KR20000022327A - Pressure sensor for mounting on the components side of a printed circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
상기 방식의 장치는 특히 전기 절연 재료로 이루어지며 거의 평평한 칩 캐리어 표면을 갖는 칩 캐리어 및 상기 칩 캐리어를 관통하여 반도체 칩과 전기적으로 접속된 전극 단자로 이루어지며, 상기 칩 캐리어 표면상에는 반도체 칩이 압력 센서와 함께 고정된다.The device of this type consists in particular of a chip carrier having an electrically insulating material and having an almost flat chip carrier surface and electrode terminals electrically connected to the semiconductor chip through the chip carrier, the semiconductor chip being pressurized on the chip carrier surface. It is fixed with the sensor.
압력을 측정하기 위해서는 측정될 매체가 센서에 제공되거나 또는 매체 내부의 압력이 센서에 전달되어야 한다. 이 경우에 압력 측정을 위조하는 외부 공기의 유입을 피하기 위해서는, 간단한 방식으로 이루어지는 측정될 매체와 센서 사이의 밀봉 결합이 요구된다. 많은 경우에 또한 매체에 의해서 센서의 민감한 부품에 가해지는 부식 또는 파괴적인 영향의 위험을 피하기 위해서, 측정될 매체를 센서의 금속 부품으로부터 또는 반도체 칩으로부터 분리시킬 필요도 있다.In order to measure pressure, the medium to be measured must be provided to the sensor or the pressure inside the medium must be transmitted to the sensor. In this case a sealing coupling between the sensor to be measured and the medium to be measured which is made in a simple manner is required in order to avoid the introduction of external air forging the pressure measurement. In many cases it is also necessary to separate the medium to be measured from the metal parts of the sensor or from the semiconductor chip in order to avoid the risk of corrosion or destructive effects on the sensitive parts of the sensor by the medium.
본 발명은 프린트 회로 기판의 장착 표면상에 장착하기 위한 압력 센서 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure sensor device for mounting on a mounting surface of a printed circuit board.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서 장치의 개략적인 단면도이고,1 is a schematic cross-sectional view of a pressure sensor device according to an embodiment of the present invention,
도 2는 실시예에 따른 압력 센서 장치의 칩캐리어를 개략적으로 도시한 전체 도면이다.2 is an overall view schematically showing a chip carrier of the pressure sensor device according to the embodiment.
본 발명의 목적은, 센서에 제공될 매체의 정확한 압력 측정을 보장해주며 프린트 회로 기판의 장착 표면상에 장착하기 위한 반도체 압력 센서를 갖춘 압력 센서 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a pressure sensor device with a semiconductor pressure sensor for ensuring accurate pressure measurement of a medium to be provided to the sensor and for mounting on a mounting surface of a printed circuit board.
상기 목적은 청구의범위 청구항 1에 따른 압력 센서 장치에 의해 달성된다.This object is achieved by a pressure sensor device according to claim 1.
본 발명에 따라 칩 캐리어는 프린트 회로 기판의 장착 표면 맞은 편에 있는 측면이 개방되도록 형성되고, 상기 칩 캐리어상에 올려질 수 있는 어댑터 고정 수단과의 유격 없는 기계적 포지티브 결합을 위한 지지 수단을 개구를 제한하는 칩 캐리어의 가장자리 영역에 포함하며, 상기 결합은 바람직하게 어댑터가 칩 캐리어상에 올려질 때 고정 수단 및 지지 수단이 교대로 결합되는 방식으로 이루어진다. 칩 캐리어를 향하고 있는 어댑터의 측면은 여러 경우 중에서 한 경우에 측정될 매체에 매칭되는 막 내부에 밀폐되어 있다. 그에 의해, 연결부에 막을 매칭시킴으로써 간단한 방식으로 압력 센서 부재가 측정될 매체 및 그 내부에 있는 압력 영역에 매칭될 수 있다.According to the present invention, the chip carrier is formed such that the side opposite the mounting surface of the printed circuit board is opened, and the support means for the mechanically positive coupling without gap with the adapter fastening means which can be mounted on the chip carrier is opened. In the edge region of the limiting chip carrier, said coupling being preferably made in such a way that the fastening means and the support means are alternately engaged when the adapter is mounted on the chip carrier. The side of the adapter facing the chip carrier is sealed inside the membrane which, in one of several cases, matches the medium to be measured. Thereby, the pressure sensor member can be matched to the medium to be measured and the pressure region within it in a simple manner by matching the membrane to the connection.
