JPH05283713A - 半導体センサ - Google Patents

半導体センサ

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JPH05283713A
JPH05283713A JP4109216A JP10921692A JPH05283713A JP H05283713 A JPH05283713 A JP H05283713A JP 4109216 A JP4109216 A JP 4109216A JP 10921692 A JP10921692 A JP 10921692A JP H05283713 A JPH05283713 A JP H05283713A
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JP
Japan
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silicon
weight
sensor chip
semiconductor sensor
adhesive
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Pending
Application number
JP4109216A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Yagitani
安弘 八木谷
Takao Okidono
貴朗 沖殿
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH05283713A publication Critical patent/JPH05283713A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends

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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成部品,材料の強化を図った信頼性の高い
半導体センサを得る。 【構成】 重り13とシリコンセンサチップ2との接着
に、フッ素を添加したシリコン系接着剤14を用い、ま
た、重り13の材質をコバールとした。 【効果】 シリコンオイルによる接着剤の膨潤,溶解等
を防止することができ、また、重りとシリコンセンサチ
ップとの線膨張係数の違いに起因するチップ折れ等の不
具合を防止した高精度の半導体センサが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体センサに関
し、特に構成部品,材料を改良して、装置の強化および
信頼性の向上を図った加速度センサに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図2は加速度の感知に用いられる従来の
半導体センサの構造を示す図であり、図2(a) はその外
観を示す斜視図、図2(b) はその内部構造を示す斜視図
である。また、図3は図2に示した従来の半導体センサ
の構造を示す断面図である。図2および図3において、
2は加速度の感知を行うシリコンセンサチップ、1は凹
字型の金属製重りであり、シリコンセンサチップ2上に
該チップ2の端部を覆うようにして装着されている。3
はシリコンセンサチップ2をベース5上に支えるための
台座、6はシリコンセンサチップ2内部の電極と金属細
線10により接続されているインナーリード、7はイン
ナーリード6とベース5とを電気的に絶縁するためのガ
ラス、8はインナーリード6と接続され、外部と信号の
やりとりを行うアウターリード、4は該半導体チップの
パッケージであり、ベース5,インナーリード6,ガラ
ス7,アウターリード8からなる。9はベース5上の素
子を覆ってパッケージ4内に封入するキャップであり、
その外縁部につば部を持つ。11はキャップ9で封止さ
れたパッケージ4の内部に満たされたシリコンオイルで
ある。
【0003】次に、該半導体センサのパッケージ封入方
法について説明する。図4は上記に示した従来のシリコ
ンセンサチップ2周囲の構造を拡大して示した断面図で
あり、図中、図2あるいは図3と同一符号は同一または
相当部分を示す。該図4において、12は金属製重り1
とシリコンセンサチップ2とを接着するためのシリコン
系接着剤である。まず、あらかじめベース5上に接着剤
で装着された台座3上に、シリコンセンサチップ2を接
着剤にて装着する。次いで、シリコンセンサチップ2上
の一端に設けられている電極(図示せず)と、パッケー
ジ4に設けられているインナーリード6とを金属細線1
0で接続し、続いて、シリコンセンサチップ2の他端部
に金属製重り1をシリコン系接着剤12で装着する。そ
の後、シリコンオイル11で満たされたキャップ9と、
シリコンセンサチップ2等を装着したベース5とを、こ
