JP2015161600A - humidity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、湿度に応じたセンサ信号を出力するセンサチップを備える湿度センサに関するものである。 The present invention relates to a humidity sensor including a sensor chip that outputs a sensor signal corresponding to humidity.
従来より、例えば、特許文献１には、湿度に応じたセンサ信号を出力するセンサチップがケースに収容された湿度センサが提案されている。具体的には、センサチップは、基板上に一対の検出電極が形成され、この検出電極を覆うように吸湿性の感湿膜が形成されている。また、ケースは、貫通孔が形成されていると共に、この貫通孔に、水蒸気（気体）を透過させつつ、液体（水滴）を透過させないフィルタが配置されている。
Conventionally, for example,
これによれば、センサチップ（感湿膜）に埃や水滴が付着することを抑制でき、検出精度が低下することを抑制できる。 According to this, it can suppress that dust and a water droplet adhere to a sensor chip (humidity sensitive film), and it can control that detection accuracy falls.
しかしながら、このような湿度センサでは、センサチップを収容するケースを用意しなければならず、体格が大きくなってしまう。また、ケースに貫通孔を形成すると共にこの貫通孔にフィルタを配置しなければならないため、部品点数も増加する。 However, in such a humidity sensor, a case for housing the sensor chip has to be prepared, and the physique becomes large. Moreover, since a through hole must be formed in the case and a filter must be disposed in the through hole, the number of parts increases.
本発明は上記点に鑑みて、小型化を図ることができると共に、部品点数の削減を図ることができる湿度センサを提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a humidity sensor that can be miniaturized and can reduce the number of components.
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面（２０ａ）を有する基板（２０）と、基板の一面側に形成され、湿度に応じたセンサ信号を出力する検出電極（４１、４２）と、検出電極を覆う感湿膜（６０）と、を有するセンサチップ（１０）を備え、以下の点を特徴としている。
In order to achieve the above object, in the invention described in
すなわち、センサチップには、感湿膜のうちの検出電極を覆う部分を囲むキャップ（９０）が直接配置されており、キャップには、センサチップとキャップとの間の空間と外部空間とを連通する貫通孔１０３が形成され、貫通孔は、水蒸気を透過しつつ、液体を遮断する大きさとされていることを特徴としている。
That is, a cap (90) surrounding the portion of the moisture sensitive film covering the detection electrode is directly disposed on the sensor chip, and the cap communicates with the space between the sensor chip and the cap and the external space. The through-
これによれば、センサチップには、キャップが直接配置されているため、小型化を図ることができる。また、キャップには、水蒸気を透過しつつ、液体を遮断する大きさの貫通孔が形成されているため、別部材としてのフィルタを備える必要がない。このため、部品点数の削減を図ることができる。 According to this, since the cap is directly disposed on the sensor chip, it is possible to reduce the size. In addition, since the cap has a through-hole having a size that blocks water while allowing water vapor to pass therethrough, it is not necessary to include a filter as a separate member. For this reason, the number of parts can be reduced.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の湿度センサは、例えば、車室内のルームミラー近傍に取り付けられ、車室内の湿度を検出するものとして用いられると好適である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The humidity sensor of the present embodiment is preferably attached, for example, in the vicinity of a room mirror in the vehicle interior and used to detect humidity in the vehicle interior.
