本發明涉及壓力傳感器。
背景技術:
壓力傳感器主要檢測氣體或液體的壓力,作為氣壓傳感器或高度傳感器、水壓傳感器而適用于各種裝置。另外,近年來,作為將其用作高度傳感器的情況的一個方面,具有向用于獲得位置信息的導航裝置的應用或向精確計測用戶運動量的計測器的應用,其適用范圍不斷擴大。
作為這些壓力傳感器存在各種形式,而其中一種具備作為mems(microelectromechanicalsystem)傳感器芯片的膜片式壓力傳感器芯片。具備這種膜片式壓力傳感器芯片的絕對傳感器相比于其他傳感器大幅小型化,故而適于上述的向導航裝置的應用或向活動量計的應用。
作為公開了搭載這種壓力傳感器芯片的壓力傳感器的構造的文獻,例如具有特開2014-32190號公報(專利文獻1)。
在專利文獻1中公開有以如下的方式構成的半導體裝置封裝,即,在包括可壓力變形的膜片的壓力傳感器芯片的第一主面上附著有蓋片(capwafer),在蓋片的一部分與壓力傳感器芯片的配置有可壓力變形的膜片的所述第一主面的一部分之間形成有空洞,外部的氣體可進入該空洞內。
專利文獻1:(日本)特開2014-32190號公報
技術實現要素:
一般,面向導航裝置的應用或活動量計之類的裝置要求進一步的小型化和高精度化,對于其上搭載的壓力傳感器而言,也要求小型化和高精度化。如果考慮這些裝置是便攜式裝置,則對壓力傳感器的進一步小型化(特別是薄型化)的需求尤為強烈,另外能夠以更高精度對氣壓基于高度差異的變化進行檢測成為特別重要的課題。
膜片式壓力傳感器需要受到保護,以使膜片不與其他的部件接觸而破損,故而采用將包括膜片的壓力傳感器芯片用圓頂型的蓋等覆蓋的結構、或收納在箱型的框體內的結構,阻礙了小型化。
在上述專利文獻1中采用了如下的結構,即,通過使蓋片附著于壓力傳感器芯片的主面而在與膜片之間形成空洞,減少保護的部分。然而,即使是專利文獻1的結構,在壓力傳感器芯片的主面側也必須具有蓋片的厚度和設置引線接合的空間,因而不能說充分地實現了小型化。因此,本發明是為了解決上述問題點而設立的,其目的在于提供可實現壓力傳感器的小型化的技術。
為了解決上述課題,本發明的壓力傳感器芯片具備:壓力傳感器芯片,其具備形成于半導體基板內且密閉的壓力基準室、形成于該壓力基準室與外部之間且通過所述壓力基準室內的壓力與外部的壓力之差而變形的膜片、設于所述膜片且可產生與該膜片的變形相對應的電信號的傳感器部、將來自所述傳感器部的電信號向外部輸出的輸出端子部,包括所述壓力基準室、所述膜片及所述傳感器部在內的檢測部、和所述半導體基板內除所述檢測部以外的區域且包括所述輸出端子部的部分,在俯視觀察所述半導體基板時,被形成為將一部分連接部留下的線狀的槽分開,所述槽與在設置有所述膜片的面的相反面上設置的開口部連通;電路部,其相對于從所述壓力傳感器芯片的輸出端子部輸出的電信號而進行規定的運算處理,所述壓力傳感器芯片上的所述膜片和所述輸出端子部形成在該壓力傳感器芯片的同一方向的面上,所述壓力傳感器芯片相對于所述電路部的一面以在該一面上形成的輸入端子部和所述輸出端子部直接或間接地相接的方式固定,所述電路部及所述壓力傳感器芯片以所述開口部在外部露出的方式被密封件覆蓋。
這樣,通過構成為在使設有膜片的面朝向電路部側的狀態下將壓力傳感器芯片用密封件覆蓋,不需要用于保護膜片的部件,可實現壓力傳感器的小型化。另外,即使在這樣將壓力傳感器芯片密封的情況下,因為由密封件等固定的周邊部和檢測部被槽分開,故而能夠抑制隨著周圍的溫度變化而產生的應力或隨著二次裝配而產生的應力之類的外部應力向檢測部的傳遞,能夠實現檢測精度的高精度化。
