JPH09145512A - Pressure sensor, capacitive sensor, electric device and its manufacture - Google Patents
Pressure sensor, capacitive sensor, electric device and its manufactureInfo
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- JPH09145512A JPH09145512A JP32628595A JP32628595A JPH09145512A JP H09145512 A JPH09145512 A JP H09145512A JP 32628595 A JP32628595 A JP 32628595A JP 32628595 A JP32628595 A JP 32628595A JP H09145512 A JPH09145512 A JP H09145512A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【技術分野】この発明は圧力センサ，容量型センサ，電
気的装置およびその製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pressure sensor, a capacitive sensor, an electric device, and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【背景技術】従来の半導体圧力センサの例として，実開
昭５５−１３７５６４号公報や実開昭５５−１１６２５
２号公報に記載のものがある。これらに記載の半導体圧
力センサは，圧力に応じて変位するダイアフラム部（薄
膜部）を備えた感圧素子，増幅回路等の電気部品，およ
びこれらの部品を実装する回路基板（またはカートリッ
ジ）から構成され，回路基板（またはカートリッジ）に
は感圧素子に圧力を導入するための圧力導入孔が形成さ
れている。BACKGROUND ART As examples of conventional semiconductor pressure sensors, Japanese Utility Model Publication No. 55-137564 and Japanese Utility Model Publication No. 55-11625.
There is one described in Japanese Patent Publication No. The semiconductor pressure sensors described in these documents are composed of a pressure sensitive element having a diaphragm portion (thin film portion) that is displaced according to pressure, electric parts such as an amplifier circuit, and a circuit board (or cartridge) on which these parts are mounted. The circuit board (or cartridge) has a pressure introducing hole for introducing pressure to the pressure sensitive element.
【０００３】しかしながら，このような半導体圧力セン
サにおいては，以下のような理由により小型化が困難，
コストが高くなる，高い信頼性が得にくい等の問題があ
った。However, in such a semiconductor pressure sensor, downsizing is difficult because of the following reasons.
There were problems such as high cost and difficulty in obtaining high reliability.
【０００４】（１）感圧素子と回路基板との電気的接続
のためにワイヤ・ボンディングが必要である。(1) Wire bonding is necessary for electrical connection between the pressure sensitive element and the circuit board.
【０００５】（２）感圧素子と回路基板との接続をワイ
ヤ・ボンディングにより行ない，電気部品と回路基板と
の電気的接続をはんだ付けによって行うために，接続の
ために少なくとも２つの工程を必要とする。(2) At least two steps are required for connection in order to connect the pressure sensitive element and the circuit board by wire bonding and to electrically connect the electric component and the circuit board by soldering. And
【０００６】（３）上述した感圧素子−回路基板間の電
気的接続工程と，感圧素子の圧力導入孔−回路基板の圧
力導入孔間の機械的接続（封止）工程とが別である。(3) The above-mentioned electrical connection step between the pressure-sensitive element and the circuit board and the mechanical connection (sealing) step between the pressure introduction hole of the pressure-sensitive element and the pressure introduction hole of the circuit board are separate. is there.
【０００７】（４）感圧素子の実装方向を選択できない
ため，圧力を導入する方向に自由度がない（一般には，
圧力は回路基板に垂直に導入される）。(4) Since the mounting direction of the pressure sensitive element cannot be selected, there is no freedom in the direction of introducing pressure (generally,
Pressure is introduced perpendicular to the circuit board).
【０００８】[0008]
【発明の開示】この発明は，電気部品と同種の工程で，
または一工程において電気部品と一緒に回路基板等の支
持体に実装でき，かつ圧力導入経路の接続も電気的接続
と同時に行うことができる圧力センサを含む容量型セン
サを提供することを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is a process similar to that of electric parts,
Another object of the present invention is to provide a capacitive sensor including a pressure sensor that can be mounted on a support such as a circuit board together with electric components in one step, and a pressure introduction path can be connected at the same time as electrical connection. .
【０００９】またこの発明は，回路基板への実装方向の
自由度が高い圧力センサを含む容量型センサを提供する
ことを目的とする。Another object of the present invention is to provide a capacitive sensor including a pressure sensor having a high degree of freedom in the mounting direction on a circuit board.
【００１０】この発明はさらに，はんだ付けの信頼性が
高くかつその検査が容易な構造をもつ電気的装置を提供
することを目的とする。A further object of the present invention is to provide an electric device having a structure with high reliability of soldering and easy inspection.
【００１１】さらにこの発明は，上記圧力センサ，容量
型センサ，電気的装置の製造に適した方法を提供するこ
とを目的とする。Another object of the present invention is to provide a method suitable for manufacturing the pressure sensor, the capacitive sensor, and the electric device.
【００１２】この発明による圧力センサは，可動電極と
して働くダイアフラム部およびこのダイアフラム部を支
持するための支持部が形成された半導体基板，ならびに
上記半導体基板の上記支持部に接合された絶縁体基板と
を備えている。A pressure sensor according to the present invention includes a semiconductor substrate having a diaphragm portion acting as a movable electrode and a support portion for supporting the diaphragm portion, and an insulator substrate joined to the support portion of the semiconductor substrate. Is equipped with.
【００１３】上記絶縁体基板には，上記ダイアフラム部
に対応する位置に，上記絶縁体基板をその厚さ方向に貫
通する圧力導入孔が形成されている。上記ダイアフラム
部に対向する面に固定電極が形成されている。上記絶縁
体基板の上記固定電極が形成された面とは反対側の面に
おいて，上記圧力導入孔の開口縁の全周にわたって固定
電極用端子が形成されている。上記圧力導入孔の内面に
導体が形成され，この導体によって上記固定電極と上記
固定電極用端子とが電気的に接続されている。A pressure introducing hole is formed in the insulating substrate at a position corresponding to the diaphragm portion so as to penetrate the insulating substrate in its thickness direction. A fixed electrode is formed on the surface facing the diaphragm portion. On the surface of the insulator substrate opposite to the surface on which the fixed electrode is formed, fixed electrode terminals are formed over the entire circumference of the opening edge of the pressure introducing hole. A conductor is formed on the inner surface of the pressure introducing hole, and the fixed electrode and the fixed electrode terminal are electrically connected by this conductor.
【００１４】この圧力センサは，表面に金属部が形成さ
れた支持体（プリント回路基板，ステム，ケース等）に
実装される。すなわち，上記固定電極用端子が上記金属
部と電気的に接続されるように，上記支持体上に上記絶
縁体基板が，導電性材料（はんだ，導電性接着剤等）に
より固定される。上記金属部の中央の位置において支持
体には圧力導入孔が形成される。This pressure sensor is mounted on a support (a printed circuit board, a stem, a case, etc.) having a metal portion formed on its surface. That is, the insulating substrate is fixed on the support by a conductive material (solder, conductive adhesive, etc.) so that the fixed electrode terminal is electrically connected to the metal portion. A pressure introducing hole is formed in the support at the central position of the metal part.
【００１５】この発明によると，絶縁性基板に形成さ
れ，内面に導体が形成された圧力導入孔が圧力の導入と
固定電極の電気的接続のために兼用されている。固定電
極用端子を支持体上の金属部に導電性材料により固定す
ることにより，圧力センサを支持体上の回路等に電気的
に接続し，これと同時に，圧力センサの圧力導入孔と支
持体の圧力導入孔とを接続することができる。According to the present invention, the pressure introducing hole formed on the insulating substrate and having the conductor formed on the inner surface thereof is also used for introducing pressure and electrically connecting the fixed electrode. By fixing the fixed electrode terminal to the metal part on the support with a conductive material, the pressure sensor is electrically connected to the circuit on the support, and at the same time, the pressure introducing hole of the pressure sensor and the support are connected. It can be connected to the pressure introduction hole of.
【００１６】これにより電気部品と同じ工程で圧力セン
サを支持体に実装することが可能となるとともに，この
電気的接続と同時に圧力導入孔の接続を行うことがで
き，小型化，低コスト化を図ることができる。また，ワ
イヤボンドを使用せず，配線長が短いので信頼性が向上
する。As a result, the pressure sensor can be mounted on the support in the same process as the electrical parts, and at the same time the pressure introducing hole can be connected at the same time as this electrical connection, thereby reducing the size and cost. Can be planned. Moreover, since wire bonding is not used and the wiring length is short, reliability is improved.
【００１７】可動電極として働くダイヤフラムもまた同
じようにして支持体に接続することができる。The diaphragm, which acts as a movable electrode, can likewise be connected to the support.
【００１８】すなわち，上記絶縁体基板の上記支持部に
対応する位置に，上記絶縁体基板を厚さ方向に貫通する
接続孔が形成される。上記絶縁体基板の上記半導体基板
との接合面とは反対側の面において，上記接続孔の開口
縁部に可動電極用端子が形成される。上記接続孔の内面
に導体が形成され，この導体によって上記半導体基板と
上記可動電極用端子とが電気的に接続されている。That is, a connection hole penetrating the insulating substrate in the thickness direction is formed at a position corresponding to the supporting portion of the insulating substrate. A movable electrode terminal is formed at the opening edge of the connection hole on the surface of the insulator substrate opposite to the surface to be joined to the semiconductor substrate. A conductor is formed on the inner surface of the connection hole, and the conductor electrically connects the semiconductor substrate to the movable electrode terminal.
【００１９】支持体にはその表面に相互に絶縁された第
１の金属部と第２の金属部とが形成される。上記固定電
極用端子が上記第１の金属部に，上記可動電極用端子が
上記第２の金属部にそれぞれ電気的に接続されるよう
に，上記絶縁体基板が上記支持体上に導電性材料により
固定される。A first metal portion and a second metal portion which are insulated from each other are formed on the surface of the support. The insulator substrate is provided on the support so that the fixed electrode terminal is electrically connected to the first metal portion and the movable electrode terminal is electrically connected to the second metal portion. Fixed by.
【００２０】可動電極の支持体上の回路等への接続もま
た，ワイヤ・ボンディングを用いることなく，電気部品
と同じように，そして同時に行うことができる。The connection of the movable electrode to a circuit or the like on the support can also be done in the same way as and simultaneously with the electrical component, without the use of wire bonding.
【００２１】この発明の一実施態様においては，上記絶
縁体基板の一側面に少なくとも２つの凹部が形成され，
上記固定電極用端子および可動電極用端子が上記の対応
する凹部までそれぞれ延びている。上記凹部の一形態例
では，円筒状穴または錐状穴を縦方向に２つに分割した
形状である。In one embodiment of the present invention, at least two recesses are formed on one side surface of the insulator substrate,
The fixed electrode terminal and the movable electrode terminal respectively extend to the corresponding recesses. In an example of the form of the recess, the cylindrical hole or the conical hole is divided into two in the vertical direction.
【００２２】上記絶縁性基板の一側面に形成された凹部
まで延びた端子の部分にもはんだ等の導電性材料を設け
ることができるので，支持体の金属部への電気的接続が
確実となり，さらに外から見えるところにはんだ等の導
電性材料が設けられるので，その検査が容易となる。Since a conductive material such as solder can also be provided on the terminal portion extending to the recess formed on one side surface of the above-mentioned insulating substrate, the electrical connection to the metal portion of the support is ensured, Further, since a conductive material such as solder is provided in a place visible from the outside, the inspection can be facilitated.
【００２３】このような固定電極用端子および可動電極
用端子を備えた圧力センサは，支持体上に縦に実装する
こともできる。すなわち，上記の少なくとも２つの凹部
までそれぞれ延びた端子が上記第１および第２の金属部
にそれぞれ接続されるように，上記半導体基板および絶
縁体基板が上記支持体の上記表面に垂直に立てられた状
態で，導電性材料により固定される。この場合には，支
持体には圧力導入孔は形成されない。The pressure sensor having such fixed electrode terminals and movable electrode terminals can be mounted vertically on a support. That is, the semiconductor substrate and the insulator substrate are erected perpendicularly to the surface of the support so that the terminals extending to the at least two recesses are connected to the first and second metal portions, respectively. It is fixed with a conductive material in the closed state. In this case, no pressure introducing hole is formed in the support.
【００２４】圧力センサのこの実装形態によると，圧力
導入孔を支持体の面に平行な方向に向かせることができ
る。すなわち，圧力導入方向の自由度が高まる。According to this implementation of the pressure sensor, the pressure introducing hole can be oriented parallel to the surface of the support. That is, the degree of freedom in the direction of pressure introduction is increased.
【００２５】この発明は圧力センサのみならず，一般に
容量型センサに敷衍することができる。The present invention can be applied to not only a pressure sensor but also a capacitive sensor in general.
【００２６】この容量型センサは，可動電極として働く
感知部およびこの感知部を支持するための支持部が形成
された半導体基板，ならびに上記半導体基板の上記支持
部に接合された絶縁体基板とを備えている。This capacitance type sensor includes a sensing portion acting as a movable electrode, a semiconductor substrate on which a supporting portion for supporting the sensing portion is formed, and an insulator substrate bonded to the supporting portion of the semiconductor substrate. I have it.
【００２７】上記絶縁体基板には，上記半導体基板の上
記感知部および支持部にそれぞれ対応する位置に，上記
絶縁体基板をその厚さ方向に貫通する第１および第２の
接続孔が形成されている。First and second connection holes penetrating the insulating substrate in its thickness direction are formed in the insulating substrate at positions corresponding to the sensing portion and the supporting portion of the semiconductor substrate, respectively. ing.
【００２８】上記絶縁体基板の上記可動電極に対向する
面に固定電極が形成されている。A fixed electrode is formed on the surface of the insulator substrate facing the movable electrode.
【００２９】上記絶縁体基板の上記固定電極が形成され
た面と反対側の面において，上記第１および第２の接続
孔の開口周縁に固定電極用端子および可動電極用端子が
それぞれ形成されている。Fixed electrode terminals and movable electrode terminals are respectively formed on the peripheral edges of the openings of the first and second connection holes on the surface of the insulator substrate opposite to the surface on which the fixed electrodes are formed. There is.
