JP2016217793A - Pressure sensor - Google Patents
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Abstract
【課題】モールド樹脂のパッケージ(支持体)内部に封入した制御部に作用する力を低減できる圧力センサを提供する。【解決手段】リードフレーム4の台座部4aの一方の面側に設けられた圧力センサチップ2と、リードフレーム4の台座部4aの他方の面側に設けられた制御部3と、を備えた圧力センサを提供する。制御部3は、ヤング率の低い樹脂M1からなる応力緩和層17で包囲し、その上で支持体(パッケージ)5をモールド成形することで、制御部3を支持体5内部に封入する。制御部3の外面3aを覆う応力緩和層17cと支持体5との間には、隙間18が形成されている。【選択図】図1A pressure sensor capable of reducing a force acting on a control unit enclosed in a package (support) of a mold resin is provided. A pressure sensor chip 2 provided on one surface side of a pedestal portion 4a of a lead frame 4 and a control unit 3 provided on the other surface side of the pedestal portion 4a of the lead frame 4 are provided. A pressure sensor is provided. The control unit 3 is surrounded by a stress relaxation layer 17 made of a resin M1 having a low Young's modulus, and the support (package) 5 is molded thereon, thereby enclosing the control unit 3 inside the support 5. A gap 18 is formed between the stress relaxation layer 17 c that covers the outer surface 3 a of the control unit 3 and the support 5. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、圧力センサに関する。 The present invention relates to a pressure sensor.
従来、携帯用の機器などには、MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)技術を利用した、小型の圧力センサが用いられている(例えば、特許文献1〜3を参照)。
圧力センサとしては、例えば、圧力センサチップと、圧力センサチップからのセンサ信号を受けて圧力検出信号を出力する制御部(制御用IC)とを有するものがある。一般に、制御部は、リードフレームと共にモールド樹脂のパッケージ(支持体)の内部に封入されている。
Conventionally, small pressure sensors using MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) technology have been used for portable devices and the like (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
Examples of the pressure sensor include a pressure sensor chip and a control unit (control IC) that receives a sensor signal from the pressure sensor chip and outputs a pressure detection signal. Generally, the control unit is enclosed in a mold resin package (support) together with a lead frame.
しかしながら、前記圧力センサでは、モールド樹脂が吸湿により膨潤を起こすと、発生した応力により制御部に悪影響が及び、出力誤差が生じることがある。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、モールド樹脂のパッケージ内部に封入した制御部に作用する力を低減し、出力誤差が生じるのを防止できる圧力センサを提供することを目的とする。
However, in the pressure sensor, when the mold resin swells due to moisture absorption, the generated stress may adversely affect the control unit and an output error may occur.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a pressure sensor that can reduce the force acting on a control unit enclosed in a mold resin package and prevent an output error. And
本発明は、リードフレームおよびこれを支持する樹脂製の支持体を有する基体部と、前記リードフレームの一方の面側に設けられた圧力センサチップと、前記リードフレームの他方の面側に設けられて、前記圧力センサチップからのセンサ信号を受けて圧力検出信号を出力する制御部と、を備え、前記制御部は、前記支持体を構成する樹脂よりもヤング率の低い樹脂からなる応力緩和層により少なくとも前記リードフレーム側の底面とその反対面である外面とを覆われた状態で、その上に前記支持体がモールド成形されることによって、前記支持体の内部に封入されており、前記応力緩和層のうち、前記制御部の外面を覆う外面側の応力緩和層と前記支持体との間に隙間が形成されている圧力センサを提供する。
本発明の圧力センサは、前記応力緩和層を構成する樹脂の熱膨張係数が、前記支持体を構成する樹脂の熱膨張係数よりも大きいことで、前記支持体のモールド成形後に行うアニール処理後の冷却時に、前記応力緩和層を構成する樹脂と前記支持体を構成する樹脂との収縮量の差によって前記隙間が形成されていることが好ましい。
前記制御部は、温度センサが組み込まれていることが好ましい。
前記制御部は、ボンディングワイヤにより前記リードフレームと電気的に接続されており、前記ボンディングワイヤの少なくとも一部は、前記制御部から前記応力緩和層を通り、前記隙間を経て、前記支持体を通って前記リードフレームに達していることが好ましい。
前記支持体には、前記隙間に連通するガス抜き孔が形成されていることが好ましい。
The present invention provides a base portion having a lead frame and a resin support for supporting the lead frame, a pressure sensor chip provided on one surface side of the lead frame, and provided on the other surface side of the lead frame. A control unit that receives a sensor signal from the pressure sensor chip and outputs a pressure detection signal, and the control unit is a stress relaxation layer made of a resin having a Young's modulus lower than that of the resin constituting the support. In such a state that at least the bottom surface on the lead frame side and the outer surface opposite to the lead frame are covered, the support body is molded on top of the support body, and the stress is sealed inside the support body. Provided is a pressure sensor in which a gap is formed between the stress relaxation layer on the outer surface side that covers the outer surface of the control unit and the support among the relaxation layer.
In the pressure sensor according to the present invention, the thermal expansion coefficient of the resin constituting the stress relaxation layer is larger than the thermal expansion coefficient of the resin constituting the support, and thus after the annealing treatment performed after molding of the support. It is preferable that the gap is formed by a difference in shrinkage between the resin constituting the stress relaxation layer and the resin constituting the support during cooling.
The control unit preferably includes a temperature sensor.
The control unit is electrically connected to the lead frame by a bonding wire, and at least a part of the bonding wire passes through the stress relaxation layer from the control unit, passes through the gap, and passes through the support. It is preferable that the lead frame is reached.
It is preferable that a gas vent hole communicating with the gap is formed in the support.
本発明によれば、モールド樹脂で成形された支持体と、制御部の外面側の応力緩和層との間に隙間が形成されているため、モールド樹脂の吸湿による膨潤等の影響が制御部に及ぶのを抑えることができる。よって、応力緩和層の全体の層厚を増やすことなく、制御部の底面側(リードフレーム側)の応力緩和層を厚くすることができる。
従って、支持体側から制御部に作用する力ばかりでなく、リードフレーム側から制御部に作用する力も抑制し、出力誤差が生じるのを防止できる。
According to the present invention, since a gap is formed between the support molded from the mold resin and the stress relaxation layer on the outer surface side of the control unit, the control unit is affected by swelling due to moisture absorption of the mold resin. Can be suppressed. Therefore, it is possible to increase the thickness of the stress relaxation layer on the bottom surface side (lead frame side) of the control unit without increasing the overall thickness of the stress relaxation layer.
Therefore, not only the force that acts on the control unit from the support side but also the force that acts on the control unit from the lead frame side can be suppressed, and an output error can be prevented.
