检测装置、检测装置的控制方法以及电荷电压变换电路制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种检测装置、检测装置的控制方法以及电荷电压变换电路，目的在于抑制由漏电流导致的测定值的误差。检测装置具有：检测部，其具有与第1驱动端子连接的第1电极和与信号端子连接的第2电极，通过上述第1电极和上述第2电极构成静电电容根据物理量变化的检测用电容器；驱动部，其向上述第1驱动端子施加交流的第1驱动信号，在第1期间和第2期间使上述第1驱动信号的电压反转；电荷电压变换部，其将在上述信号端子产生的电荷变换为电压，在上述第1期间生成第1输出电压，在上述第2期间生成与上述第1期间的电压反转的第2输出电压；以及差值处理部，其生成上述第1输出电压与上述第2输出电压的差值。

Detection device, control method of detection device and charge voltage conversion circuit

【技术实现步骤摘要】
检测装置、检测装置的控制方法以及电荷电压变换电路
本专利技术涉及湿度检测装置等检测装置、检测装置的控制方法以及电荷电压变换电路。
技术介绍
作为检测装置，例如湿度检测装置有将湿敏膜用作电介质的静电电容式检测装置，其中，湿敏膜由介电常数根据吸收的水分量而变化的高分子材料形成。在该静电电容式的湿度检测装置中，在电极间配置湿敏膜，通过测定该电极间的静电电容来求出湿度(相对湿度)(例如，参照专利文献1)。在专利文献1所记载的湿度检测装置中，设有静电电容根据湿度变化的传感器部、不论湿度而保持固定的静电电容的基准部(参考部)，通过将两者的电容差变化为电压来测量湿度。将传感器部和基准部并设于基板上。作为在这样的静电电容式湿度检测装置中所使用的电路部，已知将从传感器部输出的电荷通过电荷放大器变换为电压的结构(例如，参照专利文献2)。该电路部中除了电荷放大器外，还设有通过矩形波的交流驱动信号驱动传感器部的驱动电路等。在上述检测装置中，在端子上设有静电放电保护电路等，由此考虑发生漏电流的情况。在电容检测端子发生漏电流时，来自电荷放大器的输出电压变动，测定值中会产生误差。专利文献1：日本特许第5547296号公报专利文献2：日本特许第6228865号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于，抑制漏电流导致的测定值的误差。公开的技术是一种检测装置，具备：检测部，其具有与第1驱动端子连接的第1电极和与信号端子连接的第2电极，通过上述第1电极和上述第2电极构成静电电容根据物理量而变化的检测用电容器；驱动部，其向上述第1驱动端子施加交流的第1驱动信号，并且在第1期间和第2期间使上述第1驱动信号的电压反转；电荷电压变换部，其将在上述信号端子产生的电荷变换为电压，并且在上述第1期间生成第1输出电压，在上述第2期间生成与上述第1期间的电压反转的第2输出电压；以及差值处理部，其生成上述第1输出电压与上述第2输出电压的差值。根据本专利技术，能够抑制由漏电流导致的测定值的误差。附图说明图1是举例表示本专利技术的一实施方式的湿度检测装置的概要结构的图。图2是概要性地表示沿图1中的A-A线的断面的断面图。图3是去除了模制树脂的状态下的湿度检测装置的平面图。图4是表示传感器芯片的结构的概要平面图。图5是举例表示ESD保护电路的结构的电路图。图6是举例表示构成ESD保护电路的NMOS晶体管的层构造的图。图7是举例表示湿度检测部的结构的电路图。图8是举例表示温度检测部的结构的电路图。图9是用于说明传感器芯片的元件构造的概要断面图。图10是举例表示加热部的平面形状的概要平面图。图11是举例表示湿度检测部的各电极的平面形状的概要平面图。图12是举例表示第2配线层的布局图案的平面图。图13是表示沿图12的A-A线的断面构造的概要断面图。图14是举例表示ASIC芯片的结构的框图。图15是举例表示湿度测量处理部的结构的图。图16是说明测定序列的时序图。图17是对漏电流的抵消效果进行说明的图。图18是表示包含寄生电容的电极构造的等效电路的图。图19是表示以往的电极构造的等效电路的图。图20是说明本实施方式的焊盘配置的效果的图。图21是表示屏蔽层的第1变形例的平面图。图22是表示屏蔽层的第2变形例的平面图。图23是表示变形例的湿度测量处理部的结构的图。图24是说明变形例的湿度测量处理部的测定序列的时序图。图25是概要性地表示ASIC芯片中的湿度测量处理部的布局的图。图26是沿图25的A-A线的断面图。符号说明10湿度检测装置、20传感器芯片(第1半导体芯片)、21湿度检测部、22温度检测部、23加热部、24键合焊盘、30ASIC芯片(第2半导体芯片)、40模制树脂、50开口部、60静电放电保护电路、70p型半导体基板、80湿度检测用电容器(检测用电容器)、81参考用电容器、82参考电极(第3电极)、83下部电极(第2电极)、84上部电极(第1电极)、84a开口、86湿敏膜、107接地配线、300驱动部、301电荷放大器(电荷电压变换部)、301a第1电荷放大器(第1电荷电压变换部)、301b第2电荷放大器(第2电荷电压变换部)、303AD转换器(差值处理部)、504a接地配线。具体实施方式以下，参照附图对用于实施专利技术的方式进行说明。在各附图中，有时对同一构成部分赋予同一符号，并省略重复的说明。另外，在本公开中，简单记载为湿度时的湿度表示相对湿度。[概要结构]对本专利技术的一实施方式的湿度检测装置10的结构进行说明。图1是举例表示本专利技术的一实施方式的湿度检测装置10的概要结构的图。图1的(A)是从上方观察湿度检测装置10的平面图。图1的(B)是从下方观察湿度检测装置10的底面图。图1的(C)是从横向观察湿度检测装置10的侧面图。此外，图2是概要性地表示沿图1的(A)中的A-A线的断面的断面图。湿度检测装置10的平面形状大致为矩形，相对的2组的两条边的一方与X方向平行，另一方与Y方向平行。X方向与Y方向彼此正交。此外，湿度检测装置10在与X方向以及Y方向正交的Z方向上具有厚度。另外，湿度检测装置10的平面形状并不限定于矩形，也可以是圆形、椭圆形、多边形等。湿度检测装置10具有作为第1半导体芯片的传感器芯片20、作为第2半导体芯片的ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，专用集成电路)芯片30、作为密封部件的模制树脂40以及多个引线端子41。经由第1DAF(DieAttachFilm，芯片粘结膜)42将传感器芯片20层压在ASIC芯片30上。即，传感器芯片20和ASIC芯片30为层叠构造。传感器芯片20和ASIC芯片30通过多条第1键合线43电连接。ASIC芯片30和多个引线端子41通过多条第2键合线44电连接。这样层压化的传感器芯片20和ASIC芯片30、多条第1键合线43、多条第2键合线44以及多个引线端子41通过模制树脂40被密封而被封装化。将该封装方式称为PLP(PlatingLeadPackage，镀铅封装)方式。在该PLP方式中，优选传感器芯片20的厚度T1和ASIC芯片30的厚度T2分别为200μm以上。详细内容进行后述，但在ASIC芯片30的下表面残留有通过PLP方式进行封装化时所使用的第2DAF45。第2DAF45具有将ASIC芯片30的下表面绝缘的作用。在湿度检测装置10的下表面露出第2DAF45和多个引线端子41。各引线端子41由镍、铜形成。第1DAF42和第2DAF45分别由环氧树脂、硅和二氧化硅等的混合物构成的绝缘材料形成。模制树脂40是环氧树脂等具有遮光性的黑色系的树脂。在湿度检测装置10的上面侧，形成使传感器芯片20的一部分从模制树脂40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测装置，其特征在于，具有：/n检测部，其具有与第1驱动端子连接的第1电极和与信号端子连接的第2电极，通过上述第1电极和上述第2电极构成静电电容根据物理量而变化的检测用电容器；/n驱动部，其向上述第1驱动端子施加交流的第1驱动信号,并且在第1期间和第2期间使上述第1驱动信号的电压反转；/n电荷电压变换部，其将在上述信号端子产生的电荷变换为电压，并且在上述第1期间生成第1输出电压，在上述第2期间生成与上述第1期间的电压反转的第2输出电压；以及/n差值处理部，其生成上述第1输出电压与上述第2输出电压的差值。/n

