JP4199867B2 - 半導体圧力センサ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧力を半導体圧力センサ素子により検出して電気信号として出力する半導体圧力センサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のこの種の半導体圧力センサ装置の縦断面図を示したものである。この半導体圧力センサ装置は、流体圧力を検出するＳｉ半導体よりなる半導体圧力センサ１と、この半導体圧力センサ１を支持する樹脂製のセンサケース２と、半導体圧力センサ１に流体圧力を導く金属製の流体導入筒体３と、半導体圧力センサ１からの出力を取り出す複数の端子金具４…とを備えた構造になっている。
【０００３】
半導体圧力センサ素子１は、抵抗ブリッジ回路（図示せず）が形成されたダイアフラム部１ａと、このダイアフラム部１ａの周囲を支持し且つ抵抗ブリッジ回路に接続された複数の接続用電極（図示せず）が形成されたダイアフラム支持部１ｂとが一体に形成された構造になっている。
【０００４】
センサケース２は、半導体圧力センサ素子１のダイアフラム部１ａに圧力測定の対象となる流体を導くための流体導入孔５を備え且つ上面に半導体圧力センサ素子１のダイアフラム支持部１ｂが流体導入孔５を囲むようにして固定される素子固定用壁部２ａと、半導体圧力センサ素子１の周囲を囲み素子固定用壁部２ａに一体化された周壁部２ｂとを備えた構造になっている。周壁部２ｂ内が素子収容凹部２ｃとなっている。
【０００５】
流体導入筒体３は、その上端にフランジ状に素子取付け座３ａを備えていて、この素子取付け座３ａが素子固定用壁部２ａの表面に一致し且つ流体導入孔５を囲むようにしてセンサケース２の成形時に該流体導入筒体３をインサートとして一体化されている。素子取付け座３ａ上には、半導体圧力センサ素子１がそのダイアフラム部１ａの受圧面１aaを流体導入孔５に向けた状態で、そのダイアフラム支持部１ｂが測定すべき流体の漏れがないようにして接着等で固定されている。
【０００６】
複数の端子金具４…は、センサケース２にその周壁部２ｂを貫通して一体に取付けられている。この場合、各端子金具４…は、その一端の接続用電極部４ａが素子収容凹部２ｃ内に突出し、その他端の接続用電極部４ｂがセンサケース２の外で素子固定用壁部２ａの底面より下側に導かれて該素子固定用壁部２ａの底面に平行する向きに設けられている。
【０００７】
ダイアフラム部１ａの複数の接続用電極（図示せず）と各端子金具４…の接続用電極部４ａ…とはボンディングワイヤ６…により相互に接続されている。
【０００８】
このような半導体圧力センサ装置は、流体導入孔５に測定すべき流体が供給されて、その流体の圧力が半導体圧力センサ素子１のダイアフラム部１ａに作用すると、大気圧との差によりダイアフラム部１ａに物理的な歪みが生じ、この歪みに応じて該ダイアフラム部１ａに設けられている抵抗ブリッジ回路の抵抗値が変化し、この抵抗値の変化を出力として取出すようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造の従来の半導体圧力センサ装置では、金属製の流体導入筒体３がセンサケース２の成形時に予め一体化されていたので、ユーザーの要求に応じて該流体導入筒体３の長さを変更することが困難な問題点があった。
【００１０】
また、金属製の流体導入筒体３を設けると、ノイズや静電気が流体導入筒体３を通って半導体圧力センサ素子１側に侵入する可能性が高く、測定値の精度が低下したり、場合によっては半導体圧力センサ素子１が破壊されるおそれがあった。
【００１１】
本発明の目的は、流体導入筒体を後から取付けることができる半導体圧力センサ装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、金属製の流体導入筒体からノイズや静電気が入らないようにすることができる半導体圧力センサ装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、ケース側接続用電極と外部接続用電極とを段違いの位置に形成した場合の両方の電極間の電気的接続を容易に行える半導体圧力センサ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体圧力センサ装置は、半導体圧力センサ素子と、セラミック製のセンサケースと、複数のケース側接続用電極と、複数の外部接続用電極とを具備している。半導体圧力センサ素子は、抵抗ブリッジ回路が形成されたダイアフラム部と、該ダイアフラム部の周囲を支持し且つ抵抗ブリッジ回路に接続された複数の接続用電極が形成されたダイアフラム支持部とが一体に形成された構造になっている。セラミック製のセンサケースは、半導体圧力センサ素子のダイアフラム部に圧力測定の対象となる流体を導くための流体導入孔を備え且つ上面に半導体圧力センサ素子のダイアフラム支持部が流体導入孔を囲むようにして固定される素子固定用壁部及び半導体圧力センサ素子の周囲を囲む周壁部を備えた構造になっている。センサケースに設けられた複数のケース側接続用電極は、半導体圧力センサ素子に設けられた複数の接続用電極にワイヤボンディングを介して接続されている。複数の外部接続用電極は、センサケースに設けられたケース側接続用電極部と電気的に接続されている。素子固定用壁部の下面には、流体導入孔と連通する流体導入路を内部に備えた金属製の流体導入用筒体が半田付け接続される環状の半田付けランドが形成されている。半田付けランドは、複数の外部接続用電極の中のアース電極に電気的に接続されている。この半田付けランドには、任意の長さの流体導入用筒体が半田付け接続できる。そのため製造時あるいはユーザーが使用する時点等の、いずれかの時点において任意の長さの流体導入用筒体を半田付けで接続することができる。
【００１５】
このようにセンサケースの素子固定用壁部の下面に、流体導入孔と連通する流体導入路を内部に備えた金属製の流体導入用筒体が半田付け接続される環状の半田付けランドを設けておくと、後から任意の長さの流体導入用筒体を半田付けで接続できるので、汎用性が高くなる。また、半田付けランドを複数の外部接続用電極の中のアース電極に電気的に接続すると、この半田付けランドに電気的に接続された金属製の流体導入用筒体からノイズや静電気が入っても、これらはアース側に逃がされるので、測定精度が低下したり、半導体圧力センサ素子が破壊されるのを防止することができる。
【００１６】
