WO2017043384A1 - 圧脈波センサの検査方法及び圧脈波センサの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a pressure pulse wave sensor inspection method and a pressure pulse wave sensor manufacturing method.
- a pressure type pressure measuring device that measures a contact pressure with an object to be measured by pressing the object to be measured is known.
- a pulse wave measuring apparatus as an apparatus to which this pressing type pressure measuring apparatus is applied.
- the pulse wave measuring device measures a pressure pulse wave by pressing a substrate having a pressure sensitive element against the body surface in order to measure a pressure pulse wave generated in an artery located relatively shallower than the skin in the living body.
- Measuring the pressure pulse wave of a subject using such a pulse wave measuring device is very important for knowing the health condition of the subject.
- Patent Document 1 is a document relating to this type of pressure-type pulse wave measuring device.
- Patent Document 1 describes a pulse wave detection device including a pressure sensor chip in which a diaphragm is formed on a flat semiconductor substrate, and electrical terminals on the surface of the semiconductor substrate and electrical terminals on a flexible substrate are connected by a brazing material. Has been.
- This diaphragm has a configuration in which a plurality of pressure-sensitive elements are arranged in one direction. From each pressure-sensitive element, a wiring extends toward both sides in an orthogonal direction perpendicular to the one direction, and the end of this wiring is connected to the diaphragm. The flexible substrate is connected.
- Patent Documents 2 and 3 as a method for inspecting the characteristics of a pressure sensor chip, a negative pressure is applied to the diaphragm by sucking the pressure chamber of the pressure sensor chip having a diaphragm structure from the back surface in the state of a wafer. A method for inspecting chip characteristics is described.
- the pressure sensor chip used in the pulse wave measuring device is pressed against the skin in a state where a pressure-sensitive element array in which a plurality of pressure-sensitive elements are arranged in one direction intersects the running direction of the artery.
- the pressure pulse is output based on the pulse wave signal output from the optimum pressure-sensitive element at the optimum pressing force. Waves are to be detected.
- each pressure sensitive element in order to determine the optimum pressure sensitive element, each pressure sensitive element can detect the pressure pulse wave under the same conditions. It is required to have the same detection sensitivity.
- the pressure sensor chip including the pressure-sensitive element array is fixed to a substrate provided with a wiring terminal for electrical connection with an electric terminal of the pressure sensor chip by an adhesive material such as a resin.
- Patent Document 1 does not describe performing a characteristic inspection of the pressure sensor chip.
- Patent Documents 2 and 3 inspect the pressure sensor chip in a wafer state. For this reason, it is impossible to know the characteristics in a state where the diaphragm is distorted by the adhesive as described above.
- Patent Documents 2 and 3 do not relate to a pressure sensor chip that assumes pulse wave measurement, and the importance of performing an inspection while the pressure sensor chip is fixed to a substrate is not recognized.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a pressure pulse wave sensor inspection method and manufacturing method capable of knowing the influence on the detection accuracy of a pressure pulse wave due to a change in use environment.
- the pressure pulse wave sensor inspection method of the present invention includes a pressure-sensitive element array composed of a plurality of pressure-sensitive elements arranged in one direction, and a chip-side terminal portion electrically connected to the pressure-sensitive element array.
- a sensor chip that is used by pressing a pressure-sensitive surface on which the pressure-sensitive element array is formed against the body surface of the living body in a state where the one direction intersects the running direction of the artery of the living body, and the sensor
- a pressure pulse wave sensor inspection method comprising a substrate to which a chip is fixed and having a through-hole, wherein the sensor chip has a recess recessed in a direction perpendicular to the pressure-sensitive surface.
- the pressure pulse wave sensor manufacturing method of the present invention includes a pressure-sensitive element array composed of a plurality of pressure-sensitive elements arranged in one direction, and a chip-side terminal portion electrically connected to the pressure-sensitive element array.
- a sensor chip that is used by pressing a pressure-sensitive surface on which the pressure-sensitive element array is formed against the body surface of the living body in a state where the one direction intersects the running direction of the artery of the living body, and the sensor
- a pressure pulse wave sensor having a substrate to which a chip is fixed and having a through-hole, wherein the sensor chip has a concave portion recessed in a direction perpendicular to the pressure-sensitive surface, and the concave portion is provided in the direction.
- a third step of performing the characteristic evaluation of the sensor chip based on a signal output from the substrate side terminal portion, and a result of the characteristic evaluation of the third step And a fifth step of forming a protective layer that protects the sensor chip determined to be acceptable and the conductive member connecting the chip side terminal portion and the substrate side terminal portion of the sensor chip.
- the present invention it is possible to provide an inspection method and a manufacturing method of a pressure pulse wave sensor capable of knowing the influence on the detection accuracy of the pressure pulse wave due to a change in use environment.
- FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line AA shown in FIG. 2.
- FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line AA shown in FIG. 2.
- FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line AA shown in FIG. 2.
- FIG. 3 is a perspective view which shows the principal part structure which looked at the pressure pulse wave sensor 1 from the side which contacts skin. It is a figure for demonstrating the influence of the stress by the protection member. It is a figure for demonstrating the inspection method of the pressure pulse wave sensor. It is a figure for demonstrating the inspection method of the pressure pulse wave sensor. It is a figure which shows the modification of the perspective view of the pressure pulse wave sensor 1 shown in FIG.
- FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a blood pressure measurement device 100 as a biological information measurement device for explaining an embodiment of the present invention.
- the blood pressure measurement device 100 is, for example, a wrist-worn type that is worn on the wrist.
- the blood pressure measurement device 100 controls the pressure pulse wave sensor 1, a pressure mechanism 2 for pressing the pressure pulse wave sensor 1 against the body surface of the subject, and a signal output from the pressure pulse wave sensor 1. And a control unit 3 that calculates biological information including the blood pressure of the subject based on this signal.
- FIG. 2 is a plan view of the flexible substrate 16 on which the pressure pulse wave sensor 1 shown in FIG. 1 is mounted.
- the flexible substrate 16 has a rectangular shape whose longitudinal direction is a direction Y orthogonal to the direction X, which is one direction, and two pressure pulse wave sensors 1 and a connector 16C are mounted on the surface thereof. .
- the flexible substrate 16 is provided with wiring connected to the connection terminals of the two pressure pulse wave sensors 1 in a resin film. Each wiring is routed to the connector 16C.
- the connector 16C and a connector of a circuit board (not shown) on which the control unit 3 and the like in FIG. 1 are formed are connected.
- the flexible substrate 16 has through holes 16A and 16B substantially in the center of the region where each of the two pressure pulse wave sensors 1 is mounted.
- the through holes 16A and 16B will be described later.
- FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line AA shown in FIG.
- FIG. 4 is a perspective view showing a main configuration of the pressure pulse wave sensor 1 viewed from the side in contact with the skin. In FIG. 4, illustration of some components is omitted. In FIG. 3, components other than the flexible substrate 16 constitute the pressure pulse wave sensor 1.
- the pressure pulse wave sensor 1 includes a sensor chip 10 and a flat substrate 11.
- the sensor chip 10 includes a semiconductor substrate 10A such as a silicon single crystal or a single crystal of a compound semiconductor such as gallium-arsenide.
- the semiconductor substrate 10A has a rectangular shape in which the direction X is the longitudinal direction.
