JP2005181291A - Pressure sensor and pressure sensor module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧力の変動を検出して所定の電気信号を発振する圧力センサ及びそれを用いた圧力センサモジュールに関するものである。 The present invention relates to a pressure sensor that detects a change in pressure and oscillates a predetermined electric signal, and a pressure sensor module using the pressure sensor.
従来より、気体や液体などの圧力の変動を検出する圧力センサとして、センサ部に印加される圧力の変動を発振周波数の変化として検出する圧力センサが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, pressure sensors that detect fluctuations in pressure applied to a sensor unit as changes in oscillation frequency are known as pressure sensors that detect fluctuations in pressure of gas or liquid.
かかる従来の圧力センサ100としては、例えば図10に示す如く、センサ基板101の肉薄部102に弾性表面波素子103を形成したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
As such a
このような圧力センサ100においては、センサ部を構成する弾性表面波素子103がセンサ基板101の肉薄部102に形成されており、圧力を受けると肉薄部102に歪みが生じ、その部分の弾性定数の変化によって弾性表面波の伝搬速度が変化するとともに、弾性表面波素子103の電極104の間隔が変化する。そして、それぞれの作用によって弾性表面波素子103の共振周波数が変化し、これによって弾性表面波素子103とそれに接続される増幅回路とで構成される発振回路の発振周波数が変化するようになっている。このようにして得られる発振周波数をモニタリングすることにより圧力の検出が行われる。
しかしながら、上述した従来の圧力センサ100においては、センサ基板101上に形成されている弾性表面波素子103がセンサ基板101の表面に露出しており、これを保護するものが何ら存在していない。それ故、弾性表面波素子103の電極104は、外気、特に水分を含んだガス等に晒されてしまうこととなり、これによって電極104の腐食、変質等が誘発され、その電気的特性が著しく変化するという不都合があった。
However, in the
また上述した従来の圧力センサにおいては、外気に晒された弾性表面波素子103の電極104に異物等が付着する恐れがあり、その場合、正常な共振特性が得られなくなることにより、圧力センサとして正常に機能させることが不可能となる欠点も誘発される。
Further, in the conventional pressure sensor described above, there is a possibility that foreign matter or the like may adhere to the
更に上述した従来の圧力センサにおいては、弾性表面波素子103に接続される増幅回路がセンサ基板101より分離された形で配置されており、そのため、圧力センサ100の全体構造を小型化することが困難である上に、弾性表面波素子103と増幅回路とを接続する配線が電磁的ノイズの影響を受け易く、その結果、誤作動や測定精度の低下を招く欠点も有していた。
Furthermore, in the above-described conventional pressure sensor, the amplifier circuit connected to the surface
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、センサ部や、センサ部と増幅回路とで構成される発振回路を外部環境から保護することにより、信頼性に優れ、且つ小型化に供することができる圧力センサ及び圧力センサモジュールを提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above-described drawbacks, and the object thereof is to protect the oscillation unit composed of the sensor unit and the sensor unit and the amplifier circuit from the external environment, thereby being excellent in reliability and small in size. An object of the present invention is to provide a pressure sensor and a pressure sensor module that can be used in the process.
本発明の圧力センサは、下面にセンサ部を有し、該センサ部の変形によって圧力変動を検出するセンサ基板を、前記センサ部を囲繞する封止材を介して支持基板上に載置させるとともに、前記センサ基板、前記支持基板及び前記封止材で囲まれる封止領域内に、前記センサ部からの圧力情報に基づいて所定周波数の電気信号を発振する発振回路の一部を有した電子部品素子を配置させてなることを特徴とするものである。 The pressure sensor of the present invention has a sensor portion on the lower surface, and a sensor substrate that detects pressure fluctuations by deformation of the sensor portion is placed on a support substrate via a sealing material that surrounds the sensor portion. An electronic component having a part of an oscillation circuit that oscillates an electrical signal of a predetermined frequency based on pressure information from the sensor unit in a sealing region surrounded by the sensor substrate, the support substrate, and the sealing material An element is arranged.
また本発明の圧力センサは、前記電子部品素子が前記支持基板の上面に搭載されていることを特徴とするものである。 In the pressure sensor of the present invention, the electronic component element is mounted on the upper surface of the support substrate.