上記の如き半導体圧力センサ装置にあっては、下記の構成とすることが好ましい。即ち、センサケースは、素子固定用壁部を含む第１のケース構成部分と、該第１のケース構成部分の上面に下面が接合されて周壁部の一部を構成する環状の第２のケース構成部分と、該第２のケース構成部分の上面に下面が接合されて周壁部の残部を構成し且つ内側に第２のケース構成部分の上面の一部を環状に露出させるように形成された環状の第３のケース構成部分とから構成されている。第３のケース構成部分の内側に露出する第２のケース構成部分の上面の部分には、複数のケース側接続用電極が形成されている。第３のケース構成部分の下に位置する第２のケース構成部分の上面の部分には、それぞれ複数のケース側接続用電極に接続されてセンサケースの周壁部の外周面まで延びる複数の導電性引出パターンが形成されている。第１のケース構成部分の下面及び第３のケース構成部分の上面には、複数の導電性引出パターンとそれぞれ接続する複数の外部接続用電極が形成されている。センサケースの周壁部の外周面には、第１ないし第３のケース構成部分が積層される積層方向に向かって延びて積層方向両側に開口し且つ積層方向と直交し且つ外周面から離れる方向に開口する複数の溝部が形成されている。複数の溝部内には、複数の導電性引出パターンと複数の外部接続用電極とをそれぞれ接続する複数の接続用導電パターンが形成されている。このような構成にすると、ケース側接続用電極と外部接続用電極とを段違いの位置に形成した場合の両方の電極間の電気的接続を確実に行うことができる。また、ケースの上下に外部接続用電極を設けると、上下逆でも使用できるので使い勝手が向上する。
【００１７】
さらに本発明の半導体圧力センサ装置にあっては、複数のケース側接続用電極、複数の外部接続用電極、複数の接続用導電パターン及び前記半田付けランドは、蒸着またはスパッタリングにより形成されたタングステンからなる下地層と、該下地層の上に形成されたＮｉメッキ層と、該Ｎｉメッキ層の上に形成されたＡｇ，Ａｇの合金またはＡｕのメッキ層とから構成されていることが好ましい。センサケースを構成しているセラミックの表面には導電性のよいメッキを直接形成しにくいため、セラミックとなじみがよいタングステンをスパッタリング等により設けて下地層としているのである。そしてＮｉメッキ層はタングステン下地層との接合強度が強く、このＮｉメッキ層にはＡｇ，Ａｇの合金またはＡｕのメッキ層を所要の接合強度をもって容易に形成することができる。したがってセラミックの表面に導電性のよいメッキ層からなる電極及び導電パターンを確実に設けることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明に係る半導体圧力センサ装置における実施の形態の一例を示したもので、図１（Ａ）は本例の半導体圧力センサ装置の平面図、図１（Ｂ）は本例の半導体圧力センサ装置の縦断端面図、図２は本例の半導体圧力センサ装置の底面図、図３は本例の半導体圧力センサ装置の半導体圧力センサ素子上に形成されている抵抗ブリッジ回路等の電気的構成図である。
【００１９】
本例の半導体圧力センサ装置は、流体圧力を検出するＳｉ半導体よりなる半導体圧力センサ１と、この半導体圧力センサ１を支持するセラミック製のセンサケース２と金属製の流体導入用筒体１９とを備えた構造になっている。
【００２０】
半導体圧力センサ素子１は、図３に示すような抵抗r1，r2，r3，r4からなる抵抗ブリッジ回路７と、抵抗Ｒ4 のみからなる抵抗回路とが形成されたダイアフラム部１ａと、このダイアフラム部１ａの周囲を支持し且つ抵抗ブリッジ回路７に接続された複数の接続用電極８ａ〜８ｆ等が形成されたダイアフラム支持部１ｂとが一体に形成されたＳｉ半導体基板から構成されている。抵抗ブリッジ回路７の抵抗r1，r4は端子部７ｂに接続され、抵抗r4，r3は端子部７ｃに接続され、抵抗r3，r2は端子部７ｄに接続され、抵抗r2，r1は端子部７ｅに接続されている。抵抗Ｒ4 の両端は、端子部７ａ，７ｆに接続されている。これら端子部７ａ〜７ｆは、対応する接続用電極８ａ〜８ｆに接続されている。このような抵抗ブリッジ回路７等が形成されているダイアフラム部１ａの表面は、保護用の絶縁樹脂層１ｃで覆われている。
【００２１】
センサケース２は、半導体圧力センサ素子１のダイアフラム部１ａに圧力測定の対象となる流体を導くための流体導入孔５を備え且つ上面に半導体圧力センサ素子１のダイアフラム支持部１ｂが流体導入孔５を囲むようにして固定される素子固定用壁部２ａと、半導体圧力センサ素子１の周囲を囲み素子固定用壁部２ａに一体化された周壁部２ｂとを備えた構造になっている。周壁部２ｂ内は、素子収容凹部２ｃとなっている。センサケース２の周壁部２ｂの輪郭形状は、４つの角部を有するほぼ矩形形状を呈している。半導体圧力センサ素子１のダイアフラム支持部１ｂの素子固定用壁部２ａに対する固定は、両者の熱膨張係数に差があっても剥離しないように、硬化しても撓み性のあるゲル状の接着剤により行われている。
【００２２】
このようなセンサケース２は、素子固定用壁部２ａを含む第１のケース構成部分９と、該第１のケース構成部分９の上面に下面が接合されて周壁部２ｂの一部を構成する環状の第２のケース構成部分１０と、該第２のケース構成部分１０の上面に下面が接合されて周壁部２ｂの残部を構成し且つ内側に第２のケース構成部分１０の上面の一部を環状に露出させるように形成された環状の第３のケース構成部分１１とにより構成されている。これらのケース構成部分９〜１１は、焼成前のグリーンボディの状態で重ね合わされて同時に焼成されて一体化されている。
【００２３】
センサケース２には、半導体圧力センサ素子１に設けられている複数の接続用電極８ａ〜８ｆのうちの所要の接続用電極にボンディングワイヤ６ａ〜６ｆにより接続された複数のケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆが形成されている。ケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆは、後に詳しく説明する外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆと同様にタングステン下地層とＮｉメッキ層とＡｕメッキ層とから構成されている。これらケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆは、第３のケース構成部分１１の内側に露出する第２のケース構成部分１０の上面の部分に形成されている。第３のケース構成部分１１の下に位置する第２のケース構成部分１０の上面の部分には、それぞれ複数のケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆに接続されてセンサケース２の周壁部２ｂの外周面まで延びる複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆが形成されている。これら複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆは、ケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆを構成するタングステン下地層が延長されて構成されている。
【００２４】
