JP2841738B2 - 圧力検出素子のパッケージ構造 - Google Patents
圧力検出素子のパッケージ構造Info
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧力検出素子のパッケージ構造に関する
ものである。
ものである。
半導体素子の一例として、半導体圧力センサを考え
る。半導体圧力センサをプリント板等に装着する際のパ
ッケージとして、DIP型、SIP型、SMD型等が考えられ
る。通常、半導体圧力センサをプリント板等にセットし
た後、フラックス塗布、はんだディップ、洗浄、耐湿性
向上のためシーラント等を施す。このとき、フラック
ス、洗浄液等がパッケージ内に侵入すると特性に悪影響
を及ぼすため、パッケージの気密性が要求される。この
気密構造を得るために、例えばSIP型では米国特許明細
書第4838089号にみられるようにシール部材でセンサチ
ップを囲み、その回りを樹脂で充填し加熱硬化してい
る。又、DIP型では特開平１−162354号公報にみられる
ように接着剤と弾性体を配し加熱硬化している。
る。半導体圧力センサをプリント板等に装着する際のパ
ッケージとして、DIP型、SIP型、SMD型等が考えられ
る。通常、半導体圧力センサをプリント板等にセットし
た後、フラックス塗布、はんだディップ、洗浄、耐湿性
向上のためシーラント等を施す。このとき、フラック
ス、洗浄液等がパッケージ内に侵入すると特性に悪影響
を及ぼすため、パッケージの気密性が要求される。この
気密構造を得るために、例えばSIP型では米国特許明細
書第4838089号にみられるようにシール部材でセンサチ
ップを囲み、その回りを樹脂で充填し加熱硬化してい
る。又、DIP型では特開平１−162354号公報にみられる
ように接着剤と弾性体を配し加熱硬化している。
しかし、これらの方法では樹脂等の加熱硬化工程があ
り、コストアップを招いていた。又、樹脂等の量管理が
気密構造を達成する上で難しく、気密が完全にできず質
の低下を招いていた。
り、コストアップを招いていた。又、樹脂等の量管理が
気密構造を達成する上で難しく、気密が完全にできず質
の低下を招いていた。
この発明の目的は、樹脂等の量管理と加熱硬化処理を
不要にでき、パッケージングの際に圧力検出素子に応力
が伝わるのを抑止することができる圧力検出素子のパッ
ケージ構造を提供することにある。
不要にでき、パッケージングの際に圧力検出素子に応力
が伝わるのを抑止することができる圧力検出素子のパッ
ケージ構造を提供することにある。
この発明は、凹部を有する第１のパッケージ材と、第
２のパッケージ材と、前記第１及び第２のパッケージを
当接することにより前記凹部と前記第２のパッケージと
の間に形成される素子収納室と、前記素子収納室におけ
る前記凹部内の底面に配置される圧力検出素子と、を有
し、前記第１のパッケージ材の前記凹部領域から離れた
領域を当接部とし、当該当接部に気密封止用弾性体を介
在させてこの気密封止弾性体を押圧した状態で両第１及
び第２のパッケージ材を連結した圧力検出素子のパッケ
ージ構造を要旨とするものである。
２のパッケージ材と、前記第１及び第２のパッケージを
当接することにより前記凹部と前記第２のパッケージと
の間に形成される素子収納室と、前記素子収納室におけ
る前記凹部内の底面に配置される圧力検出素子と、を有
し、前記第１のパッケージ材の前記凹部領域から離れた
領域を当接部とし、当該当接部に気密封止用弾性体を介
在させてこの気密封止弾性体を押圧した状態で両第１及
び第２のパッケージ材を連結した圧力検出素子のパッケ
ージ構造を要旨とするものである。
本発明では、第１のパッケージ材の前記凹部領域から
離れた領域を当接部とし、両パッケージ材の当接部に気
密封止用弾性体が介在させてこの気密封止弾性体を押圧
した状態で両第１及び第２のパッケージ材を連結したた
め、事実上、圧力検出素子と当接部とを互いに離間させ
た状態としているので、第１及び第２のパッケージを気
密封止用弾性体を介して押圧した際に生じる応力が圧力
素子に伝わるのを効果的に抑止される。
離れた領域を当接部とし、両パッケージ材の当接部に気
密封止用弾性体が介在させてこの気密封止弾性体を押圧