更に本発明の圧力センサは、前記センサ基板の下面で、前記封止材の内側に、前記センサ部に電気的に接続される電極パッドが設けられ、前記支持基板の上面で、前記封止材の内側に、前記電極パッドに導電性接合材を介して電気的に接続される接続パッドが設けられていることを特徴とするものである。 Furthermore, the pressure sensor of the present invention is provided with an electrode pad electrically connected to the sensor portion on the lower surface of the sensor substrate and inside the sealing material, and on the upper surface of the support substrate, the sealing material. A connection pad that is electrically connected to the electrode pad via a conductive bonding material is provided on the inner side of the electrode pad.
また更に本発明の圧力センサは、前記センサ部が、圧電体とインターデジタルトランスデューサとを含む弾性表面波素子から成ることを特徴とするものである。 Furthermore, the pressure sensor of the present invention is characterized in that the sensor section is formed of a surface acoustic wave element including a piezoelectric body and an interdigital transducer.
更にまた本発明の圧力センサは、前記センサ基板が圧電材料から成り、前記圧電体が前記センサ基板の一部によって形成されていることを特徴とするものである。 Furthermore, the pressure sensor of the present invention is characterized in that the sensor substrate is made of a piezoelectric material, and the piezoelectric body is formed by a part of the sensor substrate.
また更に本発明の圧力センサは、前記封止材が導体材料から成り、且つ該封止材が支持基板下面のグランド端子に電気的に接続されていることを特徴とするものである。 Furthermore, the pressure sensor of the present invention is characterized in that the sealing material is made of a conductive material, and the sealing material is electrically connected to a ground terminal on the lower surface of the support substrate.
そして本発明の圧力センサモジュールは、上述した圧力センサの支持基板上面及び/またはセンサ基板下面に前記電子部品素子に電気的に接続されるアンテナ素子が搭載されていることを特徴とするものである。 The pressure sensor module of the present invention is characterized in that an antenna element electrically connected to the electronic component element is mounted on the support substrate upper surface and / or the sensor substrate lower surface of the pressure sensor described above. .
また本発明の圧力センサモジュールは、前記アンテナ素子が前記封止材による封止領域の外側に搭載されていることを特徴とするものである。 The pressure sensor module of the present invention is characterized in that the antenna element is mounted outside a sealing region by the sealing material.
更に本発明の圧力センサモジュールは、上述した圧力センサの支持基板上面及び/またはセンサ基板下面に、前記電子部品素子に電気的に接続されるパターンアンテナが被着されていることを特徴とするものである。 Furthermore, the pressure sensor module of the present invention is characterized in that a pattern antenna electrically connected to the electronic component element is attached to the upper surface and / or the lower surface of the sensor substrate of the pressure sensor described above. It is.
また更に本発明の圧力センサモジュールは、前記パターンアンテナが前記封止材による封止領域の外側に搭載されていることを特徴とするものである。 Furthermore, the pressure sensor module of the present invention is characterized in that the pattern antenna is mounted outside a sealing region by the sealing material.
本発明の圧力センサによれば、センサ基板を、センサ部を囲繞する封止材を介して支持基板上に載置するとともに、センサ基板、支持基板及び封止材で囲まれる封止領域内に、発振回路の一部を有する電子部品素子を配置するようにしている。これにより、センサ部が気密封止されることとなり、センサ部を水分を含んだ外気と遮断して、電極の腐食、変質等による電気的特性の変化を有効に防止することができる。 According to the pressure sensor of the present invention, the sensor substrate is placed on the support substrate via the sealing material that surrounds the sensor unit, and within the sealing region surrounded by the sensor substrate, the support substrate, and the sealing material. The electronic component element having a part of the oscillation circuit is arranged. As a result, the sensor unit is hermetically sealed, and the sensor unit is shut off from the outside air containing moisture, so that it is possible to effectively prevent a change in electrical characteristics due to corrosion or alteration of the electrode.
また本発明の圧力センサによれば、上述した如く、センサ部が外気と良好に遮断されており、センサ部の電極に異物等が付着することは殆どないことから、常に所望する共振特性が得られるようになり、圧力センサを長期にわたって正常に機能させることができる。 Further, according to the pressure sensor of the present invention, as described above, the sensor part is well shielded from the outside air, and foreign matter or the like hardly adheres to the electrode of the sensor part, so that the desired resonance characteristics can always be obtained. Thus, the pressure sensor can function normally over a long period of time.
