JPH01140037A - 半導体歪ゲージ式圧力センサ - Google Patents
半導体歪ゲージ式圧力センサInfo
- Publication number
- JPH01140037A JPH01140037A JP29801087A JP29801087A JPH01140037A JP H01140037 A JPH01140037 A JP H01140037A JP 29801087 A JP29801087 A JP 29801087A JP 29801087 A JP29801087 A JP 29801087A JP H01140037 A JPH01140037 A JP H01140037A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure sensor
- strain gauge
- resistance
- semiconductor strain
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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〕
本発明は半導体歪ゲージ式圧力センサに係わり、特にガ
ソリン蒸気を含む気体の圧力測定に好適な半導体歪ゲー
ジ式圧力センサに関する。
ソリン蒸気を含む気体の圧力測定に好適な半導体歪ゲー
ジ式圧力センサに関する。
半導体歪ゲージ式圧力センサは、一面に歪ゲージを構成
する拡散抵抗とこの抵抗に電気的に接続された電極とを
有する半導体チップを使用するも、めであり、従来の半
導体歪ゲージ式圧力センサは、特公昭５８−７１７９号
に記載のように、半導体チップの拡散抵抗及びｔ ｆｆ
ｉが形成された面をゲル状の軟質レジンで被覆し、耐湿
性の向上を図っていた。
する拡散抵抗とこの抵抗に電気的に接続された電極とを
有する半導体チップを使用するも、めであり、従来の半
導体歪ゲージ式圧力センサは、特公昭５８−７１７９号
に記載のように、半導体チップの拡散抵抗及びｔ ｆｆ
ｉが形成された面をゲル状の軟質レジンで被覆し、耐湿
性の向上を図っていた。
上記半導体歪圧カセンサーにおいては、半導体チップを
被覆する軟質レジンとして、主成分がジメチルシリコー
ン、架橋材がフェニールシリコーンを用いたシリコーン
ゲルを使用している。これは、電気絶縁性、耐湿性、耐
熱、耐寒性に優れているためである。しかしながらジメ
チル及びフェニールのシリコーンゲルは化学的に安定で
あるものの、耐溶材性、特に非価性溶材に対する酎溶材
性が悪いという欠点を有している。ガソリンは非極性温
材の混合物（例えば、四塩化炭素、シクロヘキサン、ノ
ルマルヘキサン、ノルマルヘプタン）であるため、ジメ
チル、フェニールシリコーンをガソリン雰囲気中に置く
と膨潤する。
被覆する軟質レジンとして、主成分がジメチルシリコー
ン、架橋材がフェニールシリコーンを用いたシリコーン
ゲルを使用している。これは、電気絶縁性、耐湿性、耐
熱、耐寒性に優れているためである。しかしながらジメ
チル及びフェニールのシリコーンゲルは化学的に安定で
あるものの、耐溶材性、特に非価性溶材に対する酎溶材
性が悪いという欠点を有している。ガソリンは非極性温
材の混合物（例えば、四塩化炭素、シクロヘキサン、ノ
ルマルヘキサン、ノルマルヘプタン）であるため、ジメ
チル、フェニールシリコーンをガソリン雰囲気中に置く
と膨潤する。
従って、自動車のマニホールド圧力など、ガソリン蒸気
やガソリンの液状粒子を含んだ流体の圧力を測定する場
合には、ジメチル、フェニールシリコーンの軟質レジン
がガソリン蒸気やその液状粒子に晒され、膨潤すること
により、半導体チップに応力が発生し、圧力センサの出
力がドリフトしたり、膨潤により信号取出用の金線を引
張り、この金線の疲労破断を誘発し、また膨潤により圧
力導入口を塞ぐという問題があった。
やガソリンの液状粒子を含んだ流体の圧力を測定する場
合には、ジメチル、フェニールシリコーンの軟質レジン
がガソリン蒸気やその液状粒子に晒され、膨潤すること
により、半導体チップに応力が発生し、圧力センサの出
力がドリフトしたり、膨潤により信号取出用の金線を引
張り、この金線の疲労破断を誘発し、また膨潤により圧
力導入口を塞ぐという問題があった。
また上記問題を克服する方法として、半導体チップの位
置する側の空間を圧力導入口に通じる側の空間から金属
ダイアフラムで完全に遮断し、半導体チップの位置する
側の空間に絶縁油を封入し、圧力導入口から半導体チッ
プへの圧力の伝播はこの金属ダイアフラムと絶縁油を介
して行う方法がある。しかしながらこの対策では、絶縁
油の膨張及び収縮による内圧の発生があり、ダイアフラ
ムの応力軽減のためにダイアプラムは大型にならざるを
得ない、また金属ダイアフラムを気密封止する必要があ
るので金属ダイアプラムをセンサハウジングに溶接しな
ければならず、このため金属ハウジングも金属となり、
重量が重くなるという問題があった。
置する側の空間を圧力導入口に通じる側の空間から金属
ダイアフラムで完全に遮断し、半導体チップの位置する
側の空間に絶縁油を封入し、圧力導入口から半導体チッ
