JPS59100833A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
- Publication number
- JPS59100833A JPS59100833A JP57211863A JP21186382A JPS59100833A JP S59100833 A JPS59100833 A JP S59100833A JP 57211863 A JP57211863 A JP 57211863A JP 21186382 A JP21186382 A JP 21186382A JP S59100833 A JPS59100833 A JP S59100833A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- case
- diaphragm
- base
- semiconductor
- flat plate
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- 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
- G01L19/14—Housings
- G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- 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
- G01L19/0007—Fluidic connecting means
- G01L19/0038—Fluidic connecting means being part of the housing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
- H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体ダイヤフラムを用いた半導体圧力セン
サに関する。
サに関する。
従来の半導体ダイヤフラムを用いた半導体圧力センサは
第１図に示すように、ケース１に平板状肉厚の基台２が
接着され、さらに基台２の上面周端部に半導体ダイヤフ
ラム６の周端肉厚部の底面が接着されて構成されている
。またケース、基台の素材はたとえばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
合金が使用され。
第１図に示すように、ケース１に平板状肉厚の基台２が
接着され、さらに基台２の上面周端部に半導体ダイヤフ
ラム６の周端肉厚部の底面が接着されて構成されている
。またケース、基台の素材はたとえばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
合金が使用され。
接着剤としてＡＵ−Ｇｅのソルダーや低融点ガラスが使
用されている。このような構造および素材使用の従来の
半導体圧力センサでは、半導体ダイヤフラム、基台、ケ
ースおよび接着剤の線膨張係数にかなシの差があるため
に加熱接合する際に生じた熱歪が大とな９．半導体ダイ
ヤフラムの動作が安定性に欠ける原因となるとともに２
周囲温度が変化するとケース、基台および接着剤に生じ
る熱歪が半導体ダイヤフラムに伝わり、半導体圧力セン
サのゼロ点およびスパンの温度変化が大となる欠点があ
った。
用されている。このような構造および素材使用の従来の
半導体圧力センサでは、半導体ダイヤフラム、基台、ケ
ースおよび接着剤の線膨張係数にかなシの差があるため
に加熱接合する際に生じた熱歪が大とな９．半導体ダイ
ヤフラムの動作が安定性に欠ける原因となるとともに２
周囲温度が変化するとケース、基台および接着剤に生じ
る熱歪が半導体ダイヤフラムに伝わり、半導体圧力セン
サのゼロ点およびスパンの温度変化が大となる欠点があ
った。
この発明の目的は、基台、ケースおよび接着剤に半導体
ダイヤプラムの線膨張係数と近接した線膨張係数の素材
を用いるとともに９構造的にも工夫をこらし、ゼロ点お
よびスパンの温度変化の小さい半導体圧カセンザを提供
するにある。
ダイヤプラムの線膨張係数と近接した線膨張係数の素材
を用いるとともに９構造的にも工夫をこらし、ゼロ点お
よびスパンの温度変化の小さい半導体圧カセンザを提供
するにある。
上記目的を達成するためにこの発明の半導体圧力センサ
は、基台を、中空部を有する大径の平板部と、前記中空
部と略同径の小径の平板部と、前記大径の平板部の内周
部と前記小径の平板部の外周端を一体的に連結する肉薄
胴部とで構成し、前記基台の小径の平板部の底面と前記
ケースを、前記基台の大径の平板部の上面と前記半導体
ダイヤフラムの周端肉厚部底面をそれぞれ接着剤で接着
し、かつ前記基台を前記半導体ダイヤフラムと同材料で
形成し、前記ケースおよび接着剤に線膨張係数が２．５
Ｘ １０−６７’Ｃから６．７Ｘ１［１−６／’Ｃで
ある素材を用いるようにしている。
は、基台を、中空部を有する大径の平板部と、前記中空
部と略同径の小径の平板部と、前記大径の平板部の内周
部と前記小径の平板部の外周端を一体的に連結する肉薄
胴部とで構成し、前記基台の小径の平板部の底面と前記
ケースを、前記基台の大径の平板部の上面と前記半導体