よって、圧力センサの信頼性を飛躍的に向上させることが可能となる。 Therefore, the reliability of the pressure sensor can be dramatically improved.
更に本発明の圧力センサによれば、発振回路の一部を有した電子部品素子も上述の封止領域内に配置されるようになっていることから、この電子部品素子もセンサ部と同様に外部環境より保護されて電気的特性が良好に維持されるようになっており、しかもこの場合、センサ部と電子部品素子とが近接配置されることによって両者を接続する配線部を短くすることができるため、電磁的ノイズの影響を極力排除して、誤動作や測定精度の低下といった不具合の発生についても有効に防止することができる。それと同時に、発振回路の一部を有した電子部品素子も上述の封止領域内に配置することによって、電子部品素子を搭載するためのスペースを封止領域の外側に別途確保する必要がなくなるため、圧力センサの全体構造を小型化することができる。 Furthermore, according to the pressure sensor of the present invention, the electronic component element having a part of the oscillation circuit is also arranged in the above-described sealing region. It is protected from the external environment and the electrical characteristics are maintained well. In this case, the sensor part and the electronic component element are arranged close to each other to shorten the wiring part that connects them. Therefore, the influence of electromagnetic noise can be eliminated as much as possible, and the occurrence of malfunctions such as malfunctions and reduction in measurement accuracy can be effectively prevented. At the same time, the electronic component element having a part of the oscillation circuit is also arranged in the above-described sealing region, so that it is not necessary to separately secure a space for mounting the electronic component element outside the sealing region. The overall structure of the pressure sensor can be reduced in size.
また更に本発明の圧力センサによれば、電子部品素子を支持基板の上面に搭載させておけば、搭載面が外部からの圧力変動によって変形することは殆どなく、極めて安定した状態で実装させておくことができる。 Furthermore, according to the pressure sensor of the present invention, if the electronic component element is mounted on the upper surface of the support substrate, the mounting surface is hardly deformed by pressure fluctuation from the outside, and is mounted in an extremely stable state. I can leave.
更にまた本発明の圧力センサによれば、センサ基板の下面で、封止材の内側に、センサ部に電気的に接続される電極パッドを設けるとともに、支持基板の上面で、封止材の内側に電極パッドに接続される接続パッドを設けておくことにより、センサ部と電子部品素子との接続部を外部環境より良好に保護することができ、センサ部と電子部品素子とを確実に接続させておくことが可能となる。 Furthermore, according to the pressure sensor of the present invention, an electrode pad electrically connected to the sensor portion is provided on the inner surface of the sealing material on the lower surface of the sensor substrate, and the inner surface of the sealing material on the upper surface of the support substrate. By providing a connection pad to be connected to the electrode pad, the connection between the sensor unit and the electronic component element can be better protected from the external environment, and the sensor unit and the electronic component element can be securely connected. It is possible to keep.
また更に本発明の圧力センサによれば、封止材を導体材料で形成するとともに、該封止材を支持基板下面のグランド端子に電気的に接続されておくことにより、封止材をシールド材として機能させることができ、これによって封止領域内部のセンサ部や電子部品素子を外部からのノイズに影響され難くし、安定して動作させることが可能となる。 Furthermore, according to the pressure sensor of the present invention, the sealing material is formed of a conductive material, and the sealing material is electrically connected to the ground terminal on the lower surface of the support substrate, whereby the sealing material is shielded. As a result, the sensor part and the electronic component element inside the sealing region are hardly affected by external noise and can be operated stably.
そして本発明の圧力センサモジュールによれば、上述した圧力センサの支持基板上面及び/またはセンサ基板下面に、電子部品素子に電気的に接続されるアンテナ素子を搭載するようにしたことから、電子部品素子とセンサ部とで構成される発振回路より出力される発振信号を受信回路を有する他の機器に無線伝送することができ、圧力センサより離れた場所においても圧力情報を得ることができる。 According to the pressure sensor module of the present invention, the antenna element that is electrically connected to the electronic component element is mounted on the support substrate upper surface and / or the sensor substrate lower surface of the pressure sensor described above. An oscillation signal output from an oscillation circuit composed of an element and a sensor unit can be wirelessly transmitted to another device having a reception circuit, and pressure information can be obtained even at a location away from the pressure sensor.
