JPH06331473A - 半導体圧力計 - Google Patents
半導体圧力計Info
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- JPH06331473A JPH06331473A JP12246993A JP12246993A JPH06331473A JP H06331473 A JPH06331473 A JP H06331473A JP 12246993 A JP12246993 A JP 12246993A JP 12246993 A JP12246993 A JP 12246993A JP H06331473 A JPH06331473 A JP H06331473A
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- Japan
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- chip
- semiconductor
- diaphragm
- semiconductor chip
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度変化に基づく歪の発生が吸収でき、温度
特性が良好な半導体圧力計を提供するにある。 【構成】 半導体チップと、該半導体チップに設けられ
該半導体チップに起歪部たるダイアフラムを構成する凹
部と、前記半導体チップの起歪部に設けられた半導体圧
力検出素子と、前記半導体チップに一面が接続され前記
凹部と圧力導入室を構成する絶縁材からなるチップ支持
基板と、該チップ支持基板に設けられ前記圧力導入室に
連通する第１連通孔と、該第１連通孔を中心にして一面
が前記チップ支持基板に所定の接合面により接合された
金属の支持体と、該支持体に設けられ前記第１連通孔に
連通する第２連通孔と、前記所定の接合面より外側に所
定の深さをなし前記チップ支持基板の前記一面と前記他
面からそれぞれ前記第１連通孔の軸方向に該チップ支持
基板に設けられ深さの合計が該チップ支持基板の前記一
面と他面間の寸法より大なるリング状の溝とを具備して
なる半導体圧力計である。
特性が良好な半導体圧力計を提供するにある。 【構成】 半導体チップと、該半導体チップに設けられ
該半導体チップに起歪部たるダイアフラムを構成する凹
部と、前記半導体チップの起歪部に設けられた半導体圧
力検出素子と、前記半導体チップに一面が接続され前記
凹部と圧力導入室を構成する絶縁材からなるチップ支持
基板と、該チップ支持基板に設けられ前記圧力導入室に
連通する第１連通孔と、該第１連通孔を中心にして一面
が前記チップ支持基板に所定の接合面により接合された
金属の支持体と、該支持体に設けられ前記第１連通孔に
連通する第２連通孔と、前記所定の接合面より外側に所
定の深さをなし前記チップ支持基板の前記一面と前記他
面からそれぞれ前記第１連通孔の軸方向に該チップ支持
基板に設けられ深さの合計が該チップ支持基板の前記一
面と他面間の寸法より大なるリング状の溝とを具備して
なる半導体圧力計である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、温度変化に基づく歪の
発生が吸収でき、温度特性が良好な半導体圧力計に関す
るものである。
発生が吸収でき、温度特性が良好な半導体圧力計に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来より一般に使用されている従
来例の構成説明図で、例えば、本願出願人が出願した特
開平３−２８２３４２号、特願平２ー８５５０４号、
「半導体圧力計」、平成２年３月３０日出願に示されて
いる。図において、
来例の構成説明図で、例えば、本願出願人が出願した特
開平３−２８２３４２号、特願平２ー８５５０４号、
「半導体圧力計」、平成２年３月３０日出願に示されて
いる。図において、
【０００３】１は半導体チップである。２は半導体チッ
プ１に設けられ半導体チップ１に起歪部たるダイアフラ
ム３を構成する凹部である。４は、半導体チップ１の起
歪部３に設けられた半導体圧力検出素子である。１１
は、半導体チップ１に一面が接続され凹部２と圧力導入
室１２を構成する半導体チップ支持基板である。
プ１に設けられ半導体チップ１に起歪部たるダイアフラ
ム３を構成する凹部である。４は、半導体チップ１の起
歪部３に設けられた半導体圧力検出素子である。１１
は、半導体チップ１に一面が接続され凹部２と圧力導入
室１２を構成する半導体チップ支持基板である。
【０００４】１３は、半導体チップ支持基板１１の他面
側の中央部に設けられた突起部である。１４は、半導体
チップ支持基板１１に設けられ圧力導入室１２に連通す
る第１連通孔である。１５は、突起部１３に一面が陽極
接合されたガラス基板である。
