專利名稱：壓力傳感器模塊及電子部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓力傳感器模塊，具體地說，是涉及一種對(duì)于利用膜片部感知壓力的壓力傳感器使其特性變動(dòng)小的模塊構(gòu)造以及能夠高密度且小型地封裝該壓力傳感器和ASIC (Application Specific Integrated Circuit專用集成電路)及其他半導(dǎo)體器件的構(gòu)造。
背景技術(shù)：
壓力傳感器被使用于家電產(chǎn)品、醫(yī)療器械、汽車部件等各種各樣的領(lǐng)域，其中，由于半導(dǎo)體壓力傳感器小型且具有高可靠性，所以其用途正日益擴(kuò)大。特別是最近，為了將壓力傳感器搭載到便攜器械中，要求其封裝構(gòu)造進(jìn)一步小型化。我們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)終極的小型封裝，如日本特開2007-248212號(hào)公報(bào)所示，設(shè)計(jì)了一種能夠表面安裝的CSP (Chip Size Package芯片級(jí)封裝)，提出了一種通過在嵌入有ASIC 的層疊基板上安裝壓力傳感器，從而實(shí)現(xiàn)小型壓力傳感器模塊的方案，所述ASIC內(nèi)置有放大/補(bǔ)償電路。圖10表示了本構(gòu)造的代表例。具有膜片111的壓力傳感器112通過凸塊 (bump) 113安裝在嵌入有ASIC114的層疊基板115上。本構(gòu)造是一種適于實(shí)現(xiàn)將ASIC114 等器件和壓力傳感器112混合搭載的小型模塊，但是，通過之后的系統(tǒng)性地研究，發(fā)現(xiàn)存在如下問題。在圖10所示的以往的模塊構(gòu)造中，由于是將壓力傳感器112安裝于層疊基板115 的最外表面115A上，所以該層疊基板115上產(chǎn)生的應(yīng)力容易施加在壓力傳感器112上。由此，由于從層疊基板115施加在壓力傳感器112上的該應(yīng)力，在被安裝到層疊基板115的前后，壓力傳感器112的輸出特性會(huì)發(fā)生變化，難以得到具有期望的輸出特性的壓力傳感器模塊130。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于，提供一種壓力傳感器模塊，其壓力傳感器的輸出特性不易因在層疊基板上產(chǎn)生的應(yīng)力而變化，可具備期望的輸出特性。本發(fā)明的第1方式的壓力傳感器模塊的特征在于，具有壓力傳感器，其在半導(dǎo)體基板的一面具備在其中心區(qū)域的內(nèi)部與該一面大致平行地?cái)U(kuò)展的間隙部，以位于該間隙部的一側(cè)的被薄板化的區(qū)域作為膜片部，在該膜片部配置有感壓元件，并在上述一面上至少具有在上述膜片部之外的區(qū)域配置的、與上述感壓元件電連接的導(dǎo)電部，凸塊，其按照上述每個(gè)導(dǎo)電部分別配置，分別與該導(dǎo)電部電連接，層疊基板，其具有通過上述凸塊電連接的布線基材；其中，上述布線基材配置于上述層疊基板的內(nèi)部，上述布線基材的與上述凸塊電連接的面的至少一部分從上述層疊基板中露出。
本發(fā)明第2方式的壓力傳感器模塊的特征在于，在上述第1方式中，所述壓力傳感器被所述層疊基板覆蓋，并使所述半導(dǎo)體基板的另一面露出。本發(fā)明第3方式的壓力傳感器模塊的特征在于，在第1方式中，所述布線基材是半導(dǎo)體器件。本發(fā)明第4方式的電子部件的特征在于，搭載有第1方式的壓力傳感器模塊。
依據(jù)本發(fā)明，與壓力傳感器電連接的布線基材被配置于層疊基板中，再安裝有壓力傳感器。在層疊基板上產(chǎn)生的應(yīng)力在該層疊基板的最外表面呈最大，但在本發(fā)明中，由于布線基材配置在層疊基板中，所以能夠使得施加在壓力傳感器上的應(yīng)力比安裝在現(xiàn)有的壓力傳感器模塊上的情況小。因此，能夠抑制由該應(yīng)力而導(dǎo)致的壓力傳感器的安裝前后的輸出特性的變化，從而能夠提供一種具有期望的輸出特性的壓力傳感器模塊。


圖1是示意性表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的壓力傳感器模塊的截面圖。圖2是感壓元件的電氣布線圖。圖3是示意性表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的壓力傳感器模塊的截面圖。圖4是示意性表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的壓力傳感器模塊的截面圖。圖5是示意性表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的壓力傳感器模塊的截面圖。圖6是示意性表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的壓力傳感器模塊的截面圖。圖7是示意性表示本發(fā)明第6實(shí)施方式的壓力傳感器模塊的截面圖。圖8是示意性表示本發(fā)明第7實(shí)施方式的壓力傳感器模塊的截面圖。圖9是示意性表示本發(fā)明第8實(shí)施方式的壓力傳感器模塊的截面圖。圖10是示意性表示現(xiàn)有的壓力傳感器模塊的截面圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明詳細(xì)地進(jìn)行說明，但是本發(fā)明不限于此，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。<第1實(shí)施方式>圖1是示意性表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的壓力傳感器模塊的一例的截面圖。本發(fā)明的壓力傳感器模塊30A基本上由壓力傳感器10、凸塊18和層疊基板20構(gòu)成，所述壓力傳感器10在半導(dǎo)體基板11的一面Ila的中心區(qū)域α的內(nèi)部具有與一面Ila大致平行地?cái)U(kuò)展的間隙部13，以位于間隙部13 —側(cè)13a的被薄板化的區(qū)域作為膜片部14，在膜片部14 上配置有感壓元件15，并在一面Ila上至少具有配置在膜片部14以外的區(qū)域、與感壓元件 15電連接的導(dǎo)電部16 ；所述凸塊18按照各導(dǎo)電部16分別配置、分別與各導(dǎo)電部16電連接；所述層疊基板20具有通過凸塊18電連接的布線基材21。此外，布線基材21配置于層疊基板20的內(nèi)部，布線基材21的與凸塊18電連接的一面21a的至少一部分從層疊基板20 中露出。以下，分別詳細(xì)地進(jìn)行說明。半導(dǎo)體基板11由例如硅晶片等構(gòu)成即可。本實(shí)施方式中，半導(dǎo)體基板11的形成有膜片部14的一面Ila與布線基材21的一面21a對(duì)置地配置。間隙部13是指形成于半導(dǎo)體基板11的一面Ila側(cè)的空間。本發(fā)明中的間隙部13
4是使膜片部14的一面在半導(dǎo)體基板11內(nèi)部的封閉空間中露出的封閉型間隙部13。間隙部 13的大小可以適當(dāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使膜片部14設(shè)置為期望的厚度。只要在測量對(duì)象的負(fù)載壓力范圍內(nèi)能夠得到壓力和靜電容量的線性比例關(guān)系，則對(duì)膜片部14的形狀沒有特殊限定，可以是長方形、正方形、圓形等形狀，本示例中是長方形。感壓元件15是配置于膜片部14的周緣部的應(yīng)變計(jì)電阻(Rl R4)，對(duì)應(yīng)于膜片部 14的彎曲程度，其輸出信號(hào)會(huì)發(fā)生變化，由此得以檢測出壓力。圖2是感壓元件15的電氣布線圖。如圖2所示，上述各應(yīng)變計(jì)電阻(Rl R4)通過圖中未示出的導(dǎo)線電連接，構(gòu)成惠斯登電橋。在膜片部14的周緣部，由于壓縮和拉伸兩中應(yīng)力易于施加到感壓元件15上，所以能夠得到高靈敏度的壓力傳感器10。此外，感壓元件15的設(shè)置位置與上述實(shí)施方式相同，在膜片部14的附近，除嵌入于半導(dǎo)體基板11的一面Ila中以外，例如也可以形成為突出于半導(dǎo)體基板11的一面Ila 上等等，只要是可以檢測出膜片部14的彎曲的位置，任何位置都可以設(shè)置。導(dǎo)電部16是用蒸鍍法、濺射法、無電解鍍敷法等薄膜形成方法將Al、Cr、Au、Ag、 Cu、Ti等通常用作電極材料的各種金屬形成在半導(dǎo)體基板11的一面Ila上而制成的。導(dǎo)電部16的形狀通過以下方法圖案化而形成將半導(dǎo)體基板11的一面Ila的導(dǎo)電非成膜部用掩膜覆蓋、僅在導(dǎo)電成膜部上形成金屬膜的方法，或者在半導(dǎo)體基板11的一面Ila上均勻地形成金屬膜，然后用光刻法進(jìn)行蝕刻而成為期望的形狀的方法。對(duì)于凸塊18，只要能將壓力傳感器10與配置于層疊基板20上的布線基材21電連接的部件即可，無特殊限定。通過用凸塊18將壓力傳感器10與層疊基板20電連接，在布線基材21的一面21a與半導(dǎo)體基板11的一面Ila之間形成間隙部1。通過這樣配置間隙部1，使得壓力傳感器10不會(huì)直接被作用來自層疊基板20的應(yīng)力，因此能夠緩和該應(yīng)力。層疊基板20是例如圖1中將3個(gè)基板20a、20b、20c重疊而成的構(gòu)成例。本發(fā)明中的層疊基板20只要是將至少2塊以上由相同材料或不同種材料組成的基板重疊而成的即可，對(duì)重疊設(shè)置的基板數(shù)量無特殊限定。即，該第1實(shí)施方式中，例示出了由3層基板組成的層疊基板，但是也可以是2層，只要是將多個(gè)基板重疊配置的層疊基板即可。此外，對(duì)形成層疊基板20的各基板無特殊限定，可以使用例如聚酰亞胺類為基礎(chǔ)的撓性印刷電路基板等已有的公知基板。在層疊基板20上配置有與壓力傳感器10電連接的布線基材21。此外，在層疊基板20上還配置有與該布線基材21電連接的布線部23。布線部23將從導(dǎo)電部16及布線基材21輸出的來自壓力傳感器10的壓力信號(hào)與在層疊基板20上形成的例如放大電路及溫度補(bǔ)償電路等連接。對(duì)于布線部23無特殊限定， 可以是Al、Cr、Au、Ag、Cu、Ti等通常作電極材料使用的各種金屬。布線基材21配置于層疊基板20上再安裝壓力傳感器10。此外，通過將布線基材21配置到層疊基板20中并使壓力傳感器10的膜片部14 與布線基材21對(duì)置地安裝，可以防止外部機(jī)械應(yīng)力施加在膜片部14及凸塊18的接合部等容易損壞的部分造成損壞。該布線基材21上配置有與壓力傳感器10的導(dǎo)電部16電連接的導(dǎo)體22。對(duì)導(dǎo)體22無特殊限定，可以在考慮Al、Cr、Au、Ag、Cu、Ti等通常作電極材料使用的各種金屬與布線基材21及凸塊18適合與否的基礎(chǔ)上，從中適當(dāng)選用。在本實(shí)施方式中，與壓力傳感器10電連接的布線基材21配置在層疊基板20中， 再安裝壓力傳感器10。層疊基板20上產(chǎn)生的應(yīng)力在該層疊基板20的最外表面20A呈最大，由此使得施加到壓力傳感器10上的應(yīng)力能夠比安裝在現(xiàn)有壓力傳感器模塊上的情況下小。此外，壓力傳感器10不直接安裝在層疊基板20上，而是配置在與層疊基板20的側(cè)面及布線基材21的一面21a隔開一定距離的位置上。因此，在層疊基板20上產(chǎn)生的應(yīng)力施加到壓力傳感器10上的情況得到緩和，可以抑制由該應(yīng)力而導(dǎo)致的壓力傳感器10的安裝前后的輸出特性變化，從而可以提供一種具備期望的輸出特性的壓力傳感器模塊30A。特別是在本發(fā)明中，只要在以往使用的層疊基板中配置布線基材21、并在該布線基材21上安裝壓力傳感器10，就可以得到本發(fā)明的構(gòu)成。因此，能夠簡便地提供一種不易出現(xiàn)輸出特性變化的壓力傳感器模塊30A。此外，因?yàn)椴季€基材21配置在層疊基板20中，所以能夠?qū)崿F(xiàn)安裝有壓力傳感器10 的壓力傳感器模塊30A的薄板化，并且能夠防止外部機(jī)械應(yīng)力施加在膜片部14及凸塊18 的接合部等容易損壞的部分而造成損壞。<第2實(shí)施方式>圖3是示意性表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30B的一例的截面圖。 對(duì)于與第1實(shí)施方式相同的部件，使用相同的標(biāo)記并省略其說明。本實(shí)施方式中，在安裝有壓力傳感器10的一面上，層疊基板20的最外表面20A位于與壓力傳感器10的上表面(半導(dǎo)體基板11的另一面lib)相同或比它高的位置上。由此，半導(dǎo)體基板11的側(cè)面Ilc被層疊基板20的基板20a包圍，在完成的壓力傳感器模塊 30B中大幅地抑制了外力直接施加在壓力傳感器10上的情況。因此，除上述第1實(shí)施方式的效果以外，大幅地抑制了外力直接施加在搬運(yùn)過程中或搭載到產(chǎn)品上的壓力傳感器10的情況，能夠使搬運(yùn)過程中產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)膜片部14產(chǎn)生影響而使壓力傳感器10的輸出特性產(chǎn)生變化的情況、以及由于搭載到產(chǎn)品上的壓力傳感器10從層疊基板20脫落或電連接的斷線及膜片部14的損壞而造成的不良等顯著地減少。