- the substrate 11 is composed of a hard substrate having sufficiently higher rigidity than the semiconductor substrate 10A such as a ceramic substrate or a glass substrate.
- the substrate 11 has a rectangular shape in which the direction X is the longitudinal direction.
- the surface of the semiconductor substrate 10 ⁇ / b> A (the surface that comes into contact with the skin of a living body) is composed of a bridge having four strain resistance elements, and a plurality of pressure sensitive elements S for detecting contact pressure. Are arranged along the direction X.
- the plurality of pressure sensitive elements S arranged in the direction X constitute a pressure sensitive element row 10D.
- illustration of the pressure sensitive element S is abbreviate
- the surface opposite to the surface on which the pressure-sensitive element array 10 ⁇ / b> D is formed (hereinafter referred to as pressure-sensitive surface) is perpendicular to the pressure-sensitive surface (hereinafter referred to as sensor pressing direction).
- a recess 10a that is recessed is formed.
- the semiconductor substrate 10A is configured to have a thin portion (diaphragm) whose thickness in the sensor pressing direction is thinner than other portions due to the recess 10a.
- column 10D is formed in the area
- the portion excluding the recess 10a (in other words, the surface where the recess 10a is formed) is fixed to the surface of the substrate 11 by the adhesive 12.
- the adhesive 12 for example, a resin material such as an ultraviolet curable resin is used.
- the semiconductor substrate 10A is fixed to the surface of the substrate 11 so that the recess 10a of the semiconductor substrate 10A communicates with the atmosphere only through the through hole 11D formed in the substrate 11.
- One pressure pulse wave sensor 1 of the two pressure pulse wave sensors 1 of the blood pressure measurement device 100 is mounted on the flexible substrate 16 so that the through hole 11D and the through hole 16A overlap in a plan view viewed from the pressure-sensitive surface side. Is done.
- the other of the two pressure pulse wave sensors 1 of the blood pressure measurement device 100 is mounted on the flexible substrate 16 so that the through hole 11D and the through hole 16B overlap in the same plan view. .
- the space defined by the semiconductor substrate 10 ⁇ / b> A, the adhesive 12, and the substrate 11 is divided into the through hole 11 ⁇ / b> D of the substrate 11 and the through hole 16 ⁇ / b> A (or the through hole 16 ⁇ / b> B) of the flexible substrate 16. Is maintained at atmospheric pressure (reference pressure).
- the first terminal portion 10B and the second terminal portion 10C that are electrically connected to the pressure-sensitive element array 10D are disposed at both ends in the direction X of the pressure-sensitive surface of the semiconductor substrate 10A.
- the first terminal portion 10B and the second terminal portion 10C are each composed of a plurality of electrode pads arranged in a direction Y orthogonal to the direction X.
- the surface of the substrate 11 to which the semiconductor substrate 10A is bonded and fixed is electrically connected to the third terminal portion 11B and the second terminal portion 10C for electrical connection to the first terminal portion 10B.
- the fourth terminal portion 11C is provided.
- the third terminal portion 11B, the first terminal portion 10B, the second terminal portion 10C, and the fourth terminal portion 11C are oriented in this order in a plan view as viewed from the direction perpendicular to the pressure-sensitive surface of the semiconductor substrate 10A.
- X is arranged side by side.
- the third terminal portion 11B and the fourth terminal portion 11C are each composed of a plurality of electrode pads arranged in a direction Y orthogonal to the direction X. Each terminal of the third terminal portion 11B corresponds to one of the terminals of the first terminal portion 10B. Each terminal of the fourth terminal portion 11C corresponds to one of the terminals of the second terminal portion 10C.
- each terminal of the first terminal portion 10B and the corresponding terminal of the third terminal portion 11B are electrically connected by a wire W1 that is a first conductive member.
- Each terminal of the second terminal portion 10C and the corresponding terminal of the fourth terminal portion 11C are electrically connected by a wire W2 that is a second conductive member.
- the substrate 11 includes a connection terminal connected to each terminal of the third terminal portion 11B and a connection terminal connected to each terminal of the fourth terminal portion 11C on the flexible substrate 16 side. It is exposed on the surface. These connection terminals are connected to the wiring terminals of the flexible substrate 16.
- the wire W1 and the wire W2 are individually covered and protected by the protective member 13.
- the protective member 13 for example, an epoxy resin or a silicone resin is used.
- the resin material for protecting the wire a material whose volume changes greatly due to environmental conditions such as temperature and humidity is often used.
- the pressure-sensitive surface of the semiconductor substrate 10A, the protective member 13 of the wire W1, and the protective member 13 of the wire W2 are covered with a surface coating layer 15 for protecting the surface of the pressure pulse wave sensor 1.
- the surface coating layer 15 is made of, for example, a silicone resin.
- the pressure pulse wave sensor 1 configured as described above has the pressure-sensitive element array 10D in a state where the pressure-sensitive element array 10D is located immediately above the artery and the direction X intersects (preferably orthogonally) the running direction of the artery.
- the pressure-sensitive surface of the semiconductor substrate 10A on which 10D is formed is pressed against the body surface of the living body via the surface coating layer 15 and used. Thereby, from each pressure sensitive element S, an electrical signal corresponding to the strain applied to the thin portion of the semiconductor substrate 10A, that is, a signal representing a pressure fluctuation acting on the pressure sensitive element S is output.
- the control unit 3 adjusts the pressing state of the pressure pulse wave sensor 1 on the body surface by the pressing mechanism 2, and based on the signal output from the pressure pulse wave sensor 1, the optimum pressure sensitive element After determining the optimum pressing force, the pressure pulse wave is measured based on the signal output from the optimum pressure-sensitive element at the optimum pressing force, and the biological information such as the blood pressure value and the pulse rate is obtained based on the pressure pulse wave. calculate.
- the protective member 13 is often made of a material whose volume change increases with changes in temperature and humidity.
- the pressure pulse wave sensor 1 has a configuration in which the protective member 13 is provided on both ends in the direction X of the pressure-sensitive element array 10D. For this reason, the detection sensitivity of each pressure-sensitive element S in the pressure-sensitive element row 10D is as shown in FIG.
- FIG. 5 shows ideal sensitivity characteristics in which the detection sensitivity of each pressure-sensitive element S is constant, sensitivity characteristics of the pressure-sensitive element array 10D when compressive stress is generated by the protective member 13, and tensile stress by the protective member 13. 4 shows the sensitivity characteristics of the pressure-sensitive element array 10D when the above occurs.
- the pressure-sensitive sensor is located close to the protection member 13 due to the stress generated by the deformation of the protection member 13. It can be seen that the sensitivity varies between the element S and the pressure sensitive element S located far from the protective member 13.
- the sensor chip 10 is fixed to the substrate 11, the sensor chip 10 and the substrate 11 are electrically connected by the conductive members (wires W1, W2), and the conductive member is protected by the protective member 13. In this state, it is important to evaluate the sensor chip 10 based on the signal output from the pressure-sensitive element array 10D.
- 6 and 7 are diagrams for explaining an inspection method of the pressure pulse wave sensor 1.
- 6 and 7 correspond to the cross-sectional view of FIG. 3, and the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
- a sensor chip 10 in which a first terminal portion 10B, a second terminal portion 10C, and a pressure sensitive element array 10D are formed on a semiconductor substrate 10A, a third terminal portion 11B, and a fourth terminal portion 11C are provided.
