JPS63269031A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPS63269031A JPS63269031A JP10410087A JP10410087A JPS63269031A JP S63269031 A JPS63269031 A JP S63269031A JP 10410087 A JP10410087 A JP 10410087A JP 10410087 A JP10410087 A JP 10410087A JP S63269031 A JPS63269031 A JP S63269031A
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Landscapes
- 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、近年自動車をはじめ広い産業分野にて圧力の
検出または測定に使用されている半導体圧力センサに関
する。
検出または測定に使用されている半導体圧力センサに関
する。
半導体圧力センサは、第２図ｆａ１．（ｂ）に示すよう
な半導体感圧部１を用いる。感圧部１は、数鶴角のシリ
コン片１１の中央部を片側よりエツチングして数１０−
の厚さにした円形のダイヤフラム部１２ニ拡散により形
成したゲージ抵抗１３を有する。このゲージ抵抗は、ダ
イヤフラム部１２に圧力が加わると、ピエゾ抵抗効果に
より抵抗値が変化する。敢鶴角のシリコン片１１のゲー
ジ抵抗以外の部分には、抵抗値変化を増幅したり温度等
の補償をする電パ回路が周知のＩＣ技術により作り込ま
れ、電極５不１４に接続されている。この感圧部１は、
第３図（コ如く導圧部２１を有する金属基板２２へ、半
導体とｉｌＦ似した熱膨張係数をもつ材料からなるスペ
ーサ２３を介して固定される。基板２２上のスペーサ固
定部以外の部分には、前記シリコン片１１上へ作り込ま
れない電子回路部分、例えばチップコンデンサや調整用
の抵抗などからなる電子回路を搭載したイーラミック基
板２４が組み込まれている。感圧部１の電極１４とセラ
ミック基板２４上の電子回路は金やアルミニウム等の細
線２５にて接続され、セラミック基板２４上の電子回路
は外部端子２６へ接続用金属片２７をはんだ付けする方
法あるいはアルミニ４＋ム腺等のボンディングにて接続
される。外部端子２６はガラスブッシング２８を介して
基板２２の外へ引出される。また感圧部を含む電子回路
は、金属からなる蓋２を金属基板２２に溶接にて固定す
ることによって外部より保護されている。
な半導体感圧部１を用いる。感圧部１は、数鶴角のシリ
コン片１１の中央部を片側よりエツチングして数１０−
の厚さにした円形のダイヤフラム部１２ニ拡散により形
成したゲージ抵抗１３を有する。このゲージ抵抗は、ダ
イヤフラム部１２に圧力が加わると、ピエゾ抵抗効果に
より抵抗値が変化する。敢鶴角のシリコン片１１のゲー
ジ抵抗以外の部分には、抵抗値変化を増幅したり温度等
の補償をする電パ回路が周知のＩＣ技術により作り込ま
れ、電極５不１４に接続されている。この感圧部１は、
第３図（コ如く導圧部２１を有する金属基板２２へ、半
導体とｉｌＦ似した熱膨張係数をもつ材料からなるスペ
ーサ２３を介して固定される。基板２２上のスペーサ固
定部以外の部分には、前記シリコン片１１上へ作り込ま
れない電子回路部分、例えばチップコンデンサや調整用
の抵抗などからなる電子回路を搭載したイーラミック基
板２４が組み込まれている。感圧部１の電極１４とセラ
ミック基板２４上の電子回路は金やアルミニウム等の細
線２５にて接続され、セラミック基板２４上の電子回路
は外部端子２６へ接続用金属片２７をはんだ付けする方
法あるいはアルミニ４＋ム腺等のボンディングにて接続
される。外部端子２６はガラスブッシング２８を介して
基板２２の外へ引出される。また感圧部を含む電子回路
は、金属からなる蓋２を金属基板２２に溶接にて固定す
ることによって外部より保護されている。
金属基板２２と蓋２により形成される空間３は圧力測定
または検出の用途、即ち絶対圧測定か相対圧かにより密
閉、開放の両方式がとられる。相対圧測定には空間部３
へ一方の圧力を導入する導圧管３１を開放とし、絶対圧
測定には空間部３を真空または所定の圧力にし、導圧管
３１を押つぶしたり、はんだにて気密に封じる。もちろ
ん、端子２６の基板２２の貫通部はガラスブッシング２
８により気密に封じられており、基板２２．１２の溶接
も気密を保ち固定されている。
または検出の用途、即ち絶対圧測定か相対圧かにより密
閉、開放の両方式がとられる。相対圧測定には空間部３
へ一方の圧力を導入する導圧管３１を開放とし、絶対圧
測定には空間部３を真空または所定の圧力にし、導圧管
３１を押つぶしたり、はんだにて気密に封じる。もちろ
ん、端子２６の基板２２の貫通部はガラスブッシング２