【００３０】上記第１および第２の接続孔の内周面に導
体がそれぞれ形成され，これらの導体を介して，上記固
定電極が固定電極用端子に，上記半導体基板が上記可動
電極用端子にそれぞれ電気的に接続されている。Conductors are respectively formed on the inner peripheral surfaces of the first and second connection holes, and the fixed electrode serves as the fixed electrode terminal and the semiconductor substrate serves as the movable electrode terminal through these conductors. Each is electrically connected.
【００３１】上記固定電極用端子および可動電極用端子
は上記絶縁体基板の一側面にまで延びている。The fixed electrode terminal and the movable electrode terminal extend to one side surface of the insulator substrate.
【００３２】この構成によっても，容量型センサの固定
電極および可動電極を支持体上に，ワイヤ・ボンディン
グを用いずに，電気部品と同時に実装することができ
る。また，絶縁体基板の一側面にまで延びた端子部分に
もはんだ等の導電性材料を付けることができるので電気
的接続が確実となるとともにその検査が容易となる。Also with this configuration, the fixed electrode and the movable electrode of the capacitive sensor can be mounted on the support at the same time as the electric parts without using wire bonding. In addition, since a conductive material such as solder can be attached to the terminal portion extending to one side surface of the insulating substrate, the electrical connection can be ensured and the inspection can be facilitated.
【００３３】一実施態様では上記絶縁体基板の一側面に
厚さ方向にのびる少なくとも２つの凹溝が形成され，こ
れらの凹溝内に上記固定電極用端子および可動電極用端
子から延びた電極部分が形成される。In one embodiment, at least two concave grooves extending in the thickness direction are formed on one side surface of the insulator substrate, and electrode portions extending from the fixed electrode terminals and the movable electrode terminals are formed in the concave grooves. Is formed.
【００３４】この容量型センサも支持体上に縦に実装す
ることができる。This capacitive sensor can also be mounted vertically on a support.
【００３５】この発明はさらに，一般的に電気的装置に
敷衍することができる。The present invention can also be generally applied to electrical devices.
【００３６】この発明による電気的装置は，少なくとも
一方が絶縁体基板である２つの基板が互いに接合される
ことにより構成される。The electrical device according to the present invention is constructed by bonding two substrates, at least one of which is an insulating substrate.
【００３７】上記絶縁体基板にはその厚さ方向に貫通す
る接続孔が形成され，上記絶縁体基板の接合面とは反対
側の面において，上記接続孔の開口周縁に接続端子が形
成され，上記接続孔の内周面に導体が形成され，この導
体を介して，上記２つの基板の一方に形成された電気的
作用部が上記接続端子に電気的に接続され，上記接続端
子は上記絶縁体基板の一側面にまで延びている。A connection hole is formed through the insulating substrate in its thickness direction, and a connection terminal is formed on the peripheral edge of the opening of the connection hole on the surface opposite to the bonding surface of the insulating substrate. A conductor is formed on the inner peripheral surface of the connection hole, and an electrically acting portion formed on one of the two substrates is electrically connected to the connection terminal through the conductor, and the connection terminal is insulated from the insulation terminal. It extends to one side of the body substrate.
【００３８】この電気的装置は絶縁体基板に形成された
接続孔を通して支持体に電気的に接続可能である。ま
た，絶縁体基板の一側面にまで延びた接続端子部分によ
って電気的接続の確実性が高まるとともに，外部からの
接続検査が可能となる。この電気的装置も支持体上に縦
に実装することができる。This electrical device can be electrically connected to the support through a connection hole formed in the insulating substrate. Further, the connection terminal portion extending to one side surface of the insulating substrate enhances the reliability of electrical connection and enables external connection inspection. This electrical device can also be mounted vertically on a support.
【００３９】好ましい実施態様では上記絶縁体基板の一
側面に凹溝が形成され，この凹溝の内面に上記接続端子
が形成される。In a preferred embodiment, a concave groove is formed on one side surface of the insulating substrate, and the connection terminal is formed on the inner surface of the concave groove.
【００４０】この発明はさらに他の電気的装置を提供し
ている。The present invention provides yet another electrical device.
【００４１】この電気的装置は，少なくとも一方が絶縁
体基板である２つの基板が互いに接合されることにより
構成されている。This electrical device is constructed by bonding two substrates, at least one of which is an insulating substrate.
【００４２】上記絶縁体基板の少なくとも一側面に基板
の厚さ方向にのびる凹溝が形成され，この凹溝内に接続
端子が形成され，上記２つの基板の一方に形成された電
気的作用部が上記接続端子に接続されている。A concave groove extending in the thickness direction of the substrate is formed on at least one side surface of the insulating substrate, a connection terminal is formed in the concave groove, and an electric action portion formed on one of the two substrates. Is connected to the connection terminal.
【００４３】絶縁体基板の一側面に形成された接続端子
を通して電気的装置の電気的作用部を支持体上に固定し
かつ接続することができる。この電気的装置もまた支持
体上に縦に実装することができる。It is possible to fix and connect the electrically acting part of the electrical device on the support through the connection terminals formed on one side of the insulator substrate. This electrical device can also be mounted vertically on a support.
【００４４】この発明は絶縁体基板の一側面に凹溝が形
成され，この凹溝に接続端子が設けられた圧力センサ，
容量型センサおよび電気的装置の製造方法を提供してい
る。The present invention is a pressure sensor in which a concave groove is formed on one side surface of an insulating substrate, and a connection terminal is provided in the concave groove,
A method of manufacturing a capacitive sensor and an electrical device is provided.
【００４５】この発明による電気的装置の製造方法は，
少なくとも一方が絶縁体基板である２つの基板が互いに
接合されてなる電気的装置の製造方法であり，少なくと
も一方が絶縁体である２つのウエハを用意し，絶縁体ウ
エハにおいて，分割されたときに絶縁体基板の側辺とな
る位置に穴をあけ，上記の２つのウエハを接合し，上記
絶縁体ウエハの上記の穴の内周面に導体薄膜を形成し，
接合された上記の２つのウエハを上記の穴の中心を通る
線にそって分割するものである。A method of manufacturing an electric device according to the present invention comprises:
A method of manufacturing an electrical device, in which two substrates, at least one of which is an insulator substrate, are bonded to each other, and two wafers of which at least one is an insulator are prepared. A hole is formed in a position that will be a side of the insulator substrate, the two wafers are bonded together, and a conductor thin film is formed on the inner peripheral surface of the hole of the insulator wafer.
The two bonded wafers are divided along a line passing through the center of the hole.
【００４６】必要に応じて，上記絶縁体ウエハの少なく
とも一面において上記穴の周縁にも導体薄膜を形成す
る。If necessary, a conductive thin film is also formed on the periphery of the hole on at least one surface of the insulator wafer.
【００４７】２つのウエハを接合する工程と，絶縁体ウ
エハの上記の穴の内周面に導体薄膜を形成する工程のど
ちらを先に行ってもよい。Either the step of joining two wafers or the step of forming a conductive thin film on the inner peripheral surface of the above-mentioned hole of the insulator wafer may be performed first.
【００４８】この発明によると，ウエハに穴をあけ，穴
の内周面に導体薄膜を形成し，穴の中心を通る線にそっ
てウエハを分割するという工程によって，基板の側面に
凹溝が形成され，この凹溝内に導体薄膜による接続端子
が形成された電気的装置（圧力センサ，容量型センサを
含む）を製造することができるので，その製造工程が簡
素化される。According to the present invention, by forming a hole in the wafer, forming a conductive thin film on the inner peripheral surface of the hole, and dividing the wafer along a line passing through the center of the hole, a concave groove is formed on the side surface of the substrate. Since it is possible to manufacture an electric device (including a pressure sensor and a capacitive sensor) in which the connection terminal is formed by the conductive thin film formed in the groove, the manufacturing process is simplified.
【００４９】[0049]
第１実施例 図１（Ａ）は，感圧素子，ＩＣ，その他の回路部品を除
去して示す圧力センサのプリント回路基板の上面図，図
１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩ−Ｉ線にそう断面図（感圧素
子，ＩＣ，他の回路部品が搭載された状態）である。First Embodiment FIG. 1 (A) is a top view of a printed circuit board of a pressure sensor shown by removing a pressure sensitive element, an IC, and other circuit parts, and FIG. 1 (B) is I- of FIG. 1 (A). It is a cross-sectional view (state in which a pressure sensitive element, an IC, and other circuit components are mounted) taken along line I.
【００５０】図１（Ｂ）において，作図の便宜上および
分りやすくするために，肉厚が実際よりも厚めに強調し
て描かれている。このことは後に説明する他の実施例の
断面図においても同じである。In FIG. 1B, the wall thickness is drawn thicker than it actually is for the sake of convenience and easy understanding of the drawing. This is the same in the cross-sectional views of other embodiments described later.
【００５１】この圧力センサは，測定圧力Ｐ１と基準圧
力（大気圧）Ｐａとの差圧を静電容量の変化によって検
知する差圧型静電容量式圧力センサである。This pressure sensor is a differential pressure type electrostatic capacitance type pressure sensor which detects the differential pressure between the measured pressure P1 and the reference pressure (atmospheric pressure) Pa by the change of the electrostatic capacitance.
【００５２】圧力センサはプリント回路基板40を備え，
この基板40の表面上には，測定圧力Ｐ１と基準圧力Ｐａ
との差圧を静電容量に変換する感圧素子10，感圧素子10
からの静電容量出力をその静電容量に相当する周波数に
変換するＩＣ30，および圧力測定回路を構成するその他
の部品（抵抗，コンデンサ等）31が実装されている。好
ましくは，感圧素子10の温度特性に影響を与えないよう
にするため，プリント回路基板40には熱膨張率の低いガ
ラスまたはエポキシ樹脂が使用される。The pressure sensor comprises a printed circuit board 40,
On the surface of the substrate 40, the measurement pressure P1 and the reference pressure Pa
Pressure-sensitive element 10 for converting the pressure difference between
An IC 30 for converting the electrostatic capacity output from the device into a frequency corresponding to the electrostatic capacity, and other components (resistor, capacitor, etc.) 31 constituting the pressure measuring circuit are mounted. Preferably, the printed circuit board 40 is made of glass or epoxy resin having a low coefficient of thermal expansion so as not to affect the temperature characteristics of the pressure sensitive element 10.
【００５３】プリント回路基板40にはその厚さ方向に貫
通する圧力導入孔41が感圧素子10が実装される位置に形
成されている。この圧力導入孔41の周囲において，測定
圧力Ｐ１を感圧素子10に導くための圧力導入パイプ50が
プリント回路基板40に接着剤で固定され，このパイプ50
には圧力導入チューブ51が接続されている。測定圧力Ｐ
１は，圧力導入チューブ51，圧力導入パイプ50および圧
力導入孔41を経て感圧素子10の内部に導入される。The printed circuit board 40 has a pressure introducing hole 41 penetrating in the thickness direction thereof at a position where the pressure sensitive element 10 is mounted. A pressure introducing pipe 50 for guiding the measured pressure P1 to the pressure sensitive element 10 around the pressure introducing hole 41 is fixed to the printed circuit board 40 with an adhesive.
A pressure introducing tube 51 is connected to the. Measuring pressure P
1 is introduced into the pressure sensitive element 10 through the pressure introducing tube 51, the pressure introducing pipe 50 and the pressure introducing hole 41.
【００５４】プリント回路基板40の表面上には，感圧素
子10が実装される位置において，感圧素子10の後述する
固定電極パッド21と電気的に接続するための環状の固定
電極用ランド43，および可動電極パッド22と電気的に接
続するための円形の可動電極用ランド44が形成されてい
る。プリント回路基板40の表面にはさらにこれらのラン
ド43，44と上述したＩＣ30や部品31とを電気的に接続す
るためのプリント配線パターン42が形成されている。可
動電極用ランド44を可動電極パッド22の形状にあわせて
環状に形成してもよい。On the surface of the printed circuit board 40, at a position where the pressure sensitive element 10 is mounted, an annular fixed electrode land 43 for electrically connecting to a fixed electrode pad 21 of the pressure sensitive element 10 which will be described later. , And a circular movable electrode land 44 for electrically connecting to the movable electrode pad 22. A printed wiring pattern 42 for electrically connecting these lands 43, 44 to the above-described IC 30 and component 31 is formed on the surface of the printed circuit board 40. The movable electrode land 44 may be formed in an annular shape according to the shape of the movable electrode pad 22.
【００５５】図２（Ａ）は感圧素子10の拡大平面図，図
２（Ｂ）は図２（Ａ）のII−II線にそう断面図，図２
（Ｃ）は拡大底面図である。FIG. 2A is an enlarged plan view of the pressure sensitive element 10, and FIG. 2B is a sectional view taken along line II-II of FIG. 2A.
(C) is an enlarged bottom view.
【００５６】感圧素子10は導電性のあるシリコン半導体
基板11と，ガラス等から形成される絶縁体基板12とから
構成されている。The pressure sensitive element 10 is composed of a conductive silicon semiconductor substrate 11 and an insulator substrate 12 made of glass or the like.
【００５７】シリコン半導体基板11には，枠状の支持部
13および受圧部である薄肉のダイアフラム部（薄膜部）
14が形成されている。これらは好ましくはアルカリ系エ
ッチング液を用いてシリコン半導体基板11の表面に高精
度のエッチングを施すことにより形成される。ダイアフ
ラム部14の厚さは感圧素子10の用途によって異なる。枠
状の支持部13の一側部分13ａは他辺に比べて幅が広く，
ダイアフラム部14はシリコン半導体基板11の他側に偏っ
た位置に形成されている。The silicon semiconductor substrate 11 has a frame-shaped supporting portion.
13 and thin diaphragm part (thin film part) that is the pressure receiving part
14 are formed. These are preferably formed by etching the surface of the silicon semiconductor substrate 11 with high precision using an alkaline etching solution. The thickness of the diaphragm portion 14 differs depending on the application of the pressure sensitive element 10. The one side portion 13a of the frame-shaped support portion 13 is wider than the other side,
The diaphragm portion 14 is formed at a position biased to the other side of the silicon semiconductor substrate 11.
【００５８】半導体基板11はその支持部13の下面におい
て絶縁体基板12と陽極接合されている。支持部13の内側
に形成されたダイアフラム部14と絶縁体基板12表面との
間にはギャップ（間隙）15が形成されている。このギャ
ップ15は半導体基板11をエッチングによって削り取るこ
とによって形成されている。絶縁体基板12の内面を均一
に削り取る，または支持部13と絶縁体基板12との間にス
ペーサを設けることによってギャップ15を形成してもよ
い。またダイアフラム部14の形状は矩形に限らず円形で
も良い。ダイアフラム部14は不純物濃度の高いシリコン
半導体基板11によって形成されているため導電性があ
り，可動電極としても機能する。The semiconductor substrate 11 is anodically bonded to the insulator substrate 12 on the lower surface of the supporting portion 13. A gap 15 is formed between the diaphragm portion 14 formed inside the support portion 13 and the surface of the insulating substrate 12. The gap 15 is formed by etching away the semiconductor substrate 11. The gap 15 may be formed by uniformly scraping the inner surface of the insulating substrate 12 or by providing a spacer between the supporting portion 13 and the insulating substrate 12. Further, the shape of the diaphragm portion 14 is not limited to the rectangular shape and may be a circular shape. Since the diaphragm portion 14 is formed of the silicon semiconductor substrate 11 having a high impurity concentration, it has conductivity and also functions as a movable electrode.
【００５９】絶縁体基板12のダイアフラム部14に対向す
る内面には，環状の固定電極16が設けられている。固定
電極16は絶縁体基板12上にアルミニウムまたは他の導電
性材料を蒸着またはスパッタリングすることによって形
成される。固定電極16はダイアフラム部14の面積よりも
やや小さく形成される。An annular fixed electrode 16 is provided on the inner surface of the insulator substrate 12 facing the diaphragm portion 14. The fixed electrode 16 is formed by depositing or sputtering aluminum or another conductive material on the insulating substrate 12. The fixed electrode 16 is formed slightly smaller than the area of the diaphragm portion 14.
【００６０】絶縁体基板12において，ダイアフラム部14
の中央に対向する位置およびフレーム部13の幅広の一側
部分13ａに対向する位置にそれぞれ接続孔17および18が
形成され，その内周面にはメタル・パタ−ン19および20
がをれぞれ形成されている。絶縁体基板12の下面におい
て，環状の固定電極パッド（端子）21および可動電極パ
ッド（端子）22が接続孔17および18の開口縁部にそれぞ
れ形成されている。これらのメタル・パターン19，20お
よびパッド21，22もまたアルミニウム等の金属を堆積す
ることによりつくられる。好ましくは，パッド21，22の
表面にははんだ付け性の良い金が付けられる。固定電極
16，メタル・パターン17および固定電極パッド21は連続
し，相互に電気的に接続されている。また，シリコン半
導体基板11と可動電極パッド22は，半導体基板11に形成
されたメタル・パターン20ａおよびメタル・パタ−ン20
によって電気的に接続されている。固定電極パッド21と
可動電極パッド22は，それぞれ上述したプリント回路基
板40上の固定電極用ランド43および可動電極用ランド44
にはんだまたは導電性接着剤により電気的に接続され
る。固定電極パッド21と固定電極用ランド43とがはんだ
等により接合されるので，接続孔17と圧力導入孔41とが
機密性を保って接続される。In the insulator substrate 12, the diaphragm portion 14
Connecting holes 17 and 18 are formed at positions facing the center of the frame and the wide side portion 13a of the frame portion 13, respectively, and metal patterns 19 and 20 are formed on the inner peripheral surfaces thereof.
Each is formed. On the lower surface of the insulating substrate 12, an annular fixed electrode pad (terminal) 21 and a movable electrode pad (terminal) 22 are formed at the opening edge portions of the connection holes 17 and 18, respectively. These metal patterns 19, 20 and pads 21, 22 are also made by depositing a metal such as aluminum. Preferably, gold having good solderability is attached to the surfaces of the pads 21 and 22. Fixed electrode
16, the metal pattern 17, and the fixed electrode pad 21 are continuous and electrically connected to each other. Further, the silicon semiconductor substrate 11 and the movable electrode pad 22 are composed of the metal pattern 20a and the metal pattern 20 formed on the semiconductor substrate 11.
Are electrically connected by The fixed electrode pad 21 and the movable electrode pad 22 are respectively the fixed electrode land 43 and the movable electrode land 44 on the printed circuit board 40 described above.
Is electrically connected by solder or conductive adhesive. Since the fixed electrode pad 21 and the fixed electrode land 43 are joined by soldering or the like, the connection hole 17 and the pressure introduction hole 41 are connected while keeping the airtightness.
【００６１】圧力導入チューブ51，圧力導入パイプ50，
圧力導入孔41および接続孔（圧力導入孔）17を経て感圧
素子10内部に導入された測定圧力Ｐ１と，ダイアフラム
部14の上面から与えられる基準圧力（大気圧）Ｐａとの
差圧に応じてダイアフラム部14はたわむ。したがってダ
イアフラム部（可動電極）14と固定電極16との間隙が変
化し，電極14と16との間の静電容量Ｃが変化する。この
静電容量Ｃの変化（一般には静電容量Ｃの逆数１／Ｃが
出力データとして用いられることが多い）はＩＣ30によ
って周波数の変化に変換される。この周波数信号は測定
圧力Ｐ１と基準圧力Ｐａとの差圧を表わしている。Pressure introducing tube 51, pressure introducing pipe 50,
Depending on the pressure difference between the measured pressure P1 introduced into the pressure sensitive element 10 through the pressure introduction hole 41 and the connection hole (pressure introduction hole) 17 and the reference pressure (atmospheric pressure) Pa given from the upper surface of the diaphragm portion 14. The diaphragm portion 14 bends. Therefore, the gap between the diaphragm portion (movable electrode) 14 and the fixed electrode 16 changes, and the electrostatic capacitance C between the electrodes 14 and 16 changes. This change in the capacitance C (generally, the reciprocal 1 / C of the capacitance C is often used as output data) is converted into a change in frequency by the IC 30. This frequency signal represents the differential pressure between the measured pressure P1 and the reference pressure Pa.
【００６２】図３を参照して，感圧素子10をプリント回
路基板40上に実装するプロセスについて説明する。A process for mounting the pressure sensitive element 10 on the printed circuit board 40 will be described with reference to FIG.
【００６３】上述したように，感圧素子10の絶縁体基板
12の下面には固定電極パッド21および可動電極パッド22
が形成されている。これに対応してプリント回路基板40
上には，環状の固定電極用ランド43および円形の可動電
極用ランド44が形成されている。また，基板40には，他
の回路部品30，31を接続するためのランド45，ならびに
ランド45相互およびランド45とランド43，44とを接続す
るための配線パターン42（図１）が形成されている（図
３（Ａ））。環状の固定電極用ランド43の中心に形成さ
れた穴はプリント配線基板40の圧力導入孔41と一致して
いる。As described above, the insulating substrate of the pressure sensitive element 10
Fixed electrode pad 21 and movable electrode pad 22 are provided on the lower surface of 12.
Are formed. Corresponding to this, the printed circuit board 40
An annular fixed electrode land 43 and a circular movable electrode land 44 are formed on the top. Further, on the substrate 40, lands 45 for connecting the other circuit components 30, 31 and a wiring pattern 42 (FIG. 1) for connecting the lands 45 to each other and the lands 45 and the lands 43, 44 are formed. (FIG. 3 (A)). The hole formed in the center of the ring-shaped fixed electrode land 43 coincides with the pressure introduction hole 41 of the printed wiring board 40.
【００６４】プリント回路基板40に形成された各ランド
43，44，45上にクリームはんだ46をスクリーン印刷によ
って塗布する（図３（Ｂ））。感圧素子10のパッド21，
22とプリント回路基板40上のランド43，44とがそれぞれ
一致するように，また部品30，31のピンと対応するラン
ド45とが一致するように，感圧素子10および部品30，31
を基板40上に位置決めして配置する（図３（Ｃ））。最
後にリフローによってクリームはんだ46を溶かす。これ
によって感圧素子10，各部品30，31が基板40上に固定さ
れ，かつ配線パターン42によって相互に接続される（図
３（Ｄ））。Each land formed on the printed circuit board 40
Cream solder 46 is applied onto 43, 44 and 45 by screen printing (FIG. 3 (B)). The pad 21 of the pressure sensitive element 10,
22 and the lands 43 and 44 on the printed circuit board 40 are aligned with each other, and the pins of the components 30 and 31 are aligned with the corresponding lands 45, respectively.
Are positioned and arranged on the substrate 40 (FIG. 3C). Finally, the cream solder 46 is melted by reflow. As a result, the pressure sensitive element 10 and the components 30, 31 are fixed on the substrate 40 and are connected to each other by the wiring pattern 42 (FIG. 3 (D)).
【００６５】以上のようにして，ワイヤ・ボンドを使わ
ずに一般の表面実装部品と同じ工程で，感圧素子10をプ
リント回路基板40上に固定しかつ配線パターンに電気的
に接続し，さらに感圧素子10と圧力の導入孔41との気密
性を保った接続を同時に行なうことができる。圧力セン
サの信頼性が向上し，低コスト化，小型化，短い配線長
による回路特性の向上が達成できる。As described above, the pressure sensitive element 10 is fixed on the printed circuit board 40 and electrically connected to the wiring pattern in the same process as that for general surface mount components without using wire bonds, and The pressure-sensitive element 10 and the pressure introducing hole 41 can be simultaneously connected while maintaining airtightness. The reliability of the pressure sensor can be improved, cost can be reduced, size can be reduced, and circuit characteristics can be improved due to short wiring length.
【００６６】感圧素子10および回路部品30，31のプリン
ト回路基板40への実装には，はんだに代えて導電性接着
剤を使用しても良い。使用する接着剤には，好ましくは
その熱膨張率が感圧素子10の絶縁体基板（ガラス）12の
熱膨張率に近く，かつ弾性率が低い物性のものが選択さ
れる。これにより感圧素子10への熱応力が低減でき，圧
力センサの温度特性が向上する。When mounting the pressure sensitive element 10 and the circuit components 30, 31 on the printed circuit board 40, a conductive adhesive may be used instead of solder. The adhesive to be used is preferably selected from those having physical properties whose thermal expansion coefficient is close to that of the insulating substrate (glass) 12 of the pressure sensitive element 10 and whose elastic modulus is low. As a result, the thermal stress on the pressure sensitive element 10 can be reduced, and the temperature characteristics of the pressure sensor are improved.
【００６７】図４，図５および図６は，上述した感圧素
子10の製造プロセスを示している。これらの図は図２
（Ｂ）に相当する断面図である。FIGS. 4, 5 and 6 show a manufacturing process of the pressure sensitive element 10 described above. These figures are shown in Figure 2.
It is a sectional view corresponding to (B).
【００６８】図４は，絶縁体基板12となる絶縁体ウエハ
の加工プロセスを示している，まず材料のガラス・ウエ
ハ12Ａに公知の超音波加工法で接続孔17，18を形成する
（図４（Ａ））。一般にガラスに孔を形成すると，孔は
図示のように錐状になる。次に，ガラス・ウエハ12Ａ全
体に金属膜を蒸着，その他の方法により堆積させる（図
４（Ｂ））。接続孔17，18の内周面にも金属膜（メタル
・パターン）19，20がそれぞれ形成される。ガラス・ウ
エハ12Ａの上下両面に形成された金属膜60は接続孔17，
18の内面のメタル・パターン19，20により電気的に接続
された状態となる。好ましくははんだ付け性のよい金な
どを金属膜60の表面に付ける。ガラス・ウエハ12Ａの上
下面に形成された金属膜60のうち，固定電極16，固定電
極用パッド21および可動電極用パッド22となるべき部分
を残して，他を除去する（図４（Ｃ））。FIG. 4 shows a process of processing an insulator wafer to be the insulator substrate 12. First, the connection holes 17 and 18 are formed in the glass wafer 12A of material by a known ultrasonic processing method (FIG. 4). (A)). Generally, when a hole is formed in glass, the hole has a conical shape as shown. Next, a metal film is deposited on the entire glass wafer 12A by vapor deposition or another method (FIG. 4 (B)). Metal films (metal patterns) 19 and 20 are also formed on the inner peripheral surfaces of the connection holes 17 and 18, respectively. The metal films 60 formed on the upper and lower surfaces of the glass wafer 12A have connection holes 17,
The metal patterns 19 and 20 on the inner surface of 18 are electrically connected. Gold or the like having good solderability is preferably attached to the surface of the metal film 60. Of the metal film 60 formed on the upper and lower surfaces of the glass wafer 12A, the portions to be the fixed electrode 16, the fixed electrode pad 21 and the movable electrode pad 22 are left and the others are removed (FIG. 4C). ).
【００６９】図５はシリコン半導体基板11となる半導体
ウエハの加工プロセスを示している。まず両面研磨した
シリコン・ウエハ11Ａの上下面全体に窒化膜（ＳｉＮ
膜）61を堆積させ，ギャップ15を形成すべき領域の窒化
膜61を除去する。残った窒化膜61はギャップ15を形成す
るときのエッチングのためのマスクとなる（図５
（Ａ））。次に水酸化カリウム（ＫＯＨ）等のアルカリ
水溶液を用いたウエット・エッチング，またはガスプラ
ズマ等を用いたドライ・エッチングにより，シリコン・
ウエハ11Ａ上のマスク61が形成されていない部分を垂直
に削り取り，ギャップ15となるべき凹所形成する（図５
（Ｂ））。FIG. 5 shows a process of processing a semiconductor wafer to be the silicon semiconductor substrate 11. First, a nitride film (SiN
Film 61 is deposited and the nitride film 61 in the region where the gap 15 is to be formed is removed. The remaining nitride film 61 serves as a mask for etching when forming the gap 15 (FIG. 5).
