(57)【要約】【課題】省エネルギー化をはかり電池の寿命を長くする。またゲル流れ防止し、さらに大量生産に適したプロセスにより安価に製造できる構造を提供すること。【解決手段】圧力，温度，振動などを検出するセンサと信号処理回路を１チップに集積し、これらを保護するため可撓部（ダイヤフラム）を有する蓋基板をウエファ状態で接合する。ダイヤフラム部以外をセンサチップをペレタイズした後に樹脂モールドし、ゲルによる保護で問題となるゲル流れを防止して信頼性を高め、大量生産に適したプロセスを提案する。【選択図】　図１
2004053329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体の回路基板上に形成されたセンサ用固定電極、該電極に接続する信号処理回路、これらを覆い気密に接合した蓋基板、該蓋基板の一部に形成したダイヤフラムからなり、圧力または振動を受けて撓みこれを静電容量変化として検知するセンサチップ、該チップを載置接合するリードフレーム、該リードフレームと前記回路基板の端子をワイヤボンディングし、該リードフレームの端部と蓋ダイヤフラム形成部を除いて樹脂でモールドしたことを特徴とするセンサ組み立て体。
【請求項２】
第１項記載のセンサチップにおいて、該蓋基板の一部に形成したダイヤフラム周辺部に囲いを設け、前記リードフレームの端部と囲いの内側を除いて樹脂でモールドしたことを特徴とするセンサ組み立て体。
【請求項３】
半導体の回路基板上に形成された固定電極と可動電極からなり、圧力と振動を静電容量変化として検知する二つのセンサと、該センサ信号の信号処理回路、これらを覆い気密に接合した蓋基板、該蓋基板の一部に形成したダイヤフラム、該ダイヤフラムは外部圧力を受けて撓みその変位を前記圧力検知用の可動電極に伝えることを特徴とするセンサチップ。
【請求項４】
第１項または第３項記載のセンサチップにおいて、前記回路基板側に貫通電極を形成し、該貫通電極を介して配線基板上の電極膜にＣＣＢで接続し、該電極膜の端部と前記蓋基板の上面またはダイヤフラム周辺部に設けた囲いの内側を除いて樹脂でモールドしたことを特徴とするセンサ組み立て体。
【請求項５】
半導体の回路基板上に形成され、圧力または振動を受けて撓みダイヤフラム、この撓みを抵抗変化として検知するピエゾ抵抗素子及び信号処理回路、これらを覆い気密に接合した蓋基板からなるセンサチップ、前記蓋基板側に貫通電極を形成し、該貫通電極を介して配線基板上の電極膜にＣＣＢで接続し、該電極膜の端部と前記蓋基板の上面またはダイヤフラム周辺部に設けた囲いの内側を除いて樹脂でモールドしたことを特徴とするセンサ組み立て体。
【請求項６】
第１，２，４，５項記載のセンサ組み立て体において、前記回路基板と蓋基板をウエハ状態で接合した後にペレタイズし、リードフレームに接合してワイヤボンディングし、またはＣＣＢにより配線基板に接合し、前記配線部とダイヤフラム部を除いて樹脂でモールドしたことを特徴とするセンサ組み立て体。
【請求項７】
半導体回路基板上に形成された圧力，振動及び温度センサ、該センサ信号のレベル調整回路，電源回路，センサの出力側に設けたハイパスフィルター（微分回路）とローパスフィルター，通信回路及び制御回路からなる信号処理回路、これらを覆う蓋基板を気密に接合し、蓋基板の一部に圧力を受けて撓むダイヤフラムを形成し、中央部に質量部を設けて圧力と振動を検知可能とし、前記半導体基板上に形成した信号処理回路は、振動センサが外部から印加される振動に応動して発した信号をトリガーとして、ウエイクアップモードとし、圧力，温度信号を測定し、前記ローパルフィルターを通して第１の時間周期で送信するように制御し、振動センサの信号が無い時は第２の時間周期で送信するように制御し通信することを特徴とするタイヤモニタセンサ。
【請求項８】
