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WO2024075462A1 - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor Download PDF

Info

Publication number
WO2024075462A1
WO2024075462A1 PCT/JP2023/032460 JP2023032460W WO2024075462A1 WO 2024075462 A1 WO2024075462 A1 WO 2024075462A1 JP 2023032460 W JP2023032460 W JP 2023032460W WO 2024075462 A1 WO2024075462 A1 WO 2024075462A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure sensor
lid
view
plan
internal space
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/032460
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
徹 樋口
宏介 山城
Original Assignee
ローム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ローム株式会社 filed Critical ローム株式会社
Publication of WO2024075462A1 publication Critical patent/WO2024075462A1/en

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14Housings

Definitions

  • This disclosure relates to a pressure sensor.
  • Patent Document 1 JP 2019-125675 A (Patent Document 1) describes a pressure sensor.
  • the pressure sensor described in Patent Document 1 has a case, a substrate, and a MEMS (Micro Electro Mechanical System) chip.
  • MEMS Micro Electro Mechanical System
  • the case has a side wall and an upper wall that is continuous with the upper end of the side wall.
  • the case is connected to the substrate at the lower end of the side wall.
  • the case and the substrate constitute the package exterior of the pressure sensor described in Patent Document 1.
  • the MEMS chip has a membrane.
  • the MEMS chip is disposed in the internal space of the package exterior that is defined by the side wall and upper wall of the case and the substrate.
  • a hole is formed in the top wall of the package exterior (top wall of the case).
  • the hole penetrates the top wall in the thickness direction.
  • the hole is connected to the internal space of the package exterior.
  • liquid e.g. rainwater or sweat
  • the pool of liquid can deflect the membrane or block contact with the outside air, causing malfunctions.
  • the pressure sensor disclosed herein comprises a package exterior having an upper wall, and a MEMS chip.
  • the MEMS chip has a membrane and is disposed in the internal space of the package exterior.
  • the upper wall has a plurality of holes formed therein that penetrate the upper wall in the thickness direction.
  • FIG. 2 is a plan view of the pressure sensor 100.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the pressure sensor 100.
  • 2 is a cross-sectional view of the MEMS chip 40.
  • FIG. 3A to 3C are manufacturing process diagrams of the pressure sensor 100.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a preparation step S1.
  • 11 is a cross-sectional view illustrating a first chip mounting step S2.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a second chip mounting step S3.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a wire bonding step S4.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a gel filling step S5.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a lid bonding step S6.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a preparation step S1.
  • 11 is a cross-sectional view illustrating a first chip mounting step S2.
  • FIG. 11 is
  • FIG. 2 is a plan view of a pressure sensor 100 according to a first modified example.
  • FIG. 11 is a plan view of a pressure sensor 100 according to a second modified example.
  • FIG. 2 is a plan view of the pressure sensor 100A.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the pressure sensor 100A.
  • FIG. FIG. 2 is a plan view of the pressure sensor 100B.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the pressure sensor 100B.
  • FIG. 11 is a plan view of a pressure sensor 100B according to a first modified example.
  • FIG. 11 is a plan view of a pressure sensor 100B according to a second modified example.
  • FIG. 13 is a plan view of a pressure sensor 100B according to a third modified example.
  • the pressure sensor according to the first embodiment will be described below.
  • the pressure sensor according to the first embodiment is designated as pressure sensor 100.
  • the pressure sensor 100 is a sensor that detects pressure in the external space of the pressure sensor 100.
  • FIG. 1 is a plan view of the pressure sensor 100.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the pressure sensor 100.
  • the pressure sensor 100 has a case 10, a lid 20, a semiconductor chip 30, and a MEMS chip 40.
  • the pressure sensor 100 may further have a gel material 50.
  • the case 10 and the lid 20 form an exterior package body of the pressure sensor 100.
  • the lid 20 forms an upper wall of the exterior package body of the pressure sensor 100.
  • the case 10 is made of, for example, a ceramic material.
  • the case 10 has a side wall 11 and a bottom wall 12.
  • the bottom wall 12 is connected to the lower end of the side wall 11.
  • the space defined by the side wall 11 and the bottom wall 12 is referred to as an internal space 13.
  • the internal space 13 constitutes the internal space of the package exterior of the pressure sensor 100.
  • the case 10 is, for example, rectangular in plan view.
  • the upper end of the side wall 11 is formed of, for example, a metal layer 11a.
  • External connection pads 12a are arranged on the outer wall surface of the bottom wall 12.
  • the pressure sensor 100 is electrically connected to a printed wiring board or the like via the external connection pads 12a.
  • a plurality of internal connection pads 12b are arranged on the inner wall surface of the bottom wall 12.
  • the internal connection pads 12b are electrically connected to the external connection pads 12a via conductors (not shown) embedded in the case 10.
  • a step portion 11b is formed on the inner wall surface of the side wall 11.
  • An internal connection pad 11c is arranged on the step portion 11b.
  • the internal connection pad 11c is electrically connected to the external connection pads 12a and/or the internal connection pads 12b via conductors (not shown) embedded in the case 10.
  • the lid 20 is a plate-shaped member.
  • the lid 20 is formed, for example, from a metal material.
  • the lid 20 is, for example, rectangular in plan view.
  • the outer peripheral edge of the lid 20 in plan view is joined to the upper end of the side wall 11. More specifically, the outer peripheral edge of the lid 20 in plan view is welded to the metal layer 11a. In this way, the lid 20 forms the upper wall of the package exterior of the pressure sensor 100.
  • the lid 20 has a plurality of holes 21 formed therein.
  • the holes 21 penetrate the lid 20 in the thickness direction.
  • the internal space 13 communicates with the external space of the package exterior body of the pressure sensor 100 through the holes 21.
  • the number of holes 21 is two.
  • One of the two holes 21 is hole 21a, and the other of the two holes 21 is hole 21b.
  • the holes 21a and 21b are, for example, near the four corners of the lid 20 in a plan view.
  • no hole 21 is formed in the center of the lid 20 in a plan view.
  • the holes 21a and 21b are, for example, symmetrically positioned with respect to the center of the lid 20 in a plan view.
  • the arrangement of the plurality of holes 21 is not limited to this.
  • Hole 21 is, for example, circular in plan view.
  • the opening diameter of hole 21 is, for example, 20 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the opening diameter of hole 21 may be 30 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less.
  • the shape of hole 21 in plan view does not have to be circular. If the shape of hole 21 in plan view is not circular, the opening diameter of hole 21 is obtained by the square root of the opening area of hole 21 divided by ⁇ /4.
  • the semiconductor chip 30 has a first surface 30a and a second surface 30b.
  • the first surface 30a and the second surface 30b are end surfaces in the thickness direction of the semiconductor chip 30.
  • the semiconductor chip 30 is disposed on the inner wall surface of the bottom wall 12 so that the first surface 30a faces the inner wall surface of the bottom wall 12.
  • the semiconductor chip 30 is electrically connected to the internal connection pads 12b by bumps 31.
  • the bumps 31 are formed of, for example, gold.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the MEMS chip 40.
  • the MEMS chip 40 has a silicon substrate 41, a glass substrate 45, an interlayer insulating film 46, and a plurality of wirings 47.
  • the silicon substrate 41 has a first surface 41a and a second surface 41b.
  • the first surface 41a and the second surface 41b are end surfaces in the thickness direction of the silicon substrate 41.
  • the silicon substrate 41 has a first silicon layer 42, a silicon oxide layer 43, and a second silicon layer 44.
  • the silicon oxide layer 43 is disposed on the first silicon layer 42.
  • the second silicon layer 44 is disposed on the silicon oxide layer 43. That is, the silicon oxide layer 43 is sandwiched between the first silicon layer 42 and the second silicon layer 44 in the thickness direction of the silicon substrate 41.
  • the first silicon layer 42 and the second silicon layer 44 respectively constitute a first surface 41a and a second surface 41b.
  • a cavity 42a is formed in the first silicon layer 42.
  • the cavity 42a penetrates the first silicon layer 42 in the thickness direction.
  • the cavity 42a is closed by the silicon oxide layer 43 and the glass substrate 45.
  • the glass substrate 45 is disposed on the first surface 41a.
  • resistors 44a and wiring 44b are formed in the second silicon layer 44.
  • the second silicon layer 44 in the portion in which the resistors 44a and wiring 44b are formed is doped with impurities.
  • the resistors 44a are formed in the second silicon layer 44 above the cavity 42a.
  • a portion of the wiring 44b is formed in the second silicon layer 44 above the cavity 42a, and another portion of the wiring 44b is formed in the second silicon layer 44 above the first silicon layer 42 around the cavity 42a.
  • the second silicon layer 44 has a plurality of resistors 44a.
  • the plurality of resistors 44a are connected to each other by the wiring 44b to form a bridge circuit.
  • the interlayer insulating film 46 is formed of, for example, silicon oxide.
  • the interlayer insulating film 46 is disposed on the second surface 41b (on the second silicon layer 44).
  • the wiring 47 is disposed on the interlayer insulating film 46 above the first silicon layer 42 around the cavity 42a.
  • the wiring 47 is formed of, for example, a metal material.
  • One end of the wiring 47 is a bonding pad 47a. The other end of the wiring 47 is electrically connected to the wiring 44b.
  • the silicon oxide layer 43 on the cavity 42a, the second silicon layer 44 above the cavity 42a, and the interlayer insulating film 46 above the cavity 42a constitute a membrane 48.
  • a power supply voltage for example, is applied between a pair of bonding pads 47a electrically connected to the resistor 44a.
  • the membrane 48 bends the electrical resistance value of the resistor 44a changes, and the voltage between a pair of bonding pads 47a other than the pair of bonding pads 47a to which the power supply voltage is applied changes from the above power supply voltage.
  • the MEMS chip 40 is placed on the semiconductor chip 30 with the adhesive member 32 interposed therebetween so that the glass substrate 45 faces the second surface 30b. As a result, the MEMS chip 40 is placed in the internal space 13. One end of the bonding wire 49 is joined to the bonding pad 47a, and the other end of the bonding wire 49 is joined to the internal connection pad 11c. As a result, the MEMS chip 40 is electrically connected to the semiconductor chip 30 by the bonding wire 49, the conductor embedded inside the case 10, the internal connection pad 12b, and the bump 31.
  • the bonding wire 49 is made of, for example, gold.