また本発明の圧力センサモジュールによれば、上述した圧力センサの支持基板上面及び/またはセンサ基板下面に、電子部品素子に電気的に接続されるパターンアンテナを被着させておけば、圧力センサモジュールの厚みを薄くすることができるとともに、部品点数を削減することができ、圧力センサモジュールの小型化及びコストダウンに供することが可能となる。 Further, according to the pressure sensor module of the present invention, the pressure sensor module can be obtained by attaching the pattern antenna electrically connected to the electronic component element on the upper surface and / or lower surface of the sensor substrate of the pressure sensor described above. The thickness of the pressure sensor module can be reduced, the number of parts can be reduced, and the pressure sensor module can be reduced in size and cost.
更に本発明の圧力センサモジュールによれば、前記アンテナ素子や前記パターンアンテナを封止材による封止領域の外側に搭載または被着させておくことにより、電子部品素子とセンサ部とで構成される発振回路より出力される電気信号を殆ど減衰させることなく無線で伝送することができる利点もある。 Further, according to the pressure sensor module of the present invention, the antenna element and the pattern antenna are mounted or attached outside the sealing region by the sealing material, thereby being configured by the electronic component element and the sensor unit. There is also an advantage that the electric signal output from the oscillation circuit can be transmitted wirelessly with almost no attenuation.
以下、本発明の圧力センサを図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施の形態においては、弾性表面波素子を用いてセンサ部を構成した圧力センサを例にとって説明するものとする。 Hereinafter, the pressure sensor of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiment described below, a pressure sensor having a sensor unit using a surface acoustic wave element will be described as an example.
図1は本発明の一実施形態にかかる圧力センサの断面図、図2は図1の圧力センサに用いられるセンサ基板の下面を示す平面図、図3は図1の圧力センサに用いられる支持基板の上面を示す平面図、図4は図1の圧力センサの電気的構成を示す回路図である。 1 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a lower surface of a sensor substrate used in the pressure sensor of FIG. 1, and FIG. 3 is a support substrate used in the pressure sensor of FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing the electrical configuration of the pressure sensor of FIG.
同図に示す圧力センサ1は、大略的に、センサ基板10と、支持基板20と、電子部品素子30と、封止材40と、導電性接合材50とで構成されている。
The
センサ基板10は、センサ基板10に印加される圧力に応じてセンサ部11が変形し、圧力変動を検出するようになっている。センサ基板10の下面には、センサ部11、電極パッド12及びこの両者を接続する引出電極13等が形成されている。また、センサ部11、電極パッド12、引出電極13の周囲には、これらを囲繞するようにしてセンサ基板封止部14が設けられており、このセンサ基板封止部14に封止材40が接合される。よって、センサ基板封止部14の内側が封止領域41となる。
In the
このようなセンサ基板10の材質としては、センサ部11と一体的に形成することができ、外部からの圧力(図1の上方からの圧力)を受けると比較的容易に変形し得るものが好ましく、例えば、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電材料が好適に使用される。また、センサ部11は弾性表面波素子17からなり、圧電体15と、インターデジタルトランスデユーサ(以下、IDT電極と略記する。)16と、IDT電極16の弾性表面波の伝搬方向の両側に形成される一対の反射器電極18とから成る弾性表面波共振子とされている。また、IDT電極16には電極パッド12が引出電極13を介して接続されている。
The
このような圧電体15の材質としては、例えば、センサ基板10と同様の材料、即ち、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電材料が用いられ、かかる圧電体15の表面に、例えば、アルミニウムや金等の金属材料を従来周知のスパッタリングや蒸着等の薄膜形成技術、フォトリソグラフィー技術等を採用し、2000Å程度の厚みにてパターン形成することによりIDT電極16が形成される。
As the material of the
