JP4393322B2 - 半導体圧力センサ - Google Patents

半導体圧力センサ Download PDF

Info

Publication number
JP4393322B2
JP4393322B2 JP2004269922A JP2004269922A JP4393322B2 JP 4393322 B2 JP4393322 B2 JP 4393322B2 JP 2004269922 A JP2004269922 A JP 2004269922A JP 2004269922 A JP2004269922 A JP 2004269922A JP 4393322 B2 JP4393322 B2 JP 4393322B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure sensor
outer case
semiconductor pressure
sensor chip
chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004269922A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006084338A (ja
Inventor
康夫 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Finetech Miyota Co Ltd
Original Assignee
Citizen Finetech Miyota Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Finetech Miyota Co Ltd filed Critical Citizen Finetech Miyota Co Ltd
Priority to JP2004269922A priority Critical patent/JP4393322B2/ja
Publication of JP2006084338A publication Critical patent/JP2006084338A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4393322B2 publication Critical patent/JP4393322B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

本発明は半導体圧力センサに関するものである。
従来、腕時計や家電製品、さらには自動車、航空機等に至る幅広い分野において用いられる圧力センサがある。その一種としてシリコン結晶板の上面にピエゾ抵抗を形成し、これらのピエゾ抵抗を感圧部として圧力を検出する半導体圧力センサがある。この半導体圧力センサは、半導体製造プロセス技術をそのまま転用することができるため製造が容易で、構造が簡素にできるという利点がある。また、電圧感度が極めて大きく、簡単に増幅可能であるため精度の良い圧力センサが得られることから様々な分野で広く用いられている。
図3は従来の半導体圧力センサを示す斜視図で、図4は図3の対角断面図である。3はシリコン結晶基板からなる半導体圧力センサチップである(以下単にチップという)。該チップ3は受圧面を上面にし、外ケース11の底部所定位置に図示しない接着材により固定されている。2a、2b、2c、2dは金属ピンで、外ケース11を貫通する形態で埋設されており、前記外ケース11内部に位置する前記金属ピン2a、2b、2c、2dの端部と前記チップ3上に設けられたボンディングパッド6は、ボンディングワイヤー4によりそれぞれ接続されている。ガラス接着材15は金属ピン2a、2b、2c、2dを接着固定するものである。前記外ケース11の外周方向に突出する前記金属ピン2a、2b、2c、2dの端部は、図示しない回路基板と接続される構成である。
外ケース11は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PPO(ポリフェニレンオキサイド)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の樹脂を射出成形して形成したものやセラミック材から成るものが好適に用いられている。
外ケース11内部には図示しないゲル状ポッティング樹脂が、チップ3の受圧面及びボンディングワイヤー4を覆うように充填され半導体圧力センサが構成される。該構成により、前記ゲル状ポッティング樹脂を介してチップ3に圧力が加わると、その圧力に応じてピエゾ抵抗の抵抗値が変化し、この抵抗値に基づき圧力が測定される(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−40068号公報
従来技術による半導体圧力センサでは、実装条件または固定方法により半導体圧力センサの外ケース外部側面に外力を受けた場合、外ケース側面の歪みに伴い、内部保護部材であるゲル状のポッティング樹脂が歪み、半導体圧力センサチップまで外力は影響し、やがては受圧面(検知部)に悪影響を及ぼすこととなる。この結果、正確な圧力が検知できなくなってしまうといった不具合が発生する。特に外ケースが角形であった場合は、その辺に相当する部分はコーナー部に比べ外力に対する強度が劣るために上記の不具合は特に顕著である。半導体圧力センサチップにおいてもそれ自体が矩形状のため、その辺に相当する部分は角部に比べ外力に対する強度が劣る。従来技術による半導体圧力センサは、前記の外力に対する強度が劣る部分同士の位置関係、つまり、外力に弱い外ケースの辺部と、外力に弱い半導体圧力センサチップの辺部とが対向した位置関係となっているため、外力を受けた場合、ポッティング樹脂の歪みが半導体圧力センサチップに伝わり、受圧面(検知部)に悪影響を及ぼすことがあった。
本発明は、外ケース外部側面方向からの外力が加わっても、その影響を受けることのない高精度な半導体圧力センサを提供することにある。
一端面を開口とする断面が凹形状に形成された角形器状外ケースと、