(A)). Next, by wet etching using an alkaline aqueous solution such as potassium hydroxide (KOH) or dry etching using gas plasma, silicon.
A portion of the wafer 11A where the mask 61 is not formed is vertically scraped off to form a recess which should be the gap 15 (FIG. 5).
(B)).
【００７０】シリコン・ウエハ11Ａの両面（エッチング
によって形成された凹所15内を含む）に窒化膜61ａをさ
らに堆積させ，ダイアフラム部14を形成すべき領域の窒
化膜61，61ａを除去する。窒化膜61ａはダイアフラム部
14を形成するディープ・エッチングのためのマスクとな
る（図５（Ｃ））。異方性エッチングにより，シリコン
・ウエハ11Ａの上面を逆メサ状に深く削り取って，薄肉
のダイアフラム部14を形成する（図５（Ｄ））。最後に
シリコン・ウエハ11Ａ両面の窒化膜61，61ａをすべて除
去する（図５（Ｅ））。A nitride film 61a is further deposited on both surfaces of the silicon wafer 11A (including the recess 15 formed by etching), and the nitride films 61, 61a in the region where the diaphragm portion 14 is to be formed are removed. The nitride film 61a is a diaphragm part
It serves as a mask for deep etching to form 14 (FIG. 5C). The upper surface of the silicon wafer 11A is deeply shaved in an inverted mesa shape by anisotropic etching to form a thin diaphragm portion 14 (FIG. 5D). Finally, all the nitride films 61 and 61a on both surfaces of the silicon wafer 11A are removed (FIG. 5 (E)).
【００７１】図６を参照して，このようにして作製され
た半導体ウエハ11Ａの下に絶縁体ウエハ12Ａを配置し，
両者を陽極接合法によって接合する（図６（Ａ））。シ
リコン基板ウエハ11Ａの接続孔18の底面に位置する部分
の下面に金属膜20ａを堆積して，可動電極用パッド22お
よびメタル・パターン20とシリコン半導体基板11との電
気的接続を確保する。Referring to FIG. 6, an insulator wafer 12A is arranged below the semiconductor wafer 11A thus manufactured,
Both are bonded by the anodic bonding method (FIG. 6 (A)). A metal film 20a is deposited on the lower surface of the portion of the silicon substrate wafer 11A located on the bottom surface of the connection hole 18 to secure electrical connection between the movable electrode pad 22 and the metal pattern 20 and the silicon semiconductor substrate 11.
【００７２】このようにして，互いに接合されたシリコ
ン半導体ウエハ11Ａと絶縁体ウエハ12Ａとからなる１枚
のウエハ内に，同一の感圧素子が多数個規則的に配列さ
れたものが得られる。このウエハをダイシングによって
分割すると，個々の感圧素子10が完成する（図６
（Ｂ））。In this way, a large number of the same pressure sensitive elements are regularly arranged in one wafer consisting of the silicon semiconductor wafer 11A and the insulator wafer 12A which are bonded to each other. Dividing this wafer by dicing completes the individual pressure-sensitive elements 10 (FIG. 6).
(B)).
【００７３】図５（Ｄ）に示すディープ・エッチング処
理を図６（Ａ）の陽極接合の後に行っても良い。この場
合は接合によってダイアフラム部14に発生する応力を低
減することができる。The deep etching treatment shown in FIG. 5D may be performed after the anodic bonding shown in FIG. 6A. In this case, the stress generated in the diaphragm portion 14 due to the bonding can be reduced.
【００７４】図７，図８，図９および図１０は，感圧素
子10の製造プロセスの他の例を示している。図７は図４
に対応し，図８および図９は図５に，図１０は図６にそ
れぞれ対応する。これらの図において，図４から図６に
示すものと同一物には同一符号を付し，重複説明を避け
る。図４から図６に示す製造プロセスと異なる点につい
てのみ説明する。FIGS. 7, 8, 9, and 10 show another example of the manufacturing process of the pressure sensitive element 10. FIG. 7 shows FIG.
8 and 9 correspond to FIG. 5, and FIG. 10 corresponds to FIG. 6, respectively. In these figures, the same components as those shown in FIGS. 4 to 6 are designated by the same reference numerals to avoid redundant description. Only differences from the manufacturing process shown in FIGS. 4 to 6 will be described.
【００７５】絶縁体ウエハ加工プロセスにおいて，図７
（Ａ）および（Ｂ）のプロセスは図４（Ａ）および
（Ｂ）のプロセスと同じである。最後に，ガラス・ウエ
ハ12Ａの上下面に形成された金属膜60のうち，固定電極
16，固定電極用パッド21および可動電極用22となるべき
部分に加えて，可動電極用パッド22をメタル・パターン
18を通して半導体基板ウエハ11Ａと電気的に接続するた
めの環状のメタル・パターン22ｂを残して，他を除去す
る（図７（Ｃ））。In the insulator wafer processing process, as shown in FIG.
The process of (A) and (B) is the same as the process of FIG. 4 (A) and (B). Finally, of the metal film 60 formed on the upper and lower surfaces of the glass wafer 12A, the fixed electrode
16, in addition to the portion to be the fixed electrode pad 21 and the movable electrode 22, the movable electrode pad 22 has a metal pattern
The ring-shaped metal pattern 22b for electrically connecting to the semiconductor substrate wafer 11A through 18 is left, and the others are removed (FIG. 7C).
【００７６】半導体ウエハ11Ａの加工プロセスにおい
て，両面研磨したシリコン・ウエハ11Ａにギャップ15と
なるべき凹所を形成するのは図５（Ａ），（Ｂ）に示す
プロセスと同じである（図８（Ａ），（Ｂ））。この
後，すべての窒化膜61を除去する（図８（Ｃ））。In the process of processing the semiconductor wafer 11A, forming a recess to be the gap 15 in the silicon wafer 11A whose both surfaces are polished is the same as the process shown in FIGS. 5A and 5B (FIG. 8). (A), (B)). After that, all the nitride film 61 is removed (FIG. 8C).
【００７７】再びシリコン・ウエハ11Ａ全体（凹所15内
を含む）に窒化膜62を形成し，メタル・パターン20ｂが
接触する範囲の窒化膜61を除去し，残りの窒化膜をエッ
チングのためのマスクとする（図８（Ｄ））。シリコン
・ウエハ11Ａ上のマスク62が形成されていない部分をエ
ッチングにより浅く（メタル・パターン20b の厚さとほ
ぼ同じ深さ）削り取り，凹所24を形成する（図９
（Ｅ））。A nitride film 62 is again formed on the entire silicon wafer 11A (including the recess 15), the nitride film 61 in the area in contact with the metal pattern 20b is removed, and the remaining nitride film is etched. A mask is used (FIG. 8D). A portion of the silicon wafer 11A where the mask 62 is not formed is shallowly removed by etching (to a depth almost equal to the thickness of the metal pattern 20b) to form a recess 24 (FIG. 9).
(E)).
【００７８】シリコン・ウエハ11Ａ全体の表面（凹所24
内を含む）に窒化膜61ａをさらに形成し，ダイアフラム
部14に相当する領域の窒化膜62，61ａを除去して，ダイ
アフラム部14を形成するためのディープ・エッチング用
マスクを形成する（図９（Ｆ））。異方性エッチングに
より，シリコン・ウエハ11Ａの上面を逆メサ状に削り取
って，薄肉のダイアフラム部14を形成する（図９
（Ｇ））。最後にシリコン・ウエハ11Ａ両面の残りの窒
化膜62，61ａを除去する（図９（Ｈ））。The entire surface of the silicon wafer 11A (recess 24
A nitride film 61a is further formed (including the inside), the nitride films 62 and 61a in the region corresponding to the diaphragm portion 14 are removed, and a deep etching mask for forming the diaphragm portion 14 is formed (FIG. 9). (F)). By anisotropic etching, the upper surface of the silicon wafer 11A is shaved in an inverted mesa shape to form a thin diaphragm portion 14 (FIG. 9).
(G)). Finally, the remaining nitride films 62 and 61a on both surfaces of the silicon wafer 11A are removed (FIG. 9 (H)).
【００７９】このようにして作製したシリコン半導体ウ
エハ11Ａの下面に絶縁体ウエハ12Ａを配置し，陽極接合
によって両者を接合する（図１０（Ａ））。メタル・パ
ターン20ｂが凹所24内においてシリコン半導体ウエハ11
Ａの下面に接触し，可動電極14と可動電極パッド22が電
気的に接続される。接合されたウエハをダイシングによ
ってそれぞれのチップに切断し，感圧素子10が完成する
（図１０（Ｂ））。An insulator wafer 12A is placed on the lower surface of the silicon semiconductor wafer 11A thus manufactured, and both are bonded by anodic bonding (FIG. 10 (A)). The metal pattern 20b is formed on the silicon semiconductor wafer 11 in the recess 24.
The movable electrode 14 and the movable electrode pad 22 are electrically connected to each other by contacting the lower surface of A. The bonded wafer is cut into each chip by dicing, and the pressure sensitive element 10 is completed (FIG. 10 (B)).
【００８０】メタル・パターン20ｂとシリコン半導体基
板11との電気的導通性を向上させるために，図９（Ｈ）
に鎖線で示すように，凹所23にあらかじめメタル20ｃを
スパッタなどで付けておいても良い。In order to improve the electrical continuity between the metal pattern 20b and the silicon semiconductor substrate 11, FIG.
As shown by the chain line, the metal 20c may be previously attached to the recess 23 by sputtering or the like.
【００８１】この製造方法によると，シリコン半導体基
板11との電気的接続を実現するためのメタル・パターン
20ｂをあらかじめ形成しておく（これに相当する領域の
メタルを除去せずに残しておく）ので，図６（Ｂ）に示
す金属膜20ａを形成する工程を省くことができ，感圧素
子10の工程の簡略化，作製時間の短縮，低コスト化が図
れる。According to this manufacturing method, a metal pattern for realizing electrical connection with the silicon semiconductor substrate 11 is formed.
Since 20b is formed in advance (the metal in the region corresponding to this is left without being removed), the step of forming the metal film 20a shown in FIG. 6B can be omitted, and the pressure sensitive element 10 The process can be simplified, the manufacturing time can be shortened, and the cost can be reduced.
【００８２】第２実施例 図１１（Ａ）は第２実施例の感圧素子を示す平面図，図
１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のXI−XI線にそう断面図，図
１１（Ｃ）は底面図である。図１２（Ａ）は図１１
（Ａ）のXII−XII線にそう断面図である。Second Embodiment FIG. 11A is a plan view showing a pressure sensitive element of a second embodiment, FIG. 11B is a sectional view taken along line XI-XI of FIG. 11A, and FIG. C) is a bottom view. FIG. 12A shows FIG.
It is a sectional view taken along line XII-XII in (A).
【００８３】図１１（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）はそれ
ぞれ図２（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）に対応している。
図１１において，図２に示すものと同一物には同一符号
を付して重複説明を避け，第１実施例と異なる点に焦点
をあてて説明する。FIGS. 11A, 11B and 11C correspond to FIGS. 2A, 2B and 2C, respectively.
In FIG. 11, the same parts as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals to avoid redundant description, and the description will focus on the points different from the first embodiment.
【００８４】シリコン半導体基板11の枠状の支持部13は
一辺を除いて幅が広く形成されている（この幅の広い側
部をそれぞれ符号13ｂ，13ｃおよび13ｄで示す）。フレ
ーム部13の側部13ｂ，13ｃおよび13ｄに対応する絶縁体
基板12の部分も幅が広く形成されている。The frame-shaped supporting portion 13 of the silicon semiconductor substrate 11 is formed to have a wide width except for one side (the wide side portions are indicated by reference numerals 13b, 13c and 13d, respectively). The width of the portion of the insulating substrate 12 corresponding to the side portions 13b, 13c and 13d of the frame portion 13 is also wide.
【００８５】絶縁体基板12の側部13ｂの側面には半円錐
状の凹部17ｂ，18ｂが形成されている。側部13ｃの側面
にも凹部17ｃ，18ｃが形成されている。凹部17ｂと17ｃ
とを結ぶ直線上に接続孔17の中心があり，凹部18ｂと18
ｃを結ぶ直線上に接続孔18の中心がある。Semiconical recesses 17b and 18b are formed on the side surface of the side portion 13b of the insulating substrate 12. Recesses 17c and 18c are also formed on the side surfaces of the side portion 13c. Recesses 17b and 17c
The center of the connecting hole 17 is on the straight line connecting the
The center of the connection hole 18 is located on the straight line connecting c.
【００８６】凹部17ｂ，17ｃ，18ｂおよび18ｃの内面に
はメタルパタ−ン19ｂ，19ｃ，20ｂおよび20ｃが形成さ
れている。メタルパタ−ン19ｂ，19ｃ，20ｂ，20ｃは凹
部17ｂ，17ｃ，18ｂ，18ｃの上端縁までは達していない
（図１２（Ａ）参照）。Metal patterns 19b, 19c, 20b and 20c are formed on the inner surfaces of the recesses 17b, 17c, 18b and 18c. The metal patterns 19b, 19c, 20b, 20c do not reach the upper edges of the recesses 17b, 17c, 18b, 18c (see FIG. 12 (A)).
【００８７】絶縁体基板12の下面において，固定電極パ
ッド21はメタル・パターン19ｂおよび19ｃの方向にの
び，これらのメタル・パターンとつながっている。同じ
ように可動電極22もがメタル・パターン20ｂ，20ｃの方
向にのびこれらのメタル・パッド20ｂ，20ｃと連続して
いる。On the lower surface of the insulating substrate 12, the fixed electrode pad 21 extends in the direction of the metal patterns 19b and 19c and is connected to these metal patterns. Similarly, the movable electrode 22 extends in the direction of the metal patterns 20b, 20c and is continuous with these metal pads 20b, 20c.