所述壓力傳感器也可以構成為以所述壓力傳感器芯片的設有所述輸出端子部的面的相反面的至少包括所述開口部的一部分面或整個面露出的方式,被密封件覆蓋。
由此,所述槽兼具經由開口部將膜片側的空間與外部連通的功能和使周邊部與檢測部分離的功能,因而能夠以簡易的結構同時實現小型化和高精度化。
所述壓力傳感器也可以構成為還具備傳感器基板,其通過與所述電路部的固定有所述壓力傳感器芯片的面相反側的面直接或間接地抵接,而搭載該電路部,所述電路部和所述傳感器基板經由接合線電連接,該接合線的環狀部分相對于所述電路部的高度低于所述壓力傳感器相對于所述電路部的高度。由此,能夠實現壓力傳感器的小型化,特別是薄型化。
所述密封件也可以相對于所述壓力傳感器的傳感器基板、電路部及壓力傳感器芯片的層疊方向,在所述壓力傳感器芯片的設有所述輸出端子部的面的相反面與所述傳感器基板的搭載所述電路部的面之間的區域,將所述壓力傳感器芯片的一部分和所述電路部覆蓋。
由此,能夠省略將壓力傳感器芯片或電路部用圓頂型的蓋等覆蓋的情況那樣的多余的空間而緊湊地構成壓力傳感器。
根據本發明,能夠提供可實現壓力傳感器的小型化的技術。
附圖說明
圖1是實施方式1的壓力傳感器的剖面圖;
圖2是實施方式1的壓力傳感器的示意平面圖;
圖3是實施方式1的壓力傳感器的立體圖;
圖4是實施方式1的壓力傳感器的立體剖面圖;
圖5是圖1所示的壓力傳感器芯片的平面圖;
圖6是圖1所示的壓力傳感器芯片的剖面圖;
圖7(a)~圖7(f)是對貫通槽的形狀進行說明的平面示意圖;
圖8是實施方式2的壓力傳感器芯片的平面圖;
圖9是實施方式2的壓力傳感器芯片的背面圖;
圖10是實施方式2的壓力傳感器芯片的剖面圖。
標記說明
1:壓力傳感器
2:傳感器基板
8:接合線
10:傳感器芯片
10:壓力傳感器芯片
11:背面側基板
12:表面側基板
13:膜片
15:壓力基準室
16:壓電電阻元件
19:電路部
20:芯片接合件
22:樹脂粘接劑
23:密封件
39:空洞
40:檢測部
41:貫通槽
42:連接部
43:周邊部
51:中心
100:壓力傳感器芯片
110:第一基板
120:第二基板
130:第三基板
131:連通孔
410:槽
420:連接部
具體實施方式
以下,參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。需要說明的是,在以下表示的實施方式中,對相同或共通的部分標注相同的附圖標記,并且不再次說明。
(實施方式1)
圖1、圖2是本發明的實施方式1的壓力傳感器的剖面圖及示意平面圖。另外,圖3、圖4是壓力傳感器的立體圖及立體剖面圖。圖5、圖6是圖1所示的壓力傳感器芯片的平面圖及剖面圖。以下,參照上述圖1至圖6說明本發明的實施方式1的壓力傳感器。
需要說明的是,圖1表示沿著圖2中所示的x1-x1線的壓力傳感器的截面,圖6表示沿著圖5中所示的x2-x2線的壓力傳感器芯片的截面。另外,為了表示壓力傳感器芯片和電路部等的位置關系,在圖2中,用雙點劃線表示密封件。
如圖1至圖4所示,本實施方式的壓力傳感器1作為表面安裝型裝置而構成,具備壓力傳感器芯片10、電路部19、傳感器基板2、接合線8、密封件23。壓力傳感器芯片10經由后述的凸塊與電路部19連接,電路部19的背面通過粘接劑等固定在傳感器基板2。然后,傳感器基板2上的壓力傳感器芯片10及電路部19通過密封件以壓力傳感器芯片10的背面11a露出的方式被密封。
如圖5及圖6所示,壓力傳感器芯片10具有包括俯視矩形的表面12a及背面11a的扁平長方體形狀的外形。在壓力傳感器芯片10的表面12a的規定位置分別設有檢測部40、電極17a、導電圖案17b。另外,壓力傳感器芯片10構成為,在檢測部40的周圍形成有從表面12a貫通到背面11a的貫通槽41,僅由未形成該貫通槽41的連接部42保持檢測部40。