また第１のケース構成部分９の下面及び第３のケース構成部分１１の上面には、複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆとそれぞれ接続する複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆと複数の外部接続用電極１４Ｕａ〜１４Ｕｆとがそれぞれ形成されている。またセンサケース２の周壁部２ｂの外周面には、第１ないし第３のケース構成部分９〜１１が積層される積層方向に向かって延びて積層方向両側に開口し且つ積層方向と直交し且つ外周面から離れる方向に開口する複数の溝部１５ａ〜１５ｆが形成されている。特に、溝部１５ａ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｆは、センサケース２のほぼ矩形形状をなす周壁部２ｂの４つの角部にそれぞれ形成されている。前述の通り、複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆの外側端部は、それぞれ対応する複数の溝部１５ａ〜１５ｆ内に露出している。
【００２５】
複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆのうち、第１のケース構成部分９の下面に形成される第１グループに属する複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆと、第３のケース構成部分１１の上面に形成される第２グループに属する複数の外部接続用電極１４Ｕａ〜１４Ｕｆは、それぞれ複数の溝部１５ａ〜１５ｆの積層方向両側の開口部に隣接して形成されている。これらの溝部１５ａ〜１５ｆ内で、これら溝部の内部に露出する導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆの外側端部と、これら溝部の積層方向両側に位置する対になった複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆとは、これら溝部内に沿って設けられた複数の接続用導電パターン１６ａ〜１６ｆにより電気的に接続されている。
【００２６】
素子固定用壁部２ａを構成している第１のケース構成部分９の下面には、流体導入孔５を囲むように環状の半田付けランド１７が形成されている。この半田付けランド１７は、複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆの中のアース電極となる外部接続用電極１４Ｄｃに接続パターン１８を介して電気的に接続されている。そしてこの半田付けランド１７には、半導体圧力センサ素子１のダイアフラム部１ａに圧力測定の対象となる流体を流体導入孔５を経て導くための金属製の流体導入用筒体１９が半田２０により接続されている。なお、半田付けランド１７に対する流体導入用筒体１９の半田２０付け接続は、製造段階で行ってよいが、ユーザーが使用するときに行ってもよい。
【００２７】
複数のケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆ、複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆ、複数の接続用導電パターン１６ａ〜１６ｆ及び半田付けランド１７は、蒸着またはスパッタリングにより形成されたタングステンからなる下地層と、これら下地層の上に形成されたＮｉメッキ層と、これらＮｉメッキ層の上に形成されたＡｇ，Ａｇの合金またはＡｕのメッキ層とから構成されている。
【００２８】
このようにセンサケース２の素子固定用壁部２ａの下面に、流体導入孔５と連通する流体導入路１９ａを内部に備えた金属製の流体導入用筒体１９が半田付け接続される環状の半田付けランド１７を設けておくと、後から任意の長さの流体導入用筒体１９を半田２０付けで接続できるので、汎用性が高くなる。また、半田付けランド１７を複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆの中のアース電極を構成する外部接続用電極１４Ｄｃに接続パターン１８により電気的に接続すると、この半田付けランド１７に電気的に接続された金属製の流体導入用筒体１９からノイズや静電気が入っても、これらは半田付けランド１７からアース側に逃がされるので、これらによって測定精度が低下したり、半導体圧力センサ素子１が破壊されるのを防止することができる。
【００２９】
また、第１のケース構成部分９の下面及び第３のケース構成部分１１の上面に、複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆとそれぞれ接続する複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆを形成すると、センサケース２の面上に電極が存在するため小型化され、実装面積を広く必要としない面実装型の半導体圧力センサ装置を得ることができる。また、各電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆはセンサケース２の面上に設けられているので、印刷技術等で一括して形成することができて、各電極の形成を容易に行うことができる。また、外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆは第１のケース構成部分９の下面と第３のケース構成部分１１の上面とに設けているので、用途に応じてセンサケース２の上下を逆にしても実装することができる。
【００３０】
さらに、第１のケース構成部分９の下面と第３のケース構成部分１１の上面の各外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆと、第３のケース構成部分１１の内側に露出する第２のケース構成部分１０の上面の部分に形成されているケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆとの接続は、第３のケース構成部分１１の下に位置する第２のケース構成部分１０の上面の部分でセンサケース２の周壁部２ｂの外周面まで延びる複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆと、センサケース２の側面に設けられた複数の接続用導電パターン１６ａ〜１６ｆとにより行っているので、ケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆと外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆとが段違いの位置に形成されていても、両方の電極間の電気的接続を容易に行うことができる。
【００３１】
