(57)【要約】    【課題】ひずみ測定を行う場合，半導体の基板となるシリコンがを薄くした場合にはシリコン表面が配線などの部材の影響を受けることで測定部のひずみが乱れて測定精度が低下する。【解決手段】ひずみ検出半導体素子の裏面を測定対象との接着面として，ひずみ検出半導体素子を支持する配線基板とひずみ検出半導体素子との間に弾性率の小さな部材をを設ける。    【効果】    ひずみ検出半導体素子を支持しつつ、支持する配線基板の剛性や熱変形がひずみ検出半導体素子に及ぼす影響を小さくできる。    【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ひずみ検出半導体素子の第１の主面を測定対象に接合して該測定対象のひずみを検出する半導体力学量測定装置において，
上記ひずみ検出半導体素子は、該ひずみ検出半導体素子の第2の主面側で第1の弾性体を介して配線基板に支持され，上記ひずみ検出半導体素子と上記第1の弾性体との接合端部の少なくとも一部は樹脂で補強されており，上記第1の弾性体は上記樹脂よりも弾性率が小さいことを特徴とする半導体力学量測定装置。
【請求項２】
請求項１において，上記測定対象に接合されるケースと、該ケースと上記ひずみ検出半導体素子の第２の主面との間に設けられた第2の弾性体とを有することを特徴とする半導体力学量測定装置。
【請求項３】
請求項２において，上記測定対象に上記ケースおよび上記ひずみ検出半導体素子が接合しているときには、上記第2の弾性体により上記ひずみ検出半導体素子は上記測定対象方向に押し付け荷重がかけられていることを特徴とする半導体力学量測定装置。
【請求項４】
請求項３において，上記ケースに設けられた無線通信回路を備えた制御基板と、該制御基板と上記ひずみ検出半導体素子とを接続する上記配線基板に設けられた配線と、該配線と上記ひずみ検出半導体素子とを接続するリードとを有することを特徴とする半導体力学量測定装置。
【請求項５】
請求項２において，上記ケースは、上記測定対象に接合した状態のときに、上記ひずみ検出半導体素子を密閉することを特徴とする半導体力学量測定装置。
【請求項６】
請求項１において，上記ひずみ検出半導体素子のひずみ検出素子形成部には、上記第1の弾性体が接合されないことを特徴とする半導体力学量測定装置。
【請求項７】
請求項２において，上記ケースは、上記測定対象に接合されるベースと、上記第2の弾性体を保持する蓋と、上記ベースと上記蓋とを接続するヒンジと、を有することを特徴とする半導体力学量測定装置
【請求項８】
請求項１において，上記ひずみ検出半導体素子の上記第１の主面には、金属薄膜、シリコン酸化膜あるいは樹脂膜が設けられていることを特徴とする半導体力学量測定装置。
【請求項９】
請求項１において，上記配線基板は，フレキシブル性を有するポリイミドテープであることを特徴とする半導体力学量測定装置。
【請求項１０】
請求項９において，上記ひずみ検出半導体素子を支持する上記配線基板が上記制御基板と接続され，その接続部が測定対象に最も近い上記制御基板の主面に設けられていることを特徴とする半導体力学量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体力学量測定装置の実装技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
測定対象に発生するひずみを測定する技術として，薄いテープ部材の上に格子状にフォトエッチング加工された金属箔が設置されたセンサ部を備えたひずみゲージを用いる技術が開発されている。このひずみゲージを測定対象に接着することで測定対象のひずみに追従して金属箔の長さを変化させ，その結果変化する金属箔の抵抗値を検出することで測定対象のひずみ測定を可能にする技術である。
これまでにCu-Ni系合金箔やNi-Cr系合金箔などを用いたひずみゲージが製品として知られている。
ひずみゲージの添着の確実・安定化を図る技術として，特許文献１にプロテクタ付きひずみゲージが公開されている。ひずみゲージを外部環境から保護する構造として，特許文献２に防湿性や絶縁性を保持する技術が公開されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平09-053907号公報
