DE19754616A1 - Halbleitersensorbauelement - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halblei
tersensorbauelement, welches beispielsweise als Drucksensor
zum Erfassen eines Einlaßdrucks eines Motors in einem
Kraftfahrzeug verwendet werden kann.
Fig. 15 stellt die Struktur eines herkömmlichen Einlaß
drucksensors für ein Kraftfahrzeug dar. Ein druckempfindli
ches Element 101 ist an einer Oberflächenseite eines Kera
miksubstrats 100 befestigt. Das druckempfindliche Element
101 ist durch einen Sensorchip 101a und einen Glassockel
101b gebildet und erfaßt einen zu messenden Druck eines Me
diums (Einlaßluft eines Motors). Ein IC (Integrated
Circuit) für eine Signalverarbeitungsschaltung 102 ist an
der anderen Oberflächenseite des Keramiksubstrats 100 befe
stigt. Der IC-Chip für die Signalverarbeitungsschaltung 102
und das druckempfindliche Element 101 sind durch eine auf
dem Keramiksubstrat 100 gebildete Verdrahtung und Bond
drähte 103 und 104 elektrisch miteinander verbunden. Ein
Sensorsignal wird im Ansprechen auf einen von dem druckemp
findlichen Element 101 erfaßten Druck von dem IC-Chip für
die Signalverarbeitungsschaltung 102 ausgegeben.
Das Keramiksubstrat 100 ist an einem Gehäuse 106 befe
stigt, in welchen ein Anschluß 105 durch Umgießen bzw. Um
spritzen eingesetzt ist. Ein Ende des Anschlusses 105 ist
über einen Bonddraht 107 und eine Verdrahtung auf dem Ke
ramiksubstrat 100 mit dem IC-Chip für die Signalverarbei
tungsschaltung 102 elektrisch verbunden. Ein anderes Ende
des Anschlusses 105 ist an einem Verbindungsstück 106a des
Gehäuses 106 bloßgelegt. Eine elektrische Leitung nach au
ßen ist an dem anderen Ende des Anschlusses 105 vorgesehen.
Ein oberer Deckel 108 und ein unterer Deckel 109, wel
cher ein Druckeinführungsloch 109a besitzt, sind an dem Ge
häuse 106 befestigt. Der Druck wird von dem Druckeinfüh
rungsloch 109a des unteren Deckels 109 in eine Druckaufnah
mekammer 110 eingeführt, und der eingeführte Druck wird von
dem druckempfindlichen Element 101 erfaßt. Des weiteren
sind der obere Deckel 108, der untere Deckel 109 und das
Gehäuse 106 aus Harz gebildet. Der obere Deckel 108 und der
untere Deckel 109 sind an dem Gehäuse 106 mit einem Haft- bzw.
Klebemittel 111 befestigt. Ebenfalls ist das Kera
miksubstrat 100 an dem Gehäuse 106 mit dem Haftmittel 111
befestigt. Infolge der Befestigung unter Verwendung des
Haftmittels sind die Druckaufnahmekammer 110 und eine Kam
mer (Schaltkreiskammer) 112, in welcher der IC-Chip für die
Signalverarbeitungsschaltung angeordnet ist, luftdicht ab
geschlossen. Des weiteren ist ein Entlüftungsloch 108a zum
Entlassen von Luft aus dem Inneren während einer Erwärmungs- und
Trocknungs- bzw. Aushärtungsoperation, welches auf dem
oberen Deckel 108 gebildet ist, durch das Haft- bzw. Klebe
mittel 111 verschlossen.
Ein zu messendes Medium (Luft), welches durch das
Druckeinführungsloch 109a eingeführt wird, enthält Abgas
und säurehaltiges bzw. säurebildendes kondensiertes Wasser,
welches durch Kühlung des Abgases erzeugt wird. Daher kann
durch Bereitstellen des druckempfindlichen Elements 101 zum
Erfassen eines Drucks und des IC-Chips für die Signalverar
beitungsschaltung 102 zum Durchführen einer Signalverarbei
tung in getrennten Kammern der IC-Chip für die Signalverar
beitungsschaltung 102 vor einer verunreinigten Umgebung der
Druckaufnahmekammer 110 geschützt werden.
Um jedoch das druckempfindliche Element 101 und den IC-Chip
für die Signalverarbeitungsschaltung 102 in getrennten
Kammern bereitzustellen und sie in einem luftdichten Zu
stand zu halten, muß zusätzlich zu der luftdichten Haftung
des unteren Deckels 109 und des Gehäuses 106 eine luft
dichte Haftung zwischen dem oberen Deckel 108 und dem Ge
häuse 106, zwischen dem Keramiksubstrat 100 und dem Gehäuse
106 und dem Entlüftungsloch 108a in dem unteren Deckel je
weils erzielt werden, was eine Schwierigkeit im Hinblick
auf die Luftdichtigkeit und Komplexidität der Struktur dar
stellt. In der offengelegten japanischen Patentanmeldung
Nr. H.7-243926 wird als Bauelement zur Unterstützung der
Luftdichtigkeit ein Bauelement mit einer Struktur offen
bart, bei welcher ein Metalldiaphragma verwendet wird und
eine Verschiebung des Metalldiaphragmas auf ein druckemp
findliches Element durch Silikonöl übertragen wird. Wenn
jedoch Silikonöl verwendet wird, wird die Druckerfassungs
genauigkeit durch thermische Ausdehnung davon verringert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halblei
tersensorbauelement bereitzustellen, welches zum Schützen
eines IC-Chips für eine Signalverarbeitungsschaltung gegen
über einer verunreinigten Umgebung und außerdem zum Durch
führen einer Erfassung mit hoher Genauigkeit geeignet ist,
ohne daß ein druckempfindliches Element und der IC-Chip für
die Signalverarbeitungsschaltung in separaten Kammern vor
gesehen werden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der
nebengeordneten unabhängigen Ansprüche.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ein IC-Chip
für eine Signalverarbeitungsschaltung in einem umspritzten
bzw. umgegossenen IC integriert (enthalten), und ein druck
empfindliches Element ist integriert darauf vorgesehen. Der
umspritzte IC, welcher wie oben beschrieben gebildet ist,
ist in einem Gehäuse untergebracht. Wenn der umspritzte IC
in dem Gehäuse untergebracht wird, wird der umspritzte IC
an dem Gehäuse in einem Zustand befestigt, bei welchem
beide Enden der Kontaktstifte des Verbindungsstücks, welche
in dem Gehäuse umspritzt werden, elektrisch mit äußeren An
schlüssen des umspritzten IC's verbunden. Dadurch wird ein
Sensorsignal von anderen Enden der Kontaktstifte des Ver
bindungsstücks ausgegeben. Durch Integrieren des IC-Chips
für die Signalverarbeitungsschaltung in dem umspritzten IC
kann der IC-Chip für die Signalverarbeitungsschaltung vor
einer verunreinigten Umgebung an einer Stelle geschützt
werden, an welcher das druckempfindliche Element angeordnet
ist.
Das druckempfindliche Element und der IC-Chip für die
Signalverarbeitungsschaltung können unter Verwendung von
Leiterrahmen spezifisch miteinander verbunden werden. In
diesem Fall können die Leiterrahmen als externe Anschlüsse
verwendet werden.
