JP2018096910A - Pressure sensor - Google Patents

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緒方 逸平
Ippei Ogata
逸平 緒方
光浩 今野
Mitsuhiro Konno
光浩 今野
久幸 竹内
Hisayuki Takeuchi
久幸 竹内
佐藤 順一
Junichi Sato
順一 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure sensor improving reliability of adhering a metal stem with an adhesive material such as a sensor chip and an adhesive glass.SOLUTION: A sensor chip 40 is adhered on one surface 10a of a metal stem 10 via an adhesive glass 30 comprising a first adhesive glass 31 and a second adhesive glass 32. Specifically, the first adhesive glass 31 is surrounded by the second adhesive glass 32 which is different from the first adhesive glass 31 in thermal expansion coefficient, while the sensor chip 40 is adhered to the first adhesive glass 31. In this way, a sheer stress is reduced among the adhesive glass 30, the metal stem 10, and the sensor chip 40 due to a thin thickness of the adhesive glass 30, and the crack and abrasion of the adhesive glass 30 are prevented from being generated. Thus, a pressure sensor high in reliability of the adhesion with the metal stem 10, the sensor chip 30, and the sensor chip 40 is provided.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、圧力検出用のダイヤフラムを有する金属ステムにセンサチップを接合してなる圧力センサに関するものである。   The present invention relates to a pressure sensor formed by joining a sensor chip to a metal stem having a pressure detection diaphragm.

従来、高圧を検出できる圧力センサとして、ダイヤフラムが形成された有底円筒状の金属ステムと、ダイヤフラムの歪検出を行う歪検出素子が形成されたセンサチップとを備え、接合ガラスを介してセンサチップがダイヤフラム上に接合されたものが知られている。   Conventionally, as a pressure sensor capable of detecting high pressure, a sensor chip having a bottomed cylindrical metal stem formed with a diaphragm and a sensor chip formed with a strain detection element for detecting strain of the diaphragm is provided through a bonding glass. Is known that is bonded on the diaphragm.

例えば、センサチップについては、シリコンからなる半導体基板に半導体素子が形成されたもので構成され、金属ステムについては、SUS430などの金属材料で構成されている。そして、センサチップは、ペースト状もしくはタブレット状の接合ガラスを介して金属ステムの上に配置されている。具体的には、センサチップは、例えば、ペースト状もしくはタブレット状の接合ガラス上に配置され、接合ガラスを熱処理によって焼成もしくは溶融した後に、冷却により固化することで、金属ステムの上に接合ガラスを介して接合されている。   For example, the sensor chip is composed of a semiconductor substrate made of silicon and the metal stem is composed of a metal material such as SUS430. And the sensor chip is arrange | positioned on the metal stem through the paste-like or tablet-like joining glass. Specifically, the sensor chip is disposed on, for example, a paste-like or tablet-like bonded glass, and the bonded glass is fired or melted by heat treatment and then solidified by cooling, whereby the bonded glass is placed on the metal stem. Are joined through.

上記のように金属ステムや半導体素子のように熱膨張係数の異なる部材間を安定的にガラス接合するためには、接合ガラスの熱膨張係数を2つの部材の熱膨張係数を考慮した上で所定の範囲に調整する必要がある。このような接合ガラスとしては、例えば特許文献1に記載の接合材が挙げられる。   In order to stably perform glass bonding between members having different thermal expansion coefficients such as metal stems and semiconductor elements as described above, the thermal expansion coefficient of the bonding glass is determined in consideration of the thermal expansion coefficients of the two members. It is necessary to adjust to the range. As such a bonding glass, for example, a bonding material described in Patent Document 1 can be mentioned.

特許文献1に記載の接合材は、3層以上のガラスが積層されて構成されると共に、該ガラスの積層方向に沿って30℃〜500℃の熱膨張係数が各層ごとに段階的に増大するように構成されている。また、このような構成において、当該接合材においては、いずれのガラス層にもアルカリ成分が含まれておらず、隣り合う各層の30℃〜500℃における熱膨張係数の差については、1.5ppm/K以下とされている。   The bonding material described in Patent Document 1 is configured by laminating three or more layers of glass, and a thermal expansion coefficient of 30 ° C. to 500 ° C. increases step by step along the direction of the glass lamination. It is configured as follows. In such a configuration, in the bonding material, any glass layer does not contain an alkali component, and the difference in thermal expansion coefficient between adjacent layers at 30 ° C. to 500 ° C. is 1.5 ppm. / K or less.

このように熱膨張係数の勾配を有する構成とされた接合材を用いることにより、熱膨張係数の異なる部材間における熱膨張係数の差を緩和でき、これらの部材間を強固に接合することができる。   By using the bonding material having the gradient of the thermal expansion coefficient in this way, the difference in the thermal expansion coefficient between the members having different thermal expansion coefficients can be alleviated, and the members can be firmly bonded. .

特開2016−37422号公報JP 2016-37422 A

しかしながら、特許文献1に記載の接合材では、3層以上の熱膨張係数の異なるガラスを面方向に積み重ねて一体化した構成としており、その厚みが厚く、薄肉化された圧力センサには適用され難い。すなわち、近年、圧力センサでは、小型化、軽量化、高感度化が進み、接合ガラスの厚みを薄くすることが検討されており、接合ガラスの厚みが厚くなることは好ましくない。   However, the bonding material described in Patent Document 1 has a structure in which three or more layers of glasses having different thermal expansion coefficients are stacked and integrated in the surface direction, and is applied to a pressure sensor that is thick and thin. hard. That is, in recent years, pressure sensors have been reduced in size, weight, and sensitivity, and it has been studied to reduce the thickness of the bonding glass. It is not preferable that the thickness of the bonding glass be increased.

そこで、本発明者らが、接合ガラスおよびセンサチップが薄肉化された圧力センサについて検討したところ、単に接合ガラスやセンサチップを薄くしただけでは、接合ガラスおよびセンサチップに剥離や亀裂が発生することが判明した。   Therefore, the present inventors examined a pressure sensor in which the bonding glass and the sensor chip are thinned, and if the bonding glass or the sensor chip is simply thinned, peeling or cracking occurs in the bonding glass and the sensor chip. There was found.

具体的には、接合ガラスが薄肉化されるとその強度が低くなるため、センサチップを金属ステムにガラス接合した後の冷却プロセスにおいて、接合ガラスがこの接合ガラス内部に発生するせん断応力に耐え切れず、破壊され得る。また、冷熱サイクル等の信頼性試験においては、せん断応力が高い部位を起点にして接合ガラスとセンサチップとの間での剥離発生やセンサチップの亀裂発生が生じ得る。   Specifically, when the bonding glass is thinned, its strength decreases, so that the bonding glass can withstand the shear stress generated inside the bonding glass in the cooling process after glass bonding the sensor chip to the metal stem. And can be destroyed. In a reliability test such as a thermal cycle, peeling between the bonding glass and the sensor chip or cracking of the sensor chip may occur starting from a site having a high shear stress.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、薄肉化された接合ガラスを介してセンサチップを接合しつつ、薄肉化された構成でありながらも信頼性の高い圧力センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a pressure sensor that is highly reliable while having a thinned structure while bonding a sensor chip through a thinned bonding glass. For the purpose.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の圧力センサは、印加される圧力に応じて電気出力を発生させる圧力センサであって、圧力検出用のダイヤフラム(11)が形成された一面(10a)を有する金属ステム(10)と、一面のうちダイヤフラム上に配置された第1接合ガラス(31)と第2接合ガラス(32)とを有してなる接合ガラス(30)と、ダイヤフラム上に第1接合ガラスを介して接合され、ダイヤフラムの歪みに応じた電気出力を発生する歪検出部(41)を備えるセンサチップ(40)と、を備える。このような構成において、一面に対する法線方向から見て、センサチップは、第1接合ガラスの外郭領域内に収まるように設けられると共に、センサチップの外縁部の一部または全部が第1接合ガラスと第2接合ガラスとが接合された接合界面(33)と重なるように配置され、第1接合ガラスの熱膨張係数は、第2接合ガラスの熱膨張係数より大きく、かつ金属ステムの熱膨張係数より小さく、第2接合ガラスは、法線方向から見て、第1接合ガラスの外郭領域のうちセンサチップの外縁部と重なる領域の外側に配置され、第1接合ガラスを囲むように形成されており、第2接合ガラスの熱膨張係数は、センサチップの熱膨張係数以上である。   In order to achieve the above object, a pressure sensor according to claim 1 is a pressure sensor that generates an electrical output in accordance with an applied pressure, and is provided with a surface (10a) on which a pressure detection diaphragm (11) is formed. ) Having a metal stem (10) having a first bonding glass (31) and a second bonding glass (32) disposed on the diaphragm of one surface, and on the diaphragm A sensor chip (40) including a strain detection unit (41) that is bonded via a first bonded glass and generates an electrical output corresponding to the strain of the diaphragm. In such a configuration, the sensor chip is provided so as to be within the outer region of the first bonding glass as viewed from the normal direction to the one surface, and a part or all of the outer edge portion of the sensor chip is the first bonding glass. And the second bonded glass are arranged so as to overlap the bonded interface (33), the first bonded glass has a thermal expansion coefficient larger than that of the second bonded glass, and the thermal expansion coefficient of the metal stem. The second bonded glass is smaller and is disposed outside the outer region of the first bonded glass that overlaps the outer edge of the sensor chip when viewed from the normal direction, and is formed so as to surround the first bonded glass. The thermal expansion coefficient of the second bonding glass is equal to or higher than the thermal expansion coefficient of the sensor chip.