８により気密に封じられており、基板２２．１２の溶接
も気密を保ち固定されている。
圧力の検出または測定は、導圧部２１より圧力が加わる
と、感圧部１のゲージ抵抗１３の抵抗値変化として検知
され、チップ１１内電子回路およびセラミック基板２４
に搭載された電子回路によって増幅。
と、感圧部１のゲージ抵抗１３の抵抗値変化として検知
され、チップ１１内電子回路およびセラミック基板２４
に搭載された電子回路によって増幅。
補償されて外部端子２６へ出力されることによって行わ
れる。
れる。
上記のような半導体圧力センサの金属基板および金属蓋
よりなる容器は、その構造において既存のパワートラン
ジスタのパッケージを踏堕したものが多く、外部端子が
長いリード線として突出しているため形状が太き（なり
、自動車等において狭い空間に挿入して使用しようとす
るときには大きな障害になっていた。また、感圧部をス
ペーサを介して固定するため構造が複雑で、組立てに手
数がかかった。
よりなる容器は、その構造において既存のパワートラン
ジスタのパッケージを踏堕したものが多く、外部端子が
長いリード線として突出しているため形状が太き（なり
、自動車等において狭い空間に挿入して使用しようとす
るときには大きな障害になっていた。また、感圧部をス
ペーサを介して固定するため構造が複雑で、組立てに手
数がかかった。
本発明の目的は、上記の障害を除くために、外部端子が
リード線として突出していない小形で、かつ構造の単純
な半導体圧力センサを提供することにある。
リード線として突出していない小形で、かつ構造の単純
な半導体圧力センサを提供することにある。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために本発明は、ゲージ抵抗が形
成されたダイヤフラム部を有する半導体片および付属電
子回路が絶縁性基板と蓋よりなる容器に収容され、絶縁
性基板に設けられた圧力導入孔の周辺に半導体片が固定
され、絶縁性基板に設けられた貫通孔の内壁を覆う金属
層が電子回路と接続される基板上の配線と連結され、貫
通孔を充填し前記金属層に密着するろうにより基板の外
面側に突出する球形状突起電極が固定されたものとする
。
成されたダイヤフラム部を有する半導体片および付属電
子回路が絶縁性基板と蓋よりなる容器に収容され、絶縁
性基板に設けられた圧力導入孔の周辺に半導体片が固定
され、絶縁性基板に設けられた貫通孔の内壁を覆う金属
層が電子回路と接続される基板上の配線と連結され、貫
通孔を充填し前記金属層に密着するろうにより基板の外
面側に突出する球形状突起電極が固定されたものとする
。
外部端子を球形状突起電極とすることにより長いリード
線の突出がなくなり、基板を絶縁性基板とすることによ
り直接感圧部を基板上に固定でき、扁平な外形を形成し
、小形化される。
線の突出がなくなり、基板を絶縁性基板とすることによ
り直接感圧部を基板上に固定でき、扁平な外形を形成し
、小形化される。
第１図（ａｌ、（ｂｌは本発明の一実施例を示し、第３
図と共通の部分には同一の符号が付されており、（ａｌ
が断面図、山）が蓋をとった上面図である。この場合容
器は、底部をなす絶縁性基板４と金属製の蓋２とからな
る。基板４には中央部分に外部よりの圧力を導入する圧
力導入孔５および複数個の外部端子用の貫通孔６を存し
ている。また基板４は、電子回路配線基板を兼ねており
、例えば印刷焼成された導電性厚膜からなる配＆１７１
が形成されている。配線７１は、スパッタ方式による導
電材料層によって形成してもよい、さらに、基板４上に
は、電子回路配線７１と同じ材料からなる金１Ｎ１２が
圧力導入孔５の周囲および蓋２が結合される周縁部に形
成されている。また貫通孔６の内面から基板４の下面に
かけて配線７１と連結される金属層７３が形成されてい
る。絶縁性基板４としては、セラミック基板が適用でき
るが、感圧チップと熱膨張係数の近似した他の材質、例
えば珪化炭素、 ＡｆＮなどからなる板も用いることが
できる。
図と共通の部分には同一の符号が付されており、（ａｌ
が断面図、山）が蓋をとった上面図である。この場合容
器は、底部をなす絶縁性基板４と金属製の蓋２とからな
る。基板４には中央部分に外部よりの圧力を導入する圧
力導入孔５および複数個の外部端子用の貫通孔６を存し
ている。また基板４は、電子回路配線基板を兼ねており
、例えば印刷焼成された導電性厚膜からなる配＆１７１
が形成されている。配線７１は、スパッタ方式による導
電材料層によって形成してもよい、さらに、基板４上に
は、電子回路配線７１と同じ材料からなる金１Ｎ１２が
圧力導入孔５の周囲および蓋２が結合される周縁部に形
成されている。また貫通孔６の内面から基板４の下面に
かけて配線７１と連結される金属層７３が形成されてい
る。絶縁性基板４としては、セラミック基板が適用でき
るが、感圧チップと熱膨張係数の近似した他の材質、例
