위하여, 고리와 유사한 카운터패드(8a)가 관통홀(10)의 개구를 에워싸는 하웨이퍼(2)의 외주의 상표면상에서 형성되어 패드(8)에 대향한다.
상웨이퍼(3)의 캐패시터형성부(3a)의 바닥표면은 격자를 구성하는데, 외부압력의 변화에 따라서 용이하게 편향할 수 있게 충분히 얇게 형성된다. 상하웨이퍼(3, 2)는 캐패시터형성부(2a, 3a)로 구성된 캐패시터챔버를 밀봉시키기 위하여 그 주변에서 서로 본드된다. 이 경우, 캐패시터형성부(2a, 3a)는 서로 대향하지 않으며, 패드형성부(3a)는 하웨이퍼(2)의 주변의 상표면으로 덮이고, 패드형성부(2b)는 상웨이퍼(3)의 주변의 하표면으로 덮인다.
도 1을 보면, 원형의 이동가능한 전극(7)은 캐패시터형성부(2a)를 구성하는격자(상웨이퍼(3)의 바닥표면)의 중앙부에 빈틈없게 접촉하여 고정되고, C-형태의 기준전극(9)은 이동가능한 전극(7)을 에워싸기 위해서 격자의 에지에 빈틈없게 접촉된다. 원형의 고정전극(5)은 하웨이퍼(2)에 빈틈없게 접촉, 고정되어 이동가능한 전극(7)과 기준전극(9)에 대향한다. 전극(5, 7, 9)은 하웨이퍼(2)를 통하여 연장하는 추출전극(4)에 연결되는데, 하기에 설명한다.
상웨이퍼(3)의 캐패시터 형성부(3a)와 하웨이퍼(2)의 캐패시터형성부(2a)는 캐패시터챔버를 형성한다. 캐패시터챔버에서는, 상웨이퍼(3)의 기준전극(9) 및 이동가능한 전극(7)과 하웨이퍼(2)의 고정전극(5)이 소정의 갭을 통하여 서로 대향하여 캐패시터구성요소를 구성한다.
이 배열에서는 격자가 압력변화에 의해 편향될 때, 이동가능한 전극(7)이 그에 따라 배치되어 이동가능한 전극(7)과 고정전극(5)의 거리를 변화시킨다. 그러므로, 고정전극(5)과 이동가능한 전극(7) 사이의 캐패시터 변화가 전기적으로 검출되어 간접적으로 압력변화를 측정한다. 기준전극(9)은, 고정전극(5)과 이동가능한 전극(7)사이에서 검출된 캐패시턴스를 수정하기 위하여 이용된다.
패드형성부(2b)가 도 3a, 3b, 5a를 참조하여 상세하게 설명된다.
도 3a, 5a를 보면, 각 패드형성부(2b)는 땜납유출방지측벽(2c)를 가져 주조땜납(4a)에 대한 바이패스를 형성한다. 보다 상세하게는, 패드형성부(2b)보다 작은 직경의 패드(6) 및 카운터패드(6a)는 패드형성부(2b)의 하웨이퍼(2)에서 형성된 중앙부에서 배열되어 서로 대향한다. C자 형태의 땜납유출방지측벽(2c)는 패드와 카운터패드(6a)를 에워싸기 위해서 하웨이퍼(2)로부터 투영한다.땜납유출방지측벽(2c)은 상호연결(5a)이 전극(5)을 향해서 연장하는 방향에 반대하는 측면에서 노치(개구)를 갖는다.
상호연결(5a)의 일부는 땜납유출방지측벽(2c)를 에워싸기 위하여 패드형성부(2b)의 바닥표면(하웨이퍼(2))상에서 고리형태를 형성한다. 상호연결(5a)의 고리형태의 한 단부는 땜납유출방지측벽(2c)의 노치를 통하여 패드(6)에 연결되고, 다른 단부는 캐패시터형성부(2a)와 패드형성부(2b)의 연결부를 통하여 전극(5)에 연결된다.