- a formed substrate 11 is prepared.
- the sensor chip 10 is fixed to the surface of the substrate 11 with the adhesive 12 in a state where the recess 10a is superimposed on the region including the through hole 11D of the substrate 11.
- each terminal of the first terminal portion 10B and a terminal of the third terminal portion 11B corresponding to each terminal are connected by the wire W1.
- each terminal of the second terminal portion 10C and a terminal of the fourth terminal portion 11C corresponding to each terminal are connected by a wire W2.
- the element is mounted on the flexible substrate 16 in a state where the through hole 11D of the element in the process of creating the state of FIG. 6C and the through hole 16A of the flexible substrate 16 are overlapped. Thereby, the connector 16C of the flexible substrate 16 and the pressure-sensitive element array 10D are electrically connected.
- the connector 16C is connected to an inspection device that acquires the output signal of each pressure-sensitive element S of the pressure-sensitive element array 10D and performs a process of evaluating the characteristics of the sensor chip 10 based on the acquired output signal.
- the flexible substrate 16 is set in the suction device 30 so that the suction hole 30a of the suction device 30 having the suction hole 30a for sucking air and the through hole 16A overlap.
- the suction device 30 sucks air from the suction hole 30a, the pressure in the space defined by the semiconductor substrate 10A, the adhesive material 12, and the substrate 11 is reduced, and the pressure of the semiconductor substrate 10A in which the pressure-sensitive element array 10D is formed is reduced. Negative pressure is applied to the thin portion.
- the output signal of each pressure-sensitive element S is acquired by the above-described inspection apparatus, and the characteristic evaluation of the sensor chip 10 is performed according to a predetermined evaluation algorithm. This characteristic evaluation is performed while changing the temperature and humidity of the environment where the pressure pulse wave sensor 1 in the process of creation is placed.
- a variation in the detection sensitivity of each pressure-sensitive element S in the pressure-sensitive element row 10D is obtained, and an element in which the variation is within an allowable range is determined to be acceptable.
- the element in the process of being determined to pass is transferred to the surface coating process.
- the two protective members 13 and the exposed surface of the sensor chip 10 are covered with a protective material such as a silicone-based resin to form the surface coating layer 15.
- the surface coating layer 15 covers and protects the sensor chip 10 and the protective member 13 and constitutes a protective layer.
- the characteristic evaluation of the sensor chip 10 is performed in the state where the protective member 13 having a high possibility of affecting the characteristic of the pressure-sensitive element array 10D is formed, the pressure pulse wave due to the change of the use environment Thus, it becomes possible to manufacture a pressure pulse wave sensor with improved pressure pulse wave detection accuracy.
- the characteristic evaluation of the sensor chip 10 can be performed without touching the semiconductor substrate 10A. For this reason, it is possible to evaluate the characteristics before forming the surface coating layer 15 and to improve the production efficiency because it is not necessary to form the surface coating layer 15 for the rejected elements. Can do.
- the characteristic evaluation of the sensor chip 10 is performed after the protective member 13 is formed.
- the characteristics of the sensor chip 10 may be evaluated by mounting the substrate 11 on the flexible substrate 16 from the state of FIG. 6B and performing air suction from the through hole 11D and the through hole 16A.
- the characteristics of the sensor chip 10 may change due to variations in the amount of the adhesive 12 applied.
- the adhesive 12 when a material that changes in volume depending on temperature and humidity is used as the adhesive 12, it can be considered that the characteristics of the sensor chip 10 change depending on the use environment.
- the rejected element can be identified at an early stage, and the production efficiency can be improved.
- the protective member 13 is formed after the characteristic evaluation of the sensor chip 10. For example, if a protective member 13 having a small volume change due to temperature and humidity is used, the sensor chip 10 is subjected to the characteristic evaluation after the characteristic evaluation. The characteristic can be prevented from changing greatly, and the performance can be ensured. Further, in this modification, after the protective member 13 is formed, the surface coating layer 15 is formed by covering the exposed surface of the sensor chip 10 and the protective member 13 with a protective material such as a resin, thereby forming the pressure pulse wave sensor. Finalize.
- the degree of freedom in selecting the material of the protection member 13 is increased, and the inspection is performed in consideration of the influence of both the adhesive 12 and the protection member 13 on the characteristics of the pressure-sensitive element array 10D. Therefore, it can be particularly preferably implemented.
- the pressure pulse wave sensor 1 is provided with chip-side terminal portions composed of a first terminal portion 10B and a second terminal portion 10C at both ends in the direction X of the pressure-sensitive surface of the semiconductor substrate 10A, and the first terminal portion 10B. And the board side terminal part comprised by the 3rd terminal part 11B and the 4th terminal part 11C corresponding to each of the 2nd terminal part 10C was set.
- a chip-side terminal portion including terminals electrically connected to each pressure-sensitive element S only at one of both end portions in the direction X of the pressure-sensitive surface of the semiconductor substrate 10A. 10E may be provided.
- a substrate-side terminal portion 11E made of may be formed.
- the pressure-sensitive element S located at a position close to the protective member due to the stress generated by the deformation of the protective member that covers the conductive member that connects the chip-side terminal portion 10E and the substrate-side terminal portion 11E.
- the sensitivity may vary with the pressure sensitive element S located far from the protective member. For this reason, the inspection method of this embodiment which can test
- the pressure pulse wave sensor 1 is advantageous for downsizing.
- a wrist-mounted blood pressure measuring device that detects a pressure pulse wave of the radial artery of the wrist has been described, but it may be applied to the carotid artery or the dorsal artery.
- the pressure-sensitive element S for detecting the contact pressure is not limited to the one using the bridge circuit and the diaphragm, but may be another known configuration.
- the blood pressure measurement device 100 has two pressure pulse wave sensors 1. However, if there is at least one pressure pulse wave sensor 1, it is possible to detect the pressure pulse wave and measure biological information. is there.
- connection between each terminal of the first terminal portion 10B and the corresponding terminal of the third terminal portion 11B is not limited to a wire, and may be performed by a conductive member such as a conductive paste.
- connection between each terminal of the second terminal portion 10C and the corresponding terminal of the fourth terminal portion 11C is not limited to a wire, and may be performed by a conductive member such as a conductive paste, for example.
- the protective member 13 for protecting the wiring formed by the conductive member is necessary, and the present invention is effective.
- the connector 16C of the flexible substrate 16 and the inspection device are connected and the characteristics of the sensor chip 10 are evaluated.
- An inspection probe may be brought into contact with the connection terminal exposed to the signal to take out a signal from the sensor chip 10. In this case, the flexible board is not wasted in the rejected element.
- the disclosed method for inspecting a pressure pulse wave sensor includes: a pressure-sensitive element array including a plurality of pressure-sensitive elements arranged in one direction; and a chip-side terminal portion electrically connected to the pressure-sensitive element array.
- a sensor chip that is used by pressing a pressure-sensitive surface on which the pressure-sensitive element array is formed against the body surface of the living body in a state where the one direction intersects the running direction of the artery of the living body, and the sensor
- a pressure pulse wave sensor inspection method comprising a substrate to which a chip is fixed and having a through-hole, wherein the sensor chip has a recess recessed in a direction perpendicular to the pressure-sensitive surface.
