JP2719448B2 - 半導体圧力検出装置 - Google Patents

半導体圧力検出装置

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    • Y10T29/49103—Strain gauge making

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体圧力検出装
置、特に高圧の被測定媒体の圧力も計測でき、小型で安
価な半導体圧力検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の半導体圧力検出装置例え
ば圧力センサを示す断面図である。図において、半導体
チップ(５)には、オイル等圧力を測定すべき被測定媒体
（圧力媒体）(１)の圧力を応力に変換するダイヤフラム
(３)と、ダイヤフラム(３)の応力を電気信号に変換する
歪ゲージ(４)とが形成されている。半導体チップ(５)
は、半導体チップ(５)に加わる外部応力を緩和する台座
(７)に載置され、台座(７)は金属製のステム(８)に支持
されている。歪ゲージ(４)の電気信号は、半導体チップ
(５)に電気的に接続されたワイヤ(１０)を介してリード
(９)により取り出される。このリード(９)はガラス(１
１)によりステム(８)に固定されると共に、気密性が保
たれている。半導体チップ(５)等はステム(８)に接合さ
れたキャップ(１３)で覆われ、基準圧力室(６)例えば真
空が形成される。被測定媒体(１)が封入されたケース
(２)は、ステム(８)の中央に設けられたパイプ(１４)に
接続されている。
【０００３】従来の半導体圧力検出装置は上述したよう
に構成され、ケース(２)中の被測定媒体(１)の圧力は、
パイプ(１４)を介してダイヤフラム(３)に印加される。
被測定媒体(１)の圧力と基準圧力室(６)の圧力の差に応
じてダイヤフラム(３)が歪み、歪ゲージ(４)に抵抗変化
が生じる。歪ゲージ(４)の抵抗変化は、例えば歪ゲージ
(４)を４本ホイートストーンブリッジ状に接続しておく
ことによって、電圧変化として取り出せる。歪ゲージ
(４)に印加する電圧や歪ゲージ(４)の抵抗変化によって
生じる電圧変化は、ワイヤ(１０)、リード(９)を介して
外部から与えられたり、又は取り出したりする。このよ
うにして、被測定媒体(１)の圧力に応じた電気信号を取
り出し、その圧力を計測することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したような半導体
圧力検出装置では、被測定媒体(１)がオイル等液体の場
合、これをダイヤフラム(３)直下まで充填するのが困難
である。また、被測定媒体(１)を導入するためのパイプ
(１４)をステム(８)に設ける必要があり、さらに、電気
信号を取り出すリード(９)がパイプ(１４)及びステム
(８)と同じ側にあるため、リード(９)の処理のための基
板等が必要となり、装置の小型化が困難であるという問
題点があった。また、被測定媒体(１)が高圧の場合、パ
イプ(１４)とケース(２)との溶接が必要となるが、パイ
プ同士の溶接が困難である等の問題点もあった。この発
明は、このような問題点を解決するためになされたもの
で、被測定媒体の充填を容易にし、ケースとの溶接を簡
便にすると共に、小型の半導体圧力検出装置を得ること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体圧
力検出装置は、ダイヤフラムが被測定媒体に露出するよ
うに半導体チップ、台座等を樹脂によりモールドすると
共に、ダイヤフラムと台座との間に基準圧力室を設け、
かつパイプを廃したものである。
【０００６】
【作用】この発明においては、モールド部の開口部にダ
イヤフラムが露出しているので、被測定媒体がダイヤフ
ラムに容易に接触することができ、ケースにステムを接
合すれば、高圧の被測定媒体の圧力も計測でき、また、
パイプがなくリードが被測定媒体と反対側に設けられて
いるので、接続処理が簡単で小型化が可能となる。
【０００７】
【実施例】図１は、この発明の一実施例による半導体圧
力検出装置例えば圧力センサを示す断面図であり、図３
と同じ符号は上述した従来の半導体圧力検出装置におけ
るものと同一又は相当部分を示す。図において、半導体
チップ(５)は台座(７)に載置され、この台座(７)はステ
ム(８)に支持されている。半導体チップ(５)に電気的に