図１に示されるように、湿度センサは、センサチップ１０にキャップ９０が直接配置された構成とされている。まず、センサチップ１０の構成について説明する。
As shown in FIG. 1, the humidity sensor has a configuration in which a
センサチップ１０は、周知の湿度を検出する検出部が形成されたものである。本実施形態では、シリコン等で構成される基板２０を備えている。そして、基板２０の一面２０ａ側に、酸化膜等で構成される第１絶縁膜３０を介して一対の検出電極４１、４２が形成されている。
The
一対の検出電極４１、４２は、それぞれ複数本形成されており、互いに噛み合うように対向して形成された櫛歯状とされている。なお、この一対の検出電極４１、４２は、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｃｕ等の導電性材料を用いて構成されている。
A plurality of pairs of
そして、この検出電極４１、４２を覆うようにシリコン窒化膜等で構成される第２絶縁膜５０が形成され、第２絶縁膜５０上には、ポリイミドや酪酸酢酸セルロース等の吸湿性を有する高分子有機材料で構成された感湿膜６０が形成されている。
A second
また、第１絶縁膜３０上には、図１とは別断面において、検出電極４１、４２と電気的に接続されるパッド７０が形成されている。このパッド７０は、第２絶縁膜５０に形成されたコンタクトホール５０ａを介して露出しており、ボンディングワイヤ８０を介して外部回路との電気的な接続が図れるようになっている。なお、感湿膜６０は、第２絶縁膜５０のうちのコンタクトホール５０ａの周辺には配置されていない。
In addition, on the first
以上が本実施形態におけるセンサチップ１０の構成である。このようなセンサチップ１０では、感湿膜６０が水分（水蒸気）を吸脱着するため、湿度に応じて検出電極４１、４２間の静電容量が変化する。このため、検出電極４１、４２間の容量変化（センサ信号）に基づいて湿度が検出される。
The above is the configuration of the
そして、このようなセンサチップ１０にキャップ９０が直接配置されている。キャップ９０は、シリコン等で構成される基板１００を備えており、基板１００のうちのセンサチップ１０側の一面１００ａに第１凹部１０１が形成されることで構成される薄肉部１０２を有している。本実施形態では、薄肉部１０２は、第１凹部１０１の底面と当該底面と対向する基板１００の他面１００ｂとの間の部分で構成され、厚さが１００μｍ以下とされている。
A
なお、本実施形態では、基板１００の一面１００ａが本発明のキャップの一面に相当し、基板１００の他面１００ｂが本発明の他面に相当している。
In the present embodiment, one
そして、キャップ９０は、感湿膜６０のうちの検出電極４１、４２を覆う部分を囲むように、センサチップ１０に直接配置されている。なお、感湿膜６０のうちの検出電極４１、４２を覆う部分とは、言い換えると、感湿膜６０のうちの検出電極４１、４２の直上に位置する部分およびその周囲の部分のことである。
And the
また、薄肉部１０２には、第１凹部１０１内の空間と外部空間とを連通させる貫通孔１０３が形成されている。言い換えると、薄肉部１０２には、センサチップ１０とキャップ９０との間の空間と外部空間とを連通させる貫通孔１０３が形成されている。本実施形態では、この貫通孔１０３は、複数形成されており、それぞれが水蒸気（気体）を透過させつつ、液体（水滴）を遮断する大きさ(形状)とされている。言い換えると、貫通孔１０３は、防滴透湿機能を有する大きさ（形状）とされている。本実施形態では、貫通孔１０３は、基板１００の他面１００ｂに対する法線方向に沿って形成された円筒状とされている。そして、直径が０．０１〜１０μｍとされている。また、貫通孔１０３は、当該貫通孔１０３の壁面と基板１００の他面１００ｂとの境界が角張るように形成されている。言い換えると、貫通孔１０３の開口部は、丸みを帯びておらず、尖っている。
In addition, the
以上が本実施形態における湿度センサの構成である。次に、上記湿度センサの製造方法について図２および図３を参照しつつ説明する。なお、図２および図３では、１チップ分の領域を示している。 The above is the configuration of the humidity sensor in the present embodiment. Next, a method for manufacturing the humidity sensor will be described with reference to FIGS. 2 and 3 show an area for one chip.
