JP2017187447A - センサ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】可動薄膜に不要な応力を加えることなく支持するとともに、耐衝撃性に優れたセンサ装置を提供すること。【解決手段】本発明は、可動薄膜と、可動薄膜の変位に応じた信号を出力する検出素子と、を有するセンサ部と、センサ部の外側を囲むように配置された枠部と、枠部とセンサ部との間に設けられたバネ部と、検出素子から出力される信号を処理する回路を含む回路基板と、を備え、枠部は回路基板に積層され、センサ部はバネ部によって枠部に片持ち状に支持され、センサ部と回路基板との間に空隙が構成されたことを特徴とする。【選択図】図1
Description
本発明は、センサ装置に関し、より詳しくは、可動薄膜の変位に応じた信号を出力する検出素子を備えたセンサ装置に関する。
MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて半導体基板等に可動薄膜を形成し、この可動薄膜の変位を検出素子で検出するセンサ装置は、小型かつ高精度なデバイスとして様々な分野で利用されている。
可動薄膜は、例えば、シリコン等の半導体材料をエッチングしてキャビティを形成し、このキャビティ上に薄いシリコン膜を残すようにして形成される。この可動薄膜の変位を正確に検出することがセンサ装置の検出精度を決める重要な要素となる。
特許文献1では、ダイアフラムが形成された領域を複数のスプリングで支持する構成が開示されている。このようなスプリングによって支持する構成では、ダイアフラムに印加される応力をスプリングで吸収することができる。
しかしながら、ダイアフラム等の可動薄膜を備えたセンサ部をスプリングで支持する構成では、可動薄膜に印加される応力を吸収しやすいものの、センサ部に衝撃が加わった場合にはセンサ部が必要以上に動いてしまう。このため、耐衝撃性を高めることが困難である。
本発明は、可動薄膜に不要な応力を加えることなく支持するとともに、耐衝撃性に優れたセンサ装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、可動薄膜と、可動薄膜の変位に応じた信号を出力する検出素子と、を有するセンサ部と、センサ部の外側を囲むように配置された枠部と、枠部とセンサ部との間に設けられたバネ部と、検出素子から出力される信号を処理する回路を含む回路基板と、を備え、枠部は回路基板の上に設けられ、センサ部はバネ部によって枠部に片持ち状に支持され、センサ部と回路基板との間に空隙が構成されたことを特徴とする。
このような構成によれば、センサ部がバネ部によって枠部に片持ち状に支持されているため、枠部から不要な応力を受けることなくキャビティ内に配置されることになる。また、バネ部によって片持ち状に支持されたセンサ部が変位しても、センサ部と回路基板との間に形成された空隙によって回路基板との衝突を回避できるので、小型でありながら耐衝撃性を高めることができる。
本発明のセンサ装置において、センサ部の平面視の外形は、少なくとも2つの辺と、少なくとも2つの辺のうち隣り合う2つの辺の間に設けられた接続部と、を有し、バネ部の一端は、接続部に接続されていてもよい。これにより、片持ちのバネ部からセンサ部に伝わる応力を効果的に抑制することができる。
本発明のセンサ装置において、可動薄膜の平面視の外形は矩形であり、バネ部は可動薄膜の対角線の延長上に設けられていてもよい。また、検出素子は可動薄膜の辺の中央部に配置されていてもよい。検出素子は、ピエゾ抵抗式素子または静電容量式素子であってもよい。これにより、可動薄膜の最も変位の多い位置から離れた箇所でセンサ部を支持することができ、枠部からセンサ部に伝わる応力によって検出素子に与える誤検出の影響を効果的に抑制することができる。
本発明のセンサ装置において、回路基板と枠部との間に設けられた金属封止部と、回路基板と枠部との間であって金属封止部の内側に設けられ、検出素子と回路基板との導通を得るパッド部と、をさらに備えていてもよい。これにより、枠部の内側のキャビティ空間の封止性能が高まるとともに、検出素子と回路基板との確実な導通が得られる。