した状態で両第１及び第２のパッケージ材を連結したた
め、事実上、圧力検出素子と当接部とを互いに離間させ
た状態としているので、第１及び第２のパッケージを気
密封止用弾性体を介して押圧した際に生じる応力が圧力
素子に伝わるのを効果的に抑止される。
以下、この発明を半導体圧力センサに具体化した一実
施例を図面に従って説明する。
施例を図面に従って説明する。
第２図はパッケージした半導体圧力センサの平面図、
第１図は第２図のＡ−Ａ断面図である。これらの第１図
及び第２図に示すように、パッケージ材としての本体ケ
ース１とパッケージ材としての蓋材２を組み合わせるこ
とによりその内部に素子収納室３が形成され、この素子
収納室３に半導体圧力センサ（以下、センサチップとい
う）４が配置されている。
第１図は第２図のＡ−Ａ断面図である。これらの第１図
及び第２図に示すように、パッケージ材としての本体ケ
ース１とパッケージ材としての蓋材２を組み合わせるこ
とによりその内部に素子収納室３が形成され、この素子
収納室３に半導体圧力センサ（以下、センサチップとい
う）４が配置されている。
第３図は本体ケース１の平面図であり、第４図は第３
図のＢ−Ｂ断面図である。本体ケース１は合成樹脂より
なり、その上面には平面略四角形状の凹部５が形成され
ている。凹部５の底面には、これよりも開口面積の小さ
な平面略四角形状の凹部６が形成され、さらに、その凹
部６の底面には同凹部６よりも開口面積の小さな平面略
四角形状の凹部７が形成されている。又、本体ケース１
の前部（第３図中、下部）及び後部にはそれぞれ上方に
延びる突出部８が形成されている。本体ケース１の上面
には、第３図中、一点鎖線で示す平面部A1が形成されて
いる。
図のＢ−Ｂ断面図である。本体ケース１は合成樹脂より
なり、その上面には平面略四角形状の凹部５が形成され
ている。凹部５の底面には、これよりも開口面積の小さ
な平面略四角形状の凹部６が形成され、さらに、その凹
部６の底面には同凹部６よりも開口面積の小さな平面略
四角形状の凹部７が形成されている。又、本体ケース１
の前部（第３図中、下部）及び後部にはそれぞれ上方に
延びる突出部８が形成されている。本体ケース１の上面
には、第３図中、一点鎖線で示す平面部A1が形成されて
いる。
又、本体ケース１内にはリードフレーム９がインサー
ト成形により一体的に配置され、そのリードフレーム９
の内端部が凹部５の底面部に露出しているとともにリー
ドフレーム９の外端部が本体ケース１の前面及び後面か
ら突出している。又、本体ケース１の左右両側面部には
連結部材の一部を構成する段差部10が形成されている。
ト成形により一体的に配置され、そのリードフレーム９
の内端部が凹部５の底面部に露出しているとともにリー
ドフレーム９の外端部が本体ケース１の前面及び後面か
ら突出している。又、本体ケース１の左右両側面部には
連結部材の一部を構成する段差部10が形成されている。
第５図は蓋材２を下方から見た図であり、第６図は第
５図のＣ−Ｃ断面図である。蓋材２は合成樹脂よりな
り、その板状部11下面の左右両側部には前記段差部10と
ともに連結部材を構成する係合爪12が下方に延設されて
いる。各係合爪12は、その下端部にそれぞれ内方へ向け
て突出する係合突起13を有している。尚、右側部の係合
爪12は２つに分割されている。又、第６図の左右方向に
おける係合爪12の係合突起13の間隔W2は第４図における
本体ケース１の幅W1より小さくなっている。
５図のＣ−Ｃ断面図である。蓋材２は合成樹脂よりな
り、その板状部11下面の左右両側部には前記段差部10と
ともに連結部材を構成する係合爪12が下方に延設されて
いる。各係合爪12は、その下端部にそれぞれ内方へ向け
て突出する係合突起13を有している。尚、右側部の係合
爪12は２つに分割されている。又、第６図の左右方向に
おける係合爪12の係合突起13の間隔W2は第４図における
本体ケース１の幅W1より小さくなっている。
又、蓋材２の板状部11の下面には凹部14が形成される
とともに板状部11には気体導入用貫通孔15が設けられて
いる。さらに、板状部11の下面における凹部14の外周部
には、第５図中、一点鎖線で示す平面部A2が形成されて
いる。そして、第１図に示すように、蓋材２の係合爪12