また、電極パッド12や引出電極13は、先に述べたIDT電極16と同様に、アルミニウムや金等の金属材料を薄膜形成技術やフォトリソグラフィー技術等によってパターン形成することによって得られる。尚、電極パッド12については、下地に対する密着強度を向上させるために膜厚を厚く形成しておくことが好ましく、更にその表面にCr、Ni、Au等のメッキを施すことによって導電性接合材50との接合性を良好なものとすることができる。
Similarly to the
一方、支持基板20に求められる特性としては、外部からの圧力に対して変形することが殆どなく、十分な強度を有していることが重要であり、その材質としては、例えば、ガラス−セラミック材料などのセラミック材料を用いた多層回路基板等が用いられる。
On the other hand, as the characteristics required for the
かかる支持基板20の上面には、電子部品素子30が搭載されるとともに、導電性接合剤50を介して電極パッド12と接続される接続パッド21が設けられている。尚、接続パッド21の一部は支持基板20の表面または内部に形成された内部配線パターン24によって電子部品素子30とも電気的に接続されており、このようにして弾性表面波素子17と電子部品素子30とが電気的に接続されている。
On the upper surface of the
また、上述した電子部品素子30及び接続パッド21の周囲に、先に述べたセンサ基板封止部14と対向するようにして支持基板封止部22が設けられており、この支持基板封止部22に封止材40が接合される。よって、支持基板封止部22の内側が封止領域41となる。
A support
更に、支持基板20の下面には、複数個の外部端子電極23が形成されており、これらの外部端子電極23は支持基板20の内部配線パターン24やビアホール導体25等を介して支持基板上面の電子部品素子30や接続パッド21等と電気的に接続されている。
Further, a plurality of external
このような支持基板20は、例えば、従来周知のグリーンシート積層法、具体的には、接続パッド21や外部端子電極23、内部配線パターン24、ビアホール導体25となる導体ペーストが印刷・塗布されたグリーンシートを複数枚、積層・圧着させた上、これを一体焼成することによって製作される。尚、接続パッド21や外部端子電極23の表面には必要に応じてCr、Ni、Sn、Au等のメッキを施し、導電性接合材50や、圧力センサ1を回路基板等へ実装する際に使用するハンダ等の接合材との接合性を良好なものにする。
Such a
また、電子部品素子30は、例えば、IC,トランジスタなどの能動部品や抵抗,コンデンサなどの受動部品、或いはそれらを組み合わせたものであり、全体として増幅回路が構成されている。そして、弾性表面波素子17と電気的に接続することによって発振回路60を構成している。図4は、発振回路60の一例を示す回路図であり、かかる発振回路には、トランジスタや、抵抗、コイル、コンデンサ及び弾性表面波素子17などが発振周波数などの条件に応じて適宜選択配置される。このような発振回路に対してVccより所定の電源電圧を印加することによりfoscより所定の発振周波数が出力される。
The
そして、上述したセンサ基板10と支持基板20との間に介在される封止材40は、例えば、樹脂や金属材料等から成り、弾性表面波素子17や電気部品素子30を囲繞するようにしてセンサ基板10のセンサ基板封止部14と支持基板20の支持基板封止部22とを接合することにより、その内側、具体的には、センサ基板10と支持基板20と封止材40とで囲まれる封止領域41内に、センサ部11及び電子部品素子30等を気密封止している。そして、このような封止領域41の内部には、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスが充填され、これによって封止領域41内に配置されるIDT電極16や電子部品素子30等の酸化腐食等が有効に防止されることとなる。
The sealing
尚、このような封止材40として、半田等の導体材料を用いる場合は、封止材40が接合されるセンサ基板封止部14及び支持基板封止部22に環状の封止電極(図示せず)が形成される。センサ基板封止部14に形成される封止電極の材質及び製法は電極パッド12と同様とされ、支持基板封止部22に形成される封止電極の材質及び製法は接続パッド21と同様とされる。更に、支持基板封止部22に形成される封止電極を支持基板下面のグランド端子(圧力センサ1を実装する回路基板のグランド電位の端子に接続される外部端子電極23)に電気的に接続させておくようにすれば、圧力センサ1の使用時、封止材40はグランド電位に保持されることとなるため、封止材40によるシールド効果が期待でき、外部からの不要なノイズを封止材40でもって良好に低減することができる。封止材40として導電性樹脂を用いる場合も同様にグランド電位に保持されるようにすることでシールド効果が期待できる。
In the case where a conductive material such as solder is used as the sealing
また、導電性接合材50は、例えば、半田や導電性ペーストなどから成り、センサ基板10の電極パッド12と支持基板20の接続パッド21とを接続することで、弾性表面波素子17のIDT電極16と電子部品素子30とを電気的に接続している。
The
以上のような本実施形態の圧力センサ1は、センサ基板10に対して印加される外部からの圧力によって、センサ部11、即ち、弾性表面波素子17が変形する。その結果、歪みが生じた部分の圧電体の弾性定数が変化して弾性表面波の伝搬速度が変化するとともに、弾性表面波素子17のIDT電極16において、図5に示す電極指間隔dが変化して、それぞれの作用によって弾性表面波素子17の共振周波数が変化する。これにより、弾性表面波素子17と、増幅回路を構成する電子部品素子30とからなる発振回路60の発振周波数foscも変化するため、センサ基板10に加わる圧力変動は最終的に発振回路60の発振周波数foscの変化として検出される。ここで、本実施形態の圧力センサ1においては、上述したように、センサ部11及び電子部品素子30がセンサ基板10、支持基板20及び封止材40にて囲まれる封止領域41内に配置されるようになっているため、外部環境の影響を受けることは殆どなく、信頼性を向上させることができる。
In the