側の中央部に設けられた突起部である。１４は、半導体
チップ支持基板１１に設けられ圧力導入室１２に連通す
る第１連通孔である。１５は、突起部１３に一面が陽極
接合されたガラス基板である。
【０００５】１６は、ガラス基板に設けられ第１連通孔
１４に連通する第２連通孔である。１７は、ガラス基板
１５の他面に一端が固定された金属支持体である。この
場合は、突起部１３の直径ｄが凹部２の直径Ｄ１の２０
〜４０％、突起部１３の直径ｄが半導体チップ１の直径
Ｄ２の３０〜６０％となるような寸法構成となってい
る。
１４に連通する第２連通孔である。１７は、ガラス基板
１５の他面に一端が固定された金属支持体である。この
場合は、突起部１３の直径ｄが凹部２の直径Ｄ１の２０
〜４０％、突起部１３の直径ｄが半導体チップ１の直径
Ｄ２の３０〜６０％となるような寸法構成となってい
る。
【０００６】以上の構成において、圧力導入室６に基準
圧Ｐｓが導入され、ダイアフラム３の外側から測定圧Ｐ
ｍが加わると、ダイアフラム３は、測定圧Ｐｍ―基準圧
Ｐｓの差圧により変位する。この変位を電気的に検出す
れば、測定圧Ｐｍに対応した電気信号出力が得られる。
圧Ｐｓが導入され、ダイアフラム３の外側から測定圧Ｐ
ｍが加わると、ダイアフラム３は、測定圧Ｐｍ―基準圧
Ｐｓの差圧により変位する。この変位を電気的に検出す
れば、測定圧Ｐｍに対応した電気信号出力が得られる。
【０００７】この結果、 （１）半導体チップ１と半導体チップ支持基板１１とは
同一材料で直接接合されているため、熱膨脹係数、その
他の物性定数が等しいので、半導体圧力検出素子４が半
導体チップ支持基板１１から受ける外乱が極めて小さ
い。
同一材料で直接接合されているため、熱膨脹係数、その
他の物性定数が等しいので、半導体圧力検出素子４が半
導体チップ支持基板１１から受ける外乱が極めて小さ
い。
【０００８】（２）半導体チップ支持基板１１はガラス
基板１５と小さい接合面積で接合されているため、ガラ
ス基板１５側から入る外乱の影響を小さくすることが出
来る。 （３）また、半導体チップ支持基板１１とガラス基板１
５とは、陽極接合が採用出来るので、接合部に接着材な
どの中間層が無く、接合部で発生する歪みを極めて小さ
く出来る。
基板１５と小さい接合面積で接合されているため、ガラ
ス基板１５側から入る外乱の影響を小さくすることが出
来る。 （３）また、半導体チップ支持基板１１とガラス基板１
５とは、陽極接合が採用出来るので、接合部に接着材な
どの中間層が無く、接合部で発生する歪みを極めて小さ
く出来る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な装置においては、半導体チップ支持基板１１とガラス
基板１５との接合は陽極接合等の方法により、安定に接
合されているが、ガラス基板１５と金属支持体１７との
接合は、通常低融点ガラス等を介して接合されている。
な装置においては、半導体チップ支持基板１１とガラス
基板１５との接合は陽極接合等の方法により、安定に接
合されているが、ガラス基板１５と金属支持体１７との
接合は、通常低融点ガラス等を介して接合されている。
【００１０】低融点ガラスと金属、ガラスの熱膨張係数
が全く等しく無いため、温度が変化すると、この接合部
分に歪が生じ、この歪がダイアフラム３に伝達され、圧
力が変化していないにもかかわらず、出力信号が変化す
るという問題があった。この影響を減少するために、突
起部１３を設け改善を試みているが十分でない。
が全く等しく無いため、温度が変化すると、この接合部
分に歪が生じ、この歪がダイアフラム３に伝達され、圧
力が変化していないにもかかわらず、出力信号が変化す
るという問題があった。この影響を減少するために、突
起部１３を設け改善を試みているが十分でない。
【００１１】本発明は、この問題点を解決するものであ
る。本発明の目的は、温度変化に基づく歪の発生が吸収
でき、温度特性が良好な半導体圧力計を提供するにあ
る。
る。本発明の目的は、温度変化に基づく歪の発生が吸収
でき、温度特性が良好な半導体圧力計を提供するにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、半導体チップと、該半導体チップに設け
られ該半導体チップに起歪部たるダイアフラムを構成す
る凹部と、前記半導体チップの起歪部に設けられた半導
体圧力検出素子と、前記半導体チップに一面が接続され
前記凹部と圧力導入室を構成する絶縁材からなるチップ
支持基板と、該チップ支持基板に設けられ前記圧力導入
室に連通する第１連通孔と、該第１連通孔を中心にして
一面が前記チップ支持基板に所定の接合面により接合さ
れた金属の支持体と、該支持体に設けられ前記第１連通
孔に連通する第２連通孔と、前記所定の接合面より外側
に所定の深さをなし前記チップ支持基板の前記一面と前