상기 배열로 된 패드형성부(2b)에서 하웨이퍼(2)에 있는 관통홀(10)을 통하는 패드(6) 및 카운터패드(6a) 사이의 부분으로 유입하는 주조땜납(4a)은 고리형태의 상호연결(5a)를 따라서 패드형성부(2b)로 유입한다. 주조땜납(4a)이 땜납유출방지측벽(2c)과 패드형성부(2b)의 측벽표면 사이에서 형성된 바이패스를 따라 유입하므로 주조땜납(4a)이 캐패시터형성부(2a)로 유입되는 것이 방지된다.
관통홀(10)은 그 패드형성부(2b)측면이 좁은 테이퍼(taper)형태로 형성되며, 말단부에 있는 개구는 패드(6, 6a)에 있는 것보다 직경이 약간 작기 때문에 초과주조땜납(4a)이 패드(6, 6a)가 아닌 부분으로 유입되는 것이 방지된다.
도 4a, 4b를 참조하여 패드형성부(3b)를 상세하게 설명한다.
도 4a를 보면, 각 패드형성부(3b)는 땜납유출방지측벽(3c)이 있어 주조땜납(4a)에 대한 바이패스를 형성한다. 상세하게 말하자면, 패드형성부(3b)보다 작은 직경의 패드(8)와 카운터패드(8a)가 상웨이퍼(3)에서 형성된 패드형성부(3b)에서 배열되어 서로 대향한다. C자 형태의 땜납유출방지측벽(3c)은패드(8)와 카운터패드(8a)를 에워싸기 위하여 상웨이퍼(3)으로부터 투영한다. 상호연결(7a)의 일부는 땜납유출방지측벽(3c)를 또한 에워싸기 위하여 패드형성부(3b)의 바닥표면(상웨이퍼(3))상에서 고리형태를 형성한다. 상호연결(7a)의 고리형태의 한 단부는 땜납유출방지측벽(3c)의 노치를 통하여 패드(8)에 연결되고, 다른 단부는 캐패시터형성부(3a)와 패드형성부(3b)의 연결부를 통하여 전극(7)에 연결된다.
상기 배열의 패드형성부(3b)에서, 하웨이퍼(2)에 있는 관통홀(10)을 통하여 패드(8)와 카운터패드(8a)사이의 부분으로 유입하는 주조땜납(4a)은 상호연결(7a)를 따라서 패드형성부(3b)로 유입한다. 주조땜납(4a)이 땜납유출방지측벽(3c)과 패드형성부(3b)의 측벽표면 사이에서 형성된 바이패스를 따라서 유입함에 따라, 주조땜납(4a)이 캐패시터형성부(3a)로 유입하는 것이 방지된다.
관통홀(10)은 그 패드형성부(3b)측면이 좁게 테이퍼형태로 형성되며, 말단부에 있는 개구가 패드(8, 8a)에 있는 것보다 직경이 약간 작기 때문에 초과주조땜납(4a)이 패드(8, 8a)가 아닌 부분으로 유입되는 것이 방지된다. 전극(9)과 상호연결(9a)에 해당하는 패드형성부(3b)는 이와 같이 동일한 구조를 가지며, 이에 대한 설명은 생략한다.
용량성 압력센서의 제조방법이 하기에 설명된다.
상하 웨이퍼(2, 3)가 사파이어 또는 그 유사로 구성된 기판을 처리하여 준비된다. 보다 상세하게는, 추출전극(4)을 형성하기 위한 관통홀(10)이 기계가공, 레이저공정, 초음파공정 또는 유사에 의해 하웨이퍼(2)에서 형성된다. 하웨이퍼(2)의 표면영역은 건식에칭에 의해 제거되고 캐패시터형성부(2a) 및 패드형성부(2b)에 대한 리세스가 하웨이퍼(2)에서 형성된다. 금속막이 증기처리, 이온도금, 스퍼터링 또는 유사한 것에 의하여 리세스의 바닥표면상에서 형성되고, 선택적으로 에치되어 고정전극(5), 상호연결(5a), 패드(6)를 형성한다. 동시에, 카운터패드(8a)가 하웨이퍼(2)주위에서 형성되어 패드형성부(3b)에 해당한다.