【特許文献２】特開平07-35628号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ひずみ測定を行う場合，測定対象に発生するひずみに測定部のひずみを適切に追従させる必要がある。半導体力学量測定装置を用いてひずみを測定する場合，半導体の基板となるシリコンが厚い場合にはその剛性の影響で測定部のひずみが測定対象に追従し難くなることが懸念される。一方，半導体の基板のシリコンを薄くした場合にはシリコン表面が配線などの部材の影響を受けることで測定部のひずみが乱れて測定精度が低下することや，取り扱い時にシリコンが割れるといった課題が懸念される。また，長期にわたる測定や過酷な環境下での測定では，半導体素子の破損や測定部と測定対象の剥がれや水分などによる動作不良を防止することも課題となる。
本発明は，これらの課題を解決し，半導体力学量測定装置を用いた高精度で長期にわたるひずみ測定を可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は，ひずみ検出半導体素子の第1の主面を測定対象に接合し，第2の主面側を第1の弾性体を介して配線基板で支持し，ひずみ検出半導体素子と第1の弾性体との接合部の少なくとも一部を樹脂で補強し，第1の弾性体を補強する樹脂よりも弾性率を小さくすることで解決される。
【発明の効果】
【０００６】
半導体素子と配線基板の間に弾性率の小さな第1の弾性体を介することで，配線基板の剛性や熱変形が半導体素子のデバイス面に設けられた測定部のひずみに及ぼす影響を小さくできるので，高精度なひずみ測定が可能となる。また，弾性率の小さな第1の弾性体の両側に比較的剛性の大きい半導体素子と配線基板を配置して，半導体素子，弾性率の小さな弾性体，配線基板の３層構造とすることで，半導体素子単体の場合よりも断面二次モーメントが大きくなって曲げ剛性が増大する。そのため，取り扱い時に加わる外力で生じる半導体素子の曲げ変形の曲率を小さくすることができるので，半導体素子の割れを防止できる。このことから，さらに薄い半導体素子を用いることが可能となり，測定対象のひずみに対する測定部のひずみの追従性を高めることができる。さらに，半導体素子と第1の弾性体との接合部を樹脂で補強することで，半導体素子１のデバイス面表面に設けられる薄膜の剥離を防止できる。
【０００７】
これらの効果により，本発明を備えた半導体力学量測定装置は，長期にわたる高精度なひずみ測定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下，本発明の第1の実施例について，図を用いて説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１（ａ）-（ｄ）は，本発明の第１の実施例を示す力学量測定装置の模式図である。図１（ａ）は，力学量測定装置の全体断面図，図１（ｂ）は全体上面図，図１（ｃ）はひずみ測定部近傍を拡大した断面図，図１（ｄ）は半導体素子の模式図である。
図１（ａ）に示す様に，本実施例では，力学量測定装置は測定対象１３の表面に配置して使用される。半導体素子１は直接測定対象に接着されている。ここで，本実施例における半導体素子１は，図１（ｄ）に模式的に示されるようにその薄膜群が設けられた面，すなわちデバイス面の一部にひずみ測定部を持つ半導体素子である。ひずみ測定部とは，発生したひずみ量に応じて出力を生じる半導体デバイスであり，この出力をパッド１５から取り出すことでひずみ量を検出できる。したがって，半導体素子１を用いて測定対象１３に発生するひずみを測定するためには，測定対象１３のひずみにひずみ測定部のひずみを適切に追従させる必要がある。本実施例では，半導体素子１を測定対象に直接接着することで他の部材を介して接着する場合よりもひずみの追従性を向上できる。
【００１０】
半導体素子１以外に，半導体素子を支持する配線層6a,6bが接続されるベース１４が測定対象に接着される。ベース１４は，半導体素子１を囲う様に測定対象１３の表面に配置される。ベース１４は測定対象に直接接着されるので，測定対象の変形を拘束しないように剛性の小さい部材であることが望ましい。また，測定環境の温度変化に対して測定対象との接着性を確保するためには，ベース１４の線膨張係数が測定対象の線膨張係数に近いことが望ましい。これらのことから，本実施例ではベース１４は厚さ0.3 mmの曲げ加工したＳＵＳ板を用いた。これは，本実施例では測定対象１４として主にＳＵＳで構成される部材を想定したためである。測定対象１４として異なる材料が想定される場合には，ベース１４に測定対象１４と線膨張係数の近い他の材料を用いることが有効である。また，測定対象１３が磁性体の場合は，ベース１４の一部または全部に磁石を用いることでベース１４を測定対象１３に接着することなく固定することもできる。
【００１１】
ベース１４は密閉部材１２を介してケース１０と接続されており，これらのベース１４，密閉部材１２，ケース１０によって，その内部に配置される半導体素子１や制御基板９や電池８を外部環境から保護している。したがって，ケース１０は水や油などを透過させない材料であることが望ましい。また，ケース１０の内部に配置される制御基板９を用いて外部と無線通信を行う場合には，ケース１０は電波を遮断しない材料である必要がある。さらに測定対象が移動や回転する場合には，ケースの重量が軽いことも望まれる条件となる。これらのことから，本実施例ではケース１０に厚さ約1.0 mmに成形されたＡＢＳ樹脂を用いた。測定環境の温度が高い場合には耐熱性の高いＰＰＳ樹脂などを用いることも有効である。密閉部材１２には，本実施例ではゴム製のＯリングを用いている。そのため，密閉部材１２が配置される位置のベース１４とケース１０には半円状の断面形状を持つ溝が設けられている。なお，本実施例ではベース１４とケース１０の間に密閉部材１２のＯリングを配置して密閉しているが，密閉部材１２にはシール材などを用いることもできる。この場合，ベース１４やケース１０には溝を設ける必要が無いが，その一方でベース１４とケース１０を設置した後にシール材を充填する工程が必要になる。また，本実施例は密閉部材１２をベース１４やケース１０とは別の部材として設けたが，例えばケース１０に凸上の突起を設けてベース１４に凹上のくぼみを設けることで，密閉部材１２を独立して設けることなくケース１０やベース１４の弾性を利用して密閉することも可能である。
【００１２】
ケース１０の内部には，測定対象１３の側から順に半導体素子１，圧縮用弾性体１１，電池８，制御基板９が配置されている。制御基板９は，半導体素子１への信号の送受信や電力供給，半導体力学量測定装置外部との信号の送受信を制御する基板であり，本実施例では片面実装したガラスエポキシ基板を２段積層して構成している。本実施例では，制御基板９上にアンテナを備え，半導体力学量測定装置の外部との信号の送受信は電波を用いている。このとき，本実施例の様に制御基板９を測定対象１３から遠く，電池８などよりも上部に配置することで，電波の送受信に対する測定対象１３や電池８の影響を減らすことができ，長距離の通信を可能としている。電池８の下部に配置される圧縮用弾性体１１は，上面を電池８に，下面をフレキシブル基板３などに挟まれることで上下方向に圧縮されていることを特徴とする。このようにケース１０と半導体素子１の間に圧縮用弾性体１１を設けることで，半導体素子１と測定対象１３との間の接着面は圧縮荷重を受けることになる。そのため，長期に渡る使用においても，半導体素子１と測定対象１３の剥離などを防止することができ，安定したひずみ測定が可能になる。
【００１３】
半導体素子１は，図１（ｂ）に示す上面図の様にケース１０の中心部近傍に設けられている。なお，図１（ｂ）ではケース１０と半導体素子１以外の部材は記載を省略した。このように，半導体素子１をケース１０の中心部近傍に設けることで，ケース１０やベース１４の剛性によって測定対象に発生するひずみに乱れが生じた場合であっても，その乱れの影響を極力排除したひずみ測定が可能となる。
【００１４】
図１（ｃ）にひずみ測定部近傍を拡大した断面図を示す。半導体素子１はその一面が測定対象１３との接着面となる。本実施例では，ひずみ測定部を持つデバイス面を測定対象１３と反対側に配置し，半導体素子裏面を測定対象１３との接着面としている。この様に半導体素子１を配置することで，デバイス面側に設けられるパッド１５からの電気的信号の取り出しを容易にできる。ところで，半導体素子であるシリコン自体は接着性が低く，シリコンを直接測定対象に接着した場合には使用途中での剥離などが懸念される。そこで，本実施例では半導体素子裏面に接着性の高い金属薄膜を半導体素子裏面層７として設けている。本実施例では，半導体素子裏面層７として金属薄膜を設けたが，裏面にシリコンの酸化層や，接着に適当な樹脂層を設けることで接着力を増加させることもできる。酸化層を設ける場合と金属薄膜を設ける場合ではその製造方法が異なるので，装置やコストなどに応じて適切な方法を選択することができる。また，酸化層はシリコン基板との密着性が高いので，半導体素子裏面層７がシリコン基板から剥離することをより防止できる。半導体素子裏面層７として樹脂層を設ける場合は，半導体素子裏面層７自体を接着層として用いることも可能である。
【００１５】
半導体素子１のデバイス面側の上部には弾性率の小さな低弾性体２を介して両面に配線層6a,6bを持つフレキシブル基板３が配置されている。本実施例では，フレキシブル基板３に厚さ約50 umのポリイミドテープを用い，配線層6a,6bそれぞれには厚さ約30 umのCuを用いた。フレキシブル基板３にポリイミドテープを用いることで，製造工程における接着工程や樹脂封止工程の熱処理が可能となる。第１配線層６ａから引き出されたリード４は，半導体素子１のデバイス面に設けられたパッド１５と接続されて電気的な導通が取られている。このように，フレキシブル基板３や配線6a,6bを半導体素子１から遠い位置に配置することで，これらのフレキシブル基板３や配線6a,6bの部材の剛性が半導体素子１のひずみ測定部１６のひずみに及ぼす影響が小さくなる。また，低弾性体２の上下両面に比較的剛性の大きいフレキシブル基板３や半導体素子１が配置されることでこれらの積層構造としての曲げ剛性を大きくすることができる。この構造では，半導体素子１を薄くした場合であっても曲げ剛性が確保できるので，接着などの取り扱い時に半導体素子１が割れることを防止できる。その一方で，積層構造の中央部に弾性率の小さな部材を配置しているのでせん断方向の剛性が小さく，半導体素子１のセンサ部に生じるひずみが低弾性体２やフレキシブル基板３や配線層6a,6bの影響を受けることを防止できる。これらのことから，本構造を用いることで，精度の良いひずみ測定が可能になる。さらに，測定環境の温度変化によって半導体素子１とフレキシブル基板３や配線６との間に熱変形量差が生じた場合であっても，この変形量差を低弾性体２の変形で吸収できるので，この熱変形量差がひずみ測定に大きく影響することは無い。
【００１６】
半導体素子１とリード４の接合部やリード４自体は樹脂５で封止されている。また，樹脂５は低弾性体２の周囲にも流れ込み，低弾性体２と半導体素子１の接合部を補強している。本実施例では，樹脂５にエポキシ系のポッティングレジンを用いた。硬化前のポッティングレジンは流動性を有しているため，低弾性体２の周囲に流れ込むことができる。そのため，リードの封止と低弾性体２と半導体素子１の接合部の補強を一度の工程で行える。半導体素子１の材料であるシリコンの線膨張係数が約3 ppm/Kであるのに対して，本実施例で低弾性体２に用いたエラストマの線膨張係数は30 ppm/K以上であり，線膨張係数が大きく異なる。そのため，樹脂５で補強していない低弾性体２と半導体素子１の接合端部では熱負荷によって局所的に大きな応力が発生し，半導体素子１のデバイス面の薄膜剥離が懸念される。しかし，本実施例の様に半導体素子１と低弾性体２の接合端部を樹脂５で補強することで，薄膜の剥離を防止した高信頼性な装置とすることができる。ところで，低弾性体２の周囲に樹脂５を設けることでこの部分のせん断剛性が大きくなる。しかし，低弾性体２は樹脂５よりも十分に弾性率が小さく，またひずみ測定部１６は樹脂５から遠い半導体素子１の中央部近傍に設けられているため，樹脂５の剛性がひずみ測定に及ぼす影響は非常に小さい。
【００１７】
以上のような構成の半導体力学量測定装置によって，長期にわたる高精度なひずみ測定が可能となる。
【００１８】
図２から図６は，本発明の効果を示す図である。
