JPH11160179A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPH11160179A JPH11160179A JP9322966A JP32296697A JPH11160179A JP H11160179 A JPH11160179 A JP H11160179A JP 9322966 A JP9322966 A JP 9322966A JP 32296697 A JP32296697 A JP 32296697A JP H11160179 A JPH11160179 A JP H11160179A
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- G—PHYSICS
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- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で、低価格な半導体圧力センサを提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 本発明の半導体圧力センサは、下面に受
圧面を有し、上面側が真空室中におかれる半導体圧力セ
ンサチップを有する半導体圧力センサにおいて、上記半
導体圧力センサチップの上面に、当該上面との間で真空
室を形成する凹部を備えるキャップを設け、上記キャッ
プ上に上記半導体圧力センサチップから出力される信号
を処理するICチップを接着したことを特徴とする。
ることを目的とする。 【解決手段】 本発明の半導体圧力センサは、下面に受
圧面を有し、上面側が真空室中におかれる半導体圧力セ
ンサチップを有する半導体圧力センサにおいて、上記半
導体圧力センサチップの上面に、当該上面との間で真空
室を形成する凹部を備えるキャップを設け、上記キャッ
プ上に上記半導体圧力センサチップから出力される信号
を処理するICチップを接着したことを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体圧力センサ
の構造に関する。
の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図10は、従来の半導体圧力センサ20
0の構成を示す図である。半導体圧力センサチップ20
1は、いわゆるビエゾ抵抗式の圧力センサであり、裏面
に堀込まれた受圧面を有する。当該受圧面には抵抗が配
置されており、かつ、ホイーストンブリッジに結線され
ている。半導体圧力センサチップ201は、電源電圧の
供給端子、接地端子、2個の出力端子を備えている。半
導体圧力センサチップ201は、上記受圧面に加わる応
力(圧力)を所定の信号に変換し、該信号をワイヤ20
2に出力する。当該ワイヤ202は、外部リード203
にボンディングされている。また、ワイヤ205は、半
導体圧力センサチップ201の電源電圧の供給端子に接
続されている。当該ワイヤ205は、外部リード206
にボンディングされている。上記外部リード203及び
206は、ハーメチックヘッダー204を通って外部に
伸びている。なお、図中、半導体圧力センサチップ20
1の備える接地端子などに接続されるワイヤ及び外部リ
ードについては省略してある。
0の構成を示す図である。半導体圧力センサチップ20
1は、いわゆるビエゾ抵抗式の圧力センサであり、裏面
に堀込まれた受圧面を有する。当該受圧面には抵抗が配
置されており、かつ、ホイーストンブリッジに結線され
ている。半導体圧力センサチップ201は、電源電圧の
供給端子、接地端子、2個の出力端子を備えている。半
導体圧力センサチップ201は、上記受圧面に加わる応
力(圧力)を所定の信号に変換し、該信号をワイヤ20
2に出力する。当該ワイヤ202は、外部リード203
にボンディングされている。また、ワイヤ205は、半
導体圧力センサチップ201の電源電圧の供給端子に接
続されている。当該ワイヤ205は、外部リード206
にボンディングされている。上記外部リード203及び
206は、ハーメチックヘッダー204を通って外部に
伸びている。なお、図中、半導体圧力センサチップ20
1の備える接地端子などに接続されるワイヤ及び外部リ
ードについては省略してある。
【0003】半導体圧力センサチップ201は、受圧面
への通気孔を有するSi台座207と裏面側で気密接合
(例えば、ダイボンド接着)されている。当該Si台座
207は、半導体圧力センサチップ201とパッケージ
間に生じる応力の緩衝材として機能する。Si台座20
7は、その通気孔の当たる位置に開口部を有するハーメ
チックヘッダー204に気密接合されている。ハーメチ
ックヘッダー204の上記開口部には、所定の圧力媒体
を半導体圧力センサチップ201の受圧面に導く外圧導
入パイプ208が接続されている。ハーメチックヘッダ
ー204は、キャップ209と溶接接合され、パッケー
ジ内に真空室210を形成する。この真空室210内の
圧力は、半導体圧力センサチップ201の基準圧力とし
て作用する。
への通気孔を有するSi台座207と裏面側で気密接合
(例えば、ダイボンド接着)されている。当該Si台座
207は、半導体圧力センサチップ201とパッケージ
間に生じる応力の緩衝材として機能する。Si台座20
7は、その通気孔の当たる位置に開口部を有するハーメ
チックヘッダー204に気密接合されている。ハーメチ
ックヘッダー204の上記開口部には、所定の圧力媒体
を半導体圧力センサチップ201の受圧面に導く外圧導
入パイプ208が接続されている。ハーメチックヘッダ
ー204は、キャップ209と溶接接合され、パッケー
ジ内に真空室210を形成する。この真空室210内の
圧力は、半導体圧力センサチップ201の基準圧力とし
て作用する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ハーメチックヘッダー
204には、Si台座207及び複数の外部リード20
3,206,…をレイアウトするための面積が要求さ
れ、キャップ209には、半導体圧力センサチップ20
1を気密接合したSi台座207及び複数の外部リード
203,206,…を完全に覆うだけの容積が要求され
る。ハーメチックヘッダー204及びキャップ209に
要求されるこれらの条件は、半導体圧力センサ200の
小型化を妨げる要因となっていた。
204には、Si台座207及び複数の外部リード20
3,206,…をレイアウトするための面積が要求さ
れ、キャップ209には、半導体圧力センサチップ20