これにより、センサチップおよび接合ガラスを薄肉化しつつも、接合ガラスに発生するせん断応力が緩和されることで、センサチップや接合ガラスの剥離や割れ亀裂を抑制でき、接合の信頼性の高い圧力センサとなる。   This makes it possible to suppress peeling and cracking of the sensor chip and the bonding glass by reducing the shear stress generated in the bonding glass while reducing the thickness of the sensor chip and the bonding glass, and a pressure sensor with high bonding reliability. It becomes.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows an example of a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第1実施形態の圧力センサを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the pressure sensor of 1st Embodiment. 図1中の破線で囲む領域IIの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the area | region II enclosed with the broken line in FIG. 二点鎖線で示したセンサチップを金属ステムに接合する接合ガラスであって、これを構成する熱膨張係数の異なる第1接合ガラスおよび第2接合ガラスの配置例を示す上面レイアウト図である。FIG. 6 is a top layout diagram illustrating an arrangement example of a first bonding glass and a second bonding glass which are bonded glasses for bonding a sensor chip indicated by a two-dot chain line to a metal stem and have different thermal expansion coefficients. 接合ガラスが熱膨張係数の異なる2つの材料により構成された複数の実施例と接合ガラスが1つの材料により構成された複数の比較例について、信頼性試験を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed the reliability test about the some Example in which joining glass was comprised by two materials from which a thermal expansion coefficient differs, and the some comparative example by which joining glass was comprised by one material. 第2実施形態の圧力センサにおける第1接合ガラス、第2接合ガラスおよびセンサチップの配置例を示す上面レイアウト図である。It is an upper surface layout figure showing the example of arrangement of the 1st joined glass, the 2nd joined glass, and the sensor chip in the pressure sensor of a 2nd embodiment. 図5に示す一点鎖線VI−VI間の断面構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross-sectional structure between the dashed-dotted lines VI-VI shown in FIG. 他の実施形態の圧力センサにおける第1接合ガラス、第2接合ガラスおよびセンサチップ配置例を示す上面レイアウト図である。It is a top surface layout figure showing the example of the 1st joined glass in the pressure sensor of other embodiments, the 2nd joined glass, and a sensor chip. 他の実施形態の圧力センサにおける第1接合ガラス、第2接合ガラスおよびセンサチップ配置例を示す上面レイアウト図である。It is a top surface layout figure showing the example of the 1st joined glass in the pressure sensor of other embodiments, the 2nd joined glass, and a sensor chip.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

(第1実施形態)
第1実施形態にかかる圧力センサについて説明する。なお、本実施形態の圧力センサは、例えば、自動車における燃料噴射用の燃料パイプの燃料圧やブレーキ液圧の検出用のように、高圧、例えば200〜300MPa程度の圧力検出を行う製品に適用されると好適である。
(First embodiment)
The pressure sensor according to the first embodiment will be described. The pressure sensor of the present embodiment is applied to a product that detects a high pressure, for example, about 200 to 300 MPa, for example, for detecting the fuel pressure or the brake fluid pressure of a fuel pipe for fuel injection in an automobile. It is preferable.

図1に示されるように、圧力センサは、金属ステム10、ハウジング20、接合ガラス30、センサチップ40、回路基板50、リード60、61、コネクタ70およびターミナル71などによって構成されている。   As shown in FIG. 1, the pressure sensor includes a metal stem 10, a housing 20, a bonding glass 30, a sensor chip 40, a circuit board 50, leads 60 and 61, a connector 70, a terminal 71, and the like.

金属ステム10は、SUS430、SUS630、SUS304のようなステンレス鋼等の金属によって構成され、有底筒状部材とされている。金属ステム10の底面にて薄肉のダイヤフラム11が構成されており、金属ステム10のうちダイヤフラム11と反対側の他端部が中空の開口部12とされている。開口部12から形成された中空の内部空間13は円柱形状とされており、ダイヤフラム11の上面形状が円形状となっている。   The metal stem 10 is made of a metal such as stainless steel such as SUS430, SUS630, and SUS304, and is a bottomed cylindrical member. A thin diaphragm 11 is formed on the bottom surface of the metal stem 10, and the other end of the metal stem 10 opposite to the diaphragm 11 is a hollow opening 12. A hollow internal space 13 formed from the opening 12 has a cylindrical shape, and the upper surface of the diaphragm 11 has a circular shape.

また、金属ステム10は、ダイヤフラム11側の方が開口部12側に比べて外周径が大きくなるようにフランジ形状とされた底部14が形成されている。この底部14のうち開口部12と反対側の面を一面10aとして、一面10aの上に、接合ガラス30を介してセンサチップ40が配置されると共に、接合ガラス30およびセンサチップ40の周囲に回路基板50が配置されている。より詳しくは、底部14のうちダイヤフラム11と対応する位置に接合ガラス30を介してセンサチップ40が接合され、ダイヤフラム11の周囲の部分に回路基板50が固定されている。そして、開口部12を通じて導入される圧力媒体の圧力がダイヤフラム11における受圧面に印加され、その圧力に応じた歪みが接合ガラス30を介してセンサチップ40に伝えられるようになっている。   Further, the metal stem 10 is formed with a bottom portion 14 having a flange shape so that the outer diameter of the diaphragm 11 is larger than that of the opening 12. The surface of the bottom 14 opposite to the opening 12 is defined as one surface 10a, and the sensor chip 40 is disposed on the one surface 10a via the bonding glass 30, and a circuit is formed around the bonding glass 30 and the sensor chip 40. A substrate 50 is disposed. More specifically, the sensor chip 40 is bonded to the position corresponding to the diaphragm 11 in the bottom portion 14 via the bonding glass 30, and the circuit board 50 is fixed to a portion around the diaphragm 11. The pressure of the pressure medium introduced through the opening 12 is applied to the pressure receiving surface of the diaphragm 11, and the strain corresponding to the pressure is transmitted to the sensor chip 40 through the bonding glass 30.

さらに、底部14のうち回路基板50と対応する位置には凹部15が形成されており、当該凹部15内に、回路基板50を貫通するように設けられたリード60の先端が入り込んでいる。この凹部15内には図示しない接着剤等が充填されており、この接着剤を介して回路基板50が底部14に貼り付けられている。   Further, a recess 15 is formed at a position corresponding to the circuit board 50 in the bottom portion 14, and a tip of a lead 60 provided so as to penetrate the circuit board 50 enters the recess 15. The recess 15 is filled with an adhesive or the like (not shown), and the circuit board 50 is attached to the bottom 14 via the adhesive.

ハウジング20は、例えば図示しない燃料パイプなどの被取付対象に直接取り付けられるもので、外周面に取付用のネジ21が形成されている。このネジ21の部分を例えば燃料パイプに螺合することによって開口部12が燃料パイプ内と連通して、金属ステム10への圧力媒体の導入が可能となる。   The housing 20 is directly attached to an attachment target such as a fuel pipe (not shown), for example, and an attachment screw 21 is formed on the outer peripheral surface. By screwing the screw 21 into, for example, a fuel pipe, the opening 12 communicates with the inside of the fuel pipe, and the pressure medium can be introduced into the metal stem 10.

ハウジング20の内部には、金属ステム10の一部が嵌め込まれる中空部22と、センサチップ40などが収容される収容空間23とが形成されている。収容空間23の径は、中空部22の径よりも大きくされている。そして、上記した金属ステム10は、底部14よりも開口部12側の部分が中空部22に嵌め込まれることでハウジング20に固定されている。収容空間23には、底部14に加えて、接合ガラス30やセンサチップ40および回路基板50などが収容されている。   Inside the housing 20, a hollow portion 22 into which a part of the metal stem 10 is fitted and an accommodation space 23 in which the sensor chip 40 and the like are accommodated are formed. The diameter of the accommodation space 23 is made larger than the diameter of the hollow portion 22. The metal stem 10 described above is fixed to the housing 20 by fitting a portion closer to the opening 12 than the bottom 14 into the hollow portion 22. In the accommodation space 23, in addition to the bottom portion 14, a bonding glass 30, a sensor chip 40, a circuit board 50, and the like are accommodated.

また、ハウジング20のうちネジ21と反対側には、ハウジング20の内径が拡大されることで構成された第1段付部24と、更にハウジング20の内径が拡大されることで構成された第2段付部25が形成されている。第1段付部24に当接するようにシール部材26が配置され、シール部材26に当接するようにコネクタ70が配置されている。シール部材26は、ゴムで構成されたOリング26aと樹脂もしくは金属で構成された環状部26bとを有した構成とされている。そして、コネクタ70がOリング26aを押圧するようにしてハウジング20に固定されることで、ハウジング20とコネクタ70との間のシール性が確保されている。   Further, on the opposite side of the housing 20 from the screw 21, a first stepped portion 24 configured by expanding the inner diameter of the housing 20 and a first step configured by further expanding the inner diameter of the housing 20. A two-stepped portion 25 is formed. The seal member 26 is disposed so as to contact the first stepped portion 24, and the connector 70 is disposed so as to contact the seal member 26. The seal member 26 has an O-ring 26a made of rubber and an annular portion 26b made of resin or metal. The connector 70 is fixed to the housing 20 so as to press the O-ring 26a, so that the sealing property between the housing 20 and the connector 70 is secured.

さらに、ハウジング20のうちネジ21の反対側の先端部27が径方向内方にかしめられていることで、このかしめによってコネクタ70が先端部27に固定されている。   Further, the distal end portion 27 on the opposite side of the screw 21 in the housing 20 is caulked inward in the radial direction, so that the connector 70 is fixed to the distal end portion 27 by caulking.