記他面からそれぞれ前記第１連通孔の軸方向に該チップ
支持基板に設けられ深さの合計が該チップ支持基板の前
記一面と他面間の寸法より大なるリング状の溝とを具備
してなる半導体圧力計を構成したものである。
に、本発明は、半導体チップと、該半導体チップに設け
られ該半導体チップに起歪部たるダイアフラムを構成す
る凹部と、前記半導体チップの起歪部に設けられた半導
体圧力検出素子と、前記半導体チップに一面が接続され
前記凹部と圧力導入室を構成する絶縁材からなるチップ
支持基板と、該チップ支持基板に設けられ前記圧力導入
室に連通する第１連通孔と、該第１連通孔を中心にして
一面が前記チップ支持基板に所定の接合面により接合さ
れた金属の支持体と、該支持体に設けられ前記第１連通
孔に連通する第２連通孔と、前記所定の接合面より外側
に所定の深さをなし前記チップ支持基板の前記一面と前
記他面からそれぞれ前記第１連通孔の軸方向に該チップ
支持基板に設けられ深さの合計が該チップ支持基板の前
記一面と他面間の寸法より大なるリング状の溝とを具備
してなる半導体圧力計を構成したものである。
【００１３】
【作用】以上の構成において、圧力導入室に基準圧が導
入され、ダイアフラムの外側から測定圧が加わると、ダ
イアフラムは、測定圧―基準圧の差圧により変位する。
この変位を電気的に検出すれば、測定圧に対応した電気
信号出力が得られる。以下、実施例に基づき詳細に説明
する。
入され、ダイアフラムの外側から測定圧が加わると、ダ
イアフラムは、測定圧―基準圧の差圧により変位する。
この変位を電気的に検出すれば、測定圧に対応した電気
信号出力が得られる。以下、実施例に基づき詳細に説明
する。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の一実施例の要部構成説明図で
ある。図において、図２と同一記号の構成は同一機能を
表わす。以下、図２と相違部分のみ説明する。
ある。図において、図２と同一記号の構成は同一機能を
表わす。以下、図２と相違部分のみ説明する。
【００１５】前記半導体チップに一面が接続され前記凹
部と圧力導入室を構成する絶縁材からなるチップ支持基
板と、該チップ支持基板に設けられ前記圧力導入室に連
通する第１連通孔と、２１は、半導体チップ１に一面が
接続され、凹部２と圧力導入室２２を構成する絶縁材か
らなるチップ支持基板である。この場合は、ガラスより
なる。
部と圧力導入室を構成する絶縁材からなるチップ支持基
板と、該チップ支持基板に設けられ前記圧力導入室に連
通する第１連通孔と、２１は、半導体チップ１に一面が
接続され、凹部２と圧力導入室２２を構成する絶縁材か
らなるチップ支持基板である。この場合は、ガラスより
なる。
【００１６】２３は、チップ支持基板２１に設けられ、
圧力導入室２２に連通する第１連通孔である。２４は、
一面側に、第１連通孔２３を中心にして一面がチップ支
持基板２１にに所定の接合面により接合され、この場合
は、突起部２５により接合されている金属の支持体であ
る。
圧力導入室２２に連通する第１連通孔である。２４は、
一面側に、第１連通孔２３を中心にして一面がチップ支
持基板２１にに所定の接合面により接合され、この場合
は、突起部２５により接合されている金属の支持体であ
る。
【００１７】２６は、支持体２４に設けられ、第１連通
孔２３に連通する第２連通孔である。２７は、突起部２
５より外側に所定の深さをなし、チップ支持基板２１の
一面と他面からそれぞれ、第１連通孔２３の軸方向に、
チップ支持基板２１に設けられ、深さの合計Ｌ1＋Ｌ2が
チップ支持基板２１の一面と他面間の寸法Ｌより大なる
リング状の溝である。
孔２３に連通する第２連通孔である。２７は、突起部２
５より外側に所定の深さをなし、チップ支持基板２１の
一面と他面からそれぞれ、第１連通孔２３の軸方向に、
チップ支持基板２１に設けられ、深さの合計Ｌ1＋Ｌ2が
チップ支持基板２１の一面と他面間の寸法Ｌより大なる
リング状の溝である。
【００１８】以上の構成において、圧力導入室２２に基
準圧Ｐｓが導入され、ダイアフラム３の外側から測定圧
Ｐｍが加わると、ダイアフラム３は、測定圧Ｐｍ―基準
圧Ｐｓの差圧により変位する。この変位を半導体圧力検
出素子で電気的に検出すれば、測定圧Ｐｍに対応した電
気信号出力が得られる。
準圧Ｐｓが導入され、ダイアフラム３の外側から測定圧
Ｐｍが加わると、ダイアフラム３は、測定圧Ｐｍ―基準
圧Ｐｓの差圧により変位する。この変位を半導体圧力検
出素子で電気的に検出すれば、測定圧Ｐｍに対応した電
気信号出力が得られる。
【００１９】而して、温度変化等により、チップ支持基
板２１と支持体２４との接合部には、歪が発生するが、
チップ支持基板２１の両面より設けられたリング状の溝
２７により、剛性の小さいリング状絶縁部が形成される
ために、このリング状絶縁部で歪が吸収され、ダイアフ