- the sensor chip A second step of connecting the substrate-side terminal portion of the fixed substrate and the chip-side terminal portion by a conductive member; and after the second step, air is sucked from the through-hole of the substrate to achieve the feeling.
- the chip-side terminal portion includes a first terminal portion and a second terminal portion respectively disposed at both ends of the pressure-sensitive surface in the one direction, and the substrate
- the side terminal portion includes a third terminal portion and a fourth terminal portion formed on a surface to which the sensor chip of the substrate is bonded and fixed, and when viewed from a direction perpendicular to the pressure sensitive surface, Three terminal portions, the first terminal portion, the second terminal portion, and the fourth terminal portion are arranged in the one direction in this order, and in the second step, the first terminal And the third terminal portion are connected by a first conductive member, the second terminal portion and the fourth terminal portion are connected by a second conductive member, and prior to the third step. , Holding the first conductive member and the second conductive member formed in the second step, respectively.
- a fourth step of covering a member is further comprising.
- the disclosed method for manufacturing a pressure pulse wave sensor includes: a pressure-sensitive element array including a plurality of pressure-sensitive elements arranged in one direction; and a chip-side terminal portion electrically connected to the pressure-sensitive element array.
- a sensor chip that is used by pressing a pressure-sensitive surface on which the pressure-sensitive element array is formed against the body surface of the living body in a state where the one direction intersects the running direction of the artery of the living body, and the sensor
- a pressure pulse wave sensor having a substrate to which a chip is fixed and having a through-hole, wherein the sensor chip has a concave portion recessed in a direction perpendicular to the pressure-sensitive surface, and the concave portion is provided in the direction.
- the sensor chip A second step of connecting the substrate-side terminal portion of the fixed substrate and the chip-side terminal portion by a conductive member; and after the second step, air is sucked from the through-hole of the substrate to achieve the feeling.
- a third step of performing the characteristic evaluation of the sensor chip based on a signal output from the substrate side terminal portion, and a result of the characteristic evaluation of the third step And a fifth step of forming a protective layer that protects the sensor chip determined to be acceptable and the conductive member connecting the chip side terminal portion and the substrate side terminal portion of the sensor chip.
- the chip-side terminal portion includes a first terminal portion and a second terminal portion respectively disposed at both ends of the pressure-sensitive surface in the one direction, and the substrate
- the side terminal portion includes a third terminal portion and a fourth terminal portion formed on a surface to which the sensor chip of the substrate is bonded and fixed, and when viewed from a direction perpendicular to the pressure sensitive surface, Three terminal portions, the first terminal portion, the second terminal portion, and the fourth terminal portion are arranged in the one direction in this order, and in the second step, the first terminal And the third terminal portion are connected by a first conductive member, the second terminal portion and the fourth terminal portion are connected by a second conductive member, and prior to the third step.
- the fifth step is to form the protective layer by covering the protective member and the exposed surface of the sensor chip with a protective material.
- the present invention it is possible to provide an inspection method and a manufacturing method of a pressure pulse wave sensor capable of knowing the influence on the detection accuracy of the pressure pulse wave due to a change in use environment.
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Abstract
使用環境の変化による圧脈波の検出精度への影響を知ることのできる圧脈波センサの検査方法を提供する。凹部(10a)によって厚みの薄くなった部分に感圧素子列(10D)が形成された半導体基板(10A)と、感圧素子列(10D)と電気的に接続された端子部(10B,10C)とを有するセンサチップ(10)を、凹部(10a)が基板(11)の貫通孔(11D)のみによって大気と連通するように、基板(11)に接着固定した後、基板(11)の端子部(11B,11C)とセンサチップ(10)の端子部(10B,10C)とをワイヤ(W1,W2)により接続し、その後、貫通孔(11D)から空気を吸引して、感圧素子列(10D)が形成される面に負圧を印加した状態で、基板(11)の端子部(11B,11C)から出力される信号に基づいてセンサチップ(10)の特性評価を行う。
Description
本発明は、圧脈波センサの検査方法及び圧脈波センサの製造方法に関する。
一般に、被測定物に押圧することによりその被測定物との間の接触圧を測定する押圧式の圧力測定装置が知られている。この押圧式の圧力測定装置を応用した装置として、脈波測定装置がある。
脈波測定装置は、生体内の皮膚より比較的浅いところに位置する動脈に発生する圧脈波を測定するために、感圧素子を有する基板を体表に押圧して圧脈波を測定する装置である。このような脈波測定装置を用いて被験者の圧脈波を測定することは、被験者の健康状態を知るために非常に重要である。
この押圧式の脈波測定装置においては、感圧素子として歪ゲージやダイヤフラムを利用した圧力センサチップが用いられるのが一般的である。この種の押圧式の脈波測定装置に関する文献として、例えば特許文献1がある。
特許文献1には、平板状の半導体基板にダイヤフラムが形成され、半導体基板表面の電気端子とフレキシブル基板の電気端子とが、ろう材によって接続された圧力センサチップを搭載する脈波検出装置が記載されている。
このダイヤフラムは、複数の感圧素子が一方向に配列された構成であり、各感圧素子からは、一方向と直交する直交方向の両側に向かって配線が伸びて、この配線の端部に、フレキシブル基板が接続される構成となっている。
また、特許文献2,3には、圧力センサチップの特性検査方法として、ダイヤフラム構造の圧力センサチップの圧力室をウエハ状態で裏面から吸引することで、ダイヤフラムに負圧を印加して、圧力センサチップの特性検査を行う方法が記載されている。
脈波測定装置に用いる圧力センサチップは、複数の感圧素子を一方向に配列した感圧素子列が動脈の走行方向に対して交差する状態で皮膚に押し当てられる。脈波測定装置では、圧力センサチップを動脈上に位置決めして最適感圧素子および最適押圧力を決定した後、その最適押圧力において最適感圧素子から出力された脈波信号に基づいて圧脈波が検出されるようになっている。
このため、脈波測定装置に用いる圧力センサチップにおいては、最適感圧素子を決定するために、どの感圧素子でも同じ条件で圧脈波を検出できるように、複数の感圧素子の各々の検出感度を揃えておくことが求められる。
感圧素子列を含む圧力センサチップは、この圧力センサチップの電気端子と電気的に接続するための配線端子が設けられた基板に、樹脂等の接着材によって固定される。
この場合、圧力センサチップと基板とを接着する接着材が温度及び湿度によって変形するものであると、圧力センサチップには、環境の変化によって応力が加わることがある。このような応力が発生すると、感圧素子列の各感圧素子の検出感度がばらつくことになり、圧脈波を精度よく検出することが難しくなる。
このため、脈波測定装置に用いる圧力センサチップにおいては、圧力センサチップを基板に固定した状態での特性検査が重要となる。
特許文献1には、圧力センサチップの特性検査を行うことについての記載はない。
特許文献2,3に記載の検査方法は、圧力センサチップをウエハ状態で検査するものである。このため、上述したような接着材によってダイヤフラムに歪みが加わった状態での特性を知ることはできない。
また、特許文献2,3は、脈波測定を想定した圧力センサチップに関するものではなく、圧力センサチップを基板に固定した状態で検査を行うことの重要性については認識されていない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、使用環境の変化による圧脈波の検出精度への影響を知ることのできる圧脈波センサの検査方法及び製造方法を提供することを目的とする。
本発明の圧脈波センサの検査方法は、一方向に配列された複数の感圧素子により構成される感圧素子列と、前記感圧素子列と電気的に接続されたチップ側端子部とを有し、前記一方向が生体の動脈の走行方向に交差する状態で、前記感圧素子列の形成される感圧面が前記生体の体表面に押圧されて使用されるセンサチップと、前記センサチップが固定されかつ貫通孔を有する基板と、を有する圧脈波センサの検査方法であって、前記センサチップは、前記感圧面に垂直な方向に凹む凹部を有し、前記凹部によって前記方向に厚みの薄くなった部分に前記感圧素子列が形成されており、前記凹部が前記基板の前記貫通孔のみによって大気と連通するように、前記基板に前記センサチップを接着固定する第一の工程と、前記センサチップが接着固定された前記基板の基板側端子部と前記チップ側端子部とを導電部材により接続する第二の工程と、前記第二の工程後に、前記基板の前記貫通孔から空気を吸引して前記感圧面に負圧を印加した状態で、前記基板側端子部から出力される信号に基づいて前記センサチップの特性評価を行う第三の工程と、を備えるものである。
本発明の圧脈波センサの製造方法は、一方向に配列された複数の感圧素子により構成される感圧素子列と、前記感圧素子列と電気的に接続されたチップ側端子部とを有し、前記一方向が生体の動脈の走行方向に交差する状態で、前記感圧素子列の形成される感圧面が前記生体の体表面に押圧されて使用されるセンサチップと、前記センサチップが固定されかつ貫通孔を有する基板と、を有する圧脈波センサの製造方法であって、前記センサチップは、前記感圧面に垂直な方向に凹む凹部を有し、前記凹部によって前記方向に厚みの薄くなった部分に前記感圧素子列が形成されており、前記凹部が前記基板の前記貫通孔のみによって大気と連通するように、前記基板に前記センサチップを接着固定する第一の工程と、前記センサチップが接着固定された前記基板の基板側端子部と前記チップ側端子部とを導電部材により接続する第二の工程と、前記第二の工程後に、前記基板の前記貫通孔から空気を吸引して前記感圧面に負圧を印加した状態で、前記基板側端子部から出力される信号に基づいて前記センサチップの特性評価を行う第三の工程と、前記第三の工程の特性評価の結果に基づいて合格と判定されたセンサチップと、前記センサチップの前記チップ側端子部及び前記基板側端子部を接続する導電部材と、を保護する保護層を形成する第五の工程と、を備えるものである。
本発明によれば、使用環境の変化による圧脈波の検出精度への影響を知ることのできる圧脈波センサの検査方法及び製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態を説明するための生体情報測定装置としての血圧測定装置100の構成を示すブロック図である。血圧測定装置100は、例えば手首に装着して用いる手首装着型のものである。
血圧測定装置100は、圧脈波センサ1と、圧脈波センサ1を被験者の体表面に押圧するための押圧機構2と、圧脈波センサ1から出力される信号に基づいて押圧機構を制御したり、この信号に基づいて被験者の血圧を含む生体情報を算出したりする制御部3と、を備える。
図2は、図1に示す圧脈波センサ1が実装されるフレキシブル基板16の平面図である。
フレキシブル基板16は、一方向である方向Xに直交する方向Yが長手方向となる矩形状となっており、その表面には、2つの圧脈波センサ1と、コネクタ16Cとが実装されている。