  • the gel material 50 fills the internal space 13. As a result, the semiconductor chip 30 and the MEMS chip 40 are sealed with the gel material 50.
  • the pressure change in the external space of the pressure sensor 100 is transmitted to the internal space 13 through the hole 21.
  • the membrane 48 is deflected due to the difference with the internal pressure of the cavity 42a.
  • the change in the electrical resistance value of the resistor 44a fluctuates the voltage between a pair of bonding pads 47a electrically connected to the resistor 44a.
  • This voltage change is output to the semiconductor chip 30, where signal processing is performed, and the pressure in the external space of the package exterior of the pressure sensor 100 is calculated.
  • a signal indicating the calculated pressure in the external space of the package exterior of the pressure sensor 100 is output from the semiconductor chip 30 via the external connection pad 12a.
  • FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the pressure sensor 100. As shown in FIG. 4, the manufacturing method of the pressure sensor 100 includes a preparation process S1, a first chip mounting process S2, a second chip mounting process S3, a wire bonding process S4, a gel filling process S5, and a lid bonding process S6.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the preparation step S1. As shown in FIG. 5, in the preparation step S1, the case 10 is prepared.
  • the first chip mounting process S2 is carried out after the preparation process S1.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view explaining the first chip mounting process S2.
  • the semiconductor chip 30 is mounted on the inner wall surface of the bottom wall 12. At this time, the semiconductor chip 30 is electrically connected to the internal connection pads 12b by the bumps 31.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the second chip mounting process S3.
  • the MEMS chip 40 is mounted on the semiconductor chip 30.
  • uncured adhesive material 32 is applied onto the second surface 30b.
  • the MEMS chip 40 is mounted on the second surface 30b with the adhesive material 32 interposed therebetween.
  • the adhesive material 32 is heated and cured.
  • the wire bonding process S4 is performed after the second chip mounting process S3.
  • Figure 8 is a cross-sectional view illustrating the wire bonding process S4. As shown in Figure 8, in the wire bonding process S4, one end of the bonding wire 49 is bonded to the bonding pad 47a, and the other end of the bonding wire 49 is bonded to the internal connection pad 11c.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the gel filling step S5.
  • the internal space 13 is filled with a gel material 50.
  • the lid bonding step S6 is performed after the gel filling step S5.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the lid bonding step S6.
  • an electrode 60 is brought into contact with the outer peripheral edge portion of the lid 20 in a planar view and welded, thereby bonding the outer peripheral edge portion of the lid 20 in a planar view to the upper end of the sidewall 11 (more specifically, the metal layer 11a). In this way, the pressure sensor 100 having the structure shown in FIG. 1 and FIG. 2 is manufactured.
  • the pressure sensor 100 may be cleaned. This cleaning is performed while supplying a cleaning liquid from the hole 21 into the internal space 13. During this cleaning, ultrasonic waves may be applied.
  • liquid e.g., rainwater or sweat
  • the pool of liquid can deflect the membrane 48 or block contact with the outside air, causing malfunction.
  • the pressure sensor 100 multiple holes 21 are formed in the lid 20. Therefore, gas or liquid that enters the internal space 13 through one hole 21 (hole 21a in the example of FIG. 1) can easily escape from the internal space 13 through another hole 21 (hole 21b in the example of FIG. 1). Therefore, with the pressure sensor 100, liquid pools or air bubble pools are less likely to remain in the internal space 13, making it possible to suppress insufficient cleaning, damage to the membrane 48, and obstruction of the operation of the membrane 48.
  • holes 21a and 21b are located symmetrically with respect to the center of the lid 20 in a plan view, liquid or gas that enters the internal space 13 through one of holes 21a and 21b can easily escape through the other of holes 21a and 21b. Also, in this case, since hole 21 is not formed in the center of the lid 20 in a plan view, the lid 20 can be easily adsorbed and held, improving handling of the lid 20.
  • the opening diameter of the hole 21 is small, the flow of liquid through the hole 21 will be slow. Also, if the opening diameter of the hole 21 is small, there is a risk of clogging of the hole 21. On the other hand, if the opening diameter of the hole 21 is large, small particles will easily enter the internal space 13 through the hole 21. Therefore, if the opening diameter of the hole 21 is 20 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, it is possible to suppress the intrusion of particles into the internal space 13 while ensuring the flow of liquid through the hole 21 and preventing clogging of the hole 21.
  • Fig. 11 is a plan view of the pressure sensor 100 according to the first modification.
  • the number of holes 21 formed in the lid 20 may be, for example, four.
  • the four holes 21 are holes 21c, 21d, 21e, and 21f.
  • Holes 21c, 21d, 21e, and 21f are located near the four corners of the lid 20 in a plan view.
  • Holes 21c and 21f are located symmetrically with respect to the center of the lid 20 in a plan view, and holes 21d and 21e are located symmetrically with respect to the center of the lid 20 in a plan view.
  • Fig. 12 is a plan view of a pressure sensor 100 according to a second modified example. As shown in Fig. 12, the holes 21 may be arranged in a lattice pattern in a plan view.
  • Pressure sensor 100A The pressure sensor according to the second embodiment is designated as pressure sensor 100A.
  • differences from pressure sensor 100 will be mainly described, and overlapping descriptions will not be repeated.
  • FIG. 13 is a plan view of pressure sensor 100A.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of pressure sensor 100A.
  • pressure sensor 100A has a case 10, a lid 20, a semiconductor chip 30, and a MEMS chip 40.
  • Pressure sensor 100A may further have a gel material 50.
  • the configuration of pressure sensor 100A is common to the configuration of pressure sensor 100.
  • FIG. 15 is a plan view of the case 10.
  • the upper end of the side wall 11 is divided into a plurality of first regions 11d and a plurality of second regions 11e.
  • the second regions 11e are located between two adjacent first regions 11d.
  • the first regions 11d are preferably located at the four corners of the upper end of the side wall 11 in a plan view.
  • FIG. 13 the joints between the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view and the upper end of the side wall 11 are shown by dotted lines.
  • the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view is joined only to the second region 11e, and not to the first region 11d.
  • the configuration of the pressure sensor 100A differs from the configuration of the pressure sensor 100.
  • pressure sensor 100A the outer peripheral edge of lid 20 in a plan view is joined only to second region 11e, so there is a gap between each of the first regions 11d and lid 20. Liquid or gas that enters internal space 13 through one of these gaps is discharged through another of these gaps. Therefore, with pressure sensor 100A, liquid pools or air bubbles are less likely to remain in internal space 13, making it possible to suppress insufficient cleaning, damage to membrane 48, and obstruction of membrane 48 operation.
  • the number of joints between the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view and the upper end of the side wall 11 is reduced, so the time required for the lid bonding process S6 is reduced.
  • the entire periphery of the side wall 11 is joined to the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view, so there are areas near the upper end of the side wall 11 where liquid is likely to remain.
  • a portion of the upper end of the side wall 11 is not joined to the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view, so there are fewer areas where liquid is likely to remain, as described above.
  • pressure sensor 100B The pressure sensor according to the third embodiment will be referred to as pressure sensor 100B.
  • differences from pressure sensor 100A will be mainly described, and overlapping descriptions will not be repeated.
  • FIG. 16 is a plan view of pressure sensor 100B.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of pressure sensor 100B.
  • pressure sensor 100B has a case 10, a lid 20, a semiconductor chip 30, and a MEMS chip 40.
  • Pressure sensor 100B may further have a gel material 50.
  • the outer peripheral edge portion of the lid 20 in a plan view is bonded only to the second region 11e.
  • no hole 21 is formed in the lid 20.
  • the configuration of pressure sensor 100A is common to the configuration of pressure sensor 100.
  • pressure sensor 100B there are multiple notches 22 on the outer peripheral edge of lid 20 in plan view.
  • the internal space 13 is exposed from the notches 22.
  • the internal space 13 exposed from the notches 22 is, for example, triangular (right-angled triangular) in plan view.
  • the two notches 22 are notches 22a and 22b, respectively. It is preferable that notches 22a and 22b are located symmetrically with respect to the center of lid 20 in plan view. In these respects, the configuration of pressure sensor 100B differs from the configuration of pressure sensor 100A.
  • Fig. 18 is a plan view of a pressure sensor 100B according to a first modified example.
  • the number of notches 22 in the outer peripheral edge portion of the lid 20 in a plan view may be four. In other words, the number of notches 22 is not particularly limited.
  • Fig. 19A is a plan view of a pressure sensor 100B according to a second modified example.
  • Fig. 19B is a plan view of a pressure sensor 100B according to a third modified example.
  • the internal space 13 exposed from the notch 22 does not have to be triangular in plan view.
  • the notch 22 is located at the four corners of the lid 20 in plan view, and the internal space 13 exposed from the notch 22 may be substantially rectangular in plan view.
  • the lid 20 may be cross-shaped in plan view.
  • the notches 22 may be formed on opposing sides of the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view.
  • the internal space 13 exposed through the notches 22 has a rectangular shape in a plan view.
  • Sample 1 has a similar configuration to pressure sensor 100, except that there is only one hole 21 (only hole 21a) formed in the lid 20.
  • Sample 2 has a similar configuration to pressure sensor 100B, except that there is only one notch 22 (only notch 22a) on the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view.
  • Sample 3 has a similar configuration to pressure sensor 100B, and sample 4 has a similar configuration to pressure sensor 100B according to the first modified example.
  • Samples 1 to 4 were immersed in water and then taken out into the air. After that, it was checked with a microscope whether or not a pool of liquid remained in the internal space 13. In Samples 1 and 2, it was confirmed that a pool of liquid remained in the internal space 13 after being taken out into the air. From this, it can be understood that when the lid 20 has only one hole 21 or notch 22, there is a risk that a pool of liquid may remain in the internal space 13.
  • ⁇ Appendix 1> a package outer body having a top wall; and a MEMS chip.
  • the MEMS chip has a membrane and is disposed in an internal space of the package exterior body;
  • the package exterior further includes a case and a lid,
  • the case has a side wall and a bottom wall connected to a lower end of the side wall, an outer peripheral edge portion of the lid in a plan view is joined to an upper end of the side wall; 2.
  • ⁇ Appendix 3> Further comprising a gel material; 3. The pressure sensor according to claim 2, wherein the gel material is filled in the internal space so as to seal the MEMS chip.
  • Appendix 4 A pressure sensor as described in Appendix 2 or Appendix 3, wherein a first hole, which is one of the plurality of holes, is located symmetrically with a second hole, which is another of the plurality of holes, with respect to the center of the lid in a planar view.
