[發明專利]壓力傳感器芯片及壓力傳感器有效
| 申請號: | 201710075820.0 | 申請日: | 2017-02-13 |
| 公開(公告)號: | CN107152982B | 公開(公告)日: | 2019-10-01 |
| 發明(設計)人: | 森原大輔;井上勝之 | 申請(專利權)人: | 歐姆龍株式會社 |
| 主分類號: | G01L9/00 | 分類號: | G01L9/00 |
| 代理公司: | 北京市柳沈律師事務所 11105 | 代理人: | 劉曉迪 |
| 地址: | 日本*** | 國省代碼: | 日本;JP |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 壓力傳感器 芯片 | ||
壓力傳感器芯片具備:形成在半導體基板內且密閉的壓力基準室、形成在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,俯視觀察所述半導體基板時,將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的周圍部分中的一部分作為連接部,留下所述連接部而在所述檢測部的周圍形成有將該半導體基板貫通的貫通槽,所述半導體基板內的除所述檢測部以外的部分與所述檢測部被所述貫通槽分開。
技術領域
本發明涉及壓力傳感器芯片。
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。
一般,壓力傳感器大致分為對以絕對真空為基準而表示的壓力進行測定的壓力傳感器、和對相對于大氣壓等某一任意的供比較的壓力(基準壓)而表示的壓力進行測定的相對壓力傳感器(壓差傳感器)。
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(Micro ElectroMechanical System)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2006-302943號公報(專利文獻1)或特許第5515258號公報(專利文獻2)。
專利文獻1中公開的傳感器封裝具有如下的構造,即,在半導體層經由多個梁支承重錘體,將與框部件的底面面對的支承基板層的底面分成四個區域,僅在其中一個區域將支承基板層的底面和臺座接合。
另外,專利文獻2中公開的壓力傳感器芯片具備:梁部,向基板的開口部內呈懸臂梁狀突出地進行支承;膜片,根據在所述梁部內以密閉狀態形成的壓力基準室的壓力和被測定壓力間的壓差而位移;壓力檢測部,設于所述膜片上并輸出與該膜片的位移對應的信號。
專利文獻1:(日本)特開2006-302943號公報
專利文獻2:(日本)特許第5515258號公報
發明內容
一般,就壓力傳感器及其上搭載的壓力傳感器芯片,要求進一步的小型化和其檢測精度的高精度化。在將壓力傳感器芯片用于導航裝置或活動量計的上述一個方面的情況下也毫不例外,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。
壓力傳感器,特別是壓電式壓力傳感器因對應力敏感而容易受到外部應力的影響。作為這種外部應力,可列舉因芯片與基板部件的線膨脹差而產生的應力、或因二次裝配而產生的應力,而這些應力是以傳感器芯片與基板(或者ASIC)的固定部作為起點由于芯片變形而產生的。
關于這點,在上述專利文獻1中記載了如下的內容,通過將支承基板層的底面分成四個區域,而僅在其中一個區域將支承基板層的底面和臺座接合,支承基板層不會像在各區域接合的情況那樣被各接合部約束,減少了從電路基板等受到的外部應力產生的影響。
另外,在專利文獻2中,梁部為向開口部內呈懸臂梁狀突出地對傳感器芯片進行支承的結構,減小了其支承部位的截面面積,因而能夠抑制經由安裝面傳遞至梁部的擾動應力。因此,能夠降低因從安裝面傳遞至膜片的擾動應力引起的干擾。
另一方面,面向智能電話、可穿戴設備的壓力傳感器向小型化發展,需要1mm左右或更小尺寸規格的傳感器芯片,故而難以將固定部設為一點并且具有相對于芯片的相對小的面積。
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