Wenn eine Öffnung auf dem umspritzten IC gebildet wird
und das druckempfindliche Element in der Öffnung instal
liert wird, werden das druckempfindliche Element und die
Leiterrahmen, welche durch die Öffnung bloßgelegt sind,
durch Drahtbonden elektrisch miteinander verbunden, und das
druckempfindliche Element und die Leiterrahmen können her
vorragend gebondet werden.
Wenn der Leiterrahmen durch eine 42er Legierung (42 al
loy) gebildet wird und der umspritzte IC durch ein in Wärme
ausgehärtendes Harz umspritzt wird, können die jeweiligen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten angepaßt werden, und es
kann daher verhindert werden, daß die Leiterrahmen sich von
dem umspritzten IC durch thermische Spannung abtrennen.
Wenn der umspritzte IC durch ein Harzeinspritzmittel
fest an dem Harzgehäuse anhaftet und die äußeren Anschlüsse
des umspritzten IC's und die in das Gehäuse durch Umsprit
zen eingesetzte Kontaktstifte des Verbindungsstücks durch
das Harzeinspritzmittel bedeckt werden, können die äußeren
Anschlüsse und die Kontaktstifte des Verbindungsstücks
ebenfalls vor einer verunreinigten Umgebung in einer Druck
aufnahmekammer geschützt werden.
Wenn eine Öffnung in Form einer Ausnehmung in dem um
spritzten IC gebildet wird und ein druckempfindliches Ele
ment in der Öffnung angeordnet wird, wird es bevorzugt, ein
anderes Ausnehmungsteil an einem Teil gegenüberliegend der
in Form einer Ausnehmung gebildeten Öffnung auf der Rück
seitenoberfläche des umspritzten IC's zu bilden. Wenn ein
Harzblock zur Bildung des umspritzten IC's gegossen wird,
wird dadurch ein Widerstand gegenüber dem Harzfluß sowohl
von der als Aussparung gebildeten Öffnung zum Anordnen des
druckempfindlichen Elements als auch von dem Aussparungs
teil auf der Rückseitenoberfläche aufgebracht. Dementspre
chend wird es dem Harz nicht ermöglicht, abweichend zu ei
ner Oberflächenseite zu fließen. Als Ergebnis kann ein
Harzblock, welcher hervorragend mit Harz angefüllt ist, ge
bildet werden, ohne daß Blasen in dem Harzblock verbleiben.
Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Be
schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Halbleiterdruck
sensor einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie II-II
von Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie
III-III eines in Fig. 1 dargestellten umspritzten IC's;
Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie IV-IV
von Fig. 1;
Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht, welche den
Drucksensor in einem Zustand darstellt, bei welchem ein
Deckel 30 auf einem Gehäuse 20 befestigt ist;
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht, welche einen
Halbleiterdrucksensor einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf den Halbleiterdruck
sensor der zweiten Ausführungsform;
Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht, welche einen
Drucksensor in einem Zustand darstellt, bei welchem ein um
spritzter IC auf einem Gehäuse eines Hauptkörpers ange
bracht ist;
Fig. 9 zeigt eine Draufsicht, welche den Drucksensor in
einem Zustand darstellt, bei welchem ein Deckel des Gehäu
ses des Hauptkörpers entfernt ist;
Fig. 10 zeigt eine Querschnittsansicht, welche einen
Zustand darstellt, bei welchem Harz beim Gießen eines Harz
blocks fließt;
Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht, welche einen
Halbleiterdrucksensor einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dargestellt;
Fig. 12 zeigt eine Querschnittsansicht, welche einen
Halbleiterdrucksensor einer vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 13 zeigt eine Querschnittsansicht, welche einen
Halbleiterdrucksensor einer fünften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 14 zeigt eine Draufsicht, welche den Drucksensor
in einem Zustand darstellt, bei welchem ein Deckel eines
Gehäuses des Hauptkörpers entfernt ist; und
Fig. 15 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine
Struktur eines herkömmlichen Halbleiterdrucksensors dar
stellt.
Fig. 1 bis 4 stellen die Struktur eines Halbleiter
drucksensors einer ersten Ausführungsform dar. Fig. 1 zeigt
eine Draufsicht darauf, Fig. 2 zeigt eine Querschnittsan
sicht entlang Linie II-II eines umspritzten IC's von Fig. 1,
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie III-III
des in Fig. 1 dargestellten umspritzten IC's 1, und
Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie IV-IV
des umspritzten IC's 1 von Fig. 1.
Der Halbleiterdrucksensor der ersten Ausführungsform
wird als Einlaßdrucksensor für einen Motor eines Kraftfahr
zeugs verwendet, welcher durch Anordnen eines umspritzten
IC's 1 in einem Gehäuse 20 gebildet wird.
Der umspritzte IC 1 wird durch Gießen eines Harzblocks
3 gebildet, in welchen Leiterrahmen 2 eingesetzt sind, die
durch eine 42er Legierung (42 alloy) gebildet sind, wobei
Epoxidharz einschließlich eines Füllmittels verwendet wird.
Eine Öffnung 3a ist in dem Harzblock 3 des umspritzten IC's
1 gebildet. Ein druckempfindliches Element (Abtasteinheit)
10 zum Erfassen eines Drucks ist innerhalb der Öffnung 3a
angebracht. Wie in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt ist das
druckempfindliche Element 10 durch einen aus einem Silizi
umsubstrat gebildeten Sensorchip 11 und einem anodisch auf
den Sensorchip 11 gebondeten Glassockel 13 gebildet. Ein
Diaphragma 11a, welches durch einen aufgenommenen Druck
verschoben wird, ist in dem Sensorchip 11 gebildet. Eine
Diffusionslehre 12, deren Widerstandswert entsprechend der
Verschiebung des Diaphragmas 11a geändert wird, ist auf der
Oberfläche des Diaphragmas 11a gebildet. Des weiteren ist
eine Bezugsdruckkammer zwischen dem Sensorchip 11 und dem
Glassockel 13 gebildet, und das Diaphragma 11a wird ent
sprechend einer Differenz zwischen einem an die Oberfläche
angelegten Druck und einem Druck in der Bezugsdruckkammer
verschoben. Das druckempfindliche Element 10 haftet fest
auf dem Harzblock 3 innerhalb der Öffnung 3a durch ein
Harzhaftmittel 14 an. Des weiteren bedeckt ein organisches,
gelähnliches Schutzteil 15 die Umgebung des druckempfindli
chen Elements 10 und das druckempfindliche Element 10. Das
Schutzteil 15 schützt nicht nur den Sensorchip 11 vor einer
Verunreinigung, sondern isoliert die Leiterrahmen 2 elek
trisch voneinander. Des weiteren sind Bonddrähte 16, welche
nicht von dem gelähnlichen Schutzteil 10 bedeckt sind, mit
einer nicht dargestellten organischen, aufgedampften
Schicht versehen, wodurch die Bonddrähte 16 elektrisch von
einander isoliert sind.
Die auf der Oberfläche des Sensorchips 11 gebildete
Diffusionslehre 12 ist elektrisch mit den Leiterrahmen 2
durch eine nicht dargestellte Verdrahtungsstruktur einer
Aluminiumdünnschicht verbunden, welche auf dem Sensorchip
und den Bonddrähten 16 gebildet ist. Wie in Fig. 4 darge
stellt wird ein elektrisches Signal davon einem IC-Chip für
eine Signalverarbeitungsschaltung 17 ausgegeben, welche auf
dem Rahmen 2 an der Innenseite des umspritzten IC's 1 vor
gesehen ist, und wird als Sensorsignal ausgegeben, nachdem
eine vorbestimmte Signalverarbeitung in dem IC-Chip für die
Signalverarbeitungsschaltung 17 durchgeführt worden ist.