半導体回路基板上に形成された圧力，振動及び温度センサ、該センサ信号のレベル調整回路，電源回路，センサの出力側に設けたハイパスフィルター（微分回路）とローパスフィルター，通信回路及び制御回路からなる信号処理回路、これらを覆う蓋基板を気密に接合し、前記回路基板の一部に圧力を受けて撓むダイヤフラムを形成し前記半導体基板上に形成した圧力センサに圧力を伝達し、前記半導体基板上に形成した信号処理回路は、同一半導体基板上の振動センサが外部から印加される振動に応動して発した信号をトリガーとして、ウエイクアップモードとし、圧力，温度信号を測定し、前記ローパルフィルターを通して第１の時間周期で送信するように制御し、振動センサの信号が無い時は第２の時間周期で送信するように制御し通信することを特徴とする１チップタイヤモニタセンサ。
【請求項９】
第１，５項記載のタイヤモニタセンサにおいて、圧力センサの中央部に質量部を設け振動に対する受感度周波数を５０〜１００Ｈｚに設計し振動センサを兼用したことを特徴とするタイヤモニタセンサ。
【請求項１０】
第８項記載のタイヤモニタセンサにおいて、圧力センサの振動に対する受感度方向（ダイヤフラム面）を車輪の回転軸の長さ方向と平行な方向に合致させ車輪の一部に取り付けたことを特徴とするタイヤモニタセンサ。
【請求項１１】
第９項記載のタイヤモニタセンサにおいて、振動センサと圧力センサの受感度方向を互いに直角とし、振動センサの受感度方向を車輪の回転軸の長さ方向と直角な方向に合致させ車輪の一部に取り付けたことを特徴とするタイヤモニタセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧力，温度，振動などを検出するセンサの組み立て体に関する。また、本発明を応用する分野としてタイヤの圧力，温度，振動を検出するタイヤモニタセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のタイヤモニタセンサとしては、例えば、特開平２０００−
３５５２０３号公報，特開平２００１−１７４３５７号などに記載のセンサが知られている。特開平２０００−３５５２０３号公報に記載の圧力センサは、タイヤの微小振動を検出した際に制御回路を動作させることで電力消費量を必要最小限にする方法が提案されている。また特開平２００１−１７４３５７号公報には小型軽量構造の実現によりタイヤの着脱性改善とバランス補正量を低減することが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなタイヤモニタセンサは省電力と小型化という要求に対する提案がなされているが、次のような課題が残されている。振動センサで走行検知して消費電力を節約し電池の寿命を長くするため、圧力センサと振動センサの２つのセンサが必要であったためモジュールが大型となり上記の着脱性やバランス補正の課題と、結線数が多くなりこのために自動車の使用環境での耐信頼性確保が難しく、またコストアップの要因であった。
【０００４】
一方、半導体集積技術で一つの基板上に圧力，温度センサを集積したセンサは既に実現しているが、タイヤモニタセンサに適用する場合、これとは別に振動を検知するためのセンサが必要なため上記と同じ課題が残されている。
【０００５】
また、水分や汚れなどからセンサや信号処理ＬＳＩを保護するため通常は表面にシリコーンゲルを塗布するが、タイヤ内部に取り付けられ長期間振動を蒙るためシリコーンゲルが流動する問題があり、これに耐える実装構造が上記課題に加えて残っている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、振動センサと圧力センサを集積化して小型化と組み立て工数を削減し、かつシリコーンゲル不要の樹脂パッケージにより信頼性向上を達成し、タイヤモニタセンサとしての実装に適したセンサ構造組み立て体を提案するものである。
【０００７】
本発明の特徴は、図１のように振動センサと圧力センサ及びその信号処理回路を形成した半導体単結晶シリコン製の回路基板と、周辺部に囲いを持つダイヤフラムを形成した単結晶シリコン製の蓋基板ウエファとを気密に接合し、個別チップにダイシング後に樹脂モールドしてパッケージする。これにより小型化と大量生産を実現する。