  • the case has a side wall and a bottom wall connected to a lower end of the side wall, The upper end of the side wall is divided into a plurality of first regions and a plurality of second regions in a plan view, each of the first regions is between two adjacent ones of the second regions; an outer peripheral edge portion of the lid in a plan view is joined only to the second regions;
  • the MEMS chip has a membrane and is disposed in the internal space of the package exterior body, forming a pressure sensor.
  • ⁇ Appendix 8> Further comprising a gel material; 8. The pressure sensor of claim 7, wherein the gel material is filled in the internal space so as to seal the MEMS chip.
  • the outer periphery has a plurality of notches, 9.
  • Appendix 10 A pressure sensor as described in Appendix 9, wherein a first notch, one of the plurality of notches, is located symmetrically with respect to a center of the lid in a planar view relative to a second notch, another of the plurality of notches.
  • 100, 100A, 100B pressure sensor 10 case, 11 side wall, 11a metal layer, 11b step portion, 11c internal connection pad, 11d first region, 11e second region, 12 bottom wall, 12a external connection pad, 12b internal connection pad, 13 internal space, 20 lid, 21 hole, 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f hole, 22 notch, 22a, 22b notch, 30 semiconductor chip, 30a first surface, 30b second surface, 31 bump, 32 adhesive member, 40 MEMS chip, 4 1 silicon substrate, 41a first surface, 41b second surface, 42 first silicon layer, 42a cavity, 43 silicon oxide layer, 44 second silicon layer, 44a resistor, 44b wiring, 45 glass substrate, 46 interlayer insulating film, 47 wiring, 47a bonding pad, 48 membrane, 49 bonding wire, 50 gel material, 60 electrode, S1 preparation step, S2 first chip mounting step, S3 second chip mounting step, S4 wire bonding step, S5 gel filling step, S6 lid bonding step.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

This pressure sensor comprises: a package exterior body having an upper wall; and a MEMS chip. The MEMS chip has a membrane and is disposed in an internal space of the package exterior body. A plurality of holes passing through the upper wall in the thickness direction of the upper wall are formed in the upper wall.

Description

圧力センサPressure Sensors
 本開示は、圧力センサに関する。 This disclosure relates to a pressure sensor.
 例えば特開2019-125675号公報(特許文献1)には、圧力センサが記載されている。特許文献1に記載の圧力センサは、ケースと、基板と、MEMS(Micro Electro Mechanical System)チップとを有している。 For example, JP 2019-125675 A (Patent Document 1) describes a pressure sensor. The pressure sensor described in Patent Document 1 has a case, a substrate, and a MEMS (Micro Electro Mechanical System) chip.
 ケースは、側壁と、側壁の上端に連なっている上壁とを有している。ケースは、側壁の下端において、基板に接続されている。ケース及び基板は、特許文献1に記載の圧力センサのパッケージ外装体を構成している。MEMSチップは、メンブレンを有している。MEMSチップは、ケースの側壁及び上壁と基板とにより画されているパッケージ外装体の内部空間に配置されている。 The case has a side wall and an upper wall that is continuous with the upper end of the side wall. The case is connected to the substrate at the lower end of the side wall. The case and the substrate constitute the package exterior of the pressure sensor described in Patent Document 1. The MEMS chip has a membrane. The MEMS chip is disposed in the internal space of the package exterior that is defined by the side wall and upper wall of the case and the substrate.
 パッケージ外装体の上壁(ケースの上壁)には、1つの孔が形成されている。孔は、上壁を厚さ方向に貫通している。孔は、パッケージ外装体の内部空間に連通している。その結果、特許文献1に記載の圧力センサでは、外部の圧力変化が孔を通じてパッケージ外装体の内部空間に伝わり、メンブレンを撓ませる。このようにして、特許文献1に記載の圧力センサでは、外部の圧力変化を検知する。 A hole is formed in the top wall of the package exterior (top wall of the case). The hole penetrates the top wall in the thickness direction. The hole is connected to the internal space of the package exterior. As a result, in the pressure sensor described in Patent Document 1, external pressure changes are transmitted through the hole to the internal space of the package exterior, causing the membrane to deflect. In this way, the pressure sensor described in Patent Document 1 detects external pressure changes.
特開2019-125675号公報JP 2019-125675 A
 [概要]
 特許文献1に記載の圧力センサでは、パッケージ外装体の上壁に1つだけ孔が形成されているため、孔からパッケージ外装体の内部空間に入った気体や液体が抜けにくく、パッケージ外装体の内部空間に気泡だまりや液だまりができてしまうことがある。
[overview]
In the pressure sensor described in Patent Document 1, only one hole is formed in the upper wall of the package exterior body, making it difficult for gas or liquid that has entered the internal space of the package exterior body to escape through the hole, which can result in air bubbles or liquid pools forming in the internal space of the package exterior body.
 例えば、パッケージ外装体の内部空間に気泡だまりがある状態で液体を用いた洗浄を行おうとすると、液体の流れが気泡だまりで遮られてしまい、洗浄が正しく行われないことがある。その結果、パッケージ外装体の内部空間に残存した異物や汚れによりメンブレンの撓みが阻害されることがある。パッケージ外装体の内部空間に気泡だまりが残った状態で超音波洗浄が行われると、気泡だまりの周囲で異常な衝撃が発生し、メンブレンを破損させることがある。 For example, if cleaning is performed using liquid when there are air bubbles trapped in the internal space of the package exterior, the flow of the liquid may be blocked by the air bubbles, and cleaning may not be performed properly. As a result, foreign matter or dirt remaining in the internal space of the package exterior may hinder the membrane from bending. If ultrasonic cleaning is performed when there are air bubbles remaining in the internal space of the package exterior, abnormal impacts may occur around the air bubbles, damaging the membrane.
 洗浄の際に孔からパッケージ外装体の内部空間に入った液体や使用時に孔からパッケージ外装体の内部空間に入った液体(例えば雨水、汗)がパッケージ外装体の内部空間から抜けずに液だまりになると、液だまりがメンブレンを撓ませたり外気との接触を遮断したりするため、動作不良の原因となる。 If liquid (e.g. rainwater or sweat) that enters the internal space of the package exterior through the holes during cleaning or the internal space of the package exterior through the holes during use does not escape from the internal space of the package exterior and forms a pool of liquid, the pool of liquid can deflect the membrane or block contact with the outside air, causing malfunctions.
 本開示の圧力センサは、上壁を有するパッケージ外装体と、MEMSチップとを備えている。MEMSチップは、メンブレンを有し、かつパッケージ外装体の内部空間に配置されている。上壁には、上壁を厚さ方向に貫通している複数の孔が形成されている。 The pressure sensor disclosed herein comprises a package exterior having an upper wall, and a MEMS chip. The MEMS chip has a membrane and is disposed in the internal space of the package exterior. The upper wall has a plurality of holes formed therein that penetrate the upper wall in the thickness direction.
圧力センサ100の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the pressure sensor 100. 圧力センサ100の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the pressure sensor 100. MEMSチップ40の断面図である。2 is a cross-sectional view of the MEMS chip 40. FIG. 圧力センサ100の製造工程図である。3A to 3C are manufacturing process diagrams of the pressure sensor 100. 準備工程S1を説明する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a preparation step S1. 第1チップマウント工程S2を説明する断面図である。11 is a cross-sectional view illustrating a first chip mounting step S2. FIG. 第2チップマウント工程S3を説明する断面図である。11 is a cross-sectional view illustrating a second chip mounting step S3. FIG. ワイヤボンディング工程S4を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a wire bonding step S4. ゲル充填工程S5を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a gel filling step S5. リッド接合工程S6を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a lid bonding step S6. 第1変形例に係る圧力センサ100の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a pressure sensor 100 according to a first modified example. 第2変形例に係る圧力センサ100の平面図である。FIG. 11 is a plan view of a pressure sensor 100 according to a second modified example. 圧力センサ100Aの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the pressure sensor 100A. 圧力センサ100Aの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the pressure sensor 100A. ケース10の平面図である。FIG. 圧力センサ100Bの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the pressure sensor 100B. 圧力センサ100Bの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the pressure sensor 100B. 第1変形例に係る圧力センサ100Bの平面図である。FIG. 11 is a plan view of a pressure sensor 100B according to a first modified example. 第2変形例に係る圧力センサ100Bの平面図である。FIG. 11 is a plan view of a pressure sensor 100B according to a second modified example. 第3変形例に係る圧力センサ100Bの平面図である。FIG. 13 is a plan view of a pressure sensor 100B according to a third modified example.
 [詳細な説明]
 本開示の実施形態を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。
Detailed Description
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and redundant description will not be repeated.
 (第1実施形態)
 第1実施形態に係る圧力センサを説明する。第1実施形態に係る圧力センサを、圧力センサ100とする。
First Embodiment
The pressure sensor according to the first embodiment will be described below. The pressure sensor according to the first embodiment is designated as pressure sensor 100.
 <圧力センサ100の構成>
 以下に、圧力センサ100の構成を説明する。
<Configuration of Pressure Sensor 100>
The configuration of the pressure sensor 100 will be described below.
 圧力センサ100は、圧力センサ100の外部空間における圧力を検知するセンサである。図1は、圧力センサ100の平面図である。図2は、圧力センサ100の断面図である。図1及び図2に示されているように、圧力センサ100は、ケース10と、リッド20と、半導体チップ30と、MEMSチップ40とを有している。圧力センサ100は、ゲル材50をさらに有していてもよい。ケース10及びリッド20は、圧力センサ100のパッケージ外装体を構成している。リッド20は、圧力センサ100のパッケージ外装体の上壁を構成している。 The pressure sensor 100 is a sensor that detects pressure in the external space of the pressure sensor 100. FIG. 1 is a plan view of the pressure sensor 100. FIG. 2 is a cross-sectional view of the pressure sensor 100. As shown in FIGS. 1 and 2, the pressure sensor 100 has a case 10, a lid 20, a semiconductor chip 30, and a MEMS chip 40. The pressure sensor 100 may further have a gel material 50. The case 10 and the lid 20 form an exterior package body of the pressure sensor 100. The lid 20 forms an upper wall of the exterior package body of the pressure sensor 100.