본 발명에 의해서, 압력 센서와의 결합을 위해 파이프 결합 또는 플러그 결합과 같은 임의의 형태의 결합을 제공할 수 있는 플렉시블한 어셈블링 개념이 사용될 수 있고, 그럼으로써 고객의 요구를 폭넓게 충족시킬 수 있다. 간단하고 저렴하게 이루어지는 본 발명에 따른 어댑터의 플러그 결합에 의해서, 측정될 매체를 센서에 제공하거나 또는 매체 내부의 압력을 센서에 전달하는 것이 보장될 수 있으며, 이 경우에는 측정될 매체와 센서 사이의 유격 없는 기계적 포지티브 결합에 의해 외부 공기의 영향이 배제되므로 정확한 압력 측정이 실시될 수 있다.By means of the present invention, a flexible assembling concept can be used that can provide any type of coupling, such as pipe coupling or plug coupling, for coupling with pressure sensors, thereby broadly meeting customer needs. . By means of a plug coupling of the adapter according to the invention, which is simple and inexpensive, it can be ensured to provide the medium to be measured to the sensor or to transfer the pressure inside the medium to the sensor, in which case between the medium to be measured and the sensor Accurate pressure measurement can be carried out as the influence of outside air is eliminated by the free mechanical bond.
본 발명의 원리에 따라, 칩 캐리어의 지지 수단이 그것의 외부 둘레에 어댑터의 고정 수단을 지지하는 주변을 감싸는 지지 표면을 갖는 것이 제안될 수 있다.According to the principles of the present invention, it can be proposed that the support means of the chip carrier has a support surface that wraps around its outer circumference supporting the fixing means of the adapter.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 어댑터의 고정 부재가 탄성 돌출부를 포함하며, 이 돌출부에는 칩 캐리어의 지지 수단 내부에 제공된 로킹 부재가 어댑터 및 칩 캐리어를 장착 위치에 자발적으로 고정시키기 위해 할당된다.In a preferred embodiment of the present invention, the fixing member of the adapter comprises an elastic protrusion, to which a locking member provided inside the support means of the chip carrier is assigned to spontaneously fix the adapter and the chip carrier in the mounting position.
측정될 매체를 반도체 칩 및 특히 압력 센서 장치의 추가 금속 부품으로부터 분리하기 위해서, 매체로 인한 부식의 위험을 바람직한 방식으로 피하기 위해서, 칩 캐리어가 반도체 칩을 완전히 커버하는 유동성 충전제로 채워지는 것이 제안될 수 있다. 이 경우 유동성 충전제는 특히 압력을 거의 지연 없이 그리고 결함 없이 전달하는 겔의 형태이다. 동시에 겔은 센서와 그 위에 올려진 어댑터 사이의 소위 쓸모 없는 공간을 가급적 작게 유지하기 위한 충전 물질로서 작용한다. 그에 의해 압력 측정시 위조 또는 시간적인 지연이 피해질 수 있다.In order to separate the medium to be measured from the semiconductor chip and in particular the additional metal parts of the pressure sensor device, it is proposed that the chip carrier is filled with a flowable filler which completely covers the semiconductor chip in order to avoid the risk of corrosion due to the medium. Can be. Flowable fillers in this case are especially in the form of gels which deliver almost no pressure and no defects. At the same time the gel acts as a filling material to keep the so-called useless space between the sensor and the adapter mounted thereon as small as possible. Thereby, counterfeiting or time delay in pressure measurement can be avoided.
