DE19950538A1 - Semiconductor pressure sensor with sensor chip fitted synthetic resin module for detecting negative pressure - Google Patents
Semiconductor pressure sensor with sensor chip fitted synthetic resin module for detecting negative pressureInfo
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Abstract
Description
Diese Erfindung betrifft eine Halbleiterdrucksensorvor richtung, die einen Halbleiterdrucksensorchip umfasst, der auf einer Kunstharzbaugruppe montiert ist, um einen negati ven Druck zu erfassen.This invention relates to a semiconductor pressure sensor direction comprising a semiconductor pressure sensor chip, the is mounted on a resin assembly to a negati ven pressure.
Im allgemeinen wählt man einen Halbleiterdruck sensorchip, der einen Piezowiderstandseffekt ausnützt, als ein Druckerfassungselement in einer Drucksensorvorrichtung zum Erfassen eines Einlassdruckes eines Kraftfahrzeug motors. Diese Art von Drucksensorchip umfasst mehrere Diffusionswiderstände. Die Diffusionswiderstände sind auf einer Membran angeordnet, die aus einem Material (zum Beispiel einkristallinem Silizium) besteht, das in der Lage ist, den Piezowiderstandseffekt bereitzustellen, und sind in einer Brückenschaltung verbunden. Ein Drucksignal wird aus dem Brückenschaltkreis gemäss den Änderungen in den Widerstandswerten der Diffusionswiderstände herausgeführt, die durch Verlagerung der Membran verursacht werden.Generally one chooses a semiconductor print sensor chip, which uses a piezoresistive effect, as a pressure detection element in a pressure sensor device for detecting an intake pressure of a motor vehicle motors. This type of pressure sensor chip includes several Diffusion resistances. The diffusion resistances are on arranged a membrane made of a material (for Example single crystal silicon) that is capable is to provide the piezoresistive effect, and are connected in a bridge circuit. A pressure signal will from the bridge circuit according to the changes in the Resistance values of the diffusion resistances, caused by displacement of the membrane.
Der Drucksensorchip ist konventionellerweise auf einer Kunstharzbaugruppe montiert bzw. angebracht. Zum Beispiel ist der Sensorchip auf einem Sensormontageteil der Kunst harzbaugruppe durch Klebstoff mittels Rohchip-Kontaktierung angeordnet, und ist durch leitfähige Drähte mit einem leit fähigen Teil elektrisch verbunden. Der leitfähige Teil wird an der Seite der Kunstharzbaugruppe mittels Einspritzgies sen ausgebildet. Der Drucksensorchip und die Kontaktie rungsdrähte werden mit einem Schutzelement bedeckt, das aus einem Isoliermaterial besteht, um sie vor Korrosion zu schützen, und um das Isoliervermögen des Drucksensorchips und der Kontaktierungsdrähte sicher zu stellen. In diesem Fall wird allgemein ein gelartiges Isoliermaterial als das Schutzelement verwendet, um die Verlagerung der Membran nicht zu behindern.The pressure sensor chip is conventionally on one Synthetic resin assembly mounted or attached. For example is the sensor chip on a sensor assembly part of art Resin assembly through adhesive using raw chip contacting arranged, and is by conductive wires with a conductive capable part electrically connected. The conductive part will on the side of the resin assembly using injection molding sen trained. The pressure sensor chip and the contact rungswires are covered with a protective element that consists of an insulating material to prevent them from corrosion protect, and the insulating ability of the pressure sensor chip and to ensure the contacting wires. In this Case is generally a gel-like insulating material as that Protective element used to shift the membrane not to hinder.
Der Bedeckungsschritt durch das Schutzelement wird un ter einer Vakuumatmosphäre ausgeführt, um zu verhindern, dass Leer- bzw. Hohlräume in dem Schutzelement und inner halb eines Bereichs erzeugt werden, der von dem Schutz element bedeckt wird. Es ist jedoch sehr schwierig, die Luft vollständig aus einer Lücke zu entfernen, die zwischen der Kunstharzbaugruppe und dem mittels Spritzgiessen gebil detem leitfähigen Teil erzeugt wurde. Zusätzlich ist die Oberfläche des leitfähigen Teils üblicherweise mit Gold plattiert, das eine niedrige Affinität besitzt. Dies führt zu einer niedrigen Haftkraft zwischen dem gelartigen Schutzelement und der Oberfläche des leitfähigen Teils, wo durch ein Zustand ermöglicht wird, bei dem Luft an dem Schnittstellenteil eingefangen ist.The covering step through the protective element becomes un vacuum atmosphere to prevent that empty or hollow spaces in the protective element and inside half of an area generated by the protection element is covered. However, it is very difficult To completely remove air from a gap between the synthetic resin assembly and the injection molded detem conductive part was generated. In addition, the Surface of the conductive part usually with gold plated, which has a low affinity. this leads to to a low adhesive force between the gel-like Protective element and the surface of the conductive part where is made possible by a condition where air on the Interface part is captured.