以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図1(A)は本発明の一実施形態に係る圧力センサの側断面図である。図1(B)は実施形態の圧力センサの拡大図である。
以下の説明において、「上」および「下」は、それぞれ図1における上および下に即している。
Hereinafter, based on a preferred embodiment, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a side sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is an enlarged view of the pressure sensor of the embodiment.
In the following description, “upper” and “lower” correspond to the upper and lower in FIG. 1, respectively.
図1に示すように、圧力センサは、基体部1と、基体部1に設けられた圧力センサチップ2(圧力センサ素子)と、基体部1に内蔵された制御部3(制御素子)と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the pressure sensor includes a base unit 1, a pressure sensor chip 2 (pressure sensor element) provided on the base unit 1, a control unit 3 (control element) built in the base unit 1, It has.
基体部1は、金属等の導電体からなるリードフレーム4と、リードフレーム4を支持する樹脂製の支持体5(樹脂パッケージ)と、を有する。支持体5は、例えば、エポキシ系樹脂等によるモールド成形により、リードフレーム4と一体に形成されている。
支持体5は、圧力センサチップ2を載置する載置部6を備えた基台部(本体部)7と、その上に突出する筒状の環状壁部8と、を有する。
The base portion 1 includes a lead frame 4 made of a conductor such as metal, and a resin support 5 (resin package) that supports the lead frame 4. The support 5 is formed integrally with the lead frame 4 by, for example, molding using an epoxy resin or the like.
The support 5 has a base part (main body part) 7 provided with a placement part 6 on which the pressure sensor chip 2 is placed, and a cylindrical annular wall part 8 projecting thereon.
環状壁部8は、例えば円筒状、多角形筒状などとされ、環状壁部8の内側の空間は、圧力センサチップ2および保護剤9を収容する収容部10とされている。 The annular wall portion 8 has, for example, a cylindrical shape or a polygonal cylindrical shape, and a space inside the annular wall portion 8 is a housing portion 10 that houses the pressure sensor chip 2 and the protective agent 9.
環状壁部8の上端は、載置部6に載置固定された圧力センサチップ2の上面2aよりも高い位置にあることが好ましい。これにより、収容部10に十分な深さを与え、保護剤9によって圧力センサチップ2の全体を覆うことができ、圧力センサチップ2に外力が及ぶのを防ぐことができる。 The upper end of the annular wall portion 8 is preferably located at a position higher than the upper surface 2a of the pressure sensor chip 2 mounted and fixed on the mounting portion 6. Thereby, sufficient depth can be given to the accommodating part 10, the whole pressure sensor chip 2 can be covered with the protective agent 9, and it can prevent that external force reaches the pressure sensor chip 2. FIG.
リードフレーム4は、モールド成形された支持体5の載置部6の下側に埋設された台座部4aと、台座部4aの周囲に配置されたリード部4b,4cと、を有する。リード部4bと圧力センサチップ2とは、ボンディングワイヤ13を介して電気的に接続されている。リード部4cの一部は、支持体5の外部に露出した外部端子部4dとなっている。 The lead frame 4 includes a pedestal portion 4a embedded under the mounting portion 6 of the molded support body 5 and lead portions 4b and 4c disposed around the pedestal portion 4a. The lead portion 4b and the pressure sensor chip 2 are electrically connected via a bonding wire 13. A part of the lead portion 4 c is an external terminal portion 4 d exposed to the outside of the support body 5.
台座部4aの下面には、支持体5を構成するモールド樹脂M2とは異なる樹脂M1からなる応力緩和層17が設けられており、この応力緩和層17の中に制御部3が配置されている。
応力緩和層17は、リードフレーム4の台座部4aの下面と制御部3の底面3b(図1の上面)との間の底面側の応力緩和層17aと、制御部3の側面を覆う側面側の応力緩和層17bと、制御部3の外面3a(図1における下面。底面3bとは反対の面)を覆う外面側の応力緩和層17cとを有する。応力緩和層17によって、制御部3の全表面が樹脂M1で覆われている。
A stress relaxation layer 17 made of a resin M1 different from the mold resin M2 constituting the support 5 is provided on the lower surface of the pedestal portion 4a, and the control unit 3 is arranged in the stress relaxation layer 17. .
The stress relaxation layer 17 includes a bottom surface side stress relaxation layer 17 a between the lower surface of the pedestal portion 4 a of the lead frame 4 and the bottom surface 3 b of the control unit 3 (upper surface in FIG. 1), and a side surface that covers the side surface of the control unit 3. And a stress relaxation layer 17c on the outer surface side that covers the outer surface 3a (the lower surface in FIG. 1; the surface opposite to the bottom surface 3b) of the control unit 3. The entire surface of the control unit 3 is covered with the resin M1 by the stress relaxation layer 17.
モールド樹脂M2で構成された支持体5は、例えば、リードフレーム4の台座部4aの下側に応力緩和層17および制御部3を配置した上で、金型を用いてモールド成形されることにより形成される。これにより、制御部3は、応力緩和層17によって包囲された状態で、支持体5の基台7の中に封入される。このように制御部3の外表面が全て覆われていることにより、外気や水分を遮断し、制御部3を保護することができる。 For example, the support 5 made of the mold resin M2 is molded by using a mold after the stress relaxation layer 17 and the control unit 3 are disposed below the pedestal 4a of the lead frame 4. It is formed. Thereby, the control part 3 is enclosed in the base 7 of the support body 5 in the state surrounded by the stress relaxation layer 17. Thus, since all the outer surfaces of the control part 3 are covered, external air and a water | moisture content can be interrupted | blocked and the control part 3 can be protected.
応力緩和層17のうち、制御部3を覆う応力緩和層17の外面と、支持体5の基台7との間には、微小な隙間18が形成されている。隙間18(図1(B)の隙間C1)は、例えば1μm〜30μmである。隙間C1をこの範囲とすることによって、応力緩和層17の全体の層厚を増やすことなく、制御部3に作用する応力を低減させることができる。
隙間18は、後述するように、支持体5のモールド成形後に行うアニール処理後の冷却時に、応力緩和層17を構成する樹脂M1と支持体5を構成する樹脂M2との収縮率の差によって形成される。
A small gap 18 is formed between the outer surface of the stress relaxation layer 17 that covers the control unit 3 and the base 7 of the support 5 in the stress relaxation layer 17. The gap 18 (the gap C1 in FIG. 1B) is, for example, 1 μm to 30 μm. By setting the gap C1 within this range, the stress acting on the control unit 3 can be reduced without increasing the overall thickness of the stress relaxation layer 17.