なお、本実施形態では、ハウジング20を金属ステム10と別体のもので構成した場合を示してあるが、金属ステム10とハウジング20とを1部材で構成することもできる。例えば、1本の金属材料を用意し、切削加工を行うことによって、金属ステム10とハウジング20とを一体構造としたものを作製することも可能である。   In the present embodiment, the case where the housing 20 is configured separately from the metal stem 10 is shown, but the metal stem 10 and the housing 20 can also be configured as a single member. For example, it is also possible to prepare a metal stem 10 and the housing 20 as an integrated structure by preparing a single metal material and performing a cutting process.

接合ガラス30は、センサチップ40を金属ステム10に対して接合するための接合材に相当する。接合ガラス30は、例えば酸化物からなるガラス質を母材として構成されている。このような材料としては、酸化鉛(PbO)、酸化ホウ素(B)、アルミナ(Al)、シリカ(SiO)などが挙げられる。これらの中でも、鉛を含むガラス質である酸化鉛については、流動性があり、金属ステム10とセンサチップ40との線膨張係数差に基づく熱膨張の制御を行うのに適していることから、接合ガラス30に好適な材料である。 The bonding glass 30 corresponds to a bonding material for bonding the sensor chip 40 to the metal stem 10. The bonding glass 30 is configured using, for example, a glassy material made of an oxide as a base material. Examples of such a material include lead oxide (PbO), boron oxide (B 2 O 3 ), alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), and the like. Among these, lead oxide, which is glassy containing lead, has fluidity and is suitable for controlling thermal expansion based on the difference in linear expansion coefficient between the metal stem 10 and the sensor chip 40. It is a material suitable for the bonding glass 30.

また、接合ガラス30は、フィラーを含有していても良い。フィラーとしては、ガラス質のガラス転位温度でも形状変化が無い材料で構成され、例えば鉛、チタン、カルシウム、ジルコニウムおよびシリコンのうちの1種もしくは複数種の元素を含む金属酸化物を粒子状としたものを用いることができる。フィラーの粒径については任意であるが、20μm以下のものであると好ましい。なお、上記のようなフィラーを無機ガラスに含有させることにより、接合ガラス30の熱膨張係数を任意の値に調整することもできる。   Moreover, the bonding glass 30 may contain a filler. The filler is made of a material that does not change in shape even at a glassy glass transition temperature. For example, a metal oxide containing one or more elements of lead, titanium, calcium, zirconium, and silicon is made into particles. Things can be used. The particle size of the filler is arbitrary, but is preferably 20 μm or less. In addition, the thermal expansion coefficient of the joining glass 30 can also be adjusted to arbitrary values by containing the above fillers in inorganic glass.

接合ガラス30は、熱膨張係数が異なる第1接合ガラス31と第2接合ガラス32とを有してなる。具体的には、第1接合ガラス31は、例えば図2に示すようにセンサチップ40の下部に配置され、センサチップ40を金属ステム10に対して接合させるための接合材である。第2接合ガラス32は、図3に示すように、金属ステム10の一面10aに対する法線方向(以下「一面法線方向」という)から見て、第1接合ガラス31を囲むようにこれに接して配置され、第1接合ガラス31の応力を緩和するためのものである。これらの具体的な配置や熱膨張係数等については、後ほど詳しく説明する。   The bonding glass 30 includes a first bonding glass 31 and a second bonding glass 32 having different thermal expansion coefficients. Specifically, the first bonding glass 31 is a bonding material that is disposed under the sensor chip 40 as illustrated in FIG. 2, for bonding the sensor chip 40 to the metal stem 10, for example. As shown in FIG. 3, the second bonding glass 32 is in contact with the first bonding glass 31 so as to surround the first bonding glass 31 when viewed from the normal direction to the one surface 10 a of the metal stem 10 (hereinafter referred to as “one surface normal direction”). Are arranged to relieve the stress of the first bonding glass 31. These specific arrangements and thermal expansion coefficients will be described in detail later.

第1接合ガラス31および第2接合ガラス32は、例えば上記のようなガラス質に溶媒を加えてなるペースト状ガラスを素材とし、このペーストを固化させてなる。例えば、ダイヤフラム11が形成された金属ステム10の一面10a上に第1接合ガラス31の材料に溶媒を加えてペースト状にしたペースト状ガラスをディスペンサーで略四角形状となるように塗布する。続けて、第2接合ガラス32の材料に溶媒を加えてペースト状にしたペースト状ガラスを、例えば第1接合ガラス31となるペースト状ガラスを囲みつつ、全体で一つの円となるように金属ステム10の一面10a上にディスペンサーで塗布する。   The first bonding glass 31 and the second bonding glass 32 are made by using, for example, pasty glass obtained by adding a solvent to the glassy material as described above, and solidifying this paste. For example, paste glass made by adding a solvent to the material of the first bonding glass 31 and applying a paste to the surface 10a of the metal stem 10 on which the diaphragm 11 is formed is applied in a substantially square shape with a dispenser. Subsequently, the paste-like glass obtained by adding a solvent to the material of the second bonding glass 32 to form a paste, for example, surrounds the paste-like glass that becomes the first bonding glass 31, and forms a metal stem so as to form one circle as a whole. 10 is applied on one surface 10a by a dispenser.

そして、例えば四角形状とされたセンサチップ40をその外郭と略四角形状とされた第1接合ガラス31となるペースト状ガラスの外郭とが重なるように配置する。その後、例えば、加熱炉にて440℃で10分間の加熱を行い、第1接合ガラス31および第2接合ガラス32の材料を加熱溶融し、その後自然冷却して固化する。このようにして、図3に示すようにセンサチップ40を接合することができる。   Then, for example, the sensor chip 40 having a quadrangular shape is arranged so that the outline of the sensor chip 40 and the outline of the paste-like glass to be the first bonding glass 31 having a substantially quadrangular shape overlap. Thereafter, for example, heating is performed at 440 ° C. for 10 minutes in a heating furnace, the materials of the first bonding glass 31 and the second bonding glass 32 are heated and melted, and then naturally cooled and solidified. In this way, the sensor chip 40 can be bonded as shown in FIG.

なお、上記ではハウジング20に固定される前の金属ステム10に接合ガラス30の材料を塗布する例を説明したが、ハウジング20に固定された後の金属ステム10やハウジング20と一体化された金属ステム10に接合ガラス30の材料を塗布してもよい。   In addition, although the example which apply | coats the material of the joining glass 30 to the metal stem 10 before fixing to the housing 20 was demonstrated above, the metal stem 10 after fixing to the housing 20 and the metal integrated with the housing 20 were demonstrated. The material of the bonding glass 30 may be applied to the stem 10.

センサチップ40は、開口部12から金属ステム10の内部に導入された圧力媒体の圧力によってダイヤフラム11が変形したときに発生する歪みを検出するものである。具体的には、センサチップ40には、図2に示すように、ダイヤフラム11の歪みに応じた電気出力をセンサ信号として出力する歪検出素子としての歪検出部41が形成されている。例えば、センサチップ40は、本実施形態では、四角形状とされたシリコン基板によって構成されている。歪検出部41は、例えばセンサチップ40に形成された拡散抵抗によって構成され、4つのゲージ抵抗でホイートストンブリッジ回路が形成されたものとされている。   The sensor chip 40 detects distortion generated when the diaphragm 11 is deformed by the pressure of the pressure medium introduced into the metal stem 10 from the opening 12. Specifically, as shown in FIG. 2, the sensor chip 40 is formed with a strain detection unit 41 as a strain detection element that outputs an electrical output corresponding to the strain of the diaphragm 11 as a sensor signal. For example, in this embodiment, the sensor chip 40 is configured by a silicon substrate having a quadrangular shape. The strain detection unit 41 is configured by, for example, a diffused resistor formed in the sensor chip 40, and a Wheatstone bridge circuit is formed by four gauge resistors.

このような構成とされたセンサチップ40において、圧力印加に伴ってダイヤフラム11が変形すると、それに基づく歪みにより、ホイートストンブリッジ回路を構成する4つのゲージ抵抗のうち一方の対向する1組については圧縮応力が加わる。そして、残る他方の対向する1組については引張応力が加わる。これにより、ゲージ抵抗が構成するホイートストンブリッジ回路の中点電圧が変化するため、歪検出部41では、印加された圧力を電気信号に変換した電気出力をすることが可能となっている。   In the sensor chip 40 having such a configuration, when the diaphragm 11 is deformed as pressure is applied, a compressive stress is applied to one opposing pair of the four gauge resistors constituting the Wheatstone bridge circuit due to distortion based on the deformation. Will be added. Then, a tensile stress is applied to the other opposing pair. As a result, the midpoint voltage of the Wheatstone bridge circuit formed by the gauge resistor changes, so that the strain detection unit 41 can output an electric signal obtained by converting the applied pressure into an electric signal.

なお、センサチップ40の所望箇所と回路基板50の所望箇所とがボンディングワイヤ42を介して電気的に接続されており、例えば歪検出部41の電気出力が回路基板50に伝えられる。また、センサチップ40に、歪検出部41の電気出力を信号処理する信号処理回路を備えることもできる。その場合、回路基板50には、歪検出部41の電気出力が信号処理回路で処理されてから回路基板50に対して出力される。   In addition, the desired location of the sensor chip 40 and the desired location of the circuit board 50 are electrically connected via the bonding wire 42, and, for example, the electrical output of the strain detector 41 is transmitted to the circuit board 50. In addition, the sensor chip 40 may be provided with a signal processing circuit that performs signal processing on the electrical output of the strain detector 41. In that case, the electrical output of the strain detector 41 is processed on the circuit board 50 after being processed by the signal processing circuit.