が本体ケース１の左右側面に配置されるとともに、同係
合爪12の係合突起13が本体ケース１の段差部10に係合さ
れている。
とともに板状部11には気体導入用貫通孔15が設けられて
いる。さらに、板状部11の下面における凹部14の外周部
には、第５図中、一点鎖線で示す平面部A2が形成されて
いる。そして、第１図に示すように、蓋材２の係合爪12
が本体ケース１の左右側面に配置されるとともに、同係
合爪12の係合突起13が本体ケース１の段差部10に係合さ
れている。
第７図には本体ケース１の平面部A1と蓋材２の平面部
A2との間に配置される気密封止用弾性体16を示し、第８
図には第７図のＤ−Ｄ断面を示す。この気密封止用弾性
体16はフッ素ゴムやNBR等により、所定の厚みを有する
板状に形成されている。気密封止用弾性体16は気体導入
用貫通孔17を有している。そして、第１図に示すよう
に、気密封止用弾性体16は蓋材２の平面部A2に接着剤18
にて接着されている。
A2との間に配置される気密封止用弾性体16を示し、第８
図には第７図のＤ−Ｄ断面を示す。この気密封止用弾性
体16はフッ素ゴムやNBR等により、所定の厚みを有する
板状に形成されている。気密封止用弾性体16は気体導入
用貫通孔17を有している。そして、第１図に示すよう
に、気密封止用弾性体16は蓋材２の平面部A2に接着剤18
にて接着されている。
第９図にはセンサチップ４と台座19の平面図を示し、
第10図には第９図のＥ−Ｅ断面を示す。センサチップ４
にはその表面側にIC工程により拡散抵抗（ピエゾ抵抗
層）が形成され、裏面側にはダイヤフラムを形成するた
めの凹部20が形成されている。センサチップ４と台座19
とは真空中での陽極接合等により接合され、センサチッ
プ４と台座19との間の空間は真空となっている。そし
て、第１図に示すように、台座19の下面が本体ケース１
の凹部７の底面に接着剤21により接着されている。又、
センサチップ４とリードフレーム９とは金線あるいはア
ルミニウム線のワイヤ22によりボンディングされ電気的
接続がとられている。
第10図には第９図のＥ−Ｅ断面を示す。センサチップ４
にはその表面側にIC工程により拡散抵抗（ピエゾ抵抗
層）が形成され、裏面側にはダイヤフラムを形成するた
めの凹部20が形成されている。センサチップ４と台座19
とは真空中での陽極接合等により接合され、センサチッ
プ４と台座19との間の空間は真空となっている。そし
て、第１図に示すように、台座19の下面が本体ケース１
の凹部７の底面に接着剤21により接着されている。又、
センサチップ４とリードフレーム９とは金線あるいはア
ルミニウム線のワイヤ22によりボンディングされ電気的
接続がとられている。
次に、組立手順を説明する。
本体ケース１の凹部７の底部に、センサチップ４を固
定した台座19を配置するとともに、リードフレーム９と
センサチップ４とをワイヤボンデイングする。一方、蓋
材２に接着剤18を介して気密封止用弾性体16を接着す
る。そして、本体ケース１の左右両側面に蓋材２の係合
爪12の係合突起13を摺動させながら互いに接近させ、さ
らに、係合爪12の係合突起13を本体ケース１の段差部10
に係合させる。
定した台座19を配置するとともに、リードフレーム９と
センサチップ４とをワイヤボンデイングする。一方、蓋
材２に接着剤18を介して気密封止用弾性体16を接着す
る。そして、本体ケース１の左右両側面に蓋材２の係合
爪12の係合突起13を摺動させながら互いに接近させ、さ
らに、係合爪12の係合突起13を本体ケース１の段差部10
に係合させる。
この状態では、本体ケース１と蓋材２の当接部に気密
封止用弾性体16を押圧変形させた状態で本体ケース１と
蓋材２が連結されている。この際、蓋材２及び本体ケー
ス１の各々の平面部A1,A2は寸法的に重なり部分を持っ
ていて、かつ、弾性体16の厚みは平面部A1,A2により充
分なつぶれが確保できるようになっている。これゆえ、
弾性体16により素子収納室３は完全に気密性が保たれ
る。
封止用弾性体16を押圧変形させた状態で本体ケース１と
蓋材２が連結されている。この際、蓋材２及び本体ケー
ス１の各々の平面部A1,A2は寸法的に重なり部分を持っ
ていて、かつ、弾性体16の厚みは平面部A1,A2により充