As will be described later, the gap 18 is formed by a difference in contraction rate between the resin M1 constituting the stress relaxation layer 17 and the resin M2 constituting the support 5 during cooling after the annealing treatment performed after molding of the support 5. Is done.
応力緩和層17を構成する樹脂M1としては、支持体5を構成する樹脂M2およびリードフレーム4のヤング率よりも低いヤング率のもの(低ヤング率材料)が選定される。低ヤング率材料としては、熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂などを使用することができる。
具体的には、例えばシリコーン樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂等が使用できる。低ヤング率材料としては、これらのうち1つを用いてもよいし、2つ以上を併用してもよい。なかでも特に、シリコーン樹脂は、吸湿しにくいため、高温・高湿環境でも物性が変化しにくい点で好ましい。
As the resin M1 constituting the stress relaxation layer 17, a material having a Young's modulus lower than the Young's modulus of the resin M2 constituting the support 5 and the lead frame 4 (low Young's modulus material) is selected. As the low Young's modulus material, a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or the like can be used.
Specifically, for example, a silicone resin, an epoxy resin, a urethane resin, a polyimide resin, or the like can be used. One of these may be used as the low Young's modulus material, or two or more may be used in combination. In particular, a silicone resin is preferable because it is difficult to absorb moisture, and the physical properties hardly change even in a high temperature and high humidity environment.
応力緩和層17のヤング率は、例えば1MPa以上、500MPa以下(好ましくは1MPa以上、100MPa以下)であることが好ましい。応力緩和層17のヤング率は、支持体5の構成材料のヤング率に対して1/10以下(好ましくは1/100以下)であることが好ましい。なお、ヤング率は、JIS K 7161、またはJIS K 7244に準拠する方法によって測定することができる。 The Young's modulus of the stress relaxation layer 17 is preferably, for example, 1 MPa or more and 500 MPa or less (preferably 1 MPa or more and 100 MPa or less). The Young's modulus of the stress relaxation layer 17 is preferably 1/10 or less (preferably 1/100 or less) with respect to the Young's modulus of the constituent material of the support 5. The Young's modulus can be measured by a method based on JIS K 7161 or JIS K 7244.
応力緩和層17を構成する樹脂M1としては、支持体5を構成するモールド樹脂M2の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数のものが用いられる。具体的には、低ヤング率のシリコーン系樹脂等であって、熱膨張係数が200ppm/℃以上のものが好ましい。
支持体5を構成するモールド樹脂M2には、ガラスフィラーを充填したエポキシ系樹脂等であって、熱膨張係数が100ppm/℃以下のものを用いることが望ましい。なお、熱膨張係数は、JIS K 6911:熱硬化性プラスチック一般試験法記載の方法等で求めることができる。
As the resin M1 constituting the stress relaxation layer 17, one having a thermal expansion coefficient larger than that of the mold resin M2 constituting the support 5 is used. Specifically, a silicone resin having a low Young's modulus, etc., having a thermal expansion coefficient of 200 ppm / ° C. or higher is preferable.
As the mold resin M2 constituting the support 5, it is desirable to use an epoxy resin or the like filled with a glass filler and having a thermal expansion coefficient of 100 ppm / ° C. or less. In addition, a thermal expansion coefficient can be calculated | required by the method of JISK6911: thermosetting plastic general test method description.
応力緩和層17を構成する樹脂M1と支持体5を構成するモールド樹脂M2との間に熱膨張係数の差があることによって、次に示す理由により、隙間18が形成される。
モールド樹脂M2を硬化するためのアニール処理(温度条件は例えば180℃)を行うとモールド樹脂M2の熱膨張係数は固定化する。その後、樹脂M1およびモールド樹脂M2を常温まで冷却する。このとき、樹脂M1とモールド樹脂M2の熱膨張係数の差により、樹脂M1が収縮する際の体積の変形量は、モールド樹脂M2が収縮する際の体積の変形量よりも大きくなる。これにより、応力緩和層17と支持体5との間に隙間18が形成される。
Due to the difference in thermal expansion coefficient between the resin M1 constituting the stress relaxation layer 17 and the mold resin M2 constituting the support 5, the gap 18 is formed for the following reason.
When an annealing process (temperature condition is, for example, 180 ° C.) for curing the mold resin M2, the thermal expansion coefficient of the mold resin M2 is fixed. Thereafter, the resin M1 and the mold resin M2 are cooled to room temperature. At this time, due to the difference in thermal expansion coefficient between the resin M1 and the mold resin M2, the volume deformation amount when the resin M1 contracts becomes larger than the volume deformation amount when the mold resin M2 contracts. Thereby, a gap 18 is formed between the stress relaxation layer 17 and the support 5.
制御部3の底面側の応力緩和層17aの厚みは、例えば、5μm以上、100μm以下(好ましくは10μm以上、50μm以下)とすることができる。この厚みを5μm以上とすることで、高い応力緩和効果が得られる。また、この厚みを100μm以下とすることで、全体の厚さ寸法を抑制できる。 The thickness of the stress relaxation layer 17a on the bottom surface side of the control unit 3 can be, for example, 5 μm or more and 100 μm or less (preferably 10 μm or more and 50 μm or less). By setting the thickness to 5 μm or more, a high stress relaxation effect can be obtained. Moreover, the whole thickness dimension can be suppressed by making this thickness into 100 micrometers or less.
制御部3の外面側の応力緩和層17cの厚み(平均厚み)は、例えば、5μm以上、400μm以下(好ましくは100μm以上、400μm以下)とするのがよい。この厚みを5μm以上とすることで、高い応力緩和効果が得られる。また、この厚みを400μm以下とすることで、全体の厚さ寸法を抑制できる。 The thickness (average thickness) of the stress relaxation layer 17c on the outer surface side of the control unit 3 is preferably, for example, 5 μm or more and 400 μm or less (preferably 100 μm or more and 400 μm or less). By setting the thickness to 5 μm or more, a high stress relaxation effect can be obtained. Moreover, the whole thickness dimension can be suppressed because this thickness shall be 400 micrometers or less.
制御部3の外面側の応力緩和層17cの外面(支持体5の基台7との境界面)は、湾曲凸面をなしていることが好ましい。応力緩和層17cの外面は、全面が湾曲凸面であってもよいし、一部のみが湾曲凸面であってもよい。また、湾曲凸面の断面形状は、例えば円弧状であってもよいし、楕円弧状、放物線状、双曲線状などの高次曲線状(例えば二次曲線状)であってもよい。 The outer surface of the stress relaxation layer 17c on the outer surface side of the control unit 3 (the boundary surface with the base 7 of the support 5) is preferably a curved convex surface. The entire outer surface of the stress relaxation layer 17c may be a curved convex surface, or only a part may be a curved convex surface. Further, the cross-sectional shape of the curved convex surface may be, for example, an arc shape, or may be an elliptical arc shape, a parabolic shape, a hyperbolic shape such as a hyperbolic shape (for example, a quadratic curve shape).