図２は，半導体素子１単体を測定対象１３に接着し，測定対象１３に均一な引張りひずみを発生させたときに半導体素子１上面に発生するひずみの分布を示した図である。半導体素子１単体では力学量測定装置として機能させることはできないが，測定対象１３に半導体素子１のみを接着したときに半導体素子１に発生するひずみを明らかにするために，この条件でのひずみ分布を示す。測定対象１３は厚さ10.0 mmのSUS板，半導体素子は平面寸法が１辺0.25 mmの正方形で厚さは0.05 mmである。ひずみの分布図は，測定対象１３のひずみと半導体素子１に発生するひずみとの差を示しており，図において色の濃い箇所ほどひずみの差が大きい，すなわち測定対象１３のひずみに追従できていないことを示す。半導体素子１の上面に生じるひずみは，測定対象のひずみに平行な方向の両端部では追従しておらず，半導体素子１の中央部ほど追従性が良い。これは，半導体素子１は測定対象１３と下面でのみ接着しており，半導体素子１自体には厚みがあるために，上面の端部近傍は測定対象１３の拘束をあまり受けないためである。
【００１９】
図３は，図２に示した条件において，半導体素子１の厚みを変更した場合に半導体素子１の上面に生じるひずみの分布を示した図である。グラフ横軸は測定対象１３に発生するひずみに平行な方向に半導体素子１を半分に切断する断面における半導体素子１上面の端部からの距離を示している。横軸の0.00 mmと2.50 mmは半導体素子１の両端部，1.25 mmは半導体素子１の中央部を示す。グラフ縦軸は半導体素子１上面に発生するひずみと測定対象１に発生するひずみの比である。この値が1.0に近いほど半導体素子１のひずみが測定対象１３のひずみに追従できていることを示す。グラフには，半導体素子１の厚さが10, 50, 100, 200, 500 umの条件でのひずみ分布を示す。グラフにおいて，半導体素子１が薄いほど，半導体素子１のひずみが測定対象１３のひずみに追従できることが示されている。また，いずれの厚さにおいても半導体素子１中央部ほど半導体素子１のひずみが測定対象１３のひずみに追従でき，端部では半導体素子１が薄くても追従できないことが示されている。このことから，半導体素子１は薄いことが望ましく，そのデバイス面に設けられるひずみ測定部は半導体素子１の中央部に近いことが望ましいと言える。
【００２０】
図４は，本発明を備え，半導体素子１の上部に低弾性体２を介してフレキシブル基板３や配線６を配置して測定対象１３に接着し，測定対象１３に図２と同様に均一の引張りひずみを発生させた場合の半導体素子１のひずみ分布を示す図である。半導体素子１の厚みは50 um，低弾性体には厚さ150 umのエラストマ，フレキシブル基板３には厚さ50 umのポリイミドテープ，配線６には厚さ30 umのＣｕを用いている。配線６はフレキシブル基板３の上面に1層だけ設け，配線は測定対象１３のひずみと垂直方向に引き出されているものとした。半導体素子１のひずみ分布は，半導体素子１と配線６の接合部４１近傍を除けば，図２で示した半導体素子１単体を接着した場合と良く一致している。このことは，本発明を備えた半導体力学量測定装置では，フレキシブル基板３や配線６の影響を受けずにひずみを測定することが可能であることを示している。半導体素子１と配線６の接合部４１近傍において半導体素子１のひずみが乱れるのは，配線６やフレキシブル基板３や樹脂４の影響である。このことから，半導体素子１のデバイス面に設けるひずみ測定部は，半導体素子１と配線６の接合部４１から遠いことが望ましい。
【００２１】
図５は，本発明を備えず，半導体素子１の上部に低弾性体を介さずにフレキシブル基板３や配線６を配置して測定対象１３に接着し，測定対象１３に図２や図４と同様に均一の引張りひずみを発生させた場合の半導体素子１のひずみ分布を示す図である。本構造では，低弾性体以外の部材の厚みは図４の条件と同じとした。本構造では，図２に示したひずみ分布とは異なって半導体素子１中央部近傍においても配線６の形状に沿って半導体素子１のひずみに乱れが生じている。このことから，本発明を備えない構造では，配線６やフレキシブル基板３や樹脂４の影響を受けて，高精度なひずみ測定が困難となる。
【００２２】
図６は，図２，図４，図５の一断面におけるひずみ分布を示す図である。グラフの縦軸と横軸は図３と同様である。図６（ａ）に示す半導体素子１単体を接着した場合のひずみと比較して，図６（ｂ）に示す本発明を備えた半導体力学量測定装置におけるひずみ分布は同等である。一方，図６（ｃ）に示す本発明を備えない半導体力学量測定装置におけるひずみ分布は，ひずみに乱れが生じており，たとえ半導体素子１の中央部であっても精度の良い測定が困難である。これらの図からも本発明の効果が明確に示される。