<第3實(shí)施方式>圖4是示意性表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30C的一例的截面圖。 本實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30C與第1實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30A的不同點(diǎn)在于， 在層疊基板20中配置有半導(dǎo)體器件31，并與壓力傳感器10電連接。對(duì)于與第1實(shí)施方式相同的部件，使用相同的標(biāo)記并省略其說明。對(duì)半導(dǎo)體器件31無特殊限定，可以舉出例如進(jìn)行壓力傳感器靈敏度放大、進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)鹊?ASIC (Application Specific Integrated Circuit 專用集成電路)等。在第3實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30C中，通過將控制壓力傳感器10的半導(dǎo)體器件(例如ASIC)31內(nèi)置于層疊基板20中，就不需要將控制壓力傳感器10的控制電路等設(shè)置在外部。因此，除第1實(shí)施方式中得到的效果以外，可以將壓力傳感器10與該壓力傳感器10的控制電路等半導(dǎo)體器件31用一個(gè)封裝(One Package) 一體地形成，從而可以得到小型化、薄型化的壓力傳感器模塊30C。此外，通過將各種半導(dǎo)體器件31嵌入到層疊基板 20內(nèi)，可以提供一種高性能、高密度的壓力傳感器封裝件。在本實(shí)施方式中，還可以配置成與第2實(shí)施方式相同，使層疊基板20的最外表面 20A設(shè)置在與半導(dǎo)體基板11的另一面lib相同的位置或比它高的位置而露出，且壓力傳感器10被層疊基板20覆蓋。可以得到與第2實(shí)施方式同樣的效果。<第4實(shí)施方式>圖5是示意性表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30D的一例的截面圖。 本實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30D與第1實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30A的不同點(diǎn)在于， 使用半導(dǎo)體器件31作為配置于層疊基板20中的布線基材21。在半導(dǎo)體器件31中，在安裝有壓力傳感器10的面31a上形成有電路32，電路32 的一部分與凸塊18電連接，使半導(dǎo)體器件31與壓力傳感器10電連接。由此，壓力傳感器 10和半導(dǎo)體器件31之間可以傳遞信號(hào)。如本實(shí)施方式所示，通過使用半導(dǎo)體器件31作為布線基材21，在上述第1實(shí)施方式及第3實(shí)施方式的效果的基礎(chǔ)上，還可以使壓力傳感器模塊30D比第3實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30C更小型化、薄型化。在本實(shí)施方式中，還可以配置成與第2實(shí)施方式相同，使層疊基板20的最外表面 20A設(shè)置在與半導(dǎo)體基板11的另一面lib相同的位置或比它高的位置，從而露出，且壓力傳感器10被層疊基板20覆蓋。得到與第2實(shí)施方式同樣的效果。<第5實(shí)施方式>圖6是示意性表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30E的一例的截面圖。本實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30E大致由壓力傳感器60、凸塊18和布線基板20 構(gòu)成，所述壓力傳感器60在半導(dǎo)體基板61的一面61a的中心區(qū)域α的內(nèi)部具有與一面61a 大致平行地?cái)U(kuò)展的間隙部63，以位于間隙部63的一側(cè)的被薄板化的區(qū)域作為膜片部64，在膜片部64中配置有感壓元件65，并在一面61a上至少具有配置在膜片部64之外的區(qū)域、與感壓元件65電連接的導(dǎo)電部66 ；所述凸塊18按照每個(gè)導(dǎo)電部66分別配置，并分別與導(dǎo)電部66電連接；所述層疊基板20具有通過凸塊18電連接的布線基材21。