制御部3の外面側の応力緩和層17cの外面を湾曲凸面にした場合、応力緩和層17cは、中央部分が最も厚く、周縁に近いほど薄くなる。外面を湾曲凸面とした場合、応力集中が起こりにくくなることから、基台7等の変形の影響が制御部3に及ぶのを抑制する効果を高め、温度センサの出力に誤差を生じにくくすることができる。また、外面を湾曲凸面とすることによって、金型に樹脂を充填して支持体5の基台7を成形する際に、金型内での樹脂の流れがスムーズとなる。 When the outer surface of the stress relaxation layer 17c on the outer surface side of the control unit 3 is a curved convex surface, the stress relaxation layer 17c is thickest at the central portion and thinner as it is closer to the periphery. When the outer surface is a curved convex surface, stress concentration is less likely to occur. Therefore, the effect of suppressing the influence of deformation of the base 7 and the like on the control unit 3 is enhanced, and errors in the output of the temperature sensor are less likely to occur. Can do. In addition, by making the outer surface a curved convex surface, the resin flow in the mold becomes smooth when the mold 7 is filled with resin and the base 7 of the support 5 is molded.
圧力センサチップ2としては、例えば、シリコン等からなる半導体基板の一面側に、ダイヤフラム部と、基準圧力室としての密閉空間と、圧力によるダイアフラム部の歪抵抗の変化を測定するための複数の歪ゲージとを備えたものが使用できる。
この例の圧力センサチップ2は、ダイアフラム部が圧力を受けて撓むと、各歪ゲージにダイアフラム部の歪み量に応じた応力が発生し、この応力に応じて歪ゲージの抵抗値が変化し、この抵抗値変化に応じたセンサ信号が出力される。
圧力センサチップ2は、例えば、MEMS(MicroElectro-Mechanical Systems)技術を利用した圧力センサ素子である。圧力センサチップとしては、ピエゾ抵抗効果を用いたピエゾ抵抗型圧力センサや、静電容量型圧力センサを用いてよい。
圧力センサチップ2は、収容部10内の載置部6の上面に設けることができる。圧力センサチップ2は、収容部10に充填された保護剤9に埋設されている。
As the pressure sensor chip 2, for example, a diaphragm portion, a sealed space as a reference pressure chamber, and a plurality of strains for measuring a change in strain resistance of the diaphragm portion due to pressure are formed on one surface side of a semiconductor substrate made of silicon or the like. Those equipped with gauges can be used.
In the pressure sensor chip 2 of this example, when the diaphragm portion is bent under pressure, a stress corresponding to the strain amount of the diaphragm portion is generated in each strain gauge, and the resistance value of the strain gauge changes according to this stress, A sensor signal corresponding to the change in resistance value is output.
The pressure sensor chip 2 is a pressure sensor element using, for example, MEMS (MicroElectro-Mechanical Systems) technology. As the pressure sensor chip, a piezoresistive pressure sensor using a piezoresistive effect or a capacitive pressure sensor may be used.
The pressure sensor chip 2 can be provided on the upper surface of the placement unit 6 in the housing unit 10. The pressure sensor chip 2 is embedded in the protective agent 9 filled in the housing part 10.
保護剤9は、水や外気の浸入を防ぎ、圧力センサチップ2への悪影響を防ぐことができる。
保護剤9としては、例えばシリコーン樹脂、フッ素系樹脂などが使用できる。保護剤9は、例えば液状、ゲル状とすることができる。保護剤9は高い粘性を持つことが好ましい。保護剤9としては、例えば、硬度約0(ショアA硬度。JIS K 6253に準拠)の柔らかいゲル剤を用いることが望ましい。
The protective agent 9 can prevent water and outside air from entering, and can prevent adverse effects on the pressure sensor chip 2.
As the protective agent 9, for example, a silicone resin, a fluorine resin, or the like can be used. For example, the protective agent 9 can be liquid or gel. The protective agent 9 preferably has a high viscosity. As the protective agent 9, for example, it is desirable to use a soft gel having a hardness of about 0 (Shore A hardness, conforming to JIS K 6253).
保護剤9は、測定対象から加えられる圧力をそのまま圧力センサチップ2に伝達できる。このため、圧力センサチップ2による圧力検出の精度を低下させることはない。保護剤9は、光透過性が低いことが望ましい。これによって、可視光や紫外線を遮断することができるため、圧力センサチップ2の劣化を防ぐために有利である。保護剤9は、顔料等を含有させることによって、光透過性を低くすることができる。 The protective agent 9 can transmit the pressure applied from the measurement target to the pressure sensor chip 2 as it is. For this reason, the accuracy of pressure detection by the pressure sensor chip 2 is not lowered. The protective agent 9 desirably has low light transmittance. As a result, visible light and ultraviolet light can be blocked, which is advantageous for preventing the pressure sensor chip 2 from deteriorating. The protective agent 9 can reduce light transmittance by containing a pigment or the like.
制御部3は、圧力センサチップ2からのセンサ信号を受けて圧力検出信号を出力する機能を有する。
制御部3としては、温度センサを内蔵するものが使用できる。制御部3は、例えば、圧力センサチップ2のON/OFF制御、内蔵する温度センサによる検出値の補正、検出データのA/D変換、リニアリティの補正、信号波形の整形などの機能を有する。温度センサを内蔵する制御部3は、系内の温度に応じて圧力検出信号を補正することができる。このため、精度の高い圧力測定が可能となる。温度センサとしては、抵抗式(ブリッジ抵抗式)、ダイオード式、熱電対式、赤外線式などを使用することができる。
The control unit 3 has a function of receiving a sensor signal from the pressure sensor chip 2 and outputting a pressure detection signal.
As the control part 3, what incorporates a temperature sensor can be used. The control unit 3 has functions such as ON / OFF control of the pressure sensor chip 2, correction of a detection value by a built-in temperature sensor, A / D conversion of detection data, correction of linearity, and shaping of a signal waveform. The control unit 3 incorporating the temperature sensor can correct the pressure detection signal according to the temperature in the system. For this reason, highly accurate pressure measurement becomes possible. As the temperature sensor, a resistance type (bridge resistance type), a diode type, a thermocouple type, an infrared type, or the like can be used.