Deshalb wachsen, wenn die Halbleiterdrucksensorvorrich tung einen negativen Druck wie zum Beispiel einen Motorein lassdruck erfasst, die oben beschriebenen durch Luft erzeugten Hohlräume innerhalb des gelartigen Schutz elements. Die gewachsenen Hohlräume können sich innerhalb des gelartigen Schutzelementes bewegen bzw. wandern und eine Beeinträchtigung des Isoliervermögens und einen Bruch der Drahtkontaktierung verursachen.Therefore grow when the semiconductor pressure sensor device negative pressure such as an engine pressure, the above described by air created voids within the gel-like protection elements. The grown cavities can grow inside of the gel-like protective element move or wander and impairment of insulation and breakage of the wire contact.
Wenn der Halbleiterdrucksensorchip unter Verwendung ei ner Drahtkontaktierungstechnik bzw. Technik des Draht bondens, wie sie in US-A-5,357,673 offenbart ist, auf einer Keramikbaugruppe montiert wird, kann die Erzeugung von Hohlräumen im Vergleich zu dem Fall, wo das oben beschrie bene Kunstharzbaugruppengehäuse gewählt wird, unterdrückt werden. Jedoch erfordert die Keramikbaugruppe ebenfalls Kontaktierungsfleckteile, und folglich ist es schwierig, zu verhindern, dass Hohlräume an der Schnittstelle zwischen den Kontaktierungsfleckteilen und dem Schutzelement erzeugt werden. Zusätzlich, da die Keramikbaugruppe aus mehreren Elementen besteht, wird eine Anzahl von Teilen erhöht.If the semiconductor pressure sensor chip using ei ner wire contact technology or wire technology bondens as disclosed in US-A-5,357,673 on one Ceramic assembly is assembled, the generation of Voids compared to the case where that was described above bene synthetic resin assembly housing is selected suppressed become. However, the ceramic assembly also requires Bump parts, and consequently it is difficult to prevent voids at the interface between the contact patch parts and the protective element become. Additionally, since the ceramic assembly consists of several Elements, a number of parts are increased.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obi gen Probleme gemacht worden. Es ist Aufgabe der vorliegen den Erfindung, eine Halbleiterdrucksensorvorrichtung zum Erfassen eines negativen Druckes mit verbesserter Betriebs zuverlässigkeit durch Verhindern, dass Hohlräume innerhalb eines Schutzelementes, das einen Halbleiterdrucksensor bedeckt, erzeugt werden, bereitzustellen.The present invention is in view of the obi problems. It is the task of the present the invention, a semiconductor pressure sensor device for Detect negative pressure with improved operation reliability by preventing voids inside a protective element, which is a semiconductor pressure sensor covered, generated, provided.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 8.This problem is solved by the features of claims 1 and 8, respectively.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine Halbleiter drucksensorvorrichtung bereitgestellt, die einen Sensor chip, der auf einem Kunstharzgehäuse bzw. einer Kunstharz baugruppe montiert und mit einem leitfähigen Teil auf dem Kunstharzgehäuse bzw. der Kunstharzbaugruppe elektrisch verbunden ist, ein erstes Schutzelement, das einen Bereich bedeckt, der eine gesamte Oberfläche des leitfähigen Teils einschliesst und der einen messenden Teil des Sensorchips ausschliesst, und ein zweites Schutzelement, das das erste Schutzelement und den messenden Teil bedeckt, aufweist. Das erste Schutzelement besitzt einen Youngschen Elastizitäts modul, der grösser ist als jener des zweiten Schutzelemen tes.According to the present invention, a semiconductor Pressure sensor device provided that a sensor chip on a synthetic resin housing or a synthetic resin assembly and with a conductive part on the Resin housing or the resin assembly electrical is connected to a first protective element which is an area covered an entire surface of the conductive part and the one measuring part of the sensor chip excludes, and a second protective element that the first Protective element and the measuring part covered. The the first protective element has a Young's elasticity module that is larger than that of the second protective element tes.