【００２３】
図７は，本発明を備えた第1の実施例を示す半導体力学装置を，測定対象に接着する手順を説明する図である。はじめに，図７（ａ）に示すようにケース１０とベース１４を分離させ，フレキシブル基板３の半導体素子１が搭載される位置で、ベース１４とは独立に、半導体素子１に直接測定対象側へ荷重をかけることができる構造とする。本発明では，半導体素子１を測定対象１３に接着する際に，ケース１０などを介さすに半導体素子１が搭載されるフレキシブル基板３の表面を接着時押し付け位置７１とすることができるため，半導体素子１と測定対象１３の接着をより確実に行うことができる。さらに，配線基板にフレキシブル性を有するフレキシブル基板３を用いているために，半導体素子１の位置決めも容易に行うことができる。次に，図７（ｂ）に示すように半導体素子１の裏面とベース１４を測定対象１３に接着する。接着工程では接着剤が硬化する間，接着面に圧縮荷重を加えることが望ましい。本実施例では，ベース１４とフレキシブル基板３の高さが異なるため，接着用冶具２２を用いて接着している。また，本実施例では半導体素子１とベース１４を同時に測定対象１３に接着しているが，接着環境によってはこれらを別々に接着することもできる。この場合，接着に必要な時間は増加するが，接着用冶具２２などを用いることなく接着することもできる。次に，図７（ｃ）に示すように半導体素子１の上部に圧縮用弾性体１１や電池８や制御基板９を配置する。本実施例ではこの段階でコネクタを用いてフレキシブル基板３と制御基板９，制御基板９と電池８の導通を取っているが，初期の段階からこれらを接続しておくこともできる。この場合には接続にコネクタを用いる必要は無く，はんだ付けや超音波接合などの接合方法を用いることもできる。しかしその一方で図７（ａ）（ｂ）などの工程において接続部が切断しないように注意する必要がある。最後に図７（ｄ）に示すようにケース１０を配して配置が完成する。ケース１０を配置することで圧縮用弾性体１１は上下につぶされた形状となり，半導体素子１と測定対象１３の接着面には圧縮荷重が加わる。
【実施例２】
【００２４】
図８は，本発明を備えた第２の実施例を示す力学量測定装置のフレキシブル基板３及び搭載される半導体素子１を示す図である。第１の実施例との主な相違点は，第１の実施例では半導体素子１と配線６との接続箇所が半導体素子１の一辺であったのに対して，本実施例では接続箇所が２辺である点である。本実施例の様に，複数の辺に接続箇所を設けることで，半導体素子１はより多くの情報の入出力が可能となる。このとき，本実施例では複数の辺のリードを樹脂５で封止するために実施例１と比較して塗布する樹脂５の量が多く，全体の剛性が増加する。ただし，この場合であっても半導体素子１のデバイス面に設けられたひずみ測定部を樹脂５から遠い半導体素子１の中央部近傍に設けることで，樹脂５の剛性がひずみ測定部のひずみに影響することを防止でき，高精度な測定が可能である。なお，本実施例では半導体素子１の２辺に接続箇所を設けたが，３辺や４辺に設けることも可能である。
【実施例３】
【００２５】
図９は，本発明を備えた第３の実施例を示す力学量測定装置のフレキシブル基板３及び搭載される半導体素子１を示す図である。第１の実施例との主な相違点は，ひずみ測定部１６が配置される半導体素子１の中央部近傍において低弾性体２に穴が設けられている点である。このように低弾性体２に穴を設けることで，ひずみ測定部１６の上面には何も配置されないので，フレキシブル基板３や配線６だけでなく低弾性体２の剛性がセンサ部に及ぼす影響さえも取り除くことができる。したがって，より高精度な測定が求められる使用状況に適した構造である。
【実施例４】
【００２６】
図１０は，本発明を備えた第４の実施例を示す力学量測定装置のフレキシブル基板３及び搭載される半導体素子１を示す図である。第１の実施例との主な相違点は，１枚のフレキシブル基板３上に複数の半導体素子１が配置されている点である。また，これらの半導体素子１は図１０（ｃ）に示す様にベース１４に対して対称に配置される。このように複数の半導体素子１を設けることで，より多くの力学量を測定することが可能になる。また，ケース１４に対して対称に半導体素子１を配置することで，複数の半導体素子１の測定条件を近づけることができる。なお，本実施例では２枚の半導体素子１を配置した例を示したが，半導体素子１の数は２枚に限らず３枚以上であっても当然良い。