制御部3は、ボンディングワイヤ14を介してリード部4bの下面に電気的に接続されている。また、制御部3は、ボンディングワイヤ15を介してリード部4cの下面に電気的に接続されている。 The control unit 3 is electrically connected to the lower surface of the lead portion 4b through the bonding wire 14. The control unit 3 is electrically connected to the lower surface of the lead portion 4 c through the bonding wire 15.
ボンディングワイヤ14、15は、一端が制御部3の外面3a(図1における下面)の回路に接続されている。ボンディングワイヤ14、15は、制御部3から応力緩和層17を通り、隙間18を経て、支持体5の基台7を通ってリードフレーム4(リード部4b,4c)に達している。ボンディングワイヤ14、15は、応力緩和層17および基台7に埋設されることにより外力から保護される。
ボンディングワイヤ13は、一端が圧力センサチップ2の上面2aの回路に接続されている。ボンディングワイヤ13は、保護剤9を通ってリードフレーム4(リード部4b)に達している。ボンディングワイヤ13は、保護剤9に埋設されることにより外力から保護される。
ボンディングワイヤ13,14,15は、例えば金、銅、アルミニウム等の金属からなる。
One end of each of the bonding wires 14 and 15 is connected to a circuit on the outer surface 3 a (the lower surface in FIG. 1) of the control unit 3. The bonding wires 14 and 15 pass from the control unit 3 through the stress relaxation layer 17, pass through the gap 18, pass through the base 7 of the support 5, and reach the lead frame 4 (lead portions 4 b and 4 c). The bonding wires 14 and 15 are protected from external force by being embedded in the stress relaxation layer 17 and the base 7.
One end of the bonding wire 13 is connected to the circuit on the upper surface 2 a of the pressure sensor chip 2. The bonding wire 13 passes through the protective agent 9 and reaches the lead frame 4 (lead portion 4b). The bonding wire 13 is protected from external force by being embedded in the protective agent 9.
The bonding wires 13, 14, and 15 are made of metal such as gold, copper, and aluminum.
リードフレーム4の台座部4aの上面側に設置された圧力センサチップ2は、上面2aに回路が形成されており、リードフレーム4の台座部4aの下面側に設置された制御部3は、外面3a(図1における下面)に回路が形成されている。このため、配線長を短くすることができるとともに、外部からのノイズの影響を低減できる。 The pressure sensor chip 2 installed on the upper surface side of the pedestal portion 4a of the lead frame 4 has a circuit formed on the upper surface 2a, and the control unit 3 installed on the lower surface side of the pedestal portion 4a of the lead frame 4 A circuit is formed on 3a (the lower surface in FIG. 1). For this reason, the wiring length can be shortened and the influence of external noise can be reduced.
次に、圧力センサを製造する方法の一例を説明する。
まず、金属基板(例えば銅基板)に打ち抜き加工(プレス加工)を施して、リードフレーム4を形成する。リードフレーム4の必要部分にはAgめっき処理を施してもよい。
Next, an example of a method for manufacturing a pressure sensor will be described.
First, a lead frame 4 is formed by punching (pressing) a metal substrate (for example, a copper substrate). A necessary part of the lead frame 4 may be subjected to Ag plating.
次に、制御部3または台座部4a(リードフレーム4)に、未硬化(液状)の低ヤング率材料をディスペンサ等により供給し、これを加熱等により硬化させて応力緩和層17とするとともに、ボンディングワイヤ14、15を介して制御部3をリード部4b,4cに接続する。
応力緩和層17aは、低ヤング率材料からなるシート体を制御部3または台座部4aに貼り付ける方法によって形成することもできる。
Next, an uncured (liquid) low Young's modulus material is supplied to the control unit 3 or the pedestal unit 4a (lead frame 4) with a dispenser or the like, and cured by heating or the like to form the stress relaxation layer 17. The control unit 3 is connected to the lead portions 4b and 4c through the bonding wires 14 and 15.
The stress relaxation layer 17a can also be formed by a method of attaching a sheet body made of a low Young's modulus material to the control unit 3 or the pedestal unit 4a.
次に、金型にリードフレーム4等をセットし、その状態で金型内にモールド樹脂M2を注入することで支持体5を成形する。これにより、制御部3、応力緩和層17、およびボンディングワイヤ14、15を、支持体5に埋設することができる。 Next, the lead frame 4 or the like is set in the mold, and the support body 5 is molded by injecting the mold resin M2 into the mold in that state. Thereby, the control unit 3, the stress relaxation layer 17, and the bonding wires 14 and 15 can be embedded in the support 5.
支持体5の成形が終了したら、アニール処理(例えば180℃)を行う。温度を常温に戻す際には、支持体5を構成する樹脂M2と応力緩和層17を構成する樹脂M1との収縮量の差により、支持体5の基台7と応力緩和層17との間に隙間18が形成される。
図2は、基台7と応力緩和層17との間に隙間18が形成された圧力センサの一例を示す写真である。
When the formation of the support 5 is completed, an annealing process (for example, 180 ° C.) is performed. When the temperature is returned to normal temperature, the difference between the shrinkage amount of the resin M2 constituting the support 5 and the resin M1 constituting the stress relaxation layer 17 causes a difference between the base 7 of the support 5 and the stress relaxation layer 17. A gap 18 is formed in the gap.
FIG. 2 is a photograph showing an example of a pressure sensor in which a gap 18 is formed between the base 7 and the stress relaxation layer 17.
次に、支持体5の載置部6上に圧力センサチップ2を設置し、圧力センサチップ2をボンディングワイヤ13を介してリード部4bに接続する。次いで、収容部10の内部に保護剤9を充填して圧力センサチップ2を覆う。これにより、図1に示す圧力センサを得る。 Next, the pressure sensor chip 2 is installed on the mounting portion 6 of the support 5, and the pressure sensor chip 2 is connected to the lead portion 4 b through the bonding wire 13. Subsequently, the inside of the accommodating part 10 is filled with the protective agent 9 to cover the pressure sensor chip 2. Thereby, the pressure sensor shown in FIG. 1 is obtained.
この圧力センサでは、制御部3が応力緩和層17で覆われているため、制御部3の周囲の部品(載置部6やリードフレーム4の台座部4a)に生じた応力が制御部3に及ぶのを防ぎ、制御部3の出力誤差が大きくなることを回避できる。以下、このことを詳しく説明する。 In this pressure sensor, since the control unit 3 is covered with the stress relaxation layer 17, the stress generated in the components around the control unit 3 (the mounting unit 6 and the pedestal 4 a of the lead frame 4) is applied to the control unit 3. It is possible to prevent the output error of the control unit 3 from increasing. This will be described in detail below.