此外，布線基材21配置于層疊基板20的內(nèi)部，布線基材21的與凸塊18電連接的面21a的至少一部分從層疊基板20中露出。本實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30E與第1實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30A的不同點(diǎn)在于貫通電極62在壓力傳感器60上配置成一端6 電連接于導(dǎo)電部66上、另一端6 在半導(dǎo)體基板61的另一面61b露出；該貫通電極62通過凸塊18與布線基材21電連接；以及膜片部64配置在與層疊基板20相對(duì)置的面61b相反的面61a上。此外，關(guān)于半導(dǎo)體基板61、間隙部63、膜片部64、感壓元件65以及導(dǎo)電部66則分別與第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體基板11、間隙部13、膜片部14、感壓元件15以及導(dǎo)電部16相同。對(duì)于貫通電極62無特殊限定，可以使用已有的公知產(chǎn)品，例如可以通過在半導(dǎo)體基板61中所形成的貫通孔內(nèi)填充金、其他金屬材料以及焊錫等合金來得到。在本實(shí)施方式中，與壓力傳感器60電連接的布線基材21配置在層疊基板20中再安裝有壓力傳感器60。由于層疊基板20上產(chǎn)生的應(yīng)力在該層疊基板20的最外表面20A呈最大，所以能夠使得施加到壓力傳感器60上的應(yīng)力比安裝到現(xiàn)有的壓力傳感器模塊上的情況小。此外，壓力傳感器60不直接安裝在層疊基板20上，而是配置在與層疊基板20的側(cè)面及布線基材21的一面21a隔開一定距離的位置上。因此，可以抑制由該應(yīng)力導(dǎo)致的壓力傳感器60的安裝前后的輸出特性變化，從而可以提供一種具有期望的輸出特性的壓力傳感器模塊30E。特別是在本發(fā)明中，只要在以往使用的層疊基板中配置布線基材21并在該布線基材21上安裝壓力傳感器60，就可以得到本發(fā)明的構(gòu)成。因此，能夠簡便地提供一種不易出現(xiàn)輸出特性變化的壓力傳感器模塊30E。此外，因?yàn)椴季€基材21配置在層疊基板20中，所以能夠?qū)崿F(xiàn)安裝有壓力傳感器60 的壓力傳感器模塊30E的薄板化，并可以防止外部機(jī)械壓力施加在凸塊18的接合部等容易損壞的部分而造成損壞。<第6實(shí)施方式>圖7是示意性表示本發(fā)明第6實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30F的一例的截面圖。 對(duì)于與第1實(shí)施方式及第5實(shí)施方式相同的部件，使用相同標(biāo)記，并省略其說明。本實(shí)施方式中，在安裝有壓力傳感器60的面上，層疊基板20的最外表面20A位于與壓力傳感器60的上表面(半導(dǎo)體基板61的一面61a)相同或比它高的位置上。由此，半導(dǎo)體基板61的側(cè)面61c被層疊基板20的基板20a包圍，在完成的壓力傳感器模塊30F中， 大幅地抑制了外力直接施加在壓力傳感器60上的情況。因此，除上述第5實(shí)施方式的效果以外，還大幅地抑制了外力直接施加在搬運(yùn)過程中或搭載到產(chǎn)品中的壓力傳感器60上的情況，能夠顯著地減少搬運(yùn)過程中產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)膜片部64產(chǎn)生影響而使壓力傳感器60的輸出特性產(chǎn)生變化的情況、以及由于搭載到產(chǎn)品上的壓力傳感器60從層疊基板20上脫落、或電連接斷開及膜片部64的損壞而造成的不良等。<第7實(shí)施方式>圖8是示意性表示本發(fā)明第7實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30G的一例的截面圖。 