【実施例５】
【００２７】
図１１は，本発明を備えた第５の実施例を示す力学量測定装置を示す図である。第１の実施例との主な相違点は第１の実施例がケース１０とベース１４が２つの部材に分割していたのに対して，本実施例ではケース１０とベース１４がヒンジ部材２１１を介して接続されている点である。使用時には，まずケース１０とベース１４に角度を設けて，ベース１４内部の半導体素子１の接着を行ない，その後，ヒンジ部材２１１を使用してケース１０でベースに蓋をすれば良い。ツメ２１２により、ケースは閉じた状態に維持される。本実施例の様に，ケース１０とベース１４を一体化することで，貼り付け時のケース１０の紛失やフレキシブル基板３と制御基板９との接続部の断線などを防止できる。
【実施例６】
【００２８】
図１２は，本発明を備えた第６の実施例を示す力学量測定装置を示す図である。第１の実施例との相違点は，フレキシブル基板３を制御基板９に直接接続し，その接続部２３１が制御基板９の裏面に設けられている点である。本実施例では，制御基板９に片面に半導体部品が実装されたガラスエポキシ基板を用いている。したがって，フレキシブル基板３と制御基板９の接続に用いるコネクタを半導体部品が実装された面と同じ面に配置する場合，コネクタの面積だけではなく，フレキシブル基板３と制御基板９が重なる箇所にも半導体部品を配置することができず，結果的に制御基板９の面積が大きくなる。しかし，本実施例の様に制御基板９とフレキシブル基板３を接続することで制御基板９を小さくすることができるので，半導体力学量測定装置の小型化にも有効である。
【００２９】
また，コネクタを制御基板９の端に配置することでフレキシブル基板３と制御基板の重なる面積を極力小さくすることができるが，この場合にはフレキシブル基板３はコネクタとの接続部の近傍で大きく曲げられることになるため，接続部の信頼性低下が懸念される。しかし，本実施例の様にフレキシブル基板３と制御基板９を接続すれば，フレキシブル基板３を接続部近傍で曲げる必要が無いので，フレキシブル基板３と制御基板９の接続信頼性が確保できる。
【００３０】
以上，本発明を実施例に基づき具体的に説明したが，本発明は前記実施例に限定されるものではなく，その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、対象物のひずみ等の力学量を測定する装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は，本発明を備えた第1の実施例を説明する図である。
【図２】図２は，本発明の効果を説明する第１の図である。
【図３】図３は，本発明の効果を説明する第２の図である。
【図４】図４は，本発明の効果を説明する第３の図である。
【図５】図５は，本発明の効果を説明する第４の図である。
【図６】図６は，本発明の効果を説明する第５の図である。
【図７】図７は，本発明を備えた力学量測定装置を測定対象への配置方法を説明する図である。
【図８】図８は，本発明を備えた第２の実施例を説明する図である。
【図９】図９は，本発明を備えた第３の実施例を説明する図である。
【図１０】図１０は，本発明を備えた第４の実施例を説明する図である。
【図１１】図１１は，本発明を備えた第５の実施例を説明する図である。
【図１２】図１２は，本発明を備えた第６の実施例を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…半導体素子，
２…低弾性体，
３…フレキシブル基板，
４…リード，
５…樹脂，
６…配線層，
６ａ…第1配線層，
６ｂ…第２配線層，
７…半導体素子裏面層，
８…電池
９…制御基板，
１０…ケース，
１１…圧縮用弾性体，
１２…密閉部材，
１３…測定対象物，
１４…ベース，
１５…パッド
１６…ひずみ測定部
１７…測定対象との接着面
２１…接着剤，
２２…接着用治具，
71…接着時押し付け位置
２１１…ヒンジ部材
２１２…ツメ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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