本発明のセンサ装置において、枠部の回路基板とは反対側に設けられた蓋部をさらに備え、センサ部と蓋部との間に空隙が構成されていてもよい。これにより、片持ち状に支持されたセンサ部の変位を妨げることなく、蓋部と回路基板との間に設けられたキャビティ空間内にセンサ部を配置することができる。
本発明によれば、可動薄膜に不要な応力を加えることなく支持するとともに、耐衝撃性に優れたセンサ装置を提供することが可能になる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
(センサ装置の構成)
図1(a)および(b)は、本実施形態に係るセンサ装置を例示する模式図である。
図1(a)にはセンサ装置1の断面図が示され、図1(b)にはセンサ部10の裏面図が示される。
本実施形態に係るセンサ装置1は、可動薄膜11と、可動薄膜11の変位に応じた信号を出力する検出素子15とを有するセンサ部10を備える。センサ部10の検出素子15は、例えばピエゾ抵抗素子や静電容量素子である。これにより、圧力、加速度、温度、湿度、音圧などの各種の物理量を検出する。本実施形態において、センサ部10は一例として圧力を検出するよう構成される。
図1(a)および(b)は、本実施形態に係るセンサ装置を例示する模式図である。
図1(a)にはセンサ装置1の断面図が示され、図1(b)にはセンサ部10の裏面図が示される。
本実施形態に係るセンサ装置1は、可動薄膜11と、可動薄膜11の変位に応じた信号を出力する検出素子15とを有するセンサ部10を備える。センサ部10の検出素子15は、例えばピエゾ抵抗素子や静電容量素子である。これにより、圧力、加速度、温度、湿度、音圧などの各種の物理量を検出する。本実施形態において、センサ部10は一例として圧力を検出するよう構成される。
センサ装置1は、センサ部10の外側を囲むように配置される枠部20と、枠部20とセンサ部10との間に設けられたバネ部30と、検出素子15から出力される信号を処理する回路を含む回路基板40とを備える。
センサ装置1において、枠部20は回路基板40の上に設けられる。また、センサ部10は、バネ部30によって枠部20に片持ち状に支持される。このとき、センサ部10と回路基板40との間にはセンサ部が変位した場合でも回路基板との衝突を防止する逃げ部として空隙Gが構成される。なお、本実施形態において、説明の便宜上、枠部20と回路基板40との積層方向をZ方向、Z方向と直交する方向の1つをX方向、Z方向およびX方向に直交する方向をY方向という。また、Z方向において回路基板40から枠部20に向かう方向を上、相対的に上の側を表面側と言い、枠部20から回路基板40に向かう方向を下、相対的に下の側を裏面側と言うことにする。
回路基板40は、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)であり、半導体ウェーハを用いた半導体プロセスによって回路形成され、ダイシングによってチップ状に構成されている。回路基板40の裏面には回路と導通するバンプ電極45が設けられる。
枠部20は、回路基板40の上に金属封止部25を介して積層される。金属封止部25は、枠部20に沿って環状に設けられる。金属封止部25としては、例えばAu、Au−Sn、Al−Geが用いられる。枠部20と回路基板40との接触面に環状に金属封止部25が設けられることで、密封性が高まる。
枠部20の平面視の外形は、例えば矩形である。また、枠部20の内側に設けられるキャビティCの平面視の外形も例えば矩形である。なお、本実施形態において矩形には、製造上、隅部に僅かな丸みや微小な辺が生じる場合も含まれる。枠部20には、例えばシリコンが用いられる。センサ部10は、枠部20の内側であるキャビティC内に配置される。本実施形態では、センサ部10は枠部20に対して片持ちのバネ部30によって支持される。例えばバネ部30及びセンサ部10をシリコンで形成することで一体に形成することができる。バネ部30による支持の詳細は後述する。
枠部20の上には蓋部50が設けられる。蓋部50には、例えばシリコンが用いられる。蓋部50には貫通孔51が設けられる。これにより、蓋部50を被せた状態で、キャビティCの空間の圧力が貫通孔51によって外気圧(例えば、大気圧)となる。貫通孔51は、例えばシリコンをエッチングすることで形成される。エッチングとして、RIE(Reactive Ion. Etching)を用いることで、エッチングガスによって貫通孔51の内壁面にフッ化炭素(例えば、C4F8)成膜される。このフッ化炭素を疎水性の機能膜55として利用することができる。また、蓋部50の表面に僅かにRIEを施し、表面にもフッ化炭素の機能膜55を形成してもよい。