特に、センサケース２の周壁部２ｂの外周面に、第１ないし第３のケース構成部分９〜１１が積層される積層方向に向かって延びて積層方向両側に開口し且つ積層方向と直交し且つ外周面から離れる方向に開口する複数の溝部１５ａ〜１５ｆを形成し、複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆの外側端部をそれぞれ対応する複数の溝部１５ａ〜１５ｆ内に露出させ、複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆのうち、第１のケース構成部分９の下面に形成される第１グループに属する複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆと、第３のケース構成部分１１の上面に形成される第２グループに属する複数の外部接続用電極１４Ｕａ〜１４Ｕｆを、それぞれ複数の溝部１５ａ〜１５ｆの積層方向両側の開口部に隣接して形成し、複数の溝部１５ａ〜１５ｆ内にはこれら溝部の内部に露出する導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆの外側端部と該溝部の積層方向両側に位置する対の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆとを電気的に接続する複数の接続用導電パターン１６ａ〜１６ｆを形成すると、ケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆと外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆとを段違いの位置に形成した場合の両方の電極間の電気的接続を確実に行うことができる。
【００３２】
また、センサケース２の周壁部２ｂの輪郭形状を、４つの角部を有するほぼ矩形形状とし、センサケース２の周壁部２ｂの複数の溝部１５ａ〜１５ｆのうち４つの溝部１５ａ，１５ｃ，１５ｄ，１６ｆを周壁部２ｂの４つの角部にそれぞれ形成すると、センサケース２がセラミック製で、該セラミックの角部は欠け易くても、各角部に溝部１５ａ，１５ｃ，１５ｄ，１６ｆを形成することにより欠けを防止することができる。電気的接続の用途にこれらの角部１５ａ，１５ｃ，１５ｄ，１６ｆの溝を利用することにより、外部接続用電極の数が多くなった場合でも、隣接する溝部間の距離を離すことができて、半田による短絡を防止できる。
【００３３】
さらに、複数のケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆ、複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆ及び複数の接続用導電パターン１６ａ〜１６ｆを、蒸着またはスパッタリングにより形成されたタングステンからなる下地層と、該下地層の上に形成されたＮｉメッキ層と、該Ｎｉメッキ層の上に形成されたＡｇ，Ａｇの合金またはＡｕのメッキ層とから構成すると、センサケース２を構成しているセラミックの表面に導電性のよいメッキを直接形成できなくても、タングステンはセラミックにとなじみがよくてスパッタリングにより容易に設けることができ、Ｎｉメッキ層はタングステン下地層との接合強度が強く、このＮｉメッキ層にはＡｇ，Ａｇの合金またはＡｕのメッキ層を所要の接合強度をもつて容易に形成することができ、したがってセラミックの表面に導電性のよいメッキ層を設けることができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係る半導体圧力センサ装置おいては、センサケースの素子固定用壁部の下面に、流体導入孔と連通する流体導入路を内部に備えた金属製の流体導入用筒体が半田付け接続される環状の半田付けランドを設けているので、後から任意の長さの流体導入用筒体を半田付けで接続でき、汎用性が高くなる。また、半田付けランドを複数の外部接続用電極の中のアース電極に電気的に接続しているので、この半田付けランドに電気的に接続される金属製の流体導入用筒体からノイズや静電気が内部に入ることがなくなる。その本発明によれば、ノイズや静電気はアース側に逃がされることになり、測定精度が低下したり、半導体圧力センサ素子が破壊されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）は本発明に係る半導体圧力センサ装置における実施の形態の一例を示す平面図、（Ｂ）は本例の半導体圧力センサ装置の縦断端面図である。
【図２】 本例の半導体圧力センサ装置の底面図である。
【図３】 本例の半導体圧力センサ装置の半導体圧力センサ素子上に形成されている抵抗ブリッジ回路等の電気的構成図である。
【図４】 従来の半導体圧力センサ装置の縦断端面図である。
【符号の説明】
１ 半導体圧力センサ
１ａ ダイアフラム部
１aa 受圧面
１ｂ ダイアフラム支持部
１ｃ 樹脂層
２ センサケース
２ａ 素子固定用壁部
２ｂ 周壁部
２ｃ 素子収容凹部
３ 流体導入筒体
３ａ 素子取付け座
４ 端子金具
４ａ，４ｂ 接続用電極部
５ 流体導入孔
６，６ａ〜６ｆ ボンディングワイヤ
７ 抵抗ブリッジ回路
７ａ〜７ｆ 端子部
８ａ〜８ｆ 接続用電極
９ 第１のケース構成部分
１０ 第２のケース構成部分
１１ 第３のケース構成部分
１２ａ〜１２ｆ ケース側接続用電極
１３ａ〜１３ｆ 導電性引出パターン
１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆ 外部接続用電極
１５ａ〜１５ｆ 溝部
１６ａ〜１６ｆ 接続用導電パターン
１７ 半田付けランド
１８ 接続パターン
１９ 流体導入用筒体
２０ 半田
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧力を半導体圧力センサ素子により検出して電気信号として出力する半導体圧力センサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のこの種の半導体圧力センサ装置の縦断面図を示したものである。この半導体圧力センサ装置は、流体圧力を検出するＳｉ半導体よりなる半導体圧力センサ１と、この半導体圧力センサ１を支持する樹脂製のセンサケース２と、半導体圧力センサ１に流体圧力を導く金属製の流体導入筒体３と、半導体圧力センサ１からの出力を取り出す複数の端子金具４…とを備えた構造になっている。
【０００３】
半導体圧力センサ素子１は、抵抗ブリッジ回路（図示せず）が形成されたダイアフラム部１ａと、このダイアフラム部１ａの周囲を支持し且つ抵抗ブリッジ回路に接続された複数の接続用電極（図示せず）が形成されたダイアフラム支持部１ｂとが一体に形成された構造になっている。
【０００４】
センサケース２は、半導体圧力センサ素子１のダイアフラム部１ａに圧力測定の対象となる流体を導くための流体導入孔５を備え且つ上面に半導体圧力センサ素子１のダイアフラム支持部１ｂが流体導入孔５を囲むようにして固定される素子固定用壁部２ａと、半導体圧力センサ素子１の周囲を囲み素子固定用壁部２ａに一体化された周壁部２ｂとを備えた構造になっている。周壁部２ｂ内が素子収容凹部２ｃとなっている。
【０００５】
流体導入筒体３は、その上端にフランジ状に素子取付け座３ａを備えていて、この素子取付け座３ａが素子固定用壁部２ａの表面に一致し且つ流体導入孔５を囲むようにしてセンサケース２の成形時に該流体導入筒体３をインサートとして一体化されている。素子取付け座３ａ上には、半導体圧力センサ素子１がそのダイアフラム部１ａの受圧面１aaを流体導入孔５に向けた状態で、そのダイアフラム支持部１ｂが測定すべき流体の漏れがないようにして接着等で固定されている。
【０００６】