またこの場合、電子部品素子30を搭載するためのスペースを封止領域41の外側に別途確保する必要はないため、圧力センサ1の全体構造を小型化することができ、しかも高密度実装及びコストダウンにも供することができる。
Further, in this case, since it is not necessary to separately secure a space for mounting the
次に、上述した圧力センサ1を用いた圧力センサモジュールについて、図6及び図7(a)(b)を用いて説明する。
Next, a pressure sensor module using the
図6は本発明の一実施形態にかかる圧力センサモジュールの中央線断面図、図7(a)(b)は図6に示す圧力センサモジュールの電気的構成を示す回路図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the center line of the pressure sensor module according to one embodiment of the present invention, and FIGS. 7A and 7B are circuit diagrams showing the electrical configuration of the pressure sensor module shown in FIG.
同図に示す圧力センサモジュール80は、上述した圧力センサ1の支持基板20上にアンテナ素子81を搭載している。このアンテナ素子81によって、表面波素子17と、増幅回路を構成する電子部品素子30とからなる発振回路60より出力される所定周波数の電気信号を、受信回路を有する他の機器に無線電送することが可能となる。アンテナ素子81としては、例えば、誘電体セラミックなどを利用した表面実装型のチップアンテナ等が用いられ、半田付け等によって支持基板20上に実装されるとともに、電子部品素子30に電気的に接続される。
The
この場合、アンテナ素子81は、図6に示すように、封止材40による封止領域41の外側に配置させておくことが好ましく、これによって、表面波素子17と、増幅回路を構成する電子部品素子30とからなる発振回路60より出力される所定周波数の電気信号を殆ど減衰させることなく無線送信することが可能となる。
In this case, as shown in FIG. 6, the antenna element 81 is preferably arranged outside the sealing
かかる圧力センサモジュール80の電気的構成は、図7(a)に示す如く、圧力センサ1の発振回路60の出力端61にアンテナ62(アンテナ素子81)を付加してなり、この場合、圧力センサ1の発振回路60の出力端61に直接、アンテナ62を接続しても良いし、送信パワーを上げるために図7(b)に示すように圧力センサ1の発振回路60の出力端61とアンテナ62との間にアンプ63を配置しても良い。
The electrical configuration of the
かくして、以上のような本実施形態の圧力センサモジュール80によれば、センサ部11を構成する弾性表面波素子17や、それとともに発振回路60を構成する電子部品素子30を外部環境より保護することによって信頼性を向上させることができるとともに、全体構造を小型化することが可能となる。
Thus, according to the
次に本発明の他の実施形態に係る圧力センサについて図8を用いて説明する。尚、本実施形態においては先に述べた実施形態と異なる点についてのみ説明し、同様の構成要素については同一の参照符を用いて重複する説明を省略するものとする。 Next, a pressure sensor according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, only differences from the above-described embodiment will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図8は本実施形態の圧力センサに用いられるセンサ基板10の下面を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing the lower surface of the
本実施形態の圧力センサが先に述べた圧力センサと異なる点は、センサ部11を構成する弾性表面波素子90が、センサ基板10の下面に間隔をあけて配置された一対のIDT電極16と、その間の弾性表面波の伝搬路91とで構成される弾性表面波遅延線とされていることである。また、センサ基板10の下面で、センサ部11を構成する弾性表面波素子90の両側、具体的には、弾性表面波の伝播方向に係る両側には、弾性表面波を減衰させ、センサ基板10の端部で弾性表面波が反射するのを防止するために、シリコン樹脂などから成るダンピング材92が形成されている。
The pressure sensor of the present embodiment is different from the pressure sensor described above in that the surface
このような弾性表面波遅延線を増幅回路に接続すると、弾性表面波遅延線によって生じる電気信号の遅延時間に対応した周波数で発振する発振回路を構成することができる。そして、センサ基板10に外部からの圧力が上方より印加され、センサ部11を構成する弾性表面波素子90の弾性表面波の伝搬路91に応力が加わると、伝搬路91に歪みが生じてその部分の弾性定数の変化によって弾性表面波の伝搬速度が変化するとともに、弾性表面波の伝搬路91の長さが変化する。そして、それぞれの作用によって電気信号の遅延時間が変化し、これによって弾性表面波素子90と、それに接続される増幅回路とで構成される発振回路の発振周波数が変化する。よって、本実施形態におけるセンサ部11を構成する弾性表面波素子90も先に述べた実施形態におけるセンサ部11を構成する弾性表面波素子17と同様に圧力検出素子として機能する。
When such a surface acoustic wave delay line is connected to an amplifier circuit, an oscillation circuit that oscillates at a frequency corresponding to the delay time of an electric signal generated by the surface acoustic wave delay line can be configured. Then, when external pressure is applied to the