壓力傳感器芯片10通過使背面側基板11及表面側基板12貼合而構成。上述壓力傳感器芯片10的表面12a由表面側基板12的一對主表面中的非貼合面而構成,上述壓力傳感器芯片10的背面11a由背面側基板11的一對主表面中的非貼合面而構成。
壓力傳感器芯片10具備:密閉在半導體基板內部的圓盤狀的壓力基準室15、形成在該壓力基準室15與外部之間且因所述壓力基準室15內的壓力與外部壓力之差而變形的薄板狀的膜片13。
檢測部40包括壓力基準室15、膜片13、沿膜片13的周緣設置的多個壓電電阻元件16。另外,壓電電阻元件16是在膜片13因壓力基準室15內的壓力與外部壓力之差而產生了變形的情況下,可產生與該變形對應的電信號的傳感器部的一方式。在本實施方式中,沿膜片13的周緣等間隔地設有四個壓電電阻元件16,導電圖案17c將各壓電電阻元件16電連接而構成電橋電路。此外,不限于此,檢測部40也可以是根據需求精度而具備任意數量的壓電電阻元件16的構成。另外,作為傳感器部,不限于利用了上述那樣的多個壓電電阻元件16,也可以利用電容式元器件。
上述構成的壓力傳感器芯片10通過如下的方法而制造,即,在背面側基板11的貼合面事先形成有凹部,以覆蓋該凹部的方式在規定的壓力環境下與表面側基板12貼合,并將表面側基板12磨削到希望的厚度。由此,在壓力傳感器芯片10的內部形成有上述的壓力基準室15,與事先在背面側基板11上形成的凹部相對的表面側基板12成為膜片13。在本實施方式中,通過在真空環境下使背面側基板11與表面側基板12貼合,壓力基準室15在真空狀態下形成。
需要說明的是,作為背面側基板11及表面側基板12,優選使用半導體基板,例如硅基板,作為一例,其貼合可適用soi(silicononinsulator)技術。此外,在表面側基板12為硅基板的情況下,可在硅基板的表面12a通過使雜質擴散而形成擴散層電阻,作為所述壓電電阻元件16。作為背面側基板11,不限于硅基板,也可利用玻璃基板等。
在壓力傳感器芯片10的俯視觀察下(圖5),將檢測部40的周圍部分中的一部分作為連接部42,留下連接部42而在檢測部40的周圍形成有將背面側基板11及表面側基板12貫通的貫通槽41。即,壓力傳感器芯片10內的除檢測部40以外的部分(以下也稱為周邊部)43和檢測部40被貫通槽41分開。作為形成貫通槽41的方法,可舉出如下的工藝,即,使背面側基板11及表面側基板12貼合,在形成壓電電阻元件16或導電圖案17b、17c、電極17a之后,從表面挖槽,從背面磨削直到槽露出;或者在對表面或背面進行磨削之后,從相反側的面挖槽。這樣,本實施方式的壓力傳感器芯片10構成為,在貼合的背面側基板11及表面側基板12設置貫通槽41,使周邊部43和檢測部40分開,因而檢測部40的底面與周邊部43的底面的高度相同。
電路部19是具有放大電路或溫度補償電路等進行規定的信號處理的電路和存儲器等的集成電路,例如是asic(applicationspecificintegratedcircuit)。電路部19用樹脂或金屬、陶瓷等密封,具有包括俯視矩形的表面19b及背面19a的扁平長方體形狀的外形。另外,電路部19在表面19b具備用于電信號的輸入輸出的電極33。
如圖1及圖2所示,傳感器基板2為平板狀,主要通過絕緣材料形成。需要說明的是,作為構成傳感器基板2的絕緣材料,可以利用陶瓷材料或樹脂材料等。在傳感器基板2的表面2a通過樹脂粘接劑22粘接有電路部19的背面19b,另外,在該表面2a上的與電路部19相鄰的位置設有用于與電路部19連接的多個電極(焊盤)25。該電極25經由未圖示的通路與在傳感器基板2的背面2b設置的電極26連接。電極26是用于將表示檢測到的壓力的電信號向壓力傳感器1的外部輸出的端子。