モールド樹脂M2からなる支持体5は、樹脂の硬化時に生じる応力や、硬化温度と室温との温度差により生じる熱応力などがかかった状態となっている。この状態で、外部環境により温度ストレスや湿度ストレスが加えられると、支持体5は変形しやすくなる。また、支持体5の変形に伴ってリードフレーム4にも変形が及ぶ可能性がある。特に、高温、高湿環境下では、支持体5が吸湿しやすくなるため、このような変形が起こりやすくなる。 The support 5 made of the mold resin M2 is in a state where a stress generated when the resin is cured, a thermal stress generated due to a temperature difference between the curing temperature and room temperature, and the like are applied. In this state, when temperature stress or humidity stress is applied by the external environment, the support 5 is easily deformed. Further, the lead frame 4 may be deformed as the support 5 is deformed. In particular, since the support 5 easily absorbs moisture under a high temperature and high humidity environment, such deformation easily occurs.
この圧力センサでは、制御部3が低ヤング率材料からなる応力緩和層17で包囲されているため、支持体5、リードフレーム4等の変形により圧力が制御部3に及ぶのを抑制できる。このため、外部環境の変化によって、支持体5に温度ストレスや湿度ストレスが加えられた場合でも、制御部3の温度センサの測定機能を正常に維持し、温度センサの出力に誤差が生じるのを抑制することができる。
また、応力緩和層17の外面が湾曲凸面となっているため、応力集中が起こりにくいことから、支持体5の変形の影響が制御部3に及ぶのを抑制する効果を高め、温度センサの出力に誤差が生じるのを防ぐことができる。
In this pressure sensor, since the control unit 3 is surrounded by the stress relaxation layer 17 made of a low Young's modulus material, it is possible to suppress the pressure from reaching the control unit 3 due to deformation of the support 5, the lead frame 4, and the like. For this reason, even when temperature stress or humidity stress is applied to the support 5 due to changes in the external environment, the measurement function of the temperature sensor of the control unit 3 is maintained normally, and an error occurs in the output of the temperature sensor. Can be suppressed.
Since the stress relaxation layer 17 has a curved convex surface, stress concentration is unlikely to occur. Therefore, the effect of suppressing the influence of deformation of the support 5 on the control unit 3 is enhanced, and the output of the temperature sensor is increased. It is possible to prevent errors from occurring.
次に、支持体5の基台7と応力緩和層17との間に隙間18を形成した経緯とその隙間18を形成したことによる効果について説明する。
制御部3は、モールド樹脂よりなる支持体5の内部に封止されているため、モールド樹脂M2の吸湿による膨潤の影響を受けやすく、誤動作が懸念されるが、支持体5からの影響は、支持体5と制御部3との間に、ヤング率の低い樹脂M1による応力緩和層17を設けることによって回避することができる。
Next, how the gap 18 is formed between the base 7 of the support 5 and the stress relaxation layer 17 and the effect of forming the gap 18 will be described.
Since the control unit 3 is sealed inside the support body 5 made of a mold resin, it is susceptible to swelling due to moisture absorption of the mold resin M2, and there is a concern about malfunction, but the influence from the support body 5 is This can be avoided by providing the stress relaxation layer 17 of the resin M1 having a low Young's modulus between the support 5 and the control unit 3.
例えば、半導体抵抗式の温度センサが組み込まれた制御部3を用いた場合、応力緩和層17がないサンプルと応力緩和層17があるサンプルとでは、次のような差が出ることが確認された。ここでは、高温・高湿条件(60℃、90%RH)に100時間放置後、常温・常湿条件(25℃、50%RH)下に2時間放置して測定した結果を挙げる。
応力緩和層17がないサンプルの場合、温度センサ出力は28.1℃であり、+3.1℃の出力誤差が生じた。これに対し、応力緩和層17があるサンプルの場合、温度センサ出力は25.1℃であり、出力誤差は+0.1℃であった。この結果から、応力緩和層17の効果が確認できた。
For example, when using the control unit 3 in which a semiconductor resistance type temperature sensor is incorporated, it was confirmed that the following difference appears between the sample without the stress relaxation layer 17 and the sample with the stress relaxation layer 17. . Here, the results of measurement after being left for 100 hours under high-temperature and high-humidity conditions (60 ° C., 90% RH) and for 2 hours under normal-temperature / normal humidity conditions (25 ° C., 50% RH) are given.
In the case of the sample without the stress relaxation layer 17, the temperature sensor output was 28.1 ° C., and an output error of + 3.1 ° C. occurred. On the other hand, in the case of the sample having the stress relaxation layer 17, the temperature sensor output was 25.1 ° C. and the output error was + 0.1 ° C. From this result, the effect of the stress relaxation layer 17 was confirmed.
しかし、さらに出力誤差を低減させることを考えた場合、制御部3に対する支持体5の基台7側からの圧力だけでなく、リードフレーム4の台座部4a側からの圧力についても緩和を図る必要がある。 However, when considering further reducing the output error, it is necessary to reduce not only the pressure from the base 7 side of the support 5 to the control unit 3 but also the pressure from the base 4a side of the lead frame 4. There is.
図4は、制御部3の底面3b側の応力緩和層17aの層厚t1が薄く、制御部3の外面3a側の応力緩和層17cの層厚t2が厚い場合の例である。この構成の場合、制御部3の外面3a側の応力緩和層17cの層厚t2が厚いことで、支持体5の基台7側からの圧力FAを効果的に緩和することができる。しかし、制御部3の底面3b側の応力緩和層17aの層厚t1が薄いことから、リードフレーム4の台座部4a側からの圧力FBに対しては緩和効果が少ない。 FIG. 4 shows an example in which the layer thickness t1 of the stress relaxation layer 17a on the bottom surface 3b side of the control unit 3 is thin and the layer thickness t2 of the stress relaxation layer 17c on the outer surface 3a side of the control unit 3 is thick. In the case of this configuration, the pressure FA from the base 7 side of the support 5 can be effectively relieved because the layer thickness t2 of the stress relaxation layer 17c on the outer surface 3a side of the control unit 3 is thick. However, since the thickness t1 of the stress relaxation layer 17a on the bottom surface 3b side of the control unit 3 is thin, the relaxation effect is small against the pressure FB from the pedestal 4a side of the lead frame 4.
リードフレーム4の台座部4a側からの圧力FBの影響を抑制しようとする場合は、図5に示すように、制御部3の底面3b側の応力緩和層17aの層厚t1を厚くするのが有効である。
しかし、制御部3の底面3b側の応力緩和層17aの層厚t1を厚くすると、応力緩和層17の全厚を一定範囲に収める場合、支持体5の基台7側つまり制御部3の外面3a側の応力緩和層17cの層厚t2が薄くなる。そのため、支持体5の基台7側からの圧力の影響を受けやすくなる。
In order to suppress the influence of the pressure FB from the pedestal 4a side of the lead frame 4, as shown in FIG. 5, the layer thickness t1 of the stress relaxation layer 17a on the bottom surface 3b side of the control unit 3 is increased. It is valid.