【００８８】図１２（Ｂ）は，上記の構造をもつ感圧素
子10Ａをプリント回路基板40上に実装した状態を示して
いる。固定電極パッド21および可動電極パッド22をはん
だによってプリント回路基板40上のランド43上およびラ
ンド44上に固定するとともに，メタル・パターン19ｂ，
19ｃ，20ｂ，20ｃがプリント回路基板40に形成されたプ
リント配線パターン42にはんだ46によって固定かつ電気
的に接続される。側面からのはんだ46の状態を容易に観
察できるようになり，はんだ検査が容易となる。また，
側面からのはんだ付けにより，固定強度，気密性が高ま
る。FIG. 12B shows a state in which the pressure sensitive element 10A having the above structure is mounted on the printed circuit board 40. The fixed electrode pad 21 and the movable electrode pad 22 are fixed to the land 43 and the land 44 on the printed circuit board 40 by soldering, and the metal pattern 19b,
19c, 20b and 20c are fixed and electrically connected to the printed wiring pattern 42 formed on the printed circuit board 40 by the solder 46. The state of the solder 46 from the side can be easily observed, which facilitates the solder inspection. Also,
Fixing strength and airtightness are improved by soldering from the side.
【００８９】図１３，図１４および図１５は，感圧素子
10Ａの加工プロセスを示している。これらの図は図４，
図５および図６に対応するものである。FIG. 13, FIG. 14 and FIG. 15 are pressure sensitive elements.
The processing process of 10 A is shown. These figures are shown in Figure 4,
This corresponds to FIGS. 5 and 6.
【００９０】図１３は絶縁体基板12となる絶縁体ウエハ
の加工プロセスを示している。まず材料のガラス・ウエ
ハ12Ａに接続孔17，18および凹部形成用孔17Ｂ，17Ｃ，
18Ｂ，18Ｃを形成する（図１３（Ａ）；ただし接続孔18
および凹部形成用孔18Ｂ，18Ｃは見えていない）。ガラ
ス・ウエハ12Ａ全体に金属膜60を蒸着させる（図１３
（Ｂ））。接続孔17，18および凹部形成用孔17Ｂ，17
Ｃ，18Ｂ，18Ｃの内周面にも金属膜19，20，19ｂ，19
ｃ，20ｂ，20ｃがそれぞれ形成される。ガラス・ウエハ
12Ａの上下面に形成された金属膜60のうち，固定電極1
6，固定電極用パッド21および可動電極用パッド22とな
るべき部分を残して，他を除去する（図１３（Ｃ））。
凹部形成用孔17Ｂ，17Ｃ，18Ｂ，18Ｃの内周面に形成さ
れた金属膜19ｂ，19ｃ，20ｂ，20ｃは，後に接合するシ
リコン半導体基板11に接触しないようにするため，孔17
Ｂ，17Ｃ，18Ｂ，18Ｃの上端からはみ出さないように削
り取られる。FIG. 13 shows a processing process of an insulator wafer which becomes the insulator substrate 12. First, the connection holes 17 and 18 and the recess forming holes 17B and 17C are formed in the glass wafer 12A of the material.
18B and 18C are formed (FIG. 13 (A); however, the connection hole 18)
And the recess forming holes 18B and 18C are not visible). A metal film 60 is deposited on the entire glass wafer 12A (see FIG. 13).
(B)). Connection holes 17, 18 and recess forming holes 17B, 17
Metal films 19, 20, 19b, 19 are also formed on the inner peripheral surfaces of C, 18B, 18C.
c, 20b, 20c are formed respectively. Glass wafer
Of the metal film 60 formed on the upper and lower surfaces of 12A, the fixed electrode 1
6, leaving the portions to be the fixed electrode pads 21 and the movable electrode pads 22 and removing the others (FIG. 13C).
The metal films 19b, 19c, 20b, and 20c formed on the inner peripheral surfaces of the recess forming holes 17B, 17C, 18B, and 18C do not contact the silicon semiconductor substrate 11 to be bonded later, so that the holes 17 are formed.
B, 17C, 18B, 18C is cut off so as not to protrude from the upper end.
【００９１】図１４はシリコン半導体基板11となる半導
体ウエハの加工プロセスを示している。両面研磨したシ
リコン・ウエハ11Ａの上下面全体に窒化膜61を堆積さ
せ，ギャップ15を形成すべき領域の窒化膜61を除去する
（図１４（Ａ））。次にエッチングによってシリコン・
ウエハ11Ａ上のマスク61が形成されていない部分を垂直
に削り取り，ギャップ15となるべき凹所を形成する（図
１４（Ｂ））。シリコン・ウエハ11Ａの両面（凹所15内
を含む）に窒化膜61ａをさらに堆積させ，ダイアフラム
部14を形成すべき領域の窒化膜61，61ａを除去する（図
１４（Ｃ））。異方性エッチングによりシリコン・ウエ
ハ11Ａの上面を削り取って，ダイアフラム部14を形成す
る（図１４（Ｄ））。最後にシリコン・ウエハ11両面の
残りの窒化膜61，61ａを除去する（図１４（Ｅ））。FIG. 14 shows a process of processing a semiconductor wafer to be the silicon semiconductor substrate 11. A nitride film 61 is deposited on the entire upper and lower surfaces of the double-side polished silicon wafer 11A, and the nitride film 61 in the region where the gap 15 is to be formed is removed (FIG. 14A). Then by etching silicon
A portion of the wafer 11A on which the mask 61 is not formed is vertically shaved to form a recess which should be the gap 15 (FIG. 14B). A nitride film 61a is further deposited on both surfaces (including the recess 15) of the silicon wafer 11A, and the nitride films 61 and 61a in the region where the diaphragm portion 14 is to be formed are removed (FIG. 14C). The upper surface of the silicon wafer 11A is scraped off by anisotropic etching to form the diaphragm portion 14 (FIG. 14 (D)). Finally, the remaining nitride films 61 and 61a on both surfaces of the silicon wafer 11 are removed (FIG. 14E).
【００９２】図１５を参照して，シリコン半導体ウエハ
11Ａの下に絶縁体ウエハ12Ａを配置し，陽極接合法によ
って接合する（図１５（Ａ））。このとき金属膜19ｂ，
19ｃ，20ｂ，20ｃは，半導体ウエハ11Ａと接触しない。
図６（Ｂ）に示す工程と同様に，接続孔18の底面となる
半導体ウエハ11Ａの下面に金属膜20ａを堆積する。ダイ
シングによってウエハを個々の感圧素子10Ａに分割する
（図１５（Ｂ））。ダイシングは凹部形成用孔17ｂ，17
ｃ，18ｂ，18ｃの中央で行う。Referring to FIG. 15, a silicon semiconductor wafer
An insulator wafer 12A is placed under 11A and bonded by an anodic bonding method (FIG. 15A). At this time, the metal film 19b,
19c, 20b and 20c do not contact the semiconductor wafer 11A.
Similar to the step shown in FIG. 6B, the metal film 20a is deposited on the lower surface of the semiconductor wafer 11A which will be the bottom surface of the connection hole 18. The wafer is divided into individual pressure sensitive elements 10A by dicing (FIG. 15B). The dicing is performed by forming the recess forming holes 17b, 17
Perform at the center of c, 18b, 18c.
【００９３】第３実施例 図１６は第３実施例の圧力センサを示すもので，同図
（Ａ）は圧力導入パイプを取去って示す正面図，同図
（Ｂ）は図１６（Ａ）のXVI −XVI 線にそう断面図であ
る。Third Embodiment FIG. 16 shows a pressure sensor of a third embodiment. FIG. 16 (A) is a front view showing a pressure introducing pipe removed, and FIG. 16 (B) is FIG. 16 (A). Is a sectional view taken along line XVI-XVI of FIG.
【００９４】感圧素子10Ａがプリント回路基板40上に，
その基板11，12が基板40に垂直になるように配置され，
下に位置するメタル・パターン19ｃ，20ｃがプリント回
路基板40上の固定電極用ランド43Ａおよび可動電極用ラ
ンド44Ａにそれぞれはんだ付けされている。これらのラ
ンド43Ａ，44Ａは図１（Ａ）に示すランド43，44のよう
に環状または円形である必要はなく，メタル・パターン
19ｃ，20ｃとの接合に適した方形に形成されている。は
んだ付けプロセスはプリント回路基板40上のランド上に
クリームはんだをスクリーン印刷によって塗り，その上
に感圧素子10Ａのメタル・パターン19ｃ，20ｃが位置す
るように感圧素子10Ａを配置し，リフローによってクリ
ームはんだ46を溶せばよい。The pressure sensitive element 10A is provided on the printed circuit board 40,
The substrates 11 and 12 are arranged so as to be perpendicular to the substrate 40,
The metal patterns 19c and 20c located below are soldered to the fixed electrode land 43A and the movable electrode land 44A on the printed circuit board 40, respectively. These lands 43A and 44A do not have to be circular or circular like the lands 43 and 44 shown in FIG.
It is formed in a square shape suitable for joining with 19c and 20c. In the soldering process, cream solder is applied to the land on the printed circuit board 40 by screen printing, and the pressure sensitive element 10A is arranged so that the metal patterns 19c and 20c of the pressure sensitive element 10A are located on the land, and the reflow process is performed. Melt the cream solder 46.
【００９５】絶縁体基板12の固定電極パッド21上には，
測定圧力を感圧素子10内に導くための真鍮で形成された
圧力導入パイプ50がはんだ接合されている。この圧力導
入パイプ50には圧力導入チューブ51が接続されている。
シリコン半導体基板11にも，基準圧力を導くための圧力
導入パイプ52がダイアフラム部14全体を覆うようにして
接合されている。上記とは逆に，圧力導入パイプ52のシ
リコン半導体基板11との接合面には金がメッキされ，金
とシリコン間の共晶によって圧力導入パイプ52がシリコ
ン半導体基板11に接合されている。圧力導入パイプ52に
は圧力導入チューブ53が接続される。上記とは逆に，圧
力導入パイプ50から基準圧力を，圧力導入パイプ52から
測定圧力を導入するようにしても良い。On the fixed electrode pad 21 of the insulating substrate 12,
A pressure introducing pipe 50 made of brass for guiding the measured pressure into the pressure sensitive element 10 is soldered. A pressure introducing tube 51 is connected to the pressure introducing pipe 50.
A pressure introducing pipe 52 for guiding a reference pressure is also bonded to the silicon semiconductor substrate 11 so as to cover the entire diaphragm portion 14. Contrary to the above, gold is plated on the joint surface of the pressure introducing pipe 52 with the silicon semiconductor substrate 11, and the pressure introducing pipe 52 is joined to the silicon semiconductor substrate 11 by the eutectic between gold and silicon. A pressure introducing tube 53 is connected to the pressure introducing pipe 52. On the contrary to the above, the reference pressure may be introduced from the pressure introducing pipe 50 and the measured pressure may be introduced from the pressure introducing pipe 52.
【００９６】このように感圧素子を縦に配置することに
より，プリント回路基板上で感圧素子が占有する面積が
小さくなるので，プリント回路基板の有効利用を図るこ
とができる。By arranging the pressure-sensitive elements vertically in this way, the area occupied by the pressure-sensitive elements on the printed circuit board is reduced, so that the printed circuit board can be effectively used.
【００９７】感圧素子10Ａをリフロー法によりプリント
回路基板40に固定することに代えて，または加えて，感
圧素子10Ａをプリント回路基板40上に縦に配置し，半円
錐状の凹部17ｃ，18ｃに横方向からはんだを注入しても
良い。この場合，ランド43Ａ，44Ａとシリコン半導体基
板11とがはんだ46を介して電気的に接続してしまうおそ
れがあるので，半導体基板11の内部とその表面（凹部17
ｃ，19ｃに近い部分）との間にｎｐｎ接合部，またはｐ
ｎｐ接合部を形成しておくとよい。図１７においては，
半導体基板11がｎ型シリコン形成され，半導体基板11の
絶縁体基板12との接合面のエッジ部にイオン注入，熱拡
散などの方法によりｎｐｎ構造が形成されている。Instead of or in addition to fixing the pressure-sensitive element 10A to the printed circuit board 40 by the reflow method, the pressure-sensitive element 10A is vertically arranged on the printed circuit board 40, and a semi-conical recess 17c, Solder may be injected laterally into 18c. In this case, the lands 43A and 44A and the silicon semiconductor substrate 11 may be electrically connected to each other via the solder 46, so that the inside of the semiconductor substrate 11 and its surface (the recess 17
(near c, 19c) and npn junction, or p
It is preferable to form the np junction. In FIG. 17,
The semiconductor substrate 11 is formed of n-type silicon, and an npn structure is formed at the edge portion of the bonding surface of the semiconductor substrate 11 with the insulator substrate 12 by a method such as ion implantation or thermal diffusion.
【００９８】第４実施例 図１８は第４実施例を示す図１２（Ｂ）に相当する断面
図である。第４実施例は絶対圧型圧力センサに関連する
ものである。図１８において，図１２（Ｂ）に示すもの
と同一物には同一符号を付し重複説明を避ける。Fourth Embodiment FIG. 18 is a sectional view corresponding to FIG. 12B showing a fourth embodiment. The fourth embodiment relates to an absolute pressure type pressure sensor. In FIG. 18, the same components as those shown in FIG. 12B are designated by the same reference numerals to avoid redundant description.
【００９９】プリント回路基板40に圧力導入孔41が形成
されていない。感圧素子10Ａは真空中でプリント回路基
板40に実装される。感圧素子10Ａの固定電極パッド21お
よび可動電極22がそれぞれプリント回路基板40上の固定
電極用ランド43および可動電極用ランド44にそれぞれは
んだで固定されるとともに，メタル・パターン19ｂ，19
ｃ，20ｂ，20ｃが回路基板40上のランドにはんだ46で固
定される。これより，ギャップ15および接続孔17の内部
が真空に保たれ，絶対圧型圧力センサが実現する。The pressure introducing hole 41 is not formed in the printed circuit board 40. The pressure sensitive element 10A is mounted on the printed circuit board 40 in a vacuum. The fixed electrode pad 21 and the movable electrode 22 of the pressure-sensitive element 10A are fixed to the fixed electrode land 43 and the movable electrode land 44 on the printed circuit board 40 by soldering, respectively, and the metal patterns 19b and 19 are formed.
c, 20b, 20c are fixed to the land on the circuit board 40 with solder 46. As a result, the inside of the gap 15 and the connection hole 17 is kept in a vacuum, and an absolute pressure type pressure sensor is realized.