れらキャップ9およびベース5のそれぞれの外縁に設け
られたつば部を溶接して、パッケージ4を封止する。
【0004】次に動作について説明する。例えば自動車
などにこの半導体センサを使用した場合、車の加速によ
り加速度が該半導体センサに作用すると、それに応じて
金属製重り1が変位し、この変位にともなってシリコン
センサチップ2の、歪みを感知し易い構造となっている
ハーフエッチ部(図示せず)が歪む。該半導体センサ
は、この歪み具合を電気信号に変換し、作用した加速度
の大きさを検知するようになっている。このとき、パッ
ケージ4内に満たされたシリコンオイル11は、加速度
による振動以外の微振動による金属製重り1の変位を防
止し、検知値に誤差が生じることを低減している。ま
た、シリコン系接着剤12はヤング率の小さな軟らかい
材質であるため、金属製重り1とシリコンセンサチップ
2との間にあって、両者間の線膨張係数の違いに起因す
る応力を緩和する役目を果たしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体センサは
以上のように構成されているので、耐シリコンオイル性
ではないシリコン系接着剤12は、シリコンオイル11
中で膨潤あるいは溶解するなどして接着剤としての働き
を失い、シリコンセンサチップ2と金属製重り1との接
着を果たさなくなるという問題があり、また、金属製の
重り1はシリコンセンサチップ2に対して線膨張係数が
大きく、両者の間にヤング率の小さなシリコン系接着剤
12を介していても、両者の線膨張係数の違いは充分に
緩和することができず、結果、熱応力時にシリコンセン
サチップ2が折れてしまうなどの問題点があった。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、構成部品の強化を図り、精度の
高い半導体センサを得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体セ
ンサは、重りとシリコンセンサチップの装着にヤング率
が小さく、かつ、耐シリコンオイル性である接着剤を用
いたものである。
【0008】また、この発明に係る半導体センサは、重
りの材質としてシリコンセンサチップより比重が大き
く、かつ、線膨張係数がシリコンに近いものを用いたも
のである。
【0009】
【作用】この発明における半導体センサは、重りとシリ
コンセンサチップの装着にヤング率が小さく、かつ、耐
シリコンオイル性である接着剤を用いたので、シリコン
オイルに対して、接着剤が膨潤,溶解することはないの
で、重りとシリコンセンサチップとの間の応力緩和の効
果を保ちながら両者間の接着も強化することができる。
【0010】また、この発明における半導体センサは、
重りにシリコンセンサチップより比重が大きく、かつ、
線膨張係数がシリコンに近いものを用いたので、たとえ
熱変化が生じても、重り側とシリコンセンサチップ側の
伸縮率はほとんど同じであるため、チップ折れ等の発生
を防ぐことができる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1はこの発明の一実施例による半導体センサのシ
リコンセンサチップ周辺の構造を拡大して示す断面図で
あり、図中、図2ないし図4と同一符号は同一または相
当部分を示す。図1において、13はコバール(Covar)
を材料として用いた側面凹字型のコバール製重り、14
はフッ素を添加したシリコン系接着剤である。
【0012】次に動作について説明する。従来例で用い
ていたシリコン系接着剤12にフッ素を添加して得られ
る該接着剤14は耐シリコンオイル性となる。本実施例
による半導体センサにおいては、シリコンセンサチップ
2とコバール製重り13との接着にフッ素を添加したシ
リコン系接着剤14を使用しており、該接着剤14はヤ
ング率が小さく軟らかいため、重りとシリコンセンサチ
ップとの線膨張係数の違いによる応力を緩和できるばか
りでなく、その材質により耐シリコンオイル性であるか
ら、パッケージ4中のシリコンオイル11に対して、膨
潤,溶解することはなく、このため、コバール製重り1
3とシリコンセンサチップ2との接着が外れるというこ
ともなくなる。
【0013】また、重り13の材質として用いたコバー
ルは、線膨張係数がセラミックに近い。このため、コバ
ール製重り13は線膨張係数がシリコンセンサチップ2
に近いものとなっているので、たとえ熱変化が生じて
も、コバール製重り13側とセンサチップ2側の伸縮率
はほとんど同じとなるため、チップ折れ等を防ぐことが
できる。
【0014】このように、上記実施例においては、重り
とシリコンセンサチップとの接着に耐シリコンオイル性
の接着剤を用い、また、重りの材質をシリコンセンサチ
ップの線膨張係数に近いものとしたことにより、重りと
シリコンセンサチップとの接着を強固なものとし、ま
た、熱変化時に生じるチップ折れ等の不具合を防ぐこと