 ケース10は、例えば、セラミック材料製である。ケース10は、側壁11と、底壁12とを有している。側壁11の下端には、底壁12が連なっている。なお、側壁11及び底壁12で画されている空間を、内部空間13とする。内部空間13は、圧力センサ100のパッケージ外装体の内部空間を構成している。ケース10は、平面視において、例えば矩形状である。側壁11の上端は、例えば金属層11aで構成されている。 The case 10 is made of, for example, a ceramic material. The case 10 has a side wall 11 and a bottom wall 12. The bottom wall 12 is connected to the lower end of the side wall 11. The space defined by the side wall 11 and the bottom wall 12 is referred to as an internal space 13. The internal space 13 constitutes the internal space of the package exterior of the pressure sensor 100. The case 10 is, for example, rectangular in plan view. The upper end of the side wall 11 is formed of, for example, a metal layer 11a.
 底壁12の外壁面上には、外部接続パッド12aが配置されている。外部接続パッド12aにより、圧力センサ100はプリント配線板等に電気的に接続される。底壁12の内壁面上には、複数の内部接続パッド12bが配置されている。内部接続パッド12bは、ケース10内に埋設されている導体(図示せず)により、外部接続パッド12aに電気的に接続されている。側壁11の内壁面には、段差部11bが形成されている。段差部11b上には、内部接続パッド11cが配置されている。内部接続パッド11cは、ケース10内に埋設されている導体(図示せず)により、外部接続パッド12a及び/又は内部接続パッド12bに電気的に接続されている。 External connection pads 12a are arranged on the outer wall surface of the bottom wall 12. The pressure sensor 100 is electrically connected to a printed wiring board or the like via the external connection pads 12a. A plurality of internal connection pads 12b are arranged on the inner wall surface of the bottom wall 12. The internal connection pads 12b are electrically connected to the external connection pads 12a via conductors (not shown) embedded in the case 10. A step portion 11b is formed on the inner wall surface of the side wall 11. An internal connection pad 11c is arranged on the step portion 11b. The internal connection pad 11c is electrically connected to the external connection pads 12a and/or the internal connection pads 12b via conductors (not shown) embedded in the case 10.
 リッド20は、板状の部材である。リッド20は、例えば金属材料で形成されている。リッド20は、平面視において例えば矩形状である。リッド20の平面視における外周縁部は、側壁11の上端に接合されている。より具体的には、リッド20の平面視における外周縁部は、金属層11aに溶接されている。これにより、リッド20は、圧力センサ100のパッケージ外装体の上壁を構成している。 The lid 20 is a plate-shaped member. The lid 20 is formed, for example, from a metal material. The lid 20 is, for example, rectangular in plan view. The outer peripheral edge of the lid 20 in plan view is joined to the upper end of the side wall 11. More specifically, the outer peripheral edge of the lid 20 in plan view is welded to the metal layer 11a. In this way, the lid 20 forms the upper wall of the package exterior of the pressure sensor 100.
 リッド20には、複数の孔21が形成されている。孔21は、リッド20を厚さ方向に沿って貫通している。このことを別の観点から言えば、内部空間13は、孔21により、圧力センサ100のパッケージ外装体の外部空間と連通している。図1に示されている例では、孔21の数は、2つである。2つの孔21の一方を孔21aとし、2つの孔21の他方を孔21bとする。平面視において、孔21a及び孔21bは、例えば、平面視におけるリッド20の四隅近傍にある。このことを別の観点から言えば、リッド20の平面視における中央部には、孔21が形成されていない。孔21a及び孔21bは、例えば、平面視におけるリッド20の中央に関して互いに対称な位置にある。但し、複数の孔21の配置は、これに限られるものではない。 The lid 20 has a plurality of holes 21 formed therein. The holes 21 penetrate the lid 20 in the thickness direction. From another perspective, the internal space 13 communicates with the external space of the package exterior body of the pressure sensor 100 through the holes 21. In the example shown in FIG. 1, the number of holes 21 is two. One of the two holes 21 is hole 21a, and the other of the two holes 21 is hole 21b. In a plan view, the holes 21a and 21b are, for example, near the four corners of the lid 20 in a plan view. From another perspective, no hole 21 is formed in the center of the lid 20 in a plan view. The holes 21a and 21b are, for example, symmetrically positioned with respect to the center of the lid 20 in a plan view. However, the arrangement of the plurality of holes 21 is not limited to this.
 孔21は、平面視において、例えば円形である。孔21の開口径は、例えば20μm以上300μm以下である。孔21の開口径は、30μm以上250μm以下であってもよい。なお、孔21の平面視における形状は、円形でなくてもよい。孔21の平面視における形状が円形でない場合、孔21の開口径は、孔21の開口面積をπ/4で除した値の平方根により得られる。 Hole 21 is, for example, circular in plan view. The opening diameter of hole 21 is, for example, 20 μm or more and 300 μm or less. The opening diameter of hole 21 may be 30 μm or more and 250 μm or less. The shape of hole 21 in plan view does not have to be circular. If the shape of hole 21 in plan view is not circular, the opening diameter of hole 21 is obtained by the square root of the opening area of hole 21 divided by π/4.
 半導体チップ30は、第1面30aと、第2面30bとを有している。第1面30a及び第2面30bは、半導体チップ30の厚さ方向における端面である。半導体チップ30は、第1面30aが底壁12の内壁面と対向するように、底壁12の内壁面上に配置されている。第2面30b上には、半導体チップ30は、バンプ31により、内部接続パッド12bに電気的に接続されている。バンプ31は、例えば金で形成されている。 The semiconductor chip 30 has a first surface 30a and a second surface 30b. The first surface 30a and the second surface 30b are end surfaces in the thickness direction of the semiconductor chip 30. The semiconductor chip 30 is disposed on the inner wall surface of the bottom wall 12 so that the first surface 30a faces the inner wall surface of the bottom wall 12. On the second surface 30b, the semiconductor chip 30 is electrically connected to the internal connection pads 12b by bumps 31. The bumps 31 are formed of, for example, gold.
 図3は、MEMSチップ40の断面図である。図3に示されるように、MEMSチップ40は、シリコン基板41と、ガラス基板45と、層間絶縁膜46と、複数の配線47とを有している。シリコン基板41は、第1面41aと、第2面41bとを有している。第1面41a及び第2面41bは、シリコン基板41の厚さ方向における端面である。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the MEMS chip 40. As shown in FIG. 3, the MEMS chip 40 has a silicon substrate 41, a glass substrate 45, an interlayer insulating film 46, and a plurality of wirings 47. The silicon substrate 41 has a first surface 41a and a second surface 41b. The first surface 41a and the second surface 41b are end surfaces in the thickness direction of the silicon substrate 41.
 シリコン基板41は、第1シリコン層42と、シリコン酸化物層43と、第2シリコン層44とを有している。シリコン酸化物層43は、第1シリコン層42上に配置されている。第2シリコン層44は、シリコン酸化物層43上に配置されている。すなわち、シリコン酸化物層43は、シリコン基板41の厚さ方向において、第1シリコン層42と第2シリコン層44とに挟み込まれている。第1シリコン層42及び第2シリコン層44は、それぞれ第1面41a及び第2面41bを構成している。 The silicon substrate 41 has a first silicon layer 42, a silicon oxide layer 43, and a second silicon layer 44. The silicon oxide layer 43 is disposed on the first silicon layer 42. The second silicon layer 44 is disposed on the silicon oxide layer 43. That is, the silicon oxide layer 43 is sandwiched between the first silicon layer 42 and the second silicon layer 44 in the thickness direction of the silicon substrate 41. The first silicon layer 42 and the second silicon layer 44 respectively constitute a first surface 41a and a second surface 41b.
 第1シリコン層42には、キャビティ42aが形成されている。キャビティ42aは、第1シリコン層42を厚さ方向に沿って貫通している。キャビティ42aは、シリコン酸化物層43及びガラス基板45により閉塞されている。すなわち、ガラス基板45は、第1面41a上に配置されている。 A cavity 42a is formed in the first silicon layer 42. The cavity 42a penetrates the first silicon layer 42 in the thickness direction. The cavity 42a is closed by the silicon oxide layer 43 and the glass substrate 45. In other words, the glass substrate 45 is disposed on the first surface 41a.
 図示されていないが、第2シリコン層44には、抵抗44a及び配線44bが形成されている。抵抗44a及び配線44bが形成されている部分の第2シリコン層44には、不純物がドープされている。抵抗44aは、キャビティ42aの上方にある第2シリコン層44に形成されている。配線44bの一部はキャビティ42aの上方にある第2シリコン層44に形成されており、配線44bの他の一部はキャビティ42aの周囲にある第1シリコン層42の上方にある第2シリコン層44に形成されている。第2シリコン層44が有する抵抗44aの数は、複数である。複数の抵抗44aは、配線44bにより、ブリッジ回路を構成するように互いに接続されている。 Although not shown, resistors 44a and wiring 44b are formed in the second silicon layer 44. The second silicon layer 44 in the portion in which the resistors 44a and wiring 44b are formed is doped with impurities. The resistors 44a are formed in the second silicon layer 44 above the cavity 42a. A portion of the wiring 44b is formed in the second silicon layer 44 above the cavity 42a, and another portion of the wiring 44b is formed in the second silicon layer 44 above the first silicon layer 42 around the cavity 42a. The second silicon layer 44 has a plurality of resistors 44a. The plurality of resistors 44a are connected to each other by the wiring 44b to form a bridge circuit.
 層間絶縁膜46は、例えばシリコン酸化物で形成されている。層間絶縁膜46は、第2面41b上(第2シリコン層44上)に配置されている。配線47は、キャビティ42aの周囲にある第1シリコン層42の上方にある層間絶縁膜46上に配置されている。配線47は、例えば金属材料で形成されている。配線47の一方端部は、ボンディングパッド47aになっている。配線47の他方端部は、配線44bに電気的に接続されている。 The interlayer insulating film 46 is formed of, for example, silicon oxide. The interlayer insulating film 46 is disposed on the second surface 41b (on the second silicon layer 44). The wiring 47 is disposed on the interlayer insulating film 46 above the first silicon layer 42 around the cavity 42a. The wiring 47 is formed of, for example, a metal material. One end of the wiring 47 is a bonding pad 47a. The other end of the wiring 47 is electrically connected to the wiring 44b.