回路基板50は、接着剤などを介して金属ステム10の底部14に固定されている。例えば、回路基板50は、ダイヤフラム11と対応する部分が開口させられた円環板状もしくはC字形板状などによって構成されている。そして、回路基板50には、ボンディングワイヤ42と電気的に接続される図示しない複数のパッドが形成されている。また、回路基板50には複数本のリード60が実装されており、複数のパッドのそれぞれに各リード60が電気的に接続されている。   The circuit board 50 is fixed to the bottom 14 of the metal stem 10 via an adhesive or the like. For example, the circuit board 50 is configured by an annular plate shape or a C-shaped plate shape in which a portion corresponding to the diaphragm 11 is opened. A plurality of pads (not shown) that are electrically connected to the bonding wires 42 are formed on the circuit board 50. In addition, a plurality of leads 60 are mounted on the circuit board 50, and each lead 60 is electrically connected to each of the plurality of pads.

なお、この回路基板50に対して、歪検出部41の電気出力を信号処理する信号処理回路等が形成されたICチップ等を配置することもできる。この場合、歪検出部41の電気出力がICチップ内の信号処理回路で信号処理されたのち、リード60などを通じて外部に出力されることになる。   Note that an IC chip or the like on which a signal processing circuit or the like that performs signal processing on the electrical output of the strain detection unit 41 may be disposed on the circuit board 50. In this case, the electrical output of the distortion detector 41 is signal-processed by a signal processing circuit in the IC chip and then output to the outside through the lead 60 and the like.

リード60は、回路基板50を通じてセンサチップ40との電気的接続を行うための導体部材であり、例えば銅などの金属によって構成されている。リード60は、複数本備えられ、それぞれ回路基板50に対して立設されており、その一端が回路基板50の各パッドに対して電気的に接続され、他端がリード61に電気的に接続されている。   The lead 60 is a conductor member for electrical connection with the sensor chip 40 through the circuit board 50, and is made of a metal such as copper, for example. A plurality of leads 60 are provided, each of which is erected with respect to the circuit board 50, one end of which is electrically connected to each pad of the circuit board 50 and the other end is electrically connected to the lead 61. Has been.

リード61は、リード60とターミナル71とを物理的および電気的に接続する導体部材であり、例えば銅などの金属によって構成されている。リード61は、リード60と対応して複数本備えられており、それぞれが各リード60に対して例えば溶接などによって接続されている。   The lead 61 is a conductor member that physically and electrically connects the lead 60 and the terminal 71 and is made of a metal such as copper. A plurality of leads 61 are provided corresponding to the leads 60, and each of them is connected to each lead 60 by welding or the like.

コネクタ70は、ターミナル71がコネクタケース72にインサート成形された部材である。ターミナル71は、リード60、61を介して回路基板50やセンサチップ40に電気的に接続されている。これにより、センサチップ40からの電気出力は、必要に応じて信号処理回路で信号処理されたのち、ボンディングワイヤ42から回路基板50に伝えられ、リード60、61およびターミナル71に伝えられるようになっている。   The connector 70 is a member in which a terminal 71 is insert-molded in a connector case 72. The terminal 71 is electrically connected to the circuit board 50 and the sensor chip 40 via leads 60 and 61. As a result, the electrical output from the sensor chip 40 is signal-processed by the signal processing circuit as necessary, and then transmitted from the bonding wire 42 to the circuit board 50 and then to the leads 60 and 61 and the terminal 71. ing.

また、コネクタ70は、コネクタケース72のうちターミナル71の他端が突き出した側の面を下面として、当該下面をシール部材26側に押圧した状態でハウジング20の先端部27がかしめられることで、ハウジング20に固定保持されている。なお、ターミナル71は、図1では2本示されているが、実際には、電源印加用、GND接続用、出力用、検査用等のために必要な本数が備えられている。そして、コネクタ70に対して、自動車のECUなどに繋がる配線に接続された図示しない外部コネクタを接続することで、圧力センサの検出信号がECUなどに伝達されるようになっている。   Further, the connector 70 has the front end portion 27 of the housing 20 caulked in a state where the surface of the connector case 72 on which the other end of the terminal 71 protrudes is the lower surface and the lower surface is pressed toward the seal member 26 side. The housing 20 is fixedly held. Although two terminals 71 are shown in FIG. 1, the number of terminals 71 necessary for power application, GND connection, output, inspection, etc. is actually provided. And the detection signal of a pressure sensor is transmitted to ECU etc. by connecting to the connector 70 the external connector which is not shown in figure connected to the wiring connected with ECU etc. of a motor vehicle.

コネクタケース72は、コネクタ70の外形を成すものであり、例えばPBT(ポリブチレンテレフタレート樹脂の略)等によって構成されている。コネクタケース72は、下面がフランジ形状を成しており、このフランジ形状とされた部分がシール部材26と当接するようにしてハウジング20の先端部27の内側に挿入され、かしめられた先端部27によってハウジング20に固定保持される。つまり、コネクタケース72は、ハウジング20に組み付けられるパッケージを構成するものであり、ハウジング20に収容されたセンサチップ40や電気的接続箇所等を湿気や機械的外力より保護する機能を果たす。   The connector case 72 constitutes the outer shape of the connector 70 and is made of, for example, PBT (abbreviation of polybutylene terephthalate resin). The connector case 72 has a flange-shaped lower surface, and the flange-shaped portion is inserted into the inside of the distal end portion 27 of the housing 20 so that the flange-shaped portion is in contact with the seal member 26 and is crimped. Thus, the housing 20 is fixedly held. That is, the connector case 72 constitutes a package that is assembled to the housing 20, and fulfills a function of protecting the sensor chip 40, electrical connection locations, and the like housed in the housing 20 from moisture and mechanical external force.

以上が本実施形態における圧力センサの基本的な構成である。次に、圧力センサにおける金属ステム10、第1接合ガラス31、第2接合ガラス32およびセンサチップ40の熱膨張係数について、具体的に述べる。   The above is the basic configuration of the pressure sensor in the present embodiment. Next, the thermal expansion coefficients of the metal stem 10, the first bonding glass 31, the second bonding glass 32, and the sensor chip 40 in the pressure sensor will be specifically described.

例えば、SUS430により構成された金属ステム10の熱膨張係数は、20℃〜300℃の範囲内において110×10−7/℃程度である。また、例えば、主にシリコンからなるセンサチップ40の熱膨張係数は、20℃〜300℃の範囲内において30×10−7/℃程度である。 For example, the thermal expansion coefficient of the metal stem 10 made of SUS430 is about 110 × 10 −7 / ° C. within a range of 20 ° C. to 300 ° C. Further, for example, the thermal expansion coefficient of the sensor chip 40 mainly made of silicon is about 30 × 10 −7 / ° C. within a range of 20 ° C. to 300 ° C.

また、本実施形態では、第1接合ガラス31および第2接合ガラス32の熱膨張係数は、センサチップ40の熱膨張係数以上、かつ金属ステム10の熱膨張係数以下とされている。より具体的には、第1接合ガラス31の熱膨張係数については、第2接合ガラス32の熱膨張係数よりも大きく、第2接合ガラス32に比べて金属ステム10の熱膨張係数に近い数値とされていることが好ましい。このような第1接合ガラス31の熱膨張係数としては、例えば20℃〜300℃の範囲内において55×10−7〜65×10−7/℃程度が挙げられる。また、第2接合ガラス32の熱膨張係数については、第1接合ガラス31に比べてセンサチップ40の熱膨張係数に近い数値、例えば20℃〜300℃の範囲内において30×10−7〜40×10−7/℃程度とされることが好ましい。 Further, in the present embodiment, the thermal expansion coefficients of the first bonding glass 31 and the second bonding glass 32 are not less than the thermal expansion coefficient of the sensor chip 40 and not more than the thermal expansion coefficient of the metal stem 10. More specifically, the thermal expansion coefficient of the first bonding glass 31 is larger than the thermal expansion coefficient of the second bonding glass 32 and is closer to the thermal expansion coefficient of the metal stem 10 than the second bonding glass 32. It is preferable that Examples of the thermal expansion coefficient of the first bonding glass 31 include about 55 × 10 −7 to 65 × 10 −7 / ° C. within a range of 20 ° C. to 300 ° C., for example. Moreover, about the thermal expansion coefficient of the 2nd joining glass 32, it is a numerical value close | similar to the thermal expansion coefficient of the sensor chip 40 compared with the 1st joining glass 31, for example, 30 * 10 < -7 > -40 in the range of 20 to 300 degreeC. It is preferable to be set to about × 10 −7 / ° C.

なお、第1接合ガラス31および第2接合ガラス32の熱膨張係数については、上記のような大小関係とされていればよく、上記の具体的な数値範囲に限定されるものではない。また、第1接合ガラス31および第2接合ガラス32の厚みをセンサチップ40の厚みに対応して変更した場合であっても、2つの接合ガラスの熱膨張係数を上記の大小関係となるように適宜調整すればよい。また、第1接合ガラス31および第2接合ガラス32を上記のように調整する理由については、次に説明する第1接合ガラス31、第2接合ガラス32およびセンサチップ40の配置関係にて述べる。   In addition, about the thermal expansion coefficient of the 1st joining glass 31 and the 2nd joining glass 32, what is necessary is just to be made into the above magnitude relationships, and is not limited to said specific numerical range. Further, even when the thicknesses of the first bonding glass 31 and the second bonding glass 32 are changed in accordance with the thickness of the sensor chip 40, the thermal expansion coefficients of the two bonding glasses are set to have the above-described magnitude relationship. What is necessary is just to adjust suitably. The reason for adjusting the first bonding glass 31 and the second bonding glass 32 as described above will be described in the arrangement relationship of the first bonding glass 31, the second bonding glass 32, and the sensor chip 40 described below.