측정될 매체를 반도체 칩 및 압력 센서 장치의 부식 위험이 있는 부품으로부터 추가적으로 분리하기 위해서 또한, 칩 캐리어를 향한 어댑터의 측면을 탄성 막으로 폐쇄하는 것이 제안될 수 있다. 상기 막은 센서에 제공된 매체의 압력 펄스를 중요한 위조 또는 시간적인 지연 없이 제공할 수 있지만, 이온 또는 매체의 다른 유해한 부분에 의해 손상된 부품의 오염 위험이 피해진다. 이 경우에는 막이 어댑터 내부에 통합되도록 형성됨으로써 어댑터가 막과 함께 상응하는 공구 설계에 의해 일체로 제조되거나, 또는 부가의 인서팅 부분으로도 형성될 수 있음으로써 어댑터가 여러 부분으로 이루어진다.In order to further separate the medium to be measured from the components at risk of corrosion of the semiconductor chip and the pressure sensor device, it may also be proposed to close the side of the adapter towards the chip carrier with an elastic membrane. The membrane can provide the pressure pulse of the medium provided to the sensor without significant forgery or time delay, but the risk of contamination of the part damaged by ions or other harmful parts of the medium is avoided. In this case the membrane is formed to be integrated inside the adapter so that the adapter can be made integrally with the membrane by means of a corresponding tool design, or it can also be formed as an additional insert part, thereby making the adapter a multipart.
본 발명의 추가 실시예에서는 또한, 한 측면이 개방된 칩 캐리어의 측벽에 내부면상에서 관통하도록 배치된 유동 방지 에지가 설치되는 것이 제안된다. 압력 센서 장치의 하우징내에 통합되도록 형성된 유동 방지 에지에 의해서 접착겔의 모세관 힘을 규정된 대로 스톱시킬 수 있음으로써, 모세관 힘에 의해 겔이 하우징 에지 위로 바람직하지 않게 상승되는 것이 피해진다. 그와 동시에, 겔이 후속하는 제조 프로세스에 바람직하지 않게 캐리 오버되는 것과 그에 따른 제조 공구의 오염의 위험이 겔에 의해서 방지된다. 유동 방지 에지를 제공함으로써 겔이 정확하게 정해진 방식으로 칩 캐리어 또는 하우징의 내부에 배치될 수 있으며, 이 경우에는 한 측면이 개방된 칩 캐리어를 뒤집어서 조립할 때에도 겔이 배출되는 것이 확실하게 피해진다.In a further embodiment of the present invention, it is also proposed that a flow preventing edge disposed on the inner surface penetrates the side wall of the chip carrier with one side open. The capillary force of the adhesive gel can be stopped as defined by the flow preventing edge formed to be integrated into the housing of the pressure sensor device, thereby avoiding the undesirable rise of the gel above the housing edge by the capillary force. At the same time, the gel is undesirably carried over to a subsequent manufacturing process and consequently the risk of contamination of the manufacturing tool is prevented by the gel. By providing an anti-flow edge, the gel can be placed inside the chip carrier or housing in a precisely defined manner, in which case the gel is reliably avoided even when the chip carrier with one side open is assembled upside down.