まず、図２（ａ）に示されるように、チップ単位に分割されることで上記キャップ９０を構成すると共に一面２００ａおよび他面２００ｂを有するキャップウェハ２００を用意し、キャップウェハ２００のうちの一面２００ａにマスク２１０を形成する。そして、マスク２１０を所定形状にパターニングする。
First, as shown in FIG. 2A, the
次に、マスク２１０を用いた反応性イオンエッチングや溶融ＫＯＨを用いたエッチング等を行い、キャップウェハ２００の各チップ形成領域に上記第１凹部１０１を形成することによって薄肉部１０２を形成すると共に、窪み部１０４を形成する。
Next, reactive ion etching using the
なお、窪み部１０４は、後述の図３（ａ）の工程において、キャップウェハ２００とセンサウェハ３００とを貼り合わせたとき、キャップウェハ２００のうちのパッド７０と対向する部分に形成されるものである。そして、窪み部１０４の底部にて隣接するチップ形成領域を連結する連結部１０４ａが構成されている。
The
次に、図２（ｂ）に示されるように、キャップウェハ２００のうちの一面２００ａ側に酸化膜等の保護膜２２０を形成すると共に、キャップウェハ２００のうちの他面２００ｂに酸化膜等のマスク２３０を形成する。なお、保護膜２２０は、第１凹部１０１の壁面（側面および底面）にも形成されている。
Next, as shown in FIG. 2B, a
そして、マスク２３０を所定形状にパターニングする。続いて、マスク２３０を用いた反応性イオンエッチングや溶融ＫＯＨを用いたエッチング等を行い、各薄肉部１０２に上記貫通孔１０３を形成する。このとき、第１凹部１０１の底面に形成した保護膜２２０をエッチングストッパとすることにより、貫通孔１０３を形成した後にエッチング装置にダメージが入ることを抑制できる。
Then, the
続いて、図３（ａ）に示されるように、チップ単位に分割されることで上記センサチップ１０を構成するセンサウェハ３００を用意する。そして、一般的な製造プロセスを行い、センサウェハ３００における各チップ形成領域に、第１絶縁膜３０、検出電極４１、４２、第２絶縁膜５０、パッド７０を形成する。次に、第２絶縁膜５０のうちの検出電極４１、４２上に位置する部分を覆うように、吸湿性を有する高分子有機材料を溶剤に溶かした溶液をスクリーン印刷法やスピンコート法等によって塗布する。
Subsequently, as shown in FIG. 3A, a
続いて、溶液中の溶剤を蒸発させないまま、溶液のうちの検出電極４１、４２を覆う部分が囲まれるように、キャップウェハ２００の一面２００ａがセンサウェハ３００と対向するように、キャップウェハ２００をセンサウェハ３００上に配置する。その後、溶液中の溶剤を蒸発させることで感湿膜６０を形成する。これにより、感湿膜６０（センサウェハ３００）とキャップウェハ２００とが接合される。
Subsequently, without evaporating the solvent in the solution, the
続いて、図３（ｂ）に示されるように、連結部１０４ａをハーフダイシングする。なお、図３（ｂ）中の連結部１０４ａは、ハーフダイシングされた後は、図３（ｂ）に示したチップ形成領域と隣接するチップ形成領域と繋がっている。
Subsequently, as shown in FIG. 3B, the connecting
その後、図３（ｃ）に示されるように、キャップウェハ２００およびセンサウェハ３００をフルダイシングしてチップ単位に分割する。その後は、パッド７０にボンディングワイヤ８０を接続等することにより、上記湿度センサが製造される。
Thereafter, as shown in FIG. 3C, the
なお、ここでは、キャップウェハ２００とセンサウェハ３００とを接合した後にダイシングして湿度センサを製造する方法について説明した。しかしながら、キャップウェハ２００とセンサウェハ３００とをそれぞれダイシングし、実装工程にてキャップ９０をセンサチップ１０に１つずつ接着して湿度センサを製造するようにしてもよい。
Here, the method for manufacturing the humidity sensor by dicing after the
以上説明したように、本実施形態では、センサチップ１０には、感湿膜６０のうちの検出電極４１、４２を覆う部分を囲むキャップ９０を直接配置している。このため、小型化を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、キャップ９０には、第１凹部１０１の内部と外部空間とを連通し、水蒸気を透過しつつ、液体を遮断する貫通孔１０３が形成されている。このため、従来の湿度センサと比較してフィルタを備える必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。
In addition, the
さらに、センサチップ１０にキャップ９０が備えられているため、モールド樹脂等の保護部材を備えずにベアチップ実装をすることも可能となる。
Furthermore, since the
