JPH01291415A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH01291415A
JPH01291415A JP12347588A JP12347588A JPH01291415A JP H01291415 A JPH01291415 A JP H01291415A JP 12347588 A JP12347588 A JP 12347588A JP 12347588 A JP12347588 A JP 12347588A JP H01291415 A JPH01291415 A JP H01291415A
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JP
Japan
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capacitor
varistor
terminal
shield case
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP12347588A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Ina
伊奈 治
Hiroshi Okada
寛 岡田
Iwao Yokomori
横森 巌
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
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Publication of JPH01291415A publication Critical patent/JPH01291415A/en
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Abstract

PURPOSE:To easily and effectively cope with high power noise by engaging varistor through-type capacitors with input/output terminals passing a shielding case, and electrically connecting the outer terminal of the capacitor to the case. CONSTITUTION:Varistor through-type capacitors 10 are respectively provided on the way of the lines of input terminal 12, output terminal 13 and ground terminal 14 of a semiconductor pressure sensor, and the outer terminal of the capacitor 10 is electrically connected to a shell 7 and a metal vessel 9 to become a shielding case. Accordingly, an IC pressure sensor element 1 is protected to an erroneous operation by the shell 7 and the vessel 9 against an electromagnetic wave directly invading through the air. A large power noise such as an ignition pulse or the like is protected by the capacitor and varistor functions of the capacitor 10.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は検出素子と増幅回路とがシールドケース内に
配置された半導体装置に関するものでおる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device in which a detection element and an amplifier circuit are arranged within a shield case.

[従来技術] 近年、自動車のエレクトロニクス化に伴い電子機器の電
磁波障害(EM I : E 1ectro  Mag
neti−c   1 nterference)が問
題となってイル。このため、電子機器、例えば、半導体
圧力検出素子とその検出素子の出力信号を増幅する増幅
回路とを電磁波環境から保護するために、検出素子と増
幅回路とを金属容器で覆ったり、EMIフィルタで保護
している。
[Prior art] In recent years, with the electronicization of automobiles, electromagnetic interference (EMI) of electronic devices has been increasing.
neti-c 1 interference) has become a problem. Therefore, in order to protect electronic equipment, such as a semiconductor pressure sensing element and an amplifier circuit that amplifies the output signal of the sensing element, from the electromagnetic environment, the sensing element and the amplifier circuit are covered with a metal container, or with an EMI filter. Protecting.

そして、このようなEMI対策を施した装置が、実開昭
61−50240号公報に開示されている。
A device with such EMI countermeasures is disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 61-50240.

この装置は、金属容器(シールドケース)内に検出素子
と増幅回路とが気密封止されるとともに、その金属容器
に絶縁され、かつ口過する入出力端子に貫通型コンチン
4ノが嵌着され、このコンデンサの外側端子を金属容器
に電気接続したものである。
In this device, a detection element and an amplifier circuit are hermetically sealed in a metal container (shield case), and a through-type Contin 4 is fitted to the input/output terminals that are insulated and pass through the metal container. , the outer terminal of this capacitor is electrically connected to the metal container.

[発明が解決しようとする課題] ところが、前記公報における装置においては、空気中を
伝播する電磁波に対しては有効でおるが、ハーネスを介
しての自動車点火プラグによるイグニッションパルスに
対してはそのノイズを防止するためには大容量の貫通型
コンデンサとする必要があった。又、ハーネスを介して
のイグニッションパルスの侵入を防止するために前記貫
通型コンデンサとは別にコンデンサを設置すると、小形
化及びコスト低減の妨げとなってしまい、特に検出素子
と増幅回路とをモノシリツク化した装置においては積層
型チップコンデンサの搭載が困難であった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, although the device disclosed in the above publication is effective against electromagnetic waves propagating in the air, the device is effective against electromagnetic waves propagating in the air, but it is effective against ignition pulses from an automobile spark plug via a harness due to its noise. In order to prevent this, it was necessary to use a large-capacity feed-through capacitor. Furthermore, if a capacitor is installed separately from the feedthrough capacitor to prevent ignition pulses from entering through the harness, it will hinder miniaturization and cost reduction, and in particular, it will be difficult to make the detection element and amplifier circuit monolithic. It was difficult to mount a multilayer chip capacitor in such equipment.

この発明の目的は、直接ハーネスを経て入力されるイグ
ニッションパルス等の高パワーノイズに対しても容易に
、かつ確実にノイズ対策できる半導体装置を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device that can easily and reliably take measures against high power noise such as ignition pulses input directly through a harness.

〔課題を解決するための手段] 検出素子と、その検出素子の出力信号を増幅する増幅回
路と、をシールドケース内に配設した半導体装置におい
て、 前記シールドケースに絶縁され、かつ当該シールドケー
スを貫通する入出力端子に、バリスタ性貫通型コンデン
サを嵌着し、このバリスタ性貫通型コンデンサの外側端
子をシールドケースに電気的に接続したことを特徴とす
る半導体装置をその要旨とする。
[Means for Solving the Problems] A semiconductor device in which a detection element and an amplifier circuit for amplifying an output signal of the detection element are arranged in a shield case, the semiconductor device being insulated by the shield case, and including the shield case. The gist of the present invention is a semiconductor device characterized in that a varistor feedthrough capacitor is fitted into a penetrating input/output terminal, and an outer terminal of the varistor feedthrough capacitor is electrically connected to a shield case.

[作用コ 直接ハーネスを経て入力されるイグニッションパルス等
の高パワーノイズをこのバリスタ性貫通型コンデンサが
除去する。
[Operation: This varistor feedthrough capacitor eliminates high power noise such as ignition pulses that are input directly through the harness.

[実施例] 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。
[Example] Hereinafter, an example in which the present invention is embodied in a semiconductor pressure sensor will be described with reference to the drawings.

第1図に示すように、モノシリツクのICセンサ素子1
は、圧力検出素子と、その圧力検出素子の出力信号の増
幅及び温度補償する増幅温度補償回路とからなっている
。より詳細には、シリコン単結晶からなるシリコンダイ
ヤフラム2の上に複数のピエゾ抵抗層が形成されるとと
もにバイポーラIC又はMO8IC製造技術を用いてそ
のダイヤフラム2周辺の厚肉部に増幅温度補償回路が形
成されている。そして、圧力によりダイヤフラム2上の
ピエゾ抵抗層の抵抗値の変化を電気信号として検出し、
その信号を増幅するとともに温度補償して外部に出力す
るようになっている。
As shown in FIG. 1, a monolithic IC sensor element 1
consists of a pressure detection element and an amplification temperature compensation circuit for amplifying and temperature compensating the output signal of the pressure detection element. More specifically, a plurality of piezoresistive layers are formed on a silicon diaphragm 2 made of single crystal silicon, and an amplification temperature compensation circuit is formed in a thick part around the diaphragm 2 using bipolar IC or MO8IC manufacturing technology. has been done. Then, the change in resistance value of the piezoresistive layer on the diaphragm 2 due to pressure is detected as an electrical signal,
The signal is amplified, temperature compensated, and output to the outside.

このICセンサ索子1はシリコン又はパイレックスガラ
ス(例えば、コーニング社W判7740)等からなるス
テージ3上に配設され、同ステージ3は金属基台4上に
載置されている。又、金属基台4には導体の外側が絶縁
材料にて絶縁されたハーメチック端子5がガラス封着に
て口過支持され、前記ICセンサ素子10入出力端子及
び接地端子がハーメチック端子5とボンディングワイヤ
6により電気接続されている。尚、第1図においては、
ハーメチック端子5は入力及び出力端子用の2本のみ示
し、接地用のハーメチック端子及びボンディングワイヤ
の図示は省略した。
This IC sensor probe 1 is arranged on a stage 3 made of silicon or Pyrex glass (for example, Corning Co., Ltd. W size 7740), and the stage 3 is placed on a metal base 4. Further, a hermetic terminal 5 in which the outside of the conductor is insulated with an insulating material is supported by glass sealing on the metal base 4, and the input/output terminal and ground terminal of the IC sensor element 10 are bonded to the hermetic terminal 5. Electrical connection is made by wire 6. In addition, in Figure 1,
Only two hermetic terminals 5 for input and output terminals are shown, and the hermetic terminals for grounding and bonding wires are not shown.

金属基台4上面にはICセンサ索子1等を覆うようにシ
ールドケースとしてのシェル(金属容器)7が配置され
、両者4,7はプロジェクション溶接により密閉状態で
接合されている。この金属基台4とシェル今とにより封
止された空間を同センサの圧力基準室としている。
A shell (metal container) 7 serving as a shield case is arranged on the upper surface of the metal base 4 so as to cover the IC sensor cable 1 and the like, and both 4 and 7 are hermetically joined by projection welding. The space sealed by the metal base 4 and the shell is used as the pressure reference chamber of the sensor.