【０００８】
また図１，図２に示すように蓋基板上のダイヤフラムの周辺部には囲いを形成しているので樹脂がダイヤフラムに流れ込まないため、センサ組み立て体をリードフレーム上に載置し、ワイヤボンディングし該リードフレームの端部とダイヤフラム周辺部に設けた囲いの内側つまりダイヤフラムを除いて樹脂でモールドできる。または図３に示すようにダイヤフラムが形成される上面を除いてモールドする。このため小型の面付けパッケージが実現でき、ゲルによる保護が不要となり、ゲル流動などの問題が回避でき信頼性の高い実装が可能である。
【０００９】
本発明のセンサは、図１のような半導体回路基板上に図８のブロック構成のような振動，圧力、および温度センサと信号調整回路，電源回路，センサの出力側に設けたハイパスフィルター（微分回路）とローパスフィルター，通信回路及び制御回路からなる信号処理回路を集積し、蓋基板を気密に接合し、蓋基板の一部に圧力を受けて撓むダイヤフラムを形成し前記半導体基板上に形成した固定電極との間に形成した約１μｍの微小ギャップで静電容量を形成し、中央部に設けた質量部の変位で圧力と振動の両方を高感度で検知可能としている。
【００１０】
図６，図７のようにウェハプロセスにより、半導体回路基板に蓋基板を気密に接合し、各チップにペレタイズ後に樹脂モールドする。蓋基板の一部に形成したダイヤフラムで圧力を受けて、その変位を静電容量変化として変換し検知するので、半導体基板上に形成した検知用センサと信号調整回路には測定圧力が直接接触しないためガソリン蒸気や水分を含んだ気体の測定にも長期間使用できる。
【００１１】
本発明のセンサは、図８の構成により図９のように働く。振動センサが発した信号をトリガーとして、ウエイクアップモードとし、短期の時間周期でタイヤ内部の圧力と温度を伝送通信し、振動センサの信号が無い時は長期の時間周期で伝送通信するように制御できるため使用電力を必要最小限にすることができ電池の長寿命化が達成できる。
【００１２】
図２に示す本発明の１チップセンサは、半導体基板上に圧力，温度及び振動センサをそれぞれ独立に設けた実施例を示す。センサの信号調整回路，電源回路，センサの出力側に設けたハイパスフィルター（微分回路）とローパスフィルター，通信回路及び制御回路からなる信号処理回路を集積し、蓋基板を気密に接合し、蓋基板の一部に圧力を受けて撓む極薄のシールダイヤフラムを形成し前記半導体基板上に形成した静電容量式圧力センサの可動電極に当接させ圧力を伝達検知する。上記と同様に半導体基板上に形成したセンサと信号調整回路には測定圧力が直接接触しないためガソリン蒸気や水分を含んだ気体の測定にも長期間使用できる。
【００１３】
図１２に示すタイヤモニタセンサは、図１に示したセンサを用いてダイヤフラムの平面方向を車輪の回転軸の長手方向に平行に取り付けるためセンサが最上位置と最下位置の時にダイヤフラムの質量部がタイヤの上下振動を高感度で検知する。圧力センサは図１１のように振動と圧力を同時に検出するが、振動の変化は図１０▲１▼〜▲４▼に示すようにタイヤとサスペンションの達成振動数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚと圧力空気圧の変動周期数ｍｉｎ　〜１ｈｒに比べて２桁の周期差があるため図８に示す回路構成によりフィルターを用いて両者を弁別検知できる。ゆえに１個の圧力センサで回転振動と圧力両方の物理量を検知することが可能である。また、停止時の圧力センサ出力を基準値としてＭＰＵのメモリに記憶しておき、走行時の出力と比較することによりタイヤ回転時に生じる遠心加速度による影響を差し引くことができるので圧力だけを正確に検知することができる。
【００１４】
また、図１３に示すタイヤモニタセンサは、図２に示した１チップセンサを用いて振動センサの受感方向を車輪の回転軸の長手方向に直角に取り付けるためタイヤの振動を高感度で検知でき、圧力センサの受感方向は回転軸と平行になっているため回転振動を検知せず、圧力だけを正確に検知することができる。
【００１５】