D.h. der IC-Chip für die Signalverarbeitungsschaltung 17
ist elektrisch mit drei äußeren Anschlüssen 2a, 2b und 2c
verbunden, die durch die Leiterrahmen 2 gebildet sind. Die
äußeren Anschlüsse 2a, 2b bzw. 2c bilden einen Spannungs
quellenanschluß, einen Masseanschluß und einen Sensorsi
gnalausgangsanschluß des IC-Chips für die Signalverarbei
tungsschaltung 17.
Das Gehäuse 20 ist aus Harz gebildet, beispielsweise
aus PBT (Polybuthylentherephtalat). Wie in Fig. 2 darge
stellt ist das Gehäuse 20 mit einer Öffnung 20a zum Unter
bringen des umspritzten IC's 1 und eines Verbindungsstücks 20b
versehen. Drei aus Kupfer hergestellte Kontaktstifte
21a, 21b und 21c des Verbindungsstücks sind in das Gehäuse
20 eingesetzt. Enden der Kontaktstifte 21a, 21b und 21c des
Verbindungsstücks sind jeweils an den äußeren Anschlüssen
2a, 2b und 2c durch Schweißen in einem elektrisch leitenden
Zustand befestigt. Des weiteren sind jeweils die anderen
Enden der Kontaktstifte 21a, 21b und 21c des Verbindungs
stücks in dem Verbindungsstück 20b bloßgelegt, und die
elektrische Leitung nach außen erfolgt durch die bloßgeleg
ten Teile.
Der umspritzte IC 1 ist in der Öffnung 20a des Gehäuses
20 durch ein Harzeinspritzmittel (Vergußmittel) 4 befe
stigt. In diesem Fall werden die äußeren Anschlüsse 2a, 2b
und 2c und die Kontaktstifte 21a, 21b und 21c des Verbin
dungsstücks durch das Harzeinspritzmittel 4 bedeckt, und
daher kann verhindert werden, daß Wasser oder dergleichen
zwischen den äußeren Anschlüssen 2a, 2b und 2c und dem
Harzblock 3 in den umspritzten IC 1 eindringt. Des weiteren
wird eine Korrosion der Kontaktstifte 21a, 21b und 21c des
Verbindungsstücks verhindert, so daß ein elektrisches Leck
nicht auftritt.
Nach dem Anbringen des umspritzten IC's 1 auf dem Ge
häuse 20 wird wie in Fig. 5 dargestellt das Gehäuse mit ei
nem Deckel 30 versehen. Der Deckel 30 ist mit einem Druck
einführungsloch 30a zum Einführen eines Drucks in eine
Druckaufnahmekammer 22 in dem Gehäuse 20 ausgestattet. Der
Deckel 30 ist durch ein Haft- bzw. Klebemittel 31 fest mit
dem Gehäuse 20 verbunden, wodurch die Druckaufnahmekammer
22 bezüglich der äußeren Umgebung verschlossen bzw. versie
gelt ist. Des weiteren ist das Druckeinführungsloch 30a
über einen nicht dargestellten Gummischlauch mit einem Aus
gleichs- bzw. Auffangbehälter verbunden.
Entsprechend der oben beschriebenen Struktur wird der
zu messende Druck eines Mediums (Luft), welche über das
Druckeinführungsloch 30a des Deckels 30 in die Druckaufnah
mekammer 22 eingeführt wird, durch das druckempfindliche
Element 10 erfaßt. Das elektrische Signal von dem druckemp
findlichen Element 10 wird dem IC-Chip für die Signalverar
beitungsschaltung 17 über die Bonddrähte 16 und die Leiter
rahmen 2 eingespeist. Des weiteren wird das elektrische Si
gnal von dem IC-Chip für die Signalverarbeitungsschaltung
17 verstärkt und nach außen als Sensorsignal über den äuße
ren Anschluß 2c und den Kontaktstift 21c des Verbindungs
stücks ausgegeben.
Obwohl die Druckaufnahmekammer 22 wie bezüglich der
herkömmlichen Technik beschrieben einer verschmutzten Umge
bung ausgesetzt wird, kann der IC-Chip für die Signalverar
beitungsschaltung 17 vor der verunreinigten Umgebung in der
Druckaufnahmekammer 22 geschützt werden, da der IC-Chip für
die Signalverarbeitungsschaltung in dem umspritzten IC 1
enthalten (vergraben) ist. Darüber hinaus sind die äußeren
Anschlüsse 2a, 2b und 2c in dem umspritzten IC 1 und die
Kontaktstifte 21a, 21b und 21c des Verbindungsstücks von
dem Harzeinspritzmittel 4 bedeckt. Daher können diese vor
der verschmutzten Umgebung der Druckaufnahmekammer 22 ge
schützt werden.
Der umspritzte IC 1 ist in dem Gehäuse 20 fest unterge
bracht bzw. angeordnet, und daher kann die Innenseite der
Druckaufnahmekammer 22 lediglich durch luftdichtes Anhaften
bzw. Kleben des Deckels 30 und des Gehäuses 20 in einem
luftdichten Zustand gehalten werden, wodurch die Luftdich
tigkeit durch eine einfache Struktur unterstützt werden
kann.
Ein in Wärme aushärtendes Harz (Epoxidharz) wird für
den Harzblock 3 verwendet, und dementsprechend wird der
Harzblock 3 mit einer hervorragenden Verunreinigungswider
standsfähigkeit versehen. Der thermische Ausdehnungskoeffi
zient des Epoxidharzes einschließlich eines Füllmittels be
trägt 14 ppm, welcher vergleichsweise nahe an dem thermi
schen Ausdehnungskoeffizienten der 42er Legierung von 4 ppm
liegt, welche das Material für die Leiterrahmen 2 bildet
bzw. darstellt. Daher kann verhindert werden, daß sich der
Harzblock 3 und die Leiterrahmen 2 durch thermische Span
nung voneinander abtrennen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben be
schriebene erste Ausführungsform beschränkt, sondern kann
innerhalb des Rahmens der Erfindung angemessen abgeändert
werden. Beispielsweise können als Materialien zur Bildung
des umspritzten IC's 1 und des Gehäuses 20 andere Materia
lien als die oben beschriebenen angewandt werden.
Des weiteren können Löten, Abdichten bzw. Verstemmen
(caulking) oder dergleichen außer Schweißen zum Befestigen
der äußeren Anschlüsse 2a, 2b und 2c und der Kontaktstifte
21a, 21b bzw. 21c des Verbindungsstücks verwendet werden.
Des weiteren können die Leiterrahmen 2 und die Kontakt
stifte 21a, 21b und 21c des Verbindungsstücks wie bei der
oben beschriebenen Ausführungsform dargestellt unterschied
liche Metalle aufweisen bzw. daraus bestehen oder können
dasselbe Metall wie Kupfer oder dergleichen aufweisen bzw.
daraus bestehen. In diesem Fall kann eine Signalleitung zum
Übertragen eines Signals von dem IC-Chip für die Signalver
arbeitungsschaltung zu dem Verbindungsstück 20b durch ein
Material gebildet werden.