フレキシブル基板16は、樹脂フィルム内に、2つの圧脈波センサ1の各々の接続端子と接続された配線が設けられている。各配線は、コネクタ16Cまで引き回されている。コネクタ16Cと、図1の制御部3等が形成された図示しない回路基板のコネクタとが接続される。
また、フレキシブル基板16は、2つの圧脈波センサ1の各々が実装される領域の略中央に貫通孔16A,16Bを有している。貫通孔16A,16Bについては後述する。
図3は、図2に示すA-A線の断面模式図である。図4は、圧脈波センサ1を皮膚と接触する側から見た要部構成を示す斜視図である。図4では、一部の構成要素の図示を省略している。図3において、フレキシブル基板16以外の構成要素は、圧脈波センサ1を構成する。
図4に示すように、圧脈波センサ1は、センサチップ10と、平板状の基板11と、を備える。
センサチップ10は、シリコン単結晶や、ガリウム-砒素などの化合物半導体の単結晶等の半導体基板10Aを備える。半導体基板10Aは、方向Xが長手方向となる矩形状となっている。
基板11は、セラミック基板やガラス基板等の半導体基板10Aよりも十分に剛性の高い硬質基板により構成されている。基板11は、方向Xが長手方向となる矩形状となっている。
図4に示すように、半導体基板10Aの表面(生体の皮膚と接触する側の面)には、4つの歪抵抗素子を有するブリッジから成り、接触圧を検知するための感圧素子Sが複数個、方向Xに沿って配列されている。方向Xに並ぶこの複数の感圧素子Sにより、感圧素子列10Dが構成される。なお、図3では感圧素子Sの図示は省略している。
図3に示すように、半導体基板10Aにおいて、感圧素子列10Dが形成される面(以下、感圧面という)の反対面には、感圧面に垂直な方向(以下、センサ押し当て方向という)に凹む凹部10aが形成されている。
半導体基板10Aは、この凹部10aによって、センサ押し当て方向における厚みが他の部分よりも薄い薄肉部(ダイヤフラム)を有する構成となっている。そして、この凹部10aの底面の反対側にある感圧面の領域に感圧素子列10Dが形成されている。
半導体基板10Aの感圧面の反対面のうち凹部10aを除く部分(言い換えると凹部10aが形成された面)は、接着材12によって基板11の表面に固定されている。接着材12は、例えば紫外線硬化樹脂の樹脂系材料が用いられる。
半導体基板10Aの凹部10aが、基板11に形成された貫通孔11Dのみによって大気と連通するように、半導体基板10Aは基板11の表面に固定されている。
血圧測定装置100の2つの圧脈波センサ1のうちの一方の圧脈波センサ1は、感圧面側からみた平面視において貫通孔11Dと貫通孔16Aとが重なるように、フレキシブル基板16に実装される。また、血圧測定装置100の2つの圧脈波センサ1のうちの他方の圧脈波センサ1は、同平面視において貫通孔11Dと貫通孔16Bとが重なるように、フレキシブル基板16に実装される。
この構成により、圧脈波センサ1において、半導体基板10Aと接着材12と基板11とで区画される空間が、基板11の貫通孔11Dとフレキシブル基板16の貫通孔16A(又は貫通孔16B)とによって大気圧(基準圧)に保たれる。
半導体基板10Aの感圧面の方向Xにおける両端部には、感圧素子列10Dと電気的に接続された第一の端子部10B及び第二の端子部10Cが配置されている。第一の端子部10Bと第二の端子部10Cは、それぞれ、方向Xに直交する方向Yに並ぶ複数の電極パッドにより構成される。
基板11の半導体基板10Aが接着固定された表面には、第一の端子部10Bと電気的に接続するための第三の端子部11Bと、第二の端子部10Cと電気的に接続するための第四の端子部11Cとが設けられている。
半導体基板10Aの感圧面に垂直な方向から見た平面視において、第三の端子部11B、第一の端子部10B、第二の端子部10C、及び第四の端子部11Cはこの順で方向Xに並んで配置されている。
第三の端子部11Bと第四の端子部11Cは、それぞれ、方向Xに直交する方向Yに並ぶ複数の電極パッドにより構成される。第三の端子部11Bの各端子は、第一の端子部10Bのいずれかの端子に対応している。第四の端子部11Cの各端子は、第二の端子部10Cのいずれかの端子に対応している。
図3に示すように、第一の端子部10Bの各端子と、これに対応する第三の端子部11Bの端子とは、第一の導電部材であるワイヤW1によって電気的に接続されている。また、第二の端子部10Cの各端子と、これに対応する第四の端子部11Cの端子とは、第二の導電部材であるワイヤW2によって電気的に接続されている。
図示していないが、基板11には、第三の端子部11Bの各端子と接続された接続端子と、第四の端子部11Cの各端子と接続された接続端子とが、フレキシブル基板16側の表面に露出して設けられている。そして、これらの接続端子が、フレキシブル基板16の配線端子と接続されている。
ワイヤW1とワイヤW2は、それぞれ個別に、保護部材13によって周囲を覆われて保護されている。保護部材13としては、例えばエポキシ系やシリコーン系等の樹脂が用いられる。ワイヤを保護するための樹脂材料は、温度や湿度などの環境条件による体積変化が大きいものを用いることが多い。
半導体基板10Aの感圧面とワイヤW1の保護部材13とワイヤW2の保護部材13は、圧脈波センサ1の表面を保護するための表面コーティング層15によって覆われている。表面コーティング層15は、例えばシリコーン系樹脂により構成される。
以上のように構成された圧脈波センサ1は、感圧素子列10Dが動脈の真上に位置しかつ方向Xが動脈の走行方向に交差(好ましくは直交)する状態で、感圧素子列10Dの形成される半導体基板10Aの感圧面が表面コーティング層15を介して、生体の体表面に押圧されて使用される。これにより、各感圧素子Sからは、半導体基板10Aの薄肉部に加えられた歪みに対応した電気信号、すなわち感圧素子Sに作用する圧力変動を表す信号が出力される。
血圧測定装置100では、制御部3が、押圧機構2による圧脈波センサ1の体表面への押圧状態を調整しながら、圧脈波センサ1から出力される信号に基づいて、最適感圧素子および最適押圧力を決定した後、その最適押圧力において最適感圧素子から出力された信号に基づいて圧脈波を測定し、この圧脈波に基づいて血圧値や脈拍数等の生体情報を算出する。
前述したように、保護部材13には、温湿度の変化によって体積変化が大きくなる材料を用いることが多い。圧脈波センサ1は、保護部材13が感圧素子列10Dの方向Xにおける両端側に設けられる構成である。このため、保護部材13による応力の影響によって、感圧素子列10Dの各感圧素子Sの検出感度は、図5に示すようになる。
図5には、各感圧素子Sの検出感度が一定となる理想の感度特性と、保護部材13により圧縮応力が発生したときの感圧素子列10Dの感度特性と、保護部材13により引張り応力が発生したときの感圧素子列10Dの感度特性と、を示している。
圧脈波センサ1のように、保護部材13が感圧素子列10Dの方向Xにおける両端側に設けられる構成では、保護部材13の変形によって生じる応力によって、保護部材13に近い位置にある感圧素子Sと、保護部材13から遠い位置にある感圧素子Sとで感度にバラツキが生じることが分かる。
したがって、圧脈波センサ1では、センサチップ10を基板11に固定し、センサチップ10と基板11を導電部材(ワイヤW1,W2)によって電気的に接続し、この導電部材を保護部材13によって保護した状態で、感圧素子列10Dから出力される信号に基づいてセンサチップ10の評価を行うことが重要となる。
以下、圧脈波センサ1の検査方法を説明する。図6及び図7は、圧脈波センサ1の検査方法を説明するための図である。図6及び図7は、図3の断面図に対応しており、図3と同一の構成要素について同一符号を付してある。
まず、第一の端子部10Bと第二の端子部10Cと感圧素子列10Dとが半導体基板10Aに形成されたセンサチップ10と、第三の端子部11Bと第四の端子部11Cとが形成された基板11とが用意される。そして、図6(a)に示すように、基板11の貫通孔11Dを含む領域に凹部10aが重ねられた状態で、センサチップ10が基板11表面に接着材12によって固定される。
次に、ワイヤボンディング工程が行われ、図6(b)に示すように、第一の端子部10Bの各端子と、この各端子に対応する第三の端子部11Bの端子とがワイヤW1によって接続される。また、第二の端子部10Cの各端子と、この各端子に対応する第四の端子部11Cの端子とがワイヤW2によって接続される。
次に、ワイヤ保護工程が行われ、図6(c)に示すように、ワイヤW1とワイヤW2がそれぞれ保護部材13によって覆われて保護される。
次に、図6(c)の状態の作成途中の素子の貫通孔11Dと、フレキシブル基板16の貫通孔16Aとを重ねた状態で、該素子がフレキシブル基板16に実装される。これにより、フレキシブル基板16のコネクタ16Cと、感圧素子列10Dとが電気的に接続された状態となる。