また、温度検知用として、前記信号処理回路と同じプロセスにより半導体基板上に抵抗体が形成されているので、この抵抗変化を電圧に変換して温度を検知することが可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の第１実施例の縦断面を示す。蓋基板２にダイヤフラム２１を形成し圧力と振動センサを兼ねた構造で、サーフェースマウントの樹脂パッケージ実装品を示す。半導体単結晶シリコン製の蓋基板２に形成したダイヤフラム２１で振動センサと圧力センサ用の可動電極を構成し、半導体単結晶シリコン製の半導体回路基板１上に設けた固定電極１２とで静電容量を形成する。
【００１７】
シリコン単結晶製の蓋基板２にはその一部を約１０μｍと薄く加工してダイヤフラム２１を形成する。ダイヤフラム２１が圧力に応動し半導体回路基板１の上面に形成した固定電極１２との間にもうけた微小空隙２５が変化し、これを静電容量変化に変換し、信号処理回路１１で所定の電気信号に処理し出力する。数気圧を測定するのに適した設計寸法は、前記ダイヤフラム２１の直径は例えば０．５ｍｍ　〜２ｍｍ、厚みが５〜１０μｍ、空隙が０．２μｍ　〜１μｍである。
【００１８】
またダイヤフラム２１の中央部に設けた質量体２２で振動を検知する。ダイヤフラム２１の寸法と質量体２２の重量で決まる固有振動数は、望ましくは図１０に示すタイヤの固有振動に近く設計し、その振動を効率良く検知する。
【００１９】
製造プロセスは、図６，図７のように上記半導体回路基板１と、蓋基板２はウエファ状態で気密に接合し、個別チップにダイシングしこのセンサ組み立て体をリードフレーム上に接着し、ワイヤボンディングした後に樹脂モールドしてパッケージする。樹脂モールド時にダイヤフラム２１の薄肉部に樹脂が流れ込まないようにその周辺部に囲いを設け、この部分とリードフレーム４の端子部４１を除いて全体をモールドする。このため小型の面付けパッケージが実現でき、ゲルによる保護が不要となり、ゲル流動などの問題が回避でき信頼性の高い実装が可能である。また、小型化と大量生産を実現する。
【００２０】
図２は本発明の第２実施例の縦断面を示し、回路基板に圧力，振動及び温度センサと信号処理回路を形成した１チップセンサの構造図。振動センサと圧力センサ及び温度センサ（図示しない）が前記半導体回路基板１側にすべて形成される。本例では、蓋基板２に形成したダイヤフラム２１は圧力センサの可動電極１５上の突起を加圧し、前記半導体回路基板１に形成した固定電極１２との間で構成した静電容量を変化させ圧力を検知する。振動センサは別に形成した梁状の可動電極１５と固定電極１４とで形成する静電容量により構成する。このセンサの振動感知方向は圧力センサとは直交しており、後述するタイヤ圧センサの装着に都合がよいように配慮されている。
【００２１】
圧力センサの可動電極１３は導電性ポリシリコンで構成され、前記半導体回路基板１上に形成した固定電極１２との間には微小空隙が形成されている。固定電極１２はＳｉＯ２　などの誘電体膜を介して半導体回路基板１上に形成されて、前記半導体回路基板１から絶縁されており、前記可動電極１３との間に形成される空隙により静電容量を形成する。前記蓋基板２に形成したダイヤフラム２１が可動電極１５上の突起を加圧し静電容量が変化しこれから圧力変化を検知する。数気圧を測定するのに適した設計寸法は、前記可動電極１３の直径は例えば１００μｍ〜５００μｍ、厚みが０．５　〜２μｍ、空隙が０．２μｍ〜０．５μｍである。
【００２２】
別に形成した振動センサは、紙面に垂直方向に伸びる梁状の可動電極１５と前記半導体回路基板１上に一端が固定され前記固定電極１４との間に形成した複数の約１μｍの空隙で静電容量を構成する。梁状の可動電極１５は前記半導体回路基板１の平面方向の振動の変化に応動して静電容量が変化し振動を検知する。
【００２３】