1を気密接合したSi台座207及び複数の外部リード
203,206,…を完全に覆うだけの容積が要求され
る。ハーメチックヘッダー204及びキャップ209に
要求されるこれらの条件は、半導体圧力センサ200の
小型化を妨げる要因となっていた。
【0005】また、上記半導体圧力センサ200では、
気密接合部分が半導体圧力センサチップ201とSi台
座207との間、Si台座207とハーメチックヘッダ
ー204との間、キャップ209とハーメチックヘッダ
ー204との間、ハーメチックヘッダー204と複数の
外部リード203,206,…との間に存在している。
これらの気密接合部分における信頼性を確保するには、
ハーメチックヘッダー204及びキャップ209に金属
を使用するほか、高度の加工技術が要求されて製品コス
トが高くなるといった問題があった。
気密接合部分が半導体圧力センサチップ201とSi台
座207との間、Si台座207とハーメチックヘッダ
ー204との間、キャップ209とハーメチックヘッダ
ー204との間、ハーメチックヘッダー204と複数の
外部リード203,206,…との間に存在している。
これらの気密接合部分における信頼性を確保するには、
ハーメチックヘッダー204及びキャップ209に金属
を使用するほか、高度の加工技術が要求されて製品コス
トが高くなるといった問題があった。
【0006】更に、半導体圧力センサ200は、外部リ
ード203から出力する電気信号の増幅及び温度補償機
能を持ち合わせたASIC(Application Specific I
C)と組み合わせて用いられることが多く、使用の際の
占有面積が大きいといった問題を有していた。
ード203から出力する電気信号の増幅及び温度補償機
能を持ち合わせたASIC(Application Specific I
C)と組み合わせて用いられることが多く、使用の際の
占有面積が大きいといった問題を有していた。
【0007】上記のような問題に対して、真空室形成用
の凹部を備えるガラス又はシリコン等のキャップを、半
導体圧力センサチップ201の表面に陽極接合や低融点
ガラスなどを用いて接着して真空室を形成するタイプの
半導体圧力センサが提案されている(特開昭59−21
7126号公報及び特開平3−293532号公報)。
の凹部を備えるガラス又はシリコン等のキャップを、半
導体圧力センサチップ201の表面に陽極接合や低融点
ガラスなどを用いて接着して真空室を形成するタイプの
半導体圧力センサが提案されている(特開昭59−21
7126号公報及び特開平3−293532号公報)。
【0008】上記構成を採用することで、ハーメチック
ヘッダー204及びキャップ209を溶接して気密接合
する必要が無くなり、金属製以外のものでも使用可能と
なる。これによりコストダウンを図ることができる。ま
た、使用条件によってはハーメチックヘッダー204を
キャップ209で覆う必要が無くなり、半導体圧力セン
サの小型化を図ることができる。
ヘッダー204及びキャップ209を溶接して気密接合
する必要が無くなり、金属製以外のものでも使用可能と
なる。これによりコストダウンを図ることができる。ま
た、使用条件によってはハーメチックヘッダー204を
キャップ209で覆う必要が無くなり、半導体圧力セン
サの小型化を図ることができる。
【0009】しかし、上記提案されているタイプの半導
体圧力センサでも、その出力信号の増幅及び温度補償を
行うのには、依然として別途専用のASICを必要と
し、使用の際の占有面積が大きいといった問題を有して
いた。
体圧力センサでも、その出力信号の増幅及び温度補償を
行うのには、依然として別途専用のASICを必要と
し、使用の際の占有面積が大きいといった問題を有して
いた。
【0010】本発明は、上記の問題を解決し、小型で低
価格な半導体圧力センサを提供することを目的とする。
価格な半導体圧力センサを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の半導体圧
力センサは、下面に受圧面を有し、上面側が真空室中に
おかれる半導体圧力センサチップを有する半導体圧力セ
ンサにおいて、上記半導体圧力センサチップの上面に、
当該上面との間で真空室を形成する凹部を備えるガラス
キャップを接合し、上記キャップ上に上記半導体圧力セ
ンサチップから出力される信号を処理するICチップを
接着したことを特徴とする。
力センサは、下面に受圧面を有し、上面側が真空室中に
おかれる半導体圧力センサチップを有する半導体圧力セ
ンサにおいて、上記半導体圧力センサチップの上面に、
当該上面との間で真空室を形成する凹部を備えるガラス
キャップを接合し、上記キャップ上に上記半導体圧力セ
ンサチップから出力される信号を処理するICチップを
接着したことを特徴とする。
【0012】本発明の第2の半導体圧力センサは、上記
第1の半導体圧力センサにおいて、上記半導体圧力セン
サチップの受圧面に外圧を導入するための開口部を有
し、該半導体圧力センサチップ、キャップ及びICチッ
プを封止する樹脂を備えることを特徴とする。
第1の半導体圧力センサにおいて、上記半導体圧力セン
サチップの受圧面に外圧を導入するための開口部を有
し、該半導体圧力センサチップ、キャップ及びICチッ
プを封止する樹脂を備えることを特徴とする。
【0013】本発明の第3の半導体圧力センサは、上記
第2の半導体圧力センサにおいて、上記樹脂は、半導体
圧力センサチップ及びキャップを、外部からの応力を回
避するための空隙を有した状態で収納する中空部を有す
ることを特徴とする。
第2の半導体圧力センサにおいて、上記樹脂は、半導体
圧力センサチップ及びキャップを、外部からの応力を回
避するための空隙を有した状態で収納する中空部を有す
ることを特徴とする。
【0014】本発明の第4の半導体圧力センサは、上記
第2又は第3の半導体圧力センサにおいて、リードフレ
ームを更に備え、上記半導体圧力センサチップ及びIC
チップの備える各端子が上記リードフレームの各リード
にワイヤボンディングされていることを特徴とする。
第2又は第3の半導体圧力センサにおいて、リードフレ
ームを更に備え、上記半導体圧力センサチップ及びIC
チップの備える各端子が上記リードフレームの各リード
にワイヤボンディングされていることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】(1)実施の形態1 図1は、実施の形態1にかかる半導体圧力センサ100
の構成を示す図である。半導体圧力センサ100は、半