 キャビティ42a上にあるシリコン酸化物層43、キャビティ42aの上方にある第2シリコン層44及びキャビティ42aの上方にある層間絶縁膜46を、メンブレン48とする。抵抗44aに電気的に接続されている一対のボンディングパッド47aの間には、例えば電源電圧が印加されている。メンブレン48が撓むと、抵抗44aの電気抵抗値が変化し、電源電圧が印加されている一対のボンディングパッド47aとは別の一対のボンディングパッド47aの間の電圧が上記の電源電圧から変化する。 The silicon oxide layer 43 on the cavity 42a, the second silicon layer 44 above the cavity 42a, and the interlayer insulating film 46 above the cavity 42a constitute a membrane 48. A power supply voltage, for example, is applied between a pair of bonding pads 47a electrically connected to the resistor 44a. When the membrane 48 bends, the electrical resistance value of the resistor 44a changes, and the voltage between a pair of bonding pads 47a other than the pair of bonding pads 47a to which the power supply voltage is applied changes from the above power supply voltage.
 図2に示されるように、MEMSチップ40は、ガラス基板45が第2面30bと対向するように、接着部材32を介在させて半導体チップ30上に配置されている。これにより、MEMSチップ40は、内部空間13に配置される。ボンディングワイヤ49の一方端部がボンディングパッド47aに接合されており、ボンディングワイヤ49の他方端部は内部接続パッド11cに接合されている。これにより、MEMSチップ40は、ボンディングワイヤ49、ケース10の内部に埋設されている導体、内部接続パッド12b及びバンプ31により、半導体チップ30に電気的に接続されている。ボンディングワイヤ49は、例えば金で形成されている。 As shown in FIG. 2, the MEMS chip 40 is placed on the semiconductor chip 30 with the adhesive member 32 interposed therebetween so that the glass substrate 45 faces the second surface 30b. As a result, the MEMS chip 40 is placed in the internal space 13. One end of the bonding wire 49 is joined to the bonding pad 47a, and the other end of the bonding wire 49 is joined to the internal connection pad 11c. As a result, the MEMS chip 40 is electrically connected to the semiconductor chip 30 by the bonding wire 49, the conductor embedded inside the case 10, the internal connection pad 12b, and the bump 31. The bonding wire 49 is made of, for example, gold.
 ゲル材50は、内部空間13に充填されている。これにより、半導体チップ30及びMEMSチップ40は、ゲル材50で封止されている。 The gel material 50 fills the internal space 13. As a result, the semiconductor chip 30 and the MEMS chip 40 are sealed with the gel material 50.
 <圧力センサ100の動作>
 以下に、圧力センサ100の動作を説明する。
<Operation of the Pressure Sensor 100>
The operation of the pressure sensor 100 will now be described.
 圧力センサ100の外部空間における圧力変化は、孔21を通じて、内部空間13に伝達される。内部空間13における圧力が変化すると、キャビティ42aの内圧との差に起因して、メンブレン48を撓ませる。メンブレン48が撓むと、上記のとおり、抵抗44aの電気抵抗値の変化が抵抗44aに電気的に接続されている一対のボンディングパッド47aの間の電圧を変動させる。 The pressure change in the external space of the pressure sensor 100 is transmitted to the internal space 13 through the hole 21. When the pressure in the internal space 13 changes, the membrane 48 is deflected due to the difference with the internal pressure of the cavity 42a. When the membrane 48 is deflected, as described above, the change in the electrical resistance value of the resistor 44a fluctuates the voltage between a pair of bonding pads 47a electrically connected to the resistor 44a.
 この電圧の変化は、半導体チップ30に出力されるとともに半導体チップ30において信号処理が行われ、圧力センサ100のパッケージ外装体の外部空間における圧力が算出される。算出された圧力センサ100のパッケージ外装体の外部空間における圧力を示す信号は、半導体チップ30から外部接続パッド12aを介して出力される。 This voltage change is output to the semiconductor chip 30, where signal processing is performed, and the pressure in the external space of the package exterior of the pressure sensor 100 is calculated. A signal indicating the calculated pressure in the external space of the package exterior of the pressure sensor 100 is output from the semiconductor chip 30 via the external connection pad 12a.
 <圧力センサ100の製造方法>
 以下に、圧力センサ100の製造方法を説明する。
<Method of Manufacturing Pressure Sensor 100>
A method for manufacturing the pressure sensor 100 will now be described.
 図4は、圧力センサ100の製造工程図である。図4に示されるように、圧力センサ100の製造方法は、準備工程S1と、第1チップマウント工程S2と、第2チップマウント工程S3と、ワイヤボンディング工程S4と、ゲル充填工程S5と、リッド接合工程S6とを有している。 FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the pressure sensor 100. As shown in FIG. 4, the manufacturing method of the pressure sensor 100 includes a preparation process S1, a first chip mounting process S2, a second chip mounting process S3, a wire bonding process S4, a gel filling process S5, and a lid bonding process S6.
 図5は、準備工程S1を説明する断面図である。図5に示されるように、準備工程S1では、ケース10が準備される。 FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the preparation step S1. As shown in FIG. 5, in the preparation step S1, the case 10 is prepared.
 第1チップマウント工程S2は、準備工程S1後に行われる。図6は、第1チップマウント工程S2を説明する断面図である。図6に示されるように、第1チップマウント工程S2では、半導体チップ30が底壁12の内壁面上にマウントされる。この際、半導体チップ30は、バンプ31により、内部接続パッド12bに電気的に接続される。 The first chip mounting process S2 is carried out after the preparation process S1. FIG. 6 is a cross-sectional view explaining the first chip mounting process S2. As shown in FIG. 6, in the first chip mounting process S2, the semiconductor chip 30 is mounted on the inner wall surface of the bottom wall 12. At this time, the semiconductor chip 30 is electrically connected to the internal connection pads 12b by the bumps 31.
 第2チップマウント工程S3は、第1チップマウント工程S2後に行われる。図7は、第2チップマウント工程S3を説明する断面図である。図7に示されるように、第2チップマウント工程S3では、MEMSチップ40が半導体チップ30上にマウントされる。第2チップマウント工程S3では、第1に、第2面30b上に、未硬化の接着部材32が塗布される。第2に、MEMSチップ40が、接着部材32を介在させて第2面30b上にマウントされる。第3に、接着部材32が加熱硬化される。 The second chip mounting process S3 is performed after the first chip mounting process S2. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the second chip mounting process S3. As shown in FIG. 7, in the second chip mounting process S3, the MEMS chip 40 is mounted on the semiconductor chip 30. In the second chip mounting process S3, first, uncured adhesive material 32 is applied onto the second surface 30b. Second, the MEMS chip 40 is mounted on the second surface 30b with the adhesive material 32 interposed therebetween. Third, the adhesive material 32 is heated and cured.
 ワイヤボンディング工程S4は、第2チップマウント工程S3後に行われる。図8は、ワイヤボンディング工程S4を説明する断面図である。図8に示されるように、ワイヤボンディング工程S4では、ボンディングパッド47aにボンディングワイヤ49の一方端部が接合されるとともに、内部接続パッド11cにボンディングワイヤ49の他方端部が接合される。 The wire bonding process S4 is performed after the second chip mounting process S3. Figure 8 is a cross-sectional view illustrating the wire bonding process S4. As shown in Figure 8, in the wire bonding process S4, one end of the bonding wire 49 is bonded to the bonding pad 47a, and the other end of the bonding wire 49 is bonded to the internal connection pad 11c.
 ゲル充填工程S5は、ワイヤボンディング工程S4後に行われる。図9は、ゲル充填工程S5を説明する断面図である。図9に示されるように、ゲル充填工程S5では、内部空間13にゲル材50が充填される。リッド接合工程S6は、ゲル充填工程S5後に行われる。図10は、リッド接合工程S6を説明する断面図である。図10に示されるように、リッド接合工程S6では、例えばリッド20の平面視における外周縁部に電極60を接触させて溶接を行うことで、リッド20の平面視における外周縁部が側壁11の上端(より具体的には、金属層11a)に接合される。以上により、図1及び図2に示される構造の圧力センサ100が製造される。 The gel filling step S5 is performed after the wire bonding step S4. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the gel filling step S5. As shown in FIG. 9, in the gel filling step S5, the internal space 13 is filled with a gel material 50. The lid bonding step S6 is performed after the gel filling step S5. FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the lid bonding step S6. As shown in FIG. 10, in the lid bonding step S6, for example, an electrode 60 is brought into contact with the outer peripheral edge portion of the lid 20 in a planar view and welded, thereby bonding the outer peripheral edge portion of the lid 20 in a planar view to the upper end of the sidewall 11 (more specifically, the metal layer 11a). In this way, the pressure sensor 100 having the structure shown in FIG. 1 and FIG. 2 is manufactured.
 なお、圧力センサ100が製造された後には、圧力センサ100に対して洗浄が行われることがある。この洗浄は、洗浄液を孔21から内部空間13に供給しながら行われる。この洗浄に際して、超音波が印加されることがある。 After the pressure sensor 100 is manufactured, the pressure sensor 100 may be cleaned. This cleaning is performed while supplying a cleaning liquid from the hole 21 into the internal space 13. During this cleaning, ultrasonic waves may be applied.
 <圧力センサ100の効果>
 以下に、圧力センサ100の効果を説明する。
<Effects of the Pressure Sensor 100>
The effects of the pressure sensor 100 will be described below.
 リッド20に孔21が1つだけ形成されている場合には、孔21から内部空間13に入った気体や液体が抜けにくく、内部空間13に気泡だまりや液だまりができてしまうことがある。例えば、内部空間13に気泡だまりがある状態で液体を用いた洗浄を行おうとすると、液体の流れが気泡だまりで遮られてしまい、洗浄が正しく行われないことがある。その結果、内部空間13に残存した異物や汚れによりメンブレン48の撓みが阻害されることがある。内部空間13に気泡だまりが残った状態で超音波洗浄が行われると、気泡だまりの周囲で異常な衝撃が発生し、メンブレン48を破損させることがある。 If only one hole 21 is formed in the lid 20, it is difficult for the gas or liquid that has entered the internal space 13 to escape through the hole 21, and air bubbles or liquid pools may form in the internal space 13. For example, if cleaning is performed using liquid when there are air bubbles in the internal space 13, the flow of the liquid may be blocked by the air bubbles, and cleaning may not be performed properly. As a result, foreign matter or dirt remaining in the internal space 13 may hinder the bending of the membrane 48. If ultrasonic cleaning is performed when there are air bubbles remaining in the internal space 13, abnormal impacts may occur around the air bubbles, damaging the membrane 48.