又、前記ステージ3及び金属基台4にtよそれぞれ連通
孔3a、4”aが形成され、ざらに、金属基台4下面に
は導管8が設けられ、ダイヤフラム2に対し連通孔3a
、4a、導管8を介して測定圧力が印加されるようにな
っている。金属基台4の下面にはシールドケースとして
の金属容器9が溶接にて接合されている。この金属容器
9に対する3木のハーメチック端子5の貫通位置には、
バリスタ性貫通型コンデンサ10がそれぞれ嵌着されて
いる。
Furthermore, communication holes 3a and 4''a are formed in the stage 3 and the metal base 4, respectively, and a conduit 8 is provided on the lower surface of the metal base 4, and the communication hole 3a is connected to the diaphragm 2.
, 4a, a measuring pressure is applied via conduit 8. A metal container 9 serving as a shield case is joined to the lower surface of the metal base 4 by welding. The penetration position of the three-wood hermetic terminal 5 with respect to the metal container 9 is as follows.
A varistor type feedthrough capacitor 10 is fitted respectively.

このバリスタ性貫通型コンデンサ10は第2図に示すよ
うに下端外周部に突起11aを有する筒材11よりなり
、この筒材11はチタン酸ス1〜ロンチウムよりなって
いる。そして、金属容器9の開口部9al、:筒材11
が挿入されるとともに筒材11の内部にハーメチック端
子5が貫通配置され、筒材11外周面と金属容器9の開
口部9a、及び筒材11内周面とハーメチック端子5と
がハンダイ」されている。即ち、同半導体圧力セン号の
入出力端子及び接地端子はハーメチック端子5にて金属
容器9に絶縁され、又、同コンデンサ10の外部端子が
金属容器9に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, this varistor type feedthrough capacitor 10 is made of a cylindrical member 11 having a protrusion 11a on the outer periphery of the lower end, and the cylindrical member 11 is made of sulfur titanate to rontium. Then, the opening 9al of the metal container 9: the cylindrical material 11
is inserted, and the hermetic terminal 5 is inserted through the inside of the cylindrical member 11, and the outer peripheral surface of the cylindrical member 11 and the opening 9a of the metal container 9, and the inner peripheral surface of the cylindrical member 11 and the hermetic terminal 5 are soldered. There is. That is, the input/output terminal and ground terminal of the semiconductor pressure sensor are insulated from the metal container 9 by the hermetic terminal 5, and the external terminal of the capacitor 10 is electrically connected to the metal container 9.

このバリスタ性貞通型コンデンサ部分の等価回路を第3
図に示す。同図に示すように、半導体圧力センサの入力
端子12と出力端子13と接地端子14は、そのライン
途中にバリスタ性貫通型コンデンサ10がそれぞれ設【
プられ、そのバリスタ性貫通型コンデンサ10の外部端
子がシールドケースとなるシェルフ及び金属容器9に電
気的に接続されている。
The equivalent circuit of this varistor conductive capacitor part is shown in the third diagram.
As shown in the figure. As shown in the figure, the input terminal 12, output terminal 13, and ground terminal 14 of the semiconductor pressure sensor each have a varistor type feedthrough capacitor 10 installed in the middle of the line.
The external terminal of the varistor type feedthrough capacitor 10 is electrically connected to a shelf and a metal container 9 serving as a shield case.

このように構成することにより、空気を介して直接侵入
する電磁波に対してはシェルフ及び金属容器9(シール
ドケース)にてIC圧力センサ素子1がその誤動作から
保護されるとともに、空気を介して配線ケーブル(ハー
ネス)から入出力端子12.13に侵入するパワーの弱
い電磁波に対しては、バリスタ性貫通型コンデンサ10
のコンデンサ機能によりIC圧力センサ索子1が保護さ
れ、さらに、配線ケーブル(ハーネス)を経由して入力
されるイグニッションパルス等のパワーの大きなノイズ
はバリスタ性貫通型コンデンサ10のコンデンサ機能及
びバリスタ機能により保護される。より具体的には、E
MIシールドレベルは100V/mの電界強度において
誤動作口は1%FS以内であることを確認した。
With this configuration, the IC pressure sensor element 1 is protected from malfunction by the shelf and the metal container 9 (shield case) against electromagnetic waves that directly enter through the air, and the wiring is protected through the air. For weak electromagnetic waves that enter the input/output terminals 12 and 13 from the cable (harness), use a varistor feedthrough capacitor 10.
IC pressure sensor cord 1 is protected by the capacitor function of , and high-power noise such as ignition pulses input via the wiring cable (harness) is protected by the capacitor function and varistor function of the varistor feedthrough capacitor 10. protected. More specifically, E
It was confirmed that the MI shield level was within 1% FS at an electric field strength of 100 V/m.