導体圧力センサチップ1上に、真空室形成用の凹部を備
えるガラスキャップ3を低融点ガラスを用いて接合して
真空室2を形成し、当該ガラスキャップ3の上面に半導
体圧力センサチップ1の出力信号処理用のASIC(Ap
plication Specific IC)4を接着してなる。
の構成を示す図である。半導体圧力センサ100は、半
導体圧力センサチップ1上に、真空室形成用の凹部を備
えるガラスキャップ3を低融点ガラスを用いて接合して
真空室2を形成し、当該ガラスキャップ3の上面に半導
体圧力センサチップ1の出力信号処理用のASIC(Ap
plication Specific IC)4を接着してなる。
【0016】半導体圧力センサチップ1は、いわゆるビ
エゾ抵抗式の圧力センサであり、裏面に堀込まれた受圧
面を有している。当該受圧面には抵抗が配置されてお
り、かつ、ホイーストンブリッジに結線されている。半
導体圧力センサチップ1は、電源電圧の供給端子、接地
端子、2個の出力端子を備えている。なお、上記真空室
2内の圧力は、半導体圧力センサチップ1の基準圧力と
して作用する。
エゾ抵抗式の圧力センサであり、裏面に堀込まれた受圧
面を有している。当該受圧面には抵抗が配置されてお
り、かつ、ホイーストンブリッジに結線されている。半
導体圧力センサチップ1は、電源電圧の供給端子、接地
端子、2個の出力端子を備えている。なお、上記真空室
2内の圧力は、半導体圧力センサチップ1の基準圧力と
して作用する。
【0017】上記受圧面に応力(圧力)が加わると、半
導体のビエゾ抵抗効果により上記抵抗の抵抗値が変化す
る。半導体圧力センサ100では、この抵抗値の変化を
上記ホイーストンブリッジに流れる電流又は電圧で検知
して、受圧面に受けた圧力に応じた所定の信号を出力す
る。
導体のビエゾ抵抗効果により上記抵抗の抵抗値が変化す
る。半導体圧力センサ100では、この抵抗値の変化を
上記ホイーストンブリッジに流れる電流又は電圧で検知
して、受圧面に受けた圧力に応じた所定の信号を出力す
る。
【0018】上記説明したように、半導体圧力センサチ
ップ1は、受圧面に受けた圧力に応じた信号をワイヤ5
に出力する。ASIC4は、半導体圧力センサチップ1
より出力される信号の増幅及び温度補償処理を行う。半
導体圧力センサチップ1及びASIC4間の電気的な接
続は、半導体圧力センサチップ1の信号出力端子及びA
SIC4の信号入力端子にアルミニウム(Al)、銅
(Au)等のワイヤ5及び6をボンディングした後に、
これらのワイヤ5及び6を接続して行うが、センサの組
立状態によっては、上記の両端子を直接接続しても良い
し、外部のパッドを介して間接的に接続しても良い。な
お、図中、半導体圧力センサチップ1の備える電源電圧
の供給端子、接地端子などに接続されるワイヤなどにつ
いては省略してある。
ップ1は、受圧面に受けた圧力に応じた信号をワイヤ5
に出力する。ASIC4は、半導体圧力センサチップ1
より出力される信号の増幅及び温度補償処理を行う。半
導体圧力センサチップ1及びASIC4間の電気的な接
続は、半導体圧力センサチップ1の信号出力端子及びA
SIC4の信号入力端子にアルミニウム(Al)、銅
(Au)等のワイヤ5及び6をボンディングした後に、
これらのワイヤ5及び6を接続して行うが、センサの組
立状態によっては、上記の両端子を直接接続しても良い
し、外部のパッドを介して間接的に接続しても良い。な
お、図中、半導体圧力センサチップ1の備える電源電圧
の供給端子、接地端子などに接続されるワイヤなどにつ
いては省略してある。
【0019】以下、半導体センサチップ1上に低融点ガ
ラスを用いてガラスキャップ3を接合する手順について
説明する。まず、半導体センサチップ1の上面に真空室
形成用の凹部を有するガラスキャップ3を載せ、位置決
めを行う。この際、低融点ガラスの燃焼時にアライメン
ト効果によって位置ズレが生じないように縦横方向を固
定する。次に、キャップ3を載せた半導体センサチップ
1を焼成炉内にセットし、内部の圧力を10-5torr程度
にまで排気し、上部から1psi程度の荷重をかけた後
に、低融点ガラスのシール温度にまで炉の温度を上昇さ
せる。なお、上記処理は、チップ単位で行うとコスト高
となるため、ウェハ単位で行う。
ラスを用いてガラスキャップ3を接合する手順について
説明する。まず、半導体センサチップ1の上面に真空室
形成用の凹部を有するガラスキャップ3を載せ、位置決
めを行う。この際、低融点ガラスの燃焼時にアライメン
ト効果によって位置ズレが生じないように縦横方向を固
定する。次に、キャップ3を載せた半導体センサチップ
1を焼成炉内にセットし、内部の圧力を10-5torr程度
にまで排気し、上部から1psi程度の荷重をかけた後
に、低融点ガラスのシール温度にまで炉の温度を上昇さ
せる。なお、上記処理は、チップ単位で行うとコスト高
となるため、ウェハ単位で行う。
【0020】以下、上記処理における留意点について説
明する。真空室形成用のガラスキャップ3の熱膨張計数
は、シリコン(Si)に近い25×10-7〜35×10
-7℃-1の値が望ましい。また、接合時における残留応
力、及びその温度係数の差がチップの温度特性に与える
影響を考慮すると、その厚みは薄い方が望ましいが、薄
くするほど接合時にウェハが反りやすくなるといった問
題が生じる。即ち、残留応力が大きいとセンサ素子特性
に悪影響を及ぼし、ウェハの反りが大きいとアセンブリ
時に問題が生じる。この他、真空室形成用のガラスキャ
ップ3の強度などを考慮すると、キャップ3の厚みは
0.5〜1.0mmが適当である。
明する。真空室形成用のガラスキャップ3の熱膨張計数
は、シリコン(Si)に近い25×10-7〜35×10
-7℃-1の値が望ましい。また、接合時における残留応
力、及びその温度係数の差がチップの温度特性に与える
影響を考慮すると、その厚みは薄い方が望ましいが、薄
くするほど接合時にウェハが反りやすくなるといった問
題が生じる。即ち、残留応力が大きいとセンサ素子特性
に悪影響を及ぼし、ウェハの反りが大きいとアセンブリ
時に問題が生じる。この他、真空室形成用のガラスキャ
ップ3の強度などを考慮すると、キャップ3の厚みは
0.5〜1.0mmが適当である。
【0021】また、接合に用いる低融点ガラスも同じく
熱膨張計数がSiに近いもの、具体的には90×10-7
℃-1以下のものを選択しておかないと、上記同様に反
り、残留応力による悪影響が生じる。この他、反り、残
留応力は、焼成温度に依存する。具体的には、温度が高
いほど残留応力が残りやすく、反りやすい傾向がある。