Des weiteren darf das druckempfindliche Element 10
nicht an der Innenseite der Öffnung 3a des umspritzten IC's
1 angeordnet werden, soweit es integriert mit dem umspritz
ten IC 1 gebildet ist. Beispielsweise kann die obere Seite
des umspritzten IC's 1 eben ausgebildet sein, und das
druckempfindliche Element 10 kann darauf angebracht sein.
Unter Berücksichtigung der Tatsache jedoch, daß das Draht
bonden auf die Leiterrahmen 2 angewandt wird, wird das
druckempfindliche Element 10 vorzugsweise an der Innenseite
der Öffnung 3a dort angeordnet, wo die Leiterrahmen 2 wie
bei der oben beschriebenen Ausführungsform bloßgelegt sind.
Im folgenden wird eine Erklärung einer zweiten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf
Fig. 6 bis 10 beschrieben.
Fig. 6 und 7 zeigen einen Halbleiterdrucksensor 121
der zweiten Ausführungsform. Der Sensor wird beispielsweise
zum Erfassen eines Einlaßluftdrucks eines Motors verwendet,
dessen Druckmeßbereich beispielsweise bei etwa 10 kPa [abs]
bis 250 kPa [abs] liegt. Die Einlaßluft, welche ein Medium
zum Erfassen des Drucks darstellt, enthält Abgas, säurehal
tiges bzw. säurebildendes kondensiertes Wasser, welches
beim Kühlen des Abgases gebildet wird, und dergleichen. Da
her wird der Halbleiterdrucksensor 121 in einer verunrei
nigten Umgebung verwendet.
Der Halbleiterdrucksensor 121 ist derart gebildet, daß
drei Anschlüsse 123 von einer Oberflächenseite eines Harz
blocks 122 in ein rechteckiges Gefäß heraus geleitet werden,
welches durch das später erwähnte Übertragungs- bzw. Trans
fergußverfahren (transfer molding process) gebildet wird.
Die drei Anschlüsse 123 sind entsprechend einem Spannungs
quellenanschluß, einem Signalausgangsanschluß bzw. einem
Masseanschluß vorgesehen. An der Innenseite des Harzblocks
122 sind ein Leiterrahmen 124 und ein IC-Chip für die Si
gnalverarbeitungsschaltung 125 enthalten, welcher auf einem
Leiterteil für die Signalverarbeitungsschaltung 124a des
Leiterrahmens 124 angebracht ist.
Der Leiterrahmen 124 ist durch das Leiterteil für die
Signalverarbeitungsschaltung 124a, drei Anschlußleiterteile
124b zum Bilden der Anschlüsse 123 und vier Leiterteile für
das druckempfindliche Element 124c gebildet. Wenn ein Sen
sorsignal dem IC-Chip für die Signalverarbeitungsschaltung 125
eingespeist wird, unterwirft der IC-Chip für die Si
gnalverarbeitungsschaltung 125 das Signal der Signalverar
beitung und gibt es als erfaßtes Signal aus. Sieben auf der
Oberfläche des IC-Chips für die Signalverarbeitungsschal
tung 125 gebildete Bondinseln und jeweilige Teile des Lei
terrahmens 124 sind durch Bonddrähte 126 elektrisch verbun
den.
Der Harzblock 122 ist mit einem in einer rechtwinkligen
Aussparung auf einer Seite gebildeten Sensoranbringungsteil
127 vorgesehen, wo der IC-Chip für die Signalverarbeitungs
schaltung 125 angebracht ist. Enden der Leiterteile für das
druckempfindliche Element 124c des Leiterrahmens 124 sind
an vier Ecken der Unterseite des Sensoranbringungsteils 127
bloßgelegt. Des weiteren sind auf der Rückseite des Sen
soranbringungsteils 127 des Harzblocks 122 zwei Rinnen bzw.
Gräben 128 mit einer Aussparungsform als Aussparungsteile
gebildet. Die Gräben 128 dienen wie später erwähnt dazu,
dem Harzfluß beim Gießen des Harzblocks 122 einen Wider
stand entgegenzustellen. Haltestiftlöcher 128a, welche den
umspritzten IC durchdringen, um die Rückseite der Leiter
teile für das druckempfindliche Element 124c bloßzulegen,
sind an beiden Enden der jeweiligen als Ausnehmung gebilde
ten Rinnen 128 gebildet. Die Löcher 128a sind durch Halte
stifte gebildet, welche die Leiterteile für das druckemp
findliche Element 124c halten und welche von der Rückseite
des umspritzten IC's beim Gießen des Harzblocks 122 einge
setzt werden.
Ein Glassockel 129 ist an der Mitte des wie oben be
schrieben gebildeten Sensoranbringungsteils 127 befestigt,
und auf der Oberseite davon ist ein Drucksensorchip 130
durch anodisches Bonden befestigt. Der Drucksensorchip 130
ist aus einem Siliziumsubstrat gebildet. Ein Diaphragma ist
durch Ätzen an dem mittleren Teil des Drucksensorchips 130
gebildet. Ein hermetisch umschlossener Raum ist zwischen
dem Drucksensorchip 130 und dem Sockel 129 gebildet. Der
Raum wird als Druckbezugskammer 130a verwendet. Eine Mehr
zahl von Widerständen zur Anwendung eines piezoelektrischen
Widerstandseffekts sind auf dem Diaphragmateil des Druck
sensorchips 130 gebildet. Die in einer Mehrzahl vorkommen
den Widerstände sind zur Bildung einer Brückenschaltung
miteinander verbunden. Signalanschlüsse und Spannungsquel
lenanschlüsse der Brückenschaltung sind mit vier Elektro
denanschlußflächen des Drucksensorchips 130 jeweils verbun
den.
Die Elektrodenanschlußflächen an vier Ecken des Druck
sensorchips 130 und bloßgelegte Teile der Leiterteile für
das druckempfindliche Element 124c sind durch Bonddrähte
131 elektrisch verbunden. Ein von dem Drucksensorchip 130
ausgegebenes Sensorsignal wird dem IC-Chip für die Signal
verarbeitungsschaltung 125 über die Bonddrähte 131 und die
Leiterteile für das druckempfindliche Element 124c einge
speist. Wenn das Diaphragma des Drucksensorchips 130 durch
den aufgenommenen Druck verschoben wird, ändern sich die
Widerstandswerte der Widerstände durch den piezoelektri
schen Widerstandseffekt. Daher wird der abgeglichene Zu
stand der Brückenschaltung nicht aufrechterhalten, und es
wird das Sensorsignal entsprechend dem Druck ausgegeben.
Wenn der Drucksensorchip 130 angebracht wird, wird ein
Harz 132 zum Schutz auf das Diaphragma des Drucksensorchips
130 und auf die Oberflächenteile der Leiterteile für das
druckempfindliche Element 124c aufgetragen, welche mit den
Bonddrähten 131 verbunden sind. Das Harz 132 besitzt eine
Härte eines Grads, bei welchem die Druckerfassungsoperation
des Drucksensorchips 130 nicht behindert wird. Beispiels
weise wird ein gelähnliches Material einer Silikonharz
gruppe als Harz 132 verwendet. Der komplexe Elastizitätsmo
dul des Materials beträgt beispielsweise 103 bis 105Pa. Ein
dünnes Ummantelungsmittel ist auf die Oberfläche der Bond
drähte 131 aufgetragen, wodurch ein elektrischer Isolie
rungszustand sogar bei einer verschmutzten Umgebung auf
rechterhalten wird.