【０１００】シリコン半導体基板11の上面には，測定圧
力Ｐ１を導くための圧力導入パイプ52がダイアフラム部
14全体を覆うようにして接合されている。圧力導入パイ
プ52の基板11への接合は，接着剤または金−シリコンの
共晶結合を利用すればよい。On the upper surface of the silicon semiconductor substrate 11, a pressure introducing pipe 52 for guiding the measurement pressure P1 is provided with a diaphragm portion.
It is joined so as to cover the entire 14 parts. The pressure introducing pipe 52 may be bonded to the substrate 11 by using an adhesive or a gold-silicon eutectic bond.
【０１０１】以上のように感圧素子10の内部に真空室を
形成するための特別な構造を必要とすることなく，第２
実施例に示す構造をもつ差圧型感圧素子10Ａをそのまま
用いて絶対圧型感圧素子を実現できる。第１実施例に示
す構造をもつ感圧素子10を用いて絶対圧型圧力センサを
実現することもできる。As described above, the second structure without the need for a special structure for forming the vacuum chamber inside the pressure sensitive element 10
An absolute pressure type pressure sensitive element can be realized by using the differential pressure type pressure sensitive element 10A having the structure shown in the embodiment as it is. An absolute pressure type pressure sensor can be realized by using the pressure sensitive element 10 having the structure shown in the first embodiment.
【０１０２】第５実施例 図１９（Ａ）は第５実施例の圧力センサを示す底面図，
図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）のXIX −XIX 線にそう断面
図である。第５実施例の圧力センサでは，感圧素子がス
テム内に実装されている。Fifth Embodiment FIG. 19A is a bottom view showing a pressure sensor of the fifth embodiment,
19B is a sectional view taken along line XIX-XIX in FIG. In the pressure sensor of the fifth embodiment, the pressure sensitive element is mounted inside the stem.
【０１０３】ステム70は周囲を囲む側壁72を有し，測定
圧力Ｐ１を導入するためのパイプ71がステム70の底面
に，底面と垂直に外方に突出するように一体形成されて
いる。ステム70にはまた２つのリード・フレーム73がイ
ンサート成形されている。これらのリード・フレーム73
のステム70内に位置する端部はそれぞれ感圧素子10の底
部に形成された固定電極用パッド21および可動電極用パ
ッド22の形状に一致する形状にエッチングによって形成
されている。ステム70の外部に突出したリード・フレー
ム73の他端部は，図１９（Ｂ）を基準としてそれぞれ一
旦下方に折り曲げられ，ステム70の底面よりも下の位置
において再び水平方向（測定圧力導入方向に対して垂
直）に延びている。The stem 70 has a side wall 72 surrounding the periphery thereof, and a pipe 71 for introducing the measurement pressure P1 is integrally formed on the bottom surface of the stem 70 so as to project outward perpendicularly to the bottom surface. The stem 70 also has two lead frames 73 insert-molded. These lead frames 73
Ends located inside the stem 70 are formed by etching into shapes corresponding to the shapes of the fixed electrode pad 21 and the movable electrode pad 22 formed on the bottom of the pressure sensitive element 10, respectively. The other end of the lead frame 73 protruding to the outside of the stem 70 is once bent downward with reference to FIG. 19 (B), and again in the horizontal direction (measurement pressure introducing direction) at a position below the bottom surface of the stem 70. Perpendicular to).
【０１０４】リード・フレーム73は，好ましくは熱膨張
係数が低く加工性が良い４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金で形成さ
れる。ステムには機械的強度が高く，電気的絶縁性があ
り，成形性に保れたＰＰＳ樹脂が用いられる。The lead frame 73 is preferably formed of a 42% Ni-Fe alloy having a low coefficient of thermal expansion and good workability. The stem is made of PPS resin, which has high mechanical strength, electrical insulation, and moldability.
【０１０５】はんだまたは導電性接着剤を用いて感圧素
子10がリード・フレーム73上に接合されている。２つの
リード・フレーム73はそれぞれ可動電極14および固定電
極16に接続されることになる。感圧素子10の圧力導入孔
17はパイプ71に気密性を保って接続される。ワイヤ・ボ
ンディングを使用しないで小型（薄型）の圧力センサが
得られる。基準圧力（大気圧）を導入するための穴（差
圧穴）75が形成された上蓋74が，ケーシング72上端に形
成された段部76に接着されている。The pressure sensitive element 10 is bonded onto the lead frame 73 using solder or a conductive adhesive. The two lead frames 73 will be connected to the movable electrode 14 and the fixed electrode 16, respectively. Pressure introducing hole of pressure sensitive element 10
17 is connected to the pipe 71 while maintaining airtightness. A small (thin) pressure sensor can be obtained without using wire bonding. An upper lid 74 having a hole (differential pressure hole) 75 for introducing a reference pressure (atmospheric pressure) is adhered to a step portion 76 formed at the upper end of the casing 72.
【０１０６】この圧力センサは感圧素子がステム内に収
められているために取扱いが容易である。また通常の電
子回路部品と同様に回路基板に実装することもできる。This pressure sensor is easy to handle because the pressure sensitive element is housed in the stem. It can also be mounted on a circuit board in the same manner as ordinary electronic circuit components.
【０１０７】図２０（Ａ）は変形例を示す側面図，図２
０（Ｂ）は図２０（Ａ）のXX−XX線にそう断面図であ
る。ステム70には２つのリード・フレーム73が並行に並
んで取付けられ，ステム70の一側から外部に突出してい
る。この外部に突出したリード・フレーム73の端部は，
直角に（測定圧力導入方向に対して平行）曲げられてい
る。ハード・フレーム73の直角に折曲げられた部分が基
板40上のランドにはんだにより固定される。ステム10は
感圧素子10の基板11，12がプリント回路基板40に垂直と
なる姿勢で基板40に固定されることになる。測定圧力導
入パイプ71がプリント回路基板の実装面と平行になる薄
型の圧力センサが実現される。FIG. 20A is a side view showing a modification, and FIG.
0 (B) is a sectional view taken along line XX-XX in FIG. 20 (A). Two lead frames 73 are attached to the stem 70 side by side in parallel and project from one side of the stem 70 to the outside. The end of the lead frame 73 protruding to the outside is
It is bent at a right angle (parallel to the measurement pressure introduction direction). The portion of the hard frame 73 bent at a right angle is fixed to the land on the substrate 40 by soldering. The stem 10 is fixed to the substrate 40 in a posture in which the substrates 11 and 12 of the pressure sensitive element 10 are perpendicular to the printed circuit board 40. A thin pressure sensor in which the measurement pressure introducing pipe 71 is parallel to the mounting surface of the printed circuit board is realized.
【０１０８】第６実施例 図２１は第６実施例を示すものである。第６実施例は加
速度または振動センサに関する。Sixth Embodiment FIG. 21 shows a sixth embodiment. The sixth embodiment relates to an acceleration or vibration sensor.
【０１０９】加速度または振動の検出素子10Ｂがプリン
ト回路基板40上に実装されている。素子10Ｂのダイアフ
ラム部14のほぼ中央には，重り部25が形成されている。
重り部25は上面の面積が下面の面積に比べて小さいメサ
状で，支持部13よりもやや薄く形成されている。重り部
25は他の形状でも良い。重り部25は可動電極としても働
く。他の構成は図１２（Ｂ）に示す第２実施例のものと
同じである。The acceleration or vibration detecting element 10B is mounted on the printed circuit board 40. A weight portion 25 is formed substantially at the center of the diaphragm portion 14 of the element 10B.
The weight portion 25 has a mesa shape in which the area of the upper surface is smaller than the area of the lower surface, and is formed slightly thinner than the support portion 13. Weight part
25 may have other shapes. The weight portion 25 also functions as a movable electrode. The other structure is the same as that of the second embodiment shown in FIG.
【０１１０】プリント回路基板40に垂直に外力（加速度
または振動）が作用すると，これに応じて素子10の重り
部（可動電極）25が変位する。重り部25と固定電極16と
の間の間隙が変化することによりこれらの電極25，16間
の静電容量Ｃが変化する。この静電容量Ｃの変化を固定
電極パッド21および可動電極パッド22（図２１には見え
ていない）を通してプリント回路基板40上の信号処理回
路に取出し，周波数に変換することにより，加速度また
は振動の大きさが検出される。When an external force (acceleration or vibration) is applied vertically to the printed circuit board 40, the weight portion (movable electrode) 25 of the element 10 is displaced accordingly. When the gap between the weight portion 25 and the fixed electrode 16 changes, the capacitance C between these electrodes 25 and 16 changes. The change in the electrostatic capacitance C is taken out to a signal processing circuit on the printed circuit board 40 through the fixed electrode pad 21 and the movable electrode pad 22 (not visible in FIG. 21) and converted into a frequency, whereby acceleration or vibration The size is detected.
【０１１１】図２２は，上述した素子10Ｂをプリント回
路基板40に垂直に配置した例である。固定電極パッド21
および可動電極パッド22にそれぞれ連結するメタル・パ
ターン19ｃ，20ｃが素子10Ｂの側面に形成されているの
で，素子10Ｂの構造を変えることなく縦向きに実装する
ことができる。これによりプリント回路基板40の板面に
平行にはたらく外力も検出することが可能となる。FIG. 22 shows an example in which the element 10B described above is arranged vertically to the printed circuit board 40. Fixed electrode pad 21
Since the metal patterns 19c and 20c respectively connected to the movable electrode pad 22 and the movable electrode pad 22 are formed on the side surface of the element 10B, the element 10B can be mounted vertically without changing its structure. As a result, it becomes possible to detect an external force acting in parallel with the plate surface of the printed circuit board 40.
【０１１２】重り部25を支持する部材は，上述したダイ
アフラム（薄膜）状のものに限らず，重り部25をその一
部で片持ち状に支持する片持ち梁，重り部25をその両部
で両持ち状に支持する両持ち梁，重り部25をその全周に
わたって適当な間隔をあけて支持する梁等であっても良
い。The member for supporting the weight portion 25 is not limited to the above-mentioned diaphragm (thin film) shape, but a cantilever for supporting the weight portion 25 in a cantilevered manner, and the weight portion 25 in both parts. It may be a double-supported beam that is supported in a double-ended manner, or a beam that supports the weight portion 25 at appropriate intervals over the entire circumference thereof.
【０１１３】第７実施例 第７実施例はピエゾ抵抗（歪みゲージ）型感圧素子に関
するものであり，図２３（Ａ）は平面図，図２３（Ｂ）
は図２３（Ａ）のXXIII −XXIII 線にそう断面図，図２
３（Ｃ）は底面図，図２４は半導体基板上の回路構成を
拡大して示すもの，図２５は図２４のXXV −XXV 線にそ
う断面図である。Seventh Embodiment A seventh embodiment relates to a piezoresistive (strain gauge) type pressure sensitive element. FIG. 23 (A) is a plan view and FIG. 23 (B).
2 is a sectional view taken along line XXIII-XXIII in FIG.
3C is a bottom view, FIG. 24 is an enlarged view of the circuit configuration on the semiconductor substrate, and FIG. 25 is a sectional view taken along line XXV-XXV in FIG.
【０１１４】感圧素子10Ｃは，ｎ型シリコンで形成され
た半導体基板11とガラス等から形成される絶縁体基板12
とによって構成されている。シリコン半導体基板11に
は，枠状の支持部13および受圧部である薄肉のダイアフ
ラム部（薄膜部）14がディープ・エッチングによって形
成されている。ダイアフラム部14はシリコン半導体基板
11の中央に形成されている。シリコン半導体基板11は支
持部13の下面において絶縁体基板12と陽極接合されてい
る。ダイアフラム部14と絶縁体基板12との間にはギャッ
プ（間隙）15が形成されている。弾性を有するダイアフ
ラム部14は，圧力を受けると図２３（Ｂ）を基準として
上下方向に変位（振動）する。The pressure sensitive element 10C includes a semiconductor substrate 11 made of n-type silicon and an insulator substrate 12 made of glass or the like.
And is constituted by. On the silicon semiconductor substrate 11, a frame-shaped support portion 13 and a thin diaphragm portion (thin film portion) 14 which is a pressure receiving portion are formed by deep etching. The diaphragm part 14 is a silicon semiconductor substrate.
It is formed in the center of 11. The silicon semiconductor substrate 11 is anodically bonded to the insulator substrate 12 on the lower surface of the support portion 13. A gap (gap) 15 is formed between the diaphragm portion 14 and the insulator substrate 12. The diaphragm portion 14 having elasticity is displaced (vibrated) in the vertical direction with reference to FIG.
【０１１５】シリコン半導体基板11のダイヤフラム部14
の絶縁体基板12に対向する面（図２３（Ｂ）における下
面）に４つのｐ型領域70ａ，70ｂ，70ｃ，70ｄが形成さ
れている。これらのｐ型領域70ａ〜70ｄはピエゾ抵抗と
して働く。半導体基板11の下面の周囲を除いて，その全
面に絶縁膜72が形成されている。これらのピエゾ抵抗70
ａ〜70ｄによってブリッジ回路を形成するように，絶縁
膜72上に配線パターン73が形成され，これらの配線パタ
ーン73とピエゾ抵抗70ａ〜70ｄとが絶縁膜72に形成され
たコンタクトホール77を通して電気的に接続されてい
る。Diaphragm portion 14 of silicon semiconductor substrate 11
Four p-type regions 70a, 70b, 70c and 70d are formed on the surface (lower surface in FIG. 23B) facing the insulating substrate 12 of FIG. These p-type regions 70a-70d act as piezoresistors. An insulating film 72 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 11 except the periphery of the lower surface. These piezoresistors 70
Wiring patterns 73 are formed on the insulating film 72 so as to form a bridge circuit by a to 70d, and these wiring patterns 73 and piezoresistors 70a to 70d are electrically connected through the contact holes 77 formed in the insulating film 72. It is connected to the.