この状態で、コネクタ16Cには、感圧素子列10Dの各感圧素子Sの出力信号を取得し、取得した出力信号に基づいてセンサチップ10の特性評価を行う処理を行う検査装置が接続される。
更に、図7に示すように、空気を吸引する吸引孔30aを有する吸引装置30の吸引孔30aと貫通孔16Aとが重なるように、フレキシブル基板16が吸引装置30にセットされる。吸引装置30が吸引孔30aから空気の吸引を行うと、半導体基板10Aと接着材12と基板11とで区画される空間の圧力が減圧され、感圧素子列10Dが形成された半導体基板10Aの薄肉部に負圧が印加される。
この負圧を印加した状態で、上記の検査装置により、各感圧素子Sの出力信号を取得し、所定の評価アルゴリズムに従ってセンサチップ10の特性評価が実施される。この特性評価を、作成途中の圧脈波センサ1が置かれる環境の温度及び湿度を変化させながら行う。
例えば、様々な環境において、感圧素子列10Dの各感圧素子Sの検出感度のバラツキを求め、バラツキが許容範囲に収まる素子を合格と判定する。
合格と判定された作成途中の素子は、表面コーティング工程に移される。表面コーティング工程では、2箇所の保護部材13とセンサチップ10の露出面とがシリコーン系の樹脂等の保護材料によって覆われて表面コーティング層15が形成される。表面コーティング層15は、センサチップ10と保護部材13とを覆って保護するものであり、保護層を構成する。この表面コーティング工程によって、圧脈波センサ1が完成する。
以上の検査方法によれば、感圧素子列10Dの特性に影響を与える可能性の高い保護部材13を形成した状態で、センサチップ10の特性評価を行うため、使用環境の変化による圧脈波の検出精度への影響を知ることができ、圧脈波の検出精度を高めた圧脈波センサの製造が可能となる。
また、以上の検査方法によれば、半導体基板10Aに触れることなく、センサチップ10の特性評価を行うことができる。このため、表面コーティング層15を形成する前に特性評価を行うことができ、不合格となった素子に対しては、表面コーティング層15の形成を行わずにすむため、生産効率を向上させることができる。
以上の説明では、保護部材13を形成した後に、センサチップ10の特性評価を行うものとした。この変形例として、図6(b)の状態から、基板11をフレキシブル基板16に実装し、貫通孔11D及び貫通孔16Aから空気吸引を行って、センサチップ10の特性評価を行ってもよい。
センサチップ10を基板11に固定した状態では、接着材12の塗布量バラツキによってセンサチップ10の特性が変化する可能性がある。また、接着材12として温度及び湿度によって体積変化する材料を用いた場合には、使用環境によってセンサチップ10の特性が変化することが考えらえる。
このため、保護部材13の形成前の段階で吸引装置30によって感圧面に負圧を印加し、検査装置によってセンサチップ10の特性評価を行うことでも、使用環境の変化による圧脈波の検出精度への影響を知ることができ、圧脈波の検出精度を高めた圧脈波センサの製造が可能となる。
また、この変形例によれば、保護部材13を形成する前の段階で特性評価を行うため、不合格となる素子を早い段階で特定することができ、生産効率を向上させることができる。
なお、この変形例では、センサチップ10の特性評価後に保護部材13を形成することになるが、例えば保護部材13として温度及び湿度による体積変化が少ないものを用いれば、特性評価後にセンサチップ10の特性が大きく変化するのを防ぐことができ、性能は確保することができる。また、この変形例では、保護部材13を形成した後に、センサチップ10の露出面と保護部材13とを樹脂等の保護材料により覆うことで、表面コーティング層15を形成して圧脈波センサを完成させる。
図6に示した検査方法は、保護部材13の材料選択の自由度が高まると共に、接着材12と保護部材13の双方による感圧素子列10Dの特性への影響を考慮した検査を行うことができるため、特に好ましく実施することができる。
圧脈波センサ1は、半導体基板10Aの感圧面の方向Xにおける両端部に第一の端子部10B及び第二の端子部10Cにより構成されるチップ側端子部を設け、第一の端子部10B及び第二の端子部10Cの各々に対応する第三の端子部11B及び第四の端子部11Cにより構成される基板側端子部を設ける構成とした。
この変形例として、図8に示すように、半導体基板10Aの感圧面の方向Xにおける両端部のうちの一方にのみ、各感圧素子Sと電気的に接続された端子からなるチップ側端子部10Eを設ける構成としてもよい。
この場合は、チップ側端子部10Eを境に、方向Xにおいて感圧素子列10Dとは反対側にある基板11の表面に、チップ側端子部10Eの各端子と電気的に接続するための端子からなる基板側端子部11Eを形成しておけばよい。
図8に示す構成の場合でも、チップ側端子部10Eと基板側端子部11Eとを接続する導電部材を覆う保護部材の変形によって生じる応力により、この保護部材に近い位置にある感圧素子Sと、この保護部材から遠い位置にある感圧素子Sとで感度にバラツキが生じる可能性がある。このため、保護部材によるセンサチップ10への影響を検査することのできる本実施形態の検査方法が有効となる。
なお、図4に示すように、半導体基板10Aの感圧面の方向Xにおける両端部に第一の端子部10B及び第二の端子部10Cにより構成されるチップ側端子部を設ける構成では、センサチップ10の方向Yにおける幅を大きくしなくてすむため、圧脈波センサ1の小型化に有利である。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、ここまでは、手首の橈骨動脈の圧脈波を検出する手首装着型の血圧測定装置について説明されているが、頚動脈や足背動脈に対して適用されるものであってもよい。
また、接触圧を検出する感圧素子Sとしては、ブリッジ回路とダイヤフラムを利用したものに限らず、他の周知の構成のものを用いてもよい。また、血圧測定装置100は、圧脈波センサ1を2つ有するものとしているが、圧脈波センサ1は少なくとも1つあれば、圧脈波を検出して生体情報を測定することが可能である。
また、第一の端子部10Bの各端子と、これに対応する第三の端子部11Bの端子との接続は、ワイヤに限らず、例えば導電性ペースト等の導電部材によって行ってもよい。同様に、第二の端子部10Cの各端子と、これに対応する第四の端子部11Cの端子との接続は、ワイヤに限らず、例えば導電性ペースト等の導電部材によって行ってもよい。
どのような導電部材で接続を行う場合でも、この導電部材で形成される配線を保護するための保護部材13は必要となるため、本発明が有効となる。
また、フレキシブル基板16のコネクタ16Cと検査装置とが接続されてセンサチップ10の特性評価が行われているが、フレキシブル基板16を用いる代わりに、図6(c)の状態で、基板11の裏面に露出する接続端子に検査プローブを接触させて、センサチップ10からの信号を取り出すようにしてもよい。この場合は、不合格となった素子においてフレキシブル基板が無駄にならずに済む。
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
開示された圧脈波センサの検査方法は、一方向に配列された複数の感圧素子により構成される感圧素子列と、前記感圧素子列と電気的に接続されたチップ側端子部とを有し、前記一方向が生体の動脈の走行方向に交差する状態で、前記感圧素子列の形成される感圧面が前記生体の体表面に押圧されて使用されるセンサチップと、前記センサチップが固定されかつ貫通孔を有する基板と、を有する圧脈波センサの検査方法であって、前記センサチップは、前記感圧面に垂直な方向に凹む凹部を有し、前記凹部によって前記方向に厚みの薄くなった部分に前記感圧素子列が形成されており、前記凹部が前記基板の前記貫通孔のみによって大気と連通するように、前記基板に前記センサチップを接着固定する第一の工程と、前記センサチップが接着固定された前記基板の基板側端子部と前記チップ側端子部とを導電部材により接続する第二の工程と、前記第二の工程後に、前記基板の前記貫通孔から空気を吸引して前記感圧面に負圧を印加した状態で、前記基板側端子部から出力される信号に基づいて前記センサチップの特性評価を行う第三の工程と、を備えるものである。
開示された圧脈波センサの検査方法は、前記チップ側端子部は、前記感圧面の前記一方向における両端部にそれぞれ配置された第一の端子部と第二の端子部を含み、前記基板側端子部は、前記基板の前記センサチップが接着固定される面に形成された第三の端子部と第四の端子部を含み、前記感圧面に垂直な方向からみた平面視において、前記第三の端子部、前記第一の端子部、前記第二の端子部、及び前記第四の端子部はこの順で前記一方向に並んでおり、前記第二の工程では、前記第一の端子部と前記第三の端子部とを第一の導電部材により接続し、前記第二の端子部と前記第四の端子部とを第二の導電部材により接続し、前記第三の工程に先立ち、前記第二の工程で形成された前記第一の導電部材と前記第二の導電部材をそれぞれ保護部材で覆う第四の工程を更に備えるものである。