ダイヤフラムの周端肉厚部底面をそれぞれ接着剤で接着
し、かつ前記基台を前記半導体ダイヤフラムと同材料で
形成し、前記ケースおよび接着剤に線膨張係数が２．５
Ｘ １０−６７’Ｃから６．７Ｘ１［１−６／’Ｃで
ある素材を用いるようにしている。
以下１図面に示す実施例によシ、この発明の詳細な説明
する。
する。
第２図はこの発明の一実施例を示す半導体圧力センサの
中央縦断面図である。同図において１１は断面コ字状の
ケースであり、素材として線膨張係数が３，２５Ｘ１０
１ｃ；のパイレックスガラスを使用している。しかしパ
イレックスガラスに代えてジルコンを用いてもよい。１
２は基台である。この基台１２は中空部１３ａを有する
大径の平板部１３と、中空１１３ａと略同径の小径の平
板部１４と・れている。この胴部１５は、平板部１３＋
１４に比して肉薄とされ、歪にげ部を形成している。基
台１２の素材としてはシリコン（Ｓｉ ）の単結晶。
中央縦断面図である。同図において１１は断面コ字状の
ケースであり、素材として線膨張係数が３，２５Ｘ１０
１ｃ；のパイレックスガラスを使用している。しかしパ
イレックスガラスに代えてジルコンを用いてもよい。１
２は基台である。この基台１２は中空部１３ａを有する
大径の平板部１３と、中空１１３ａと略同径の小径の平
板部１４と・れている。この胴部１５は、平板部１３＋
１４に比して肉薄とされ、歪にげ部を形成している。基
台１２の素材としてはシリコン（Ｓｉ ）の単結晶。
すなわち半導体ダイヤフラムと同一のものが使用される
。シリコン単結晶の線膨張係数は２．７Ｘ１０−６７’
Ｃ（２９０〜６７０ Ｋ ）でちる。１６はシリコン単
結晶で形成される半導体ダイヤフラムである。この半導
体ダイヤフラム１６の上面には第６図に示すように圧力
検出用のピエゾ抵抗素子１７が配置されている。しかし
半導体ダイヤフラム１６自体は従来のものと特に変わる
ところがない。なおケース１１および基台１２の小径の
平板部１４の弓」央部には、圧力導入孔１１ａ、１２ｂ
がそれぞれ設けられている。またケー７１１の凹部上面
に基台１２の小径の平板部１４の底面が接着剤１８で固
着され、さらに基台１２の大径の平板部１３の）筒端部
上面に半導体ダイヤフラム１６の肉厚部１６ａの底面が
接着剤１９で固着されている。この接着材１８，１９と
してはジンク・ポロシリケイト・ガラス（Ｚｉｎｃ −
Ｂｏｒｏ ｓ １ｌｉｃａｔｅ ＋Ｇ １ａｓｓ ）が
使用］される。
。シリコン単結晶の線膨張係数は２．７Ｘ１０−６７’
Ｃ（２９０〜６７０ Ｋ ）でちる。１６はシリコン単
結晶で形成される半導体ダイヤフラムである。この半導
体ダイヤフラム１６の上面には第６図に示すように圧力
検出用のピエゾ抵抗素子１７が配置されている。しかし
半導体ダイヤフラム１６自体は従来のものと特に変わる
ところがない。なおケース１１および基台１２の小径の
平板部１４の弓」央部には、圧力導入孔１１ａ、１２ｂ
がそれぞれ設けられている。またケー７１１の凹部上面
に基台１２の小径の平板部１４の底面が接着剤１８で固
着され、さらに基台１２の大径の平板部１３の）筒端部
上面に半導体ダイヤフラム１６の肉厚部１６ａの底面が
接着剤１９で固着されている。この接着材１８，１９と
してはジンク・ポロシリケイト・ガラス（Ｚｉｎｃ −
Ｂｏｒｏ ｓ １ｌｉｃａｔｅ ＋Ｇ １ａｓｓ ）が
使用］される。
ジンク・ポロシリケイト・ガラスはたとえば線膨張係数
がろ５５Ｘ１０−’／’Ｃ（３０〜５００°Ｃ）で、接
合温度は６４０〜６５０′Ｇのものが使用されるが、こ
れに限ることなく線膨張係数が２５Ｘ粍 ／’Ｃ〜５７
ｘ１０−６／’Ｃのものを用いればよい。このジンク・
ポロシリケイト・ガラスは常温では粉抹状であるが、接
着を行なう場合には、有機溶媒と混合して粘性を持たせ
てベーヌト状にし接着部に塗布し。
がろ５５Ｘ１０−’／’Ｃ（３０〜５００°Ｃ）で、接
合温度は６４０〜６５０′Ｇのものが使用されるが、こ
れに限ることなく線膨張係数が２５Ｘ粍 ／’Ｃ〜５７
ｘ１０−６／’Ｃのものを用いればよい。このジンク・
ポロシリケイト・ガラスは常温では粉抹状であるが、接
着を行なう場合には、有機溶媒と混合して粘性を持たせ
てベーヌト状にし接着部に塗布し。
６４０°程度で１５分間加熱する。接着層１８．１９は
膜厚が数μｍと非常に薄く形成される。２０はケー７１
１に設けられる電極、２１は電極２０と÷ト導体ダイヤ
フラムを接続するリード線である。
膜厚が数μｍと非常に薄く形成される。２０はケー７１
１に設けられる電極、２１は電極２０と÷ト導体ダイヤ
フラムを接続するリード線である。
以上のように、この発明の半導体圧力セン−ＩＪ−によ
れば、基台を半導体ダイヤプラムと同一素材で形成する
とともに、ケース、ケースと基台を固着する接着剤およ
び基台とダイヤフラムを固着する接着剤として線膨張係
数が２．５ Ｘ １０″／’Ｃ−３，７Ｘ１０−６／
’Ｃの°素材を用いるものであるから、温度変化による
熱歪の発生の少ない半導体圧力センサを得ることができ
る。その上、半導体ダイヤプラムおよび基台と、ケース
と、接着剤の線膨張係数の相違による若干の熱残留応力
が発生したとしても。
れば、基台を半導体ダイヤプラムと同一素材で形成する
とともに、ケース、ケースと基台を固着する接着剤およ
び基台とダイヤフラムを固着する接着剤として線膨張係