Dementsprechend wird, sogar wenn Luft in einer Lücke eingefangen ist, die zwischen der Kunstharzbaugruppe und dem leitfähigen Teil erzeugt wurde, und bei einer Schnitt stelle zwischen dem ersten Schutzelement und dem leitfähi gen Teil, verhindert, dass Hohlräume durch Luft wie oben beschrieben erzeugt werden, da das erste Schutzelement, das einen relativ grossen Youngschen Elastizitätsmodul besitzt, den leitfähigen Teil bedeckt. Weiterhin, da der messende Teil des Sensorchips mit dem zweiten Schutzelement, das einen relativ kleinen Youngschen Elastizitätsmodul besitzt, bedeckt ist, kann ein vorteilhaftes Isoliervermögen bereit gestellt werden, ohne das Messvermögen des Sensorchips zu beeinträchtigen.Accordingly, even if air is in a gap is captured between the resin assembly and the conductive part was generated, and in a cut place between the first protective element and the conductive part, prevents voids from air as above described are generated because the first protective element, the has a relatively large Young's modulus of elasticity, covered the conductive part. Furthermore, since the measuring Part of the sensor chip with the second protective element, the has a relatively small Young's modulus of elasticity, an advantageous insulating ability can be prepared be provided without the measuring capacity of the sensor chip affect.
Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Aus gestaltungen der Erfindung.The sub-claims relate to advantageous designs of the invention.
Weitere Aufgaben, Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei bung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen; es versteht sich jedoch, dass die Beschreibung und die beschriebenen spezifischen Ausführungsformen nur der Veran schaulichung dienen, da verschiedene Änderungen und Modifi kationen innerhalb des Anwendungsbereichs der Erfindung für Fachleute aus dieser ausführlichen Beschreibung offensicht lich werden.Other tasks, details, features and advantages the invention result from the following description Exercise preferred embodiments with reference to the drawings; however, it is understood that the description and the specific embodiments described only the veran illustrative serve as various changes and Modifi cations within the scope of the invention for Those skilled in the art will appreciate from this detailed description become.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Querschnittansicht einer Halbleiterdruck sensorvorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform ge mäss der vorliegenden Erfindung; und FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor device in a preferred embodiment, accelerator as the present invention; and
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Halbleiterdrucksensor vorrichtung von Fig. 1. FIG. 2 is a top view of the semiconductor pressure sensor device of FIG. 1.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die vorlie gende Erfindung auf eine Drucksensorvorrichtung zum Erfas sen eines Einlassdruckes eines Kraftfahrzeugmotors angewen det. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, besitzt die Drucksensorvorrichtung ein Kunstharzgehäuse bzw. eine Kunstharzbaugruppe 1, das bzw. die aus Epoxidharz besteht, das Zusatzmaterial enthält. Die Kunstharzbaugruppe 1 be sitzt eine Aussparung 3, um einen Halbleiterdrucksensorchip 2 darauf zu montieren. In a preferred embodiment, the present invention is applied to a pressure sensor device for detecting an intake pressure of a motor vehicle engine. As shown in FIGS. 1 and 2, the pressure sensor device has a synthetic resin housing or a synthetic resin assembly 1 , which consists of epoxy resin, which contains additional material. The synthetic resin assembly 1 be sits a recess 3 to mount a semiconductor pressure sensor chip 2 thereon.
Mehrere Einspritzstifte (leitfähige Teile) 4, die aus einem leitfähigen Material wie zum Beispiel Kupfer beste hen, sind integral mit der Kunstharzbaugruppe 1 mittels Einspritzgiessen ausgebildet. Die Einspritzstifte 4 umfas sen spezifische vier Einspritzstifte, die an den vier Ecken der Bodenfläche der Aussparung 3 freiliegen. Die freilie genden Bereiche der Einspritzstifte 4 sind mit Gold plat tiert und dienen als Kontaktierungsflächen bzw. Kontaktie rungsflecken 4a (siehe Fig. 2). Der Halbleiterdrucksensor chip 2 besitzt eine wohlbekannte Struktur, die einen Piezo widerstandseffekt ausnützt. Eine Membran 2a als ein messen der Teil und nicht gezeigte Diffusionswiderstände sind auf der oberen Oberfläche des Sensorchips 2 bereitgestellt. Der Sensorchip 2 ist durch einen Klebstoff 5 auf der Grundlage von Phlorosilikon auf der Bodenfläche der Aussparung 3 Roh chip-kontaktiert und ist durch Kontaktierungsdrähte 6 elek trisch mit den Kontaktierungsflecken 4a der Einspritzstifte 4 verbunden. Zwei Isolierschichten, die aus einem ersten Schutzelement 7 und einem zweiten Schutzelement 8 bestehen, füllen die Aussparung 3, um den Sensorchip 2 und die Kon taktierungsdrähte 6 zu schützen und um das Isoliervermögen und das Anti-Korrosionsvermögen sicher zu stellen.A plurality of injection pins (conductive parts) 4 , which are made of a conductive material such as copper, are integrally formed with the resin assembly 1 by injection molding. The injection pins 4 include specific four injection pins exposed at the four corners of the bottom surface of the recess 3 . The exposed areas of the injection pins 4 are plated with gold and serve as contacting areas or contacting spots 4 a (see FIG. 2). The semiconductor pressure sensor chip 2 has a well-known structure that takes advantage of a piezo resistance effect. A membrane 2 a as a measure the part and diffusion resistances, not shown, are provided on the upper surface of the sensor chip 2 . The sensor chip 2 is contacted chip by an adhesive 5 on the basis of Phlorosilikon on the bottom surface of the recess 3 is raw and elec trically connected by bonding wires 6 to the bonding pads 4 a of the injection pins. 4 Two insulating layers, which consist of a first protective element 7 and a second protective element 8 , fill the recess 3 in order to protect the sensor chip 2 and the contact wires 6 and to ensure the insulating capacity and the anti-corrosion capacity.