특히 바람직한 실시예에서 본 발명은 프린트 회로 기판의 장착 표면상에 장착하기 위한 압력 센서 장치에 관해 기술한다. 상기 조립 형태에서는 부품 단자가 더 이상 삽입 조립시와 마찬가지로 프린트 기판의 호울내로 삽입되지 않고, 프린트 회로 기판상에 있는 단자점상에 올려져서 그곳에 납땜된다. 표면 장착용 부품은 삽입 조립용 부품보다 더 작을 수 있는데, 그 이유는 프린트 회로 기판의 호울 직경 및 납땜섬의 직경이 단자의 로킹 장치 치수에 더 이상 매칭되지 않기 때문이다. 또한, 프린트 회로 기판상에서는 다만 장착을 위해서만 필요한 호울이 삭제되는데, 이 경우 단순히 관통 콘택을 위해서 필요한 호울은 기술적으로 가능한 만큼 작게 실시될 수 있다. 또한 프린트 회로 기판의 또 다른 양측면 장착이 가능하기 때문에, 표면 장착에 의해서 상당한 공간 절약 및 비용 절감이 이루어질 수 있다. 이 경우, 칩 캐리어를 관통하여 반도체 칩과 전기적으로 접속된 전극 단자가 칩 캐리어의 적어도 2개의 측면으로 돌출된 커넥팅 레그의 형태로 형성되고, 이 커넥팅 레그가 짧은 커넥팅 스터브(stub)로 휘어지고 절단된 경우에는, 압력 센서 장치의 매우 낮은 전체 높이가 얻어진다.In a particularly preferred embodiment the invention relates to a pressure sensor device for mounting on a mounting surface of a printed circuit board. In the assembly form, the component terminals are no longer inserted into the holes of the printed board as in insertion assembly, but are mounted on and soldered to the terminal points on the printed circuit board. The surface mount component may be smaller than the insert assembly component because the hole diameter of the printed circuit board and the diameter of the soldering island no longer match the dimensions of the locking device of the terminal. Also, on the printed circuit board, the holes necessary only for mounting are eliminated, in which case the holes required for merely through contact can be implemented as technically as small as possible. In addition, since both side mounting of the printed circuit board is possible, significant space savings and cost savings can be achieved by surface mounting. In this case, an electrode terminal penetrating the chip carrier and electrically connected to the semiconductor chip is formed in the form of a connecting leg that protrudes to at least two sides of the chip carrier, and the connecting leg is bent and cut into a short connecting stub. If so, a very low overall height of the pressure sensor device is obtained.
본 발명의 추가 특징, 장점 및 합목적성은 도면을 참조하여 기술된 실시예의 명세서에서 설명된다.Further features, advantages and objects of the invention are described in the specification of the embodiments described with reference to the drawings.
2개의 도면은 프린트 회로 기판(3)의 장착 표면(2)상에 장착하기 위한 본 발명에 따른 압력 센서 장치(1)의 실시예를 보여준다. 압력 센서 장치(1)는, 전기 절연 플라스틱 재료로 이루어지며 거의 평평한 칩 캐리어 표면(4)을 갖는 칩 캐리어(5) 및 상기 칩 캐리어(5)를 관통하며 반도체 칩(6)과 전기적으로 접속된 전극 단자(7)로 이루어지며, 칩 캐리어 표면(4)상에는 통합적으로 형성된 압력 센서 및 이 센서에 할당된 전자 회로를 포함하는 반도체 칩(6)이 고정되고, 이 경우 압력 센서 및 회로는 도면에서는 자세히 도시되지 않았으며, 상기 전극 단자의 단부(8)는 프린트 회로 기판(3)의 장착 표면(2)에 있는 (자세하게 도시되지 않은) 단자점상에 올려지고 그곳에 납땜된다. 공지된 플라스틱 주조 방법에 의해 제조된 특히 일체형의 칩 캐리어(5)는 장착 표면(2)에 비해 돌출된 하부(9) 및 상기 하부(9)의 측면에 배치된 측면 부품(10, 10a 및 11, 11a)을 포함한다. 상기 하부(9)상에는 반도체 칩(6)이 지지된다. 상기 측면 부품(10, 10a 및 11, 11a)은 압력 센서 하우징의 측면을 폐쇄하는 하우징 벽을 형성한다. 칩 캐리어(5)는 도 1에서 실제로 척도에 맞게 도시된 방식에 따라 프린트 회로 기판(3)의 장착 표면(2)을 향한 칩 캐리어(5)의 외부 경계면(12, 13)이 하부 가장자리 영역(14, 15)으로부터 칩 캐리어(5)의 중심 영역(16)으로 가면서 프린트 회로 기판(3)의 장착 표면(2)에 대한 간격이 점점 증가하도록 형성된다. 특히, 칩 캐리어(5)의 외부 경계면(12, 13)은 횡단면으로 볼 때 역 V-형 또는 지붕형 형상을 가지며, 역 V의 꼭지점이 중심에 배치된다. 이 때 상기 위치에서 프린트 회로 기판에 대한 최대 간격은 약 0.1mm 내지 약 0.5mm이다. 또한, 칩 캐리어(5)를 관통하여 반도체 칩(6)에 전기적으로 접속된 전극 단자(7)는 칩 캐리어(5)의 적어도 2개의 측면으로 나온 커넥팅 레그의 형상으로 형성되며, 상기 단자 레그는 짧은 커넥팅 스터브(17)로 휘어지고 절단된다. 이러한 배치에 의해서 센서 소자의 높이가 가장 낮아진다. 또한, 커넥팅 레그의 휨부(18)는 칩 캐리어(5)의 측면부(10, 11)의 내부에 완전히 수용된다. 이것은 하우징의 용적이 더욱 감소되고, 리드 프레임의 크기가 축소되며, 더욱이 부식성 매질의 누설 경로가 현저히 연장됨으로써, 화학 약품과의 혼합을 감소시키는 장점을 제공한다. 또한, 이러한 배치가 부품의 하우징 내부에서 리드 프레임 또는 전극 단자(7)의 기계적 고정을 가능하게 함으로써, 전체적으로 기계적 안정성을 부가로 증가시킨다. 또한, 칩 캐리어(5)의 측면부(10, 11)로부터 돌출되는 커넥팅 레그의 단부(8)가 프린트 회로 기판(3)의 장착 표면(2)에 비해서 작은 기울기를 가짐으로써, 장착 표면(2)을 향한 커넥팅 레그의 단부(8)의 최외곽 에지(19)가 파선으로 도시된 보조 평면(20)에 대해 약 0.1mm의 간격을 갖는다. 이러한 배치에 의해서 소자와 프린트 회로 기판(3)의 장착 표면(2)의 접촉이 커넥팅 레그의 최외곽 단부(8)에 의해서만 주어지는 것이 보장되고, 이것은 하부가 프린트 회로 기판으로부터 융기되도록 형성되고 하우징이 도시된 바와 같이 지붕형으로 형성된 도시된 바람직한 하우징 장치와 함께 프린트 회로 기판(3)의 휨을 고려한다. 또한, 프린트 회로 기판(3)상에 소자를 장착할 때 및 프린트 회로 기판(3)을 나중에 삽입할 때의 문제점이 피해진다. 바람직하게는 장착시 지금까지 필요했던, 소위 트리밍 공구에 의한 조정이 생략된다. 동시에, 유지될 지면 간격에 대한 예정된 요구가 고려된다. 장착이 보다 바람직하게 수행될 수 있는데, 그 이유는 장착 접착제의 양호한 접착이 보장되기 때문이며, 또한 휨에 대한 프린트 회로 기판(3)의 허용 오차가 보상되고, 열적 및/또는 기계적 변형이 저지되는데, 그 이유는 프린트 회로 기판(3)과의 접촉이 커넥팅 레그에 의해서만 주어지기 때문이다.The two figures show an embodiment of the pressure sensor device 1 according to the invention for mounting on the mounting surface 2 of the printed circuit board 3. The pressure sensor device 1 comprises a chip carrier 5 made of an electrically insulating plastic material and having a substantially flat chip carrier surface 4 and electrically connected with the semiconductor chip 6 through the chip carrier 5. Consisting of an electrode terminal 7, on which a semiconductor chip 6 comprising an integrated pressure sensor and an electronic circuit assigned to the sensor is fixed, on the chip carrier surface 4, in which case the pressure sensor and the circuit Not shown in detail, the end 8 of the electrode terminal is mounted on and soldered to a terminal point (not shown in detail) on the mounting surface 2 of the printed circuit board 3. Particularly integrated chip carriers 5 produced by known plastic casting methods are provided with a lower part 9 protruding relative to the mounting surface 2 and side parts 10, 10a and 11 arranged on the side of the lower part 9. , 11a). The semiconductor chip 6 is supported on the lower portion 9. The side parts 10, 10a and 11, 11a form a housing wall that closes the side of the pressure sensor housing. The chip carrier 5 has an outer boundary 12, 13 of the chip carrier 5 facing the mounting surface 2 of the printed circuit board 3 in the manner shown in practice in FIG. 1. It is formed such that the distance to the mounting surface 2 of the printed circuit board 3 increases gradually from 14, 15 to the central region 16 of the chip carrier 5. In particular, the outer boundaries 12, 13 of the chip carrier 5 have an inverted V-shaped or roof-shaped shape in cross section, with the vertices of the inverted V being centered. At this point the maximum spacing to the printed circuit board at this position is from about 0.1 mm to about 0.5 mm. In addition, the electrode terminal 7 which penetrates the chip carrier 5 and is electrically connected to the semiconductor chip 6 is formed in the shape of a connecting leg which emerges from at