【０１１６】半導体基板11の下面において，両側部に６
つのｐ型領域71が形成されている。このｐ型領域71も，
絶縁膜72上に形成された配線パターン73の端部とコンタ
クトホール78により電気的に接続されている。ｐ型領域
71にそれぞれ接触するようにメタル・パターン74ａ，74
ｂ，74ｃ，74ｄ，74ｅおよび74ｆが形成されている。On the lower surface of the semiconductor substrate 11, 6 on both sides.
One p-type region 71 is formed. This p-type region 71 is also
The end of the wiring pattern 73 formed on the insulating film 72 is electrically connected to the contact hole 78. p-type region
Metal patterns 74a and 74 so as to contact 71 respectively
b, 74c, 74d, 74e and 74f are formed.
【０１１７】ピエゾ抵抗70ａ〜70ｄを含むブリッジ回路
が図２６に示されている。この回路図には上述したメタ
ル・パターン74ａ〜74ｆが端子として図示されている。
ブリッジ回路には電流源90から端子74ｃ，74ｆを通して
電流が供給される。抵抗91は電流調整用である。ブリッ
ジ回路の出力は端子74ｂ，74ｅから得られる。A bridge circuit including piezoresistors 70a-70d is shown in FIG. The metal patterns 74a to 74f described above are shown as terminals in this circuit diagram.
Current is supplied to the bridge circuit from the current source 90 through terminals 74c and 74f. The resistor 91 is for current adjustment. The output of the bridge circuit is obtained from terminals 74b and 74e.
【０１１８】絶縁体基板12の中央には圧力導入孔17が形
成され，その内周面にメタル・パターン19が形成され，
底面のメタル・パターン21に連続している。絶縁体基板
12の両側面には左右計６個の半円錐状の凹部26が形成さ
れており，その内側面にメタルパタ−ン27が形成され，
底面に形成されたメタル・パターン28に連続している。
凹部26の上端縁部には段部75が形成され，これらの段部
75にもメタルパタ−ン76が形成される。半導体基板11に
形成されたメタルパターン74ａ〜74ｆとメタルパタ−ン
76は，シリコン半導体基板11と絶縁体基板12を接合した
ときに相互に接触し，電気的に接続される。A pressure introducing hole 17 is formed in the center of the insulating substrate 12, and a metal pattern 19 is formed on the inner peripheral surface thereof.
It is continuous with the metal pattern 21 on the bottom. Insulator substrate
A total of six left and right half conical recesses 26 are formed on both side surfaces of 12, and a metal pattern 27 is formed on the inner surface thereof.
It is continuous with the metal pattern 28 formed on the bottom surface.
Steps 75 are formed on the upper edge of the recess 26, and these steps are formed.
A metal pattern 76 is also formed on 75. Metal patterns 74a to 74f and a metal pattern formed on the semiconductor substrate 11
When the silicon semiconductor substrate 11 and the insulating substrate 12 are joined together, the 76 contacts each other and are electrically connected.
【０１１９】絶縁体基板12の下面において，圧力導入孔
17の縁部に形成されたメタルパターン21は，接続孔17を
基板40に形成された圧力導入孔に接続するためのもの
で，プリント回路基板40上の電気回路とは電気的には接
続されない。絶縁体基板12の両側下面に形成されたメタ
ル・パターン28はピエゾ抵抗70ａ〜70ｄからなるブリッ
ジ回路に電流を供給したり出力を取出したりするための
もので，プリント回路基板上の電気回路（上述した電流
線90，抵抗91，圧力測定回路等）に接続される。A pressure introducing hole is formed on the lower surface of the insulating substrate 12.
The metal pattern 21 formed on the edge portion of 17 is for connecting the connection hole 17 to the pressure introducing hole formed on the substrate 40, and is not electrically connected to the electric circuit on the printed circuit board 40. . The metal patterns 28 formed on the lower surfaces of both sides of the insulating substrate 12 are for supplying current to the bridge circuit composed of the piezoresistors 70a to 70d and for taking out an output. Current line 90, resistance 91, pressure measuring circuit, etc.).
【０１２０】プリント回路基板の圧力導入穴および接続
孔17を経て感圧素子10内部に導入された測定圧力Ｐ１
と，ダイアフラム部14上面から与えられる基準圧力（大
気圧）Ｐａとの差圧によってダイアフラム部14はたわ
む。このたわみに応じてダイアフラム部14上の４箇所に
設けられたピエゾ抵抗70ａ〜70ｄの抵抗値が変化する。
この結果，ブリッジ回路が不平衛状態となる。その出力
は感圧素子10の側面に設けられたメタル・パターン28を
介してプリント回路基板上の信号処理回路に取出され，
測定圧力Ｐ１と基準圧力Ｐａとの差圧が検知される。The measured pressure P1 introduced into the pressure sensitive element 10 through the pressure introducing hole and the connecting hole 17 of the printed circuit board.
And the differential pressure between the reference pressure (atmospheric pressure) Pa given from the upper surface of the diaphragm portion 14 causes the diaphragm portion 14 to bend. The resistance values of the piezoresistors 70a to 70d provided at the four locations on the diaphragm portion 14 change according to this deflection.
As a result, the bridge circuit is in an unprotected state. The output is taken out to the signal processing circuit on the printed circuit board through the metal pattern 28 provided on the side surface of the pressure sensitive element 10.
The differential pressure between the measured pressure P1 and the reference pressure Pa is detected.
【０１２１】第８実施例 図２７（Ａ）は第７実施例における半導体基板とプリン
ト回路基板との接続構造を一般のＩＣに適用した例を示
す平面図，図２７（Ｂ）は図２７（Ａ）のXXVII −XXVI
I 線にそう断面図，図２７（Ｃ）は底面図，図２８は半
導体基板上に形成された電気回路構成を示す平面図，図
２９は図２８のXXIX−XXIX線にそう断面図，図３０は回
路図である。Eighth Embodiment FIG. 27 (A) is a plan view showing an example in which the connection structure between a semiconductor substrate and a printed circuit board in the seventh embodiment is applied to a general IC, and FIG. A) XXVII-XXVI
Sectional view taken along line I, FIG. 27C is a bottom view, FIG. 28 is a plan view showing an electric circuit structure formed on a semiconductor substrate, and FIG. 29 is a sectional view taken along line XXIX-XXIX in FIG. 30 is a circuit diagram.
【０１２２】ＩＣ80は，ｎ型シリコン半導体基板11と絶
縁体基板12とが陽極接合されることによって構成されて
いる。ｎ型シリコンで形成された半導体基板11と，この
半導体基板11の絶縁体基板12に対向する面に形成された
ｐ型領域81，およびこのｐ型領域81内に形成されたｎ+
領域83によって，図３０に示すようなｎｐｎ型トランジ
スタが形成されている。また半導体基板11上には他のｐ
型領域82も設けられており，ｐｎ接合ダイオードが形成
されている。絶縁膜87上に配線パターン84が形成され，
これらの配線パターン84と半導体基板11，ｐ型領域81，
82およびｎ+ 領域83がコンタクトホール88を通して電気
的に接続されている。基板11下面の両側部に６つのｐ型
領域86が形成され，絶縁膜87上に形成された配線パター
ン84の端部とコンタクトホール89により電気的に接続さ
れている。ｐ型領域86にそれぞれ接触するようにメタル
・パターン85ａ，85ｂ，85ｃ，85ｄ，85ｅおよび85ｆが
形成されている。ＩＣ80の出力はメタルパタ−ン27，28
を介してプリント回路基板上の電気回路に与えられる。The IC 80 is constructed by anodic bonding of the n-type silicon semiconductor substrate 11 and the insulator substrate 12. A semiconductor substrate 11 made of n-type silicon, a p-type region 81 formed on a surface of the semiconductor substrate 11 facing the insulator substrate 12, and an n + formed in the p-type region 81.
The region 83 forms an npn-type transistor as shown in FIG. On the semiconductor substrate 11, another p
A mold region 82 is also provided and a pn junction diode is formed. A wiring pattern 84 is formed on the insulating film 87,
These wiring pattern 84, semiconductor substrate 11, p-type region 81,
82 and n + region 83 are electrically connected through contact hole 88. Six p-type regions 86 are formed on both sides of the lower surface of the substrate 11, and are electrically connected to the ends of the wiring pattern 84 formed on the insulating film 87 by the contact holes 89. Metal patterns 85a, 85b, 85c, 85d, 85e and 85f are formed so as to be in contact with p-type region 86, respectively. The output of IC80 is metal pattern 27, 28.
To the electric circuit on the printed circuit board.
【図１】（Ａ）は圧力センサの平面図，（Ｂ）は（Ａ）
のＩ−Ｉ線にそう断面端面図である。FIG. 1 (A) is a plan view of a pressure sensor, and (B) is (A).
11 is a sectional end view taken along line II of FIG.
【図２】（Ａ）は第１実施例の感圧素子の平面図，
（Ｂ）は（Ａ）のII−II線にそう断面図，（Ｃ）は底面
図である。FIG. 2A is a plan view of the pressure-sensitive element of the first embodiment,
(B) is a sectional view taken along line II-II of (A), and (C) is a bottom view.
【図３】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）は，第１
実施例の感圧素子をプリント回路基板上に実装するプロ
セスを示す図１（Ｂ）に相当する断面図である。3 (A), (B), (C) and (D) are the first
It is sectional drawing equivalent to FIG.1 (B) which shows the process of mounting the pressure sensitive element of an Example on a printed circuit board.
【図４】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は，感圧素子の絶
縁体基板を形成する絶縁体ウエハの加工プロセスを示す
断面図である。4 (A), (B) and (C) are cross-sectional views showing a process of processing an insulator wafer for forming an insulator substrate of a pressure sensitive element.
【図５】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）および（Ｅ）
は，感圧素子の半導体基板を形成する半導体ウエハの加
工プロセスを示す断面図である。FIG. 5 (A), (B), (C), (D) and (E)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a process of processing a semiconductor wafer forming a semiconductor substrate of a pressure sensitive element.
【図６】（Ａ）および（Ｂ）は，感圧素子の作製プロセ
スを示す断面図である。6A and 6B are cross-sectional views showing a manufacturing process of the pressure sensitive element.
【図７】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は，感圧素子の絶
縁体基板を形成する絶縁体ウエハの加工プロセスの他の
例を示す断面図である。7 (A), (B) and (C) are cross-sectional views showing another example of a process of processing an insulator wafer for forming an insulator substrate of a pressure sensitive element.
【図８】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）は，感圧
素子の半導体基板を形成する半導体ウエハの加工プロセ
スの他の例を示す断面図である。8A, 8B, 8C, and 8D are cross-sectional views showing another example of a semiconductor wafer processing process for forming a semiconductor substrate of a pressure-sensitive element.
【図９】（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ）および（Ｈ）は，感圧
素子の半導体基板を形成する半導体ウエハの加工プロセ
スの他の例を示す断面図である。9 (E), (F), (G) and (H) are cross-sectional views showing another example of the processing process of the semiconductor wafer for forming the semiconductor substrate of the pressure sensitive element.
【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は，感圧素子作製プロセ
スの他の例を示す断面図である。10A and 10B are cross-sectional views showing another example of the pressure-sensitive element manufacturing process.
【図１１】（Ａ）は第２実施例の感圧素子を示す平面
図，（Ｂ）は（Ａ）のXI−XI線にそう断面図，（Ｃ）は
底面図である。11A is a plan view showing the pressure-sensitive element of the second embodiment, FIG. 11B is a sectional view taken along line XI-XI of FIG. 11A, and FIG. 11C is a bottom view.
【図１２】（Ａ）は図１１（Ａ）のXII −XII 線にそう
断面図，（Ｂ）はプリント回路基板上に実装した状態を
示す。12A is a sectional view taken along line XII-XII of FIG. 11A, and FIG. 12B shows a state of being mounted on a printed circuit board.
【図１３】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は，感圧素子の
絶縁体基板を形成する絶縁体ウエハの加工プロセスを示
す断面図である。13 (A), (B) and (C) are cross-sectional views showing a process of processing an insulator wafer forming an insulator substrate of a pressure sensitive element.
【図１４】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）および
（Ｅ）は，感圧素子の半導体基板を形成する半導体ウエ
ハの加工プロセスを示す断面図である。14 (A), (B), (C), (D) and (E) are cross-sectional views showing a process of processing a semiconductor wafer forming a semiconductor substrate of a pressure sensitive element.
【図１５】（Ａ）および（Ｂ）は，感圧素子の作製プロ
セスを示す断面図である。15A and 15B are cross-sectional views showing a manufacturing process of the pressure sensitive element.
【図１６】（Ａ）は第３実施例を示す正面図，（Ｂ）は
（Ａ）のXVI −XVI 線にそう断面図である。16A is a front view showing the third embodiment, and FIG. 16B is a sectional view taken along line XVI-XVI in FIG.
【図１７】第３実施例の感圧素子固定部付近の拡大断面
図である。FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of the pressure sensitive element fixing portion and its vicinity according to the third embodiment.
【図１８】第４実施例を示す断面図である。FIG. 18 is a sectional view showing a fourth embodiment.
【図１９】（Ａ）は第５実施例を示す底面図，（Ｂ）は
（Ａ）のXIX −XIX 線にそう断面図である。19A is a bottom view showing the fifth embodiment, and FIG. 19B is a sectional view taken along line XIX-XIX in FIG.
【図２０】（Ａ）は第５実施例の変形例を示す側面図，
（Ｂ）は（Ａ）のXX−XX線にそう断面図である。FIG. 20A is a side view showing a modified example of the fifth embodiment,
(B) is a sectional view taken along line XX-XX of (A).
【図２１】第６実施例を示す断面図である。FIG. 21 is a sectional view showing a sixth embodiment.