另外,壓力傳感器芯片10在使表面12a朝向電路部19側的狀態下,通過凸塊32將電極17a與電路部19的電極33連接。電路部19經由電極33、凸塊32、電極17a、導電圖案17b、17c而與壓電電阻元件16連接。由此,從電極33接收到表示壓力傳感器芯片10檢測到的壓力的電氣信號。與該壓力傳感器芯片10連接的電極33為電路部19的輸入端子部的一方式。另一方面,用于將電信號向電路部19輸出的電極17a為壓力傳感器芯片10的輸出端子部的一方式。
通過該連接,在壓力傳感器芯片10與電路部19之間形成有與凸塊32的厚度等相對應的空洞39。該空洞39的厚度,即壓力傳感器芯片10和電路部19間的間隔例如為10μm~50μm。此時,壓力傳感器芯片10和電路部19可以僅由電極17a和電極33的連接而固定,也可以通過芯片接合件或底部填充件將這些電極17a、33的周圍粘接。需要說明的是,雖然壓力傳感器芯片10的表面12a與電路部19的背面19b平行地固定,但不限于此。
另外,電路部19的多個電極33中的未與壓力傳感器芯片10連接的電極33經由接合線8與傳感器基板2的電極25連接。即,電路部19經由接合線8、電極25、電極26與外部的電路連接。在此,接合線8的環狀部分相對于電路部19的高度h1(圖1)設定為低于壓力傳感器芯片10相對于電路部19的高度h2。
需要說明的是,在本實施方式中,雖然表示了壓力傳感器芯片10的電極17a通過凸塊32與電路部19的電極33直接連接的例子,但不限于此,壓力傳感器芯片10的電極17a也可以是經由插件(未圖示)等與電路部19的電極33間接連接的構成。該情況下,在壓力傳感器芯片10的設有膜片13的面與插件之間形成有與凸塊的厚度等相對應的空洞。
然后,壓力傳感器1相對于層疊了傳感器基板2、電路部19及壓力傳感器芯片19的方向,在壓力傳感器芯片10的背面11a與傳感器基板2上的搭載電路部19的表面2a之間的區域以將壓力傳感器芯片10的一部分和電路部19覆蓋的方式設有密封件23。作為密封件23,可舉出樹脂、金屬、陶瓷、玻璃等。例如,在上述那樣將電路部19及壓力傳感器芯片10與傳感器基板2連接的狀態下放入模具而將樹脂射出成型。另外,也可以構成為在由金屬或陶瓷等成形了的封裝中放入所述傳感器基板2、電路部19及壓力傳感器芯片10而用低熔點玻璃等密封。這樣,通過將電路部19及壓力傳感器芯片10密封,能夠抵御來自外部的沖擊或濕度、氣體、熱等。
本實施方式的壓力傳感器1以如下的方式成形,即,在壓力傳感器芯片10及電路部19被密封時,至少背面11a的設有貫通槽41的部分露出。例如,在使壓力傳感器芯片10的背面11a與模具的壁面抵接的狀態下將作為密封件23的樹脂射出,從而與背面11a共面地形成密封件23的上表面。需要說明的是,在本實施方式中,以背面11a的整個面露出的方式形成,但不限于此,例如,也可以是以包括貫通槽41在內的背面11a的大部分露出的方式形成。此外,在被密封的情況下,也在壓力傳感器芯片10與電路部19之間保持空洞39。例如,事先在壓力傳感器芯片10的周邊部43與電路部19之間填充底部填充件,以使密封件23在密封時不侵入壓力傳感器芯片10與電路部19之間。
然后,貫通槽41將膜片13側的空洞39與壓力傳感器1的外部連通,因而膜片13側的空洞39的壓力與壓力傳感器1外部的壓力相等,膜片13根據該外部的壓力與壓力基準室15內的基準壓力之差而變形。然后,多個壓電電阻元件16的電阻值根據其變形程度而分別變化,電橋電路的中點電位變動,并且在電路部19,中點電位的變動量被轉換成電信號。轉換后的電信號作為與所述外氣壓相對應的傳感器輸出,例如作為表示所述外氣壓的絕對壓而向外部輸出。需要說明的是,在該電信號輸出時,也可以使所生成的電信號暫時存儲在存儲器部。
本實施方式的壓力傳感器1,通過壓力傳感器芯片10的表面12a上設置的電極17a與電路部19的電極33的連接、及將壓力傳感器芯片10密封的密封件23,將壓力傳感器芯片10的周邊部43固定,該被固定的周邊部43和檢測部40被貫通槽41分開。換言之,檢測部40的被貫通槽41包圍的部分與周邊部43分離,檢測部40僅由連接部42保持。
通過這樣地構成,例如在外部環境的溫度發生變化的情況下,能夠大幅減輕隨著傳感器基板2或電路部19等線膨脹系數不同的部件而產生的應力向膜片13的傳遞,并能夠抑制對測定值的影響。以下,表示關于其原因的探討。
作為對壓力傳感器芯片的性能造成影響的特性之一,具有傳感器輸出滯后。在壓力傳感器芯片上附加的壓力為零的情況和為額定壓力的情況下各自的輸出電流(或電壓)值之間劃出理想直線,求出其與實測電流(或電壓)值之間的差作為誤差值,壓力上升時的誤差值與壓力下降時的誤差值之差的絕對值相對于滿量程以百分比表示傳感器輸出滯后。該傳感器輸出滯后越小越好,在傳感器輸出滯后小的情況下,可實現檢測精度的高精度化。
作為該傳感器輸出滯后變大的主要原因,例如在外部環境的溫度發生變化的情況下,在傳感器基板2或蓋7、電路部19等線膨脹系數不同的部件之間產生應力,該應力經由芯片接合件20或接合線8傳遞至壓力傳感器芯片10,有時會對壓力的測定造成影響。另外,伴隨著接合線8的熱引起的變化,而向電極17a產生應力,有時會對測定造成影響。針對伴隨著這些熱而產生的應力,已知有通過構成為使用柔軟的芯片接合件20來保持壓力傳感器芯片,從而將這些應力吸收,減輕對傳感器的影響。然而,用芯片接合件20不能減輕所有的應力,特別在小型傳感器中,由芯片接合件20抑制的應力的影響也受限于自身結構。
就這點,在本實施方式的壓力傳感器1,由芯片接合件20固定的周邊部43和檢測部40被貫通槽41分開,因而即使在周邊部43產生了隨著所述熱而產生的應力,也不會從連接部42以外的部分向檢測部40傳遞,因而對膜片13造成的影響被大幅減輕。另外,對于將壓力傳感器1裝配到電路基板時的裝配應力,其對膜片13造成的影響也同樣被大幅減輕。
需要說明的是,在周邊部43產生的應力也可能經由連接部42向檢測部40傳遞,但連接部42相對于檢測部40僅在一個方向上存在,除連接部42以外沒有固定檢測部40的部分,故而例如,即使隨著熱而產生的應力或裝配應力從連接部42側被傳遞,其僅從一個方向對檢測部40施加應力,因而與未同周邊分離的情況相比,該應力產生的膜片13的變形輕微。
這樣,在壓力傳感器1,即使在周邊部43產生隨著熱等而產生的應力,也可抑制其向檢測部40的傳遞,故而無需通過減小芯片接合件20的彈性率或減小由芯片接合件20粘接的面積而使芯片接合件20變得過于脆弱,因而能夠提高抗下落等沖擊的強度。
(關于槽形狀)
圖7是對貫通槽的形狀進行說明的平面示意圖。如圖7(a)所示,壓力傳感器芯片10的貫通槽41在俯視觀察時沿著與膜片13或壓力基準室15的中心51同心的圓52圓弧狀地形成。即,由貫通槽41所切分的圓52的內側的部分為檢測部40。另外,未設有貫通槽41的部分為連接部42。需要說明的是,電極17a的位置不限于貫通槽41的形狀,因而圖7中省略了電極17a。在圖7的例子中,電極17a可以與貫通槽41的形狀和連接部42的配置方向無關地設置在周邊部43的表面12a上的任何位置。