ラム３へ伝達される歪の量を大幅に低減する事ができ
る。
板２１と支持体２４との接合部には、歪が発生するが、
チップ支持基板２１の両面より設けられたリング状の溝
２７により、剛性の小さいリング状絶縁部が形成される
ために、このリング状絶縁部で歪が吸収され、ダイアフ
ラム３へ伝達される歪の量を大幅に低減する事ができ
る。
【００２０】この低減量は、２個のリング状の溝２７の
直径の差ΔＤと、溝２７のオーバラップ長さＬ0＝Ｌ1＋
Ｌ2−Ｌに大きく関係し、直径の差ΔＤが小さいほど、
オーバラップ長さＬが大きいほど、低減量が大きくな
り、接合部から発生する歪の影響が小さくなる。
直径の差ΔＤと、溝２７のオーバラップ長さＬ0＝Ｌ1＋
Ｌ2−Ｌに大きく関係し、直径の差ΔＤが小さいほど、
オーバラップ長さＬが大きいほど、低減量が大きくな
り、接合部から発生する歪の影響が小さくなる。
【００２１】この結果、チップ支持基板２１の両面より
設けられたリング状の溝２７により、剛性の小さいリン
グ状絶縁部が形成されるために、このリング状絶縁部で
歪が吸収され、ダイアフラム３へ伝達される歪の量を大
幅に低減する事ができる。なお、前述の実施例において
は、支持体２５はガラスよりなると説明したが、これに
限ることはなく、例えば、セラミックでも良い。要する
に、絶縁材であればよい。
設けられたリング状の溝２７により、剛性の小さいリン
グ状絶縁部が形成されるために、このリング状絶縁部で
歪が吸収され、ダイアフラム３へ伝達される歪の量を大
幅に低減する事ができる。なお、前述の実施例において
は、支持体２５はガラスよりなると説明したが、これに
限ることはなく、例えば、セラミックでも良い。要する
に、絶縁材であればよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、半導体
チップと、該半導体チップに設けられ該半導体チップに
起歪部たるダイアフラムを構成する凹部と、前記半導体
チップの起歪部に設けられた半導体圧力検出素子と、前
記半導体チップに一面が接続され前記凹部と圧力導入室
を構成する絶縁材からなるチップ支持基板と、該チップ
支持基板に設けられ前記圧力導入室に連通する第１連通
孔と、該第１連通孔を中心にして一面が前記チップ支持
基板に所定の接合面により接合された金属の支持体と、
該支持体に設けられ前記第１連通孔に連通する第２連通
孔と、前記所定の接合面より外側に所定の深さをなし前
記チップ支持基板の前記一面と前記他面からそれぞれ前
記第１連通孔の軸方向に該チップ支持基板に設けられ深
さの合計が該チップ支持基板の前記一面と他面間の寸法
より大なるリング状の溝とを具備してなる半導体圧力計
を構成した。
チップと、該半導体チップに設けられ該半導体チップに
起歪部たるダイアフラムを構成する凹部と、前記半導体
チップの起歪部に設けられた半導体圧力検出素子と、前
記半導体チップに一面が接続され前記凹部と圧力導入室
を構成する絶縁材からなるチップ支持基板と、該チップ
支持基板に設けられ前記圧力導入室に連通する第１連通
孔と、該第１連通孔を中心にして一面が前記チップ支持
基板に所定の接合面により接合された金属の支持体と、
該支持体に設けられ前記第１連通孔に連通する第２連通
孔と、前記所定の接合面より外側に所定の深さをなし前
記チップ支持基板の前記一面と前記他面からそれぞれ前
記第１連通孔の軸方向に該チップ支持基板に設けられ深
さの合計が該チップ支持基板の前記一面と他面間の寸法
より大なるリング状の溝とを具備してなる半導体圧力計
を構成した。
【００２３】この結果、チップ支持基板の両面より設け
られたリング状の溝により、剛性の小さいリング状絶縁
部が形成されるために、このリング状絶縁部で歪が吸収
され、ダイアフラムへ伝達される歪の量を大幅に低減す
る事ができる。従って、本発明によれば、温度変化に基
づく歪の発生が吸収でき、温度特性が良好な半導体圧力
計を実現することができる。
られたリング状の溝により、剛性の小さいリング状絶縁
部が形成されるために、このリング状絶縁部で歪が吸収
され、ダイアフラムへ伝達される歪の量を大幅に低減す
る事ができる。従って、本発明によれば、温度変化に基
づく歪の発生が吸収でき、温度特性が良好な半導体圧力
計を実現することができる。
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。
明図である。
１…半導体チップ ２…凹部 ３…ダイアフラム ４…半導体圧力検出素子 １５…ガラス基板 １６…第２連通孔 １７…金属支持体 ２１…チップ支持基板 ２２…圧力導入室 ２３…第１連通孔 ２４…支持体 ２５…突起部 ２６…第２連通孔 ２７…溝
Claims (1)
- 【請求項１】半導体チップと、 該半導体チップに設けられ該半導体チップに起歪部たる
ダイアフラムを構成する凹部と、 前記半導体チップの起歪部に設けられた半導体圧力検出