そのため、シーリング温度が低くなるように、500℃
以下の軟化点を持つ低融点ガラスを使用することが望ま
しい。また、真空室形成用に用いるガラスキャップ3は
Heの透過量がSi等に比べて大きく、特に高い気密性
が要求される場合は、真空室形成素材はSiの方がよ
い。形成素材をSiとした場合にも上記留意点は有効と
なる。
熱膨張計数がSiに近いもの、具体的には90×10-7
℃-1以下のものを選択しておかないと、上記同様に反
り、残留応力による悪影響が生じる。この他、反り、残
留応力は、焼成温度に依存する。具体的には、温度が高
いほど残留応力が残りやすく、反りやすい傾向がある。
そのため、シーリング温度が低くなるように、500℃
以下の軟化点を持つ低融点ガラスを使用することが望ま
しい。また、真空室形成用に用いるガラスキャップ3は
Heの透過量がSi等に比べて大きく、特に高い気密性
が要求される場合は、真空室形成素材はSiの方がよ
い。形成素材をSiとした場合にも上記留意点は有効と
なる。
【0022】上記構成の半導体圧力センサ100では、
真空室2形成用のガラスキャップ3を半導体圧力センサ
チップ1の直上に被せることで、図10に示す従来の半
導体圧力センサ200のように、金属製のハーメチック
ヘッダー207及びキャップ208を用いて真空室を形
成する必要が無くなり、センサの大幅な小型化を図るこ
とができる。また、ガラスキャップ3の直上に直接AS
IC4を接着することでワンチップ化を実現し、実装基
板内での半導体圧力センサの占有面積を縮小することが
できる。
真空室2形成用のガラスキャップ3を半導体圧力センサ
チップ1の直上に被せることで、図10に示す従来の半
導体圧力センサ200のように、金属製のハーメチック
ヘッダー207及びキャップ208を用いて真空室を形
成する必要が無くなり、センサの大幅な小型化を図るこ
とができる。また、ガラスキャップ3の直上に直接AS
IC4を接着することでワンチップ化を実現し、実装基
板内での半導体圧力センサの占有面積を縮小することが
できる。
【0023】(2)実施の形態2 図2は、実施の形態2にかかる半導体圧力センサ110
の構成を示す図である。図中、半導体圧力センサ100
と同じ構成物には同じ参照番号を付し、ここでの重複し
た説明は省く。なお、半導体圧力センサ110は、上記
「従来の技術」の欄において説明した図9に示す従来の
半導体圧力センサ200の半導体圧力センサチップ20
1の上に、上記実施の形態1において説明した手順で真
空室形成用のガラスキャップ3を接合し、その上にAS
IC4を接着したものである。
の構成を示す図である。図中、半導体圧力センサ100
と同じ構成物には同じ参照番号を付し、ここでの重複し
た説明は省く。なお、半導体圧力センサ110は、上記
「従来の技術」の欄において説明した図9に示す従来の
半導体圧力センサ200の半導体圧力センサチップ20
1の上に、上記実施の形態1において説明した手順で真
空室形成用のガラスキャップ3を接合し、その上にAS
IC4を接着したものである。
【0024】ASIC4は、半導体圧力センサチップ1
から出力される信号に対して増幅及び温度補償処理を施
した後に、処理後の信号をワイヤ7に出力する。当該ワ
イヤ7は、外部リード8にボンディングされている。ま
た、ワイヤ12は、半導体圧力センサチップ1の電源印
加端子に接続されている。当該ワイヤ12は、外部リー
ド13にボンディングされている。上記外部リード9及
び13は、ヘッダー11を通って外部に伸びている。な
お、半導体圧力センサチップ1の備える電源電圧の供給
端子等の他の端子も図示しない外部リードにワイヤボン
ディングされている。
から出力される信号に対して増幅及び温度補償処理を施
した後に、処理後の信号をワイヤ7に出力する。当該ワ
イヤ7は、外部リード8にボンディングされている。ま
た、ワイヤ12は、半導体圧力センサチップ1の電源印
加端子に接続されている。当該ワイヤ12は、外部リー
ド13にボンディングされている。上記外部リード9及
び13は、ヘッダー11を通って外部に伸びている。な
お、半導体圧力センサチップ1の備える電源電圧の供給
端子等の他の端子も図示しない外部リードにワイヤボン
ディングされている。
【0025】半導体圧力センサチップ1は、受圧面への
通気孔を有するSi台座8と裏面側で接合されている。
当該Si台座8は、半導体圧力センサチップ1とパッケ
ージ間に生じる応力の緩衝材として機能する。Si台座
8は、その通気孔の当たる位置に開口部を有するヘッダ
ー11に接合されている。ヘッダー11の上記開口部に
は、所定の圧力を半導体圧力センサチップ1の受圧面に
導く外圧導入パイプ10が接続されている。ヘッダー1
1は、キャップ12と接合されてパッケージを形成す
る。
通気孔を有するSi台座8と裏面側で接合されている。
当該Si台座8は、半導体圧力センサチップ1とパッケ
ージ間に生じる応力の緩衝材として機能する。Si台座
8は、その通気孔の当たる位置に開口部を有するヘッダ
ー11に接合されている。ヘッダー11の上記開口部に
は、所定の圧力を半導体圧力センサチップ1の受圧面に
導く外圧導入パイプ10が接続されている。ヘッダー1
1は、キャップ12と接合されてパッケージを形成す
る。
【0026】図示するように、半導体圧力センサ110
は、上記実施の形態1の半導体圧力センサ100を従来
の半導体圧力センサと同様に、ヘッダー11及びキャッ
プ12にてパッケージングしたものであるが、半導体圧
力センサ110では、真空室2がキャップ3により既に
確保されているため、ヘッダー11及びキャップ12に
よるパッケージングに気密性は要求されない。半導体圧
力センサ110において、キャップ12は、半導体圧力
センサ1の保護だけを目的として設けられるものであ
り、キャップの素材として金属以外の安価な材料を使用
することができる。これにより、半導体圧力センサのコ
ストダウンを図ることができる。
は、上記実施の形態1の半導体圧力センサ100を従来
の半導体圧力センサと同様に、ヘッダー11及びキャッ
プ12にてパッケージングしたものであるが、半導体圧
力センサ110では、真空室2がキャップ3により既に
確保されているため、ヘッダー11及びキャップ12に
よるパッケージングに気密性は要求されない。半導体圧
力センサ110において、キャップ12は、半導体圧力
センサ1の保護だけを目的として設けられるものであ
り、キャップの素材として金属以外の安価な材料を使用
することができる。これにより、半導体圧力センサのコ
ストダウンを図ることができる。