Als nächstes wird eine Erklärung eines Zustands gege
ben, bei welchem der Halbleiterdrucksensor 121 auf einem
Gehäuse 133 angebracht ist. Entsprechend der Fig. 8 und
9 ist das Gehäuse 133 beispielsweise aus PBT-Harz gebildet.
Das Gehäuse 133 ist mit einem Anbringungsteil 133a, dessen
Anbringungsseite geöffnet ist, und einem Verbindungsteil
133b versehen. Drei Kontaktstifte 134 des Verbindungsstücks
sind in dem Gehäuse 133 derart umspritzt, daß ein Ende der
drei Kontaktstifte 134 des Verbindungsstücks in dem Verbin
dungsteil 133b bloßgelegt sind.
Der Halbleiterdrucksensor 121 ist in dem Anbringungs
teil 133a des Gehäuses 133 untergebracht. Drei Anschlüsse
123 (drei Anschlußleiterteile 124b) und die Kontaktstifte
134 des Verbindungsstücks sind durch Schweißen elektrisch
verbunden. Des weiteren ist der Harzblock 122 des Halblei
terdrucksensors 121 durch ein Vergußharz unter Verwendung
eines Harzeinspritzmittels (Vergußversiegelungsmittel) 135
versiegelt bzw. verschlossen. Auf diese Weise ist der Halb
leiterdrucksensor 121 mit der Innenseite des Gehäuses 133
fest verbunden.
Das Harzeinspritzmittel 135 muß eine derartige Härte
und ein derartiges Haftvermögen besitzen, daß sogar dann
nicht an der Innenseite des Anbringungsteils 133a Blasen
erzeugt werden, wenn ein negativer Druck auf eine Lücke
zwischen dem umspritzten IC und den eingesetzten Kontakt
stiften 134 des Verbindungsstücks aufgebracht wird, der
Harzblock 122, in welchem der IC-Chip für die Signalverar
beitungsschaltung 125 enthalten ist, dauerhaft und fest an
dem Anbringungsteil 133a anhaftet und die geschweißten
Teile der Anschlüsse 123 und die Kontaktstifte 134 des Ver
bindungsstücks sogar in einer verschmutzten Umgebung ge
schützt werden können. Als derartiges Harzeinspritzmittel 135
ist beispielsweise ein Gummi einer Silikonharzgruppe,
ein Harz einer Epoxidgruppe und dergleichen vorgesehen,
welche ein Elastizitätsmodul von etwa 105 bis 106Pa besit
zen.
Wenn der Halbleiterdrucksensor 121 in dem Gehäuse 133
angebracht worden ist, wird ein Deckel 137 aus einem PBT-Harz
mit einer Öffnung 136 des Anbringungsteils 133a fest
verbunden. Der Deckel 137 ist mit einem Druckeinführungs
loch 138 versehen, welches in einer zylindrischen Form an
einem mittleren Teil davon gebildet ist.
Im folgenden wird eine einfache Erklärung des Verfah
rens des Gießens des Harzblocks 122 des Halbleiterdrucksen
sors 121 gegeben. In Fig. 10 ist ein Zustand dargestellt,
bei welchem Harz während der Gießoperation in einen Stempel
bzw. eine Druckplatte fließt und der IC-Chip für die Si
gnalverarbeitungsschaltung 125 auf dem Leiterrahmen 124 an
gebracht ist. Die Bonddrähte 126 sind zwischen dem Leiter
rahmen 124 und dem IC-Chip für die Signalverarbeitungs
schaltung 125 angeschlossen. In diesem Zustand ist der Lei
terrahmen 124 auf einem vorbestimmten Teil einer unteren
Druckplatte 139 angebracht und wird von Haltestiften gehal
ten. Nachdem die Druckplatte durch eine obere Druckplatte
140 geschlossen ist, wird als nächstes in Wärme aushärten
des Harz 141 in die Druckplatte gegossen und durch einen
Kolben 142 gepreßt. Wenn das in Wärme aushärtende Harz 141
unter Hitze in die obere und untere Druckplatte 139 und 140
gegossen wird, fließt das in Hitze aushärtende Harz unter
einem durch den Kolben 142 hervorgerufenen Druck über einen
Einlauf 143 in einen Hohlraum 144 zwischen der oberen und
unteren Druckplatte 139 und 140. Da in diesem Fall ein In
tervall zwischen einem Vorsprung 140a der oberen Druck
platte 140 (einem Teil entsprechend dem Sensoranbringungs
teil 127 des Harzblocks 122) und Vorsprüngen 139a und 139b
der unteren Druckplatte 139 (Teilen entsprechend den Gräben
128 des Harzblocks 122) schmal gemacht wird, wird der Fluß
des in Wärme aushärtenden Harzes 141 gleichförmig sowohl an
der oberen als auch der unteren Seite des Leiterrahmens 124
unter Empfang eines Widerstands von den Vorsprüngen 140a,
139a und 139b gehemmt. Dadurch wird das in Wärme aushär
tende Harz 141 in distale Endteile des Hohlraums 144 ge
füllt, ohne daß Blasen zurückbleiben. Zu diesem Zeitpunkt
wird Luft in der Innenseite des Hohlraums 144 über eine
Entlüftung 145 nach außen entladen. Das auf diese Weise
eingefüllte in Wärme aushärtende Harz 141 wird in der
Druckplatte weiter erwärmt, getrocknet bzw. ausgehärtet und
verfestigt, wodurch der Harzblock 122 gebildet wird. Danach
wird das gegossene Produkt aus der oberen und unteren
Druckplatte 139 und 140 herausgenommen und an dem Einlauf
143 abgetrennt, wodurch der Harzblock 122 erlangt werden
kann.
Bei der Ausführungsform ist das Sensoranbringungsteil
127 in dem Harzblock 122 in einem Zustand gebildet, bei
welchem der IC-Chip für die Signalverarbeitungsschaltung
125 durch den mit dem in Wärme aushärtenden Harz 141 um
spritzten Harzblock 122 eingeschlossen ist. Es ist daher
nicht nötig, eine Umhüllung zum Schutz des IC-Chips für die
Signalverarbeitungsschaltung 125 vor einer verschmutzten
Umgebung vorzusehen, wenn der IC-Chip für die Signalverar
beitungsschaltung 125 auf dem Gehäuse 133 angebracht wird,
wodurch eine Zusammenbau- oder Anbringungsoperation einfach
und kostengünstig durchgeführt werden kann. Des weiteren
kann der umschlossene Zustand des IC-Chips für die Signal
verarbeitungsschaltung 125 noch besser als bei Verwendung
eines thermoplastischen Harzes oder dergleichen aufrechter
halten werden.
Da das Sensoranbringungsteil 127 zum Anbringen des
Drucksensorchips 130 auf dem Harzblock 122 in Form einer
Ausnehmung gebildet wird, braucht ein Teil zum Trennen des
Drucksensorchips 130 von dem Harzeinspritzmittel 135 zum
Schützen der geschweißten Teile der Anschlüsse 123 und der
Kontaktstifte 134 des Verbindungsstücks nicht getrennt vor
gesehen werden. Daher kann eine Zahl von Teilen und eine
Zahl von Anbringungsschritten verringert werden.
Des weiteren sind zwei der Gräben 128 entsprechend dem
Sensoranbringungsteil 127 auf der Rückseite des Harzblocks
122 vorgesehen. Des weiteren wird ein Fluß des in Wärme
aushärtenden Harzes 141 bei der Transfergußoperation an
beiden Seiten des Leiterrahmens 124 gleichförmig gemacht.