次に、圧力センサにおける第1接合ガラス31、第2接合ガラス32およびセンサチップ40の配置関係およびこれによる効果について、図2、図3を参照して具体的に述べる。   Next, the positional relationship of the first bonding glass 31, the second bonding glass 32, and the sensor chip 40 in the pressure sensor and the effects thereof will be specifically described with reference to FIGS.

本実施形態では、図2もしくは図3に示すように、金属ステム10の一面10a上のうち図3に二点鎖線で示したセンサチップ40の下部領域に、一面法線方向から見てセンサチップ40と同じ面積とされた第1接合ガラス31が配置されている。第2接合ガラス32は、一面法線方向から見て、四角形状とされた第1接合ガラス31の四辺に接して配置されている。具体的には、4つの円弧形状とされた第2接合ガラス32は、図3に示すように、四角形状とされた第1接合ガラス31の四辺に接して1つずつ配置されている。つまり、第2接合ガラス32は、4つの第2接合ガラス32の円弧部分を繋ぐと、四角形状とされたセンサチップ40の角部すべてを通る外接円となるように配置されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2 or FIG. 3, the sensor chip as viewed from the normal direction of the one surface is formed in the lower region of the sensor chip 40 indicated by a two-dot chain line in FIG. A first bonded glass 31 having the same area as that of 40 is disposed. The second bonding glass 32 is disposed in contact with the four sides of the first bonding glass 31 that has a quadrangular shape as viewed from the normal direction of the first surface. Specifically, as shown in FIG. 3, the second bonded glasses 32 having four arc shapes are arranged one by one in contact with the four sides of the first bonded glass 31 having a rectangular shape. In other words, the second bonded glass 32 is arranged so as to form a circumscribed circle that passes through all corners of the sensor chip 40 that is formed in a square shape when the arc portions of the four second bonded glasses 32 are connected.

言い換えると、センサチップ40は、本実施形態では、一面法線方向から見て、センサチップ40の外縁部が、第1接合ガラス31と第2接合ガラス32とが接合された界面である接合界面33とすべて重なるように配置されている。   In other words, in the present embodiment, the sensor chip 40 is a bonded interface in which the outer edge portion of the sensor chip 40 is an interface where the first bonded glass 31 and the second bonded glass 32 are bonded as viewed from the normal direction of one surface. 33 are arranged so as to all overlap.

なお、ここでいう「センサチップ40の外縁部が接合界面33と重なっている」とは、一面法線方向から見て、これらが完全に重なっている状態のみを意味するのではない。すなわち、部材の加工等による寸法誤差や工程による誤差などの不可避の誤差要因によって、センサチップ40の外縁部と接合界面33との間に位置ズレが生じている状態をも含む意味である。   Here, “the outer edge portion of the sensor chip 40 overlaps with the bonding interface 33” does not mean only a state in which they are completely overlapped when viewed from the normal direction of one surface. In other words, this also includes a state in which a positional deviation occurs between the outer edge portion of the sensor chip 40 and the bonding interface 33 due to an inevitable error factor such as a dimensional error due to member processing or an error due to a process.

次に、上記のような熱膨張係数とされた第1接合ガラス31、第2接合ガラス32およびセンサチップ40をこのような配置関係とする理由について説明する。   Next, the reason why the first bonding glass 31, the second bonding glass 32, and the sensor chip 40 having the above-described thermal expansion coefficient are arranged in this manner will be described.

従来より、金属ステム上に1つの接合ガラスを介して1つのセンサチップが接合された圧力センサが知られており、当該1つの接合ガラスの熱膨張係数を所定の範囲内に制御することにより接合の信頼性を高めていた。具体的には、例えばSUS430からなる金属ステムと主にシリコンからなるセンサチップとを接合ガラスにより接合すると共に、接合ガラスの熱膨張係数を両者の熱膨張係数の間となるように調整していた。これにより、例えば冷熱サイクルにおける金属ステムとセンサチップとの熱膨張・収縮における応力を接合ガラスにより緩和することができ、接合ガラスやセンサチップの割れ亀裂の発生などを抑制でき、接合の信頼性の高い圧力センサとなる。   Conventionally, a pressure sensor in which one sensor chip is bonded to a metal stem via one bonding glass is known, and bonding is performed by controlling the thermal expansion coefficient of the one bonding glass within a predetermined range. The reliability of was improved. Specifically, for example, a metal stem made of SUS430 and a sensor chip mainly made of silicon are bonded with bonding glass, and the thermal expansion coefficient of the bonding glass is adjusted to be between the two. . As a result, for example, stress in the thermal expansion / contraction between the metal stem and the sensor chip in the thermal cycle can be relaxed by the bonding glass, and the occurrence of cracks and cracks in the bonding glass and the sensor chip can be suppressed. It becomes a high pressure sensor.

ここで、近年、圧力センサの高感度化、軽量化、小型化などの要求が高まっており、接合ガラスやセンサチップの薄肉化が検討されている。しかし、本発明者らが、金属ステム上に薄肉化した接合ガラスを介して加工限界近くまで薄肉化したセンサチップの接合を試みたところ、ガラス接合時に発生する熱応力にセンサチップが耐えられず、センサチップに割れ亀裂が発生することが判明した。また、特許文献1の接合ガラスを用いると、少なくとも3つの熱膨張係数の異なるガラスを積層方向にて一体化する必要がある。そのため、接合ガラスの厚みが厚くなってしまい、金属ステムに形成されたダイヤフラムの歪みの伝達効率が下がってしまうため、高感度化が難しい。   Here, in recent years, demands for higher sensitivity, lighter weight, and smaller size of pressure sensors are increasing, and thinning of bonded glass and sensor chips is being studied. However, the present inventors tried to join the sensor chip thinned to near the processing limit through the thinned joining glass on the metal stem, and the sensor chip could not withstand the thermal stress generated during glass joining. It was found that cracks occurred in the sensor chip. Further, when the bonding glass of Patent Document 1 is used, it is necessary to integrate at least three glasses having different thermal expansion coefficients in the laminating direction. For this reason, the thickness of the bonding glass is increased, and the transmission efficiency of the distortion of the diaphragm formed on the metal stem is lowered, so that it is difficult to increase the sensitivity.

そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、1つの接合ガラスを用いてセンサチップを金属ステムに接合しつつ、これと異なる熱膨張係数を有する他の接合ガラスを当該1つの接合ガラスを囲む配置とすることで、薄肉化と接合信頼性とを両立できることを見出した。   Therefore, as a result of intensive studies, the inventors of the present invention have used one bonding glass to bond the sensor chip to the metal stem and surround another bonding glass having a different thermal expansion coefficient around the one bonding glass. It has been found that the arrangement can achieve both thinning and bonding reliability.

具体的には、1つの接合ガラスでセンサチップを金属ステムに接合する場合、当該接合ガラスによるセンサチップの接合工程において当該接合ガラスに熱応力が生じる。このとき、接合ガラスの熱応力は、動きシロの少ない中心部分よりも動きシロの多い外郭領域のほうが大きくなる。そこで、センサチップ40を金属ステム10上に接合する第1接合ガラス31よりも熱膨張係数の小さい第2接合ガラス32を第1接合ガラス31に接しつつ、これを囲むように配置する。これにより、第1接合ガラス31のうち外郭領域が第2接合ガラス32によりその動きが制限されるため、第1接合ガラス31のうち外郭領域における熱応力を緩和でき、センサチップ40にかかるせん断応力を緩和できると考えられる。また、第1接合ガラス31の熱膨張係数を第2接合ガラス32よりも金属ステム10寄りの値に調整することにより、第1接合ガラス31と金属ステム10との間の剥離を抑制できる。そのため、センサチップ40を加工限界近くまで薄肉化しつつも、第1接合ガラス31による応力によるセンサチップ40の割れ亀裂を抑制でき、接合の信頼性の高い圧力センサとなる。   Specifically, when the sensor chip is bonded to the metal stem with one bonded glass, thermal stress is generated in the bonded glass in the bonding process of the sensor chip with the bonded glass. At this time, the thermal stress of the bonding glass is larger in the outer region where there is more movement than in the central portion where there is less movement. Therefore, the second bonding glass 32 having a smaller thermal expansion coefficient than the first bonding glass 31 for bonding the sensor chip 40 onto the metal stem 10 is disposed so as to surround the first bonding glass 31 while being in contact with the first bonding glass 31. Thereby, since the movement of the outer region of the first bonding glass 31 is limited by the second bonding glass 32, the thermal stress in the outer region of the first bonding glass 31 can be relieved, and the shear stress applied to the sensor chip 40 It is thought that can be relaxed. Moreover, peeling between the 1st joining glass 31 and the metal stem 10 can be suppressed by adjusting the thermal expansion coefficient of the 1st joining glass 31 to the value nearer to the metal stem 10 than the 2nd joining glass 32. Therefore, cracking of the sensor chip 40 due to the stress caused by the first bonding glass 31 can be suppressed while reducing the thickness of the sensor chip 40 to near the processing limit, and a pressure sensor with high bonding reliability can be obtained.