複数の端子金具４…は、センサケース２にその周壁部２ｂを貫通して一体に取付けられている。この場合、各端子金具４…は、その一端の接続用電極部４ａが素子収容凹部２ｃ内に突出し、その他端の接続用電極部４ｂがセンサケース２の外で素子固定用壁部２ａの底面より下側に導かれて該素子固定用壁部２ａの底面に平行する向きに設けられている。
【０００７】
ダイアフラム部１ａの複数の接続用電極（図示せず）と各端子金具４…の接続用電極部４ａ…とはボンディングワイヤ６…により相互に接続されている。
【０００８】
このような半導体圧力センサ装置は、流体導入孔５に測定すべき流体が供給されて、その流体の圧力が半導体圧力センサ素子１のダイアフラム部１ａに作用すると、大気圧との差によりダイアフラム部１ａに物理的な歪みが生じ、この歪みに応じて該ダイアフラム部１ａに設けられている抵抗ブリッジ回路の抵抗値が変化し、この抵抗値の変化を出力として取出すようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造の従来の半導体圧力センサ装置では、金属製の流体導入筒体３がセンサケース２の成形時に予め一体化されていたので、ユーザーの要求に応じて該流体導入筒体３の長さを変更することが困難な問題点があった。
【００１０】
また、金属製の流体導入筒体３を設けると、ノイズや静電気が流体導入筒体３を通って半導体圧力センサ素子１側に侵入する可能性が高く、測定値の精度が低下したり、場合によっては半導体圧力センサ素子１が破壊されるおそれがあった。
【００１１】
本発明の目的は、流体導入筒体を後から取付けることができる半導体圧力センサ装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、金属製の流体導入筒体からノイズや静電気が入らないようにすることができる半導体圧力センサ装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、ケース側接続用電極と外部接続用電極とを段違いの位置に形成した場合の両方の電極間の電気的接続を容易に行える半導体圧力センサ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体圧力センサ装置は、半導体圧力センサ素子と、セラミック製のセンサケースと、複数のケース側接続用電極と、複数の外部接続用電極とを具備している。半導体圧力センサ素子は、抵抗ブリッジ回路が形成されたダイアフラム部と、該ダイアフラム部の周囲を支持し且つ抵抗ブリッジ回路に接続された複数の接続用電極が形成されたダイアフラム支持部とが一体に形成された構造になっている。セラミック製のセンサケースは、半導体圧力センサ素子のダイアフラム部に圧力測定の対象となる流体を導くための流体導入孔を備え且つ上面に半導体圧力センサ素子のダイアフラム支持部が流体導入孔を囲むようにして固定される素子固定用壁部及び半導体圧力センサ素子の周囲を囲む周壁部を備えた構造になっている。センサケースに設けられた複数のケース側接続用電極は、半導体圧力センサ素子に設けられた複数の接続用電極にワイヤボンディングを介して接続されている。複数の外部接続用電極は、センサケースに設けられたケース側接続用電極部と電気的に接続されている。素子固定用壁部の下面には、流体導入孔と連通する流体導入路を内部に備えた金属製の流体導入用筒体が半田付け接続される環状の半田付けランドが形成されている。半田付けランドは、複数の外部接続用電極の中のアース電極に電気的に接続されている。この半田付けランドには、任意の長さの流体導入用筒体が半田付け接続できる。そのため製造時あるいはユーザーが使用する時点等の、いずれかの時点において任意の長さの流体導入用筒体を半田付けで接続することができる。
【００１５】
このようにセンサケースの素子固定用壁部の下面に、流体導入孔と連通する流体導入路を内部に備えた金属製の流体導入用筒体が半田付け接続される環状の半田付けランドを設けておくと、後から任意の長さの流体導入用筒体を半田付けで接続できるので、汎用性が高くなる。また、半田付けランドを複数の外部接続用電極の中のアース電極に電気的に接続すると、この半田付けランドに電気的に接続された金属製の流体導入用筒体からノイズや静電気が入っても、これらはアース側に逃がされるので、測定精度が低下したり、半導体圧力センサ素子が破壊されるのを防止することができる。
【００１６】
上記の如き半導体圧力センサ装置にあっては、下記の構成とすることが好ましい。即ち、センサケースは、素子固定用壁部を含む第１のケース構成部分と、該第１のケース構成部分の上面に下面が接合されて周壁部の一部を構成する環状の第２のケース構成部分と、該第２のケース構成部分の上面に下面が接合されて周壁部の残部を構成し且つ内側に第２のケース構成部分の上面の一部を環状に露出させるように形成された環状の第３のケース構成部分とから構成されている。第３のケース構成部分の内側に露出する第２のケース構成部分の上面の部分には、複数のケース側接続用電極が形成されている。第３のケース構成部分の下に位置する第２のケース構成部分の上面の部分には、それぞれ複数のケース側接続用電極に接続されてセンサケースの周壁部の外周面まで延びる複数の導電性引出パターンが形成されている。第１のケース構成部分の下面及び第３のケース構成部分の上面には、複数の導電性引出パターンとそれぞれ接続する複数の外部接続用電極が形成されている。センサケースの周壁部の外周面には、第１ないし第３のケース構成部分が積層される積層方向に向かって延びて積層方向両側に開口し且つ積層方向と直交し且つ外周面から離れる方向に開口する複数の溝部が形成されている。複数の溝部内には、複数の導電性引出パターンと複数の外部接続用電極とをそれぞれ接続する複数の接続用導電パターンが形成されている。このような構成にすると、ケース側接続用電極と外部接続用電極とを段違いの位置に形成した場合の両方の電極間の電気的接続を確実に行うことができる。また、ケースの上下に外部接続用電極を設けると、上下逆でも使用できるので使い勝手が向上する。
【００１７】
さらに本発明の半導体圧力センサ装置にあっては、複数のケース側接続用電極、複数の外部接続用電極、複数の接続用導電パターン及び前記半田付けランドは、蒸着またはスパッタリングにより形成されたタングステンからなる下地層と、該下地層の上に形成されたＮｉメッキ層と、該Ｎｉメッキ層の上に形成されたＡｇ，Ａｇの合金またはＡｕのメッキ層とから構成されていることが好ましい。センサケースを構成しているセラミックの表面には導電性のよいメッキを直接形成しにくいため、セラミックとなじみがよいタングステンをスパッタリング等により設けて下地層としているのである。そしてＮｉメッキ層はタングステン下地層との接合強度が強く、このＮｉメッキ層にはＡｇ，Ａｇの合金またはＡｕのメッキ層を所要の接合強度をもって容易に形成することができる。したがってセラミックの表面に導電性のよいメッキ層からなる電極及び導電パターンを確実に設けることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明に係る半導体圧力センサ装置における実施の形態の一例を示したもので、図１（Ａ）は本例の半導体圧力センサ装置の平面図、図１（Ｂ）は本例の半導体圧力センサ装置の縦断端面図、図２は本例の半導体圧力センサ装置の底面図、図３は本例の半導体圧力センサ装置の半導体圧力センサ素子上に形成されている抵抗ブリッジ回路等の電気的構成図である。