そして、薄肉部１０２は、基板１００の他面１００ｂに形成されているため、基板１００の他面１００ｂが平坦化されている。このため、水滴が基板１００の他面１００ｂのうちの貫通孔１０３の近傍に滞留することを抑制できる。すなわち、薄肉部１０２が基板１００の他面１００ｂから窪んだ位置に形成されている場合には、水滴が当該窪んだ部分に滞留することで貫通孔１０３の近傍に滞留し易い。これに対し、本実施形態では、基板１００の他面１００ｂが平坦化されているため、水滴が基板１００の他面１００ｂに付着した場合には、薄肉部１０２以外の基板１００の他面１００ｂにも濡れ広がる。このため、水滴が基板１００の他面１００ｂのうちの貫通孔１０３の近傍に滞留することを抑制できる。
And since the
また、貫通孔１０３は、当該貫通孔１０３の壁面と基板１００の他面１００ｂとの境界が角張るように形成されている。このため、貫通孔１０３の壁面と基板１００の他面１００ｂとの境界が丸まっている場合と比較して、当該境界に水滴が付着した際にこの水滴との接触面積が小さくなり、水滴が貫通孔１０３内に導入されることを抑制できる。
Further, the through
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して基板１００の他面１００ｂに疎水性膜を形成したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a hydrophobic film is formed on the
本実施形態では、図４に示されるように、キャップ９０は、基板１００の他面１００ｂにＳｉＦ４系の膜で構成される疎水性膜１１０が配置された構成とされている。なお、本実施形態では、この疎水性膜１１０が本発明の撥水手段に相当している。また、基板１００の他面１００ｂが本発明の外部空間に曝される外壁面のうちの貫通孔が形成される面に相当している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
これによれば、基板１００（キャップ９０）の他面１００ｂに水滴が付着した場合、疎水性膜１１０によって当該水滴の表面張力が大きくなり、水滴の直径が大きくなり易い。このため、水滴が貫通孔１０３を通過することをさらに抑制できる。
According to this, when a water droplet adheres to the
また、このように、疎水性膜１１０を配置することによって水滴の直径が大きくなり易いため、上記第１実施形態より貫通孔１０３の直径を大きくしても同等の効果を得ることができる。
In addition, since the
なお、疎水性膜１１０は、例えば、上記図２（ｂ）の工程において、貫通孔１０３を形成する際のマスク２３０をＳｉＦ４系の膜で構成し、当該マスク２３０をそのまま残存させることによって形成できる。つまり、この場合は、マスク２３０が疎水性膜１１０となる。このように疎水性膜１１０（保護膜）を形成することにより、疎水性膜１１０を形成する工程のみを必要とせず、製造工程が増加することを抑制できる。
The
（第２実施形態の変形例）
上記第２実施形態において、図５に示されるように、貫通孔１０３の壁面にも疎水性膜１１０を配置するようにしてもよい。このような湿度センサとしても、水滴が貫通孔１０３を通過することをさらに抑制できる。
(Modification of the second embodiment)
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the
なお、貫通孔１０３の壁面に形成される疎水性膜１１０は、上記図２（ｂ）の工程において、貫通孔１０３を形成する際、壁面に保護膜を形成する工程とエッチングを行う工程とを交互に行うエッチング方法を採用すればよい。そして、保護膜を形成する工程を最終工程とし、保護膜としてＳｉＦ４系の膜を形成して当該保護膜をそのまま残存させればよい。このように疎水性膜１１０（保護膜）を形成することにより、疎水性膜１１０を形成する工程のみを必要とせず、製造工程が増加することを抑制できる。
The
また、図５では、基板１００の他面１００ｂおよび貫通孔１０３の壁面に疎水性膜１１０が配置されているものを図示しているが、貫通孔１０３の壁面のみに疎水性膜１１０を配置するようにしてもよい。
5 shows that the
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して貫通孔１０３を形成する場所を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the place where the through-
本実施形態では、図６および図７に示されるように、第１凹部１０１の側面と当該側面と対向する基板１００の側面１００ｃとの間の部分が薄肉部１０２とされている。そして、この薄肉部１０２に複数の貫通孔１０３が形成されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, a portion between the side surface of the
なお、本実施形態の貫通孔１０３は、基板１００の側面１００ｃに対する法線方向（基板１００の一面１００ａに対する平面方向）に沿って形成され、断面が四角筒状とされている。また、図６は、図７中のVI−VI線に沿った断面に相当し、図７ではボンディングワイヤ８０を省略して示してある。
In addition, the through-
このように貫通孔１０３を形成する場所を変更した湿度センサとしても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。次に、このような湿度センサの製造方法について図８および図９を参照しつつ説明する。