【0027】(3)実施の形態3 図3は、実施の形態3にかかる半導体圧力センサ120
の構成を示す図である。図中、既に説明した半導体圧力
センサ100及び110と同じ構成物には同じ参照番号
を付し、ここでの重複した説明は省く。半導体圧力セン
サ120では、上記実施の形態2の半導体圧力センサ1
10のようにヘッダー11にキャップ12を接着するの
ではなく、ヘッダー11上部に設けられる半導体圧力セ
ンサチップ1、ガラスキャップ3、ASIC4、Si台
座8、外部リード9,13等を樹脂14により封止した
ことを特徴とする。その他の構成については上記実施の
形態2の半導体圧力センサ110と全く同じ構成であ
る。
の構成を示す図である。図中、既に説明した半導体圧力
センサ100及び110と同じ構成物には同じ参照番号
を付し、ここでの重複した説明は省く。半導体圧力セン
サ120では、上記実施の形態2の半導体圧力センサ1
10のようにヘッダー11にキャップ12を接着するの
ではなく、ヘッダー11上部に設けられる半導体圧力セ
ンサチップ1、ガラスキャップ3、ASIC4、Si台
座8、外部リード9,13等を樹脂14により封止した
ことを特徴とする。その他の構成については上記実施の
形態2の半導体圧力センサ110と全く同じ構成であ
る。
【0028】半導体圧力センサ120では、樹脂14の
熱応力が、半導体圧力センサチップ1に直接加わること
になるため、実施の形態2の半導体圧力センサ110の
場合よりも電気温度特性は悪くなるが、低価格化を実現
することができる。
熱応力が、半導体圧力センサチップ1に直接加わること
になるため、実施の形態2の半導体圧力センサ110の
場合よりも電気温度特性は悪くなるが、低価格化を実現
することができる。
【0029】(4)実施の形態4 図4は、実施の形態4にかかる半導体圧力センサ130
の構成を示す図である。上記実施の形態1にかかる半導
体圧力センサ100と同じ構成物には同じ参照番号を付
し、ここでの重複した説明は省く。半導体圧力センサ1
30では、実施の形態1の半導体圧力センサ100の半
導体圧力センサチップ1の下面に備える受圧面に、圧力
媒体を導く孔を有するSi台座8及び外圧導入パイプ1
6を接合し、半導体圧力センサチップ1及びASIC4
の備える各端子をリードフレームの備える各リードにワ
イヤボンディングした後に、全体を樹脂17により封止
したものである。なお、図4には、複数備えるリードの
内、一番手前に位置するリード18のみを示す。
の構成を示す図である。上記実施の形態1にかかる半導
体圧力センサ100と同じ構成物には同じ参照番号を付
し、ここでの重複した説明は省く。半導体圧力センサ1
30では、実施の形態1の半導体圧力センサ100の半
導体圧力センサチップ1の下面に備える受圧面に、圧力
媒体を導く孔を有するSi台座8及び外圧導入パイプ1
6を接合し、半導体圧力センサチップ1及びASIC4
の備える各端子をリードフレームの備える各リードにワ
イヤボンディングした後に、全体を樹脂17により封止
したものである。なお、図4には、複数備えるリードの
内、一番手前に位置するリード18のみを示す。
【0030】Si台座8は、半導体圧力センサチップ1
への応力緩和のために設けられており、要求される測定
精度によってはなくても良い。
への応力緩和のために設けられており、要求される測定
精度によってはなくても良い。
【0031】また、外圧導入パイプ16は、定格圧力に
対応できればどんな素材でも良い。例えば、定格圧力が
高い場合や高い精度が要求される場合には、金属パイプ
をSi台座8に溶接すればよいし、定格圧力が低い場合
や高い測定精度が要求されていない場合は、樹脂パイプ
をSi台座8に接着すればよい。
対応できればどんな素材でも良い。例えば、定格圧力が
高い場合や高い精度が要求される場合には、金属パイプ
をSi台座8に溶接すればよいし、定格圧力が低い場合
や高い測定精度が要求されていない場合は、樹脂パイプ
をSi台座8に接着すればよい。
【0032】半導体圧力センサ130では、通常の半導
体ICと同様にリードフレームを用いて外部にリードを
取り出した構造を採用する。このため、通常の半導体I
Cのように基板上に実装することが可能になる。また、
リードフレームを採用することで、上記実施の形態2及
び3の半導体圧力センサ110及び120の場合と比べ
て、外部リードの小型化を図ることができ、センサの小
型化及び低価格化を実現することができる。
体ICと同様にリードフレームを用いて外部にリードを
取り出した構造を採用する。このため、通常の半導体I
Cのように基板上に実装することが可能になる。また、
リードフレームを採用することで、上記実施の形態2及
び3の半導体圧力センサ110及び120の場合と比べ
て、外部リードの小型化を図ることができ、センサの小
型化及び低価格化を実現することができる。
【0033】(5)実施の形態5 図5は、実施の形態5にかかる半導体圧力センサ140
の構成を示す図である。半導体圧力センサ140は、上
記実施の形態4の半導体圧力センサ130を大気圧測定
用に組み直したものである。
の構成を示す図である。半導体圧力センサ140は、上
記実施の形態4の半導体圧力センサ130を大気圧測定
用に組み直したものである。
【0034】半導体圧力センサ140は、実施の形態1
の半導体圧力センサ100の半導体圧力センサチップ1
の下面に備える受圧面に、圧力媒体を導く孔を有するS
i台座8を接合し、半導体圧力センサチップ1及びAS
IC4の備える各端子をリードフレームの備える各リー
ドにワイヤボンディングした後に、半導体圧力センサチ
ップ1の受圧面に外圧を導入するための開口部を有した
状態で樹脂19内により封止したものである。
の半導体圧力センサ100の半導体圧力センサチップ1
の下面に備える受圧面に、圧力媒体を導く孔を有するS
i台座8を接合し、半導体圧力センサチップ1及びAS
IC4の備える各端子をリードフレームの備える各リー
ドにワイヤボンディングした後に、半導体圧力センサチ
ップ1の受圧面に外圧を導入するための開口部を有した
状態で樹脂19内により封止したものである。
【0035】半導体圧力センサ140では、半導体圧力
センサチップ1の受圧面に大気圧が加わっていれば良い
ため上記実施の形態4で示した半導体圧力センサ130
のように外圧導入パイプ16を必要としない。このよう
に、半導体圧力センサ170では、簡単な構成で大気圧
を測定することができる。
センサチップ1の受圧面に大気圧が加わっていれば良い
ため上記実施の形態4で示した半導体圧力センサ130
のように外圧導入パイプ16を必要としない。このよう