Als Ergebnis kann das Harz in distale Endteile des Hohl
raums 144 eingefüllt werden, ohne daß Blasen oder derglei
chen an der Innenseite davon verbleiben, wodurch ein
höchstzuverlässiger Harzblock 122 hergestellt werden kann.
Die Gräben 128 und die Haltekontaktstiftlöcher 128a werden
vorzugsweise mit einem weichen Harz gefüllt. Da in diesem
Fall die Haltekontaktstiftlöcher 128a in den Gräben 128 ge
bildet werden, kann ein derartiges weiches Gebiet in den
Haltekontaktstiftlöchern 128a leicht vorgesehen werden.
Fig. 11 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung. Ein Unterschied zu der zweiten Ausfüh
rungsform besteht darin, daß der Harzblock 122 und ein
Harzblock 147 verwendet wird, in welchem ein Graben 146
breit und flach auf der Rückseite des Harzblocks 147 gebil
det wird. Die Dimensionen des Grabens 146 sind im wesentli
chen gleich den Dimensionen der Öffnung des Sensoranbrin
gungsteils 127. Die Dimension der Tiefe des Grabens 146
kann kleiner als bei der ersten Ausführungsform vorgesehen
sein. Sogar mit einer derartigen Struktur kann beim Gießen
des Harzblocks 147 durch den Transferguß das in Wärme aus
härtende Harz 141 dazu gebracht werden, daß es gleichförmig
in die oberen und unteren Teile des Leiterrahmens 124
fließt. Als Ergebnis kann der Harzblock 147 in einem Zu
stand gegossen werden, bei welchem keine verbleibende Luft
wie Blasen vorhanden ist.
Fig. 12 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung, und ein Unterschied zu der zweiten Aus
führungsform besteht darin, daß anstelle des Harzblocks 122
ein Harzblock 149 verwendet werden, bei welchem ein Graben
148 schmal und tief auf der Rückseite des Harzblocks gebil
det wird. Mit der vierten Ausführungsform kann eine Opera
tion und ein Effekt ähnlich denen der zweiten Ausführungs
form erzielt werden. Des weiteren wird es bevorzugt, daß
die Dimension der Dicke des Harzblocks auf der Rückseite
des Sensoranbringungsteils 127 auf einen Grad festgelegt
wird, bei welchem die Stärke beim Anbringen des Drucksen
sorchips 130 beibehalten werden kann.
Fig. 13 und 14 zeigen eine fünfte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Ein Unterschied zu der zweiten
Ausführungsform besteht darin, daß anstelle des Harzblocks
122 ein Harzblock 150 vorgesehen wird. D.h. bei dem Harz
block 150 gibt es kein Teil, welches eine Umfangswand an
dem gesamten Rand eines Sensoranbringungsteils 151 bildet.
Das in Wärme aushärtende Harz wird lediglich an einem Teil
gebildet, an welchem der IC-Chip für die Signalverarbei
tungsschaltung 125 angebracht wird.
Diese Ausführungsform ist für den Fall vorgesehen, bei
welchem das Harz 132 zum Schutz des Drucksensorchips 130
ebenfalls als Harzeinspritzmittel zum Schutz von geschweiß
ten Teilen von Anschlüssen 123 und der Kontaktstifte 134
des Verbindungsstücks verwendet werden kann. Wenn der Harz
block 150 in dem Gehäuse 133 angebracht wird, wird das Ver
siegeln mit vergossenem Harz durch das Harz 132 zum Schutz
derart durchgeführt, daß ein ganzer Harzblock 150 bedeckt
wird. Bei der fünften Ausführungsform wird das Harz 132 zum
Schutz eingefüllt, um den Drucksensorchip 130 und den äuße
ren Rand des Harzblocks 150 gleichzeitig durch Vergießen
des Harzes derart zu bedecken, daß das Versiegeln mit ver
gossenem Harz entsprechend der Verwendung durchgeführt wer
den kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben be
schriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann wie
folgt modifiziert oder erweitert werden.
Das Harz 132 zum Schutz des Drucksensorchips 130 kann
über dem gesamten Gebiet des Sensoranbringungsteils 127
vergossen werden.
Die vorliegende Erfindung kann zusätzlich zu dem Gas
drucksensor (Luftdrucksensor) auf alle Halbleitersensorbau
elemente wie einen Hydraulikdrucksensor, einen Feuchtesen
sor, einen zusammengesetzten Sensor, einen optischen Sen
sor, einen Beschleunigungssensor und dergleichen angewandt
werden, wobei die Erfassungsoperation in einem Zustand
durchgeführt wird, bei welchem die Halbleitersensorchips
einem Einfluß einer Erfassungsumgebung unterliegen.
Vorstehend wurde ein Halbleitersensorbauelement offen
bart. Ein IC-Chip für eine Signalverarbeitungsschaltung ist
in einem umspritzten IC eingeschlossen, und ein druckemp
findliches Element ist integriert darauf vorgesehen. Wenn
der umspritzte IC in einem Gehäuse untergebracht wird, wird
der umspritzte IC mit dem Gehäuse in einem Zustand befe
stigt, bei welchem die Enden von Kontaktstiften eines Ver
bindungsstücks, welche durch Umspritzen bzw. Umgießen in
das Gehäuse eingesetzt sind, mit äußeren Anschlüssen des
umspritzten IC's elektrisch verbunden sind. Dadurch wird
ein Sensorsignal an anderen Enden der Kontaktstifte des
Verbindungsstücks ausgegeben. Durch Eingliedern des IC-Chips
für die Signalverarbeitungsschaltung in dem umspritz
ten IC kann der IC-Chip für die Signalverarbeitungsschal
tung gegenüber einer verschmutzten Umgebung an einer Stelle
geschützt werden, an welcher das druckempfindliche Element
angeordnet wird.
Claims (21)
1. Drucksensor mit:
einem umspritzten IC (1), in welchen ein IC-Chip (17) für eine Signalverarbeitungsschaltung eingegliedert ist und welcher einen äußeren Anschluß (2a bis 2c) aufweist;
einem druckempfindlichen Element (10), welches einge gliedert auf dem umspritzten IC (1) vorgesehen ist, wobei der IC-Chip (17) für die Signalverarbeitungsschaltung und das druckempfindliche Element (10) elektrisch miteinander verbunden sind und der IC-Chip (17) für die Signalverarbei tungsschaltung ein Sensorsignal entsprechend einem von dem druckempfindlichen Element erfaßten Druck an dem äußeren Anschluß (2a bis 2c) ausgibt;
einem Gehäuse (20, 30) zum Unterbringen des umspritz ten IC's (1); und
einem Kontaktstift (21a bis 21c) eines Verbindungs stücks, welches in dem Gehäuse durch Umspritzen eingesetzt ist, wobei ein Ende des Kontaktstifts (21a bis 21c) des Verbindungsstücks mit dem äußeren Anschluß (2a bis 2c) des umspritzten IC's (1) elektrisch verbunden wird, wenn der umspritzte IC (1) an dem Gehäuse befestigt wird, und das andere Ende des Kontaktstifts (21a bis 21c) des Verbin dungsstücks außerhalb des Gehäuses (20) bloßgelegt wird, um eine elektrische Leitung nach außen zu bilden.