如圖8所示,在膜片13上設置的壓電電阻元件16存在壓電電阻系數大的晶體取向和壓電電阻系數小的晶體取向。因此,優選在壓電電阻系數小的晶體取向,即在對應力靈敏度低的取向配置連接部42。在圖7(a)的例子中,在通過中心51的一直線61上配置有壓電電阻元件16中的壓電電阻元件16a、16b,在與該直線61正交的直線62上配置有壓電電阻元件16c、16d。然后,將從中心51向壓電電阻元件16c的方向設為0度,在左旋45度的方向配置有連接部42。換言之,通過壓電電阻元件16c及中心51的直線62與通過中心51及連接部42的直線63所成的中心角α為45度。這樣,通過相對于壓電電阻元件16的配置方向在45度的方向配置連接部42,能夠抑制經由連接部42傳遞的應力的影響。另外,通過這樣進行配置,連接部的截面(例如連接部中與直線63正交的面)不與直線61及62平行,避開了劈開面,因而抗下落等沖擊的強度提高。
需要說明的是,配置連接部42的方向不限于45度,也可以是其他的方向。在圖7(b)的例子中,以連接部42相對于中心51在90度方向的方式設置貫通槽41。進而,配置連接部42的方向不限于90度,也可以是其他的方向,例如0度、180度、270度等。即使這樣在除45度以外的方向設置連接部42的情況下,也可得到通過貫通槽41將檢測部40與周邊部43隔離的效果,故而可抑制隨著熱而產生的應力的影響和在將壓力傳感器安裝到電路基板時產生的裝配應力的影響。
在上述例中,沿圓52圓弧狀地形成貫通槽,但不限于沿正圓形成,也可以是沿類圓的形狀。需要說明的是,類圓是橢圓或水滴形、卵形等,只要是能夠包圍檢測部40的形狀即可。另外,貫通槽的形狀不限于圓,也可以是其他的形狀。在圖7(c)的例子中,俯視觀察時,沿著中心與膜片13或壓力基準室15的中心51一致的四邊54形成有貫通槽41c。即,由貫通槽41c所切分的四邊54的內側的部分為檢測部40c。另外,未設有貫通槽41c的部分為連接部42c。在圖7(c)的例子中,以連接部42c相對于中心51在45度的方向的方式設有貫通槽41c。即使這樣將貫通槽41c設為沿著四邊的形狀(以下也單稱為矩形),也可得到與圖7(a)同樣的效果。
另外,在圖7(d)中,代替圖7(c)的連接部42c,以連接部42d相對于中心51在0度的方向的方式設有貫通槽41d。配置連接部42d的方向不限于0度,也可以是其他的方向,例如90度、180度、270度等。即使這樣在除45度以外的方向設置連接部42d的情況下,也可得到通過貫通槽41d將檢測部40d與周邊部43隔離的效果,故而可抑制隨著熱而產生的應力的影響。
進而,在圖7(e)中,以使圖7(c)中的貫通槽41c的端部朝向中心51的相反側、即壓力傳感器芯片10的外側延伸的方式設有貫通槽41e。該情況下,連接部42e是四邊54中未設有貫通槽41e的部分、即圖6(e)中右上角部分且由貫通槽41e的端部(向外側延伸的部分)夾著的部分。在圖7(f)中,以使圖7(d)中的貫通槽41d的端部朝向中心51的相反側、即壓力傳感器芯片10的外側延伸的方式設有貫通槽41f。在該情況下,連接部42f是四邊54的外側且由貫通槽41f夾著的部分。需要說明的是,雖然省略了圖示,但也可以以使圖7(a)或圖7(b)的貫通槽41的端部朝向中心51的相反側、即壓力傳感器芯片10的外側延伸的方式設置貫通槽。
如上所述,本實施方式中,在使設有膜片13的表面12a朝向電路部19側的狀態下將壓力傳感器芯片10密封,無需另外準備用于保護膜片13的部件,故而能夠實現壓力傳感器的小型化。
另外,即使在這樣將壓力傳感器芯片10密封的情況下,由密封件23等固定的周邊部43和檢測部40也被貫通槽41分開,因而能夠抑制隨著熱產生的應力向檢測部40的傳遞,能夠實現檢測精度的高精度化。