に、半導体圧力センサ170では、簡単な構成で大気圧
を測定することができる。
【0036】(6)実施の形態6 図6は、実施の形態6にかかる半導体圧力センサ150
の構成を示す図である。半導体圧力センサ150は、上
記実施の形態4の半導体圧力センサ130を大気圧測定
用に組み直したものであって、要求される測定精度が低
い場合のものである。
の構成を示す図である。半導体圧力センサ150は、上
記実施の形態4の半導体圧力センサ130を大気圧測定
用に組み直したものであって、要求される測定精度が低
い場合のものである。
【0037】半導体圧力センサ150は、実施の形態1
の半導体圧力センサ100の半導体圧力センサチップ1
及びASIC4の備える各端子をリードフレームの備え
る各リードにワイヤボンディングした後に、半導体セン
サチップ1の受圧面に外圧を導入するための開口部を有
した状態で樹脂20により封止したものである。即ち、
半導体圧力センサ150は、上記実施の形態5にかかる
半導体圧力センサ140からSi台座8を省いたもので
ある。
の半導体圧力センサ100の半導体圧力センサチップ1
及びASIC4の備える各端子をリードフレームの備え
る各リードにワイヤボンディングした後に、半導体セン
サチップ1の受圧面に外圧を導入するための開口部を有
した状態で樹脂20により封止したものである。即ち、
半導体圧力センサ150は、上記実施の形態5にかかる
半導体圧力センサ140からSi台座8を省いたもので
ある。
【0038】半導体圧力センサ150は、高い測定精度
が要求されない場合に、より簡単な構成で大気圧を測定
することを可能にする。
が要求されない場合に、より簡単な構成で大気圧を測定
することを可能にする。
【0039】(7)実施の形態7 図7は、実施の形態7にかかる半導体圧力センサ160
の構成を示す図である。既に説明した実施の形態4の半
導体圧力センサ130と同じ構成物には同じ参照番号を
付し、ここでの重複した説明は省く。
の構成を示す図である。既に説明した実施の形態4の半
導体圧力センサ130と同じ構成物には同じ参照番号を
付し、ここでの重複した説明は省く。
【0040】半導体圧力センサ160は、実施の形態1
の半導体圧力センサ100の半導体圧力センサチップ1
の下面に備える受圧面に、圧力媒体を導く孔を有するS
i台座8及び外圧導入パイプ16を接合し、半導体圧力
センサチップ3及びASIC4の備える各端子をリード
フレームの備える各リードにワイヤボンディングした後
に、樹脂パッケージ21内に収納したものである。図示
するように、上記樹脂パッケージ21は、半導体圧力セ
ンサチップ1及びキャップ3を、外部からの応力を回避
するための空隙を有した状態で収納する所定の中空部を
有する。
の半導体圧力センサ100の半導体圧力センサチップ1
の下面に備える受圧面に、圧力媒体を導く孔を有するS
i台座8及び外圧導入パイプ16を接合し、半導体圧力
センサチップ3及びASIC4の備える各端子をリード
フレームの備える各リードにワイヤボンディングした後
に、樹脂パッケージ21内に収納したものである。図示
するように、上記樹脂パッケージ21は、半導体圧力セ
ンサチップ1及びキャップ3を、外部からの応力を回避
するための空隙を有した状態で収納する所定の中空部を
有する。
【0041】図4に示した実施の形態4の半導体圧力セ
ンサ130では、半導体圧力センサチップ1の側面など
が直接樹脂17と接触するため、外部からの影響を受け
やすいのに対して、半導体圧力センサ160では、樹脂
パッケージ21を採用することで、外部からの影響を受
けにくく、より高精度な圧力の測定を行うことができ
る。
ンサ130では、半導体圧力センサチップ1の側面など
が直接樹脂17と接触するため、外部からの影響を受け
やすいのに対して、半導体圧力センサ160では、樹脂
パッケージ21を採用することで、外部からの影響を受
けにくく、より高精度な圧力の測定を行うことができ
る。
【0042】(8)実施の形態8 図8は、実施の形態8にかかる半導体圧力センサ170
の構成を示す図である。半導体圧力センサ170は、上
記実施の形態7の半導体圧力センサ160を大気圧測定
用に組み直したものである。
の構成を示す図である。半導体圧力センサ170は、上
記実施の形態7の半導体圧力センサ160を大気圧測定
用に組み直したものである。
【0043】半導体圧力センサ170は、実施の形態1
の半導体圧力センサ100の半導体圧力センサチップ1
の下面に備える受圧面に、圧力媒体を導く孔を有するS
i台座8を接合し、半導体圧力センサチップ3及びAS
IC4の備える各端子をリードフレームの備える各リー
ドにワイヤボンディングした後に、樹脂パッケージ22
内に収納したものである。図示するように、上記樹脂パ
ッケージ22は、半導体圧力センサチップ1及びキャッ
プ3を、外部からの応力を回避するための空隙を有した
状態で収納する所定の中空部を有する。
の半導体圧力センサ100の半導体圧力センサチップ1
の下面に備える受圧面に、圧力媒体を導く孔を有するS
i台座8を接合し、半導体圧力センサチップ3及びAS
IC4の備える各端子をリードフレームの備える各リー
ドにワイヤボンディングした後に、樹脂パッケージ22
内に収納したものである。図示するように、上記樹脂パ
ッケージ22は、半導体圧力センサチップ1及びキャッ
プ3を、外部からの応力を回避するための空隙を有した
状態で収納する所定の中空部を有する。
【0044】半導体圧力センサ170では、半導体圧力
センサチップ1の受圧面に大気圧が加わっていれば良い
ため上記実施の形態7で示した半導体圧力センサ160
のように外圧導入パイプ16を必要としない。また、半
導体圧力センサ170では、半導体センサチップ1、ガ
ラスキャップ3及びASIC4を樹脂で封止するのでは
なく、中空部を有する樹脂パッケージ22に収納するこ
とで、パッケージ外部からの影響を緩和して、簡単な構
成で精度良く大気圧を測定することができる。
センサチップ1の受圧面に大気圧が加わっていれば良い
ため上記実施の形態7で示した半導体圧力センサ160
のように外圧導入パイプ16を必要としない。また、半
導体圧力センサ170では、半導体センサチップ1、ガ
ラスキャップ3及びASIC4を樹脂で封止するのでは
なく、中空部を有する樹脂パッケージ22に収納するこ
とで、パッケージ外部からの影響を緩和して、簡単な構
成で精度良く大気圧を測定することができる。
【0045】(9)実施の形態9 図9は、実施の形態9にかかる半導体圧力センサ180