einem umspritzten IC (1), in welchen ein IC-Chip (17) für eine Signalverarbeitungsschaltung eingegliedert ist und welcher einen äußeren Anschluß (2a bis 2c) aufweist;
einem druckempfindlichen Element (10), welches einge gliedert auf dem umspritzten IC (1) vorgesehen ist, wobei der IC-Chip (17) für die Signalverarbeitungsschaltung und das druckempfindliche Element (10) elektrisch miteinander verbunden sind und der IC-Chip (17) für die Signalverarbei tungsschaltung ein Sensorsignal entsprechend einem von dem druckempfindlichen Element erfaßten Druck an dem äußeren Anschluß (2a bis 2c) ausgibt;
einem Gehäuse (20, 30) zum Unterbringen des umspritz ten IC's (1); und
einem Kontaktstift (21a bis 21c) eines Verbindungs stücks, welches in dem Gehäuse durch Umspritzen eingesetzt ist, wobei ein Ende des Kontaktstifts (21a bis 21c) des Verbindungsstücks mit dem äußeren Anschluß (2a bis 2c) des umspritzten IC's (1) elektrisch verbunden wird, wenn der umspritzte IC (1) an dem Gehäuse befestigt wird, und das andere Ende des Kontaktstifts (21a bis 21c) des Verbin dungsstücks außerhalb des Gehäuses (20) bloßgelegt wird, um eine elektrische Leitung nach außen zu bilden.
2. Drucksensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen
Leiterrahmen (2), welcher innerhalb des umspritzten IC's
(1) vorgesehen ist, wodurch das druckempfindliche Element
(10) und der IC-Chip (17) für die Signalverarbeitungsschal
tung elektrisch miteinander verbunden sind, und welcher den
äußeren Anschluß (2a bis 2c) bildet.
3. Drucksensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Öffnung (3a) an dem umspritzten IC (1) derart ge
bildet ist, daß ein Teil des Leiterrahmens (2) bloßgelegt
ist, wobei das druckempfindliche Element (10) in der Öff
nung installiert ist und das druckempfindliche Element (10)
und der durch die Öffnung (3a) bloßgelegte Leiterrahmen (2)
durch Drahtbonden elektrisch verbunden sind.
4. Drucksensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Leiterrahmen (2) durch eine 42er Legierung gebildet
ist und der umspritzte IC (1) durch ein in Wärme aushärten
des Harz umspritzt wird.
5. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (20, 30) aus Harz gebildet ist, der um
spritzte IC (1) durch ein Harzeinspritzmittel (4) fest an
dem Gehäuse (20) anhaftet und das Harzeinspritzmittel (4)
den äußeren Anschluß (2a bis 2c) und den Kontaktstift (21a
bis 21c) des Verbindungsstücks bedeckt.
6. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (20, 30) einen Deckel (30) mit einem Druck
einführungsloch (30a) zum Einführen eines zu erfassenden
Drucks eines Mediums in eine Kammer (22) aufweist, in wel
cher das druckempfindliche Element (10) angeordnet ist.
7. Drucksensor mit:
einem umspritzten IC (1), in welchem ein IC-Chip (17) für eine Signalverarbeitungsschaltung mit Harz eingeschlos sen ist;
einem druckempfindlichen Element (10) zum Fühlen eines Drucks, welches integriert auf dem umspritzten IC (1) vor gesehen ist, wobei der IC-Chip (17) für die Signalverarbei tungsschaltung und das druckempfindliche Element (10) elek trisch miteinander verbunden sind, so daß der IC-Chip (17) für die Signalverarbeitungsschaltung ein Sensorsignal ent sprechend einem von dem druckempfindlichen Element (10) ab getasteten Druck ausgibt;
einem Gehäuse (20, 30), welches aus Harz gebildet ist und ein Öffnungsteil (20a) aufweist, wobei der umspritzte IC (1) innerhalb des Öffnungsteils (20a) durch ein Harzein spritzmittel (4) fest anhaftet; und
einer Signalübertragungseinrichtung (2a bis 2c, 21a bis 21c) zum Übertragen des von dem IC-Chip (17) für die Si gnalverarbeitungsschaltung ausgegebenen Sensorsignals von dem Inneren des umspritzten IC's (1) aus dem Gehäuse (20; 30) heraus.
einem umspritzten IC (1), in welchem ein IC-Chip (17) für eine Signalverarbeitungsschaltung mit Harz eingeschlos sen ist;
einem druckempfindlichen Element (10) zum Fühlen eines Drucks, welches integriert auf dem umspritzten IC (1) vor gesehen ist, wobei der IC-Chip (17) für die Signalverarbei tungsschaltung und das druckempfindliche Element (10) elek trisch miteinander verbunden sind, so daß der IC-Chip (17) für die Signalverarbeitungsschaltung ein Sensorsignal ent sprechend einem von dem druckempfindlichen Element (10) ab getasteten Druck ausgibt;
einem Gehäuse (20, 30), welches aus Harz gebildet ist und ein Öffnungsteil (20a) aufweist, wobei der umspritzte IC (1) innerhalb des Öffnungsteils (20a) durch ein Harzein spritzmittel (4) fest anhaftet; und
einer Signalübertragungseinrichtung (2a bis 2c, 21a bis 21c) zum Übertragen des von dem IC-Chip (17) für die Si gnalverarbeitungsschaltung ausgegebenen Sensorsignals von dem Inneren des umspritzten IC's (1) aus dem Gehäuse (20; 30) heraus.
8. Drucksensor nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen
Leiterrahmen (2), welcher innerhalb des umspritzten IC's
(1) vorgesehen ist, wodurch das druckempfindliche Element
(10) und der IC-Chip (17) für die Signalverarbeitungsschal
tung elektrisch miteinander verbunden sind.
9. Drucksensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Öffnung (3a) an dem umspritzten IC (1) derart ge
bildet ist, daß ein Teil des Leiterrahmens (2) bloßgelegt
ist, das druckempfindliche Element (10) in der Öffnung (3a)
installiert ist und das druckempfindliche Element (10) und
der durch die Öffnung (3a) bloßgelegte Leiterrahmen (2)
durch Drahtbonden miteinander elektrisch verbunden sind.
10. Drucksensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Leiterrahmen (2) durch eine 42er Legierung gebildet
ist und der umspritzte IC (1) durch ein in Wärme aushärten
des Harz umspritzt ist.
11. Drucksensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (20, 30) einen Deckel (30) mit einem Druck
einführungsloch (30a) besitzt, um einen zu erfassenden
Druck eines Mediums in eine Kammer (22) einzuführen, in
welcher das druckempfindliche Element (10) angeordnet ist.