As described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained even in the humidity sensor in which the place where the through
まず、図８（ａ）に示されるように、第１キャップウェハ２０１を用意する。そして、第１キャップウェハ２０１の一面２０１ａに図示しないマスクを形成し、当該マスクを所定形状にパターニングする。次に、マスク２１０を用いた反応性イオンエッチングや溶融ＫＯＨを用いたエッチング等を行い、貫通孔１０３を構成する溝部１０３ａを形成する。なお、溝部１０３ａは、一端部（図８中では、紙面左側の端部）がチップ形成領域から突出するように形成される。
First, as shown in FIG. 8A, a
続いて、図８（ｂ）に示されるように、第１キャップウェハ２０１の一面２０１ａに第２キャップウェハ２０２を接合することによってキャップウェハ２００を構成する。第１キャップウェハ２０１と第２キャップウェハ２０２との接合は、例えば、第１、第２キャップウェハ２０１、２０２の各接合面を活性化させて接合させるいわゆる直接接合を採用できる。
Subsequently, as illustrated in FIG. 8B, the
そして、図８（ｃ）に示されるように、図２（ａ）と同様の工程を行い、キャップウェハ２００（第１キャップウェハ２０１）に第１凹部１０１および窪み部１０４を形成する。なお、第１凹部１０１は、溝部１０３ａの他端部（図８（ｃ）中の紙面右側の端部）と連通するように形成される。
Then, as shown in FIG. 8C, the same steps as in FIG. 2A are performed to form the
その後、図９（ａ）に示されるように、図３（ａ）と同様の工程を行い、センサウェハ３００にキャップウェハ２００を接合する。
Thereafter, as shown in FIG. 9A, the same process as that in FIG. 3A is performed to join the
次に、図９（ｂ）に示されるように、図３（ｂ）および図３（ｃ）の工程を行うことによってチップ単位に分割する。このとき、溝部１０３ａのうちの一端部がチップ形成領域から突出するように形成されているため、分割したときに第１凹部１０１内の空間と外部空間とを連通する貫通孔１０３が形成される。
Next, as shown in FIG. 9B, the process is divided into chips by performing the steps of FIGS. 3B and 3C. At this time, since one end portion of the
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態に対して貫通孔１０３の形状を変更したものであり、その他に関しては第３実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the shape of the through
本実施形態では、図１０に示されるように、貫通孔１０３は、第１凹部１０１側の開口端から基板１００の側面１００ｃ側の開口端に至る経路において、この経路を屈曲させる角部１０３ｂが形成されている。本実施形態では、貫通孔１０３は、平面形状において、略Ｖ字とされている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the through-
これによれば、角部１０３ｂによって埃等の異物が第１凹部１０１内に導入されることを抑制できる。
According to this, it can suppress that foreign materials, such as dust, are introduced into the 1st recessed
なお、このような貫通孔１０３は、上記図８（ａ）の工程において、第１キャップウェハ２０１に形成する溝部１０３ａ（マスク）の形状を適宜調整すればよい。
Note that such a through-
（第４実施形態の変形例）
上記第４実施形態において、図１１に示されるように、貫通孔１０３の形状を変更してもよい。すなわち、基板１００の側面１００ｃと、第１凹部１０１の側面のうちの側面１００ｃと対向する側面と異なる側面とを連通する折れ線状であり、複数の角部１０３ｂを有する貫通孔１０３を形成してもよい。
(Modification of the fourth embodiment)
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 11, the shape of the through
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してモールド樹脂を備えるものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is provided with a mold resin with respect to the first embodiment, and the other aspects are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted here.