の構成を示す図である。半導体圧力センサ180は、大
気圧測定用の半導体圧力センサであって、要求される測
定精度が低い場合のものである。
の構成を示す図である。半導体圧力センサ180は、大
気圧測定用の半導体圧力センサであって、要求される測
定精度が低い場合のものである。
【0046】半導体圧力センサ180は、実施の形態1
の半導体圧力センサ100の半導体圧力センサチップ1
及びASIC4の備える各端子をリードフレームの備え
る各リードにワイヤボンディングした後に、半導体セン
サチップ1の受圧面に外圧を導入するための開口部を有
した状態で樹脂パッケージ23内に収納したものであ
る。図示するように、上記樹脂パッケージ23は、半導
体圧力センサチップ1及びキャップ3を、外部からの応
力を回避するための空隙を有した状態で収納する所定の
中空部を有する。半導体圧力センサ180は、上記実施
の形態8の半導体圧力センサ170よりSi台座8を省
いたものである。
の半導体圧力センサ100の半導体圧力センサチップ1
及びASIC4の備える各端子をリードフレームの備え
る各リードにワイヤボンディングした後に、半導体セン
サチップ1の受圧面に外圧を導入するための開口部を有
した状態で樹脂パッケージ23内に収納したものであ
る。図示するように、上記樹脂パッケージ23は、半導
体圧力センサチップ1及びキャップ3を、外部からの応
力を回避するための空隙を有した状態で収納する所定の
中空部を有する。半導体圧力センサ180は、上記実施
の形態8の半導体圧力センサ170よりSi台座8を省
いたものである。
【0047】半導体圧力センサ180では、実施の形態
1の半導体圧力センサ100の半導体センサチップ1、
ガラスキャップ3及びASIC4を樹脂で封止するので
はなく、中空部を有する樹脂パッケージ21に収納する
ことで、パッケージ外部から影響を緩和して、より簡単
な構成で精度良く大気圧を測定することを可能にする。
1の半導体圧力センサ100の半導体センサチップ1、
ガラスキャップ3及びASIC4を樹脂で封止するので
はなく、中空部を有する樹脂パッケージ21に収納する
ことで、パッケージ外部から影響を緩和して、より簡単
な構成で精度良く大気圧を測定することを可能にする。
【0048】
【発明の効果】本発明の第1の半導体圧力センサは、半
導体圧力センサチップ上に真空室形成用の凹部を有する
ガラスキャップを接合することで、真空室を形成し、更
に、当該キャップ上に半導体圧力センサからの出力信号
を処理するICチップを接着する構成を採用すること
で、従来のように金属製のハーメチックヘッダー及びキ
ャップにより真空室を形成する必要が無くなると共に、
実際の使用に際して、別途信号処理用のASICを用意
する必要が無くなる。これにより、半導体圧力センサの
小型化、低価格化を図ることができる。
導体圧力センサチップ上に真空室形成用の凹部を有する
ガラスキャップを接合することで、真空室を形成し、更
に、当該キャップ上に半導体圧力センサからの出力信号
を処理するICチップを接着する構成を採用すること
で、従来のように金属製のハーメチックヘッダー及びキ
ャップにより真空室を形成する必要が無くなると共に、
実際の使用に際して、別途信号処理用のASICを用意
する必要が無くなる。これにより、半導体圧力センサの
小型化、低価格化を図ることができる。
【0049】本発明の第2の半導体圧力センサでは、上
記第1の半導体圧力センサを樹脂により封止すること
で、従来のように半導体圧力センサチップの保護のため
に金属製のハーメチックヘッダー及びキャップを用いる
場合に比べて、小型化を図ることができる。
記第1の半導体圧力センサを樹脂により封止すること
で、従来のように半導体圧力センサチップの保護のため
に金属製のハーメチックヘッダー及びキャップを用いる
場合に比べて、小型化を図ることができる。
【0050】本発明の第3の半導体圧力センサでは、上
記第2の半導体圧力センサを樹脂により封止する際に、
半導体圧力センサチップ及びキャップを、外部からの応
力を回避するための空隙を有した状態で収納する中空部
を設けることで、外部からの応力による影響を低減する
ことができ、圧力の測定精度を向上することができる。
記第2の半導体圧力センサを樹脂により封止する際に、
半導体圧力センサチップ及びキャップを、外部からの応
力を回避するための空隙を有した状態で収納する中空部
を設けることで、外部からの応力による影響を低減する
ことができ、圧力の測定精度を向上することができる。
【0051】本発明の第4の半導体圧力センサは、上記
第2又は第3の半導体圧力センサの半導体圧力センサチ
ップ及びICチップの備える各端子をリードフレームの
備える各リードに接続する構成を採用することで、通常
の半導体ICのように基板上に実装することが可能とな
る。また、リードフレームを用いることで、各端子に個
別に外部リードを接続する従来の半導体圧力センサに比
べて一層の小型化を図ることができる。
第2又は第3の半導体圧力センサの半導体圧力センサチ
ップ及びICチップの備える各端子をリードフレームの
備える各リードに接続する構成を採用することで、通常
の半導体ICのように基板上に実装することが可能とな
る。また、リードフレームを用いることで、各端子に個
別に外部リードを接続する従来の半導体圧力センサに比
べて一層の小型化を図ることができる。
【図1】 実施の形態1にかかる半導体圧力センサの構
成図である。
成図である。
【図2】 実施の形態2にかかる半導体圧力センサの構
成図である。
成図である。
【図3】 実施の形態3にかかる半導体圧力センサの構
成図である。
成図である。
【図4】 実施の形態4にかかる半導体圧力センサの構
成図である。
成図である。
【図5】 実施の形態5にかかる半導体圧力センサの構
成図である。
成図である。
【図6】 実施の形態6にかかる半導体圧力センサの構
成図である。
成図である。
【図7】 実施の形態7にかかる半導体圧力センサの構
成図である。
成図である。
【図8】 実施の形態8にかかる半導体圧力センサの構
成図である。
成図である。
【図9】 実施の形態9にかかる半導体圧力センサの構
成図である。
成図である。
【図10】 従来の半導体圧力センサの構成を示す図で
ある。
ある。
1 半導体圧力センサチップ、2 真空室、3 ガラス
キャップ、4 ASIC、5,6,7,13,15 ワ
イヤ、8 Si台座、9,13,18 外部リード、1
0 外圧導入パイプ、12 キャップ、14,17,1
9,20,21,22,23 樹脂、100,110,
120,130,140,150,160,170,1