상웨이퍼(3)에서, 캐패시터형성부(3a) 및 패드형성부(3b)에 대한 리세스가 사파이어 또는 그와 유사한 기판에서 건식에칭에 의해 형성된다. 금속막은 스퍼터링 또는 유사에 의해 리세스의 바닥표면상에서 형성되고 에치되어 이동가능한 전극(7), 기준전극(9), 상호연결(7a, 9a), 패드(8)를 형성한다. 동시에, 카운터패드(6a)가 패드형성부(2b)에 해당하는 상웨이퍼(3)의 외주상에서 형성된다.
전극(5, 7, 9) 및 상호연결(5a, 71, 9a)은 플래티넘/부착촉진막으로 형성된다. 예를 들어, 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크로뮴(Cr), 니오븀(Nb), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta) 또는 유사원소가 부착촉진막을 형성하는데 이용된다. 보조패드(6, 8, 8a)가 금/장벽막/부착촉진막으로 형성된다. 예를 들어, 플래티넘이 장벽막 형성에 이용되고, 니오븀이 부착촉진막 형성에 이용된다.
그 후, 상하웨이퍼(2, 3)가 서로 부착되고 400℃ 내지 1,300℃의 온도조건으로 대기중에서 직접 서로 본드된다. 합성구조는 하웨이퍼(2)가 상측면상에 있고 주조땜납(4a)은 관통홀(10)에 채워지는 구조로서 패드(6, 8)에 연결된 추출전극(4)을 형성하게 된다.
상하웨이퍼(2, 3)에서 금속막을 형성하고 에칭하는 대신, 스퍼터링이 섀도우마스크를 통하여 실행되어 전극, 상호연결, 패드를 형성할 수 있다.
이 배열에서는, 상하웨이퍼(2, 3)가 관통홀(10)과 카운터패드(6a)와 패드(6)의 개구들이 서로 대향하도록 위치된다면, 주조땜납(4a)은, 패드(6, 6a, 8a)에 부착되어 캐패시터챔버로 유입하는 것을 방지할 수 있다. 도 3a, 3b, 4a, 4b를 보면, 땜납방지측벽(2b, 3b)에 의해 형성된 바이패스는 주조땜납(4a)이 캐패시터챔버로 유입하는 것을 방지한다.
도 5b는 본 발명의 제 2 실시예에 대한 것이다.
상기 설명한 제 1 실시예에서 C자 형태의 땜납유출방지측벽(2c)은, 상호연결(5a)이 캐패시터챔버(전극 5)를 향하여 연장하는 방향으로 반대 방향(180°) 연장하는 노치를 가지도록 형성되어 주조땜납(4a)에 대한 바이패스를 형성한다. 바이패스를 형성하는 땜납유출방지측벽(2c)의 레이아웃에 따라서 땜납의 유출이 보다 효과적으로 방지될 수 있다.
도 5b를 보면, 땜납유출방지측벽(2c)이 물음표(?)의 형태로 형성되고, 그 일단부가 하웨이퍼(2)의 측벽표면에 연결되어, 바이패스의 길이가 상당히 증가한다. 이때, 땜납유출방지측벽(2c)이 캐패시터챔버로 90。 각도를 형성하는 방향으로 연장하고 상호연결(5a)이 남은 270。에 해당하는 아치형태를 따라서 연장한다면, 바이패스의 길이는 제 1 실시예보다 1.5배 증가하게 된다. 이 경우, 전극(5)을 향하여 상호연결(5a)의 연장방향에 대한 땜납유출방지측벽(2c)의 방향이 각도 0°내지 180°를 형성한다면 만족된다.
