JPS59174728A - 半導体式圧力センサ - Google Patents
半導体式圧力センサInfo
- Publication number
- JPS59174728A JPS59174728A JP5016883A JP5016883A JPS59174728A JP S59174728 A JPS59174728 A JP S59174728A JP 5016883 A JP5016883 A JP 5016883A JP 5016883 A JP5016883 A JP 5016883A JP S59174728 A JPS59174728 A JP S59174728A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal expansion
- pressure
- pressure sensor
- expansion coefficient
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- G01L19/0061—Electrical connection means
- G01L19/0084—Electrical connection means to the outside of the housing
-
- 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
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】
〔発明の属する技術分野〕
４＋ζこ使用される圧力センサ÷は小型軽量で高祠度冒
倍頼性か彌＜＊望されている。
倍頼性か彌＜＊望されている。
そのような圧力センサは、感圧ダイヤフラムのみを収容
した容器の外に増幅回路等を偏入た回路基板を配置して
樹脂モールドした従来の圧力センサの機械的、熱的安定
性等の改善をするものとして既に本出願人等によって出
願されている（特願昭５６−７１０２１ ）。第１図は
その一例で、センサの容器として半導体素子に用いられ
るような金属キャップ１と金属基板（ステム）２からな
る金属パッケージ、例えばＭＤ１８相当品を用いる。た
だしステム２には中央に開口部３カＳ設けられ、その中
に円筒体の台座４が配置されている。台座４にはその中
央の貫通孔５を謳ぐように半導体感圧ダイヤフラム６か
固定されている。台座４はその貫通孔５の連通する導圧
パイプ７に接合されで８リ、導圧パイプ７は金属キャッ
プ８を介して２に支持されている。ステム２の上面には
、感圧ダイヤ７２ムロを取囲んでセラミック基板９が固
層されている。セラミック基板９上には図−示しないが
厚膜回路を介して演算幅器チップ、ダイオードチップな
どを搭載して増１隔、調整回路が構成され、感圧ダイヤ
７ラム６に形成されたストレーンゲージのブリッジと細
い４Ｈ１ｏのワイヤボンディング（こより接続されでい
る。調整、４幅回路のｍカ側は、ハーメチックシールに
よりステム２と絶縁されたボス）ｌｌｄ同様ζこ細い導
＃１２のワイヤボンディングをこより接、１光されてい
るので、ボスト１１（こ接続された外部引出用リード１
ｌｉｊＪ１３から外部ヘセンサ出力を取り出すことがで
きる。この七／す出力は、導圧パイプ７カ）ら台座４の
貫通孔５を介して感圧ダイヤフラム６の一方の側に纏か
れる測足圧力と、キャップ１の内部の基準圧力室１４の
封入パイプ１５を通じて不活性ガスを導入し封じ切るこ
と（こより形成される圧力との差に依存する。
した容器の外に増幅回路等を偏入た回路基板を配置して
樹脂モールドした従来の圧力センサの機械的、熱的安定
性等の改善をするものとして既に本出願人等によって出
願されている（特願昭５６−７１０２１ ）。第１図は
その一例で、センサの容器として半導体素子に用いられ
るような金属キャップ１と金属基板（ステム）２からな
る金属パッケージ、例えばＭＤ１８相当品を用いる。た
だしステム２には中央に開口部３カＳ設けられ、その中
に円筒体の台座４が配置されている。台座４にはその中
央の貫通孔５を謳ぐように半導体感圧ダイヤフラム６か
固定されている。台座４はその貫通孔５の連通する導圧
パイプ７に接合されで８リ、導圧パイプ７は金属キャッ
プ８を介して２に支持されている。ステム２の上面には
、感圧ダイヤ７２ムロを取囲んでセラミック基板９が固
層されている。セラミック基板９上には図−示しないが
厚膜回路を介して演算幅器チップ、ダイオードチップな
どを搭載して増１隔、調整回路が構成され、感圧ダイヤ
７ラム６に形成されたストレーンゲージのブリッジと細
い４Ｈ１ｏのワイヤボンディング（こより接続されでい
る。調整、４幅回路のｍカ側は、ハーメチックシールに
よりステム２と絶縁されたボス）ｌｌｄ同様ζこ細い導
＃１２のワイヤボンディングをこより接、１光されてい
るので、ボスト１１（こ接続された外部引出用リード１
ｌｉｊＪ１３から外部ヘセンサ出力を取り出すことがで
きる。この七／す出力は、導圧パイプ７カ）ら台座４の
貫通孔５を介して感圧ダイヤフラム６の一方の側に纏か
れる測足圧力と、キャップ１の内部の基準圧力室１４の
封入パイプ１５を通じて不活性ガスを導入し封じ切るこ
と（こより形成される圧力との差に依存する。
このような圧力センサ（こおいて、台座４は半導体ダイ
ヤフラム６と同材質か、またはこのダイヤ７ラム６と熱
膨張の近似的ｆこ等しい材料、例えばガラス、ジルコン
または金属で構成されている。
ヤフラム６と同材質か、またはこのダイヤ７ラム６と熱
