JPH05240723A - 半導体圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汚染物質等の付着や光線入射による機能劣化
を生じない。 【構成】 閉鎖ケース１の下側容器１１の内壁面１３に
台座２を設けてこれに圧力センサの半導体チップ３を接
合支持せしめ、内壁面１３にこれを貫通する圧力導入孔
１５を形成する。圧力導入孔１５を半導体チップ３を設
けたと同じ内壁面１３に形成してあるから、圧力導入孔
１５より汚染物質や水等が侵入しても、対向する蓋体１
２の内壁面１４に付着あるいは衝突し、半導体チップ３
へ到達する確率は低い。圧力導入孔１５より入射する光
も、内壁面１４でいったん反射して半導体チップ３に至
るから、チップ３上の素子特性への影響は極めて小さ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体圧力センサに関
し、特に半導体チップの汚染や光劣化を生じないセンサ
の構造改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４には従来の半導体圧力センサの構造
を示し、閉鎖ケース１内には底壁面上に矩形ブロック状
のガラス台座２が固定され、該台座２上にシリコン半導
体チップ３が陽極接合により固定してある。半導体チッ
プ３は下面中心部を凹状として薄肉のダイヤフラム部３
１としてあり、該ダイヤフラム部３１の上面に圧力セン
サを構成する歪みゲージが拡散形成してある。ダイヤフ
ラム部３１の背後の台座２上面との間の密閉空間Ｓは真
空となっている。

【０００３】上記ケース１の頂壁には圧力導入孔１５が
貫通形成されて、これを経て大気圧がケース１内に導入
されている。しかして、大気圧の変動に応じてダイヤフ
ラム部３１が変形し、歪みゲージより絶対大気圧に応じ
た信号出力が得られる。かかる構造は例えば特開昭６４
−４３１号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
センサ構造では、大気中の汚染物質や水等が圧力導入孔
１５より直接半導体チップ３上に到達して付着し、特性
劣化を起し易いという問題があった。また、圧力導入孔
１５を経て光が直接半導体チップ３に入射してこれによ
っても特性劣化のおそれがあった。

【０００５】本発明はかかる課題を解決するもので、汚
染物質等の付着が防止されるとともに、入射光線による
劣化もない半導体圧力センサを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、半導体圧力センサは、閉鎖ケース１の内壁面の一つ
１３に台座２を設けてこれに圧力センサの半導体チップ
３を接合支持せしめるとともに、上記台座２を設けた内
壁面１３にこれを貫通する圧力導入孔１５を形成したも
のである。

【０００７】

【作用】上記構成において、圧力導入孔１５は半導体チ
ップ３を設けたと同じ内壁面１３に形成してあるから、
圧力導入孔１５より汚染物質や水等が侵入しても、これ
らは半導体チップ３に対向する内壁面１４に直接付着あ
るいは衝突する。したがって半導体チップ３へ到達する
確率は低い。

【０００８】また、圧力導入孔１５より入射する光も、
半導体チップ３に対向する内壁面１４でいったん反射
し、あるいは他の内壁面で数回反射して半導体チップ３
に至るから、チップ３上の素子特性への影響は極めて小
さい。

【０００９】

【実施例】図１、図２において、閉鎖ケース１は下側容
器１１と、これを覆って開口縁をレジンボンドで密着固
定された蓋体１２とより構成され、下側容器１１は全体
が厚肉で、その内壁面１３は中心部が深い矩形の凹所１
３１となっている。この凹所１３１には底面に近い四辺
の側壁に内方へ突出するガイド用凸部１３２が形成して
あり、これら凸部１３２に外周を近接せしめて、凹所底
面に矩形ブロック状のガラス台座２がレジンボンドで接
合固定してある。該台座２の上面には同径のシリコン半
導体チップ３が陽極接合により固定され、上記台座２は
半導体チップ３に近い熱膨張係数を有している。

【００１０】半導体チップ３は中心部の下面を凹状とし
て薄肉のダイヤフラム部３１としてあり、このダイヤフ
ラム部３１上面に歪みゲージが拡散形成してある。この
ダイヤフラム部３１下方の台座２上面との間の密閉空間
Ｓは真空としてある。

【００１１】上記凹所１３１を囲む内壁面１３外周部は
上記半導体チップ３の上面とほぼ同一高さとなってお
り、かかる内壁面１３上の三箇所に端子板４１，４２，
４３が埋設されて、これら端子板４１〜４３と上記半導
体チップ３の間をボンディングワイヤ３２で接続してあ
る。そして、端子板４１に近い内壁面に、下側容器１１
を下方へ貫通する圧力導入孔１５が開口して大気圧が閉
鎖ケース１内に導入されている。

【００１２】上記半導体チップ３の表面はシリコンゲル
３３で覆ってあり、また、各端子板４１〜４３の端部は
それぞれ下側容器１１外へ延出して外部端子４１１，４
２１，４３１となっている。

【００１３】上記構造の圧力センサにおいて、大気圧と
真空の差に応じて半導体チップ３のダイヤフラム部３１
が変形し、大気の絶対圧に応じた出力信号が外部端子４
１１〜４３１間に得られる。

【００１４】圧力導入孔１５は厚肉の下側容器１１外周
部に形成してあるから充分な長さが確保され、これを経
て閉鎖ケース１内に汚染物質や水等が侵入することは効
果的に防止される。また、たとえ侵入しても、汚染物質
等は圧力導入孔１５の開口に対向する蓋体１２の内壁面
１４に付着し、半導体チップ３上には殆ど到達しない。

【００１５】また、外光も、長い圧力導入孔１５で閉鎖
ケース１内への直接入射が防止されるとともに、たとえ
ケース１内に入射しても、蓋体１２の内壁面１４でいっ
たん反射して弱められるから、半導体チップ３に到達し
てもセンサ機能を損なうことはない。

【００１６】なお、図３に示す如く、下側容器１１の凹
所１３１底壁の中心に、台座２の中心を貫通してダイヤ
フラム部３１下方の空間Ｓ内に連通する他の圧力導入孔
１６を形成すれば、両圧力導入孔１５，１６に供給され
る気体の相対圧力を検出することができる。

【００１７】なお、半導体センサ３を覆うシリコンゲル
３３は特には必要としない。

【００１８】

【発明の効果】以上の如く、本発明の半導体圧力センサ
によれば、圧力導入孔より侵入する汚染物質や光によっ
てセンサ機能が損なわれることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すセンサの全体断面図で
ある。

【図２】センサの部分破断平面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示すセンサの断面図であ
る。

【図４】従来例を示すセンサの概略断面図である。

【符号の説明】

１ 閉鎖ケース １３ 内壁面 １５ 圧力導入孔 ２ 台座 ３ 半導体チップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 閉鎖ケースの内壁面の一つに台座を設け
   てこれに圧力センサの半導体チップを接合支持せしめる
   とともに、上記台座を設けた内壁面にこれを貫通する圧
   力導入孔を形成したことを特徴とする半導体圧力セン
   サ。