JPS61253437A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
- Publication number
- JPS61253437A JPS61253437A JP9575985A JP9575985A JPS61253437A JP S61253437 A JPS61253437 A JP S61253437A JP 9575985 A JP9575985 A JP 9575985A JP 9575985 A JP9575985 A JP 9575985A JP S61253437 A JPS61253437 A JP S61253437A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cap
- sensor chip
- adhesive
- pressure chamber
- insulating substrate
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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
- G01L19/142—Multiple part housings
- G01L19/143—Two part housings
-
- 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
- G01L19/14—Housings
- G01L19/148—Details about the circuit board integration, e.g. integrated with the diaphragm surface or encapsulation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体圧力センサに係り、特に信頼性の高い半
導体圧力センサに関するものである。
導体圧力センサに関するものである。
従来の半導体圧力センサの構成は、圧力を電気信号に変
換する半導体からなるセンサチップをセラミック等の絶
縁基板の導圧孔を覆うように絶縁基板上に搭載し、この
センサチップを覆うようにガラス等からなるキャップが
絶縁基板上に固定されていて、そしてセンサチップと絶
縁基板とキャップによって基準圧力室が形成されており
、また絶縁基板上にはセンサチップの電気信号が導かれ
る導体配線が形成されていた。
換する半導体からなるセンサチップをセラミック等の絶
縁基板の導圧孔を覆うように絶縁基板上に搭載し、この
センサチップを覆うようにガラス等からなるキャップが
絶縁基板上に固定されていて、そしてセンサチップと絶
縁基板とキャップによって基準圧力室が形成されており
、また絶縁基板上にはセンサチップの電気信号が導かれ
る導体配線が形成されていた。
そして特に絶縁基板上にキャップを固定する場合、キャ
ップを低融点ガラスや樹脂等の接着剤により絶縁基板上
に接着固定しており、この際キヤ・ ツブと絶縁基板と
の接着部分の一部にセンサチップの信号を基準圧力室外
に取り出すための導体配線が介在する部分があった。
ップを低融点ガラスや樹脂等の接着剤により絶縁基板上
に接着固定しており、この際キヤ・ ツブと絶縁基板と
の接着部分の一部にセンサチップの信号を基準圧力室外
に取り出すための導体配線が介在する部分があった。
上記のような従来の半導体圧力センサの構成においては
、絶縁基板上に導体配線が形成されており、上述の如く
キャップと絶縁基板との接着部分の一部にセンサチップ
の信号を基準圧力室に取り出すための導体配線が介在す
る部分があったために、導体配線による絶縁基板上の凹
凸によってキャップと絶縁基板との間に介在する接着剤
の厚みが不均一となって、この間のシール性に問題があ
り、特に接着剤としてガラスを使用した場合には導体配
線の材質とガラスとの熱膨張係数が大きく異なるので雰
囲気温度の変化により基準圧力室内の気密性が損なわれ
るようになると問題点があった。
、絶縁基板上に導体配線が形成されており、上述の如く
キャップと絶縁基板との接着部分の一部にセンサチップ
の信号を基準圧力室に取り出すための導体配線が介在す
る部分があったために、導体配線による絶縁基板上の凹
凸によってキャップと絶縁基板との間に介在する接着剤
の厚みが不均一となって、この間のシール性に問題があ
り、特に接着剤としてガラスを使用した場合には導体配
線の材質とガラスとの熱膨張係数が大きく異なるので雰
囲気温度の変化により基準圧力室内の気密性が損なわれ
るようになると問題点があった。
また接着剤として樹脂を使用した場合には導体配線の熱
膨張に対しである程度の柔軟性を持たせることが可能で
あるが、導体配線による凹凸骨だけ接着剤の厚みが増し
、また基準圧力室内がほぼ真空状態であることから、熱
等の影響により基準圧力室側に接着剤の厚みに応じた多
量の有機化合物の分解ガスが発生し、基準圧力室内を汚
染するという問題点があった。またガラス接着であって
も、有機溶剤や樹脂を含んだ物であれば樹脂接着と同様
に分解ガスが発生する。
膨張に対しである程度の柔軟性を持たせることが可能で
あるが、導体配線による凹凸骨だけ接着剤の厚みが増し
、また基準圧力室内がほぼ真空状態であることから、熱
等の影響により基準圧力室側に接着剤の厚みに応じた多
量の有機化合物の分解ガスが発生し、基準圧力室内を汚
染するという問題点があった。またガラス接着であって
も、有機溶剤や樹脂を含んだ物であれば樹脂接着と同様
に分解ガスが発生する。
従って、本発明の目的は上記の問題点を解決した信幀性
の高い半導体圧力センサを提供することである。
の高い半導体圧力センサを提供することである。
上記の問題点を解決するために本発明においては
圧力を電気信号に変換するセンサチップと、前記センサ
チップを搭載すると共に前記センサチップの片面に圧力
を導く導圧孔が形成された基板と、 前記センサチップを覆うように前記基板に接着剤により
、固定されるキャップと 前記センサチップ、前記基板、および前記キャップによ
り形成される基準圧力室と、 前記センサチップの電気信号が導かれる前記基板に形成
された導体配線とを備えた半導体圧力センサであって、 前記基準圧力室内外を電気的に接続する導体配線は前記
キャップが前記基板に固定される部分にて前記基板内部
に形成されていることを特徴とする半導体圧力センサと
している。
チップを搭載すると共に前記センサチップの片面に圧力
を導く導圧孔が形成された基板と、 前記センサチップを覆うように前記基板に接着剤により
、固定されるキャップと 前記センサチップ、前記基板、および前記キャップによ
り形成される基準圧力室と、 前記センサチップの電気信号が導かれる前記基板に形成
された導体配線とを備えた半導体圧力センサであって、 前記基準圧力室内外を電気的に接続する導体配線は前記
キャップが前記基板に固定される部分にて前記基板内部
に形成されていることを特徴とする半導体圧力センサと
している。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図面は本発明を実施した半導体圧力センサの断面構造を
示すものであり、1は半導体、例えばシリコン単結晶か
らなるセンサチップであり、このセ”ンサチップ1は薄
肉のダイヤフラム部分とそのまわりをとり囲む厚肉部分
とからなる。このセンサチップ1はセラミック等からな
る絶縁基板2の上に搭載固定され、この絶縁基板2はセ
ンサチップ1に加わる熱応力を緩和するためにセンサチ
ップ1を構成する半導体と熱膨張率の近い材料が選択さ
れ、例えばセンサチップ1がシリコンにより構成されて
いる場合には、その熱膨張率が2.0×10−’/’C
〜3.5 X 10−’/’C程度のものを使用し、例
えばコージライト系セラミック等が選択される。なお絶
縁基板2に対するセンサチップ1の固定は、ガラス接合
、接着剤による接合、陽極接合等によって行われる。ま
た絶縁基板2にはセンサチップ1のダイアフラム部分の
片面に圧力を導く導圧孔3が形成されており、この導圧
孔3はセンサチップ1により覆われる。
示すものであり、1は半導体、例えばシリコン単結晶か
らなるセンサチップであり、このセ”ンサチップ1は薄
肉のダイヤフラム部分とそのまわりをとり囲む厚肉部分
とからなる。このセンサチップ1はセラミック等からな
る絶縁基板2の上に搭載固定され、この絶縁基板2はセ
ンサチップ1に加わる熱応力を緩和するためにセンサチ
ップ1を構成する半導体と熱膨張率の近い材料が選択さ
れ、例えばセンサチップ1がシリコンにより構成されて
いる場合には、その熱膨張率が2.0×10−’/’C
〜3.5 X 10−’/’C程度のものを使用し、例
えばコージライト系セラミック等が選択される。なお絶
縁基板2に対するセンサチップ1の固定は、ガラス接合
、接着剤による接合、陽極接合等によって行われる。ま
た絶縁基板2にはセンサチップ1のダイアフラム部分の
片面に圧力を導く導圧孔3が形成されており、この導圧
孔3はセンサチップ1により覆われる。
また絶縁基板2上であってセンサチップ1を隙間を介し
て覆うようにガラス等からなるキャップ4が接着剤5に
より固定されており、センサチップ1、絶縁基板2、お
よびキャップ4により基準圧力室6が形成される。絶縁
基板2に対しキャップ4を固定する接着剤5は低融点ガ
ラスや樹脂等のものであり、基準圧力室6の内外を完全
に遮断するものであって、この基準圧力室6内はほぼ真
空状態(10−”Torr以下)に設定される。なおキ
ャップ4は必ずしもガラスでなくてもかまわないが、絶
縁基板21に接着剤5を介して固定されることから、絶
縁基板2と熱膨張係数が近似したものが使用される。
て覆うようにガラス等からなるキャップ4が接着剤5に
より固定されており、センサチップ1、絶縁基板2、お
よびキャップ4により基準圧力室6が形成される。絶縁
基板2に対しキャップ4を固定する接着剤5は低融点ガ
ラスや樹脂等のものであり、基準圧力室6の内外を完全
に遮断するものであって、この基準圧力室6内はほぼ真
空状態(10−”Torr以下)に設定される。なおキ
ャップ4は必ずしもガラスでなくてもかまわないが、絶
縁基板21に接着剤5を介して固定されることから、絶
縁基板2と熱膨張係数が近似したものが使用される。
絶縁基板2には導体配線7が形成されており、この導体
配線7は銀またはパラジウムまたは銅または銀とパラジ
ウムの混合物等からなるものである。
配線7は銀またはパラジウムまたは銅または銀とパラジ
ウムの混合物等からなるものである。
絶縁基板2に形成された導体配線7は多層配線により形
成されるものであって、本実施例において図に示すよう
に絶縁基板2内に一層、絶縁基板2上にさらに一層形成
されており、計二層形成されている。そして絶縁基板2
とキャンプ4との接着剤5による接着固定部分において
は導体配線7が絶縁基板2の内部に形成されており、絶
縁基板2のキャップ4が接着剤により接着固定される面
には一切導電配線7が形成されておらず、絶縁基板2と
キャップ4との接合固定部分には接着剤5のみが介在す
るだけであって、キャップ4が接着固定される絶縁基板
2の表面は平坦なものである。
成されるものであって、本実施例において図に示すよう
に絶縁基板2内に一層、絶縁基板2上にさらに一層形成
されており、計二層形成されている。そして絶縁基板2
とキャンプ4との接着剤5による接着固定部分において
は導体配線7が絶縁基板2の内部に形成されており、絶
縁基板2のキャップ4が接着剤により接着固定される面
には一切導電配線7が形成されておらず、絶縁基板2と
キャップ4との接合固定部分には接着剤5のみが介在す
るだけであって、キャップ4が接着固定される絶縁基板
2の表面は平坦なものである。
また絶縁基板2上のキャップ4に覆われていない部分に
はセンサチップ1の電気信号を増幅し、温度補償を行う
ICチップ8が設けられており、その他に抵抗9や図示
しないコンデンサ等が設けられている。これら素子の電
気的接続は導体配線7により行われており、またセンサ
チップ1と基準圧力室6内の絶縁基板2上の導体配線7
とはボンディングワイヤ10により電気的に接続されて
いる。つまりセンサチップ1の電気信号はボンディング
ワイヤ10を介して基準圧力室6内の絶縁基板2上の導
体配線7へと伝えられ、この基準圧力室6内の絶縁基板
2上の導体配線7からこの電気信号は、絶縁基板2のキ
ャップ4が接着固定された部分における絶縁基板2の内
部の導体配線7を通じ、基準圧力室6外の絶縁基板2上
の導体配線7に伝えられ、基準圧力室6外の絶縁基板2
上に設けられたICチップ8、抵抗9等の素子に伝えら
れる。
はセンサチップ1の電気信号を増幅し、温度補償を行う
ICチップ8が設けられており、その他に抵抗9や図示
しないコンデンサ等が設けられている。これら素子の電
気的接続は導体配線7により行われており、またセンサ
チップ1と基準圧力室6内の絶縁基板2上の導体配線7
とはボンディングワイヤ10により電気的に接続されて
いる。つまりセンサチップ1の電気信号はボンディング
ワイヤ10を介して基準圧力室6内の絶縁基板2上の導
体配線7へと伝えられ、この基準圧力室6内の絶縁基板
2上の導体配線7からこの電気信号は、絶縁基板2のキ
ャップ4が接着固定された部分における絶縁基板2の内
部の導体配線7を通じ、基準圧力室6外の絶縁基板2上
の導体配線7に伝えられ、基準圧力室6外の絶縁基板2
上に設けられたICチップ8、抵抗9等の素子に伝えら
れる。
上記構成を有する絶縁基板2は樹脂製のケーシング11
の底面に接着剤12により固定されており、このケーシ
ング11には絶縁基板2の導圧孔3を介してセンサチッ
プ1の片面に圧力を伝える導圧路13が形成されている
。またセンサチップ1の電気信号をICチップ8、抵抗
9等の素子により所定の信号としてこの半導体圧力セン
サから取り出すためのコネクタ14がケーシング11を
貫通して配設されている。なお絶縁基板2上の導体配線
7とコネクタ14との電気的な接続はボンディングワイ
ヤ15により行われている。
の底面に接着剤12により固定されており、このケーシ
ング11には絶縁基板2の導圧孔3を介してセンサチッ
プ1の片面に圧力を伝える導圧路13が形成されている
。またセンサチップ1の電気信号をICチップ8、抵抗
9等の素子により所定の信号としてこの半導体圧力セン
サから取り出すためのコネクタ14がケーシング11を
貫通して配設されている。なお絶縁基板2上の導体配線
7とコネクタ14との電気的な接続はボンディングワイ
ヤ15により行われている。
ケーシング11の上部は樹脂製のカバー16が設けられ
ており、さらにこのカバー16の上にはケーシング11
内にほこりや水等が侵入しないように対土用の保護樹脂
17が設けられている。
ており、さらにこのカバー16の上にはケーシング11
内にほこりや水等が侵入しないように対土用の保護樹脂
17が設けられている。
上記実施例構成によれば、センサチップ1の電気信号が
導かれる導体配線7が絶縁基板2とキャップ4との接着
固定部分においては絶縁基板2内部に形成されていて、
この部分における絶縁基板2の表面は平坦となっている
ので、絶縁基板2とキャップ4との接着固定に使用され
る接着剤5の厚みは均一なものとなり、薄(できるもの
である。
導かれる導体配線7が絶縁基板2とキャップ4との接着
固定部分においては絶縁基板2内部に形成されていて、
この部分における絶縁基板2の表面は平坦となっている