ここで、蓋部50とセンサ部10との間にも空隙が形成されるように配置してもよい。これにより、片持ち状に支持されたセンサ部の変位を妨げることなく、蓋部と回路基板との間に設けられたキャビティ空間内にセンサ部を設けることができる。
ここで、蓋部50とセンサ部10との間にも空隙が形成されるように配置してもよい。これにより、片持ち状に支持されたセンサ部の変位を妨げることなく、蓋部と回路基板との間に設けられたキャビティ空間内にセンサ部を設けることができる。
センサ部10は、例えばシリコン等の半導体をエッチングして形成された可動薄膜11を有する。可動薄膜11は、例えばメンブレンやダイアフラムと言われる。可動薄膜11の平面視の外形は、例えば矩形である。センサ部10の平面視の外形よりも僅かに内側に設けられる。この可動薄膜11には検出素子15が取り付けられる。図1に示す例では、可動薄膜11の4辺の中央部にそれぞれ検出素子15が取り付けられる。
可動薄膜11が圧力によって歪むことで検出素子15に伝わる歪に応じた電気信号を得る。4つの検出素子15によってブリッジ回路が構成され、可動薄膜11の変位を電気信号として検出することができる。
本実施形態に係るセンサ装置1において、このようなセンサ部10は、バネ部30によって片持ち状に枠部20に支持される。図1(b)に示す例では、センサ部10の平面視の外形における隣り合う2つの辺10a、10bの間に設けられた接続部(例えば、隣り合う2つの辺10a、10bの交差する隅部)にバネ部30の一端が接続され、バネ部30の他端が枠部20に接続される。このように、センサ部10がバネ部30によって片持ち状に支持されているため、センサ部10は枠部20から不要な応力を受けることなくキャビティC内に配置されることになる。また、センサ部10がバネ部30によって枠部20に片持ち状に支持されるため、小型でありながら耐衝撃性を高めることができる。
可動薄膜11の平面視の外形が矩形である場合、図1(b)に示すようにバネ部30は、可動薄膜11の対角線11dの延長上に設けられていることが好ましい。可動薄膜11の最も変位の多い位置は、可動薄膜11の辺の中央部である。バネ部30の取り付け位置がここから離れた箇所になっていることで、枠部20からセンサ部10に伝わる応力によって検出素子15に与える誤検出の影響を効果的に抑制することができる。
また、バネ部30は、センサ部10の検出素子15と導通する配線(図示せず)を枠部20に引き回す部分として利用されてもよい。枠部20におけるバネ部30の接続端の先にはパッドPを設けてもよい。パッドPは、金属封止部25の内側に設けられる。枠部20を回路基板40の上に積層することで、パッドPを介して検出素子15と回路基板40との導通が行われる。
(応力のシミュレーション)
次に、本実施形態に係るセンサ装置1の応力についてのシミュレーション結果を説明する。
図2(a)〜図4(b)は、シミュレーションモデルを示す図である。
図2(a)に示すように、シミュレーションモデルとして、回路基板40の上に、センサ部10を支持する矩形の枠部20および蓋部50が設けられたモデルを構成する。センサ部10を支持するバネ部30の構成の違いによって、5つのレイアウト(レイアウトA〜E)を用意し、応力についてシミュレーションを行った。
次に、本実施形態に係るセンサ装置1の応力についてのシミュレーション結果を説明する。
図2(a)〜図4(b)は、シミュレーションモデルを示す図である。
図2(a)に示すように、シミュレーションモデルとして、回路基板40の上に、センサ部10を支持する矩形の枠部20および蓋部50が設けられたモデルを構成する。センサ部10を支持するバネ部30の構成の違いによって、5つのレイアウト(レイアウトA〜E)を用意し、応力についてシミュレーションを行った。
図2(b)にはレイアウトAが示される。レイアウトAは、図1と同様にセンサ部10の接続部(隅部)から対角線の延長上にバネ部30が接続されたレイアウトである。図3(a)にはレイアウトBが示される。レイアウトBは、センサ部10の1辺の両端から2つのバネ部30Bが接続されたレイアウトである。図3(b)にはレイアウトCが示される。レイアウトCは、センサ部10の1辺の中央部から1つのバネ部30Cが接続されたレイアウトである。図4(a)にはレイアウトDが示される。レイアウトDは、センサ部10の互いに反対側の2辺のそれぞれの両端からバネ部30Dが接続されたレイアウトである。図4(b)にはレイアウトEが示される。レイアウトEは、センサ部10の4つの隅部のそれぞれにバネ部30Eが接続されたレイアウトである。
レイアウトA〜Eについて、応力分布のシミュレーションを行った。各部を構成する材料はシリコン(ヤング率178000MPa、ポアソン比0.28(m/m))とした。荷重の印加は、回路基板40の裏面におけるX軸と平行な辺を固定し、回路基板40の裏面から上側に100MPa印加する場合(X方向固定)と、回路基板40の裏面におけるY軸と平行な辺を固定し、回路基板40の裏面から上側に100MPa印加する場合(Y方向固定)である。
図5〜図14は、応力分布のシミュレーション結果を示す図である。
図5にはレイアウトAにおけるX方向固定の場合の応力分布が示され、図6にはレイアウトAにおけるY方向固定の場合の応力分布が示される。
図7にはレイアウトBにおけるX方向固定の場合の応力分布が示され、図8にはレイアウトBにおけるY方向固定の場合の応力分布が示される。
図9にはレイアウトCにおけるX方向固定の場合の応力分布が示され、図10にはレイアウトCにおけるY方向固定の場合の応力分布が示される。
図11にはレイアウトDにおけるX方向固定の場合の応力分布が示され、図12にはレイアウトDにおけるY方向固定の場合の応力分布が示される。
図13にはレイアウトEにおけるX方向固定の場合の応力分布が示され、図14にはレイアウトEにおけるY方向固定の場合の応力分布が示される。
図5にはレイアウトAにおけるX方向固定の場合の応力分布が示され、図6にはレイアウトAにおけるY方向固定の場合の応力分布が示される。
図7にはレイアウトBにおけるX方向固定の場合の応力分布が示され、図8にはレイアウトBにおけるY方向固定の場合の応力分布が示される。
図9にはレイアウトCにおけるX方向固定の場合の応力分布が示され、図10にはレイアウトCにおけるY方向固定の場合の応力分布が示される。
図11にはレイアウトDにおけるX方向固定の場合の応力分布が示され、図12にはレイアウトDにおけるY方向固定の場合の応力分布が示される。
図13にはレイアウトEにおけるX方向固定の場合の応力分布が示され、図14にはレイアウトEにおけるY方向固定の場合の応力分布が示される。
これらの応力分布のシミュレーション結果から、レイアウトAがセンサ部10に与えられる応力の影響が最も少ないことが分かる。次に、レイアウトC、その次にレイアウトBがセンサ部10に与えられる応力の影響が小さい。レイアウトDおよびEについては、比較的、センサ部10に与えられる応力の影響が大きいことが分かる。
図15は、歪による出力のシミュレーション結果を示す図である。
図15では、レイアウトA〜Eのそれぞれについての歪による検出素子15の出力を示している。検出素子15は、ピエゾ抵抗素子である。出力値は、X方向固定およびY方向固定でのそれぞれの荷重印加におけるピエゾ抵抗素子の抵抗変化による出力を圧力で換算した値である。
図15では、レイアウトA〜Eのそれぞれについての歪による検出素子15の出力を示している。検出素子15は、ピエゾ抵抗素子である。出力値は、X方向固定およびY方向固定でのそれぞれの荷重印加におけるピエゾ抵抗素子の抵抗変化による出力を圧力で換算した値である。
図15に示す歪による出力のシミュレーション結果は、検出素子15での検出誤差の大きさを現していると考えられる。検出誤差が最も少ないのはレイアウトA、BおよびCであり、比較的、検出誤差が多いのはレイアウトDおよびEであることが分かる。
(耐衝撃特性のシミュレーション)
次に、本実施形態に係るセンサ装置1の耐衝撃特性についてのシミュレーション結果を説明する。
図16(a)および(b)は、シミュレーションモデルを示す図である。