Insbesondere besteht das erste Schutzelement 7, das als eine untere Schicht bereitgestellt wird, aus einem Kunst harzmaterial auf der Grundlage von Fluor oder Phlorosilikon oder einem Gummimaterial mit einem relativ grossen Young schen Elastizitätsmodul. Zum Beispiel ist der Youngsche Elastizitätsmodul grösser als ungefähr 0,1 MPa, und noch vorteilhafter, grösser als ungefähr 0,3 MPa. In diesem Fall ist es schwierig, eine Penetrationsmessung durchzuführen, da das Material relativ hart ist. Das erste Schutzelement 7 bedeckt die freiliegenden Bereiche der Einspritzstifte 4 und deren näheren Umgebungen innerhalb der Aussparung 3, den unteren Seitenteil des Sensorchips 2 einschliesslich des Klebstoffes 5 als einem Montageteil zu der Kunstharz baugruppe 1, und eine zweite Kontaktierungspunktseite (die Kontaktierungsfleckseite) der Kontaktierungsdrähte 6. Die Membran 2a des Sensorchips 2 wird von dem ersten Schutzele ment 7 nicht bedeckt.In particular, the first protective element 7 , which is provided as a lower layer, consists of a synthetic resin material based on fluorine or phlorosilicone or a rubber material with a relatively large Young's modulus of elasticity. For example, the Young's modulus of elasticity is greater than about 0.1 MPa, and more advantageously, greater than about 0.3 MPa. In this case it is difficult to measure penetration because the material is relatively hard. The first protective element 7 covers the exposed areas of the injection pins 4 and their immediate surroundings within the recess 3 , the lower side part of the sensor chip 2 including the adhesive 5 as a mounting part to the synthetic resin assembly 1 , and a second contact point side (the contact spot side) of the contact wires 6 . The membrane 2 a of the sensor chip 2 is not covered by the first protective element 7 .
Das zweite Schutzelement 8, das als eine obere Schicht bereitgestellt wird, besteht aus einem Gel auf der Grund lage von Fluor oder Phlorosilikon mit einem relativ niedri gen Youngschen Elastizitätsmodul. In diesem Fall ist es schwierig, einen genauen Youngschen Elastizitätsmodul zu messen, da das Material weich ist. Zum Beispiel ist seine Penetration grösser als ungefähr 10, und noch vorteilhaf ter, grösser als ungefähr 40. Das zweite Schutzelement 8 bedeckt das erste Schutzelement 7, den oberen Seitenteil des Sensorchips 2 einschliesslich der Membran 2a, und eine erste Kontaktierungspunktseite (Sensorchipseite) der Kon taktierungsdrähte 6. Der Schritt zum Füllen der Aussparung 3 mit dem ersten Schutzelement 7 und dem zweiten Schutzele ment 8 wird in einer Vakuumatmosphäre ausgeführt.The second protective element 8 , which is provided as an upper layer, consists of a gel based on fluorine or phlorosilicone with a relatively low Young's modulus of elasticity. In this case, it is difficult to measure an accurate Young's modulus of elasticity because the material is soft. For example, its penetration is greater than approximately 10, and even more advantageously, greater than approximately 40. The second protective element 8 covers the first protective element 7 , the upper side part of the sensor chip 2 including the membrane 2 a, and a first contact point side (sensor chip side) Contact wires 6 . The step of filling the recess 3 with the first protective element 7 and the second protective element 8 is carried out in a vacuum atmosphere.