ので、絶縁基板2とキャップ4との接着固定に使用され
る接着剤5の厚みは均一なものとなり、薄(できるもの
である。
従って接着剤5として樹脂製のものを使用したとしても
、その厚みが従来の構成に比べ充分薄くできるので、前
述の如く発生する有機化合物の分解ガスは充分少量に抑
制される。
、その厚みが従来の構成に比べ充分薄くできるので、前
述の如く発生する有機化合物の分解ガスは充分少量に抑
制される。
また接着剤5は絶縁基板2とキャップ4としか接触して
おらず、また絶縁基板2とキャップ4との熱膨張係数は
近似した材質のものが用いられているので、接着剤5と
してガラスを使用した場合であっても絶縁基板2、キャ
ップ4の熱膨張係数と似たものを使用することで雰囲気
温度の変化により基準圧力室6内の気密性が損なわれな
いものとする。
おらず、また絶縁基板2とキャップ4との熱膨張係数は
近似した材質のものが用いられているので、接着剤5と
してガラスを使用した場合であっても絶縁基板2、キャ
ップ4の熱膨張係数と似たものを使用することで雰囲気
温度の変化により基準圧力室6内の気密性が損なわれな
いものとする。
さらに絶縁基板2に形成される導体配線7が多層配線に
より形成されているので、絶縁基板2の小型化できると
いうメリットもある。
より形成されているので、絶縁基板2の小型化できると
いうメリットもある。
なお上記実施例においてはセンサチップ1以外の各素子
は基準圧力室6外に設けられていたが、センサチップ1
とともに各素子を基準圧力室6内に設けてもかまわない
。
は基準圧力室6外に設けられていたが、センサチップ1
とともに各素子を基準圧力室6内に設けてもかまわない
。
以上述べたように本発明によれば、
圧力を電気信号に変換するセンサチップと、前記センサ
チップを搭載すると共に前記センサチップの片面に圧力
を導く導圧孔が形成された基板と、 前記センサチップを覆うように前記基板に接着剤により
、固定されるキャップと 前記センサチップ、前記基板、および前記キャップによ
り形成される基準圧力室と、 前記センサチップの電気信号が導かれる前記基板に形成
された導体配線とを備えた半導体圧力センサであって、 前記基準圧力室内外を電気的に接続する導体配線は前記
キャップが前記基板に固定される部分にて前記基板内部
に形成されていることを特徴とする半導体圧力センサと
したことから、 キャップと基板との固定部分における基板の表面上には
導体配線が形成されておらず、従ってその表面は平坦な
ものとできるので、両者を接着固定する接着剤の厚みは
均一で、しかも薄くできるようになり、接着剤として樹
脂製のものを使用しても、厚みが薄くできるので有機化
合物の分解ガスの発生する量は充分に抑制され、基準圧
力室内の汚染は充分に抑制され、また接着剤は基板とキ
ャップとしか接触しておらず、導体配線とは全く接触し
ていないので、導体配線の熱膨張は接着剤に何ら影響を
与えず、基板、キャンプ、接着剤の熱膨張係数を考慮し
て構成することで簡単に基準圧力室内の気密性が充分に
確保でき、これらのことから極めて信頼性の高い半導体
圧力センサが提供できるという優れた効果を有するもの
である。
チップを搭載すると共に前記センサチップの片面に圧力
を導く導圧孔が形成された基板と、 前記センサチップを覆うように前記基板に接着剤により
、固定されるキャップと 前記センサチップ、前記基板、および前記キャップによ
り形成される基準圧力室と、 前記センサチップの電気信号が導かれる前記基板に形成
された導体配線とを備えた半導体圧力センサであって、 前記基準圧力室内外を電気的に接続する導体配線は前記
キャップが前記基板に固定される部分にて前記基板内部
に形成されていることを特徴とする半導体圧力センサと
したことから、 キャップと基板との固定部分における基板の表面上には
導体配線が形成されておらず、従ってその表面は平坦な
ものとできるので、両者を接着固定する接着剤の厚みは
均一で、しかも薄くできるようになり、接着剤として樹
脂製のものを使用しても、厚みが薄くできるので有機化
合物の分解ガスの発生する量は充分に抑制され、基準圧
力室内の汚染は充分に抑制され、また接着剤は基板とキ
ャップとしか接触しておらず、導体配線とは全く接触し
ていないので、導体配線の熱膨張は接着剤に何ら影響を
与えず、基板、キャンプ、接着剤の熱膨張係数を考慮し
て構成することで簡単に基準圧力室内の気密性が充分に
確保でき、これらのことから極めて信頼性の高い半導体
圧力センサが提供できるという優れた効果を有するもの
である。
図面は本発明の半導体圧力センサの一実施例構成を示す
断面図である。 1・・・センサチップ、2・・・絶縁基板、3・・・導
圧孔。 4・・・キャップ、5・・・接着剤、6・・・基準圧力
室、7・・・導体配線。
断面図である。 1・・・センサチップ、2・・・絶縁基板、3・・・導
圧孔。 4・・・キャップ、5・・・接着剤、6・・・基準圧力
室、7・・・導体配線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 圧力を電気信号に変換するセンサチップと、前記セン
サチップを搭載すると共に前記センサチップの片面に圧
力を導く導圧孔が形成された基板と、 前記センサチップを覆うように前記基板に接着剤により
、固定されるキャップと 前記センサチップ、前記基板、および前記キャップによ
り形成される基準圧力室と、 前記センサチップの電気信号が導かれる前記基板に形成
された導体配線とを備えた半導体圧力センサであって、 前記基準圧力室内外を電気的に接続する導体配線は前記
キャップが前記基板に固定される部分にて前記基板内部
に形成されていることを特徴とする半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9575985A JPS61253437A (ja) | 1985-05-03 | 1985-05-03 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9575985A JPS61253437A (ja) | 1985-05-03 | 1985-05-03 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61253437A true JPS61253437A (ja) | 1986-11-11 |
Family
ID=14146411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9575985A Pending JPS61253437A (ja) | 1985-05-03 | 1985-05-03 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61253437A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0701113A2 (en) | 1994-09-09 | 1996-03-13 | Smc Kabushiki Kaisha | Connecting structure for pressure detector |
CN102639980A (zh) * | 2009-12-04 | 2012-08-15 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有传感器壳体的传感器 |
JP2012225925A (ja) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Freescale Semiconductor Inc | 封止構造を有するセンサデバイス |
WO2019052784A1 (en) * | 2017-09-15 | 2019-03-21 | Kolektor Microtel S.P.A. | CERAMIC PRESSURE SENSOR |
-
1985
- 1985-05-03 JP JP9575985A patent/JPS61253437A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0701113A2 (en) | 1994-09-09 | 1996-03-13 | Smc Kabushiki Kaisha | Connecting structure for pressure detector |
CN102639980A (zh) * | 2009-12-04 | 2012-08-15 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有传感器壳体的传感器 |
US20120320555A1 (en) * | 2009-12-04 | 2012-12-20 | Holger Scholzen | Sensor having a sensor housing |
JP2013513094A (ja) * | 2009-12-04 | 2013-04-18 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | センサーケーシングを備えたセンサ |
US9326408B2 (en) | 2009-12-04 | 2016-04-26 | Robert Bosch Gmbh | Sensor having a sensor housing |
JP2012225925A (ja) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Freescale Semiconductor Inc | 封止構造を有するセンサデバイス |
WO2019052784A1 (en) * | 2017-09-15 | 2019-03-21 | Kolektor Microtel S.P.A. | CERAMIC PRESSURE SENSOR |
EP3658877B1 (en) * | 2017-09-15 | 2023-08-16 | Kolektor Microtel S.p.A. | Ceramic pressure sensor |
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