このような理由により、本実施形態では、第1接合ガラス31、第2接合ガラス32およびセンサチップ40の配置関係は、上記のようなものとされている。また、第1接合ガラス31の一面法線方向から見た面積(以下単に「面積」という)については、第1接合ガラス31の外郭領域がセンサチップ40の外縁部とすべて重なるように配置されているため、本実施形態では、センサチップ40の面積と同じになっている。また、第2接合ガラス32の面積については、第1接合ガラス31の熱応力を緩和することができればよいため、任意である。   For this reason, in the present embodiment, the arrangement relationship of the first bonding glass 31, the second bonding glass 32, and the sensor chip 40 is as described above. Further, the area (hereinafter simply referred to as “area”) viewed from the normal direction of the first surface of the first bonding glass 31 is arranged so that the outer region of the first bonding glass 31 is entirely overlapped with the outer edge portion of the sensor chip 40. Therefore, in this embodiment, the area of the sensor chip 40 is the same. Moreover, about the area of the 2nd joining glass 32, since the thermal stress of the 1st joining glass 31 should just be relieve | moderated, it is arbitrary.

次に、本実施形態の圧力センサにおける接合の信頼性評価の結果について、図4に示す各実施例および各比較例を参照して述べる。   Next, the result of the joint reliability evaluation in the pressure sensor of the present embodiment will be described with reference to each example and each comparative example shown in FIG.

図4は、熱膨張係数の異なる第1接合ガラス31と第2接合ガラス32とにより接合ガラス30が構成とされた複数の実施例と1つの熱膨張係数の材料により接合ガラス30が構成された複数の比較例について、信頼性試験を行った結果を示している。信頼性試験としては冷熱サイクル試験を行った後、第1接合ガラス31やセンサチップ40に剥離や割れ亀裂が生じていないか目視で確認を行った。冷熱サイクル試験については、160℃に加熱して5分間保持した後、−40℃に冷却して5分間保持する冷熱工程を200サイクル繰り返している。   In FIG. 4, the bonded glass 30 is configured by a plurality of examples in which the bonded glass 30 is configured by the first bonded glass 31 and the second bonded glass 32 having different thermal expansion coefficients and a material having one thermal expansion coefficient. The result of having performed the reliability test about the some comparative example is shown. As a reliability test, after performing a thermal cycle test, it was visually confirmed whether peeling or cracking occurred in the first bonding glass 31 or the sensor chip 40. For the cooling / heating cycle test, a heating / cooling step of heating to 160 ° C. and holding for 5 minutes, then cooling to −40 ° C. and holding for 5 minutes is repeated 200 cycles.

なお、図4中に接合ガラス30やセンサチップ40の剥離・割れ亀裂の有無について示してある。ここで、割れ亀裂が「なし」とは、目視確認において割れや亀裂が確認できないことを意味しており、信頼性に影響を与えない程度の小さな亀裂まで完全に存在していないことを意味しているのではない。「部材の厚さ」とは、センサチップ40、第1接合ガラス31もしくは第2接合ガラス32の一面法線方向における厚みをいう。比較例1〜6における第2接合ガラスの熱膨張係数の欄における「−」とは、各比較例では全体で1つの同一の熱膨張係数のガラスにより接合ガラス30を構成し、その熱膨張係数を第1接合ガラスの欄に記載したため、数値を省略したものである。また、第1接合ガラス31および第2接合ガラス32の熱膨張係数は、20℃〜300℃の範囲内における数値を示している。   In FIG. 4, the presence or absence of peeling / cracking cracks of the bonding glass 30 or the sensor chip 40 is shown. Here, “no crack” means that no cracks or cracks can be confirmed by visual confirmation, and that there are no cracks that do not affect reliability. It is not. “The thickness of the member” refers to the thickness of the sensor chip 40, the first bonded glass 31, or the second bonded glass 32 in the normal direction of one surface. "-" In the column of the thermal expansion coefficient of the second bonded glass in Comparative Examples 1 to 6 means that the bonded glass 30 is composed of one glass having the same thermal expansion coefficient as a whole in each comparative example, and the thermal expansion coefficient thereof. Is described in the column of the first bonded glass, and the numerical values are omitted. Moreover, the thermal expansion coefficient of the 1st joining glass 31 and the 2nd joining glass 32 has shown the numerical value in the range of 20 to 300 degreeC.

また、図4に示した各実施例および各比較例では、4.2mm角サイズとしたセンサチップ40を用いた。図4に示した各実施例では、金属ステム10、第1接合ガラス31、第2接合ガラス32およびセンサチップ40を図2もしくは図3に示す配置とした。すなわち、各実施例では、第1接合ガラス31が、センサチップ40と同じく4.2mm角サイズとされ、一面法線方向から見て、第1接合ガラス31の外郭線がセンサチップ40の外縁部とすべて重なるように配置されている。また、各実施例では、第2接合ガラス32が、一面法線方向から見て、第1接合ガラス31を囲みつつ、第1接合ガラス31と第2接合ガラス32とでセンサチップ40の4つの角すべてを通る一つの外接円となるように配置されている。一方、各比較例では、センサチップ40がこれと同じ面積の第1接合ガラス31で接合しただけのものとされており、各実施例のように第2接合ガラス32が形成されていない。   In each example and each comparative example shown in FIG. 4, a sensor chip 40 having a 4.2 mm square size was used. In each Example shown in FIG. 4, the metal stem 10, the 1st joining glass 31, the 2nd joining glass 32, and the sensor chip 40 were set as the arrangement | positioning shown in FIG. 2 or FIG. That is, in each Example, the 1st joining glass 31 is made into 4.2 mm square size similarly to the sensor chip 40, and the outline of the 1st joining glass 31 is the outer edge part of the sensor chip 40 seeing from one surface normal line direction. And all are arranged to overlap. Further, in each embodiment, the second bonding glass 32 surrounds the first bonding glass 31 when viewed from the normal direction of the one surface, and the first bonding glass 31 and the second bonding glass 32 form four sensor chips 40. They are arranged to form one circumscribed circle that passes through all corners. On the other hand, in each comparative example, the sensor chip 40 is only bonded by the first bonding glass 31 having the same area, and the second bonding glass 32 is not formed as in each embodiment.

図4に示すように、熱膨張係数の異なる第1接合ガラス31と第2接合ガラス32とにより接合ガラス30が構成された実施例1〜21では、接合ガラス30での割れ亀裂や接合ガラス30と金属ステム10もしくはセンサチップ40との間の剥離が発生しなかった。   As shown in FIG. 4, in Examples 1 to 21 in which the bonded glass 30 is configured by the first bonded glass 31 and the second bonded glass 32 having different thermal expansion coefficients, cracks in the bonded glass 30 and the bonded glass 30. And peeling between the metal stem 10 and the sensor chip 40 did not occur.

具体的には、実施例1〜9では、センサチップ40の厚みが90μmとされている。そして、実施例1〜9では、第1接合ガラス31の熱膨張係数については金属ステム10寄りの55×10−7〜65×10−7/℃とされ、第2接合ガラス32の熱膨張係数についてセンサチップ40寄りの30×10−7〜40×10−7/℃とされている。また、実施例1〜9では、第1接合ガラス31および第2接合ガラス32の厚みが300μmから200μmまで段階的に薄くされている。このような実施例1〜9については、冷熱サイクル試験後であっても金属ステム10からセンサチップ40までの間での剥離や割れ亀裂が発生しなかった。 Specifically, in Examples 1 to 9, the thickness of the sensor chip 40 is 90 μm. In Examples 1 to 9, the thermal expansion coefficient of the first bonding glass 31 is 55 × 10 −7 to 65 × 10 −7 / ° C. close to the metal stem 10, and the thermal expansion coefficient of the second bonding glass 32. About 30 × 10 −7 to 40 × 10 −7 / ° C. closer to the sensor chip 40. Moreover, in Examples 1-9, the thickness of the 1st joining glass 31 and the 2nd joining glass 32 is made thin in steps from 300 micrometers to 200 micrometers. About such Examples 1-9, peeling and cracking between the metal stem 10 and the sensor chip 40 did not occur even after the thermal cycle test.

また、実施例10〜21では、センサチップ40の厚みが50μmへとさらに薄くされている。そして、実施例10〜21では、第1接合ガラス31の熱膨張係数については金属ステム10寄りの55×10−7〜65×10−7/℃とされ、第2接合ガラス32の熱膨張係数についてはセンサチップ40寄りの30×10−7〜40×10−7/℃とされている。また、実施例10〜21では、第1接合ガラス31および第2接合ガラス32の厚みが150μmから50μmまで段階的に薄くされている。このような実施例10〜21についても、冷熱サイクル試験後であっても金属ステム10からセンサチップ40までの間での剥離や割れ亀裂が発生しなかった。 In Examples 10 to 21, the thickness of the sensor chip 40 is further reduced to 50 μm. In Examples 10 to 21, the thermal expansion coefficient of the first bonding glass 31 is 55 × 10 −7 to 65 × 10 −7 / ° C. close to the metal stem 10, and the thermal expansion coefficient of the second bonding glass 32. Is about 30 × 10 −7 to 40 × 10 −7 / ° C. near the sensor chip 40. Moreover, in Examples 10-21, the thickness of the 1st joining glass 31 and the 2nd joining glass 32 is made thin in steps from 150 micrometers to 50 micrometers. Also in Examples 10 to 21 as described above, peeling and cracking between the metal stem 10 and the sensor chip 40 did not occur even after the thermal cycle test.