ができる。
【0015】なお、上記実施例では重り13の材質をコ
バールとしたが、比重がシリコンセンサチップ2より大
きく、かつ、線膨張係数がシリコンに近いものであれ
ば、どのようなものを用いても構わない。
【0016】また、上記実施例では接着剤14としてフ
ッ素を添加したシリコン系接着剤を用いたが、ヤング率
が小さく、弾性的で軟らかく、強度のあるもので、シリ
コンオイル11中で溶解,膨潤しないものであれば、ど
のようなものを用いても構わない。
【0017】さらに、上記実施例では片持梁式の半導体
センサの場合について説明したが、接着剤が溶融する
等、あるいは重りとセンサチップとの間の熱膨張係数が
大きく異なる等の同様な環境条件の下にある、他のタイ
プの半導体センサの場合に対しても適用でき、上記実施
例と同様の効果を奏する。
【0018】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体セ
ンサによれば、重りとシリコンセンサチップの接着に、
ヤング率が小さく、かつ、耐シリコンオイル性である接
着剤を用いたので、パッケージ中のシリコンオイルに対
して、接着剤が膨潤,溶解することはなく、また、重り
とセンサチップ間の線膨張係数の違いに起因する応力の
緩和も同時に行うことができるため、重りとシリコンセ
ンサチップとの接着を強固にし、両者が外れるというこ
とを防いだ精度の高い半導体センサが得られるという効
果がある。
【0019】また、この発明に係る半導体センサによれ
ば、重りにシリコンセンサチップより比重が大きく、か
つ、線膨張係数がシリコンに近いものを用いたので、た
とえ熱変化が生じても、重り側とシリコンセンサチップ
側の伸縮率はほとんど同じとなるため、チップ折れ等の
発生を防ぐことができ、精度の高い半導体センサが得ら
れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による半導体センサのシリ
コンセンサチップ周辺の構造を拡大して示す断面図であ
る。
【図2】従来の半導体センサの外観および内部の構造を
示す斜視図である。
【図3】従来の半導体センサの内部構造を示す断面図で
ある。
【図4】従来の半導体センサチップ周辺の構造を拡大し
て示す断面図である。
【符号の説明】
1 金属製重り 2 シリコンセンサチップ 3 台座 4 パッケージ 5 ベース 6 インナーリード 7 ガラス 8 アウターリード 9 キャップ 10 金属細線 11 シリコンオイル 12 シリコン系接着剤 13 コバール製重り 14 接着剤
【手続補正書】
【提出日】平成4年7月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】また、重り13の材質として用いたコバー
ルは、線膨張係数がシリコンに近い。このため、コバー
ル製重り13は線膨張係数がシリコンセンサチップ2に
近いものとなっているので、たとえ熱変化が生じても、
コバール製重り13側とセンサチップ2側の伸縮率はほ
とんど同じとなるため、チップ折れ等を防ぐことができ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッケージのベース上に台座を設け、そ
    の一端に重りが装着されたシリコンセンサチップをその
    他端で上記台座上に装着し、その中がシリコンオイルで
    満たされたキャップで上記ベースを覆うように封止して
    なる半導体センサにおいて、 上記重りとシリコンセンサチップとの接着はヤング率が
    小さく、かつ、耐シリコンオイル性である接着剤を用い
    て行ったものであることを特徴とする半導体センサ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体センサにおいて、 上記接着剤はフッ素を添加したシリコン系接着剤である
    ことを特徴とする半導体センサ。
  3. 【請求項3】 パッケージのベース上に台座を設け、そ
    の一端に重りが装着されたシリコンセンサチップをその
    他端で上記台座上に装着し、その中がシリコンオイルで
    満たされたキャップで上記ベースを覆うように封止して
    なる半導体センサにおいて、 上記重りは上記シリコンセンサチップより比重が大き
    く、かつ、線膨張係数がシリコンに近い材質にて形成さ
    れたものを用いてなるものであることを特徴とする半導
    体センサ。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の半導体センサにおいて、 上記重りの材質はコバールであることを特徴とする半導
    体センサ。
JP4109216A 1992-03-31 1992-03-31 半導体センサ Pending JPH05283713A (ja)

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