分なつぶれが確保できるようになっている。これゆえ、
弾性体16により素子収納室３は完全に気密性が保たれ
る。
このように組み立てられた圧力センサをプリント板等
に装着する際には、蓋材２の気体導入用貫通孔15をテー
プ等で塞いだ後、フラックスを塗布し、はんだディップ
を行い、さらに、洗浄し、耐湿性向上のための防湿剤を
施す。その後、気体導入用貫通孔15を塞いでいたテープ
等をはがす。
に装着する際には、蓋材２の気体導入用貫通孔15をテー
プ等で塞いだ後、フラックスを塗布し、はんだディップ
を行い、さらに、洗浄し、耐湿性向上のための防湿剤を
施す。その後、気体導入用貫通孔15を塞いでいたテープ
等をはがす。
そして、圧力検出時には、蓋材２の気体導入用貫通孔
15及び気密封止用弾性体16の気体導入用貫通孔17を通し
て導かれた大気圧がセンサチップ４に達し、センサチッ
プ４と台座19との間の真空室を基準とした絶対圧が電圧
変換され、さらに、センサチップ４内で増幅されてリー
ドフレーム９により圧力信号として出力される。
15及び気密封止用弾性体16の気体導入用貫通孔17を通し
て導かれた大気圧がセンサチップ４に達し、センサチッ
プ４と台座19との間の真空室を基準とした絶対圧が電圧
変換され、さらに、センサチップ４内で増幅されてリー
ドフレーム９により圧力信号として出力される。
このように本実施例によれば、本体ケース１（第１の
パッケージ材）の凹部７から離れた領域を当接部とし、
当該当接部に気密封止用弾性体16を介在させてこの気密
封止弾性体16を押圧した状態で本体ケース１と蓋材２
（第２のパッケージ材）を連結した。
パッケージ材）の凹部７から離れた領域を当接部とし、
当該当接部に気密封止用弾性体16を介在させてこの気密
封止弾性体16を押圧した状態で本体ケース１と蓋材２
（第２のパッケージ材）を連結した。
その結果、気密封止用弾性体16により、素子収納室３
は完全に気密に保たれるため、フラックス、洗浄液の侵
入が全くない。
は完全に気密に保たれるため、フラックス、洗浄液の侵
入が全くない。
又、事実上、センサチップ４（圧力検出素子）と当接
部とを互いに離間させた状態としているので、保体ケー
ス１と蓋材２のパッケージを気密封止用弾性体16を介し
て押圧した際に生じる応力がセンサチップ４に伝わるの
を効果的に抑止される。
部とを互いに離間させた状態としているので、保体ケー
ス１と蓋材２のパッケージを気密封止用弾性体16を介し
て押圧した際に生じる応力がセンサチップ４に伝わるの
を効果的に抑止される。
尚、気密封止用弾性体16を蓋材２に接着するための接
着剤18は、単に弾性体16の位置ズレ防止のためであり、
接着剤18の量管理は全くいらない。
着剤18は、単に弾性体16の位置ズレ防止のためであり、
接着剤18の量管理は全くいらない。
尚、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、例えば、上記実施例では大気圧検出用圧力センサに
具体化したが、第11図に示すように、負圧又は正圧検出
用の圧力センサに具体化してもよい。この場合、蓋材２
にパイプ23が付けられ、このパイプ23により負圧又は正
圧（加圧）が導かれ、気密封止用弾性体16の気体導入用
貫通孔17を介してセンサチップ４に達し、圧力が電気信
号に変換される。
く、例えば、上記実施例では大気圧検出用圧力センサに
具体化したが、第11図に示すように、負圧又は正圧検出
用の圧力センサに具体化してもよい。この場合、蓋材２
にパイプ23が付けられ、このパイプ23により負圧又は正
圧（加圧）が導かれ、気密封止用弾性体16の気体導入用
貫通孔17を介してセンサチップ４に達し、圧力が電気信
号に変換される。
又、上記実施例ではDIP型の構造であったが、SIP型や
SMD型に同様の構造を採用してもよい。
SMD型に同様の構造を採用してもよい。
以上詳述したように、この発明によれば、樹脂等の管
理量と加熱硬化処理を不要にできる。
理量と加熱硬化処理を不要にできる。
又、事実上、圧力検出素子と当接部とを互いに離間さ
せた状態としているので、第１及び第２のパッケージを
気密封止用弾性体を介して押圧した際に生じる応力が圧
力素子に伝わるのを効果的に抑止することができる。