도 6, 7은 본 발명의 제 3 실시예에 대한 것이다.
제 1 실시예의 구조에 부가하여 제 3 실시예에서는, 땜납유출방지부(10, 11)가 패드형성부(2b, 3b)와 캐패시터형성부(2a, 3a)의 연결부에서 형성된다(도 6). 땜납유출방지투영부(10)는 상웨이퍼(3)로부터 투영하고 그 말단부는 하웨이퍼(2)의 상호연결(5a)에 접촉하게 되어 유출경로에 근접한다. 땜납유출방지투영부(11)는 하웨이퍼(2)로부터 투영하고 그 말단부는 상웨이퍼(3)의 상호연결(7a, 9a)에 접촉하게 되어 유출경로에 근접한다.
이러한 방법으로, 땜납유출방지투영부(10, 11)가 형성되면, 패드형성부(2b, 3b)로부터 주조땜납(4a)이 유출된다 할지라도 캐패시터형성부(2a, 3a)로 유입하는 것이 방지된다. 특히, 땜납유출방지투영부(10, 11)가 상호연결보다 열악한 땜납가용성의 재질로 형성된다면, 주조땜납(4a)의 유출이 효과적으로 방지된다.
이 실시예에서는, 땜납유출방지투영부(10, 11)가 상호연결(5a, 7, 9a)에만 땜납흐름을 단절시킨다. 변형적으로, 땜납유출방지투영부(10, 11)는 패드형성부(2b, 3b)와 캐패시터형성부(2a, 3a)를 서로 완전하게 단절시키기도 한다.
여기에서 땜납유출방지측벽(2c, 3c) 및 땜납유출방지투영부(10, 11)는 상하웨이퍼(3, 2)에 일체 형성된다. 또는 별개의 부재가 부착되어 땜납유출방지측벽 또는 투영부로 역할하기도 한다.
상기와 같이, 본 발명에 따르면 고정전극과 이동가능한 전극이 제 1 베이스부재 및 제 2 베이스부재에 형성된 리세스에 설치되기 때문에, 전극들은 제 1 베이스부재 및 제 2 베이스부재의 본딩표면에 용이하게 노출되지 않는다. 그러므로, 제1 베이스부재 및 제 2 베이스부재의 결함있는 본딩이 발생되지 않는다. 종래의 것과는 달리, 베이스부재와 전극형성부의 본딩부를 서로 충분하게 분리시키는데 있어 공간이 추가로 필요하지 않아서 센서크기를 소형화시킨다.
각각의 베이스부재의 리세스가 겹치지 않으므로 추출전극과 대향하는 베이스부재상에 형성된 패드에 대한 관통홀의 개구 사이의 거리가 감소될 수 있고 그에 따른 주조땜납이 용이하게 유출하지 않는다. 특히, 땜납유출방지측벽이 주조땜납에 대한 바이패스를 형성할 때 캐패시터챔버로의 땜납의 유입이 억제되어 전극의 단락회로를 방지한다.
본 발명에서는 땜납유출방지투영부가 형성될 때 캐패시터챔버로의 주조땜납의 유입을 효과적으로 방지할 수 있다. 땜납유출방지투영부(10, 11)가 전극보다 열악한 땜납가용성의 재질로 형성된다면, 땜납의 유출이 더욱 효과적으로 방지된다.