さらに、ハーネスを介して入力されるイグニッションパ
ルスから保護するためにシェルフ及び金属容器9(シー
ルドケース)内にノイズフィルタを設けるのではなく、
貫通型コンデンサにバリスタ機能をもたせているのでノ
イズフィルタを別途用意する必要がなく小形化でき、か
つ低価格化できることとなる。殊に、本実施例の半導体
圧カセンザのようにモノシリツク化した装置においては
搭載が困難な積層型チップコンテン1ノを設置すること
なく、高パワーのノイズを容易に、かつ確実に防止する
ことができる。
Furthermore, instead of providing a noise filter inside the shelf and metal container 9 (shield case) to protect from ignition pulses input through the harness,
Since the feed-through capacitor has a varistor function, there is no need to separately prepare a noise filter, making it possible to reduce the size and cost. In particular, high-power noise can be easily and reliably prevented without installing a stacked chip content, which is difficult to mount in a monolithic device like the semiconductor pressure sensor of this embodiment. can.

尚、この発明は上記実施例に限定されることなく、第4
図に示すように接地端子14を金属基台4又は金属容器
9に直接接続するようにしてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments, but can be applied to the fourth embodiment.
As shown in the figure, the ground terminal 14 may be directly connected to the metal base 4 or the metal container 9.

又、この発明は半導体圧力センサの他にも、半導体加速
度センυ、電磁抵抗素子を用いたセンサ等に具体化して
もよい。即ち、微弱な信号を取扱う半導体装置に応用す
ることができる。
In addition to the semiconductor pressure sensor, the present invention may be embodied in a semiconductor acceleration sensor υ, a sensor using an electromagnetic resistance element, and the like. That is, it can be applied to semiconductor devices that handle weak signals.

[発明の効果] 以上詳述したようにこの発明によれば、直接ハーネスを
経て入力されるイグニッションパルス等の高パワーノイ
ズに対しても容易に、かつ確実にノイズ対策できる優れ
た効果を発揮する。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, it is possible to exhibit an excellent effect of easily and reliably counteracting high-power noise such as ignition pulses input directly through the harness. .

【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明を半導体圧力センサに具体化した同セ
ン4ノの断面図、第2図はバリスタ性貫通型コンデンサ
の断面図、第3図は等価回路図、第4図は別例の答価回
路図である。 1はICセンサ検出素子、7はシールドケースとしての
シェル、9はシールドケースとしての金属容器、10は
バリスタ性貫通型コンデンサ、12は入力端子、13は
出力端子。
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor that embodies the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view of a varistor feedthrough capacitor, Fig. 3 is an equivalent circuit diagram, FIG. 4 is a circuit diagram of another example. 1 is an IC sensor detection element, 7 is a shell as a shield case, 9 is a metal container as a shield case, 10 is a varistor feedthrough capacitor, 12 is an input terminal, and 13 is an output terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.検出素子と、その検出素子の出力信号を増幅する増
幅回路と、をシールドケース内に配設した半導体装置に
おいて、 前記シールドケースに絶縁され、かつ当該シールドケー
スを貫通する入出力端子に、バリスタ性貫通型コンデン
サを嵌着し、このバリスタ性貫通型コンデンサの外側端
子をシールドケースに電気的に接続したことを特徴とす
る半導体装置。
1. In a semiconductor device in which a detection element and an amplifier circuit for amplifying an output signal of the detection element are disposed in a shield case, an input/output terminal insulated from the shield case and passing through the shield case has a varistor property. A semiconductor device comprising a feedthrough capacitor fitted therein and an outer terminal of the varistor feedthrough capacitor electrically connected to a shield case.
JP12347588A 1988-05-19 1988-05-19 Semiconductor device Pending JPH01291415A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6134754U (en) * 1984-08-01 1986-03-03 三洋電機株式会社 field effect transistor
JPS6150240B2 (en) * 1979-03-08 1986-11-01 Nippon Denso Co

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