せた状態としているので、第１及び第２のパッケージを
気密封止用弾性体を介して押圧した際に生じる応力が圧
力素子に伝わるのを効果的に抑止することができる。
第１図は第２図のＡ−Ａ断面図、第２図はパッケージし
た半導体圧力センサの平面図、第３図は本体ケースの平
面図、第４図は第３図のＢ−Ｂ断面図、第５図は蓋材を
下方から見た図、第６図は第５図のＣ−Ｃ断面図、第７
図は気密封止用弾性体を示す図、第８図は第７図のＤ−
Ｄ断面図、第９図はセンサチップと台座の平面図、第10
図は第９図のＥ−Ｅ断面図、第11図は別例の半導体圧力
センサの断面図である。 １はパッケージ材としての本体ケース、２はパッケージ
材としての蓋材、３は素子収納室、10は連結部材を構成
する段差部、12は連結部材を構成する係合爪、16は気密
封止用弾性体。
た半導体圧力センサの平面図、第３図は本体ケースの平
面図、第４図は第３図のＢ−Ｂ断面図、第５図は蓋材を
下方から見た図、第６図は第５図のＣ−Ｃ断面図、第７
図は気密封止用弾性体を示す図、第８図は第７図のＤ−
Ｄ断面図、第９図はセンサチップと台座の平面図、第10
図は第９図のＥ−Ｅ断面図、第11図は別例の半導体圧力
センサの断面図である。 １はパッケージ材としての本体ケース、２はパッケージ
材としての蓋材、３は素子収納室、10は連結部材を構成
する段差部、12は連結部材を構成する係合爪、16は気密
封止用弾性体。
Claims (1)
- 【請求項１】凹部を有する第１のパッケージ材と、 第２のパッケージ材と、 前記第１及び第２のパッケージを当接することにより前
記凹部と前記第２のパッケージとの間に形成される素子
収納室と、 前記素子収納室における前記凹部内の底面に配置される
圧力検出素子と、 を有し、 前記第１のパッケージ材の前記凹部領域から離れた領域
を当接部とし、当該当接部に気密封止用弾性体を介在さ
せてこの気密封止弾性体を押圧した状態で両第１及び第
２のパッケージ材を連結したことを特徴とする圧力検出
素子のパッケージ構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15314690A JP2841738B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | 圧力検出素子のパッケージ構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15314690A JP2841738B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | 圧力検出素子のパッケージ構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0444344A JPH0444344A (ja) | 1992-02-14 |
| JP2841738B2 true JP2841738B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=15556025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15314690A Expired - Lifetime JP2841738B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | 圧力検出素子のパッケージ構造 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2841738B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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-
1990
- 1990-06-12 JP JP15314690A patent/JP2841738B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0444344A (ja) | 1992-02-14 |
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