80 半導体圧力センサ
キャップ、4 ASIC、5,6,7,13,15 ワ
イヤ、8 Si台座、9,13,18 外部リード、1
0 外圧導入パイプ、12 キャップ、14,17,1
9,20,21,22,23 樹脂、100,110,
120,130,140,150,160,170,1
80 半導体圧力センサ
Claims (4)
- 【請求項1】 下面に受圧面を有し、上面側が真空室中
におかれる半導体圧力センサチップを有する半導体圧力
センサにおいて、 上記半導体圧力センサチップの上面に、当該上面との間
で真空室を形成する凹部を有するガラスキャップを接合
し、 上記キャップ上に上記半導体圧力センサチップから出力
される信号を処理するICチップを接着したことを特徴
とする半導体圧力センサ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の半導体圧力センサであ
って、 上記半導体圧力センサチップの受圧面に外圧を導入する
ための開口部を有し、該半導体圧力センサチップ、キャ
ップ及びICチップを封止する樹脂を備えることを特徴
とする半導体圧力センサ。 - 【請求項3】 請求項2に記載の半導体圧力センサであ
って、 上記樹脂は、半導体圧力センサチップ及びキャップを、
外部からの応力を回避するための空隙を有した状態で収
納する中空部を有することを特徴とする半導体圧力セン
サ。 - 【請求項4】 請求項2又は請求項3に記載の半導体圧
力センサにおいて、 リードフレームを更に備え、 上記半導体圧力センサチップ及びICチップの備える各
端子が上記リードフレームの各リードにワイヤボンディ
ングされていることを特徴とする半導体圧力センサ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9322966A JPH11160179A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 半導体圧力センサ |
DE19830805A DE19830805A1 (de) | 1997-11-25 | 1998-07-09 | Halbleiter-Druckmeßfühler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9322966A JPH11160179A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11160179A true JPH11160179A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18149647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9322966A Pending JPH11160179A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 半導体圧力センサ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11160179A (ja) |
DE (1) | DE19830805A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012500974A (ja) * | 2008-08-21 | 2012-01-12 | エススリーシー, インコーポレイテッド | センサデバイスパッケージ及び方法 |
JP2017207462A (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドAac Technologies Pte.Ltd. | 圧力センサー |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2867854B1 (fr) * | 2004-03-17 | 2007-03-30 | Denso Corp | Detecteur de pression compact, tres precis et resistant fortement a la corrosion |
JP4111158B2 (ja) | 2004-03-19 | 2008-07-02 | 株式会社デンソー | 圧力センサ |
US9013013B1 (en) | 2013-12-06 | 2015-04-21 | Infineon Technologies Ag | Pressure sensor package having a stacked die arrangement |
DE102014014103A1 (de) | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Sensormodul zur Messung eines Druckes eines Fluides mit mindestens einer auf einem Schaltungsträger angeordneten elektronischen Schaltung, insbesondere einem integrierten Schaltkreis und mindestens einem Druckmesschip |
-
1997
- 1997-11-25 JP JP9322966A patent/JPH11160179A/ja active Pending
-
1998
- 1998-07-09 DE DE19830805A patent/DE19830805A1/de not_active Ceased
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012500974A (ja) * | 2008-08-21 | 2012-01-12 | エススリーシー, インコーポレイテッド | センサデバイスパッケージ及び方法 |
JP2017207462A (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドAac Technologies Pte.Ltd. | 圧力センサー |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19830805A1 (de) | 1999-06-02 |
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