Die oben beschriebene Halbleiterdrucksensorvorrichtung ist in einem nicht gezeigten Gehäuse untergebracht und ist in einem Zustand angeordnet, wo die Aussparung 3 mit einem Einlasskanal des Kraftfahrzeugmotors in Verbindung steht. Dementsprechend kann der Sensorchip 2 den negativen Druck erfassen. Ein Verstärkerschaltkreis 9 zum Verstärken eines Ausgabesignals von dem Sensorchip 2 und ein Trimmerschalt kreis 10 zum Steuern einer Schaltkreiskonstante wie zum Beispiel einem Verstärkungsfaktor des Verstärkerschalt kreises 9 sind in der Kunstharzbaugruppe 1 angeordnet. Der Sensorchip 2 und der Verstärkerschaltkreis 9 sind miteinan der über ein nicht gezeigtes Leitungssystem elektrisch verbunden.The semiconductor pressure sensor device described above is housed in a housing, not shown, and is arranged in a state where the recess 3 communicates with an intake passage of the motor vehicle engine. Accordingly, the sensor chip 2 can detect the negative pressure. An amplifier circuit 9 for amplifying an output signal from the sensor chip 2 and a trimmer circuit 10 for controlling a circuit constant such as an amplification factor of the amplifier circuit 9 are arranged in the resin assembly 1 . The sensor chip 2 and the amplifier circuit 9 are electrically connected to each other via a line system, not shown.
In der oben beschriebenen Struktur gibt es einen Fall, wo Luft in einer Lücke eingefangen wird, die zwischen der Kunstharzbaugruppe 1 und den Einspritzstiften 4 durch ein Zusammenziehen des Kunstharzes erzeugt wird, das nach dem Einspritzgiessen auftritt. Weiter, da die Kontaktierungs flecken 4a mit Gold plattiert werden, ist die Haftkraft zwischen den Oberflächen der Kontaktierungsflecken 4a und dem ersten Schutzelement 7 niedrig. Deswegen gibt es einen Fall, wo Luft an dem Schnittstellenteil zwischen den Kon taktierungsflecken 4a und dem ersten Schutzelement 7 einge fangen wird.In the structure described above, there is a case where air is trapped in a gap created between the resin assembly 1 and the injection pins 4 by contraction of the resin that occurs after injection molding. Further, since the Kontaktierungs patches 4a are plated with gold, the adhesive force between the surfaces of the bumps 4a and the first protection member 7 is low. Therefore, there is a case where air is caught at the interface part between the contact patches 4 a and the first protective element 7 .
Da jedoch gemäss der vorliegenden Ausführungsform das erste Schutzelement 7, das die oben beschriebene Lücke und den Schnittstellenteil bedeckt, aus dem Material mit dem relativ grossen Youngschen Elastizitätsmodul besteht, kann das Auftreten von Hohlräumen von der Lücke und dem Schnitt stellenteil her effektiv verhindert werden, wenn der Sensorchip 2 den negativen Druck erfasst. Weiter, da der Klebstoff 5 als der Montageteil des Sensorchips 2 zu der Kunstharzbaugruppe 1 mit dem ersten Schutzelement 7 bedeckt ist, werden Hohlräume von dem Klebstoff 5 nicht erzeugt.However, according to the present embodiment, since the first protective member 7 covering the above-described gap and the interface part is made of the material having the relatively large Young's modulus of elasticity, the occurrence of voids from the gap and the interface part can be effectively prevented if the sensor chip 2 detects the negative pressure. Further, since the adhesive 5 as the mounting part of the sensor chip 2 to the synthetic resin assembly 1 is covered with the first protective member 7 , voids are not generated by the adhesive 5 .