【図２２】第６実施例の変形例を示す断面図である。FIG. 22 is a sectional view showing a modification of the sixth embodiment.
【図２３】（Ａ）は第７実施例を示す平面図，（Ｂ）は
（Ａ）のXXIII −XXIII 線にそう断面図，（Ｃ）は底面
図である。23A is a plan view showing a seventh embodiment, FIG. 23B is a sectional view taken along line XXIII-XXIII in FIG. 23A, and FIG.
【図２４】第７実施例における半導体基板に形成された
電気回路構成を拡大して示す配線図である。FIG. 24 is an enlarged wiring diagram showing an electric circuit configuration formed on a semiconductor substrate in a seventh embodiment.
【図２５】図２４のXXV −XXV 線にそう断面図である。25 is a sectional view taken along line XXV-XXV in FIG.
【図２６】第７実施例を示す回路図である。FIG. 26 is a circuit diagram showing a seventh embodiment.
【図２７】（Ａ）は第８実施例を示す平面図，（Ｂ）は
（Ａ）のXXVII −XXVII 線にそう断面図，（Ｃ）は底面
図である。27A is a plan view showing the eighth embodiment, FIG. 27B is a sectional view taken along line XXVII-XXVII in FIG. 27A, and FIG.
【図２８】第８実施例における半導体基板に形成された
電気回路構成を拡大して示す配線図である。FIG. 28 is an enlarged wiring diagram showing an electric circuit configuration formed on a semiconductor substrate in an eighth example.
【図２９】図２８のXXIX−XXIX線にそう断面図である。29 is a sectional view taken along line XXIX-XXIX in FIG.
【図３０】第８実施例を示す回路図である。FIG. 30 is a circuit diagram showing an eighth embodiment.
10 感圧素子 11 シリコン半導体基板 12 絶縁体基板 13 支持部 14 ダイアフラム部 16 固定電極 17，18 接続孔 17ｂ，17ｃ，18ｂ，18ｃ 凹部 19，20，21，22 メタル・パターン 40 プリント回路基板 41 圧力導入孔 10 Pressure-sensitive element 11 Silicon semiconductor substrate 12 Insulator substrate 13 Support portion 14 Diaphragm portion 16 Fixed electrode 17, 18 Connection hole 17b, 17c, 18b, 18c Recessed portion 19, 20, 21, 22 Metal pattern 40 Printed circuit board 41 Pressure Introduction hole
Claims (15)
びこのダイアフラム部を支持するための支持部が形成さ
れた半導体基板，ならびに上記半導体基板の上記支持部
に接合された絶縁体基板とを備え，上記絶縁体基板に
は，上記ダイアフラム部に対応する位置に，上記絶縁体
基板をその厚さ方向に貫通する圧力導入孔が形成され，
上記ダイアフラム部に対向する面に固定電極が形成さ
れ，上記絶縁体基板の上記固定電極が形成された面とは
反対側の面において，上記圧力導入孔の開口縁の全周に
わたって固定電極用端子が形成され，上記圧力導入孔の
内面に導体が形成され，この導体によって上記固定電極
と上記固定電極用端子とが電気的に接続されている，圧
力センサ。1. A semiconductor substrate having a diaphragm portion acting as a movable electrode, a support portion for supporting the diaphragm portion, and an insulator substrate bonded to the support portion of the semiconductor substrate, A pressure introducing hole is formed in the body substrate at a position corresponding to the diaphragm portion to penetrate the insulator substrate in the thickness direction thereof.
A fixed electrode is formed on a surface facing the diaphragm portion, and a fixed electrode terminal is formed on the entire surface of the opening edge of the pressure introducing hole on the surface of the insulator substrate opposite to the surface on which the fixed electrode is formed. And a conductor is formed on the inner surface of the pressure introducing hole, and the fixed electrode and the fixed electrode terminal are electrically connected by the conductor.
位置に，上記絶縁体基板を厚さ方向に貫通する接続孔が
形成され，上記絶縁体基板の上記半導体基板との接合面
とは反対側の面において，上記接続孔の開口縁部に可動
電極用端子が形成され，上記接続孔の内面に導体が形成
され，この導体によって上記半導体基板と上記可動電極
用端子とが電気的に接続されている，請求項１に記載の
圧力センサ。2. A connection hole penetrating the insulating substrate in the thickness direction is formed at a position corresponding to the supporting portion of the insulating substrate, and a connecting surface of the insulating substrate with the semiconductor substrate is formed. On the opposite surface, a movable electrode terminal is formed on the opening edge of the connection hole, and a conductor is formed on the inner surface of the connection hole. The conductor electrically connects the semiconductor substrate and the movable electrode terminal. The pressure sensor according to claim 1, which is connected.
え，上記固定電極用端子が上記金属部と電気的に接続さ
れるように，上記支持体上に上記絶縁体基板が，導電性
材料により固定されている，請求項１に記載の圧力セン
サ。3. A support having a metal part formed on the surface thereof, wherein the insulating substrate is electrically conductive on the support so that the fixed electrode terminal is electrically connected to the metal part. The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure sensor is fixed by a material.
金属部とが表面に形成された支持体を備え，上記固定電
極用端子が上記第１の金属部に，上記可動電極用端子が
上記第２の金属部にそれぞれ電気的に接続されるよう
に，上記絶縁体基板が上記支持体上に導電性材料により
固定されている，請求項２に記載の圧力センサ。4. A support body having a surface on which a first metal portion and a second metal portion which are insulated from each other are formed. The fixed electrode terminal is provided on the first metal portion, and the movable electrode is provided on the movable electrode. The pressure sensor according to claim 2, wherein the insulator substrate is fixed on the support by a conductive material so that the terminals for use are electrically connected to the second metal portion, respectively.
つの凹部が形成され，上記固定電極用端子および可動電
極用端子が上記の対応する凹部までそれぞれ延びている
請求項１または２に記載の圧力センサ。5. At least two on one side of the insulator substrate.
3. The pressure sensor according to claim 1, wherein two recesses are formed, and the fixed electrode terminal and the movable electrode terminal extend to the corresponding recesses, respectively.
向に２つに分割した形状である請求項５に記載の圧力セ
ンサ。6. The pressure sensor according to claim 5, wherein the recess has a shape in which a cylindrical hole or a conical hole is vertically divided into two.
金属部とが表面に形成された支持体を備え，上記の少な
くとも２つの凹部までそれぞれ延びた端子が上記第１お
よび第２の金属部にそれぞれ接続されるように，上記半
導体基板および絶縁体基板が上記支持体の上記表面に垂
直に立てられた状態で，導電性材料により固定されてい
る，請求項５に記載の圧力センサ。7. A support body having a surface on which a first metal portion and a second metal portion are insulated from each other, and terminals extending to the at least two recesses respectively have the first and second metal portions. 6. The semiconductor substrate and the insulator substrate are fixed by a conductive material in a state of standing upright on the surface of the support so as to be respectively connected to the two metal parts. Pressure sensor.
知部を支持するための支持部が形成された半導体基板，
ならびに上記半導体基板の上記支持部に接合された絶縁
体基板とを備え，上記絶縁体基板には，上記半導体基板
の上記感知部および支持部にそれぞれ対応する位置に，
上記絶縁体基板をその厚さ方向に貫通する第１および第
２の接続孔が形成され，上記絶縁体基板の上記可動電極
に対向する面に固定電極が形成され，上記絶縁体基板の
上記固定電極が形成された面と反対側の面において，上
記第１および第２の接続孔の開口周縁に固定電極用端子
および可動電極用端子がそれぞれ形成され，上記第１お
よび第２の接続孔の内周面に導体がそれぞれ形成され，
これらの導体を介して，上記固定電極が固定電極用端子
に，上記半導体基板が上記可動電極用端子にそれぞれ電
気的に接続され，上記固定電極用端子および可動電極用
端子は上記絶縁体基板の一側面にまで延びている，容量
型センサ。8. A semiconductor substrate having a sensing part acting as a movable electrode and a supporting part for supporting the sensing part,
And an insulator substrate joined to the support portion of the semiconductor substrate, the insulator substrate being provided at positions corresponding to the sensing portion and the support portion of the semiconductor substrate, respectively.
First and second connection holes penetrating the insulating substrate in the thickness direction are formed, fixed electrodes are formed on a surface of the insulating substrate facing the movable electrode, and the fixing of the insulating substrate is performed. A fixed electrode terminal and a movable electrode terminal are formed on the opening edges of the first and second connection holes, respectively, on the surface opposite to the surface on which the electrodes are formed. Conductors are formed on the inner surface,
The fixed electrode is electrically connected to the fixed electrode terminal and the semiconductor substrate is electrically connected to the movable electrode terminal via these conductors, and the fixed electrode terminal and the movable electrode terminal are connected to the insulator substrate. Capacitive sensor that extends to one side.
びる少なくとも２つの凹溝が形成され，これらの凹溝内
に上記固定電極用端子および可動電極用端子から延びた
電極部分が形成されている，請求項８に記載の容量型セ
ンサ。9. At least two recessed grooves extending in the thickness direction are formed on one side surface of the insulator substrate, and electrode portions extending from the fixed electrode terminals and the movable electrode terminals are formed in these recessed grooves. 9. The capacitive sensor according to claim 8, which is provided.
の金属部とが表面に形成された支持体を備え，上記の少
なくとも２つの凹溝までそれぞれ延びた端子が上記第１
および第２の金属部にそれぞれ接続されるように，上記
半導体基板および絶縁体基板が上記支持体の上記表面に
垂直に立てられた状態で，導電性材料により固定されて
いる，請求項９に記載の容量型センサ。10. A first metal part and a second part which are insulated from each other.
And a metal member formed on the surface of the support, and the terminals extending to the at least two recessed grooves respectively have the first
10. The semiconductor substrate and the insulator substrate are fixed by a conductive material in a state of standing upright on the surface of the support so as to be respectively connected to the second metal part and the second metal part. The described capacitive sensor.
つの基板が互いに接合されており，上記絶縁体基板には
その厚さ方向に貫通する接続孔が形成され，上記絶縁体
基板の接合面とは反対側の面において，上記接続孔の開
口周縁に接続端子が形成され，上記接続孔の内周面に導
体が形成され，この導体を介して，上記２つの基板の一
方に形成された電気的作用部が上記接続端子に電気的に
接続され，上記接続端子は上記絶縁体基板の一側面にま
で延びている，電気的装置。11. At least one is an insulating substrate 2
Two substrates are bonded to each other, a connection hole penetrating in the thickness direction thereof is formed in the insulating substrate, and on the surface opposite to the bonding surface of the insulating substrate, on the peripheral edge of the opening of the connection hole. A connection terminal is formed, a conductor is formed on an inner peripheral surface of the connection hole, and an electrical action portion formed on one of the two substrates is electrically connected to the connection terminal through the conductor. An electrical device in which the connection terminal extends to one side of the insulating substrate.
え，上記接続端子が上記金属部と接続されるように，導
電性材料により上記基板が上記支持体に固定されてい
る，請求項１１に記載の電気的装置。12. A support body having a metal portion formed on one surface thereof, wherein the substrate is fixed to the support body by a conductive material so that the connection terminal is connected to the metal portion. 11. The electric device according to item 11.
され，この凹溝の内面に上記接続端子が形成されてい
る，請求項１１に記載の電気的装置。13. The electric device according to claim 11, wherein a concave groove is formed on one side surface of the insulating substrate, and the connection terminal is formed on an inner surface of the concave groove.
つの基板が互いに接合され，上記絶縁体基板の少なくと
も一側面に基板の厚さ方向にのびる凹溝が形成され，こ
の凹溝内に接続端子が形成され，上記２つの基板の一方
に形成された電気的作用部が上記接続端子に接続されて
いる，電気的装置。14. At least one is an insulating substrate 2
Two substrates are joined to each other, and a concave groove extending in the thickness direction of the substrate is formed on at least one side surface of the insulating substrate, and a connection terminal is formed in the concave groove, which is formed on one of the two substrates. An electrical device in which an electrical working part is connected to the connection terminal.
つの基板が互いに接合されてなる電気的装置の製造方法
であり，少なくとも一方が絶縁体である２つのウエハを
用意し，絶縁体ウエハにおいて，分割されたときに絶縁
体基板の側辺となる位置に穴をあけ，上記の２つのウエ
ハを接合し，上記絶縁体ウエハの上記の穴の内周面に導
体薄膜を形成し，接合された上記の２つのウエハを上記
の穴の中心を通る線にそって分割する，電気的装置の製
造方法。15. At least one is an insulating substrate 2
A method of manufacturing an electrical device in which two substrates are bonded to each other, and two wafers, at least one of which is an insulator, are prepared, and the positions of the two sides of the insulator wafer are the sides of the insulator substrate when divided. A hole is formed in the wafer, the two wafers are bonded to each other, a conductor thin film is formed on the inner peripheral surface of the hole of the insulator wafer, and the two bonded wafers are connected to each other through a line passing through the center of the hole A method of manufacturing an electrical device that divides along the surface.
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| JP2008047914A (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-28 | Memsic Inc | Wafer level packaging method using wafer via hole with low aspect ratio |
| JP2016145827A (en) * | 2010-10-22 | 2016-08-12 | クリストフ ミートケ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | Implantable device for measuring intracorporeal pressure, featuring remote transmission of measured values |
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005172483A (en) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Pressure sensor |
| JP2008047914A (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-28 | Memsic Inc | Wafer level packaging method using wafer via hole with low aspect ratio |
| JP2016145827A (en) * | 2010-10-22 | 2016-08-12 | クリストフ ミートケ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | Implantable device for measuring intracorporeal pressure, featuring remote transmission of measured values |
| US10675451B2 (en) | 2010-10-22 | 2020-06-09 | Christoph Miethke Gmbh & Co Kg | Hydrocephalus shunt arrangement and components thereof for draining cerebrospinal fluid in a patient having hydrocephalus |
| JP2017538125A (en) * | 2014-12-15 | 2017-12-21 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | Sensor device, in particular sensor device for use in an automobile |
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