本実施形態では、図１２に示されるように、センサチップ１０のうちのキャップ９０側と反対側の一面にリードフレーム１２０が配置されている。そして、パッド７０とリードフレーム１２０とがボンディングワイヤ８０を介して接続されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 12, the
また、キャップ９０は、基板１００の一面１００ａから第１凹部１０１が形成されていると共に他面１００ｂから第２凹部１０５が形成されている。そして、第１凹部１０１の底面と第２凹部１０５の底面との間の部分にて薄肉部１０２が構成され、当該薄肉部１０２に貫通孔１０３が形成されている。つまり、本実施形態では、薄肉部１０２は、基板１００の一面１００ａと他面１００ｂとの間の部分に形成されている。
Further, the
そして、センサチップ１０およびキャップ９０を封止するモールド樹脂１３０が形成されている。具体的には、モールド樹脂１３０は、基板１００の他面１００ｂ、薄肉部１０２、およびリードフレーム１２０のうちのセンサチップ１０側と反対側の面が露出するように形成されている。なお、このモールド樹脂１３０は、後述するように、金型４００を用いたトランスファーモールド法により成形されるもので、エポキシ樹脂等の典型的なモールド材料にて構成される。
A
以上が本実施形態における湿度センサの構成である。次に、このような湿度センサの製造方法について説明する。 The above is the configuration of the humidity sensor in the present embodiment. Next, a method for manufacturing such a humidity sensor will be described.
まず、図２（ａ）の工程において、第１凹部１０１および第２凹部１０５を形成することにより、第１凹部１０１の底面と第２凹部１０５の底面との間の部分に薄肉部１０２を構成する。そして、図２（ｂ）の工程において、この薄肉部１０２に貫通孔１０３を形成した後、図３（ａ）〜図３（ｃ）と同様の工程を行う。
First, in the step of FIG. 2A, the first recessed
次に、センサチップ１０のうちのキャップ９０側と反対側にリードフレーム１２０を配置すると共に、パッド７０とリードフレーム１２０とをボンディングワイヤ８０を介して接続する。
Next, the
そして、図１３に示されるように、このものを、上型４０１と下型４０２とを合致させることで内部にキャビディを構成する金型４００内に配置する。本実施形態では、リードフレーム１２０を下型４０２に当接させる共に、緩衝材４１０を介してキャップ９０を上型４０１に当接させる。そして、この金型４００内にモールド樹脂１３０を注入して成形することにより、図１２に示す湿度センサが製造される。
Then, as shown in FIG. 13, this is placed in a
なお、緩衝材４１０は、基板１００の他面１００ｂと上型４０１との間に隙間が形成されることを抑制するものである。
The
以上説明したように、センサチップ１０およびキャップ９０を保護するモールド樹脂１３０を備える湿度センサに本発明を適用することもできる。また、薄肉部１０２は、基板１００の一面１００ａと他面１００ｂとの間の部分に構成されている。このため、図１３に示されるように、キャップ９０を金型４００内に設置したとき、薄肉部１０２は上型４０１と当接しない。つまり、モールド樹脂１３０を成形する際、薄肉部１０２に上型４０１からの応力が直接印加されることを抑制でき、薄肉部１０２が破壊されることを抑制できる。
As described above, the present invention can also be applied to a humidity sensor including the
さらに、薄肉部１０２が基板１００の一面１００ａと他面１００ｂとの間に形成されているため、実装時等においても薄肉部１０２が治具と接触することを抑制できる。
Furthermore, since the
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、第５実施形態に対して薄肉部１０２の形成場所を変更したものであり、その他に関しては第５実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the place where the
本実施形態では、図１４に示されるように、キャップ９０は、基板１００の他面１００ｂに第２凹部１０５が形成され、第２凹部１０５の底面と当該底面と対向する基板１００の一面１００ａとの間の部分で薄肉部１０２が形成されている。すなわち、キャップ９０は、上記第１実施形態のキャップ９０が上下反転されて配置されているとも言える。
In the present embodiment, as shown in FIG. 14, the
そして、キャップ９０は、薄肉部１０２とセンサチップ１０（感湿膜６０）との間に空間が形成されるように、接着剤１４０を介してセンサチップ１０における感湿膜６０と接合されている。
The
このような湿度センサは、上記図３の工程を行う際、溶液中の溶剤を蒸発させて感湿膜６０を形成した後、キャップウェハ２００の他面２００ｂがセンサウェハ３００と対向するように、接着剤１４０を介してキャップウェハ２００をセンサウェハ３００上に配置することで製造される。つまり、本実施形態では、基板１００の一面１００ａが第１実施形態の基板１００の他面１００ｂに相当し、基板１００の他面１００ｂが第１実施形態の基板１００の一面１００ａに相当し、第２凹部１０５が第１実施形態の第１凹部１０１に相当しているともいえる。