Dieser Effekt bzw. diese Wirkung des ersten Schutzele mentes 7 wird ausführlicher erklärt. Dieser Effekt wird erreicht, wenn man sich eine Beziehung zwischen einem Druck des Gases (Luft), das die Lücke füllt und das Hohlräume erzeugen kann, einer Zugfestigkeit und einer Klebstoff zugfestigkeit des ersten Schutzelementes 7 überlegt. Der Druck des Gases berechnet sich nach einer Gleichung PV = nRT, in welcher P der Druck des Gases, V ein Volumen der Lücke, n eine molare Menge bzw. Stoffmenge, R eine Gaskonstante und T eine Temperatur ist. Der Druck P des Gases, das die Lücke füllt, wird zu einem maximalen Druck P0, wenn der Sensorchip 2 mit einem negativen Druck Pm beaufschlagt wird. Der maximale Druck P0 wird durch eine Formel P0 = P + Pm repräsentiert. Bedingungen, die für das erste Schutzele ment 7 erforderlich sind, sind F1 ≧ P0 und F2 ≧ P0, wobei F1 die Zugfestigkeit und F2 die Klebstoffzugfestigkeit des ersten Schutzelementes 7 sind. Dementsprechend, da die Zug festigkeit und die Klebstoffzugfestigkeit des ersten Schutzelementes 7 größer als der Druck sind, wenn der nega tive Druck angelegt wird, kann die Erzeugung von Hohlräumen unterdrückt werden. Deshalb besteht das erste Schutzelement 7 aus einem Material mit einem relativ grossen Youngschen Elastizitätsmodul. Das erste Schutzelement 7 kann aus einem Klebstoff bestehen, zusätzlich zu dem oben beschriebenen Kunstharzmaterial und Gummimaterial.This effect or this effect of the first Schutzele element 7 is explained in more detail. This effect is achieved if one considers a relationship between a pressure of the gas (air) that fills the gap and can create the voids, a tensile strength and an adhesive tensile strength of the first protective element 7 . The pressure of the gas is calculated according to an equation PV = nRT, in which P is the pressure of the gas, V is a volume of the gap, n is a molar amount or amount of substance, R is a gas constant and T is a temperature. The pressure P of the gas filling the gap becomes a maximum pressure P 0 when the sensor chip 2 is subjected to a negative pressure P m . The maximum pressure P 0 is represented by a formula P 0 = P + P m . Conditions which are required for the first protective element 7 are F1 ≧ P 0 and F2 ≧ P 0 , where F1 is the tensile strength and F2 the adhesive tensile strength of the first protective element 7 . Accordingly, since the tensile strength and the adhesive tensile strength of the first protective member 7 are larger than the pressure when the negative pressure is applied, the generation of voids can be suppressed. Therefore, the first protective element 7 consists of a material with a relatively large Young's modulus of elasticity. The first protective member 7 may be made of an adhesive in addition to the synthetic resin material and rubber material described above.
Dementsprechend werden kaum Hohlräume erzeugt, die in der Lage sind, die Isolierleistungen des ersten Schutzele mentes 7 und des zweiten Schutzelementes 8 zu beeinträchti gen und einen Bruch der Kontaktierungsdrähte 6 zu verursa chen, was zu einer verbesserten Betriebszuverlässigkeit führt. Weiter, da die Kunstharzbaugruppe 1 verwendet wird, um den Sensorchip 2 zu montieren, führt das Ausbilden der Aussparung 3 nicht zu einer erhöhten Anzahl der Teile. Die oben beschriebenen Effekte können mit einer einfachen Struktur bereitgestellt werden. Da das erste Schutzelement 7 angeordnet wird, um die Membran 2a als den messenden Teil freizulegen, und die Membran 2a mit dem zweiten Schutzele ment 8 bedeckt wird, das aus einem Gel besteht, das einen relativ niedrigen Youngschen Elastizitätsmodul besitzt, kann eine hinreichende Isolierleistung bzw. ein hinreichen des Isoliervermögen bereitgestellt werden, ohne die Mess leitung bzw. das Messvermögen der Membran 2 zu verhindern bzw. zu beeinträchtigen.Accordingly, voids are hardly generated, which are able to affect the insulating performance of the first protective element 7 and the second protective element 8 and cause a breakage of the contacting wires 6 , which leads to improved operational reliability. Furthermore, since the synthetic resin assembly 1 is used to mount the sensor chip 2 , the formation of the recess 3 does not lead to an increased number of parts. The effects described above can be provided with a simple structure. Since the first protective element 7 is arranged to expose the membrane 2 a as the measuring part, and the membrane 2 a is covered with the second protective element 8 , which consists of a gel that has a relatively low Young's modulus of elasticity, can be sufficient Insulating performance or a sufficient insulating capacity are provided without preventing or impairing the measuring line or the measuring capacity of the membrane 2 .