least two side surfaces of the chip carrier 5. It is bent and cut with a short connecting stub 17. This arrangement results in the lowest height of the sensor element. In addition, the bending portion 18 of the connecting leg is completely received inside the side portions 10, 11 of the chip carrier 5. This offers the advantage of a further reduction in the volume of the housing, a reduction in the size of the lead frame, and furthermore a significant extension of the leakage path of the corrosive medium, thereby reducing mixing with the chemicals. This arrangement also enables mechanical fixation of the lead frame or electrode terminal 7 inside the housing of the part, thereby further increasing the mechanical stability as a whole. In addition, the end surface 8 of the connecting leg protruding from the side portions 10, 11 of the chip carrier 5 has a small inclination relative to the mounting surface 2 of the printed circuit board 3, whereby the mounting surface 2 is provided. The outermost edge 19 of the end 8 of the connecting leg towards is spaced about 0.1 mm with respect to the auxiliary plane 20, shown by the broken line. This arrangement ensures that the contact between the device and the mounting surface 2 of the printed circuit board 3 is given only by the outermost end 8 of the connecting leg, which is formed so that the bottom is raised from the printed circuit board and the housing is The deflection of the printed circuit board 3 is taken into account with the illustrated preferred housing arrangement formed in the shape of a roof as shown. In addition, problems when mounting an element on the printed circuit board 3 and when inserting the printed circuit board 3 later are avoided. Preferably the adjustment by the so-called trimming tool, which has been necessary so far at the time of mounting, is omitted. At the same time, the predetermined demand for ground clearance to be maintained is taken into account. Mounting can be carried out more preferably, since good adhesion of the mounting adhesive is ensured, and also the tolerance of the printed circuit board 3 to warping is compensated for, and thermal and / or mechanical deformation is prevented, The reason is that contact with the printed circuit board 3 is given only by the connecting legs.
반도체 칩(6)상에 집적적으로 형성된 압력 센서 또는 이것에 할당된 전자 회로와 전극 단자(7)의 전기적 접속을 위해, 도시된 바와 같이 본딩 와이어(21)가 칩상의 금속 칩 접속점(21a)에 고정되고 상응하게 접속될 전극 레그로 인출되는 와이어 콘택팅 방법이 사용될 수 있다. 또한, 이러한 전기 접속을 위해, 본딩 와이어 대신에 도전 시스템 캐리어 플레이트 또는 소위 리드 프레임이 사용되는 소위 스파이더-콘택팅 방법도 사용될 수 있다.For electrical connection of the electrode terminal 7 and the pressure sensor formed integrally on the semiconductor chip 6 or the electronic circuit assigned thereto, the bonding wire 21 is connected to the metal chip connection point 21a on the chip as shown. A wire contacting method can be used which is fixed to and drawn out to the electrode leg to be connected correspondingly. Also for this electrical connection, a so-called spider-contacting method may be used in which a conductive system carrier plate or a so-called lead frame is used instead of the bonding wire.