另外,在壓力傳感器芯片10及電路部19被密封時,以背面11a的設有貫通槽41的部分被露出的方式成形,從而貫通槽41兼具將膜片13側的空洞39與外部連通的功能和使周邊部43與檢測部40分離的功能,能夠以簡易的結構同時實現小型化和高精度化。
經由接合線8使電路部19與傳感器基板2連接,接合線8的環狀部分相對于電路部19的高度設定為低于壓力傳感器芯片10相對于電路部的高度,由此能夠實現壓力傳感器的小型化,特別是薄型化。
進而,將壓力傳感器芯片10及電路部19與傳感器基板2連接,并用密封件23密封,由此能夠省略用圓頂型的蓋等覆蓋的情況那樣多余的空間而緊湊地構成。
(實施方式2)
在上述的實施方式1中,表示了通過將壓力傳感器芯片10貫通的貫通槽41使檢測部40與周邊部43分離的例子,但本實施方式2中,表示了通過未將壓力傳感器芯片10貫通的槽使檢測部40與周邊部43分離的例子。需要說明的是,其他的構成與上述的實施方式1相同,故而對相同要素標注相同標記等,不再次說明。圖8、圖9、圖10是本實施方式2的壓力傳感器芯片100的平面圖、背面圖及剖面圖。此外,圖10表示沿圖8、圖9中所示的x3-x3線的壓力傳感器芯片的截面。
在本實施方式2,壓力傳感器芯片100具有包括俯視矩形的表面110a及背面130a的扁平長方體形狀的外形。在壓力傳感器芯片100的表面110a的規定位置分別設有檢測部40、電極17a、導電圖案17b。另外,壓力傳感器芯片100在檢測部40的周圍形成有槽410,將未設有槽410的部分作為連接部420。
本實施方式2的壓力傳感器芯片100通過使第一基板110~第三基板130貼合而構成。該壓力傳感器芯片100通過如下的方式制造,即,事先在第二基板120的貼合面上形成凹部,以覆蓋該凹部的方式在規定的壓力環境下與第一基板110進行貼合,將表面側基板12磨削到希望的厚度。由此,在壓力傳感器芯片100的內部形成壓力基準室15,與在第二基板120事先形成的凹部相對的第一基板110成為膜片13。在本實施方式中,通過在真空環境下將背面側基板11與表面側基板12貼合,從而壓力基準室15以真空狀態被形成。另外,在壓力傳感器芯片100的俯視觀察下(圖9),將檢測部40的周圍部分中的一部分作為連接部42,留下連接部42而在檢測部40的周圍形成有將第一基板110及第二基板120貫通的槽410。
進而,在第三基板130的貼合面事先形成具有與圖9中的槽410相同外徑的圓盤狀的凹部。從該凹部到第三基板130的非貼合面即背面130a設置連通孔131,以覆蓋該凹部的方式將第二基板120與第三基板130貼合。由此,在壓力基準室14的背面側形成有空隙部38,檢測部40成為僅由連接部420保持的狀態。需要說明的是,在本實施方式2,第三基板130的連通孔131是開口部的一方式,經由空隙部38及槽410將膜片13側的空洞39與壓力傳感器1的外部連通。
上述構成的壓力傳感器芯片100與實施方式1同樣地與電路部19連接,被密封件23密封。即,以設有連通孔131的背面130a露出的狀態被密封。
這樣,即使在本實施方式2的構成中,由于壓力傳感器芯片100的背面130a的連通孔131構成為使膜片13側的空洞39與外部連通,可利用檢測部40實現壓力的測定,并且不需要對膜片13進行保護的蓋等其他部件。另外,槽410使周邊部43與檢測部40分離,因而能夠抑制隨著熱產生的應力向檢測部40的傳遞,能夠實現檢測精度的高精度化。
上述的本發明的實施方式中表示的各種材料或尺寸、形狀等只不過是示例,本發明不限于此。另外,顯然可以在不脫離本發明主旨的范圍內對上述的實施方式中表示的特征結構進行組合。