Sowohl das Material, das das erste Schutzelement 7 bil det, als auch das Material, das das zweite Schutzelement 8 bildet, wie sie oben beschrieben wurden, besitzen einen hinreichenden Widerstand gegenüber Gasolin, Gasöl und der gleichen. Folglich kann die Drucksensorvorrichtung zum er fassen des Einlassdruckes des Motors unter Bedingungen ver wendet werden, wo sie Gasolin oder Gasöl ausgesetzt ist, ohne dass es irgendwelche Probleme verursacht. Both the material forming the first protective member 7 and the material forming the second protective member 8 as described above have sufficient resistance to gasoline, gas oil and the like. As a result, the pressure sensor device for detecting the intake pressure of the engine can be used under conditions where it is exposed to gasoline or gas oil without causing any problems.
Obwohl die vorliegende Erfindung gezeigt und beschrie ben wurde unter Bezugnahme auf die vorhergehende bevorzugte Ausführungsform, ist es für Fachleute offensichtlich, dass Änderungen in Form und Detail daran ausgeführt werden kön nen, ohne von dem Anwendungsbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert wird, abzuweichen.Although the present invention has been shown and described ben has been preferred with reference to the previous one Embodiment, it is obvious to those skilled in the art that Changes in form and detail can be made nen, without departing from the scope of the invention as he is defined in the appended claims.
Zum Beispiel ist der Halbleiterdrucksensorchip nicht auf den Membrantyp beschränkt, der einen Piezowiderstands effekt verwendet, und es können andere Typen wie zum Bei spiel ein elektrostatischer Kapazitätstyp sein. Obwohl die Kunstharzbaugruppe 1 mit der Aussparung 3 zum Montieren des Sensorchips ausgebildet ist, ist es nicht immer notwendig, die Aussparung 3 zu bilden. Es ist für das erste Schutzele ment 7 hinreichend, wenigstens die Einspritzstifte 4 und die näheren Umgebungen der Einspritzstifte 4 zu bedecken. Der Verstärkerschaltkreis 9 und der Trimmerschaltkreis 10 können in Bezug auf den Sensorchip 2 als ein monolitischer IC integriert werden. Ein drittes Schutzelement kann zwi schen dem ersten Schutzelement 7 und dem zweiten Schutzele ment 8 mit einer Härte zwischen jener der Elemente 7 und 8 angeordnet werden.For example, the semiconductor pressure sensor chip is not limited to the membrane type using a piezoresistive effect, and other types such as an electrostatic capacitance type may be used. Although the resin assembly 1 is formed with the recess 3 for mounting the sensor chip, it is not always necessary to form the recess 3 . It is sufficient for the first protective element 7 to cover at least the injection pins 4 and the vicinity of the injection pins 4 . The amplifier circuit 9 and the trimmer circuit 10 can be integrated with respect to the sensor chip 2 as a monolithic IC. A third protective element can be arranged between the first protective element 7 and the second protective element 8 with a hardness between that of the elements 7 and 8 .
Claims (12)
einer Kunstharzbaugruppe (1);
einem leitfähigen Element (4), das mittels Einspritz giessen integral mit der Kunstharzbaugruppe (1) ausge bildet ist, derart, dass es einen in Bezug auf die Kunstharzbaugruppe (1) freiliegenden leitfähigen Teil (4a) besitzt;
einem Sensorchip (2), der auf der Kunstharzbaugruppe (1) montiert und mit dem leitfähigen Teil (4a) elek trisch verbunden ist, wobei der Sensorchip (2) einen messenden Teil (2a) zum Erfassen eines negativen Druckes besitzt;
einem ersten Schutzelement (7), das einen Bereich be deckt, der eine gesamte Oberfläche des leitfähigen Teiles (4a) einschliesst und der den messenden Teil (2a) des Sensorchips (2) ausschliesst; und
einem zweiten Schutzelement (8), das das erste Schutz element (7) und den messenden Teil (2a) bedeckt,
wobei das erste Schutzelement (7) einen Youngschen Elastizitätsmodul besitzt, der grösser als ein Young scher Elastizitätsmodul des zweiten Schutzelementes (8) ist.1. Semiconductor pressure sensor device for detecting a negative pressure with:
a synthetic resin assembly ( 1 );
a conductive element ( 4 ), which is integrally formed with the synthetic resin assembly ( 1 ) by injection molding, in such a way that it has an exposed conductive part ( 4 a) with respect to the synthetic resin assembly ( 1 );
a sensor chip ( 2 ), which is mounted on the synthetic resin assembly ( 1 ) and is electrically connected to the conductive part ( 4 a), the sensor chip ( 2 ) having a measuring part ( 2 a) for detecting a negative pressure;
a first protective element ( 7 ) which covers an area which includes an entire surface of the conductive part ( 4 a) and which excludes the measuring part ( 2 a) of the sensor chip ( 2 ); and
a second protective element ( 8 ) covering the first protective element ( 7 ) and the measuring part ( 2 a),
wherein the first protective element ( 7 ) has a Young's modulus of elasticity which is greater than a Young's modulus of elasticity of the second protective element ( 8 ).