本實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30G與第5實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30E的不同點(diǎn)在于， 在層疊基板20中還配置有半導(dǎo)體器件31。對(duì)半導(dǎo)體器件31無特殊限定，可以舉出例如使壓力傳感器靈敏度提高、進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)鹊?ASIC (Application Specific Integrated Circuit 專用集成電路)等。在本實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30G中，與第2實(shí)施方式的壓力傳感器模塊相同， 通過將控制壓力傳感器60的半導(dǎo)體器件(例如ASIC)31內(nèi)置于層疊基板20中，就不需要將控制壓力傳感器60的控制電路等設(shè)置在外部。因此，除第5實(shí)施方式中得到的效果以外，可以將壓力傳感器60與該壓力傳感器 60的控制電路等半導(dǎo)體器件31用一個(gè)封裝形成為一體，從而可以得到小型化、薄型化的壓力傳感器模塊30G。此外，通過將各種半導(dǎo)體器件31嵌入到層疊基板20內(nèi)，可以提供一種高性能、高密度的壓力傳感器封裝件。在本實(shí)施方式中，還可以配置成與第6實(shí)施方式相同，使層疊基板20的最外表面 20A設(shè)置在與半導(dǎo)體基板61的一面61a相同的位置或比它高的位置并露出，且壓力傳感器 60被層疊基板20覆蓋。得到與第6實(shí)施方式同樣的效果。
<第8實(shí)施方式>圖9是示意性表示本發(fā)明第8實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30H的一例的截面圖。 本實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30H與第5實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30E的不同點(diǎn)在于， 使用半導(dǎo)體器件31作為配置于層疊基板20中的布線基材21。半導(dǎo)體器件31中，在安裝有壓力傳感器60的一面31a上形成有電路32，電路32 的一部分與凸塊18電連接，使半導(dǎo)體器件31與壓力傳感器60電連接。由此，壓力傳感器 60和半導(dǎo)體器件31之間可以傳遞信號(hào)。如本實(shí)施方式所示，通過使用半導(dǎo)體器件31作為布線基材21，在上述第5實(shí)施方式及第7實(shí)施方式的效果基礎(chǔ)上，還可以使壓力傳感器模塊30H比第7實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30G更小型化、薄型化。在本實(shí)施方式中，還可以配置成與第6實(shí)施方式相同，使層疊基板20的最外表面 20A設(shè)置在與半導(dǎo)體基板61的一面61a相同的位置或比它更高的位置并露出，且壓力傳感器60被層疊基板20覆蓋。得到與第6實(shí)施方式同樣的效果。上述第1實(shí)施方式 第8實(shí)施方式的壓力傳感器模塊30中，優(yōu)選布線基材21的線膨脹系數(shù)與壓力傳感器10、60的半導(dǎo)體基板11、61大致相同。若與以往一樣，在某一溫度(通常為^KTC左右)將壓力傳感器直接通過回流焊安裝在層疊基板上，則由于兩者的熱膨脹系數(shù)之差，在壓力傳感器的使用溫度(例如室溫) 下，焊料凸塊的附近會(huì)有殘留應(yīng)力。這樣，膜片部上的應(yīng)力會(huì)在壓力傳感器的安裝前后發(fā)生變化，其結(jié)果是，該壓力傳感器的輸出特性發(fā)生變化。此外，因?yàn)閮烧叩臒崤蛎浵禂?shù)之差，殘留應(yīng)力會(huì)隨時(shí)間而變化(蠕變)，其結(jié)果是， 傳感器的特性也隨著時(shí)間而變化。再加上熱量的變化，兩者會(huì)按照熱膨脹系數(shù)而伸縮，從而使得熱可靠性惡化。通過使布線基材21的線膨脹系數(shù)與壓力傳感器10、60的半導(dǎo)體基板11、61大致相同，可以抑制由熱膨脹系數(shù)之差而產(chǎn)生的應(yīng)力，并可以無限減小將壓力傳感器10、60直接通過回流焊安裝到層疊基板20后的殘留應(yīng)力以及其隨時(shí)間而產(chǎn)生的變化(蠕變)。因此，可以進(jìn)一步減小在壓力傳感器10、60的安裝前后的輸出特性的變化，并可以在維持期望的輸出特性的同時(shí)，顯著提高溫度循環(huán)等的可靠性。作為這種布線基材21，可以根據(jù)壓力傳感器10、60中使用的半導(dǎo)體基板11、61而