開示された圧脈波センサの製造方法は、一方向に配列された複数の感圧素子により構成される感圧素子列と、前記感圧素子列と電気的に接続されたチップ側端子部とを有し、前記一方向が生体の動脈の走行方向に交差する状態で、前記感圧素子列の形成される感圧面が前記生体の体表面に押圧されて使用されるセンサチップと、前記センサチップが固定されかつ貫通孔を有する基板と、を有する圧脈波センサの製造方法であって、前記センサチップは、前記感圧面に垂直な方向に凹む凹部を有し、前記凹部によって前記方向に厚みの薄くなった部分に前記感圧素子列が形成されており、前記凹部が前記基板の前記貫通孔のみによって大気と連通するように、前記基板に前記センサチップを接着固定する第一の工程と、前記センサチップが接着固定された前記基板の基板側端子部と前記チップ側端子部とを導電部材により接続する第二の工程と、前記第二の工程後に、前記基板の前記貫通孔から空気を吸引して前記感圧面に負圧を印加した状態で、前記基板側端子部から出力される信号に基づいて前記センサチップの特性評価を行う第三の工程と、前記第三の工程の特性評価の結果に基づいて合格と判定されたセンサチップと、前記センサチップの前記チップ側端子部及び前記基板側端子部を接続する導電部材と、を保護する保護層を形成する第五の工程と、を備えるものである。
開示された圧脈波センサの製造方法は、前記チップ側端子部は、前記感圧面の前記一方向における両端部にそれぞれ配置された第一の端子部と第二の端子部を含み、前記基板側端子部は、前記基板の前記センサチップが接着固定される面に形成された第三の端子部と第四の端子部を含み、前記感圧面に垂直な方向からみた平面視において、前記第三の端子部、前記第一の端子部、前記第二の端子部、及び前記第四の端子部はこの順で前記一方向に並んでおり、前記第二の工程では、前記第一の端子部と前記第三の端子部とを第一の導電部材により接続し、前記第二の端子部と前記第四の端子部とを第二の導電部材により接続し、前記第三の工程に先立ち、前記第二の工程で形成された前記第一の導電部材と前記第二の導電部材をそれぞれ保護部材で覆う第四の工程を更に備え、前記第五の工程では、前記センサチップの露出面と前記保護部材を保護材料で覆うことで前記保護層を形成するものである。
本発明によれば、使用環境の変化による圧脈波の検出精度への影響を知ることのできる圧脈波センサの検査方法及び製造方法を提供することができる。
以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、開示された発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本出願は、2015年9月7日出願の日本特許出願(特願2015-175967)に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
本出願は、2015年9月7日出願の日本特許出願(特願2015-175967)に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
100 血圧測定装置
1 圧脈波センサ
10 センサチップ
S 感圧素子
10A 半導体基板
10B 第一の端子部
10C 第二の端子部
10D 感圧素子列
10E チップ側端子部
10a 凹部
11 基板
11B 第三の端子部
11C 第四の端子部
11D 貫通孔
11E 基板側端子部
12 接着材
13 保護部材
15 表面コーティング層
16 フレキシブル基板
16A,16B 貫通孔
W1,W2 ワイヤ(第一の導電部材、第二の導電部材)
30 吸引装置
30a 吸引孔
1 圧脈波センサ
10 センサチップ
S 感圧素子
10A 半導体基板
10B 第一の端子部
10C 第二の端子部
10D 感圧素子列
10E チップ側端子部
10a 凹部
11 基板
11B 第三の端子部
11C 第四の端子部
11D 貫通孔
11E 基板側端子部
12 接着材
13 保護部材
15 表面コーティング層
16 フレキシブル基板
16A,16B 貫通孔
W1,W2 ワイヤ(第一の導電部材、第二の導電部材)
30 吸引装置
30a 吸引孔
Claims (4)
- 一方向に配列された複数の感圧素子により構成される感圧素子列と、前記感圧素子列と電気的に接続されたチップ側端子部とを有し、前記一方向が生体の動脈の走行方向に交差する状態で、前記感圧素子列の形成される感圧面が前記生体の体表面に押圧されて使用されるセンサチップと、前記センサチップが固定されかつ貫通孔を有する基板と、を有する圧脈波センサの検査方法であって、
前記センサチップは、前記感圧面に垂直な方向に凹む凹部を有し、前記凹部によって前記方向に厚みの薄くなった部分に前記感圧素子列が形成されており、
前記凹部が前記基板の前記貫通孔のみによって大気と連通するように、前記基板に前記センサチップを接着固定する第一の工程と、
前記センサチップが接着固定された前記基板の基板側端子部と前記チップ側端子部とを導電部材により接続する第二の工程と、
前記第二の工程後に、前記基板の前記貫通孔から空気を吸引して前記感圧面に負圧を印加した状態で、前記基板側端子部から出力される信号に基づいて前記センサチップの特性評価を行う第三の工程と、を備える圧脈波センサの検査方法。 - 請求項1記載の圧脈波センサの検査方法であって、
前記チップ側端子部は、前記感圧面の前記一方向における両端部にそれぞれ配置された第一の端子部と第二の端子部を含み、
前記基板側端子部は、前記基板の前記センサチップが接着固定される面に形成された第三の端子部と第四の端子部を含み、
前記感圧面に垂直な方向からみた平面視において、前記第三の端子部、前記第一の端子部、前記第二の端子部、及び前記第四の端子部はこの順で前記一方向に並んでおり、
前記第二の工程では、前記第一の端子部と前記第三の端子部とを第一の導電部材により接続し、前記第二の端子部と前記第四の端子部とを第二の導電部材により接続し、
前記第三の工程に先立ち、前記第二の工程で形成された前記第一の導電部材と前記第二の導電部材をそれぞれ保護部材で覆う第四の工程を更に備える圧脈波センサの検査方法。 - 一方向に配列された複数の感圧素子により構成される感圧素子列と、前記感圧素子列と電気的に接続されたチップ側端子部とを有し、前記一方向が生体の動脈の走行方向に交差する状態で、前記感圧素子列の形成される感圧面が前記生体の体表面に押圧されて使用されるセンサチップと、前記センサチップが固定されかつ貫通孔を有する基板と、を有する圧脈波センサの製造方法であって、
前記センサチップは、前記感圧面に垂直な方向に凹む凹部を有し、前記凹部によって前記方向に厚みの薄くなった部分に前記感圧素子列が形成されており、
前記凹部が前記基板の前記貫通孔のみによって大気と連通するように、前記基板に前記センサチップを接着固定する第一の工程と、
前記センサチップが接着固定された前記基板の基板側端子部と前記チップ側端子部とを導電部材により接続する第二の工程と、
前記第二の工程後に、前記基板の前記貫通孔から空気を吸引して前記感圧面に負圧を印加した状態で、前記基板側端子部から出力される信号に基づいて前記センサチップの特性評価を行う第三の工程と、
前記第三の工程の特性評価の結果に基づいて合格と判定されたセンサチップと、前記センサチップの前記チップ側端子部及び前記基板側端子部を接続する導電部材と、を保護する保護層を形成する第五の工程と、を備える圧脈波センサの製造方法。 - 請求項3記載の圧脈波センサの製造方法であって、
前記チップ側端子部は、前記感圧面の前記一方向における両端部にそれぞれ配置された第一の端子部と第二の端子部を含み、
前記基板側端子部は、前記基板の前記センサチップが接着固定される面に形成された第三の端子部と第四の端子部を含み、
前記感圧面に垂直な方向からみた平面視において、前記第三の端子部、前記第一の端子部、前記第二の端子部、及び前記第四の端子部はこの順で前記一方向に並んでおり、
前記第二の工程では、前記第一の端子部と前記第三の端子部とを第一の導電部材により接続し、前記第二の端子部と前記第四の端子部とを第二の導電部材により接続し、
前記第三の工程に先立ち、前記第二の工程で形成された前記第一の導電部材と前記第二の導電部材をそれぞれ保護部材で覆う第四の工程を更に備え、
前記第五の工程では、前記センサチップの露出面と前記保護部材を保護材料で覆うことで前記保護層を形成する圧脈波センサの製造方法。
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