Such a humidity sensor is bonded so that the
このように薄肉部１０２を形成した湿度センサとしても、モールド樹脂１３０を成形する際、薄肉部１０２に上型４０１からの応力が直接印加されることを抑制でき、薄肉部１０２が破壊されることを抑制できる。また、このような湿度センサでは、キャップ９０には、第１凹部１０１を形成する必要がないため、上記第５実施形態に対して製造工程の簡略化を図ることもできる。
Even in the humidity sensor in which the
なお、ここでは、接着剤１４０によってセンサチップ１０とキャップ９０（薄肉部１０２）との間に空間を形成する例について説明した。しかしながら、センサチップ１０とキャップ９０（薄肉部１０２）との間に空間が形成されるのであれば、接着剤１４０を用いなくてもよい。例えば、第１絶縁膜３０のうちの検出電極４１、４２下の部分を薄くすることにより、感湿膜６０のうちの外縁部が検出電極４１、４２を覆う部分より基板２０の一面２０ａからの高さが高くなるようにしてもよい。この場合は、上記第１実施形態と同様に、センサチップ１０（感湿膜６０）とキャップ９０とを直接接合するようにしても、センサチップ１０とキャップ９０（薄肉部１０２）との間に空間を形成することができる。
Here, an example in which a space is formed between the
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.
上記各実施形態において、キャップ９０を構成する基板１００は特に限定されるものではなく、例えば、炭化シリコン（ＳｉＣ）基板やガラス基板等を用いてもよい。
In the above embodiments, the
また、上記各実施形態において、キャップ９０とセンサチップ１０とを接着剤等の接合部材を介して接合するようにしてもよい。
Moreover, in each said embodiment, you may make it join the
そして、上記第１、第２、第５、第６実施形態において、貫通孔１０３は、円筒状ではなく、センサチップ１０側に向かって径が短くなる円錐状とされていてもよい。また、貫通孔１０３は、角筒状であってもよいし、角錐状であってもよい。さらに、上記第１、第２、第５、第６形態において、貫通孔１０３は、基板１００の他面１００ｂに対する法線方向に対して傾いていてもよい。同様に、上記第３実施形態において、貫通孔１０３は、基板１００の側面１００ｃに対する法線方向に対して傾いていてもよい。
And in the said 1st, 2nd, 5th, 6th embodiment, the through-
そして、上記第２実施形態において、基板１００の他面１００ｂを荒らすことによって当該他面１００ｂに微細な凹凸を複数形成し、複数の凹凸によって撥水手段を形成するようにしてもよい。
In the second embodiment, the
また、上記各実施形態を組み合わせることもできる。例えば、上記第２実施形態を上記第３、第４実施形態に組み合わせ、基板１００の側面１００ｃに疎水性膜１１０を形成してもよい。そして、上記第２実施形態を上記５、第６実施形態に組み合わせ、疎水性膜１１０およびモールド樹脂１３０を有する湿度センサとしてもよい。また、上記第１実施形態において、上記第５実施形態のように、薄肉部１０２を基板１００の一面１００ａと他面１００ｂとの間に形成してもよいし、上記第６実施形態のように、薄肉部１０２を基板の一面１００ａに形成してもよい。
The above embodiments can also be combined. For example, the
１０ センサチップ
２０ 基板
２０ａ 一面
４１、４２ 検出電極
６０ 感湿膜
９０ キャップ
１０３ 貫通孔
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板の一面側に形成され、湿度に応じたセンサ信号を出力する検出電極（４１、４２）と、
前記検出電極を覆う感湿膜（６０）と、を有するセンサチップ（１０）を備え、
前記センサチップには、前記感湿膜のうちの前記検出電極を覆う部分を囲むキャップ（９０）が直接配置されており、
前記キャップには、前記センサチップと前記キャップとの間の空間と外部空間とを連通する貫通孔（１０３）が形成され、
前記貫通孔は、水蒸気を透過しつつ、液体を遮断する大きさとされていることを特徴とする湿度センサ。 A substrate (20) having one surface (20a);
Detection electrodes (41, 42) that are formed on one side of the substrate and output a sensor signal according to humidity;
A sensor chip (10) having a moisture sensitive film (60) covering the detection electrode;
In the sensor chip, a cap (90) surrounding a portion of the moisture sensitive film covering the detection electrode is directly disposed,