適當(dāng)改變，可以列舉例如硅、陶瓷及玻璃等。使用半導(dǎo)體器件31作為布線基材21時(shí)，優(yōu)選使半導(dǎo)體器件31的線膨脹系數(shù)與壓力傳感器10、60的半導(dǎo)體基板11、61大致相同。由此，與上述半導(dǎo)體基板21的情況相同， 可以抑制由熱膨脹系數(shù)之差而產(chǎn)生的應(yīng)力，可以無限減小將壓力傳感器10、60直接通過回流焊安裝到層疊基板20上之后的殘留應(yīng)力以及蠕變。因此，可以進(jìn)一步減小在壓力傳感器10、60的安裝前后的輸出特性的變化，并可以在維持期望的輸出特性的同時(shí)，使壓力傳感器模塊的溫度循環(huán)等的可靠性提高。作為這種半導(dǎo)體器件31，可以根據(jù)壓力傳感器10、60中使用的半導(dǎo)體基板11、61 而適當(dāng)改變，可以列舉例如由硅、陶瓷及玻璃等制成的器件。此外，本發(fā)明的電子部件具有上述第1實(shí)施方式 第8實(shí)施方式中的任意一項(xiàng)所述的壓力傳感器模塊30。因此，該電子部件由于受外部及內(nèi)部應(yīng)力的影響被減小，從而能夠提供一種可以高精度且再現(xiàn)性良好地檢測出壓力的電子部件。在本發(fā)明的壓力傳感器模塊中，壓力傳感器上的應(yīng)力得到緩和，從而可以維持期望的輸出特性，因此，本發(fā)明的壓力傳感器模塊可用于測量例如空氣壓、水壓及油壓等壓力，適合用于可以高精度且再現(xiàn)性良好地進(jìn)行測量的各種電子部件。上面結(jié)合示范性實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于這些示范性實(shí)施方式。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)明白，在不偏離所附權(quán)利要求書中定義的本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種壓力傳感器模塊，具有壓力傳感器，其在半導(dǎo)體基板的一面具備在其中心區(qū)域的內(nèi)部與該一面大致平行地?cái)U(kuò)展的間隙部，以位于該間隙部的一側(cè)的被薄板化的區(qū)域作為膜片部，在該膜片部配置有感壓元件，并在所述一面上至少具有在所述膜片部之外的區(qū)域配置的、與所述感壓元件電連接的導(dǎo)電部，層疊基板，其具有安裝所述壓力傳感器的布線基材；其中，所述布線基材的安裝所述壓力傳感器的面被配置于所述層疊基板的內(nèi)部，所述布線基材的安裝所述壓力傳感器的面的至少一部分從所述層疊基板中露出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器模塊，其特征在于，所述壓力傳感器被所述層疊基板覆蓋，并使所述半導(dǎo)體基板的另一面露出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器模塊，其特征在于，所述布線基材是半導(dǎo)體器件。
4.一種電子部件，其搭載有權(quán)利要求1所述的壓力傳感器模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及壓力傳感器模塊及電子部件，該壓力傳感器模塊具有壓力傳感器，其在半導(dǎo)體基板一面的中心區(qū)域的內(nèi)部具有與該一面大致平行地?cái)U(kuò)展的間隙部，以位于該間隙部的一側(cè)的被薄板化的區(qū)域作為膜片部，在該膜片部上配置有感壓元件，并至少具有在一面上配置于上述膜片部之外的區(qū)域、與感壓元件電連接的導(dǎo)電部；凸塊，其按照各導(dǎo)電部配置，與該導(dǎo)電部分別電連接；層疊基板，其具有通過凸塊與布線基材電連接。其中，布線基材配置于層疊基板的內(nèi)部，布線基材的與凸塊電連接的面的至少一部分從層疊基板中露出。
文檔編號(hào)G01L9/00GK102519655SQ201210003048
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者山本敏, 橋本廣和 申請(qǐng)人:株式會(huì)社藤倉