실리콘 반도체 칩(6)상에 집적된 압력 센서는 소위 피에조 저항 센서이다. 상기 피에조 저항 센서에서는 마이크로 공학적인 방법에 따라 칩의 표면에 제조된 얇은 실리콘 막이 제공된다. 상기 실리콘 막은 압력에 의존하는 저항에 전기 접속되며, 상기 저항은 마찬가지로 실리콘 기판내에 형성되고 공지된 방식으로 브리지 회로내에 접속된다. 센서에 할당된 회로도 마찬가지로 반도체 칩(6)내에 집적되는데, 마찬가지로 반도체 칩(6)내에 상기 회로는 신호 처리(증폭 및 보정) 및 센서의 보상을 위해 사용된다. 다른 구조적 형상에 비해, 본 발명에 기초가 되는 반도체 압력 센서는 특히 최저 높이를 가져야 하는 용도, 예를 들어 자동차 분야에서 압력 측정시, 예컨대 브레이크 압력, 타이어 압력, 연소실 압력 등의 측정에 적합하다. 피에조 저항 압력 측정의 원리에 따라 동작하는 반도체 압력 센서와 더불어, 용량성 측정 원리에 따라 동작하는 압력 센서도 사용될 수 있다.The pressure sensor integrated on the silicon semiconductor chip 6 is a so-called piezoresistive sensor. The piezoresistive sensor is provided with a thin silicon film fabricated on the surface of the chip according to a micro engineering method. The silicon film is electrically connected to a pressure dependent resistor, which is likewise formed in the silicon substrate and connected in a bridge circuit in a known manner. The circuits assigned to the sensors are likewise integrated in the semiconductor chip 6, which likewise is used for signal processing (amplification and correction) and compensation of the sensors. Compared to other structural shapes, the semiconductor pressure sensor on which the present invention is based is particularly suitable for the use of the lowest height, for example in the measurement of pressure in the automotive field, for example for the measurement of brake pressure, tire pressure, combustion chamber pressure and the like. In addition to semiconductor pressure sensors operating on the principle of piezoresistive pressure measurement, pressure sensors operating on the capacitive measurement principle may also be used.
도 1에 도시된 실시예에서, 칩 캐리어(5)는 프린트 회로 기판(3)의 장착 표면(2) 반대 측면(22)이 한 측면으로 개방되도록 형성되고, 개구(23)를 제한하는 상부 가장자리 영역(24, 25)에 칩 캐리어(5)상에 올려질 수 있는 어댑터(28)의 고정 수단과의 유격 없는 기계적 포지티브 결합을 위한 지지 수단(26)을 가짐으로써, 칩 캐리어(5)상에 어댑터(28)를 장착할 때 고정 수단(27) 및 지지 수단(26)이 교대로 결합된다. 이러한 목적을 위해, 칩 캐리어(5)의 지지 수단(26)이 그것의 외부 둘레에 어댑터(28)의 고정 수단(27)을 지지하는 둘레를 감싸는 지지 표면(29)을 갖는다. 이것은 도시된 바와 같이, 칩 캐리어(5)의 가장자리 영역에 형성된 홈(30)의 형태로 형성될 수 있다. 어댑터(28)의 외부 둘레에 형성된 스프링이 적어도 부분적으로 상기 홈(30)내로 삽입된다.In the embodiment shown in FIG. 1, the chip carrier 5 is formed so that the side 22 opposite the mounting surface 2 of the printed circuit board 3 opens to one side, and the upper edge restricting the opening 23. On the chip carrier 5 by having support means 26 for mechanical positive coupling without play with the fastening means of the adapter 28, which can be mounted on the chip carrier 5 in the areas 24, 25. When mounting the adapter 28, the fastening means 27 and the support means 26 are alternately engaged. For this purpose, the support means 26 of the chip carrier 5 has a support surface 29 which wraps around its outer circumference supporting the fixing means 27 of the adapter 28. As shown, it may be formed in the form of a groove 30 formed in the edge region of the chip carrier 5. A spring formed around the outside of the adapter 28 is at least partially inserted into the groove 30.
칩 캐리어(5)는 반도체 칩(6)을 완전히 커버하는, 유동성 충전제(32)로 채워진다. 상기 충전제는 특히 압력을 거의 지연 없이 그리고 에러 없이 반도체 압력 센서로 전달하는 겔이다. 겔은 한편으로는 민감한 압력 센서 칩(6) 및 압력 센서 장치(1)의 다른, 특히 금속 부품, 특별히 본딩 와이어(21), 커넥팅 레그(7) 또는 리드 프레임을 측정될 매체(33)와의 접촉으로부터 보호하며, 상기 방식으로 이온 또는 매체(33)의 다른 유해 성분에 의한 부품의 오염, 또는 매체(33)로 인한 부식 위험이 방지된다. 또한, 센서 소자와 그 위에 올려진 어댑터(28) 사이의 쓸모 없는 체적(34)이 가급적 작게 유지되고, 압력 측정시 에러 또는 시간적 지연이 피해지도록 하기 위해서, 위쪽으로 개방된 칩 캐리어(5)의 가장자리까지 충전된 겔(32)이 충전제로서 사용된다. 측정될 매체를 반도체 칩(6) 또는 압력 센서 장치의 부식 위험이 있는 부품으로부터 더욱 분리하기 위해서, 칩 캐리어(5)를 향한 어댑터(28)의 측면이 탄성 막(35)에 의해 폐쇄된다. 상기 막(35)은 센서에 제공된 매체의 압력 펄스를 에러 또는 시간 지연 없이 전달할 수 있고, 이온 또는 매체(33)의 다른 유해 성분에 의한 부품의 오염 위험을 방지한다.The chip carrier 5 is filled with a flowable filler 32, which completely covers the semiconductor chip 6. The filler is in particular a gel which delivers pressure to the semiconductor pressure sensor with little delay and no error. The gel on the one hand contacts the sensitive pressure sensor chip 6 and the other, in particular metal parts of the pressure sensor device 1, in particular the bonding wire 21, the connecting leg 7 or the lead frame with the medium 33 to be measured. Protection against contamination of the component by ions or other harmful components of the medium 33, or the risk of corrosion due to the medium 33, in this way. In addition, in order to keep the useless volume 34 between the sensor element and the adapter 28 mounted thereon as small as possible, and to avoid errors or time delays in the pressure measurement, Gel 32 filled to the edge is used as filler. In order to further separate the medium to be measured from the risk of corrosion of the semiconductor chip 6 or the pressure sensor device, the side of the adapter 28 towards the chip carrier 5 is closed by the elastic membrane 35. The membrane 35 can deliver pressure pulses of the medium provided to the sensor without errors or time delays and prevents the risk of contamination of the component by ions or other harmful components of the medium 33.
한 측면이 개방된 칩 캐리어(5)의 측벽(24, 25)에는 또한 내부면상에 관통하도록 배치된 유동 방지 에지(36)가 제공될 수 있다. 이 경우에는, 칩 캐리어(5)의 내부면이 다만 유동 방지 에지(36)의 높이까지만 겔(32)로 채워진다. 상기 유동 방지 에지(36)는 접착성 겔(32)의 모세관 파워를 규정된 대로 스톱시킬 수 있게 함으로써, 모세관 힘에 의해 하우징 가장자리 위로 겔(32)이 상승하는 것이 방지된다.The sidewalls 24, 25 of the chip carrier 5 with one side open may also be provided with a flow preventing edge 36 arranged to penetrate on the inner surface. In this case, the inner surface of the chip carrier 5 is filled with the gel 32 only up to the height of the flow preventing edge 36. The anti-flow edge 36 allows the capillary power of the adhesive gel 32 to be stopped as defined, thereby preventing the gel 32 from rising above the housing edge by capillary forces.
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