 また、リッド20に孔21が1つだけ形成されている場合には、洗浄の際に孔21から内部空間13に入った液体や使用時に孔21から内部空間13に入った液体(例えば雨水や汗)が内部空間13から抜けずに液だまりになると、液だまりがメンブレン48を撓ませたり外気との接触を遮断したりするため、動作不良の原因となる。 In addition, if only one hole 21 is formed in the lid 20, if liquid (e.g., rainwater or sweat) that enters the internal space 13 through the hole 21 during cleaning or the internal space 13 through the hole 21 during use does not drain out of the internal space 13 and forms a pool of liquid, the pool of liquid can deflect the membrane 48 or block contact with the outside air, causing malfunction.
 他方で、圧力センサ100では、リッド20に複数の孔21が形成されている。そのため、1つの孔21(図1の例では孔21a)から内部空間13入った気体や液体が他の孔21(図1の例では孔21b)を通って内部空間13から抜けやすい。そのため、圧力センサ100によると、内部空間13に液だまりや気泡だまりが残存しにくく、不十分な洗浄、メンブレン48の破損、メンブレン48の動作阻害等を抑制可能である。 On the other hand, in the pressure sensor 100, multiple holes 21 are formed in the lid 20. Therefore, gas or liquid that enters the internal space 13 through one hole 21 (hole 21a in the example of FIG. 1) can easily escape from the internal space 13 through another hole 21 (hole 21b in the example of FIG. 1). Therefore, with the pressure sensor 100, liquid pools or air bubble pools are less likely to remain in the internal space 13, making it possible to suppress insufficient cleaning, damage to the membrane 48, and obstruction of the operation of the membrane 48.
 孔21a及び孔21bがリッド20の平面視における中央に関して互いに対称な位置にある場合、孔21a及び孔21bの一方から内部空間13に入った液体・気体が孔21a及び孔21bの他方から抜けやすくなる。また、この場合、リッド20の平面視における中央部に孔21が形成されないため、リッド20を吸着して保持しやすく、リッド20のハンドリングが改善される。 When holes 21a and 21b are located symmetrically with respect to the center of the lid 20 in a plan view, liquid or gas that enters the internal space 13 through one of holes 21a and 21b can easily escape through the other of holes 21a and 21b. Also, in this case, since hole 21 is not formed in the center of the lid 20 in a plan view, the lid 20 can be easily adsorbed and held, improving handling of the lid 20.
 孔21の開口径が小さいと、孔21を通じた液体の出入りが遅くなる。また、孔21の開口径が小さいと、孔21に目詰まりが生じるおそれがある。他方で、孔21の開口径が大きいと、小さなパーティクルが孔21から内部空間13に侵入しやすい。そのため、孔21の開口径が20μm以上300μm以下である場合には、孔21を通じた液体の出入りの確保及び孔21の目詰まりの防止を行いつつ、パーティクルの内部空間13への侵入を抑制することが可能である。 If the opening diameter of the hole 21 is small, the flow of liquid through the hole 21 will be slow. Also, if the opening diameter of the hole 21 is small, there is a risk of clogging of the hole 21. On the other hand, if the opening diameter of the hole 21 is large, small particles will easily enter the internal space 13 through the hole 21. Therefore, if the opening diameter of the hole 21 is 20 μm or more and 300 μm or less, it is possible to suppress the intrusion of particles into the internal space 13 while ensuring the flow of liquid through the hole 21 and preventing clogging of the hole 21.
 内部空間13にゲル材50が充填されることによりゲル材50で半導体チップ30及びMEMSチップ40が封止されている場合には、半導体チップ30及びMEMSチップ40の耐水性を改善することが可能である。 When the internal space 13 is filled with gel material 50 and the semiconductor chip 30 and the MEMS chip 40 are sealed with gel material 50, it is possible to improve the water resistance of the semiconductor chip 30 and the MEMS chip 40.
 <第1変形例>
 図11は、第1変形例に係る圧力センサ100の平面図である。図11に示されるように、リッド20に形成される孔21の数は、例えば4つであってもよい。4つの孔21を孔21c、孔21d、孔21e及び孔21fとする。孔21c、孔21d、孔21e及び孔21fは、リッド20の平面視における四隅近傍にある。孔21c及び孔21fはリッド20の平面視における中央に関して互いに対称な位置にあり、孔21d及び孔21eはリッド20の平面視における中央に関して互いに対称な位置にある。
<First Modification>
Fig. 11 is a plan view of the pressure sensor 100 according to the first modification. As shown in Fig. 11, the number of holes 21 formed in the lid 20 may be, for example, four. The four holes 21 are holes 21c, 21d, 21e, and 21f. Holes 21c, 21d, 21e, and 21f are located near the four corners of the lid 20 in a plan view. Holes 21c and 21f are located symmetrically with respect to the center of the lid 20 in a plan view, and holes 21d and 21e are located symmetrically with respect to the center of the lid 20 in a plan view.
 <第2変形例>
 図12は、第2変形例に係る圧力センサ100の平面図である。図12に示されるように、複数の孔21は、平面視において格子状に配列されていてもよい。
<Second Modification>
Fig. 12 is a plan view of a pressure sensor 100 according to a second modified example. As shown in Fig. 12, the holes 21 may be arranged in a lattice pattern in a plan view.
 (第2実施形態)
 第2実施形態に係る圧力センサを説明する。第2実施形態に係る圧力センサを、圧力センサ100Aとする。ここでは、圧力センサ100と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。
Second Embodiment
A pressure sensor according to a second embodiment will be described. The pressure sensor according to the second embodiment is designated as pressure sensor 100A. Here, differences from pressure sensor 100 will be mainly described, and overlapping descriptions will not be repeated.
 <圧力センサ100Aの構成>
 以下に、圧力センサ100Aの構成を説明する。
<Configuration of Pressure Sensor 100A>
The configuration of the pressure sensor 100A will be described below.
 図13は、圧力センサ100Aの平面図である。図14は、圧力センサ100Aの断面図である。図13及び図14に示されるように、圧力センサ100Aは、ケース10と、リッド20と、半導体チップ30と、MEMSチップ40とを有している圧力センサ100Aは、ゲル材50をさらに有していてもよい。これらの点に関して、圧力センサ100Aの構成は、圧力センサ100の構成と共通している。 FIG. 13 is a plan view of pressure sensor 100A. FIG. 14 is a cross-sectional view of pressure sensor 100A. As shown in FIGS. 13 and 14, pressure sensor 100A has a case 10, a lid 20, a semiconductor chip 30, and a MEMS chip 40. Pressure sensor 100A may further have a gel material 50. In these respects, the configuration of pressure sensor 100A is common to the configuration of pressure sensor 100.
 圧力センサ100Aでは、リッド20に孔21が形成されていない。図15は、ケース10の平面図である。図15に示されるように、側壁11の上端は、複数の第1領域11dと、複数の第2領域11eとに区分されている。第2領域11eは、隣り合う2つの第1領域11dの間にある。第1領域11dは、側壁11の上端の平面視における四隅にあることが好ましい。図13中では、リッド20の平面視における外周縁部と側壁11の上端との接合箇所が、点線で示されている。圧力センサ100Aでは、リッド20の平面視における外周縁部が、第2領域11eのみに接合されており、第1領域11dには接合されていない。この点に関して、圧力センサ100Aの構成は、圧力センサ100の構成と異なっている。 In the pressure sensor 100A, the lid 20 does not have a hole 21 formed therein. FIG. 15 is a plan view of the case 10. As shown in FIG. 15, the upper end of the side wall 11 is divided into a plurality of first regions 11d and a plurality of second regions 11e. The second regions 11e are located between two adjacent first regions 11d. The first regions 11d are preferably located at the four corners of the upper end of the side wall 11 in a plan view. In FIG. 13, the joints between the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view and the upper end of the side wall 11 are shown by dotted lines. In the pressure sensor 100A, the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view is joined only to the second region 11e, and not to the first region 11d. In this respect, the configuration of the pressure sensor 100A differs from the configuration of the pressure sensor 100.
 <圧力センサ100Aの効果>
 以下に、圧力センサ100Aの効果を説明する。
<Effects of Pressure Sensor 100A>
The effects of the pressure sensor 100A will be described below.
 圧力センサ100Aでは、リッド20の平面視における外周縁が第2領域11eのみに接合されているため、複数の第1領域11dの各々とリッド20との間には隙間がある。これらの隙間のうちの1つから内部空間13に入った液体・気体は、これらの隙間のうちの他の1つから排出される。そのため、圧力センサ100Aによると、内部空間13に液だまりや気泡だまりが残存しにくく、不十分な洗浄、メンブレン48の破損、メンブレン48の動作阻害等を抑制可能である。 In pressure sensor 100A, the outer peripheral edge of lid 20 in a plan view is joined only to second region 11e, so there is a gap between each of the first regions 11d and lid 20. Liquid or gas that enters internal space 13 through one of these gaps is discharged through another of these gaps. Therefore, with pressure sensor 100A, liquid pools or air bubbles are less likely to remain in internal space 13, making it possible to suppress insufficient cleaning, damage to membrane 48, and obstruction of membrane 48 operation.
 また、圧力センサ100Aでは、リッド20の平面視における外周縁部と側壁11の上端との間の接合箇所が減るため、リッド接合工程S6に要する時間が短縮される。 In addition, in the pressure sensor 100A, the number of joints between the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view and the upper end of the side wall 11 is reduced, so the time required for the lid bonding process S6 is reduced.
 なお、圧力センサ100では、側壁11の全周がリッド20の平面視における外周縁部に接合されているため、側壁11の上端近傍に液体が残存しやすい箇所がある。他方で、圧力センサ100Aでは、側壁11の上端の一部がリッド20の平面視における外周縁部と接合されていないため、上記のように液体が残存しやすい箇所が減る。 In the pressure sensor 100, the entire periphery of the side wall 11 is joined to the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view, so there are areas near the upper end of the side wall 11 where liquid is likely to remain. On the other hand, in the pressure sensor 100A, a portion of the upper end of the side wall 11 is not joined to the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view, so there are fewer areas where liquid is likely to remain, as described above.
 (第3実施形態)
 第3実施形態に係る圧力センサを説明する。第3実施形態に係る圧力センサを、圧力センサ100Bとする。ここでは、圧力センサ100Aと異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。
Third Embodiment
A pressure sensor according to a third embodiment will be described. The pressure sensor according to the third embodiment will be referred to as pressure sensor 100B. Here, differences from pressure sensor 100A will be mainly described, and overlapping descriptions will not be repeated.