前記外ケースを貫通してなる導電部材と、圧力を検知して検知レベルに応じた電気信号を発生する矩形状の半導体圧力センサチップと、前記半導体圧力センサチップと前記導電部材とを導通させるワイヤーとを備え、前記半導体圧力センサチップの受圧面と前記外ケースの開口とが一致する向きにて前記半導体圧力センサチップを前記外ケース内部に搭載し、前記外ケース内に保護部材を充填してなる半導体圧力センサにおいて、前記半導体圧力センサチップの前記外ケースの開口側から見た平面的配置が、前記外ケースの辺部のほぼ中央部と前記半導体圧力センサチップの角部とが対向する配置となる半導体圧力センサとする。
本発明による半導体圧力センサでは、半導体圧力センサチップ角部を前記外ケースの開口側から見て前記外ケースの辺部のほぼ中央に位置するような配置構造としたので、半導体圧力センサの角形器状外ケース外部側面に外力を受けた場合で、外ケースの辺に相当する部分に外力が加わった場合において、外ケース側面が歪み、これにより内部保護部材であるゲル状のポッティング樹脂が歪む状態となっても、強度のある半導体圧力センサチップの角部がこの位置に配置されていることより外力に対する強度が従来構成と比べて増すこととなる。結果、半導体圧力センサチップの受圧面(検知部)への悪影響を軽減できる。
一端面を開口とする断面が凹形状に形成された角形器状外ケースと、前記外ケースを貫通してなる導電部材と、圧力を検知して検知レベルに応じた電気信号を発生する矩形状の半導体圧力センサチップと、前記半導体圧力センサチップと前記導電部材とを導通させるワイヤーとを備え、前記半導体圧力センサチップの受圧面と前記外ケースの開口とが一致する向きにて前記半導体圧力センサチップを前記外ケース内部に搭載し、前記外ケース内に保護部材を充填してなる半導体圧力センサにおいて、前記半導体圧力センサチップ角部の前記外ケースの開口側から見た平面的配置が、前記外ケースの辺部のほぼ中央部と対向するように配置した半導体圧力センサとする。
以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係わる半導体圧力センサの構造を示す概略斜視図で、図2はその対角の断面図である。
図1において、1はセラミック製の角形器状の外ケースで、該外ケース1のコーナー部付近に底面部を貫通した形態で、内側より底部外側に金属ピン2aから2dの一部が突き出した状態でガラス接着(図2で説明)されている。この金属ピン2aから2dの上端面は、ボンディングワイヤー4が接続される。ボンディングワイヤー4は金線が利用されているため、その接続強度を得るために金属ピン2aから2dの少なくとも上端面(ボンディングワイヤー4を接続する面)は金メッキにて表面処理されている。さらに、角形器状の外ケース1のおおむね中央部に半導体圧力センサチップ3(以下単にチップという)が、接着材により固定配置されている(接着剤は不図示)。ここで、角形器状の外ケース1が外側面より外力を受けた場合の外力に強いコーナー部に対向して、チップ3が外側面より外力を受けた場合の外力に弱い四角形の辺に相当する部分を配置する。同様にこれを言い換えると、角形器状の外ケース1が外側面より外力を受けた場合の外力に弱い辺に相当する部分のほぼ中央部に対向して、チップ3が外側面より外力を受けた場合の外力に強い角部を配置する構成とする。前記構成により完成体として側面方向からの外力に対しチップ3の受圧面(検知部)に及ぼす影響が最小となるように配置されることとなる。つまり、チップ3の外力に対し弱い辺部は外ケース1のコーナー部により保護され、外ケース1の外力に対し弱い辺部にはチップ3の外力に対し強度のある角部を配置することで、チップ3の受圧面への外力による影響を少なくしている。チップ3の上端面には受圧面(検知部)の他、ボンディングパッド6が設けられており、前記説明の金属ピン2aから2dと各々がボンディングワイヤー4にて接続され、外ケース1の外部と導通となる。このように、角形器状の外ケース1の内部構造が各種所定配置された後、一般的手法であるゲル状のポッティング樹脂(不図示)を充填して半導体圧力センサが完成となる。該構成によれば外ケース1側面方向からの外力を受けてもそれに影響されることのない高精度な半導体圧力センサが得られる。
図2において、外ケース1の外部底面方向へ突出するように配置された金属ピン2aから2dを、ガラス接着材5により固定する。ここで、外ケース1と金属ピン2aから2dとのそれぞれの部品隙間にガラス接着材5が流入して接着しても問題ないが、チップ3が接着固定される所定位置にガラス接着材5が流れ込むことは好ましくない。したがって、図2に示すように、チップ3の所定位置をガラス接着材5が固定しようとしている面より高くしている。また、この形状に限らず前述のチップ3が接着固定される所定位置にガラス接着材5が流れ込むことを防止する形状であればこれに限定されるものではない。さらに、チップ3の上端面に位置するボンディングパッド6の高さと、金属ピン2aから2dの上端面はおおむね一致しており、ボンディングワイヤー4の接続が容易になるよう構成している。加えて、ボンディングワイヤー4のループ高さよりやや高い位置まで外ケース1の側壁(全周にわたり)を設けることで、ポッティング樹脂(不図示)でボンディングワイヤー4を保護できるまで充填しても、ポッティング樹脂が外ケース1の外へ流れ出ることが無い。
前記のごとく、本発明を実施するための形態を説明したが、セラミック製の角形器状の外ケース1は絶縁部材であれば良く樹脂材でも可能であり、金属ピン2aから2dを固定する手段は、ガラス接着のみ成らずエポキシ接着等々が可能である。また、ボンディングワイヤー4はアルミ線でも可能で、アルミ線の場合の接続方法により金属ピン2aから2dの少なくとも上端面(ボンディングワイヤー4を接続する面)の金メッキが不要となることは一般的である。このように、本発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を実施し得るのはもちろんである。
本発明による半導体圧力センサの概略斜視図。(実施例1) 本発明による半導体圧力センサの対角の断面図。(実施例1) 従来の半導体圧力センサの概略斜視図。 従来の半導体圧力センサの対角の断面図。
符号の説明
1 外ケース
2a 金属ピン
2b 金属ピン
2c 金属ピン
2d 金属ピン
3 半導体圧力センサチップ
4 ボンディングワイヤー
5 ガラス接着材
6 ボンディングパッド
11 外ケース