接続されたワイヤ(１０)はリード(９)に接続され、この
リード(９)はガラス(１１)によりステム(８)に固定され
ている。そして、これら半導体チップ(５)、台座(７)、
リード(９)、ワイヤ(１０)を覆い、かつ、ダイヤフラム
(３)が被測定媒体(１)に露出するように半導体チップ
(５)の端部を覆ってモールド部(１２)がステム(８)に設
けられている。このモールド部(１２)は、半導体チップ
(５)、リード(９)、ワイヤ(１０)を機械的に保護するた
めのものであり、エポキシ樹脂等で形成されている。
【０００８】上述したように構成された半導体圧力検出
装置においては、モールド部(１２)の開口部(１２a)で
ダイヤフラム(３)が露出しているので、被測定媒体(１)
がダイヤフラム(３)に容易に接触することができる。ま
た、圧力を測定すべき機器（図示しない）のケース(２)
にステム(８)を溶接等により接合すれば、高圧例えば２
００〜３００気圧の被測定媒体(１)の圧力も計測するこ
とができる。すなわち、このような高圧の被測定媒体
(１)に対しても、モールド部(１２)は変形、破損しない
ので、ワイヤ(１０)等の破損を防止することができる。
また、パイプがなく、リード(９)が被測定媒体(１)と反
対側に設けられているため、リード(９)の接続処理が簡
単で、半導体圧力検出装置の小型化が可能となる。
【０００９】なお、上述した実施例では、基準圧力室
(６)を設けたものを示したが、図２に示すように、台座
(７)とステム(８)に貫通穴(１３)を設け、大気圧を基準
とするものであっても、上述と同様の効果を奏する。ま
た、歪ゲージ(４)を用いた半導体チップ(５)を用いた場
合を示したが、ダイヤフラム(３)と台座(７)に電極を設
け、これら電極間の静電容量変化を検出するものであっ
ても同様の効果を奏する。
【００１０】
【発明の効果】この発明は以上説明したとおり、ステム
と、このステムの上面に支持された台座と、ダイヤフラ
ムが形成され、かつ、このダイヤフラムの上面に歪ゲー
ジが形成されて、該ダイヤフラムの下面側に基準圧力室
を構成するように上記台座上に載置された半導体チップ
と、上記半導体チップに接続されたワイヤと、このワイ
ヤに接続され、上記ステムを貫通して支持されたリード
と、上記ワイヤ、上記ステム上部のリード及び上記台座
を覆い、かつ、上記ダイヤフラムの上面が被測定媒体に
露出するように上記半導体チップを覆って上記ステムに
設けられたエポキシ樹脂からなるモールド部とを備えた
ので、被測定媒体がダイヤフラムに容易に接触すること
ができ、モールド部によりワイヤ等が保護されているの
で高圧の被測定媒体であっても計測することができると
共に、小型で安価な半導体圧力検出装置が得られるとい
う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による半導体圧力検出装置
を示す断面図である。
【図２】この発明の他の実施例による半導体圧力検出装
置を示す断面図である。
【図３】従来の半導体圧力検出装置を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
(１) 被測定媒体 (２) ケース (３) ダイヤフラム (４) 歪ゲージ (５) 半導体チップ (６) 基準圧力室 (７) 台座 (８) ステム (９) リード (１０) ワイヤ (１１) ガラス (１２) モールド部 (１２a) 開口部 (１３) 貫通穴

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステムと、 このステムの上面に支持された台座と、 ダイヤフラムが形成され、かつ、このダイヤフラムの上
    面に歪ゲージが形成されて、該ダイヤフラムの下面側に
    基準圧力室を構成するように上記台座上に載置された半
    導体チップと、 上記半導体チップに接続されたワイヤと、 このワイヤに接続され、上記ステムを貫通して支持され
    たリードと、 上記ワイヤ、上記ステム上部のリード及び上記台座を覆
    い、かつ、上記ダイヤフラムの上面が被測定媒体に露出
    するように上記半導体チップを覆って上記ステムに設け
    られたエポキシ樹脂からなるモールド部とを備えたこと
    を特徴とする半導体圧力検出装置。
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