これらの結果は、センサチップ40を金属ステム10寄りの熱膨張係数を有する第1接合ガラス31で接合しつつ、第1接合ガラス31をセンサチップ40寄りの熱膨張係数を有する第2接合ガラス32で囲むことで、接合の信頼性が高くなることを示している。   These results indicate that the first bonding glass 31 has a thermal expansion coefficient close to the sensor chip 40 while the sensor chip 40 is bonded by the first bonding glass 31 having a thermal expansion coefficient close to the metal stem 10. It is shown that the reliability of the bonding is increased by enclosing with.

これに対して、1つの熱膨張係数の材料により接合ガラス30が構成された比較例1〜6については、いずれも接合ガラス30での割れ亀裂または接合ガラス30と金属ステム10もしくはセンサチップ40との間で剥離が発生した。   On the other hand, as for Comparative Examples 1 to 6 in which the bonding glass 30 is formed of a material having one thermal expansion coefficient, the cracks in the bonding glass 30 or the bonding glass 30 and the metal stem 10 or the sensor chip 40 are all included. Peeling occurred between the two.

具体的には、比較例1、2のように接合ガラス30の熱膨張係数をセンサチップ40寄りの30×10−7/℃に調整した場合、金属ステム10と接合ガラス30との間で剥離が発生した。これは、金属ステム10とセンサチップ40に接合されている接合ガラス30との間の熱膨張係数差が大きく、当該界面に生じる熱応力に接合ガラス30が追従できなかったためであると考えられる。 Specifically, when the coefficient of thermal expansion of the bonding glass 30 is adjusted to 30 × 10 −7 / ° C. close to the sensor chip 40 as in Comparative Examples 1 and 2, peeling between the metal stem 10 and the bonding glass 30 occurs. There has occurred. This is considered to be because the difference in thermal expansion coefficient between the metal stem 10 and the bonding glass 30 bonded to the sensor chip 40 is large, and the bonding glass 30 cannot follow the thermal stress generated at the interface.

比較例3、4のように接合ガラス30の熱膨張係数をセンサチップ40からやや金属ステム10寄りの50×10−7/℃に調整した場合、接合ガラス30に亀裂が生じた。これは、接合ガラス30と金属ステム10もしくはセンサチップ40との間の熱膨張係数差が緩和され、これらの界面における剥離が抑制されるものの、接合ガラス30が熱応力により自身に生じるせん断応力に耐えきれなかったためであると考えられる。 When the thermal expansion coefficient of the bonding glass 30 was adjusted to 50 × 10 −7 / ° C. slightly closer to the metal stem 10 from the sensor chip 40 as in Comparative Examples 3 and 4, cracks occurred in the bonding glass 30. This is because the thermal expansion coefficient difference between the bonding glass 30 and the metal stem 10 or the sensor chip 40 is alleviated and peeling at these interfaces is suppressed, but the bonding glass 30 is caused by shear stress generated by itself due to thermal stress. It is thought that it was because I could not stand it.

比較例5、6のように接合ガラス30の熱膨張係数を金属ステム10寄りの65×10−7/℃に調整した場合、接合ガラス30とセンサチップ40との間で剥離が発生した。これは、センサチップ40と金属ステム10に接合されている接合ガラス30との間の熱膨張係数差が大きく、当該界面に生じる熱応力に接合ガラスが追従できなかったためであると考えられる。 When the thermal expansion coefficient of the bonding glass 30 was adjusted to 65 × 10 −7 / ° C. close to the metal stem 10 as in Comparative Examples 5 and 6, peeling occurred between the bonding glass 30 and the sensor chip 40. This is considered to be because the difference in thermal expansion coefficient between the sensor chip 40 and the bonding glass 30 bonded to the metal stem 10 is large and the bonding glass cannot follow the thermal stress generated at the interface.

すなわち、図4に示した各比較例の結果は、薄肉化したセンサチップを1つの接合ガラスで接合しただけの場合、接合ガラスと金属ステムもしくはセンサチップとの界面または接合ガラスの層内に生じる熱応力の制御による信頼性確保が困難であることを示している。   That is, the result of each comparative example shown in FIG. 4 occurs at the interface between the bonding glass and the metal stem or the sensor chip or in the layer of the bonding glass when the thinned sensor chip is only bonded with one bonding glass. This indicates that it is difficult to ensure reliability by controlling thermal stress.

このようにセンサチップ40を金属ステム10寄りの熱膨張係数を有する第1接合ガラス31で接合しつつ、第1接合ガラス31をセンサチップ40寄りの熱膨張係数を有する第2接合ガラス32で囲む構造を備える圧力センサとする。これにより、薄肉化された接合ガラス30およびセンサチップ40を用いた場合であっても、金属ステム10からセンサチップ40までの間の接合の信頼性の高い圧力センサとなる。   In this manner, the first bonding glass 31 is surrounded by the second bonding glass 32 having the thermal expansion coefficient close to the sensor chip 40 while the sensor chip 40 is bonded by the first bonding glass 31 having the thermal expansion coefficient close to the metal stem 10. The pressure sensor has a structure. Thereby, even when the thinned bonding glass 30 and the sensor chip 40 are used, a pressure sensor with high reliability of bonding between the metal stem 10 and the sensor chip 40 is obtained.

また、接合ガラス30が薄肉化されることにより、金属ステム10に形成されたダイヤフラム11の歪みを精度良く検出ことが可能となるため、高感度の圧力センサとなる。加えて、接合ガラス30およびセンサチップ40の薄肉化により、高感度の圧力センサとなることで、センサチップ40の必要なサイズおよびこれに付随する接合ガラス30のサイズをさらに小さくでき、小型化、軽量化された圧力センサとなる。そして、高感度化、小型化、軽量化されることで製造コストの少ない圧力センサとなる。   Further, since the bonding glass 30 is thinned, it is possible to detect the distortion of the diaphragm 11 formed on the metal stem 10 with high accuracy, so that a highly sensitive pressure sensor is obtained. In addition, by reducing the thickness of the bonding glass 30 and the sensor chip 40, a pressure sensor with high sensitivity can be obtained, so that the required size of the sensor chip 40 and the size of the bonding glass 30 associated therewith can be further reduced. The pressure sensor is reduced in weight. And it becomes a pressure sensor with low manufacturing cost by high sensitivity, size reduction, and weight reduction.

(第2実施形態)
第2実施形態の圧力センサについて、図5、図6を参照して説明する。本実施形態の圧力センサは、図5に示すように、第1接合ガラス31、第2接合ガラス32およびセンサチップ40の配置を変更した点で、上記第1実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点を主に説明する。
(Second Embodiment)
A pressure sensor according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, the pressure sensor of the present embodiment is different from the first embodiment in that the arrangement of the first bonded glass 31, the second bonded glass 32, and the sensor chip 40 is changed. In the present embodiment, this difference will be mainly described.

第1接合ガラス31は、本実施形態では、一面法線方向から見て、図5に示すように四角形状とされたセンサチップ40の外縁部のうち角部のすべてを通る外接円の形状とされている。そして、第2接合ガラス32は、本実施形態では、一面法線方向から見て、図5に示すように第1接合ガラス31の外郭領域すべてに接しつつ、これを囲む枠体円形状とされている。   In the present embodiment, the first bonding glass 31 has a circumscribed circle shape that passes through all of the corners of the outer edge of the sensor chip 40 as shown in FIG. 5 when viewed from the normal direction of one surface. Has been. And in this embodiment, the 2nd joining glass 32 is made into the frame circle shape which surrounds this, touching all the outer regions of the 1st joining glass 31, as shown in FIG. ing.

すなわち、センサチップ40は、図5に示すように、一面法線方向から見て、二点鎖線で示したセンサチップ40の外縁部のうち角部のすべてが接合界面33と重なるように配置されている。そのため、センサチップ40の対角線上における断面構成については、上記第1実施形態の図2と同じとなるが、図5の一点鎖線VI−VI間の断面構成については図6に示すように、第1接合ガラス31がセンサチップ40の外縁部から外側にはみ出すこととなる。   That is, as shown in FIG. 5, the sensor chip 40 is arranged so that all of the corners of the outer edge portion of the sensor chip 40 indicated by the two-dot chain line overlap with the bonding interface 33 when viewed from the normal direction of one surface. ing. Therefore, the cross-sectional configuration on the diagonal line of the sensor chip 40 is the same as that in FIG. 2 of the first embodiment, but the cross-sectional configuration between the alternate long and short dashed lines VI-VI in FIG. One bonded glass 31 protrudes outward from the outer edge of the sensor chip 40.

なお、センサチップ40は、一面法線方向から見て、その角部のすべてが接合界面33と重なるように配置されることが好ましく、上記第1実施形態のように、その外縁部がすべて接合界面33と重なるように配置されることがより好ましい。上記第1実施形態で説明したのと同様に、第1接合ガラス31の外郭領域においてセンサチップ40にかかるせん断応力を緩和できるためである。   Note that the sensor chip 40 is preferably arranged so that all of the corners thereof overlap with the bonding interface 33 when viewed from the normal direction of the one surface, and all the outer edge portions are bonded as in the first embodiment. More preferably, it is arranged so as to overlap the interface 33. This is because the shear stress applied to the sensor chip 40 in the outer region of the first bonding glass 31 can be relieved as described in the first embodiment.

また、センサチップ40は、一面法線方向から見て、第1接合ガラス31の外郭領域内に収まるように配置されることが好ましい。センサチップ40が第2接合ガラス32上にはみ出すように配置されると、センサチップ40のうち接合界面33上の領域にて第1接合ガラス31と第2接合ガラス32との熱膨張係数差による熱応力差が生じ、割れ亀裂等の不具合が生じ得るためである。   In addition, the sensor chip 40 is preferably arranged so as to be within the outer region of the first bonded glass 31 when viewed from the normal direction of the first surface. When the sensor chip 40 is arranged so as to protrude on the second bonding glass 32, the sensor chip 40 is caused by a difference in thermal expansion coefficient between the first bonding glass 31 and the second bonding glass 32 in a region on the bonding interface 33 in the sensor chip 40. This is because a thermal stress difference occurs, and defects such as cracks can occur.