The cap is formed with a through hole (103) that communicates the space between the sensor chip and the cap and the external space,
The humidity sensor according to claim 1, wherein the through hole is sized to block water while allowing water vapor to pass therethrough.
前記貫通孔は、前記第１凹部の側面と前記キャップの側面（１００ｃ）との間に形成され、前記第１凹部側の一方の開口端から当該開口端と反対側の開口端に至る経路において、前記経路を屈曲させる角部（１０３ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の湿度センサ。 The cap has a first recess (101) formed on one surface (100a) on the sensor chip side,
The through-hole is formed between the side surface of the first recess and the side surface (100c) of the cap, and in a path from one opening end on the first recess side to the opening end on the opposite side to the opening end. The humidity sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein a corner (103b) for bending the path is formed.
前記貫通孔は、前記薄肉部に形成され、
前記キャップの他面を露出させつつ、前記センサチップおよび前記キャップを封止するモールド樹脂（１３０）を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の湿度センサ。 The cap has a first recess (101) formed on one surface (100a) on the sensor chip side and a second recess (105) on the other surface (100b) opposite to the one surface on the sensor chip side. By being formed, a thin portion (102) is configured at a portion between the bottom surfaces of the first and second recesses,
The through hole is formed in the thin portion,
The humidity sensor according to any one of claims 1 to 3, further comprising a mold resin (130) for sealing the sensor chip and the cap while exposing the other surface of the cap.
前記貫通孔は、前記薄肉部に形成され、
前記キャップの他面を露出させつつ、前記センサチップおよび前記キャップを封止するモールド樹脂（１３０）を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の湿度センサ。
The cap is formed with a second recess (105) on the other surface (100b) opposite to the one surface (100a) on the sensor chip side, so that the bottom surface of the second recess and one surface on the sensor chip side are formed. The thin wall part (102) is comprised in the part between and
The through hole is formed in the thin portion,
The humidity sensor according to any one of claims 1 to 3, further comprising a mold resin (130) for sealing the sensor chip and the cap while exposing the other surface of the cap.
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2014
- 2014-02-27 JP JP2014037227A patent/JP2015161600A/en active Pending
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