Claims (12)
- 용량성 압력센서에 있어서,제 1 메인리세스(2a)와, 상기 제 1 메인리세스와 통신하는 제 2 메인리세스(2b)가 있는 제 1 베이스부재(2)와,상기 제 1 메인리세스와 같이 캐패시터챔버를 구성하며 격자를 구성하는 바닥표면을 갖는 제 2 메인리세스(3a)와, 상기 제 2 메인리스세와 통신하는 제 2 서브리세스가 있는 제 2 베이스부재(3)와,제 1 메인리세스의 바닥표면상에 형성된 고정전극(5)과,제 1 상호연결(5a)를 통하여 상기 고정전극에 연결되고, 상기 제 1 서브리세스의 바닥표면상에 형성된 제 1 패드(6)와,상기 제 2 메인리세스의 바닥표면상에 형성되어 상기 고정전극에 대향하는 이동가능한 전극(7)과,제 2 상호연결(7a)를 통하여 상기 이동가능한 전극에 연결되고, 상기 제 2 서브리세스에 형성된 제 2 패드(8)와,상기 제 1 패드 및 제 2 패드에 연결되고, 상기 제 1 베이스부재에 형성된 관통홀(10)을 통하여 외부 추출된 복수의 추출전극(4)으로 구성됨에 있어서,상기 제 1 베이스부재 및 제 2 베이스부재는 상기 제 1 서브리세스 및 제 2 서브리세스가 상기 제 1 베이스부재 및 제 2 베이스부재의 본딩표면으로 덮이도록 서로 본드되는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 추출전극은 상기 관통홀에 채워진 주조땜납으로 구성되고, 냉각, 응고되어 상기 제 1 패드 및 제 2 패드에 부착되는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 서브리세스 및 제 2 서브리세스와 그 측벽 사이의 부분으로 유입하는 땜납에 대한 바이패스를 구성하는, 상기 제 1 서브리세스 및 제 2 서브리세스에 있는 땜납유출방지측벽(2c)으로 구성된 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서.
- 제 3 항에 있어서,상기 유출방지측벽은 사실상 고리형태로 제 1 패드 및 제 2 패드 주위로 배열되고, 상기 제 1, 2 패드에 제 1 상호연결 및 제 2 상호연결에 대한 연결경로를 형성하는 노치를 가지며,상기 제 1 상호연결 및 제 2 상호연결은 상기 유출방지측벽을 에워싸기 위하여 고리형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서.
- 제 4 항에 있어서,유출방지측벽에 있는 노치는 상기 제 1 상호연결 및 제 2 상호연결이 상기고정전극 및 이동가능한 전극을 향하여 연장하는 방향과는 다른 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서.
- 제 4 항에 있어서,상기 유출방지측벽에 있는 노치는 상기 제 1 상호연결 및 제 2 상호연결이 상기 고정전극 및 이동가능한 전극을 향하여 연장하는 방향과는 다른 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서.
- 제 5 항에 있어서,상기 유출방지측벽에 있는 노치는 상기 제 1 상호연결 및 제 2 상호연결이 상기 고정전극 및 이동가능한 전극을 향하여 연장하는 방향에 0°내지 180°각도 방향으로 형성되고,상기 제 1 상호연결 및 제 2 상호연결은 상기 유출방지측벽의 상기 노치에 의해 형성된 각도에 대향하는 측면에 있는 아치를 통하여 상기 고정전극 및 이동가능한 전극에 연결되는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서.
- 제 5 항에 있어서,상기 유출방지측벽은 C자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서.
- 제 5 항에 있어서,상기 유출방지측벽은 ?자 형상으로 형성되고 각 상기 노치의 한 단부는 상기 제 1 서브리세스 및 제 2 서브리세스의 해당 내부측벽에 연결되는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 메인리세스와 상기 제 1 서브리세스의 통신부와 상기 메인리세스와 상기 제 2 서브리세스의 통신부에서 주조땜납의 유출을 방지하기 위한 땜납유출방지부재(10, 11)으로 구성된 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서.
- 제 10 항에 있어서,상기 땜납유출방지부재는 상기 제 1 서브리세스 및 제 2 서브리세스로부터 상기 제 1 메인리세스 및 제 2 메인리세스까지 제 1 상호연결 및 제 2 상호연결상에서 흐르는 주조땜납에 대한 유출경로를 단절하는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서.
- 제 10 항에 있어서,상기 땜납유출방지부재는 상기 제 1 상호연결 및 제 2 상호연결보다 열악한 땜납가용성의 재질로 된 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서.
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