素子と、 前記半導体チップに一面が接続され前記凹部と圧力導入
室を構成する絶縁材からなるチップ支持基板と、 該チップ支持基板に設けられ前記圧力導入室に連通する
第１連通孔と、 該第１連通孔を中心にして一面が前記チップ支持基板に
所定の接合面により接合された金属の支持体と、 該支持体に設けられ前記第１連通孔に連通する第２連通
孔と、 前記所定の接合面より外側に所定の深さをなし前記チッ
プ支持基板の前記一面と前記他面からそれぞれ前記第１
連通孔の軸方向に該チップ支持基板に設けられ深さの合
計が該チップ支持基板の前記一面と他面間の寸法より大
なるリング状の溝とを具備してなる半導体圧力計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12246993A JPH06331473A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 半導体圧力計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12246993A JPH06331473A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 半導体圧力計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06331473A true JPH06331473A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14836623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12246993A Pending JPH06331473A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 半導体圧力計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06331473A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009046692A1 (de) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Druck-Messeinrichtung |
| CN102257372A (zh) * | 2007-11-09 | 2011-11-23 | 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 | 压力测量装置 |
| JP2016200432A (ja) * | 2015-04-08 | 2016-12-01 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
| DE102017127704A1 (de) * | 2017-11-23 | 2019-05-23 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Druckmesseinrichtung |
-
1993
- 1993-05-25 JP JP12246993A patent/JPH06331473A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102257372A (zh) * | 2007-11-09 | 2011-11-23 | 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 | 压力测量装置 |
| US8304844B2 (en) | 2007-11-09 | 2012-11-06 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Pressure measuring device |
| DE102009046692A1 (de) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Druck-Messeinrichtung |
| JP2016200432A (ja) * | 2015-04-08 | 2016-12-01 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
| DE102017127704A1 (de) * | 2017-11-23 | 2019-05-23 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Druckmesseinrichtung |
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