der Sensorchip (2) auf der Baugruppe (1) bei einem Montageteil davon an einer dem messenden Teil (2a) ge genüberliegenden Seite montiert ist; und
der Montageteil mit dem ersten Schutzelement (7) be deckt ist.3. A semiconductor pressure sensor device according to any one of the preceding claims, wherein
the sensor chip ( 2 ) on the assembly ( 1 ) is mounted on an assembly part thereof on a side opposite the measuring part ( 2 a); and
the mounting part with the first protective element ( 7 ) is covered.
das erste Schutzelement (7) aus einem Material besteht, das aus einer Gruppe ausgewählt wurde, die aus einem Kunstharzmaterial auf der Grundlage von Fluor, einem Kunstharzmaterial auf der Grundlage von Phlorosilikon und einem Gummimaterial besteht; und
das zweite Schutzelement (8) aus einem Material be steht, das aus einer Gruppe ausgewählt wurde, die aus einem Gel auf der Grundlage von Fluor und einem Gel auf der Grundlage von Phlorosilikon besteht.4. A semiconductor pressure sensor device according to any one of the preceding claims, wherein
the first protective member ( 7 ) is made of a material selected from a group consisting of a fluorine-based resin material, a phlorosilicone-based resin material, and a rubber material; and
the second protective element ( 8 ) consists of a material selected from a group consisting of a gel based on fluorine and a gel based on phlorosilicone.
F1 ≧ P + Pm und
F2 ≧ P + Pm,
wobei P ein Druck der Luft ist, die eine Lücke füllt, die zwischen dem ersten Schutzelement (7) und dem leit fähigen Element (4) erzeugt wurde, und Pm ein negativer Druck ist, der an dem messenden Teil (2a) anliegt.6. The semiconductor pressure sensor device according to claim 1, wherein the first protective element ( 7 ) has a tensile strength F1 and an adhesive tensile strength F2, which are represented by:
F1 ≧ P + P m and
F2 ≧ P + P m ,
where P is a pressure of the air that fills a gap that has been created between the first protective element ( 7 ) and the conductive element ( 4 ), and P m is a negative pressure that is applied to the measuring part ( 2 a) .
einer Baugruppe (1);
einem leitfähigen Element (4, 4a), das auf der Ober fläche der Baugruppe (1) angeordnet ist;
einem Sensorchip (2) mit einem messenden Teil (2a) zum Erfassen eines Druckes und einem Elektrodenteil, und auf der Baugruppe (1) an einer dem messenden Teil (2a) gegenüberliegenden Seite montiert, wobei der Elektro denteil mit dem leitfähigen Element (4, 4a) elektrisch verbunden ist; und
einem Schutzelement (7, 8), das eine gesamte Oberfläche des leitfähigen Elementes (4, 4a) in Kontakt mit der Oberfläche der Baugruppe (1) bedeckt und einen Young schen Elastizitätsmodul besitzt, der grösser als unge fähr 0,1 MPa ist.8. Semiconductor pressure sensor device with:
an assembly ( 1 );
a conductive element ( 4 , 4 a) which is arranged on the upper surface of the assembly ( 1 );
a sensor chip ( 2 ) with a measuring part ( 2 a) for detecting a pressure and an electrode part, and mounted on the assembly ( 1 ) on a side opposite the measuring part ( 2 a), the electrode part with the conductive element ( 4 , 4 a) is electrically connected; and
a protective element ( 7 , 8 ) which covers an entire surface of the conductive element ( 4 , 4 a) in contact with the surface of the assembly ( 1 ) and has a Young's modulus of elasticity which is greater than approximately 0.1 MPa.
die Baugruppe (1) aus Kunstharz besteht und eine Aus sparung (3) mit einer Bodenfläche besitzt, auf der der Sensorchip (2) montiert ist;
die ersten und zweiten leitfähigen Elemente (7, 8) die Aussparung (3) füllen, um den Sensorchip (2) gänzlich zu bedecken.10. The semiconductor pressure sensor device according to claim 9, wherein
the assembly ( 1 ) consists of synthetic resin and has a saving ( 3 ) with a bottom surface on which the sensor chip ( 2 ) is mounted;
the first and second conductive elements ( 7 , 8 ) fill the recess ( 3 ) to completely cover the sensor chip ( 2 ).
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