However, when the thickness t1 of the stress relaxation layer 17a on the bottom surface 3b side of the control unit 3 is increased, the base 7 side of the support body 5, that is, the outer surface of the control unit 3 is provided when the total thickness of the stress relaxation layer 17 falls within a certain range. The layer thickness t2 of the stress relaxation layer 17c on the 3a side is reduced. Therefore, it becomes easy to receive the influence of the pressure from the base 7 side of the support body 5. FIG.
これを解決するためには、図5の符号17xで示す二点鎖線のように、応力緩和層17の全体の厚さを大きくすることで、制御部3の外面3a側の応力緩和層17aの層厚t3を大きくすることが考えられる。しかし、そうすると、応力緩和層17の全体の厚さが厚くなった分だけ、モールド樹脂M2による基台7の厚さtxが薄くなってしまう。そのため、基台7による保護効果の低下の懸念が生じる。 In order to solve this, by increasing the overall thickness of the stress relaxation layer 17 as indicated by a two-dot chain line indicated by reference numeral 17x in FIG. 5, the stress relaxation layer 17a on the outer surface 3a side of the control unit 3 is increased. It is conceivable to increase the layer thickness t3. However, if it does so, the thickness tx of the base 7 by mold resin M2 will become thin by the part which the thickness of the whole stress relaxation layer 17 became thick. Therefore, there is a concern that the protective effect of the base 7 is lowered.
この問題を解決するべく、図1に示すように、本実施形態の圧力センサでは、応力緩和層17と支持体5の基台7との間に隙間18を確保している。
隙間18を確保することによって、支持体5の膨潤時においても圧力が制御部3に及びにくくなる。そのため、制御部3の底面3b側の応力緩和層17aの厚さ(層厚t1)を厚くすることができる。これにより、リードフレーム4の台座部4a側からの制御部3への圧力の影響を低減することができる。
In order to solve this problem, as shown in FIG. 1, in the pressure sensor of the present embodiment, a gap 18 is secured between the stress relaxation layer 17 and the base 7 of the support 5.
By securing the gap 18, the pressure hardly reaches the control unit 3 even when the support 5 is swollen. Therefore, the thickness (layer thickness t1) of the stress relaxation layer 17a on the bottom surface 3b side of the control unit 3 can be increased. Thereby, the influence of the pressure to the control part 3 from the base part 4a side of the lead frame 4 can be reduced.
すなわち、本実施形態の圧力センサでは、モールド樹脂M2の吸湿による膨潤等による支持体5の基台7側から力を隙間18で吸収することができるため、制御部3において、支持体5側からの力の影響を受けにくくすることができる。よって、制御部3の外面3a側の応力緩和層17cの層厚t2を薄くし、その分、制御部3の底面3b側(リードフレーム4側)の応力緩和層17aの層厚t1を厚くすることができる。
よって、支持体5の基台7側から制御部3に作用する力ばかりでなく、リードフレーム4の台座部4a側から制御部3に作用する力の影響も抑制することができ、制御部3の性能に悪影響が出ることを防止できる。
That is, in the pressure sensor according to the present embodiment, the force can be absorbed by the gap 18 from the base 7 side of the support body 5 due to swelling due to moisture absorption of the mold resin M2, etc. It can be made less susceptible to the effects of power. Therefore, the layer thickness t2 of the stress relaxation layer 17c on the outer surface 3a side of the control unit 3 is reduced, and the layer thickness t1 of the stress relaxation layer 17a on the bottom surface 3b side (lead frame 4 side) of the control unit 3 is increased accordingly. be able to.
Therefore, not only the force acting on the control unit 3 from the base 7 side of the support 5 but also the influence of the force acting on the control unit 3 from the pedestal 4a side of the lead frame 4 can be suppressed. It is possible to prevent the performance from being adversely affected.
図3は、応力緩和層17と支持体5の基台7との間に隙間18がある場合(実施例1)と、隙間18がない場合(比較例1)における制御部3に作用する応力の違いを、制御部3の底面3b側の応力緩和層17aの厚さ(層厚)との関係で示す特性図である。この図における縦軸は、制御部3の温度センサ付近(外面中央)の応力を示す。 FIG. 3 shows the stress acting on the control unit 3 when there is a gap 18 between the stress relaxation layer 17 and the base 7 of the support 5 (Example 1) and when there is no gap 18 (Comparative Example 1). 6 is a characteristic diagram showing the difference in relation to the thickness (layer thickness) of the stress relaxation layer 17a on the bottom surface 3b side of the control unit 3. The vertical axis in this figure indicates the stress in the vicinity of the temperature sensor (center of the outer surface) of the control unit 3.
図3に示すように、隙間18がない場合(比較例1)は、制御部3の底面3b側の応力緩和層17aの厚さを大きくすると、却って制御部3の応力が増加している。
一方、隙間18がある場合(実施例1)は、制御部3の底面3b側の応力緩和層17aの厚さの増加に伴い、制御部3の応力が減少している。
このように、実施例1では、隙間18を確保したことにより、支持体5の基台7側から制御部3に作用する圧力ばかりでなく、リードフレーム4の台座部4a側から制御部3に作用する圧力の影響も抑制することができる。従って、制御部3に組み込まれた温度センサの計測誤差をより小さくすることができる。
As shown in FIG. 3, when there is no gap 18 (Comparative Example 1), when the thickness of the stress relaxation layer 17 a on the bottom surface 3 b side of the control unit 3 is increased, the stress of the control unit 3 is increased.
On the other hand, when there is a gap 18 (Example 1), the stress of the control unit 3 decreases as the thickness of the stress relaxation layer 17a on the bottom surface 3b side of the control unit 3 increases.
Thus, in Example 1, since the clearance 18 was ensured, not only the pressure acting on the control unit 3 from the base 7 side of the support 5 but also the control unit 3 from the pedestal 4a side of the lead frame 4 was achieved. The influence of the acting pressure can also be suppressed. Therefore, the measurement error of the temperature sensor incorporated in the control unit 3 can be further reduced.