【技术特征摘要】
20181116 JP 2018-215756;20190723 JP 2019-1350721.一种检测装置，其特征在于，具有：
检测部，其具有与第1驱动端子连接的第1电极和与信号端子连接的第2电极，通过上述第1电极和上述第2电极构成静电电容根据物理量而变化的检测用电容器；
驱动部，其向上述第1驱动端子施加交流的第1驱动信号,并且在第1期间和第2期间使上述第1驱动信号的电压反转；
电荷电压变换部，其将在上述信号端子产生的电荷变换为电压，并且在上述第1期间生成第1输出电压，在上述第2期间生成与上述第1期间的电压反转的第2输出电压；以及
差值处理部，其生成上述第1输出电压与上述第2输出电压的差值。


2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，
上述检测部还具有与第2驱动端子连接的第3电极，通过上述第2电极和上述第3电极构成与上述物理量对应的静电电容不发生变化的参考用电容器，
上述驱动部向上述第2驱动端子施加与上述第1驱动信号相位相反的交流的第2驱动信号。


3.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于，
上述差值处理部是差动输入方式的AD转换器。


4.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于，
上述检测装置具有对上述第1输出电压和上述第2输出电压进行采样并保持的采样保持电路。


5.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于，
上述物理量为湿度。


6.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，
上述第3电极设置于基板的上方，
经由绝缘膜将上述第2电极设置于上述第3电极的上方，
经由湿敏膜将上述第1电极设置于上述第2电极的上方。


7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上文裕，大塚信也，山本康介，
申请(专利权)人：美蓓亚三美株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP