JPS5919439Y2 - 半導体感圧装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、Ｎ形半導体基体の中央部に薄肉部を形成し
、この薄肉中央部にＰ形層を形成して、これをピエゾ抵
抗体とした、いわゆるダイヤフラム方式の半導体感圧素
子を金属ステムに設定した半導体感圧装置に関するもの
である。

この種ダイヤフラム方式の半導体素子は実装性が良好な
ことから金属ステムに設定されるのが通常である。

つまり、従来、第６図に示すように、Ｎ形半導体基体３
１の中央にピエゾ抵抗体となるＰ形層３２を形成してな
る半導体感圧素子３３を電気絶縁体３４を介挿して円形
の金属ステム３５に設定したのち、絶縁層３６を介して
ステム３５に挿通されたリード端子３７とＰ形層３２と
をリード線３８を用いてワイヤボンディングし、ついで
上記素子３３をシリコン樹脂３９で囲繞し、さらにキャ
ン４０でシールしている。

なお４１は圧力導入用の筒体である。

ところが上記構造では、素子３３と樹脂３９との隙間４
２から水滴や粉塵が侵入し、この水滴や粉塵が上記絶縁
体３４に付着して視線機能が十分に確保できず、また上
記水滴や粉塵がリード端子３７の周囲に付着してステム
３５とリード端子３７が短絡現象を生ずる。

これにより、素子３３を作動させるのにＰ形層３２に正
の電位を印加したときに、この正電位が基体３１．ステ
ム３５、リード端子３７、リード線３８を介して再びＰ
形層３２にかかり、この結果Ｐ形層３２、つまりピエゾ
抵抗体の抵抗値が変化したことと等価となり、これが半
導体感圧素子３３の誤動作の原因となっていた。

この考案は、ピエゾ抵抗体となるＰ形層を形成したＮ形
半導体の脚部の裏面にＰ形層を形成し、この脚部Ｐ形層
の領域内で半導体基体と金属システムとを空隙を介して
ろう付は剤で固定することにより、上記基体とシステム
の電気絶縁性を高め。

た半導体感圧装置を提供することを目的とする。

以下、この考案の実施例を面図をもとすいて説明する。

第１図および第２図は半導体感圧素子を示すもので、こ
の半導体感圧素子１１は、中央下方部をＫＯＨ（水酸化
カリウム）など異方性エッチ液でエツチングして凹所１
２を形成してなる横断面逆Ｕ字形のＮ形半導体基体１３
の主面中央部分１４に、４つのＰ形層Ｒ１−Ｒ４を拡散
により形成して構成されている。

上記Ｐ形層Ｒ１〜Ｒ４はピエゾ抵抗体として作用する。

すなわち、第１図において、上記素子１１に対し、下方
から外部圧力Ｐが加わると、薄肉の中央部分が仮想線１
４ ａのようにたわみ、ここに形成された長手方向中央
部に位置したＰ形層Ｒ１およびＲ２は引張歪を受は抵抗
値が増大し、長手方向中央部から離れた位置のＰ形層Ｒ
３およびＲ４は圧縮歪を受けて抵抗値が減少する。

上記ピエゾ抵抗体となる各Ｐ形層Ｒ１〜Ｒ４を、第３図
に示すようにブリッジ接続し、Ｐ形層Ｒ１とＲ３の接続
点に正電位を印加し、Ｐ形層Ｒ２とＲ４の接続点を接地
すれば、外部圧力Ｐ（第１図）に応じて出力端子１５に
信号が出力される。

さらに、第１図のように、上記横断面逆Ｕ字形のＮ形半
導体基体１３の脚部１６の裏面にＰ形層１７をプレーナ
拡散によって形成する。

このＰ形層１７の形成に際しては、これが上記ピエゾ抵
抗体となるＰ形層Ｒ１−Ｒ４と同種の同電形であるから
、これらを同時に拡散形成することにより製造工程が簡
略化される。

第４図は上記半導体感圧素子１１を金属ステム１８に設
定したもので、同図において、１９はガラス、２０は上
記ステム１８に絶縁層２１を介し挿通されたリード端子
、２２は上記素子１・１を囲繞する樹脂、２３はキャン
、２４は圧力導入用の筒体である。

上記半導体感圧素子１１の金属ステム１８への設定は、
第５図に示すように、半導体基体１３の脚部１６に形成
した上記Ｐ形層１７の領域内で、上記基体１３とステム
１８とを空隙２５を介してろう付は剤２６で固定する。

上記構成によれば、半導体基体１３がＮ形で、ろう付則
２６と接する部分がＰ形であり、上記脚部１６はいわゆ
るＰＮ接合分離によるアイソレーションがなされており
、基体１３に正電位が印加されても、この部分は逆バイ
アスされた状態となり、また基体１３と金属ステム１８
とを固定するろう付は剤２６は、上記Ｐ形層１７の領域
内に位置しているから、基体１３に正の電位がかかつて
も金属ステム１８にこの電位がかかることはない。

さらに、基体１３とステム１８との間には空隙２５が存
在するから、第４図に示す素子１１と樹脂２２の隙間２
７から侵入した水滴や粉塵が、基体脚部１６の周面とス
テム１８にまたがって付着することがなく、絶縁性が損
なわれることがない。

また、同図のように、上記のろう付は剤２６の周辺部２
８に位置して基体１３の脚部１６の裏面に５ｉＯ２（酸
化シリコン）などの保護被膜２８を付着すれば、上記脚
部１６とろう付は剤２６間の電気的短絡が防止できると
ともに、基体１３の劣化を防ぐ作用がある。

以上詳述したように、この考案に係る半導体感圧装置は
、横断面逆Ｕ字形のＮ形半導体の脚部にＰ形層を形成し
、このＰ形層の領域内で上記基体と金属ステムとを空隙
を介してろう付は剤で固定したから、基体とステムとの
電気絶縁性が向上し、素子の誤動作を生ずることがない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体感圧素子の断面図、第２図は同平面図、
第３図は感圧用抵抗体層の結線を示す図、第４図は半導
体基体を金属ステムに設定した状態を示す断面図、第５
図は第４図における５部の拡大図、第６図は従来の半導
体感圧装置の断面図である。 １１・・・半導体感圧素子、１３・・・横断面逆Ｕ字形
のＮ形半導体基体、１４・・・主面中央部分、１６・・
・脚部、１７・・・Ｐ形層、１８・・・金属ステム、２
５・・・空隙、２６・・・ろう付は剤、Ｒ１−Ｒ４・・
・Ｐ形層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金属ステムと、横断面逆Ｕ字形のＮ形半導体基体の主面
   中央部分にＰ形層を形成してこれをピエゾ抵抗体とした
   半導体感圧素子と、上記半導体基体の脚部の裏面に形成
   したＰ形層とを備え、この脚部のＰ形層の領域内で上記
   半導体基体と金属ステムを空隙を介してろう付は剤で固
   定してなる半導体感圧装置。