【００１９】
本例の半導体圧力センサ装置は、流体圧力を検出するＳｉ半導体よりなる半導体圧力センサ１と、この半導体圧力センサ１を支持するセラミック製のセンサケース２と金属製の流体導入用筒体１９とを備えた構造になっている。
【００２０】
半導体圧力センサ素子１は、図３に示すような抵抗r1，r2，r3，r4からなる抵抗ブリッジ回路７と、抵抗Ｒ4 のみからなる抵抗回路とが形成されたダイアフラム部１ａと、このダイアフラム部１ａの周囲を支持し且つ抵抗ブリッジ回路７に接続された複数の接続用電極８ａ〜８ｆ等が形成されたダイアフラム支持部１ｂとが一体に形成されたＳｉ半導体基板から構成されている。抵抗ブリッジ回路７の抵抗r1，r4は端子部７ｂに接続され、抵抗r4，r3は端子部７ｃに接続され、抵抗r3，r2は端子部７ｄに接続され、抵抗r2，r1は端子部７ｅに接続されている。抵抗Ｒ4 の両端は、端子部７ａ，７ｆに接続されている。これら端子部７ａ〜７ｆは、対応する接続用電極８ａ〜８ｆに接続されている。このような抵抗ブリッジ回路７等が形成されているダイアフラム部１ａの表面は、保護用の絶縁樹脂層１ｃで覆われている。
【００２１】
センサケース２は、半導体圧力センサ素子１のダイアフラム部１ａに圧力測定の対象となる流体を導くための流体導入孔５を備え且つ上面に半導体圧力センサ素子１のダイアフラム支持部１ｂが流体導入孔５を囲むようにして固定される素子固定用壁部２ａと、半導体圧力センサ素子１の周囲を囲み素子固定用壁部２ａに一体化された周壁部２ｂとを備えた構造になっている。周壁部２ｂ内は、素子収容凹部２ｃとなっている。センサケース２の周壁部２ｂの輪郭形状は、４つの角部を有するほぼ矩形形状を呈している。半導体圧力センサ素子１のダイアフラム支持部１ｂの素子固定用壁部２ａに対する固定は、両者の熱膨張係数に差があっても剥離しないように、硬化しても撓み性のあるゲル状の接着剤により行われている。
【００２２】
このようなセンサケース２は、素子固定用壁部２ａを含む第１のケース構成部分９と、該第１のケース構成部分９の上面に下面が接合されて周壁部２ｂの一部を構成する環状の第２のケース構成部分１０と、該第２のケース構成部分１０の上面に下面が接合されて周壁部２ｂの残部を構成し且つ内側に第２のケース構成部分１０の上面の一部を環状に露出させるように形成された環状の第３のケース構成部分１１とにより構成されている。これらのケース構成部分９〜１１は、焼成前のグリーンボディの状態で重ね合わされて同時に焼成されて一体化されている。
【００２３】
センサケース２には、半導体圧力センサ素子１に設けられている複数の接続用電極８ａ〜８ｆのうちの所要の接続用電極にボンディングワイヤ６ａ〜６ｆにより接続された複数のケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆが形成されている。ケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆは、後に詳しく説明する外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆと同様にタングステン下地層とＮｉメッキ層とＡｕメッキ層とから構成されている。これらケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆは、第３のケース構成部分１１の内側に露出する第２のケース構成部分１０の上面の部分に形成されている。第３のケース構成部分１１の下に位置する第２のケース構成部分１０の上面の部分には、それぞれ複数のケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆに接続されてセンサケース２の周壁部２ｂの外周面まで延びる複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆが形成されている。これら複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆは、ケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆを構成するタングステン下地層が延長されて構成されている。
【００２４】
また第１のケース構成部分９の下面及び第３のケース構成部分１１の上面には、複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆとそれぞれ接続する複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆと複数の外部接続用電極１４Ｕａ〜１４Ｕｆとがそれぞれ形成されている。またセンサケース２の周壁部２ｂの外周面には、第１ないし第３のケース構成部分９〜１１が積層される積層方向に向かって延びて積層方向両側に開口し且つ積層方向と直交し且つ外周面から離れる方向に開口する複数の溝部１５ａ〜１５ｆが形成されている。特に、溝部１５ａ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｆは、センサケース２のほぼ矩形形状をなす周壁部２ｂの４つの角部にそれぞれ形成されている。前述の通り、複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆの外側端部は、それぞれ対応する複数の溝部１５ａ〜１５ｆ内に露出している。
【００２５】
複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆのうち、第１のケース構成部分９の下面に形成される第１グループに属する複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆと、第３のケース構成部分１１の上面に形成される第２グループに属する複数の外部接続用電極１４Ｕａ〜１４Ｕｆは、それぞれ複数の溝部１５ａ〜１５ｆの積層方向両側の開口部に隣接して形成されている。これらの溝部１５ａ〜１５ｆ内で、これら溝部の内部に露出する導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆの外側端部と、これら溝部の積層方向両側に位置する対になった複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆとは、これら溝部内に沿って設けられた複数の接続用導電パターン１６ａ〜１６ｆにより電気的に接続されている。
【００２６】
素子固定用壁部２ａを構成している第１のケース構成部分９の下面には、流体導入孔５を囲むように環状の半田付けランド１７が形成されている。この半田付けランド１７は、複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆの中のアース電極となる外部接続用電極１４Ｄｃに接続パターン１８を介して電気的に接続されている。そしてこの半田付けランド１７には、半導体圧力センサ素子１のダイアフラム部１ａに圧力測定の対象となる流体を流体導入孔５を経て導くための金属製の流体導入用筒体１９が半田２０により接続されている。なお、半田付けランド１７に対する流体導入用筒体１９の半田２０付け接続は、製造段階で行ってよいが、ユーザーが使用するときに行ってもよい。
【００２７】
複数のケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆ、複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆ、複数の接続用導電パターン１６ａ〜１６ｆ及び半田付けランド１７は、蒸着またはスパッタリングにより形成されたタングステンからなる下地層と、これら下地層の上に形成されたＮｉメッキ層と、これらＮｉメッキ層の上に形成されたＡｇ，Ａｇの合金またはＡｕのメッキ層とから構成されている。
【００２８】
このようにセンサケース２の素子固定用壁部２ａの下面に、流体導入孔５と連通する流体導入路１９ａを内部に備えた金属製の流体導入用筒体１９が半田付け接続される環状の半田付けランド１７を設けておくと、後から任意の長さの流体導入用筒体１９を半田２０付けで接続できるので、汎用性が高くなる。また、半田付けランド１７を複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆの中のアース電極を構成する外部接続用電極１４Ｄｃに接続パターン１８により電気的に接続すると、この半田付けランド１７に電気的に接続された金属製の流体導入用筒体１９からノイズや静電気が入っても、これらは半田付けランド１７からアース側に逃がされるので、これらによって測定精度が低下したり、半導体圧力センサ素子１が破壊されるのを防止することができる。
【００２９】
また、第１のケース構成部分９の下面及び第３のケース構成部分１１の上面に、複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆとそれぞれ接続する複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆを形成すると、センサケース２の面上に電極が存在するため小型化され、実装面積を広く必要としない面実装型の半導体圧力センサ装置を得ることができる。また、各電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆはセンサケース２の面上に設けられているので、印刷技術等で一括して形成することができて、各電極の形成を容易に行うことができる。また、外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆは第１のケース構成部分９の下面と第３のケース構成部分１１の上面とに設けているので、用途に応じてセンサケース２の上下を逆にしても実装することができる。
【００３０】
さらに、第１のケース構成部分９の下面と第３のケース構成部分１１の上面の各外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆと、第３のケース構成部分１１の内側に露出する第２のケース構成部分１０の上面の部分に形成されているケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆとの接続は、第３のケース構成部分１１の下に位置する第２のケース構成部分１０の上面の部分でセンサケース２の周壁部２ｂの外周面まで延びる複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆと、センサケース２の側面に設けられた複数の接続用導電パターン１６ａ〜１６ｆとにより行っているので、ケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆと外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆとが段違いの位置に形成されていても、両方の電極間の電気的接続を容易に行うことができる。
【００３１】
特に、センサケース２の周壁部２ｂの外周面に、第１ないし第３のケース構成部分９〜１１が積層される積層方向に向かって延びて積層方向両側に開口し且つ積層方向と直交し且つ外周面から離れる方向に開口する複数の溝部１５ａ〜１５ｆを形成し、複数の導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆの外側端部をそれぞれ対応する複数の溝部１５ａ〜１５ｆ内に露出させ、複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆのうち、第１のケース構成部分９の下面に形成される第１グループに属する複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆと、第３のケース構成部分１１の上面に形成される第２グループに属する複数の外部接続用電極１４Ｕａ〜１４Ｕｆを、それぞれ複数の溝部１５ａ〜１５ｆの積層方向両側の開口部に隣接して形成し、複数の溝部１５ａ〜１５ｆ内にはこれら溝部の内部に露出する導電性引出パターン１３ａ〜１３ｆの外側端部と該溝部の積層方向両側に位置する対の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆとを電気的に接続する複数の接続用導電パターン１６ａ〜１６ｆを形成すると、ケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆと外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆとを段違いの位置に形成した場合の両方の電極間の電気的接続を確実に行うことができる。
【００３２】
また、センサケース２の周壁部２ｂの輪郭形状を、４つの角部を有するほぼ矩形形状とし、センサケース２の周壁部２ｂの複数の溝部１５ａ〜１５ｆのうち４つの溝部１５ａ，１５ｃ，１５ｄ，１６ｆを周壁部２ｂの４つの角部にそれぞれ形成すると、センサケース２がセラミック製で、該セラミックの角部は欠け易くても、各角部に溝部１５ａ，１５ｃ，１５ｄ，１６ｆを形成することにより欠けを防止することができる。電気的接続の用途にこれらの角部１５ａ，１５ｃ，１５ｄ，１６ｆの溝を利用することにより、外部接続用電極の数が多くなった場合でも、隣接する溝部間の距離を離すことができて、半田による短絡を防止できる。
【００３３】