Claims (1)

  1. 一端面を開口とする断面が凹形状に形成された角形器状外ケースと、
    前記外ケースを貫通してなる導電部材と、
    圧力を検知して検知レベルに応じた電気信号を発生する矩形状の半導体圧力センサチップと、
    前記半導体圧力センサチップと前記導電部材とを導通させるワイヤーとを備え、
    前記半導体圧力センサチップの受圧面と前記外ケースの開口とが一致する向きにて前記半導体圧力センサチップを前記外ケース内部に搭載し、前記外ケース内に保護部材を充填してなる半導体圧力センサにおいて、
    前記半導体圧力センサチップの前記外ケースの開口側から見た平面的配置が、前記外ケースの辺部のほぼ中央部と前記半導体圧力センサチップの角部とが対向する配置となることを特徴とする半導体圧力センサ。
JP2004269922A 2004-09-16 2004-09-16 半導体圧力センサ Expired - Fee Related JP4393322B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004269922A JP4393322B2 (ja) 2004-09-16 2004-09-16 半導体圧力センサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004269922A JP4393322B2 (ja) 2004-09-16 2004-09-16 半導体圧力センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006084338A JP2006084338A (ja) 2006-03-30
JP4393322B2 true JP4393322B2 (ja) 2010-01-06

Family

ID=36162962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004269922A Expired - Fee Related JP4393322B2 (ja) 2004-09-16 2004-09-16 半導体圧力センサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4393322B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006084338A (ja) 2006-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4548066B2 (ja) 圧力センサ
US7855546B2 (en) Current sensor having core with magnetic gap
US7234358B2 (en) Pressure detecting apparatus
US20150137281A1 (en) Physical quantity measurement sensor
JP2008151738A (ja) 圧力センサ
US7004035B2 (en) Physical value detecting apparatus and housing for physical value detecting means
US9499398B2 (en) Vertically hybridly integrated assembly having an interposer for stress-decoupling of a MEMS structure, and method for its manufacture
JP2014048072A (ja) 圧力センサモジュール
JP3915605B2 (ja) 圧力センサ装置
US10732057B2 (en) Low cost overmolded leadframe force sensor with multiple mounting positions
JPH11211749A (ja) 半導体加速度センサ
JP4393322B2 (ja) 半導体圧力センサ
JP3438879B2 (ja) 圧力検出装置
JP4393323B2 (ja) 半導体圧力センサ
JP4304482B2 (ja) 圧力センサ
JP2005274219A (ja) 半導体加速度センサ装置並びにその製造方法
JP2007192790A (ja) 半導体圧力センサ
JP2006084337A (ja) 半導体圧力センサ
US20240151674A1 (en) Semiconductor device for measuring hydrogen and method for measuring a hydrogen concentration in a medium by means of such a semiconductor device
JP4218558B2 (ja) 圧力センサ
JP2004309334A (ja) 圧力センサ装置
JP2024012731A (ja) 歪みセンサ
JPS6327724A (ja) 半導体式圧力センサ
JP4019966B2 (ja) 圧力センサ装置
JP2006153724A (ja) 加速度センサモジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091002

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091007

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091013

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121023

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees