JPS6073325A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPS6073325A JPS6073325A JP58180440A JP18044083A JPS6073325A JP S6073325 A JPS6073325 A JP S6073325A JP 58180440 A JP58180440 A JP 58180440A JP 18044083 A JP18044083 A JP 18044083A JP S6073325 A JPS6073325 A JP S6073325A
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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
- G01L19/0061—Electrical connection means
- G01L19/0084—Electrical connection means to the outside of the housing
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01L19/14—Housings
- G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means
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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- 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】
［発明の技術分野Ｊ
この発明は、半導体圧力センサに関し、特に従来のセン
１すよりも高感度で温度特性がよく、且つ低」ス１へで
”Ａ造することがぐぎる改良された半導体圧力センサに
関りるものひある。
１すよりも高感度で温度特性がよく、且つ低」ス１へで
”Ａ造することがぐぎる改良された半導体圧力センサに
関りるものひある。
「発明の技術的費用」
第′１図に従来公知の半導体圧力センサ（絶対圧タイプ
）を示り。 該センサは剛性の取（＝Ｉ板１Ａと該取付
板１Ａに固定されたキャップ１Ｂとから成る中空のシェ
ル１を有し、該シェル１内にはセン（」の本体−（Ｌｌ
りるタイ７ノラム形の半導体製デツプど該デツプ２を支
持部るための半導体製（シリコン竹）の台座３とが収容
され（いる。 チップ２はにり知られているように、半
導体製の薄板の中央部をえぐっＣａ９肉のダイアフラム
部分を形成した後に該ダイアフラム部分に不純物の選択
拡散を行って歪みゲージを構成する抵抗を形成したもの
であり、デツプ２内の該抵抗に接続されたリード線４は
該シェル１内に挿入されている外部り一ド５に接続され
ている。
）を示り。 該センサは剛性の取（＝Ｉ板１Ａと該取付
板１Ａに固定されたキャップ１Ｂとから成る中空のシェ
ル１を有し、該シェル１内にはセン（」の本体−（Ｌｌ
りるタイ７ノラム形の半導体製デツプど該デツプ２を支
持部るための半導体製（シリコン竹）の台座３とが収容
され（いる。 チップ２はにり知られているように、半
導体製の薄板の中央部をえぐっＣａ９肉のダイアフラム
部分を形成した後に該ダイアフラム部分に不純物の選択
拡散を行って歪みゲージを構成する抵抗を形成したもの
であり、デツプ２内の該抵抗に接続されたリード線４は
該シェル１内に挿入されている外部り一ド５に接続され
ている。
該チップ２のダイアフラム部分に機械的変位を与えるた
めに、該チップ２を支持している台座３には該ダイアフ
ラム部分に向っ−Ｃ聞いた圧力導入孔３ａが貫設され、
該Ｂカ導入孔３ ａはシェル１の取（＝Ｊ板１Ａに設け
られた貫通孔１ａに連通している。
めに、該チップ２を支持している台座３には該ダイアフ
ラム部分に向っ−Ｃ聞いた圧力導入孔３ａが貫設され、
該Ｂカ導入孔３ ａはシェル１の取（＝Ｊ板１Ａに設け
られた貫通孔１ａに連通している。
該台座３はデツプ２を支持りるための支持部材であるば
かりでなく、該セン１〕の製作時や使用時にＪ３い′Ｃ
外部から熱的悪影響を遮断するための熱緩衝部拐でもあ
り、従ってチップ２の構成材料と同じ熱膨張係数のシリ
コ」ンで構成されている。
かりでなく、該セン１〕の製作時や使用時にＪ３い′Ｃ
外部から熱的悪影響を遮断するための熱緩衝部拐でもあ
り、従ってチップ２の構成材料と同じ熱膨張係数のシリ
コ」ンで構成されている。
シェル１の取付板１Ａの外側には該貫通孔１ａに連通づ
る圧力導入管６が固着され、該圧力導入管６を通る気体
（空気）がチップ２のダイアノラム部分に機械的変位を
生じさけることになる。
る圧力導入管６が固着され、該圧力導入管６を通る気体
（空気）がチップ２のダイアノラム部分に機械的変位を
生じさけることになる。
取１」板１△にはまた、外部リード５を挿通ずるための
リード引出し孔が段りられており、該リード引出し孔に
嵌装されたシールリング７によっ゛Ｃシ］ル１内に外部
の空気が侵入しないように４℃つ（いる、。
リード引出し孔が段りられており、該リード引出し孔に
嵌装されたシールリング７によっ゛Ｃシ］ル１内に外部
の空気が侵入しないように４℃つ（いる、。
ｆ−ツゾ２ど台座３、及び台座３と取付板１Ａはそれぞ
れＰｌ）−３ｎ系のは／υだで接合され、チップ２は台
座３を介して取イ」板１Ａに支持されている。 なお、
取付板１Ａは４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金（略称Ｎ Ｓ ｌ）
）で４／４成されている。
れＰｌ）−３ｎ系のは／υだで接合され、チップ２は台
座３を介して取イ」板１Ａに支持されている。 なお、
取付板１Ａは４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金（略称Ｎ Ｓ ｌ）
）で４／４成されている。
前記のごどき４１４造の公知の半導体圧力センサーは以
ｌ・のＪ、）な条イ′１を化１走して設置１及び製作が
行われ（いる。
ｌ・のＪ、）な条イ′１を化１走して設置１及び製作が
行われ（いる。
前記公知の半り体ｒ１カヒンリーを設ｈ１する場合、デ
ツプに〜える熱的変動と機械的歪みをできるだけ小さく
りるために、台８３の高さをなるべく大きくりる反面、
台座３の横断面積はなるべく小さくりることが望ましい
。 しかしながら、台座３の横断面積が小さいと、チッ
プ２の直径（すなわち、ｆ−ツゾ２のダイアフラム部分
の直径）が小さくなるため、高感度の検出が不酊能とな
り、センサの感電に関しては高性能を望めないという矛
盾した結果を招く。
ツプに〜える熱的変動と機械的歪みをできるだけ小さく
りるために、台８３の高さをなるべく大きくりる反面、
台座３の横断面積はなるべく小さくりることが望ましい
。 しかしながら、台座３の横断面積が小さいと、チッ
プ２の直径（すなわち、ｆ−ツゾ２のダイアフラム部分
の直径）が小さくなるため、高感度の検出が不酊能とな
り、センサの感電に関しては高性能を望めないという矛
盾した結果を招く。
それ故、従来の半導体圧力センリでは、前記のごとき熱
的影響と機械的歪みを考慮して台座３の断面積を小さく
するとともに台座３の高さを大きくするように台座設Ｓ
１を行う反面、センサの感度向上のためにデツプ２のダ
イアフラム部分をできるかぎり薄くするようにチップ形
成を行っていた。
的影響と機械的歪みを考慮して台座３の断面積を小さく
するとともに台座３の高さを大きくするように台座設Ｓ
１を行う反面、センサの感度向上のためにデツプ２のダ
イアフラム部分をできるかぎり薄くするようにチップ形
成を行っていた。
また、センサ製作工程で熱膨張率の小さい台座３と熱膨
張率の人きな取イ」板１Ａどのは／υだ接合によつ′（
両者間に大きな残留応力や熱歪みが生じないように、月
つデツプ２への入熱を小さくづるように、接合用は／υ
だどし−Ｃ低融貞のＰｔ＋−３＋＋系のソノ１−ソルダ
ーを用い１いた。
張率の人きな取イ」板１Ａどのは／υだ接合によつ′（
両者間に大きな残留応力や熱歪みが生じないように、月
つデツプ２への入熱を小さくづるように、接合用は／υ
だどし−Ｃ低融貞のＰｔ＋−３＋＋系のソノ１−ソルダ
ーを用い１いた。
［背景技術の問題点］
以上のごとき従来の半導体圧力ゼンザには次のような問
題点かあっｔｓ 。
題点かあっｔｓ 。
■ 升ツブ２のダイアフラム部分を非常に薄くしな【Ｊ
ればならないのぐ不良品発り一率が人さく、従つ（ｆ−
ツノの製造工程にお【プる歩留りが低く、デツプ製造＝
°Ｊス１へが高い。
ればならないのぐ不良品発り一率が人さく、従つ（ｆ−
ツノの製造工程にお【プる歩留りが低く、デツプ製造＝
°Ｊス１へが高い。
■ Ｊ“ツノ２のダイアフラム部分を大直径にづること
かＣ′ぎないので高感度のセンサを製作することが′Ｃ
いない。
かＣ′ぎないので高感度のセンサを製作することが′Ｃ
いない。
■ 台座；〕の圧力導入孔３ａは一般に時間のかかる超
高波加工で孔ありりるので、台座３の高さか人きりれば
大きい程、孔あり加工に要部る時間が長くなり、台座３
の製造コストが高くなる。
高波加工で孔ありりるので、台座３の高さか人きりれば
大きい程、孔あり加工に要部る時間が長くなり、台座３
の製造コストが高くなる。
■ 取イ」板１△にり・１づる台座３の接着面積がまだ
比較的太さいｌ〔め、シ１ル１の外部から入って（る熱
に」、って台座３と取（＝Ｉ板１△との間に牛（ノ゛る
熱１１゛みしかなり人さく無視−Ｃきない。
比較的太さいｌ〔め、シ１ル１の外部から入って（る熱
に」、って台座３と取（＝Ｉ板１△との間に牛（ノ゛る
熱１１゛みしかなり人さく無視−Ｃきない。
（１９台片３ど取付板１△どの間に生ずる熱歪力を小さ
くさ氾るＪ、うに両者を低融点はんｌとで接合しでいる
ため、該センサを比較的高温の環境下ししくは溜１度変
動の激しい環境下で使用４ることがＱさイＣい、１ し
かも前記したように取付板１△に対りる台座３の接着面
積がまたかなり大きいのＣ、シゴル外部の温度変動が台
座３を介してデツプ２に向える影響は大きく、従って温
度特性の悪いセンサとなっている。
くさ氾るＪ、うに両者を低融点はんｌとで接合しでいる
ため、該センサを比較的高温の環境下ししくは溜１度変
動の激しい環境下で使用４ることがＱさイＣい、１ し
かも前記したように取付板１△に対りる台座３の接着面
積がまたかなり大きいのＣ、シゴル外部の温度変動が台
座３を介してデツプ２に向える影響は大きく、従って温
度特性の悪いセンサとなっている。
従来、前記■及び■の問題点を軽減づるために、第２図
（ａ ）及び（Ｉ］）に示すように、一部が細くなるよ
うに加工した改良台座３Ａ。
（ａ ）及び（Ｉ］）に示すように、一部が細くなるよ
うに加工した改良台座３Ａ。
３Ｂも使用されていたが、これらの改良台座ににつ−Ｃ
も前記づべての問題点を解決覆ることはできなかった。
も前記づべての問題点を解決覆ることはできなかった。
■ 台座３の高さが大きいからインナーリードの高さも
大きくなり、その結果非常にきびしいワイアボンディン
グ条件がしいられる。
大きくなり、その結果非常にきびしいワイアボンディン
グ条件がしいられる。
■ 台座３を取イ」板１Ａに接合し更にリード接続など
を（ｊ −、） ７：から、キャップ１１３を取付板１
△に固定Ｊるが、この場合にも取イ・］板１Ａに対づる
台座３の接着面積が大きいと１（・ツブ取イ（］後の台
座３に変形が生じ、その結果センサの感度等に悪影響を
勾える。 従来のセンサにａ３いては、キャップ取（＝
Ｉ前におりるセンリーの感度に刻してＡＩ７ツブ取イり
後の感度は低士づるのが普通であった。
を（ｊ −、） ７：から、キャップ１１３を取付板１
△に固定Ｊるが、この場合にも取イ・］板１Ａに対づる
台座３の接着面積が大きいと１（・ツブ取イ（］後の台
座３に変形が生じ、その結果センサの感度等に悪影響を
勾える。 従来のセンサにａ３いては、キャップ取（＝
Ｉ前におりるセンリーの感度に刻してＡＩ７ツブ取イり
後の感度は低士づるのが普通であった。
［発明の目的〕
この発明の目的は、前記問題点の少い改良された半導体
圧力センリを提供ｊることであり、更に詳細には、従来
製品よりも高感度で且つ温度特性が棧く、また低二１ス
１へで製造することのできる改良された半導体圧力セン
サを提供づることである。
圧力センリを提供ｊることであり、更に詳細には、従来
製品よりも高感度で且つ温度特性が棧く、また低二１ス
１へで製造することのできる改良された半導体圧力セン
サを提供づることである。
［発明の概要コ
この発明により改良された半導体圧力センサは、従来セ
ンサｊ：り５大直径で〃肉のダイアフラム部分を右しに
）゛−ツブを装留１？Ｉることができ、従って従来セン
サＪ、すｂ高感度である。 また、この発明により改良
された半導体圧力センザは、センサ！！ｌ′１作１１．
１及び使用ｕ４にａ３い（デツプ取何部に好ましく＜Ｋ
い倹形を起りことの少い構造を有し℃いることを特徴と
づる、１ 具体的には、本発明の半導体Ｆｉミーツノセン）は、チ
ップもしくは台座の構成材の熱膨張係数に近い熱膨張係
数をイｊリ−る博肉管状支持部材を介して該チップｂｂ
＜は台座が取イＮｊ板に支持され（いることを特徴とす
る。
ンサｊ：り５大直径で〃肉のダイアフラム部分を右しに
）゛−ツブを装留１？Ｉることができ、従って従来セン
サＪ、すｂ高感度である。 また、この発明により改良
された半導体圧力センザは、センサ！！ｌ′１作１１．
１及び使用ｕ４にａ３い（デツプ取何部に好ましく＜Ｋ
い倹形を起りことの少い構造を有し℃いることを特徴と
づる、１ 具体的には、本発明の半導体Ｆｉミーツノセン）は、チ
ップもしくは台座の構成材の熱膨張係数に近い熱膨張係
数をイｊリ−る博肉管状支持部材を介して該チップｂｂ
＜は台座が取イＮｊ板に支持され（いることを特徴とす
る。
本発明の第一実施例では、台座が銹肉の管状支持部材を
介して取付板に支持されており、台坪と取４＝Ｊ板とは
直接に接触していない。 該管状支持部材は台座の構成
材であるシリコンの熱膨張係数とほぼ同じかあるいはそ
れよりも小さな熱膨張係数の索材で構成され、またその
外形は取（＝ｊ板のｖ４通孔よりもわずかに大きいだ（
プであり、取イｑ板に対する接触面積が従来の台座の接
触面積よりもはるかに小さい。
介して取付板に支持されており、台坪と取４＝Ｊ板とは
直接に接触していない。 該管状支持部材は台座の構成
材であるシリコンの熱膨張係数とほぼ同じかあるいはそ
れよりも小さな熱膨張係数の索材で構成され、またその
外形は取（＝ｊ板のｖ４通孔よりもわずかに大きいだ（
プであり、取イｑ板に対する接触面積が従来の台座の接
触面積よりもはるかに小さい。
本発明の他の実施例では、圧力導入管がチップ素材の熱
膨張係数に近い熱膨張係数の素材で構成されるとともに
該圧力導入管はシ〕ル内にまで挿入され、プルツブが該
圧力導入管のシェル内挿入部の先端に直接に取付られて
いる。 リなわち、この実施例では台座がなく、また前
記実施例で使用された管状支持部材が圧力導入管と一体
に構成されている。
膨張係数に近い熱膨張係数の素材で構成されるとともに
該圧力導入管はシ〕ル内にまで挿入され、プルツブが該
圧力導入管のシェル内挿入部の先端に直接に取付られて
いる。 リなわち、この実施例では台座がなく、また前
記実施例で使用された管状支持部材が圧力導入管と一体
に構成されている。
前記管状支持部材と圧ノＪ導入管とは、たとえば３９％
Ｎｉ−［ｅ合金（略称［ＮＬ）や、３６％Ｎｉ−１”ｅ
合金（略称ＩＮＧ）もしくはジルコン等の種々の祠Ｉｔ
’（’構成される。
Ｎｉ−［ｅ合金（略称［ＮＬ）や、３６％Ｎｉ−１”ｅ
合金（略称ＩＮＧ）もしくはジルコン等の種々の祠Ｉｔ
’（’構成される。
［発明の実施例］
第３図に本発明の第一実施例を示−リ。 なお、第３図
に一′３いて第１図と同一の符号で表示された部分（、
Ｌ第′１１￥Ｉの公知の半導体圧力セン（〕と同一部品
（゛あるから、この同一部分についての説明を省略覆る
。
に一′３いて第１図と同一の符号で表示された部分（、
Ｌ第′１１￥Ｉの公知の半導体圧力セン（〕と同一部品
（゛あるから、この同一部分についての説明を省略覆る
。
第３図に承り実施例では、第１図の公知のセンザにくら
べ６人直径のチップ２が使用されるとともに高ざの低い
台座３ｃが装備され、かつ該台座３Ｃは、−９肉の管状
支持部材８を介しＣ取イ」板１△の面」−に支持され（
いる。 管状支持部材８は前脳用ぐ係数がシリコンに近
い材料、もしくは熱膨張係数がシリコンよりし小さい々
Ａ料から構成されＵ Ｊ３す、ぞの４？４成索祠とし−
Ｃは、たとえば３９％Ｎｉ−Ｆｅ含金（略称ＩＮＬ）や
３６％Ｎｉ −Ｆｅ合金（略称Ｉ ＮＧ）等の導電性月
利、もしくはジルコン等の絶縁材料のいずれがＣあっ゛
（ｂよい。
べ６人直径のチップ２が使用されるとともに高ざの低い
台座３ｃが装備され、かつ該台座３Ｃは、−９肉の管状
支持部材８を介しＣ取イ」板１△の面」−に支持され（
いる。 管状支持部材８は前脳用ぐ係数がシリコンに近
い材料、もしくは熱膨張係数がシリコンよりし小さい々
Ａ料から構成されＵ Ｊ３す、ぞの４？４成索祠とし−
Ｃは、たとえば３９％Ｎｉ−Ｆｅ含金（略称ＩＮＬ）や
３６％Ｎｉ −Ｆｅ合金（略称Ｉ ＮＧ）等の導電性月
利、もしくはジルコン等の絶縁材料のいずれがＣあっ゛
（ｂよい。
ＩＮＬ−は’Ｊ、 ＴＥＡから １００℃付近までの熱
膨張係数かは（エシリコンのそれと等しく ３０ｘ Ｉ
Ｆ７／ ℃であり、またその降伏温度は２５０へ・２６
０℃である。
膨張係数かは（エシリコンのそれと等しく ３０ｘ Ｉ
Ｆ７／ ℃であり、またその降伏温度は２５０へ・２６
０℃である。
ＩＮＧはＶ温から１００℃付近まＣの熱膨張係数が（８
〜１５） Ｘ １０−’ ／ ’Ｑであつ−Ｃシリコン
よりし小さく、その降伏温度は１５０℃イ・」近Ｃある
。 また、ジルコンは４０℃から４００℃まＣ゛の熱膨
張係数が３７Ｘ ４０−’ ／ ’Ｃであってシリコン
のそれに近い。
〜１５） Ｘ １０−’ ／ ’Ｑであつ−Ｃシリコン
よりし小さく、その降伏温度は１５０℃イ・」近Ｃある
。 また、ジルコンは４０℃から４００℃まＣ゛の熱膨
張係数が３７Ｘ ４０−’ ／ ’Ｃであってシリコン
のそれに近い。
デツプ２と台座３０の接合面及び台座３Ｃと管状支持部
材８との接合面ならびに管状支持部材８と取付板１Δと
の接合面にお【プる接合はＡ ｕ−２０％３ｎの高融点
はんだく融点２８０℃）を用いて行った。 このはんだ
の融点は管状支持部材８の構成素材で・あるＩＮＬの降
伏温度２５０〜２６０℃に非常に近いため、管状支１４
部月８を取付板１Ａに接合した後に両者間に残留応力や
熱歪みが住ザる恐れは【Ｊどんどない。 勿論、Ａ Ｕ
−２０％３ｎはんだとｐｂ−３ｎはんだとを接合部分に
より併用し−Ｃ−ｂよい。
材８との接合面ならびに管状支持部材８と取付板１Δと
の接合面にお【プる接合はＡ ｕ−２０％３ｎの高融点
はんだく融点２８０℃）を用いて行った。 このはんだ
の融点は管状支持部材８の構成素材で・あるＩＮＬの降
伏温度２５０〜２６０℃に非常に近いため、管状支１４
部月８を取付板１Ａに接合した後に両者間に残留応力や
熱歪みが住ザる恐れは【Ｊどんどない。 勿論、Ａ Ｕ
−２０％３ｎはんだとｐｂ−３ｎはんだとを接合部分に
より併用し−Ｃ−ｂよい。
なお、この実施例では、台座３Ｃは４畦口で厚さ２ｍｍ
であり、従来のレノ４ノの台座にくらべて厚ざ（高さ）
が１／２になっている。 また、管状支Ｊｉ′１部何８
のめ径（外径）は２．５ｍｍ、その高さく長さ）は ＋
、 Ｏｎｌ Ｉｎ ｔ”ある。
であり、従来のレノ４ノの台座にくらべて厚ざ（高さ）
が１／２になっている。 また、管状支Ｊｉ′１部何８
のめ径（外径）は２．５ｍｍ、その高さく長さ）は ＋
、 Ｏｎｌ Ｉｎ ｔ”ある。
第３図の実施例では台座３Ｃが取付板１Ａに接触しくい
ないので゛、台座３Ｃが取イ」板１Ａから受（プる熱影
響が少く、またシリコンど類似り゛る熱膨張係数の水利
の管状支持部材８上に極めて小ざな接触面積で支持され
ているので取４＝Ｊ板１Ａとの接合部における熱歪みに
よる影響が少い。
ないので゛、台座３Ｃが取イ」板１Ａから受（プる熱影
響が少く、またシリコンど類似り゛る熱膨張係数の水利
の管状支持部材８上に極めて小ざな接触面積で支持され
ているので取４＝Ｊ板１Ａとの接合部における熱歪みに
よる影響が少い。
ぞれ故、頃１３図の実施例に示された半導体圧力センリ
Ｃは台座に対づる熱的恕影響が少いため、台座を従）ｋ
センリのそれよりｂ ｉｌ！ ＜ することができると
ともに大直径化することができ、従ってチップ２も従来
品よりも大径化しかつそのダイアフラム部分の肉厚を従
来品よりも厚くり”ることが可能となる。 ぞの結采第
３図の半導体圧力レン勺Ｃは、従来品Ｊ、りも畠感度で
かつ温度特性のよい半導１木１十カレンリ−が得られる
。
Ｃは台座に対づる熱的恕影響が少いため、台座を従）ｋ
センリのそれよりｂ ｉｌ！ ＜ することができると
ともに大直径化することができ、従ってチップ２も従来
品よりも大径化しかつそのダイアフラム部分の肉厚を従
来品よりも厚くり”ることが可能となる。 ぞの結采第
３図の半導体圧力レン勺Ｃは、従来品Ｊ、りも畠感度で
かつ温度特性のよい半導１木１十カレンリ−が得られる
。
台座の高さの減少により、台座の圧力尋人孔の長さも短
くなるので、孔あけに要り−る加■コスト及び加−Ｖ時
間が減少りるほか、デツプの厚膜化によってチップ製造
にお【ノる歩留りが向上し、その結果セン１ノ製造コス
トも低減される。
くなるので、孔あけに要り−る加■コスト及び加−Ｖ時
間が減少りるほか、デツプの厚膜化によってチップ製造
にお【ノる歩留りが向上し、その結果セン１ノ製造コス
トも低減される。
第４図は第３図の半導体圧力センサにおいて、キ１７ツ
プ１Ｂの取付前の企みゲージの出ツノ誤差電圧ΔＶＴ
（ＩＩＩＶ／ １００℃）と主１１ツブ’Ｉ Ｂの取付
後の歪みゲージの出力誤差電圧Δｖｒ ’ （ｍＶ／１
００℃）とを測定してこれを表示したものである。
プ１Ｂの取付前の企みゲージの出ツノ誤差電圧ΔＶＴ
（ＩＩＩＶ／ １００℃）と主１１ツブ’Ｉ Ｂの取付
後の歪みゲージの出力誤差電圧Δｖｒ ’ （ｍＶ／１
００℃）とを測定してこれを表示したものである。
同図において、○印は測定値であり、同図から明らかな
Ｊ：うに、キャップ１Ｂの取付後における測定ｆｆｆは
倫１角４５°の直線り上に並／υでおり、それ故キャッ
プ１１３取（＝Ｊの前後において出力誤差を生じないこ
とがわかる。 づなわち、換言覆れば第３図の半導体圧
力セン１）ではキトツブ１Ｂの取付によって生じた歪み
が台座３Ｃに何らの熱影響を及ぼし−Ｃいないというこ
とになる。
Ｊ：うに、キャップ１Ｂの取付後における測定ｆｆｆは
倫１角４５°の直線り上に並／υでおり、それ故キャッ
プ１１３取（＝Ｊの前後において出力誤差を生じないこ
とがわかる。 づなわち、換言覆れば第３図の半導体圧
力セン１）ではキトツブ１Ｂの取付によって生じた歪み
が台座３Ｃに何らの熱影響を及ぼし−Ｃいないというこ
とになる。
第５図は、（ｉ）従来構造の半導体圧力レン１ノー、（
１１）第３図の本発明構造の圧ノ〕ヒンＶにおい管状支
持部材８がＩＮＬ製であるもの、（ｉｉｉ ）第３図の
本発明圧力センリにおい−（”ｔａ状支持部′４Ａ８が
ＬＮＧ製であるもの、（１ｖ）チップ単体、のぞれぞれ
につい−Ｃ零点温度特性を調べ、これを表示したグラフ
（あり、同図においＣ横軸は高温側の零点ｆａ 度ｒｆ
Ａ ％△Ｖ ＋１ｏ （ＩＩＩＶ ／ ５０℃）、［ｆ
（Ｍｌｌ低側の零点ｉｆＩ！Ｉｔ（誤差△Ｖ ｔｏ （
ｍＶ ／ ｂｏ″Ｃ）を表わす。
１１）第３図の本発明構造の圧ノ〕ヒンＶにおい管状支
持部材８がＩＮＬ製であるもの、（ｉｉｉ ）第３図の
本発明圧力センリにおい−（”ｔａ状支持部′４Ａ８が
ＬＮＧ製であるもの、（１ｖ）チップ単体、のぞれぞれ
につい−Ｃ零点温度特性を調べ、これを表示したグラフ
（あり、同図においＣ横軸は高温側の零点ｆａ 度ｒｆ
Ａ ％△Ｖ ＋１ｏ （ＩＩＩＶ ／ ５０℃）、［ｆ
（Ｍｌｌ低側の零点ｉｆＩ！Ｉｔ（誤差△Ｖ ｔｏ （
ｍＶ ／ ｂｏ″Ｃ）を表わす。
また、同図においζ、（ｉ）は従来構造の半導体圧力レ
ンジ−の零点温度誤差の範囲、（１１）は第３図の構）
告にｄ３い−（管状支持部材８がＩＮＬ製のセン４）の
零点温度誤差の範囲、ｌ１ｉｌじ＜＜ｉｉｉ＞は管状支
ノも部材８がＩＮＧ製の第３図のレンダの零点温度誤差
の範囲、黒丸ので表示されたく１■）はデツプぞれ自身
の零点温度誤差である。
ンジ−の零点温度誤差の範囲、（１１）は第３図の構）
告にｄ３い−（管状支持部材８がＩＮＬ製のセン４）の
零点温度誤差の範囲、ｌ１ｉｌじ＜＜ｉｉｉ＞は管状支
ノも部材８がＩＮＧ製の第３図のレンダの零点温度誤差
の範囲、黒丸ので表示されたく１■）はデツプぞれ自身
の零点温度誤差である。
第５図から明らかなように、従来″のセン→プにくらへ
ζ本発明のＵンＶの零点淘ｍ誤差は非常に改善され（お
り、特に前記（ｉｉｉ）のものはデツプ中休の’Ｒ＋
ｌ！ｌに：Ｉ： ｃ３ＬＥ ４”Ｊい（いることがわか
る。
ζ本発明のＵンＶの零点淘ｍ誤差は非常に改善され（お
り、特に前記（ｉｉｉ）のものはデツプ中休の’Ｒ＋
ｌ！ｌに：Ｉ： ｃ３ＬＥ ４”Ｊい（いることがわか
る。
本発明の半導体圧力センリでは、前記のように管状克１
、一部材８を設りることにより台座を薄くすることがし
・きるので、この構造を更に発展さけると、台座が不要
となり、また管状支持部（１８と圧力導入管６が一体化
した構造が１＠られることになる。
、一部材８を設りることにより台座を薄くすることがし
・きるので、この構造を更に発展さけると、台座が不要
となり、また管状支持部（１８と圧力導入管６が一体化
した構造が１＠られることになる。
第６図乃至第８図は、このような考えを具体化した実施
例を示したものである。
例を示したものである。
第６図の実施例は第３図の実施例の変形実施例であって
、第３図に示し〕こ管状支持部材８と圧力導入管６とを
一体化してシェル１の内部にまで挿入されｌこ圧ツノ導
入管６ＡをイＭ成したものである。
、第３図に示し〕こ管状支持部材８と圧力導入管６とを
一体化してシェル１の内部にまで挿入されｌこ圧ツノ導
入管６ＡをイＭ成したものである。
従って、この実施例では台座３Ｃが圧力導入管６△のシ
ェル内挿入端に接合され、管状支持部材８は不要となる
。 この場合、圧力導入管６△の全体をｌ Ｎ Ｌ、Ｉ
ＮＧもしくはジルコンで形成してもにいが、圧ノＪ導入
管６△と取（＝ｌ板１Ａとの接合部から外側の部分のみ
をＩＮＬ、ＩＮＧもしくはジル：ノン等の材料以外の材
料ぐ（１−１成し、該接合部とその内側の部分をＩＮＬ
、ＩＮＧもしくはジルコンで形成づるようにし−Ｃもよ
い。
ェル内挿入端に接合され、管状支持部材８は不要となる
。 この場合、圧力導入管６△の全体をｌ Ｎ Ｌ、Ｉ
ＮＧもしくはジルコンで形成してもにいが、圧ノＪ導入
管６△と取（＝ｌ板１Ａとの接合部から外側の部分のみ
をＩＮＬ、ＩＮＧもしくはジル：ノン等の材料以外の材
料ぐ（１−１成し、該接合部とその内側の部分をＩＮＬ
、ＩＮＧもしくはジルコンで形成づるようにし−Ｃもよ
い。
第７図は前記のごとき圧ツノ導入筒６Ａの代り【ご先端
にチップ接合用台座部６ａを右Ｊる圧ツノ導入管６Ｂを
使用した例を示す。 この実施例では、シリコン製の台
座３Ｃが不要となり、チップ２は該台座部６ａ十に直接
に接合される。
にチップ接合用台座部６ａを右Ｊる圧ツノ導入管６Ｂを
使用した例を示す。 この実施例では、シリコン製の台
座３Ｃが不要となり、チップ２は該台座部６ａ十に直接
に接合される。
第８図は第７図の実施例と同一の圧力導入管６［３を装
備した例であるが、この実施例では従来のナツツ゛より
８人幅にＪワみの犬ぎいデツプ２Ａが肢（Ｉｉｉされる
。
備した例であるが、この実施例では従来のナツツ゛より
８人幅にＪワみの犬ぎいデツプ２Ａが肢（Ｉｉｉされる
。
このにうに厚みの人きいデツプ２Ａを用いると温１哀待
竹のバラツキが少くなり、センサの温度時（’Ｉｆ及び
均一４’ｌが向上覆るという効果が得られる。
竹のバラツキが少くなり、センサの温度時（’Ｉｆ及び
均一４’ｌが向上覆るという効果が得られる。
但し、第７図及び第８図の実施例においてはチップ接合
用台座部６ａの厚みをチップの大きざ等の関係″（・余
り人きくづること＋Ｊ： Ｔ−きない。 すなわら、ｔ
ｉ＆台座部６ａの厚みが人きいと、デツプの構成累月（
・あるシリコンの熱膨張係数と該台座部６ａの（１【１
成崇祠であるＩＮＬ等の熱膨張係数どの差を接合は／υ
ノご層て・吸収することができなくなるから（・ある。
用台座部６ａの厚みをチップの大きざ等の関係″（・余
り人きくづること＋Ｊ： Ｔ−きない。 すなわら、ｔ
ｉ＆台座部６ａの厚みが人きいと、デツプの構成累月（
・あるシリコンの熱膨張係数と該台座部６ａの（１【１
成崇祠であるＩＮＬ等の熱膨張係数どの差を接合は／υ
ノご層て・吸収することができなくなるから（・ある。
第７図及び第ε３図の実施例ではシリコン製の台座が不
敗となるので部品点数や加工コストが低減し、または／
υノご接合面が第３図の実施例とくらべ（減少づるのＣ
１は／ｖだ接合面等に起因づるデツプ取イ１部の機械的
変形や熱的悪影響が更に軽減される。
敗となるので部品点数や加工コストが低減し、または／
υノご接合面が第３図の実施例とくらべ（減少づるのＣ
１は／ｖだ接合面等に起因づるデツプ取イ１部の機械的
変形や熱的悪影響が更に軽減される。
［発明の効果Ｊ
以上のように、この発明によれば、従来の半導体圧力セ
ンサに存する前記のごとき問題点が解潤され、以下のご
とき特長を右する、改善されｌζ半導体圧ツノセンサが
提供される。
ンサに存する前記のごとき問題点が解潤され、以下のご
とき特長を右する、改善されｌζ半導体圧ツノセンサが
提供される。
（Ａ＞ 従来品よりも大直径で厚肉のダイアフラム部分
を有したチップを使用で゛きるので、チップ製造歩留り
が改善されでチップＶ造コストが低減されるうえ、高感
度のセン醤すが製造できる。
を有したチップを使用で゛きるので、チップ製造歩留り
が改善されでチップＶ造コストが低減されるうえ、高感
度のセン醤すが製造できる。
（Ｂ） はんだ接合部等に起因する１幾械的変形や熱歪
みがデツプ取伺部に与える悪影響を軽減（さ、従っで温
度特性がよく、精度の高いレンダを製造づることかでき
るようになつｌこ。
みがデツプ取伺部に与える悪影響を軽減（さ、従っで温
度特性がよく、精度の高いレンダを製造づることかでき
るようになつｌこ。
（Ｃ） 台座を薄くすることができるので、台座加工コ
ストが減少し、また台座を要しない構造を採用リ−る場
合には部品数及び加」艶二」ストの両面て゛コスト低減
が可能となるため、リング−の製造コストの低減が実現
づる。
ストが減少し、また台座を要しない構造を採用リ−る場
合には部品数及び加」艶二」ストの両面て゛コスト低減
が可能となるため、リング−の製造コストの低減が実現
づる。
＜１）） 使用は／υだとして高紺（点はんだをも用い
ることができるため、高温安定性がよく、温度特性のよ
いリングを製造できるようにイｆ つ ｌこ 。
ることができるため、高温安定性がよく、温度特性のよ
いリングを製造できるようにイｆ つ ｌこ 。
なお、実施例では絶対圧タイプのセンυについ−（のみ
説明したが、大気減圧型、人気加圧型、または差Ｌ］型
のリングについても本発明が適用でさることは明らかＣ
ある。
説明したが、大気減圧型、人気加圧型、または差Ｌ］型
のリングについても本発明が適用でさることは明らかＣ
ある。
１１１図は従来の半導体圧力リング−の縦断面図、ノ１
２図（ａ）及び（１１）は従来提案されＣいる改良台座
の縦田１面図、第３図は本発明の第一実施例を承りｗＬ
断面図、第４図は第３図に示したセンＶの１１Ｉ性の一
つを承りグラフ、第５図は第３図のリングと第１図のセ
ン１ノの零点温度誤差及び半導体チップ上の歪みクーラ
の零点＋１ｔＡ度誤差を示したグラ°ノ、第６図ノリ至
第８図は本発明の他の実施例を示り」：要部のみの縦断
面図である。 １・・・シェル、 １Ａ・・・取付板、 １Ｂ・・・キ
ャップ、２・・・チップ、 ３．３Ａ、３Ｂ、３Ｇ・・
・台座、４・・・内部リード、５・・・リード、６．６
Ａ。 ６Ｂ・・・圧力導入管、 ６ａ・・・チップ接合用台座
部、７・・・シールリング、 ８・・・管状受持部材、
３ａ・・・圧力導入孔、 １ａ・・・貴通孔。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
２図（ａ）及び（１１）は従来提案されＣいる改良台座
の縦田１面図、第３図は本発明の第一実施例を承りｗＬ
断面図、第４図は第３図に示したセンＶの１１Ｉ性の一
つを承りグラフ、第５図は第３図のリングと第１図のセ
ン１ノの零点温度誤差及び半導体チップ上の歪みクーラ
の零点＋１ｔＡ度誤差を示したグラ°ノ、第６図ノリ至
第８図は本発明の他の実施例を示り」：要部のみの縦断
面図である。 １・・・シェル、 １Ａ・・・取付板、 １Ｂ・・・キ
ャップ、２・・・チップ、 ３．３Ａ、３Ｂ、３Ｇ・・
・台座、４・・・内部リード、５・・・リード、６．６
Ａ。 ６Ｂ・・・圧力導入管、 ６ａ・・・チップ接合用台座
部、７・・・シールリング、 ８・・・管状受持部材、
３ａ・・・圧力導入孔、 １ａ・・・貴通孔。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 中心部に貫通孔を備えｌ〔取付板と部数（＝Ｊ板の
一面側に固定されたキトツブとによって構成されている
中空のシェルと、該取付板に固定されて該シェルの外側
に突出するとともに該Ｌ１通孔に連通している圧力導入
管ど、歪みゲージが形成されている薄肉のダイアフラム
部分をｉ、ｉ備りるとともに該シェル内に収容され（い
る半導体製のチップとを有して成る半導体ルカレンリに
おいて、部平を休の熱膨張係故に近い熱膨張係故をイ］
した薄肉の管状支１、＋１部伺を介し−（該ブーツブが
該取付板に支持され（いることを特徴とＪる半導体圧力
レンリ。 ２ 中心部に貫通孔を備えた取（＝Ｊ板と部数（＝Ｊ板
の一面側に固定されたギレップとによって構成され（い
る中空のシェルど、該取イリ根に固定され（該シェルの
外側に突出するとともに該貫通孔に連通している圧力導
入管と、歪みゲージが形成されている薄肉のダイアフラ
ム部分を具備づるとともに該シＪ−ル内に収容されてい
る半導体製のチップとを有して成る半導体圧力センザに
おいて、該Ｊ′ｉ−力導入管が該半導体の熱膨張係数に
近い熱膨張係故の拐料で構成されるとともに該シェル内
にまで挿入され（おり、該圧力導入管のシェル内挿入部
分の先端に該チップが直接に取付しプられでいることを
特徴とする半尋体圧力センサ。 ３ 中心部に貫通孔を備えＩこ取（＝Ｊ板と該取付板の
一面側に固定されたキャップとによって構成されている
中空のシェルと、該取イ」板に固定され（該シェルの外
側に突出するとともに該貫通孔に連通している圧力導入
管と、歪みゲージが形成され（いる薄肉のダイアノラム
部分を貝（ｄ＾りるとともに該シ盲ル内に収容されＣい
る半導体製のチップとを４１しｃ成る半導体圧力レン勺
において、該ブーツブと同じ半導体から成る台座に該チ
ップが取付【ノられＣおり、該台座は該半導体の熱膨張
係数に近い熱膨張係数の薄肉管状支持部祠を介して該取
付板に支持されていることを特徴とＪる半導体圧ノｊヒ
ン４ノー。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180440A JPS6073325A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 半導体圧力センサ |
| US06/654,940 US4680569A (en) | 1983-09-30 | 1984-09-27 | Semiconductor pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180440A JPS6073325A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6073325A true JPS6073325A (ja) | 1985-04-25 |
Family
ID=16083268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58180440A Pending JPS6073325A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 半導体圧力センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4680569A (ja) |
| JP (1) | JPS6073325A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE42637T1 (de) * | 1985-09-11 | 1989-05-15 | Kunz Manfred | Drucksensor. |
| DE3923032A1 (de) * | 1989-07-13 | 1991-01-17 | Bosch Gmbh Robert | Drucksensor, insbesondere fuer pneumatische nutzfahrzeug-bremsanlagen |
| US5703296A (en) * | 1995-06-27 | 1997-12-30 | Delco Electronics Corp. | Pressure sensor having reduced hysteresis and enhanced electrical performance at low pressures |
| DE19707503B4 (de) * | 1997-02-25 | 2007-01-04 | Infineon Technologies Ag | Drucksensor-Bauelement und Verfahren zur Herstellung |
| US7757574B2 (en) * | 2002-01-24 | 2010-07-20 | Kla-Tencor Corporation | Process condition sensing wafer and data analysis system |
| US6889568B2 (en) * | 2002-01-24 | 2005-05-10 | Sensarray Corporation | Process condition sensing wafer and data analysis system |
| DE10228000A1 (de) * | 2002-06-22 | 2004-01-08 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Druckmessung |
| US8604361B2 (en) * | 2005-12-13 | 2013-12-10 | Kla-Tencor Corporation | Component package for maintaining safe operating temperature of components |
| US20080222884A1 (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-18 | Honeywell International Inc. | Packaging for chip-on-board pressure sensor |
| US7798010B2 (en) * | 2007-10-11 | 2010-09-21 | Honeywell International Inc. | Sensor geometry for improved package stress isolation |
| US8681493B2 (en) | 2011-05-10 | 2014-03-25 | Kla-Tencor Corporation | Heat shield module for substrate-like metrology device |
| JP6002010B2 (ja) * | 2012-11-20 | 2016-10-05 | アズビル株式会社 | 圧力センサチップ |
| DE102014119396A1 (de) * | 2014-12-22 | 2016-06-23 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Druckmesseinrichtung |
| US9499393B2 (en) | 2015-02-06 | 2016-11-22 | Mks Instruments, Inc. | Stress relief MEMS structure and package |
| JP6663315B2 (ja) * | 2016-07-08 | 2020-03-11 | アズビル株式会社 | 圧力センサ |
| JP6756245B2 (ja) * | 2016-11-18 | 2020-09-16 | 日本電産トーソク株式会社 | 油圧センサ取付構造 |
| JP6834405B2 (ja) * | 2016-11-25 | 2021-02-24 | 日本電産トーソク株式会社 | 油圧センサ取付構造 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4127840A (en) * | 1977-02-22 | 1978-11-28 | Conrac Corporation | Solid state force transducer |
| JPS5723849A (en) * | 1980-07-18 | 1982-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gas detector and its manufacture |
| JPS5723830A (en) * | 1980-07-18 | 1982-02-08 | Hitachi Ltd | Post material for pressure transducer of semiconductor and its preparation |
| US4412203A (en) * | 1981-09-10 | 1983-10-25 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Housing and interconnection assembly for a pressure transducer |
| US4502335A (en) * | 1983-05-04 | 1985-03-05 | Honeywell Inc. | Fluid pressure transmitter assembly |
| GB8323065D0 (en) * | 1983-08-26 | 1983-09-28 | Rca Corp | Flux free photo-detector soldering |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58180440A patent/JPS6073325A/ja active Pending
-
1984
- 1984-09-27 US US06/654,940 patent/US4680569A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4680569A (en) | 1987-07-14 |
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