本発明の特徴は、半導体回路基板１上に独立して振動，圧力センサを形成するため微小な振動検知が可能であり、特にタイヤ圧センサに応用する場合には、図１３に後述するように圧力センサの感知方向と振動センサの感知方向を直交させているため互いに独立に圧力，振動を検出できる。互いに最適寸法に設計できるため感度と精度がよいセンサを搭載できる。
【００２４】
また全体の製造プロセスは、図１の説明で述べた図６，図７のように実施され同じような特徴と効果を有する。
【００２５】
前記静電容量は、詳細に記載しないが、通常用いられるように周囲圧力に応じて変化するアクティブ容量と、周囲圧力に対し実質的に変化しない基準容量とが形成されており、両者の差ないし比を検出する。すなわち前記信号処理回路１１では静電容量変化を積分するＣＶ変換器で出力信号として定められた信号に調整し電圧または周波数として出力する。
【００２６】
また静電容量の設計は、つぎのように電気的，機械的及び製造プロセス要因の面から寸法が設計される。印加圧力による静電容量変化とダイアフラム膜の強度を勘案して圧力センサの寸法が設計される。周囲圧力をＰとしたとき、前記ダイアフラムの厚みｈの上限値を次式（１）で求まる変位ｗ（ｐ）に基づき、前記ダイアフラムの直径２ａに応じて設定する。
【００２７】
ｗ（ｐ）＝ＫＰ・ａ４／ｈ３
Ｋ＝３（１−ν２）／（１６Ｅ）　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）
但し、νはポアソン比、Ｅはヤング率
前記ダイアフラムの厚みｈの下限値を、次式（２）に基づき、前記ダイアフラムの直径２ａに応じて設定する。
【００２８】
ｈ＝αａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（２）
数気圧の測定であれば、α＝０．１〜０．５である。
【００２９】
温度センサ自身はすでに公知の手法で実施されているため図示しないが、半導体基板上に形成され、前記可動電極１３と同じプロセスにより形成した導電性ポリシリコンの抵抗を用い、この抵抗変化から温度を検知する。
【００３０】
半導体回路基板１上に形成した導電性ポリシリコンの抵抗と該導電性ポリシリコン抵抗とは温度係数の異なる信号処理回路の１１中に形成する拡散抵抗とで構成したホイートストンブリッジ回路の出力電圧を処理し所定の信号レベルに調整して出力する。
【００３１】
図３は本発明の第３実施例の縦断面を示し、例えば配線基板４１の材料としてセラミック基板を用いる場合の実装構造例を示す。この例では図２に説明したセンサチップを、サーフェースマウントのパッケージ実装時に配線基板にＣＣＢで結線する例を示す。このため回路基板１側に貫通電極５を形成する。
【００３２】
半導体回路基板１の一部に形成した下面まで貫通拡散の位置にセットした半田ボール４１を用いて配線基板４１うえの電極膜に接続する。本実施例の特徴は、図２に前述したセンサの機能，特徴を維持しながら、ＭＰＵなど別のＬＳＩチップと電子部品とベアチップの状態で配線基板４１上に実装できるため、本複合センサの機能を自動車のパワートレイン制御にとどまらずＦＡ，ＰＡ分野のモニタなどさまざまなシステムに応用展開が可能である。
【００３３】
図４は本発明の第４実施例の縦断面を示し、樹脂パッケージの形態として必要最小限の形体を示しており、ダイヤフラムを形成する上面を除いて半導体回路基板１と蓋基板２の接合界面の絶縁膜を側面全周に亘って囲み樹脂パッケージした実装品を示す。本実施例の特徴は、これによりパッケージ用樹脂の量を節約することができる。
【００３４】
図５は本発明の第５実施例の縦断面を示し、半導体回路基板１にダイヤフラム２１を形成し、半導体回路基板１の製造プロセス時に形成する拡散抵抗をピエゾ抵抗として用いる。ダイヤフラム２１の中央に質量部を持ち圧力と振動センサを兼ねた構造で、ＣＣＢで結線するサーフェースマウントの樹脂パッケージ実装品を示す。本実施例の特徴は、前述の静電容量式のセンサに比べて、微小空間を形成する必要がないため製造プロセスが容易である。
【００３５】
図６，図７によりウエファ状態で回路基板と蓋基板を接合した後チップ周辺の溝部をダイシングし、ペレタイズする製造プロセスを説明する。
【００３６】
概要は、上記半導体回路基板１と、蓋基板２はウエファ状態で気密に接合し、個別チップにダイシングしこのセンサ組み立て体をリードフレーム上に接着し、ワイヤボンディングした後に樹脂モールドしてパッケージするものである。
【００３７】
ウエファ同士を気密に接合する技術は、種々検討されており、最も簡単な方法が蓋基板２をガラスとする構造である。ガラス中のＮａイオンの移動を利用した静電接合技術を利用する。この方法は図１〜図４の実施例に適用するためにはガラス板の微細加工に高い精度が必要である。一方、蓋基板２にシリコン基板を用いればエッチングによる微細な高精度加工が容易なため極薄のダイヤフラム微小空隙を形成できるが、シリコン−シリコンのウエファ接合技術を用いる必要がある。互いを直接接合させる場合は６００℃〜１０００℃の高温での作業となる。ＡｕやＡＬ膜などを挟むことにより作業温度の低い接合の利用も可能である。これらの制約を勘案して最適な接合技術を採用しウエファ状態で回路基板と蓋基板を合わせ気密接合を行い、拡大図に示すようなチップ周辺の溝部をダイシングしてペレタイズする。この後は図１，図２に示したリードフレーム４かまたは図３，図４，図５に示したセラミック基板４１０の上に接着し、配線した後に樹脂モールドする。樹脂モールド時にダイヤフラム２１の薄肉部に樹脂が流れ込まないようにその周辺部に囲い１００を設け、この部分とリードフレーム４の端子部４１を除いて全体をモールドする。本プロセスの採用によって小型の面付けパッケージが実現でき、ゲルによる保護が不要となり、ゲル流動などの問題が回避でき信頼性の高い実装が可能である。また、小型化と大量生産を実現できる特徴を有する。
【００３８】
図８は本発明をタイヤ圧センサに適用したときの構成ブロック図を示す。
【００３９】
ブロック図の構成要素は、圧力センサ１３，振動センサ１４と温度センサ１２３が構成されており、センサの出力側には該センサ信号のレベル調整を行う容量・電圧変換１１０と抵抗・電圧変換回路１１３、及びハイパスフィルター（微分回路）１１１とローパスフィルター１１２が形成される。これらの信号を切りかえるマルチプレクサーＭＰＸ１１５，デジタル値に変換するＡＤ変換器Ａ／Ｄ１１６，特性補正などの演算処理をするマイクロプロセッサユニットＭＰＵ１１７，センサの出力部には通信Ｉ／Ｏ回路１１８及び発信器ＯＳＣ１１９、そして電源回路１２０からなる。
【００４０】
図９は本発明のタイヤ圧センサの検知アルゴリズムの要点説明図である。図８を参照して以下の動作を説明する。
【００４１】
ダイヤフラムセンサ１３，１４は圧力と振動を検知可能とし、信号処理回路
１１０〜１２０は、振動センサが外部から印加される振動に応動して発した信号をハイパスフィルター（微分回路）１１１を通してトリガー信号として、マイクロプロセッサユニットＭＰＵ１１７に送り、ウエイクアップモードとする。マイクロプロセッサユニットＭＰＵ１１７により、ダイヤフラムセンサ１３，１４と温度センサ１２３は、圧力，温度信号を測定し、特性補正処理した値を前記ローパスフィルター１１１及び抵抗・電圧変換回路１１３，マルチプレクサーＭＰＸ１１５を通して第１の時間周期３０秒に一回送信する。また、マイクロプロセッサユニットＭＰＵ１１７は、振動センサの信号が無い時はスリープモードとし第２の時間周期１時間に一回送信するように制御し通信する。本実施例の特徴は、振動センサを同一チップ上に設けて圧力と振動及び温度を検知可能としたため、振動センサが外部から印加される振動を検知し走行時／停止時の通信時間を的確に制御でき走行時以外の消費電力を節減できるため、タイヤ内部に装着する時に必須となる電池の寿命を伸ばすことができる。
【００４２】
図１０は自動車走行時にタイヤが受ける振動のスペクトラム図である。また図１１はタイヤの一部に取り付けた振動センサの波形を模擬的に示す。５０〜１００Ｈｚに存在する振動ピークを検知すれば走行／停止の判断が可能である。
【００４３】