数が２．５ Ｘ １０″／’Ｃ−３，７Ｘ１０−６／
’Ｃの°素材を用いるものであるから、温度変化による
熱歪の発生の少ない半導体圧力センサを得ることができ
る。その上、半導体ダイヤプラムおよび基台と、ケース
と、接着剤の線膨張係数の相違による若干の熱残留応力
が発生したとしても。
基台を、中空部を有する大径の平板部と、中空部と略同
径の小径の平板部と、前記大径の平板＠ｂと小径の平板
部を一体的に連結する性状の肉薄部て構成し、基台の小
径の平板部でケースと接着し。
径の小径の平板部と、前記大径の平板＠ｂと小径の平板
部を一体的に連結する性状の肉薄部て構成し、基台の小
径の平板部でケースと接着し。
基台の大径の平板部と半導体ダイヤフラムの肉厚部の底
面と接着するようにしだから、これらの部分で歪を吸収
することができ、半導体ダイヤプラムには歪による応力
がほとんど加わらないのでゼロ点およびスパンの温度変
化、経時変化の少ない半導体圧力センサを得ることがで
きる。
面と接着するようにしだから、これらの部分で歪を吸収
することができ、半導体ダイヤプラムには歪による応力
がほとんど加わらないのでゼロ点およびスパンの温度変
化、経時変化の少ない半導体圧力センサを得ることがで
きる。
第１図は従来の半導体圧力センサの中央縦断面図、第２
図はこの発明の一実施例を示す半導体圧カセンザの中央
縦断面図、第６図は同半導体圧力センサの半導体ダイヤ
フラム上面図である。 １１：ケース、 １２：基台、 １３：大径平板部
、 １４：小径平板部、 １５：自重８同部、
１６：半導体ダイヤフラム。 １８・１９；接着剤。 特許出願人 株式会社島津製作所代理人 弁
理士 中 村 茂 信
図はこの発明の一実施例を示す半導体圧カセンザの中央
縦断面図、第６図は同半導体圧力センサの半導体ダイヤ
フラム上面図である。 １１：ケース、 １２：基台、 １３：大径平板部
、 １４：小径平板部、 １５：自重８同部、
１６：半導体ダイヤフラム。 １８・１９；接着剤。 特許出願人 株式会社島津製作所代理人 弁
理士 中 村 茂 信
Claims (3)
- （１） ケースと、このケースに接着される基台と。 この基台上面に周端肉厚部底面が接着される半導体ダイ
ヤフラムとよりなる半導体圧力センサにおいて。 前記基台を、中空部を有する大径の平板部と。 前記中空部と略同径の小径の平板部と、前記大径の平板
部の内周端と前記小径の平板部の外周端を一体的に連結
する肉薄胴部とで構成するとともに、前記基台の小径の
平板部の底面と前記ケースを、前記基台の大径の平板部
の上面と前記半導体ダイヤフラムの周端肉厚部底面をそ
れぞれ接着剤で接着し、かつ前記基台を前記半導体ダイ
ヤプラムと同材料で形成し、前記ケースおよび接着剤に
線膨張係数が２．５Ｘ１０ ／’Ｃから３．７Ｘ１０
／’Ｃである素材を用いてなることを特徴とする半
導体圧力センサ。 - （２） 前記ケースはパインックスガラスで形成され
てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体圧力センサ。 - （３）前記接着剤はジンク・ポロシリケイト系のガラス
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211863A JPS59100833A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211863A JPS59100833A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59100833A true JPS59100833A (ja) | 1984-06-11 |
Family
ID=16612851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57211863A Pending JPS59100833A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59100833A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01503002A (ja) * | 1986-06-23 | 1989-10-12 | ローズマウント インコ | 硬取付け用ストレス分離を有する圧力変換器 |
| JPH01503326A (ja) * | 1986-07-28 | 1989-11-09 | ローズマウント インコ | 媒体分離形差圧センサ |
-
1982
- 1982-11-30 JP JP57211863A patent/JPS59100833A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01503002A (ja) * | 1986-06-23 | 1989-10-12 | ローズマウント インコ | 硬取付け用ストレス分離を有する圧力変換器 |
| JPH01503326A (ja) * | 1986-07-28 | 1989-11-09 | ローズマウント インコ | 媒体分離形差圧センサ |
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