隙間18がない場合は、温度変動に伴って、支持体5(モールド樹脂M2)と応力緩和層17(樹脂M1)との間に位置ずれが生じると、支持体5と応力緩和層17との境界で、ボンディングワイヤ14、15に無用な剪断力が作用するおそれがある。
本実施形態の圧力センサでは、隙間18があることにより、ボンディングワイヤ14、15が僅かに変形できるようになるため、ボンディングワイヤ14、15にかかる力を緩和し、その破損を防ぐことができる。
When there is no gap 18, if a positional shift occurs between the support 5 (mold resin M <b> 2) and the stress relaxation layer 17 (resin M <b> 1) due to temperature fluctuation, the support 5 and the stress relaxation layer 17 are not aligned. There is a possibility that an unnecessary shearing force acts on the bonding wires 14 and 15 at the boundary.
In the pressure sensor of this embodiment, since the bonding wires 14 and 15 can be slightly deformed due to the gap 18, the force applied to the bonding wires 14 and 15 can be relaxed and the breakage thereof can be prevented.
図1(B)に示すように、ボンディングワイヤ14、15は、隙間18において、応力緩和層17を構成する樹脂M1の被膜によって覆われている。これは、樹脂M1が熱収縮して隙間18が形成されたとしても、ボンディングワイヤ14、15の周囲には樹脂M1が付着したままであることによるものである。隙間18において、ボンディングワイヤ14、15が樹脂M1によって覆われていると、ボンディングワイヤ14、15が樹脂M1によって保護されるため好ましい。なお、ボンディングワイヤ14、15は隙間18に露出していてもよい。 As shown in FIG. 1B, the bonding wires 14 and 15 are covered with a coating of the resin M <b> 1 constituting the stress relaxation layer 17 in the gap 18. This is because the resin M1 remains attached around the bonding wires 14 and 15 even if the resin M1 is thermally contracted and the gap 18 is formed. It is preferable that the bonding wires 14 and 15 are covered with the resin M1 in the gap 18 because the bonding wires 14 and 15 are protected by the resin M1. The bonding wires 14 and 15 may be exposed in the gap 18.
図6に示すように、隙間18に水蒸気などのガスが溜まり結露する等の懸念がある場合は、支持体5の基台7に、隙間18に連通するガス抜き孔19を形成することができる。ガス抜き孔19により、隙間18内のガスを外部に排出することができ、ガスが溜まることによる悪影響を排除できる。 As shown in FIG. 6, when there is a concern that a gas such as water vapor is accumulated in the gap 18 and condensation occurs, a gas vent hole 19 communicating with the gap 18 can be formed in the base 7 of the support 5. . The gas vent hole 19 allows the gas in the gap 18 to be discharged to the outside, and adverse effects due to gas accumulation can be eliminated.
以上、本発明の圧力センサについて説明してきたが、本発明は前記の例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、図1に示す圧力センサでは、応力緩和層17(17b,17c)の外面の全域に隙間18が形成されているが、前記隙間は、応力緩和層の外面の少なくとも一部に形成されていればよい。
また、図1(A)等に示すように、制御部とリードフレームとを接続するボンディングワイヤが複数ある場合には、それら複数のボンディングワイヤのすべてが、制御部から応力緩和層を通り、隙間を経て支持体を通ってリードフレームに達して配線されていてもよいが、複数のボンディングワイヤのうち一部のみがこのような経路で配線されていてもよい。
Although the pressure sensor of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described example, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention. For example, in the pressure sensor shown in FIG. 1, the gap 18 is formed in the entire outer surface of the stress relaxation layer 17 (17b, 17c), but the gap is formed in at least a part of the outer surface of the stress relaxation layer. Just do it.
In addition, as shown in FIG. 1A and the like, when there are a plurality of bonding wires connecting the control unit and the lead frame, all of the plurality of bonding wires pass through the stress relaxation layer from the control unit and have gaps. However, only a part of the plurality of bonding wires may be wired by such a route.
本発明の圧力センサは、水深計を搭載したダイバー用腕時計などの携帯用の機器などに適用できる。 The pressure sensor of the present invention can be applied to portable equipment such as a diver's wristwatch equipped with a depth gauge.
1・・・基体部、2・・・圧力センサチップ、3・・・制御部、3a・・・外面、3b・・・底面、4・・・リードフレーム、4a・・・台座部、5・・・支持体、14,15・・・ボンディングワイヤ、17・・・応力緩和層、17a・・・制御部の底面側の応力緩和層、17c・・・制御部の外面側の応力緩和層、18・・・隙間、19・・・ガス抜き孔、M1・・・応力緩和層を構成する樹脂、M2・・・支持体を構成する樹脂(モールド樹脂)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base | substrate part, 2 ... Pressure sensor chip, 3 ... Control part, 3a ... Outer surface, 3b ... Bottom surface, 4 ... Lead frame, 4a ... Base part, 5. .. Support, 14, 15 ... Bonding wire, 17 ... Stress relaxation layer, 17a ... Stress relaxation layer on the bottom side of the control unit, 17c ... Stress relaxation layer on the outer surface side of the control unit, 18 ... gap, 19 ... gas vent, M1 ... resin constituting the stress relaxation layer, M2 ... resin (mold resin) constituting the support.
Claims (5)
前記リードフレームの一方の面側に設けられた圧力センサチップと、
前記リードフレームの他方の面側に設けられて、前記圧力センサチップからのセンサ信号を受けて圧力検出信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記支持体を構成する樹脂よりもヤング率の低い樹脂からなる応力緩和層により少なくとも前記リードフレーム側の底面とその反対面である外面とを覆われた状態で、その上に前記支持体がモールド成形されることによって、前記支持体の内部に封入されており、
前記応力緩和層のうち、前記制御部の外面を覆う外面側の応力緩和層と前記支持体との間に隙間が形成されていることを特徴とする圧力センサ。 A base portion having a lead frame and a resin support for supporting the lead frame;
A pressure sensor chip provided on one surface side of the lead frame;
A control unit provided on the other surface side of the lead frame and receiving a sensor signal from the pressure sensor chip and outputting a pressure detection signal;
The control unit has a stress relaxation layer made of a resin having a Young's modulus lower than that of the resin constituting the support, and at least a bottom surface on the lead frame side and an outer surface that is the opposite surface thereof are covered thereon. The support is encapsulated inside the support by being molded,
The pressure sensor according to claim 1, wherein a gap is formed between the stress relaxation layer on the outer surface side that covers the outer surface of the control unit and the support.
前記ボンディングワイヤの少なくとも一部は、前記制御部から前記応力緩和層を通り、前記隙間を経て、前記支持体を通って前記リードフレームに達していることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の圧力センサ。 The control unit is electrically connected to the lead frame by a bonding wire,
The at least part of the bonding wire passes through the stress relaxation layer from the control unit, passes through the gap, and reaches the lead frame through the support. The pressure sensor according to any one of claims.
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