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良が可能である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change and improvement are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、支持基板20の上面に、電子部品素子30の大きさに合わせて断面凹状のキャビティを形成し、このキャビティ内に電子部品素子30の一部もしくは全体が埋設されるようにして電子部品素子30を搭載するようにしても良い。
For example, a cavity having a concave cross section is formed on the upper surface of the
また、図9に示すように、アンテナ素子81の代わりに、例えばミアンダ状の導体パターンによって構成されるパターンアンテナ82を形成するようにしても良い。この場合、部品点数を削減することができるとともに、外形寸法の低背化にも供することができる。このようなパターンアンテナ82を用いる場合であっても、パターンアンテナ82は無線送信の減衰を防ぐために封止材40による封止領域41の外側に配置させておくことが好ましい。
Further, as shown in FIG. 9, instead of the antenna element 81, a pattern antenna 82 constituted by, for example, a meandering conductor pattern may be formed. In this case, the number of parts can be reduced and the external dimensions can be reduced. Even when such a pattern antenna 82 is used, the pattern antenna 82 is preferably disposed outside the sealing
更に図6,図9の実施形態においては、アンテナ素子81やパターンアンテナ82を支持基板20側に配置させるようにしたが、これらのアンテナをセンサ基板10側に配置させても良いことは言うまでもない。
Further, in the embodiment of FIGS. 6 and 9, the antenna element 81 and the pattern antenna 82 are arranged on the
1・・・圧力センサ
10・・・センサ基板
11・・・センサ部
12・・・電極パッド
13・・・引出電極
14・・・センサ基板封止部
15・・・圧電体
16・・・IDT電極
17・・・弾性表面波素子
18・・・反射器電極
20・・・支持基板
21・・・接続パッド
22・・・支持基板封止部
23・・・外部端子電極
24・・・内部配線パターン
25・・・ビアホール導体
30・・・電子部品素子
40・・・封止材
41・・・封止領域
50・・・導電性接合材
60・・・発振回路
80・・・圧力センサモジュール
81・・・アンテナ素子
82・・・パターンアンテナ
90・・・弾性表面波素子
91・・・弾性表面波の伝搬路
92・・・ダンピング材
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記支持基板の上面で、前記封止材の内側に、前記電極パッドに導電性接合材を介して電気的に接続される接続パッドが設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧力センサ。 On the lower surface of the sensor substrate, an electrode pad electrically connected to the sensor portion is provided inside the sealing material,
The connection pad that is electrically connected to the electrode pad via a conductive bonding material is provided inside the sealing material on the upper surface of the support substrate. 2. The pressure sensor according to 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2004283565A JP2005181291A (en) | 2003-11-27 | 2004-09-29 | Pressure sensor and pressure sensor module |
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|---|---|---|---|
| JP2003397226 | 2003-11-27 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2005181291A true JP2005181291A (en) | 2005-07-07 |
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ID=34797292
Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016156391A (en) * | 2015-02-23 | 2016-09-01 | アズビル株式会社 | Electro-pneumatic positioner |
-
2004
- 2004-09-29 JP JP2004283565A patent/JP2005181291A/en active Pending
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