12. Halbleitersensor mit:
einem Halbleitersensorchip (130), welcher eine physika lische Größe erfaßt und ein dementsprechendes Signal er zeugt;
einem Hableiterschaltungschip (125), welcher das Signal von dem Halbleitersensorchip (130) verarbeitet, um ein Er fassungssignal zu erzeugen;
einem Leiterrahmen (124a bis 124c), welcher ein Halb leitersensorleiterteil (124c) für den elektrisch anzu schließenden Halbleitersensorchip (130) und ein Halbleiter schaltungsleiterteil (124a) für den anzubringenden Halblei terschaltungschip (125) aufweist; und
einem Harzblock (122), in welchem der auf dem Halblei terschaltungsleiterteil (124a) angebrachte und elektrisch damit verbundene Halbleiterschaltungschip (125) einge schlossen ist, wobei der Harzblock (122) ein Sensoranbrin gungsteil (127) aufweist, an welchem das Hableitersensor leiterteil (124c) bloßgelegt ist, und der Halbleitersen sorchip (130) auf dem Sensoranbringungsteil (127) ange bracht und mit dem Halbleitersensorleiterteil (124c) elek trisch verbunden ist, welches an dem Sensoranbringungsteil (127) bloßgelegt ist,
das Sensoranbringungsteil (127) in Form einer Ausspa rung derart gebildet ist, daß der Harzblock (122) den Rand des Sensoranbringungsteils (127) umgibt, und
ein Graben (128) auf der Rückseite des Harzblocks (122) in Übereinstimmung mit dem Sensoranbringungsteil (127) ge bildet ist, wobei der Graben (128) einen Widerstand gegen über einem Fluß von Harz beim Gießen des Harzblocks (122) bildet.
einem Halbleitersensorchip (130), welcher eine physika lische Größe erfaßt und ein dementsprechendes Signal er zeugt;
einem Hableiterschaltungschip (125), welcher das Signal von dem Halbleitersensorchip (130) verarbeitet, um ein Er fassungssignal zu erzeugen;
einem Leiterrahmen (124a bis 124c), welcher ein Halb leitersensorleiterteil (124c) für den elektrisch anzu schließenden Halbleitersensorchip (130) und ein Halbleiter schaltungsleiterteil (124a) für den anzubringenden Halblei terschaltungschip (125) aufweist; und
einem Harzblock (122), in welchem der auf dem Halblei terschaltungsleiterteil (124a) angebrachte und elektrisch damit verbundene Halbleiterschaltungschip (125) einge schlossen ist, wobei der Harzblock (122) ein Sensoranbrin gungsteil (127) aufweist, an welchem das Hableitersensor leiterteil (124c) bloßgelegt ist, und der Halbleitersen sorchip (130) auf dem Sensoranbringungsteil (127) ange bracht und mit dem Halbleitersensorleiterteil (124c) elek trisch verbunden ist, welches an dem Sensoranbringungsteil (127) bloßgelegt ist,
das Sensoranbringungsteil (127) in Form einer Ausspa rung derart gebildet ist, daß der Harzblock (122) den Rand des Sensoranbringungsteils (127) umgibt, und
ein Graben (128) auf der Rückseite des Harzblocks (122) in Übereinstimmung mit dem Sensoranbringungsteil (127) ge bildet ist, wobei der Graben (128) einen Widerstand gegen über einem Fluß von Harz beim Gießen des Harzblocks (122) bildet.
13. Halbleitersensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß der Harzblock (122) unter Verwendung eines in
Wärme aushärtenden Harzes gebildet wird.
14. Halbleitersensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß der Graben (128) ein Teil (820) aufweist, welches
nicht das Halbeitersensorleiterteil (124c) erreicht.
15. Halbleitersensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß der Graben (128) ein erstes Teil (128), welches
das Halbeitersensorleiterteil (124c) nicht erreicht, und
ein zweites Teil (128a) aufweist, welches das Hableitersen
sorleiterteil (124c) erreicht.
16. Halbleitersensor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß eine Längsrichtung des ersten Teils sich in etwa
senkrecht zu einer Richtung des Flusses des Harzes beim
Gießen des Harzblocks (122) erstreckt.
17. Halbleitersensor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß das zweite Teil (128a) in einem Gebiet gebildet
ist, in welchem das erste Teil (128) gebildet ist.
18. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersensors mit
den Schritten:
Festklemmen eines Leiterrahmens (124a bis 124c) zwi schen einer oberen Druckplatte (140) und einer unteren Druckplatte (139), wobei ein Hohlraum (144) zwischen der oberen Druckplatte (140) und der unteren Druckplatte (139) gebildet wird, die obere Druckplatte (140) mit einem in den Hohlraum (144) vorspringenden Vorsprung (140a) versehen ist, die untere Druckplatte (139) mit einem Vorsprung (139a, 139b) an einer Position gegenüberliegend dem Vor sprung (140a) der oberen Druckplatte (140) versehen ist und eine vorbestimmte Lücke zwischen dem Vorsprung (140a) der oberen Druckplatte (140) und dem Vorsprung (139a, 139b) der unteren Druckplatte (139) vorgesehen ist;
Einspritzen von Harz (141) in den Hohlraum (144), wobei das Harz (141) durch die Lücke zwischen dem Vorsprung (140a) der oberen Druckplatte (140) und dem Vorsprung (139a, 139b) der unteren Druckplatte (139) hindurchtritt;
Bilden eines Harzblocks (122) durch Aushärten des Har zes (141) und Entfernen des Harzblocks (122) aus der oberen Druckplatte (140) und der unteren Druckplatte (139); und
Anbringen eines Halbleitersensorchips (130) an der In nenseite einer Aussparung (127) des Harzblocks (122), wel che an einer Position entsprechend dem Vorsprung (140a) der oberen Druckplatte (140) gebildet ist.
Festklemmen eines Leiterrahmens (124a bis 124c) zwi schen einer oberen Druckplatte (140) und einer unteren Druckplatte (139), wobei ein Hohlraum (144) zwischen der oberen Druckplatte (140) und der unteren Druckplatte (139) gebildet wird, die obere Druckplatte (140) mit einem in den Hohlraum (144) vorspringenden Vorsprung (140a) versehen ist, die untere Druckplatte (139) mit einem Vorsprung (139a, 139b) an einer Position gegenüberliegend dem Vor sprung (140a) der oberen Druckplatte (140) versehen ist und eine vorbestimmte Lücke zwischen dem Vorsprung (140a) der oberen Druckplatte (140) und dem Vorsprung (139a, 139b) der unteren Druckplatte (139) vorgesehen ist;
Einspritzen von Harz (141) in den Hohlraum (144), wobei das Harz (141) durch die Lücke zwischen dem Vorsprung (140a) der oberen Druckplatte (140) und dem Vorsprung (139a, 139b) der unteren Druckplatte (139) hindurchtritt;
Bilden eines Harzblocks (122) durch Aushärten des Har zes (141) und Entfernen des Harzblocks (122) aus der oberen Druckplatte (140) und der unteren Druckplatte (139); und
Anbringen eines Halbleitersensorchips (130) an der In nenseite einer Aussparung (127) des Harzblocks (122), wel che an einer Position entsprechend dem Vorsprung (140a) der oberen Druckplatte (140) gebildet ist.
19. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersensors nach
Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung
(139a, 139b) der unteren Druckplatte (139) mit einer Form
versehen ist, bei welcher eine Längsrichtung des Vorsprungs
(139a, 139b) der unteren Druckplatte (139) sich in eine
Richtung erstreckt, die im wesentlichen senkrecht zu einer
Richtung eines Flusses des Harzes (141) in dem Schritt des
Einspritzens des Harzes (141) in den Hohlraum (144) ausge
richtet ist.
20. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersensors nach
Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung
(140a) der oberen Druckplatte (140) gebildet wird, um einen
Kontakt mit dem Leiterrahmen (124c) in dem Hohlraum (144)
herzustellen.
21. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersensors nach
Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Vor
sprungs (139a, 139b) der unteren Druckplatte (139) gebildet
wird, um einen Kontakt mit dem Leiterrahmen (124c) in dem
Hohlraum (144) herzustellen.
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