図16(a)には本実施形態に係るセンサ装置のレイアウト(レイアウトAに対応)が示される。レイアウトAは、センサ部10の接続部(隅部)から対角線の延長上にバネ部30が接続されたレイアウトである。図16(b)には比較例に係るセンサ装置のレイアウト(レイアウトF)が示される。レイアウトFは、センサ部10の4つの辺のそれぞれにバネ部30Fが接続されたレイアウトである。バネ部30Fは、レイアウトAのバネ部30と同等の歪耐性としてシミュレーションを行っている。
次に、本実施形態に係るセンサ装置1の耐衝撃特性についてのシミュレーション結果を説明する。
図16(a)および(b)は、シミュレーションモデルを示す図である。
図16(a)には本実施形態に係るセンサ装置のレイアウト(レイアウトAに対応)が示される。レイアウトAは、センサ部10の接続部(隅部)から対角線の延長上にバネ部30が接続されたレイアウトである。図16(b)には比較例に係るセンサ装置のレイアウト(レイアウトF)が示される。レイアウトFは、センサ部10の4つの辺のそれぞれにバネ部30Fが接続されたレイアウトである。バネ部30Fは、レイアウトAのバネ部30と同等の歪耐性としてシミュレーションを行っている。
レイアウトAおよびFについて、耐衝撃特性のシミュレーションを行った。各部を構成する材料はシリコン(ヤング率178000MPa、ポアソン比0.28(m/m))とした。荷重の印加は、回路基板40の裏面を固定して、X方向に10kG印加する場合(X方向変位)と、回路基板40の裏面を固定して、Z方向に10kG印加する場合(Z方向変位)と、回路基板40の裏面を固定して、XY方向に10kG印加する場合(XY方向変位)である。
図17〜図19は、耐衝撃特性のシミュレーション結果を示す図である。
図17には、レイアウトAおよびFにおける変位量が示される。図18には、レイアウトAおよびFにおけるミーゼス応力が示される。
図17および図18に示すように、レイアウトAではレイアウトFに対して変位量で2桁、応力の最大値で1桁の差が現れている。レイアウトAは、レイアウトFに比べて耐衝撃特性に優れていることが分かる。
図17には、レイアウトAおよびFにおける変位量が示される。図18には、レイアウトAおよびFにおけるミーゼス応力が示される。
図17および図18に示すように、レイアウトAではレイアウトFに対して変位量で2桁、応力の最大値で1桁の差が現れている。レイアウトAは、レイアウトFに比べて耐衝撃特性に優れていることが分かる。
図19には、レイアウトAおよびFにおける固有振動数(モード1〜5)が示される。
なお、モード1は、レイアウトAについてはセンサ部10が上下動するモード、レイアウトFについてはバネ部30Fが振動するモードである。モード2は、レイアウトAについてはセンサ部10が左右動するモード、レイアウトFについてはバネ部30Fが振動するモードの逆位相である。モード3は、レイアウトAについてはセンサ部10がバネ部30を軸として回転するモード、レイアウトFについては中心を軸としてバネ部30Fが回転するモードである。
なお、モード1は、レイアウトAについてはセンサ部10が上下動するモード、レイアウトFについてはバネ部30Fが振動するモードである。モード2は、レイアウトAについてはセンサ部10が左右動するモード、レイアウトFについてはバネ部30Fが振動するモードの逆位相である。モード3は、レイアウトAについてはセンサ部10がバネ部30を軸として回転するモード、レイアウトFについては中心を軸としてバネ部30Fが回転するモードである。
図19に示すように、レイアウトAではレイアウトFに対して固有振動数が1桁高いことが分かる。また、レイアウトAにおいて最も低次のモード1では固有振動数が約300kHzである。例えば、センサ装置1を超音波洗浄する場合、超音波洗浄における振動数は10kHzから100kHz程度である。したがって、レイアウトAでは、超音波洗浄を行っても共振せずに耐えられる可能性が高い。
(耐水処理)
次に、センサ装置1の耐水処理について説明する。
図20(a)および(b)は耐水処理の例を示す断面図である。
図20(a)には、キャビティハウジング70にセンサ装置1を実装した例が示される。キャビティハウジング70には凹部となるキャビティ75が設けられる。キャビティハウジング70は、例えばシリコン基板が用いられ、エッチングを施すことでキャビティ75が設けられている。センサ装置1は、バンプ電極45によってキャビティ75内にはんだ接続されている。バンプ電極45の周囲にはアンダーフィル78が設けられる。
次に、センサ装置1の耐水処理について説明する。
図20(a)および(b)は耐水処理の例を示す断面図である。
図20(a)には、キャビティハウジング70にセンサ装置1を実装した例が示される。キャビティハウジング70には凹部となるキャビティ75が設けられる。キャビティハウジング70は、例えばシリコン基板が用いられ、エッチングを施すことでキャビティ75が設けられている。センサ装置1は、バンプ電極45によってキャビティ75内にはんだ接続されている。バンプ電極45の周囲にはアンダーフィル78が設けられる。
キャビティハウジング70のキャビティ75内にセンサ装置1を実装した状態で、キャビティハウジング70の表面、アンダーフィル78の表面およびセンサ装置1の表面には、フッ素系防水コーティング剤90が塗布されている。フッ素系防水コーティング剤90を塗布した後、キャビティハウジング70はダイシングまたはスナップブレイクによって個片化される。
図20(b)には、平坦な基板80にフレーム部85を設けてセンサ装置1を実装した例が示される。
センサ装置1は、平坦な基板80の所定位置に、バンプ電極45を介してはんだ接続されている。バンプ電極45の周囲にはアンダーフィル78が設けられる。アンダーフィル78を設けた後に、センサ装置1の周囲にフレーム部85が接着される。
センサ装置1は、平坦な基板80の所定位置に、バンプ電極45を介してはんだ接続されている。バンプ電極45の周囲にはアンダーフィル78が設けられる。アンダーフィル78を設けた後に、センサ装置1の周囲にフレーム部85が接着される。
基板80にセンサ装置1を実装し、フレーム部85を接着した状態で、基板80の表面、フレーム部85の表面、アンダーフィル78の表面およびセンサ装置1の表面には、フッ素系防水コーティング剤90が塗布されている。フッ素系防水コーティング剤90を塗布した後、基板80およびフレーム部85はダイシングされ、個片化される。
図21は、センサ装置の筐体への取り付け状態を例示する断面図である。
センサ装置1は、図20(a)および(b)に示すようにキャビティハウジング70や基板80上に実装され、各部の表面にはフッ素系防水コーティング剤90が施されている。この状態で、センサ装置1は筐体100の孔101に合わせて取り付けられる。筐体100とセンサ装置1との間には例えばOリング105が設けられる。孔101から露出するセンサ装置1などはフッ素系防水コーティング剤90によって覆われているため、高い防水性を有する。また、Oリング105によって孔101から筐体100の内部に浸水することを抑制している。
センサ装置1は、図20(a)および(b)に示すようにキャビティハウジング70や基板80上に実装され、各部の表面にはフッ素系防水コーティング剤90が施されている。この状態で、センサ装置1は筐体100の孔101に合わせて取り付けられる。筐体100とセンサ装置1との間には例えばOリング105が設けられる。孔101から露出するセンサ装置1などはフッ素系防水コーティング剤90によって覆われているため、高い防水性を有する。また、Oリング105によって孔101から筐体100の内部に浸水することを抑制している。
このようなフッ素系防水コーティング剤90が塗布されていることで、耐水性の優れたセンサ装置1を提供することができる。また、蓋部50の貫通孔51の内壁面に機能膜55が形成されていれば、貫通孔51からキャビティC内に浸水することを抑制することができる。
以上説明したように、実施形態によれば、可動薄膜11に不要な応力を加えることなく支持するとともに、耐衝撃性に優れたセンサ装置1を提供することが可能になる。
なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、センサ部10や可動薄膜11の平面視の外形は矩形以外であっても適用可能である。また、前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の構成例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
1…センサ装置
10…センサ部
11…可動薄膜
15…検出素子
20…枠部
25…金属封止部
30,30B,30C,30D,30E,30F…バネ部
40…回路基板
45…バンプ電極
50…蓋部
51…貫通孔
55…機能膜
70…キャビティハウジング
75…キャビティ
78…アンダーフィル
80…基板
85…フレーム部
90…フッ素系防水コーティング剤
100…筐体
101…孔
105…Oリング
C…キャビティ
G…空隙
P…パッド
10…センサ部
11…可動薄膜
15…検出素子
20…枠部
25…金属封止部
30,30B,30C,30D,30E,30F…バネ部
40…回路基板
45…バンプ電極
50…蓋部
51…貫通孔
55…機能膜
70…キャビティハウジング
75…キャビティ
78…アンダーフィル
80…基板
85…フレーム部
90…フッ素系防水コーティング剤
100…筐体
101…孔
105…Oリング
C…キャビティ
G…空隙
P…パッド
Claims (7)
- 可動薄膜と、前記可動薄膜の変位に応じた信号を出力する検出素子と、を有するセンサ部と、
前記センサ部の外側を囲むように配置された枠部と、
前記枠部と前記センサ部との間に設けられたバネ部と、
前記検出素子から出力される信号を処理する回路を含む回路基板と、
を備え、
前記枠部は前記回路基板の上に設けられ、前記センサ部は前記バネ部によって前記枠部に片持ち状に支持され、前記センサ部と前記回路基板との間に空隙が構成されたことを特徴とするセンサ装置。 - 前記センサ部の平面視の外形は、少なくとも2つの辺と、前記少なくとも2つの辺のうち隣り合う2つの前記辺の間に設けられた接続部と、を有し、
前記バネ部の一端は、前記接続部に接続された、請求項1記載のセンサ装置。 - 前記可動薄膜の平面視の外形は矩形であり、
前記バネ部は前記可動薄膜の対角線の延長上に設けられた、請求項1または2に記載のセンサ装置。 - 前記検出素子は前記可動薄膜の辺の中央部に配置された、請求項3記載のセンサ装置。
- 前記検出素子は、ピエゾ抵抗式素子または静電容量式素子である、請求項1〜4のいずれか1つに記載のセンサ装置。
- 前記回路基板と前記枠部との間に設けられた金属封止部と、
前記回路基板と前記枠部との間であって前記金属封止部の内側に設けられ、前記検出素子と前記回路基板との導通を得るパッド部と、をさらに備えた請求項1〜5のいずれか1つに記載のセンサ装置。 - 前記枠部の前記回路基板とは反対側に設けられた蓋部をさらに備え、
前記センサ部と前記蓋部との間に空隙が構成された、請求項1〜6のいずれか1つに記載のセンサ装置。
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ITTO20130540A1 (it) | 2013-06-28 | 2014-12-29 | St Microelectronics Srl | Dispositivo mems dotato di membrana sospesa e relativo procedimento di fabbricazione |
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2016
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2017
- 2017-03-07 US US15/452,405 patent/US9963339B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP2019174462A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 旭化成株式会社 | 表面応力センサ、表面応力センサの検査方法、表面応力センサの製造方法 |
JP7176986B2 (ja) | 2018-03-29 | 2022-11-22 | 旭化成株式会社 | 表面応力センサ、表面応力センサの検査方法、表面応力センサの製造方法 |
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