さらに、複数のケース側接続用電極１２ａ〜１２ｆ、複数の外部接続用電極１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆ及び複数の接続用導電パターン１６ａ〜１６ｆを、蒸着またはスパッタリングにより形成されたタングステンからなる下地層と、該下地層の上に形成されたＮｉメッキ層と、該Ｎｉメッキ層の上に形成されたＡｇ，Ａｇの合金またはＡｕのメッキ層とから構成すると、センサケース２を構成しているセラミックの表面に導電性のよいメッキを直接形成できなくても、タングステンはセラミックにとなじみがよくてスパッタリングにより容易に設けることができ、Ｎｉメッキ層はタングステン下地層との接合強度が強く、このＮｉメッキ層にはＡｇ，Ａｇの合金またはＡｕのメッキ層を所要の接合強度をもつて容易に形成することができ、したがってセラミックの表面に導電性のよいメッキ層を設けることができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係る半導体圧力センサ装置おいては、センサケースの素子固定用壁部の下面に、流体導入孔と連通する流体導入路を内部に備えた金属製の流体導入用筒体が半田付け接続される環状の半田付けランドを設けているので、後から任意の長さの流体導入用筒体を半田付けで接続でき、汎用性が高くなる。また、半田付けランドを複数の外部接続用電極の中のアース電極に電気的に接続しているので、この半田付けランドに電気的に接続される金属製の流体導入用筒体からノイズや静電気が内部に入ることがなくなる。その本発明によれば、ノイズや静電気はアース側に逃がされることになり、測定精度が低下したり、半導体圧力センサ素子が破壊されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）は本発明に係る半導体圧力センサ装置における実施の形態の一例を示す平面図、（Ｂ）は本例の半導体圧力センサ装置の縦断端面図である。
【図２】 本例の半導体圧力センサ装置の底面図である。
【図３】 本例の半導体圧力センサ装置の半導体圧力センサ素子上に形成されている抵抗ブリッジ回路等の電気的構成図である。
【図４】 従来の半導体圧力センサ装置の縦断端面図である。
【符号の説明】
１ 半導体圧力センサ
１ａ ダイアフラム部
１aa 受圧面
１ｂ ダイアフラム支持部
１ｃ 樹脂層
２ センサケース
２ａ 素子固定用壁部
２ｂ 周壁部
２ｃ 素子収容凹部
３ 流体導入筒体
３ａ 素子取付け座
４ 端子金具
４ａ，４ｂ 接続用電極部
５ 流体導入孔
６，６ａ〜６ｆ ボンディングワイヤ
７ 抵抗ブリッジ回路
７ａ〜７ｆ 端子部
８ａ〜８ｆ 接続用電極
９ 第１のケース構成部分
１０ 第２のケース構成部分
１１ 第３のケース構成部分
１２ａ〜１２ｆ ケース側接続用電極
１３ａ〜１３ｆ 導電性引出パターン
１４Ｄａ〜１４Ｄｆ，１４Ｕａ〜１４Ｕｆ 外部接続用電極
１５ａ〜１５ｆ 溝部
１６ａ〜１６ｆ 接続用導電パターン
１７ 半田付けランド
１８ 接続パターン
１９ 流体導入用筒体
２０ 半田
Claims (4)
- 抵抗ブリッジ回路が形成されたダイアフラム部と前記ダイアフラム部の周囲を支持し且つ前記抵抗ブリッジ回路に接続された複数の接続用電極が形成されたダイアフラム支持部とが一体に形成されてなる半導体圧力センサ素子と、
前記半導体圧力センサ素子の前記ダイアフラム部に圧力測定の対象となる流体を導くための流体導入孔を備え且つ上面に前記半導体圧力センサ素子の前記ダイアフラム支持部が前記流体導入孔を囲むようにして固定される素子固定用壁部及び前記半導体圧力センサ素子の周囲を囲む周壁部を備えたセラミック製のセンサケースと、
前記センサケースに設けられ前記複数の接続用電極にワイヤボンディングにより接続される複数のケース側接続用電極と、
前記センサケースに設けられ前記ケース側接続用電極部と電気的に接続された複数の外部接続用電極とを具備し、
前記素子固定用壁部の下面には、前記流体導入孔と連通する流体導入路を内部に備えた金属製の流体導入用筒体が半田付け接続される環状の半田付けランドが形成されており、
前記半田付けランドが前記複数の外部接続用電極の中のアース電極に電気的に接続されていることを特徴とする半導体圧力センサ装置。 - 抵抗ブリッジ回路が形成されたダイアフラム部と前記ダイアフラム部の周囲を支持し且つ前記抵抗ブリッジ回路に接続された複数の接続用電極が形成されたダイアフラム支持部とが一体に形成されてなる半導体圧力センサ素子と、
前記半導体圧力センサ素子の前記ダイアフラム部に圧力測定の対象となる流体を導くための流体導入孔を備え且つ上面に前記半導体圧力センサ素子の前記ダイアフラム支持部が前記流体導入孔を囲むようにして固定される素子固定用壁部及び前記半導体圧力センサ素子の周囲を囲む周壁部を備えたセンサケースと、
前記センサケースの前記素子固定用壁部に対して固定されて前記流体導入孔と連通する流体導入路を内部に備えた流体導入用筒体と、
前記センサケースに設けられ前記複数の接続用電極にワイヤボンディングにより接続される複数のケース側接続用電極と、
前記センサケースに設けられ前記ケース側接続用電極部と電気的に接続された複数の外部接続用電極とを具備し、
前記センサケースはセラミック材料により形成され、
前記流体導入用筒体は金属により形成され、
前記素子固定用壁部の下面には、前記流体導入孔を囲むように環状の半田付けランドが形成され、
前記流体導入用筒体が前記半田付けランドに半田付けにより接続され、
前記半田付けランドが前記複数の外部接続用電極の中のアース電極に電気的に接続されていることを特徴とする半導体圧力センサ装置。 - 前記センサケースは、前記素子固定用壁部を含む第１のケース構成部分と、前記第１のケース構成部分の上面に下面が接合されて前記周壁部の一部を構成する環状の第２のケース構成部分と、前記第２のケース構成部分の上面に下面が接合されて前記周壁部の残部を構成し且つ内側に前記第２のケース構成部分の前記上面の一部を環状に露出させるように形成された環状の第３のケース構成部分とから構成され、
前記第３のケース構成部分の内側に露出する前記第２のケース構成部分の前記上面の部分には前記複数のケース側接続用電極が形成され、
前記第３のケース構成部分の下に位置する前記第２のケース構成部分の前記上面の部分には、それぞれ前記複数のケース側接続用電極に接続されて前記センサケースの前記周壁部の外周面まで延びる複数の導電性引出パターンが形成され、
前記第１のケース構成部分の前記下面及び前記第３のケース構成部分の前記上面には、前記複数の導電性引出パターンとそれぞれ接続する複数の外部接続用電極が形成され、
前記センサケースの前記周壁部の前記外周面には、前記第１ないし前記第３のケース構成部分が積層される積層方向に向かって延びて前記積層方向両側に開口し且つ前記積層方向と直交し且つ前記外周面から離れる方向に開口する複数の溝部が形成され、
前記複数の溝部内には、前記複数の導電性引出パターンと前記複数の外部接続用電極とをそれぞれ接続する複数の接続用導電パターンが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体圧力センサ装置。 - 前記複数のケース側接続用電極、前記複数の外部接続用電極、前記複数の接続用導電パターン及び前記半田付けランドは、蒸着またはスパッタリングにより形成されたタングステンからなる下地層と、前記下地層の上に形成されたＮｉメッキ層と、前記Ｎｉメッキ層の上に形成されたＡｇ，Ａｇの合金またはＡｕのメッキ層とから構成されている請求項３に記載の半導体圧力センサ装置。
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