 <圧力センサ100Bの構成>
 以下に、圧力センサ100Bの構成を説明する。
<Configuration of pressure sensor 100B>
The configuration of the pressure sensor 100B will be described below.
 図16は、圧力センサ100Bの平面図である。図17は、圧力センサ100Bの断面図である。図16及び図17に示されるように、圧力センサ100Bは、ケース10と、リッド20と、半導体チップ30と、MEMSチップ40とを有している。圧力センサ100Bは、ゲル材50をさらに有していてもよい。圧力センサ100Bでは、リッド20の平面視における外周縁部が、第2領域11eのみに接合されている。圧力センサ100Bでは、リッド20に孔21が形成されていない。これらの点に関して、圧力センサ100Aの構成は、圧力センサ100の構成と共通している。 FIG. 16 is a plan view of pressure sensor 100B. FIG. 17 is a cross-sectional view of pressure sensor 100B. As shown in FIGS. 16 and 17, pressure sensor 100B has a case 10, a lid 20, a semiconductor chip 30, and a MEMS chip 40. Pressure sensor 100B may further have a gel material 50. In pressure sensor 100B, the outer peripheral edge portion of the lid 20 in a plan view is bonded only to the second region 11e. In pressure sensor 100B, no hole 21 is formed in the lid 20. In these respects, the configuration of pressure sensor 100A is common to the configuration of pressure sensor 100.
 圧力センサ100Bでは、リッド20の平面視における外周縁部に複数の切り欠き22がある。切り欠き22からは、内部空間13が露出している。切り欠き22から露出している内部空間13は、平面視において例えば三角形状(直角三角形状)である。図16に示される例では、切り欠き22の数は、2つである。2つの切り欠き22を、それぞれ切り欠き22a及び切り欠き22bとする。切り欠き22a及び切り欠き22bは、リッド20の平面視における中央に関して互いに対称な位置にあることが好ましい。これらの点に関して、圧力センサ100Bの構成は、圧力センサ100Aの構成と異なっている。 In pressure sensor 100B, there are multiple notches 22 on the outer peripheral edge of lid 20 in plan view. The internal space 13 is exposed from the notches 22. The internal space 13 exposed from the notches 22 is, for example, triangular (right-angled triangular) in plan view. In the example shown in FIG. 16, there are two notches 22. The two notches 22 are notches 22a and 22b, respectively. It is preferable that notches 22a and 22b are located symmetrically with respect to the center of lid 20 in plan view. In these respects, the configuration of pressure sensor 100B differs from the configuration of pressure sensor 100A.
 <圧力センサ100Bの効果>
 圧力センサ100Bでは、切り欠き22から内部空間13が露出しているため、複数の切り欠き22のうちの1つ(例えば切り欠き22a)から内部空間13に入った液体・気体は、他の切り欠き22(例えば切り欠き22b)から排出されやすい。そのため、圧力センサ100Bによると、内部空間13に液だまりや気泡だまりが残存しにくく、不十分な洗浄、メンブレン48の破損、メンブレン48の動作阻害等を抑制可能である。
<Effects of Pressure Sensor 100B>
In the pressure sensor 100B, since the internal space 13 is exposed from the notches 22, liquid or gas that has entered the internal space 13 from one of the multiple notches 22 (e.g., notch 22a) is easily discharged from the other notches 22 (e.g., notch 22b). Therefore, according to the pressure sensor 100B, liquid pools or air bubble pools are unlikely to remain in the internal space 13, and it is possible to suppress insufficient cleaning, damage to the membrane 48, obstruction of the operation of the membrane 48, and the like.
 切り欠き22a及び切り欠き22bがリッド20の平面視における中央に関して互いに対称な位置にある場合、切り欠き22a及び切り欠き22bの一方から内部空間13に入った液体・気体が切り欠き22a及び切り欠き22bの他方から抜けやすくなる。 When the notches 22a and 22b are located symmetrically with respect to the center of the lid 20 in a plan view, liquid or gas that enters the internal space 13 through one of the notches 22a and 22b can easily escape through the other of the notches 22a and 22b.
 <第1変形例>
 図18は、第1変形例に係る圧力センサ100Bの平面図である。図18に示されるように、リッド20の平面視における外周縁部にある切り欠き22の数は、4つであってもよい。すなわち、切り欠き22の数は、特に限定されない。
<First Modification>
Fig. 18 is a plan view of a pressure sensor 100B according to a first modified example. As shown in Fig. 18, the number of notches 22 in the outer peripheral edge portion of the lid 20 in a plan view may be four. In other words, the number of notches 22 is not particularly limited.
 <第2変形例及び第3変形例>
 図19Aは、第2変形例に係る圧力センサ100Bの平面図である。図19Bは、第3変形例に係る圧力センサ100Bの平面図である。図19A及び図19Bに示されるように、切り欠き22から露出している内部空間13は、平面視において三角形状でなくてもよい。図19Aに示されるように、切り欠き22はリッド20の平面視における四隅にあり、切り欠き22から露出している内部空間13は平面視において略四角形状であってもよい。このことを別の観点から言えば、圧力センサ100Bでは、リッド20が、平面視において十字形であってもよい。
<Second and third modified examples>
Fig. 19A is a plan view of a pressure sensor 100B according to a second modified example. Fig. 19B is a plan view of a pressure sensor 100B according to a third modified example. As shown in Fig. 19A and Fig. 19B, the internal space 13 exposed from the notch 22 does not have to be triangular in plan view. As shown in Fig. 19A, the notch 22 is located at the four corners of the lid 20 in plan view, and the internal space 13 exposed from the notch 22 may be substantially rectangular in plan view. From another perspective, in the pressure sensor 100B, the lid 20 may be cross-shaped in plan view.
 図19Bに示されるように、切り欠き22は、リッド20の平面視における外周縁部の互いに対向する辺に形成されていてもよい。この場合、切り欠き22から露出している内部空間13は、平面視において長方形状になる。 As shown in FIG. 19B, the notches 22 may be formed on opposing sides of the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view. In this case, the internal space 13 exposed through the notches 22 has a rectangular shape in a plan view.
 (実証試験)
 以下に、サンプル1からサンプル4に対して行った実証実験を説明する。
(Verification test)
Demonstration experiments carried out on Samples 1 to 4 will be described below.
 サンプル1は、リッド20に形成されている孔21が1つのみ(孔21aのみ)である点を除いて、圧力センサ100と同様の構成になっている。サンプル2は、リッド20の平面視における外周縁部にある切り欠き22が1つのみ(切り欠き22aのみ)である点を除いて、圧力センサ100Bと同様の構成になっている。サンプル3は圧力センサ100Bと同様の構成になっており、サンプル4は第1変形例に係る圧力センサ100Bと同様の構成になっている。 Sample 1 has a similar configuration to pressure sensor 100, except that there is only one hole 21 (only hole 21a) formed in the lid 20. Sample 2 has a similar configuration to pressure sensor 100B, except that there is only one notch 22 (only notch 22a) on the outer peripheral edge of the lid 20 in a plan view. Sample 3 has a similar configuration to pressure sensor 100B, and sample 4 has a similar configuration to pressure sensor 100B according to the first modified example.
 サンプル1からサンプル4は、水に浸漬された後、大気中に取り出された。その後、液だまりが内部空間13に残存しているか否かを顕微鏡で確認した。サンプル1及びサンプル2では、大気中に取り出した後に内部空間13に液だまりが残存していることが確認された。このことから、リッド20の孔21又は切り欠き22の数が1つである場合には、内部空間13に液だまりが残存するおそれがあることが理解される。 Samples 1 to 4 were immersed in water and then taken out into the air. After that, it was checked with a microscope whether or not a pool of liquid remained in the internal space 13. In Samples 1 and 2, it was confirmed that a pool of liquid remained in the internal space 13 after being taken out into the air. From this, it can be understood that when the lid 20 has only one hole 21 or notch 22, there is a risk that a pool of liquid may remain in the internal space 13.
 他方で、サンプル3及びサンプル4では、大気中に取り出した後に内部空間13に液だまりが残存していなかった。このことから、リッド20の切り欠き22の数を複数にすることにより内部空間13から液体が抜けやすくなり、内部空間13に液だまりが存存しにくくなることが理解される。なお、実証試験には孔21が複数形成されているサンプルを用いなかったが、サンプル2において内部空間13に液だまりが残存している一方、サンプル3及びサンプル4において内部空間13に液だまりが存存していなかったことからすれば、リッド20に複数の孔21を形成するサンプルでも同様に内部空間13に液だまりが残存することが抑制されるものと考えられる。 On the other hand, in Samples 3 and 4, no liquid pools remained in the internal space 13 after they were taken out into the atmosphere. From this, it can be understood that by having multiple notches 22 in the lid 20, it becomes easier for liquid to escape from the internal space 13, and liquid pools are less likely to remain in the internal space 13. Note that, although samples with multiple holes 21 were not used in the demonstration test, given that liquid pools remained in the internal space 13 in Sample 2 while no liquid pools existed in the internal space 13 in Samples 3 and 4, it is believed that samples in which multiple holes 21 are formed in the lid 20 also suppress liquid pools from remaining in the internal space 13.
 (付記)
 以上のように、本開示の実施形態には、以下の構成が含まれている。
(Additional Note)
As described above, the embodiments of the present disclosure include the following configurations.
 <付記1>
 上壁を有するパッケージ外装体と、
 MEMSチップとを備え、
 前記MEMSチップは、メンブレンを有し、かつ前記パッケージ外装体の内部空間に配置されており、
 前記上壁には、前記上壁を厚さ方向に貫通している複数の孔が形成されている、圧力センサ。
<Appendix 1>
a package outer body having a top wall;
and a MEMS chip.
the MEMS chip has a membrane and is disposed in an internal space of the package exterior body;
The pressure sensor, wherein the upper wall has a plurality of holes formed therein penetrating the upper wall in a thickness direction.