膨張の近似的ｆこ等しい材料、例えばガラス、ジルコン
または金属で構成されている。
一方周辺回路部を構成するセラミック基板９にはこれを
支持する金属ステム２との間に存在する熱膨張係数の差
により熱歪が生じ、基板９の上に形成された厚膜抵抗の
抵抗値（こ変化が起こり、圧力センナとしての特性の装
動を招いて、圧力センサの精度、安定性が損なわれる。
支持する金属ステム２との間に存在する熱膨張係数の差
により熱歪が生じ、基板９の上に形成された厚膜抵抗の
抵抗値（こ変化が起こり、圧力センナとしての特性の装
動を招いて、圧力センサの精度、安定性が損なわれる。
本発明はこのような内部空間か基準圧力室を形成する容
器の金属からなる底板ｆこ、容器内部空間と反対の側に
外部圧力が導入される半導体感圧ダイヤフラムと、感圧
ダイヤスラムのストレンゲージと接続される回路を備え
た回路基板とが固定されるものにおいて、回路基板に生
ずるおそれのある応力か低減された簡梢鵬、高信頼性の
半導体圧力センサの経備的に製作できる構造を提供する
ことを目的とする。
器の金属からなる底板ｆこ、容器内部空間と反対の側に
外部圧力が導入される半導体感圧ダイヤフラムと、感圧
ダイヤスラムのストレンゲージと接続される回路を備え
た回路基板とが固定されるものにおいて、回路基板に生
ずるおそれのある応力か低減された簡梢鵬、高信頼性の
半導体圧力センサの経備的に製作できる構造を提供する
ことを目的とする。
本発明は回路基板が容器の底板との間に基板の熱膨張係
数と底板の熱膨張係数の中間の熱膨張係数を有する材料
からなる中間体が介在し、その両面の余聞で基板および
底板と結合されることによって上記の目的を達成する。
数と底板の熱膨張係数の中間の熱膨張係数を有する材料
からなる中間体が介在し、その両面の余聞で基板および
底板と結合されることによって上記の目的を達成する。
第２図、第３図は本発明の二つの実施例を示し、いずれ
も第１図と共通の部分には同一の符号か付さねでいる。
も第１図と共通の部分には同一の符号か付さねでいる。
第２図の第１図と異なる主要な点はセラミック回路基板
９と金践基板２の間に中間体重６を介在させ、この中間
板１６は回路基＆９の熱膨張係数と金属基板２の熱膨張
係数の中間の値の熱膨張係数を有する。中間板１６の熱
膨張係数は、例えばセラミック基板９の熱膨張係数が７
×１０’／’Ｃであり、ステム２の材料が熱に張係数１
１．７ Ｘ １０ ／”Ｏの熱である場合には約９
Ｘ １０−６／ ’Ｏｌこ選定され、セラミック板を両
面メタライズして使用するか、鉄５０％、ニッケル５０
チの合金から中間体を形成して回路基Ｏｊ、９およびス
テム２、！：全全面ろう付けする。この中間体１６によ
り基板９とステム２の熱膨張の差による熱歪が緩和され
る。第３図においてはダイヤフラム６を支持する台座４
も中間体１６にろう付けしたもので、中間体１６の熱膨
張係数は台座４の熱膨張係数、すなわち半導体に近い熱
膨張係数とステム２の金属の熱膨張係数との中間番こも
存在しているため、台ｊ坐４と中間体１６との熱膨張の
差による熱歪は小さく、台座４を博くすることができる
。
９と金践基板２の間に中間体重６を介在させ、この中間
板１６は回路基＆９の熱膨張係数と金属基板２の熱膨張
係数の中間の値の熱膨張係数を有する。中間板１６の熱
膨張係数は、例えばセラミック基板９の熱膨張係数が７
×１０’／’Ｃであり、ステム２の材料が熱に張係数１
１．７ Ｘ １０ ／”Ｏの熱である場合には約９
Ｘ １０−６／ ’Ｏｌこ選定され、セラミック板を両
面メタライズして使用するか、鉄５０％、ニッケル５０
チの合金から中間体を形成して回路基Ｏｊ、９およびス
テム２、！：全全面ろう付けする。この中間体１６によ
り基板９とステム２の熱膨張の差による熱歪が緩和され
る。第３図においてはダイヤフラム６を支持する台座４
も中間体１６にろう付けしたもので、中間体１６の熱膨
張係数は台座４の熱膨張係数、すなわち半導体に近い熱
膨張係数とステム２の金属の熱膨張係数との中間番こも
存在しているため、台ｊ坐４と中間体１６との熱膨張の
差による熱歪は小さく、台座４を博くすることができる
。
中間体１６の厚さは金属基板２の材料、厚さならびに接
合強度から決められる接合面の大きさ等により変り、最
適な設計値をとることが重要である。金属基板２力５鉄
で厚さＵ、 ５ ｐｗｓで接合面の外径が１７順のとき
セラミック回路基板９との間にそう人される中間体の厚
さは０．５ ｗａｇ以上必賛であることが確認された。
合強度から決められる接合面の大きさ等により変り、最
適な設計値をとることが重要である。金属基板２力５鉄
で厚さＵ、 ５ ｐｗｓで接合面の外径が１７順のとき
セラミック回路基板９との間にそう人される中間体の厚
さは０．５ ｗａｇ以上必賛であることが確認された。
なお、第２図、第３図に示した実施例では封入パイプ１
５が開放されており、大気弄の圧力を基準圧とする相対
圧セ／すとなっているが、第１図の従来例のように不活
性ガスを封入して封入パイグ１５を封じ切った絶対圧セ
ンサｊこおいても本発明が適用できることは言う才でも
ない。
５が開放されており、大気弄の圧力を基準圧とする相対
圧セ／すとなっているが、第１図の従来例のように不活
性ガスを封入して封入パイグ１５を封じ切った絶対圧セ
ンサｊこおいても本発明が適用できることは言う才でも
ない。
本発明は半導体からなるダイヤフラムと同じ容器内に収
容される回路基板を１１微容器底板に接合せｒ１回路基
板および成板を構成する拐科の熱膨張係数の中間の熱膨
ｌ辰係数を有する材料力）らなる中間体を介して４結す
るもので、これにより圧力センサの特性に及ぼす熱歪の
影響が大喝に軽減される。すなわち、中間体を用いない
ときには一４０〜＋１２０’Ｏの１川の熱衝撃５０サイ
クルの終りでセンサ出力においで３０〜１００ｍ〜Ｖ＆
度の大きな出力変動か見られたが、本発明によるτ１り
造とすることにより、同じ熱衝撃サイクルの後で出力変
動か１５ｍ・Ｗ以下となり、非常に安定な半導体式圧力
センサを得ることができた。
容される回路基板を１１微容器底板に接合せｒ１回路基
板および成板を構成する拐科の熱膨張係数の中間の熱膨
ｌ辰係数を有する材料力）らなる中間体を介して４結す
るもので、これにより圧力センサの特性に及ぼす熱歪の
影響が大喝に軽減される。すなわち、中間体を用いない
ときには一４０〜＋１２０’Ｏの１川の熱衝撃５０サイ
クルの終りでセンサ出力においで３０〜１００ｍ〜Ｖ＆
度の大きな出力変動か見られたが、本発明によるτ１り
造とすることにより、同じ熱衝撃サイクルの後で出力変
動か１５ｍ・Ｗ以下となり、非常に安定な半導体式圧力
センサを得ることができた。
！！１図は半導体式圧力センサの従来例の断面図、第２
図は本発明−実軸例、第３図は別の実施例のそれぞれの
断面図である。 １：容器キャップ、２：容器底板、６：感圧ダイヤフラ
ム、７：導圧パイプ、９：回路基板、１０：導線、１６
：中間体。 ７１ 目 丁 ２ 記 ｔ ３ 図 １、′
図は本発明−実軸例、第３図は別の実施例のそれぞれの
断面図である。 １：容器キャップ、２：容器底板、６：感圧ダイヤフラ
ム、７：導圧パイプ、９：回路基板、１０：導線、１６
：中間体。 ７１ 目 丁 ２ 記 ｔ ３ 図 １、′
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ）内部空間が基準圧力室を形成する容器の金属からな
る底板（こ、容器内部壁間と反対の１１１１１ ｊこ外
部圧力か導入される半導体感圧ダイヤフラムと、感圧ダ
イヤフラムのストレンゲージと接続される回路を１＃ｌ
Ｉんだ回路基板とが固定されるものにおいて、回路基８
！き容器底板の間ｔこ基板の熱彬脹床数と底板の熱膨張
係数の中間の熱膨張係数を有する材料からなる中間体が
介在し、該中間体の両面の全面で基板および紙板と接合
されたことを特徴とする半導体式圧力センサ。 ２、特許請求の範囲４１唄記載のセンサにおいで、感圧
ダイヤフラムがダイヤフラムを構成する材料の熱＃張係
数と近似した熱膨張係ａを有する台座を介して中間体ｌ
こ支持されたことを特徴とする半導体式圧力センナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5016883A JPS59174728A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 半導体式圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5016883A JPS59174728A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 半導体式圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59174728A true JPS59174728A (ja) | 1984-10-03 |
Family
ID=12851666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5016883A Pending JPS59174728A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 半導体式圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59174728A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62174248U (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-05 | ||
| JPS62293782A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
| JPH09264800A (ja) * | 1996-03-27 | 1997-10-07 | Omron Corp | 半導体式力学量センサ |
| DE10348336A1 (de) * | 2003-10-17 | 2005-05-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Mechatronisches System sowie dessen Verwendung |
| CN110118524A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-13 | 胡天旭 | 一种附着式电阻应变传感器总成及其安装工艺 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50105285A (ja) * | 1974-01-25 | 1975-08-19 | ||
| JPS53125879A (en) * | 1977-04-08 | 1978-11-02 | Toyoda Chuo Kenkyusho Kk | Pressure converter |
| JPS57186137A (en) * | 1981-05-12 | 1982-11-16 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | Pressure sensor |
-
1983
- 1983-03-25 JP JP5016883A patent/JPS59174728A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50105285A (ja) * | 1974-01-25 | 1975-08-19 | ||
| JPS53125879A (en) * | 1977-04-08 | 1978-11-02 | Toyoda Chuo Kenkyusho Kk | Pressure converter |
| JPS57186137A (en) * | 1981-05-12 | 1982-11-16 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | Pressure sensor |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62174248U (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-05 | ||
| JPS62293782A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
| JPH09264800A (ja) * | 1996-03-27 | 1997-10-07 | Omron Corp | 半導体式力学量センサ |
| DE10348336A1 (de) * | 2003-10-17 | 2005-05-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Mechatronisches System sowie dessen Verwendung |
| CN110118524A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-13 | 胡天旭 | 一种附着式电阻应变传感器总成及其安装工艺 |
| CN110118524B (zh) * | 2019-05-15 | 2022-02-25 | 胡天旭 | 一种附着式电阻应变传感器总成及其安装工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4276533A (en) | Pressure sensor | |
| US4314225A (en) | Pressure sensor having semiconductor diaphragm | |
| US4703658A (en) | Pressure sensor assembly | |
| JP3136087B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH0119528B2 (ja) | ||
| JPH0465643A (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法 | |
| JP2005210131A (ja) | 半導体チップをパッケージングする方法および半導体チップ構造 | |
| US10060812B2 (en) | Miniature pressure sensor having a metallic membrane for measuring a pressure of a fluid | |
| US6591686B1 (en) | Oil filled pressure transducer | |
| JPS59174728A (ja) | 半導体式圧力センサ | |
| CN108358160A (zh) | 吊装式可释放应力的mems器件封装结构 | |
| US4400682A (en) | Pressure sensor | |
| JPH01169333A (ja) | 半導体圧力変換器 | |
| JPS5821131A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH0850142A (ja) | 半導体加速度センサ及びその製造方法 | |
| JPH0269630A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH02196938A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH0245721A (ja) | 絶対圧型半導体圧力センサ | |
| JPS63228038A (ja) | 半導体圧力変換器 | |
| JP2616952B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPS5930035A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPS5850443A (ja) | 圧力・電気変換装置 | |
| JPS63243830A (ja) | 半導体圧力検出装置 | |
| JPH05113380A (ja) | センサ装置 | |
| JPH11153501A (ja) | 半導体圧力変換器 |