このようにセンサチップ40が例えば四角形状とされている場合において、その角部のすべてを第1接合ガラス31と第2接合ガラス32との接合界面33上に配置する。これにより、センサチップ40の割れ亀裂が発生しやすいと思われる角部が、第2接合ガラス32により第1接合ガラス31の熱応力が緩和された外郭領域に配置されることとなる。その結果、センサチップ40にかかる第1接合ガラス31による熱応力やせん断応力が緩和され、金属ステム10からセンサチップ40までの間における接合の信頼性の高い圧力センサとなる。また、上記第1実施形態と同様の理由により第1接合ガラス31、第2接合ガラス32およびセンサチップ40を薄肉化できるため、高感度化、小型化、軽量化された圧力センサとなる。   In this way, when the sensor chip 40 has a rectangular shape, for example, all of the corners are arranged on the bonding interface 33 between the first bonding glass 31 and the second bonding glass 32. Thereby, the corners that are likely to cause cracks in the sensor chip 40 are arranged in the outer region where the thermal stress of the first bonding glass 31 is relaxed by the second bonding glass 32. As a result, thermal stress and shear stress due to the first bonding glass 31 applied to the sensor chip 40 are alleviated, and a pressure sensor with high bonding reliability between the metal stem 10 and the sensor chip 40 is obtained. Moreover, since the 1st joining glass 31, the 2nd joining glass 32, and the sensor chip 40 can be thinned for the reason similar to the said 1st Embodiment, it becomes a pressure sensor made high sensitivity, size reduction, and weight reduction.

(他の実施形態)
なお、上記した第1実施形態に示した圧力センサは、本発明の圧力センサの一例を示したものであり、上記の第1実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The pressure sensor shown in the first embodiment described above is an example of the pressure sensor of the present invention, and is not limited to the first embodiment described above, but is described in the claims. Changes can be appropriately made within the range.

例えば、上記各実施形態では、センサチップ40を四角形状とした例について述べたが、センサチップ40は、四角形状に限らず、多角形状や円形状、楕円形状にされていてもよく、他の形状とされていてもよい。   For example, in each of the above embodiments, the example in which the sensor chip 40 has a quadrangular shape has been described. However, the sensor chip 40 is not limited to a quadrangular shape, and may be a polygonal shape, a circular shape, or an elliptical shape. It may be a shape.

この場合、第1接合ガラス31については、一面法線方向から見てセンサチップ40と同じ形状とされていてもよく、センサチップ40の外接円形状、外接楕円形状などの形状とされていてもよい。第2接合ガラス32については、第1接合ガラス31およびセンサチップ40の形状に合わせて任意の形状とされる。例えば、センサチップ40が正方形状とされ、第1接合ガラス31がこれと同じ面積の正方形状とされている場合には、図7に示すように第1接合ガラス31を囲む枠体正方形状とされていてもよい。また、センサチップ40が長方形状とされ、第1接合ガラス31がこれと同じ面積の長方形状とされている場合には、図8に示すように第1接合ガラス31を囲む枠体長方形状とされていてもよい。   In this case, the first bonded glass 31 may have the same shape as the sensor chip 40 as viewed from the normal direction of the one surface, or may have a shape such as a circumscribed circle shape or a circumscribed ellipse shape of the sensor chip 40. Good. The second bonding glass 32 has an arbitrary shape according to the shapes of the first bonding glass 31 and the sensor chip 40. For example, when the sensor chip 40 has a square shape and the first bonding glass 31 has a square shape with the same area as this, the frame has a square shape surrounding the first bonding glass 31 as shown in FIG. May be. Further, when the sensor chip 40 is rectangular and the first bonded glass 31 is rectangular with the same area, the frame rectangular shape surrounding the first bonded glass 31 as shown in FIG. May be.

また、第2接合ガラス32は、第1接合ガラス31の外郭領域を囲むように配置されていればよいため、第2接合ガラス32の外郭領域のうち第1接合ガラス31の反対側の外郭については、任意の形状とされていてよい。すなわち、第2接合ガラス32は、枠体矩形状、枠体円形状や枠体楕円状などに限られず、その他の形状にされていてもよい。   Moreover, since the 2nd joining glass 32 should just be arrange | positioned so that the outline area | region of the 1st joining glass 31 may be enclosed, about the outline of the other side of the 1st joining glass 31 among the outline areas of the 2nd joining glass 32 May be of any shape. In other words, the second bonded glass 32 is not limited to a frame rectangular shape, a frame circular shape, a frame elliptical shape, or the like, and may have other shapes.

10 金属ステム
11 ダイヤフラム
20 ハウジング
30 接合ガラス
31 第1接合ガラス
32 第2接合ガラス
33 接合界面
40 センサチップ
41 歪検出部
70 コネクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Metal stem 11 Diaphragm 20 Housing 30 Bonding glass 31 1st bonding glass 32 2nd bonding glass 33 Bonding interface 40 Sensor chip 41 Strain detection part 70 Connector

Claims (8)

印加される圧力に応じて電気出力を発生させる圧力センサであって、
圧力検出用のダイヤフラム(11)が形成された一面(10a)を有する金属ステム(10)と、
前記一面のうち前記ダイヤフラム上に配置された第1接合ガラス(31)と第2接合ガラス(32)とを有してなる接合ガラス(30)と、
前記ダイヤフラム上に前記第1接合ガラスを介して接合され、前記ダイヤフラムの歪みに応じた電気出力を発生する歪検出部(41)を備えるセンサチップ(40)と、を備え、
前記一面に対する法線方向から見て、前記センサチップは、前記第1接合ガラスの外郭領域内に収まるように設けられると共に、前記センサチップの外縁部の一部または全部が前記第1接合ガラスと前記第2接合ガラスとが接合された接合界面(33)と重なるように配置され、
前記第1接合ガラスの熱膨張係数は、前記第2接合ガラスの熱膨張係数より大きく、かつ前記金属ステムの熱膨張係数より小さく、
前記第2接合ガラスは、前記法線方向から見て、前記第1接合ガラスの外郭領域のうち前記センサチップの外縁部と重なる領域の外側に配置され、前記第1接合ガラスを囲むように形成されており、
前記第2接合ガラスの熱膨張係数は、前記センサチップの熱膨張係数以上である圧力センサ。
A pressure sensor that generates an electrical output in response to an applied pressure,
A metal stem (10) having one surface (10a) on which a pressure detection diaphragm (11) is formed;
A bonded glass (30) comprising a first bonded glass (31) and a second bonded glass (32) disposed on the diaphragm of the one surface;
A sensor chip (40) including a strain detection unit (41) that is bonded onto the diaphragm via the first bonding glass and generates an electrical output corresponding to the distortion of the diaphragm;
The sensor chip is provided so as to be within the outer region of the first bonding glass when viewed from the normal direction to the one surface, and a part or all of the outer edge portion of the sensor chip is the first bonding glass. Arranged so as to overlap the bonded interface (33) bonded to the second bonded glass,
The thermal expansion coefficient of the first bonding glass is larger than the thermal expansion coefficient of the second bonding glass and smaller than the thermal expansion coefficient of the metal stem,
The second bonded glass is arranged outside the region overlapping the outer edge of the sensor chip in the outer region of the first bonded glass as viewed from the normal direction, and is formed so as to surround the first bonded glass. Has been
The pressure sensor, wherein a thermal expansion coefficient of the second bonding glass is equal to or higher than a thermal expansion coefficient of the sensor chip.
前記センサチップは、多角形板状とされると共に、前記法線方向から見て、前記センサチップの外縁部のうち隣り合う一辺と他辺との交点である角部がすべて前記接合界面と重なるように配置されている請求項1に記載の圧力センサ。   The sensor chip is formed in a polygonal plate shape, and when viewed from the normal direction, all corners that are intersections between one side and the other side of the outer edge of the sensor chip overlap the joint interface. The pressure sensor according to claim 1, which is arranged as described above. 前記センサチップは、前記ダイヤフラム上に複数個配置されると共に、前記第1接合ガラスおよび前記第2接合ガラスが各前記センサチップに対応して複数個形成されている請求項1または2に記載の圧力センサ。   3. The sensor chip according to claim 1, wherein a plurality of the sensor chips are arranged on the diaphragm, and a plurality of the first bonding glass and the second bonding glass are formed corresponding to each of the sensor chips. Pressure sensor. 前記金属ステムは、ステンレス鋼にて構成されている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の圧力センサ。   The pressure sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal stem is made of stainless steel. 前記ステンレス鋼は、SUS430、SUS630もしくはSUS304のいずれか1つによって構成されている請求項4に記載の圧力センサ。   The pressure sensor according to claim 4, wherein the stainless steel is configured by any one of SUS430, SUS630, and SUS304. 前記接合ガラスは、酸化物を有してなる請求項1ないし5のいずれか1つに記載の圧力センサ。   The pressure sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein the bonding glass includes an oxide. 前記接合ガラスは、ガラス質からなる請求項1ないし6のいずれか1つに記載の圧力センサ。   The pressure sensor according to claim 1, wherein the bonding glass is made of glass. 前記接合ガラスは、鉛を含む材料を有してなる請求項1ないし7のいずれか1つに記載の圧力センサ。   The pressure sensor according to claim 1, wherein the bonding glass includes a material containing lead.
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