圧力センサの中央部に質量部を設け振動に対する受感度周波数を５０〜１００Ｈｚに設計し振動検知感度をより高める。
【００４４】
図１２は、図１に示したセンサをタイヤ圧センサのタイヤへ装着した実施例である。
【００４５】
図１のセンサのダイヤフラムの平面方向を車輪の回転軸（車軸）の長手方向に平行に取り付けるためセンサが最上位置と最下位置の時にダイヤフラムの質量部がタイヤの上下振動を高感度で検知する。圧力センサは、図１１の波形のように振動と回転遠心力と重力および圧力を同時に検出するが、振動の変化は図１０に示すように数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚであり、回転による遠心力も圧力の変動周期数ｍｉｎ　〜１ｈｒに比べて２桁の周期差があるため前述の図８に示す構成によりフィルターを用いて両者を弁別検知できる。また、停止時の圧力センサ出力を基準値としてＭＰＵのメモリに記憶しておき、走行時の出力と比較することによりタイヤ回転時に生じる遠心加速度による影響を差し引くことにより圧力だけを正確に検知することができる。
【００４６】
図１３は、図２に示したタイヤ圧センサをタイヤへの装着した別の実施例である。図２に示した１チップセンサを用いて回転，振動と圧力を別々に検知する。振動センサの受感方向を車輪の回転軸（車軸）の長手方向に直角に取り付けるためタイヤの振動を高感度で検知でき、圧力センサの受感方向は回転軸と平行になっているため回転の遠心力と振動を検知せず、圧力だけを正確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の縦断面を示し、蓋基板２にダイヤフラム２１を形成し圧力と振動センサを兼ねた構造で、サーフェースマウントの樹脂パッケージ実装品を示す図。
【図２】本発明の第２実施例の縦断面を示し、回路基板に圧力センサ（１３，１４，２１）とは別に、振動センサ（１４，１５）及び信号処理回路１１の一部に温度センサを形成した１チップセンサの構造図。
【図３】本発明の第３実施例の縦断面を示し、サーフェースマウントのパッケージ実装時に配線基板４１０にＣＣＢ４１で結線する実装構造図。
【図４】本発明の第４実施例の縦断面を示し、樹脂パッケージの形態は回路基板１と蓋基板２の接合界面の絶縁膜１２を側面全周に亘って囲み樹脂パッケージした実装品を示す。
【図５】本発明の第５実施例の縦断面を示し、回路基板１側に一部にダイヤフラム２１を形成し圧力と振動センサを兼ねた構造で、配線基板４１０にＣＣＢ４１で結線するサーフェースマウントの樹脂パッケージ実装品を示す。
【図６】ウエファ状態で回路基板１と蓋基板２を接合した後チップ周辺の溝部をダイシングしペレタイズするプロセスの説明図。
【図７】本発明のセンサ組み立て体のプロセスフロー図。
【図８】本発明をタイヤ圧センサに適用したときの構成ブロック図。
【図９】本発明のタイヤ圧センサの検知アルゴリズムの要点説明図。
【図１０】自動車走行時にタイヤが受ける振動のスペクトラム図。
【図１１】タイヤの一部に取り付けた振動センサの波形を説明する図。
【図１２】本発明をタイヤ圧センサのタイヤへの装着実施例図。
【図１３】本発明をタイヤ圧センサのタイヤへの装着した別の実施例図。
【符号の説明】
１…半導体回路基板、２…蓋基板、３…接着剤、４…リードフレーム、５…ボンディングワイヤ、６…樹脂モールド、１１…信号処理回路、１２…酸化膜、
１３…圧力センサ可動電極、１４，１６…固定電極、１５…可動電極、２１…ダイヤフラム、２２…質量体、２５…空隙、１００…囲い、４１０…配線基板。
【図１】
2004053329.tif 000003
【図２】
2004053329.tif 000004
【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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【図１３】
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