えば珪化炭素、 ＡｆＮなどからなる板も用いることが
できる。
半導体感圧部１は圧力導入孔５の周囲の金属層７２とは
んだにより固定され、チップ１１の面上の電極１４が配
線７１と導線２５のワイヤボンディングで接続されてい
る。感圧部１よりの信号を調整、補償。
んだにより固定され、チップ１１の面上の電極１４が配
線７１と導線２５のワイヤボンディングで接続されてい
る。感圧部１よりの信号を調整、補償。
増幅するための電子回路は、チップ１１内に集積される
部分と基板４上配線に実装される部分とからなり、例え
ばチップコンデンサ７４や抵抗７５がはんだ付けなどの
周知技術により配線７１に接続される。
部分と基板４上配線に実装される部分とからなり、例え
ばチップコンデンサ７４や抵抗７５がはんだ付けなどの
周知技術により配線７１に接続される。
貫通孔６ば、第４図に拡大して示すように、内面を経て
基板４の裏面まで導かれる金属層７３の切断を避けるた
め、上下面周辺の角がとられている。
基板４の裏面まで導かれる金属層７３の切断を避けるた
め、上下面周辺の角がとられている。
そして、貫通孔６の内径より大きい径を有する球状体８
がはんだ９により固定されている。この部分の組立は、
球状体８を基板４の貫通孔６の位置に対応する位置に置
いてから、その上に貫通孔が来るように基板４を載せ、
貫通孔６の上からはんだ片を落とし込み、炉などで加熱
する方法によって行うことができる。
がはんだ９により固定されている。この部分の組立は、
球状体８を基板４の貫通孔６の位置に対応する位置に置
いてから、その上に貫通孔が来るように基板４を載せ、
貫通孔６の上からはんだ片を落とし込み、炉などで加熱
する方法によって行うことができる。
球状体８の材質は、導電性を有し、はんだ付は可能なも
のであればよく、例えば銅球にニッケルめっきを施して
球状体を作成する。しかし、基板４の絶縁材料と熱膨張
係数が近似していることも有効で、Ｎｉ、 Ｃｏあるい
はＦｅ−Ｎｉ合金で作成するかあるいは基板と同じ絶縁
材料を用い表面を金属被覆して導電性、はんだ付は性を
持たせてもよい。
のであればよく、例えば銅球にニッケルめっきを施して
球状体を作成する。しかし、基板４の絶縁材料と熱膨張
係数が近似していることも有効で、Ｎｉ、 Ｃｏあるい
はＦｅ−Ｎｉ合金で作成するかあるいは基板と同じ絶縁
材料を用い表面を金属被覆して導電性、はんだ付は性を
持たせてもよい。
球状体８の形状は、第１図（ａｔの右側の貫通孔に固定
されているような半球と円錐と円柱との複合形状体８１
にしてもよい。
されているような半球と円錐と円柱との複合形状体８１
にしてもよい。
蓋２は基板４の金属層７２とはんだ９によりろう付けさ
れる。このはんだ付は部、感圧チップ１１と金属Ｊｉ７
２とのはんだ付は部および球状体８．８１のはんだによ
る固定部は気密であることが必要であり、また外気雰囲
気に対し耐食性を持たせる点よりはんだ９にＡｕ−３ｎ
系はんだを用いるのが望ましく、外気に触れる部分にあ
る金属層はすべてこのはんだで完全に被覆しておく。
れる。このはんだ付は部、感圧チップ１１と金属Ｊｉ７
２とのはんだ付は部および球状体８．８１のはんだによ
る固定部は気密であることが必要であり、また外気雰囲
気に対し耐食性を持たせる点よりはんだ９にＡｕ−３ｎ
系はんだを用いるのが望ましく、外気に触れる部分にあ
る金属層はすべてこのはんだで完全に被覆しておく。
このような圧力センサの外部回路との接続は、基板４の
下面より突出している球状体８あるいは８１からなる突
起電極を、例えば印刷配線基板上の配線導体へろう付け
することによって行われる。
下面より突出している球状体８あるいは８１からなる突
起電極を、例えば印刷配線基板上の配線導体へろう付け
することによって行われる。
従って、配線基板上面からの高さは低く、大きな空間を
占有しない。
占有しない。
第１図０）ｌに示された貫通孔６１．６２に設けられる
突起電極は外部で接地配線に接続される。すなわち、貫
通孔６１に設けられる電極を接地することにより配線７
１．金属Ｎ７２を介して蓋２が接地され、外部電界の遮
蔽の役目をする。また貫通孔６２に設けられる電極を接
地することにより、例えば感圧チップ１１に集積される
電子回路の分、！ｉｌ！層を接地することかでき、感圧
チップ全体の安定動作に有効である。
突起電極は外部で接地配線に接続される。すなわち、貫
通孔６１に設けられる電極を接地することにより配線７
１．金属Ｎ７２を介して蓋２が接地され、外部電界の遮
蔽の役目をする。また貫通孔６２に設けられる電極を接
地することにより、例えば感圧チップ１１に集積される
電子回路の分、！ｉｌ！層を接地することかでき、感圧
チップ全体の安定動作に有効である。
本発明によれば、半導体圧力センサの容器の基板を絶縁
性とし、半導体感圧片を直接基板上に固定し、基板に設
けた貫通孔を埋めるろう暦により外面側に突出する突起
電極を固定し、基板上に形成した配線によりその１ｌｔ
Ｆ！ｉと感圧部との接続を行うと共に、その配線にも電
子回路部品を実装することにより、リード端子を用いな
いで突起電極で外部回路との接続可能となる。また感圧
片と基板の間のスペーサが不要で、容器が扁平となり、
狭い空間への取付けが容易にできる半導体圧力センサを
単純化した構造で得ることができる。
性とし、半導体感圧片を直接基板上に固定し、基板に設
けた貫通孔を埋めるろう暦により外面側に突出する突起
電極を固定し、基板上に形成した配線によりその１ｌｔ
Ｆ！ｉと感圧部との接続を行うと共に、その配線にも電
子回路部品を実装することにより、リード端子を用いな
いで突起電極で外部回路との接続可能となる。また感圧
片と基板の間のスペーサが不要で、容器が扁平となり、
狭い空間への取付けが容易にできる半導体圧力センサを
単純化した構造で得ることができる。
第１図（ａ）、（ｂｌは本発明の一実施例を示し、［＋
１１が断面図、（ｂｌが蓋を外した状態での上面図、第
２図ｆａｔ、（ｂｌは半導体感圧部を示し、（δ）が断
面図、Ｑ）ｌが上面図、第３図は従来の半導体圧力セン
サの断面図、第４図は第１図Ｏｒｔ通孔部の拡大断面図
である。 １：半導体感圧部、１１：感圧チップ、２；蓋、４：絶
縁性基板、５：圧力導入孔、６：貫通孔、７１：配線、
７２．７３＝金属層、８：球状体、９：は巻圧部 第１図 （Ｇ） （ｂ）第２図
１１が断面図、（ｂｌが蓋を外した状態での上面図、第
２図ｆａｔ、（ｂｌは半導体感圧部を示し、（δ）が断
面図、Ｑ）ｌが上面図、第３図は従来の半導体圧力セン
サの断面図、第４図は第１図Ｏｒｔ通孔部の拡大断面図
である。 １：半導体感圧部、１１：感圧チップ、２；蓋、４：絶
縁性基板、５：圧力導入孔、６：貫通孔、７１：配線、
７２．７３＝金属層、８：球状体、９：は巻圧部 第１図 （Ｇ） （ｂ）第２図
Claims (1)
- １） ゲージ抵抗が形成されたダイヤフラム部を有する
半導体片および付属電子回路が絶縁性基板と蓋よりなる
容器に収容され、該絶縁性基板は設けられた圧力導入孔
の周辺に前記半導体片が固定され、絶縁性基板に設けら
れた貫通孔の内壁を覆う金属層が電子回路に接続される
基板上の配線と連結され、該貫通孔を充填し前記金属層
に密着するろうにより基板の外面側に突出する球形状突
起電極が固定された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 |
|---|---|---|---|
| JP10410087A JPS63269031A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10410087A JPS63269031A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63269031A true JPS63269031A (ja) | 1988-11-07 |
Family
ID=14371700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10410087A Pending JPS63269031A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63269031A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0392539A2 (en) * | 1989-04-17 | 1990-10-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor device package and sealing method therefore |
| JP2012073233A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-04-12 | Mitsumi Electric Co Ltd | センサ装置及び半導体センサ素子の実装方法 |
| WO2012133065A1 (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | オムロン株式会社 | 圧力センサパッケージ |
| CN106461474A (zh) * | 2014-06-27 | 2017-02-22 | 北陆电气工业株式会社 | 力检测器 |
-
1987
- 1987-04-27 JP JP10410087A patent/JPS63269031A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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