 <付記2>
 前記パッケージ外装体は、ケースと、リッドとをさらに有し、
 前記ケースは、側壁と、前記側壁の下端に連なっている底壁とを有し、
 前記リッドの平面視における外周縁部は、前記側壁の上端に接合されており、
 前記リッドは、前記上壁を構成している、付記1に記載の圧力センサ。
<Appendix 2>
The package exterior further includes a case and a lid,
The case has a side wall and a bottom wall connected to a lower end of the side wall,
an outer peripheral edge portion of the lid in a plan view is joined to an upper end of the side wall;
2. The pressure sensor of claim 1, wherein the lid forms the top wall.
 <付記3>
 ゲル材をさらに備え、
 前記ゲル材は、前記MEMSチップを封止するように前記内部空間に充填されている、付記2に記載の圧力センサ。
<Appendix 3>
Further comprising a gel material;
3. The pressure sensor according to claim 2, wherein the gel material is filled in the internal space so as to seal the MEMS chip.
 <付記4>
 前記複数の孔のうちの1つである第1孔は、平面視において、前記複数の孔のうちの他の1つである第2孔と前記リッドの中央に関して対称な位置にある、付記2又は付記3に記載の圧力センサ。
<Appendix 4>
A pressure sensor as described in Appendix 2 or Appendix 3, wherein a first hole, which is one of the plurality of holes, is located symmetrically with a second hole, which is another of the plurality of holes, with respect to the center of the lid in a planar view.
 <付記5>
 前記複数の孔は、平面視において、格子状に配列されている、付記2又は付記3に記載の圧力センサ。
<Appendix 5>
4. The pressure sensor according to claim 2, wherein the holes are arranged in a lattice pattern in a plan view.
 <付記6>
 前記複数の孔の各々の開口径は、20μm以上300μm以下である、付記2から付記5のいずれかに記載の圧力センサ。
<Appendix 6>
6. The pressure sensor according to claim 2, wherein the opening diameter of each of the plurality of holes is 20 μm or more and 300 μm or less.
 <付記7>
 ケース及びリッドを有するパッケージ外装体と、
 MEMSチップとを備え、
 前記ケースは、側壁と、前記側壁の下端に連なっている底壁とを有し、
 前記側壁の上端は、平面視において、複数の第1領域と複数の第2領域とに区分されており、
 前記複数の第1領域の各々は、前記複数の第2領域のうちの隣り合う2つの間にあり、
 前記リッドの平面視における外周縁部は、前記複数の第2領域にのみ接合されており、
 前記MEMSチップは、メンブレンを有し、かつ前記パッケージ外装体の内部空間に配置されている、圧力センサ。
<Appendix 7>
a package exterior having a case and a lid;
and a MEMS chip.
The case has a side wall and a bottom wall connected to a lower end of the side wall,
The upper end of the side wall is divided into a plurality of first regions and a plurality of second regions in a plan view,
each of the first regions is between two adjacent ones of the second regions;
an outer peripheral edge portion of the lid in a plan view is joined only to the second regions;
The MEMS chip has a membrane and is disposed in the internal space of the package exterior body, forming a pressure sensor.
 <付記8>
 ゲル材をさらに備え、
 前記ゲル材は、前記MEMSチップを封止するように前記内部空間に充填されている、付記7に記載の圧力センサ。
<Appendix 8>
Further comprising a gel material;
8. The pressure sensor of claim 7, wherein the gel material is filled in the internal space so as to seal the MEMS chip.
 <付記9>
 前記外周縁部には、複数の切り欠きがあり、
 前記複数の切り欠きの各々からは、前記内部空間が露出している、付記7又は付記8に記載の圧力センサ。
<Appendix 9>
The outer periphery has a plurality of notches,
9. The pressure sensor according to claim 7 or 8, wherein the internal space is exposed from each of the plurality of cutouts.
 <付記10>
 前記複数の切り欠きのうちの1つである第1切り欠きは、平面視において、前記複数の切り欠きのうちの他の1つである第2切り欠きと前記リッドの中央に関して対称な位置にある、付記9に記載の圧力センサ。
<Appendix 10>
A pressure sensor as described in Appendix 9, wherein a first notch, one of the plurality of notches, is located symmetrically with respect to a center of the lid in a planar view relative to a second notch, another of the plurality of notches.
 以上のように本開示の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the above-described embodiments can be modified in various ways. Furthermore, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is intended to include all modifications that are equivalent in meaning and scope to the claims.
 100,100A,100B 圧力センサ、10 ケース、11 側壁、11a 金属層、11b 段差部、11c 内部接続パッド、11d 第1領域、11e 第2領域、12 底壁、12a 外部接続パッド、12b 内部接続パッド、13 内部空間、20 リッド、21 孔、21a,21b,21c,21d,21e,21f 孔、22 切り欠き、22a,22b 切り欠き、30 半導体チップ、30a 第1面、30b 第2面、31 バンプ、32 接着部材、40 MEMSチップ、41 シリコン基板、41a 第1面、41b 第2面、42 第1シリコン層、42a キャビティ、43 シリコン酸化物層、44 第2シリコン層、44a 抵抗、44b 配線、45 ガラス基板、46 層間絶縁膜、47 配線、47a ボンディングパッド、48 メンブレン、49 ボンディングワイヤ、50 ゲル材、60 電極、S1 準備工程、S2 第1チップマウント工程、S3 第2チップマウント工程、S4 ワイヤボンディング工程、S5 ゲル充填工程、S6 リッド接合工程。 100, 100A, 100B pressure sensor, 10 case, 11 side wall, 11a metal layer, 11b step portion, 11c internal connection pad, 11d first region, 11e second region, 12 bottom wall, 12a external connection pad, 12b internal connection pad, 13 internal space, 20 lid, 21 hole, 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f hole, 22 notch, 22a, 22b notch, 30 semiconductor chip, 30a first surface, 30b second surface, 31 bump, 32 adhesive member, 40 MEMS chip, 4 1 silicon substrate, 41a first surface, 41b second surface, 42 first silicon layer, 42a cavity, 43 silicon oxide layer, 44 second silicon layer, 44a resistor, 44b wiring, 45 glass substrate, 46 interlayer insulating film, 47 wiring, 47a bonding pad, 48 membrane, 49 bonding wire, 50 gel material, 60 electrode, S1 preparation step, S2 first chip mounting step, S3 second chip mounting step, S4 wire bonding step, S5 gel filling step, S6 lid bonding step.

Claims (10)

  1.  上壁を有するパッケージ外装体と、
     MEMSチップとを備え、
     前記MEMSチップは、メンブレンを有し、かつ前記パッケージ外装体の内部空間に配置されており、
     前記上壁には、前記上壁を厚さ方向に貫通している複数の孔が形成されている、圧力センサ。
    a package outer body having a top wall;
    and a MEMS chip.
    the MEMS chip has a membrane and is disposed in an internal space of the package exterior body;
    The upper wall has a plurality of holes formed therein, the holes penetrating the upper wall in a thickness direction.
  2.  前記パッケージ外装体は、ケースと、リッドとをさらに有し、
     前記ケースは、側壁と、前記側壁の下端に連なっている底壁とを有し、
     前記リッドの平面視における外周縁部は、前記側壁の上端に接合されており、
     前記リッドは、前記上壁を構成している、請求項1に記載の圧力センサ。
    The package exterior further includes a case and a lid,
    The case has a side wall and a bottom wall connected to a lower end of the side wall,
    an outer peripheral edge portion of the lid in a plan view is joined to an upper end of the side wall;
    The pressure sensor of claim 1 , wherein the lid defines the top wall.
  3.  ゲル材をさらに備え、
     前記ゲル材は、前記MEMSチップを封止するように前記内部空間に充填されている、請求項2に記載の圧力センサ。
    Further comprising a gel material;
    The pressure sensor according to claim 2 , wherein the gel material is filled in the internal space so as to seal the MEMS chip.
  4.  前記複数の孔のうちの1つである第1孔は、平面視において、前記複数の孔のうちの他の1つである第2孔と前記リッドの中央に関して対称な位置にある、請求項2又は請求項3に記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 2 or 3, wherein a first hole, which is one of the plurality of holes, is located symmetrically with a second hole, which is another of the plurality of holes, with respect to the center of the lid in a plan view.
  5.  前記複数の孔は、平面視において、格子状に配列されている、請求項2又は請求項3に記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 2 or claim 3, wherein the holes are arranged in a lattice pattern in a plan view.
  6.  前記複数の孔の各々の開口径は、20μm以上300μm以下である、請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to any one of claims 2 to 5, wherein the opening diameter of each of the plurality of holes is 20 μm or more and 300 μm or less.
  7.  ケース及びリッドを有するパッケージ外装体と、
     MEMSチップとを備え、
     前記ケースは、側壁と、前記側壁の下端に連なっている底壁とを有し、
     前記側壁の上端は、平面視において、複数の第1領域と複数の第2領域とに区分されており、
     前記複数の第1領域の各々は、前記複数の第2領域のうちの隣り合う2つの間にあり、
     前記リッドの平面視における外周縁部は、前記複数の第2領域にのみ接合されており、
     前記MEMSチップは、メンブレンを有し、かつ前記パッケージ外装体の内部空間に配置されている、圧力センサ。
    a package exterior having a case and a lid;
    and a MEMS chip.
    The case has a side wall and a bottom wall connected to a lower end of the side wall,
    The upper end of the side wall is divided into a plurality of first regions and a plurality of second regions in a plan view,
    each of the first regions is between two adjacent ones of the second regions;
    an outer peripheral edge portion of the lid in a plan view is joined only to the second regions;
    The MEMS chip has a membrane and is disposed in the internal space of the package exterior body, forming a pressure sensor.
  8.  ゲル材をさらに備え、
     前記ゲル材は、前記MEMSチップを封止するように前記内部空間に充填されている、請求項7に記載の圧力センサ。
    Further comprising a gel material;
    The pressure sensor according to claim 7 , wherein the gel material is filled in the internal space so as to seal the MEMS chip.
  9.  前記外周縁部には、複数の切り欠きがあり、
     前記複数の切り欠きの各々からは、前記内部空間が露出している、請求項7又は請求項8に記載の圧力センサ。
    The outer periphery has a plurality of notches,
    The pressure sensor according to claim 7 or 8, wherein the internal space is exposed from each of the plurality of cutouts.
  10.  前記複数の切り欠きのうちの1つである第1切り欠きは、平面視において、前記複数の切り欠きのうちの他の1つである第2切り欠きと前記リッドの中央に関して対称な位置にある、請求項9に記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 9, wherein a first notch, which is one of the plurality of notches, is located symmetrically with respect to a center of the lid in a plan view with respect to a second notch, which is another of the plurality of notches.
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