プへの圧力の伝播はこの金属ダイアフラムと絶縁油を介
して行う方法がある。しかしながらこの対策では、絶縁
油の膨張及び収縮による内圧の発生があり、ダイアフラ
ムの応力軽減のためにダイアプラムは大型にならざるを
得ない、また金属ダイアフラムを気密封止する必要があ
るので金属ダイアプラムをセンサハウジングに溶接しな
ければならず、このため金属ハウジングも金属となり、
重量が重くなるという問題があった。
本発明の目的は、耐ガソリン性に優れ、かつ小形、軽量
化の可能な半導体歪ゲージ圧力センサを提供することで
ある。
化の可能な半導体歪ゲージ圧力センサを提供することで
ある。
上記目的は、半導体チップの拡散抵抗及び電極が形成さ
れた面を耐ガソリン性の軟質フロロ系レジンで被覆した
ことを特徴とする半導体歪ゲージ式圧力センサによって
達成される。
れた面を耐ガソリン性の軟質フロロ系レジンで被覆した
ことを特徴とする半導体歪ゲージ式圧力センサによって
達成される。
ガソリン蒸気やその液状粒子を含んだ流体の圧力測定時
、上記軟質フロロ系レジンはガソリンに晒されてもほと
んど膨潤せず、センサ出力の異常を来したり、金線を破
断したり、圧力導入口を塞いだりすることはない、また
、半導体チップを軟質フロロ系レジンで被覆するだけの
簡単な構造であるので、圧力センサの小形、軽量化が可
能である。
、上記軟質フロロ系レジンはガソリンに晒されてもほと
んど膨潤せず、センサ出力の異常を来したり、金線を破
断したり、圧力導入口を塞いだりすることはない、また
、半導体チップを軟質フロロ系レジンで被覆するだけの
簡単な構造であるので、圧力センサの小形、軽量化が可
能である。
以下本発明の一実施例を第１図ないし第３図を参照して
説明する。
説明する。
第１図及び第２図において、符号１は本発明の半導体歪
ゲージ式圧力センサであり、圧力センサ１はセンサハウ
ジング２を有し、センサハウジング２には圧力導入管３
が装着されている。センサハウジング２内にはチップハ
ウジング４が装備され、このチップハウジング４には圧
力導入管３に対向して圧力ボート５が形成されている。
ゲージ式圧力センサであり、圧力センサ１はセンサハウ
ジング２を有し、センサハウジング２には圧力導入管３
が装着されている。センサハウジング２内にはチップハ
ウジング４が装備され、このチップハウジング４には圧
力導入管３に対向して圧力ボート５が形成されている。
チップハウジング４内には、圧力ボート５に対向してガ
ラス台６上に半導体チップ７が装着されている。
ラス台６上に半導体チップ７が装着されている。
半導体チップ７は裏面に凹み８を有し、ガラス台６と気
密に接着剤にて接合することによりこの凹み８に真空室
を形成している。この真空室はチップハウジング４内に
導入された気体の圧力を絶対圧力として測定するための
ものである。ガラス台６はチップハウジング４に接着剤
にて接合されている。
密に接着剤にて接合することによりこの凹み８に真空室
を形成している。この真空室はチップハウジング４内に
導入された気体の圧力を絶対圧力として測定するための
ものである。ガラス台６はチップハウジング４に接着剤
にて接合されている。
半導体チップ７の表面即ち圧力ボート５に対向した面に
は、拡散形成された抵抗と、この拡散抵抗相互の間及び
拡散抵抗と外部との間の電気的接続をとるため蒸着によ
り形成されたアルミニウム電極とが備えられ、これら拡
散抵抗及びアルミニウム電極により歪ゲージを構成して
いる。アルミニウム電極はリード線９に金線１０により
ワイヤボンディングされている。
は、拡散形成された抵抗と、この拡散抵抗相互の間及び
拡散抵抗と外部との間の電気的接続をとるため蒸着によ
り形成されたアルミニウム電極とが備えられ、これら拡
散抵抗及びアルミニウム電極により歪ゲージを構成して
いる。アルミニウム電極はリード線９に金線１０により
ワイヤボンディングされている。
半導体チップ７の拡散抵抗及び電極が形成された上記面
は、この面全体を包み込むように、体ガソリン性の軟質
フロロ系レジン１１で被覆されている。この軟質フロロ
系レジン１１は、好ましくはフ四ロシリコーン変性ジメ
チルシリコーンを主成分として採用したフロロシリコー
ンゲルからなっている。
は、この面全体を包み込むように、体ガソリン性の軟質
フロロ系レジン１１で被覆されている。この軟質フロロ
系レジン１１は、好ましくはフ四ロシリコーン変性ジメ
チルシリコーンを主成分として採用したフロロシリコー
ンゲルからなっている。
本実施例におけるこの軟質フロロ系レジン１１を構成す
るフロロシリコーンゲルの＃４遣式は以下の通りである
。
るフロロシリコーンゲルの＃４遣式は以下の通りである
。
（１）主成分：フロロシリコーン変性ジメチルシリコー
ン （２）架橋材：フロロシリコンレジン 次に本実施例の半導体歪ゲージ式圧力センサの作用を説
明する。
ン （２）架橋材：フロロシリコンレジン 次に本実施例の半導体歪ゲージ式圧力センサの作用を説
明する。
前述したように従来の圧力センサは、半導体チップ被覆
材として、主成分がジメチルシリコーン、架橋材がフェ
ニールシリコーンを用いたシリコーンゲルを使用してい
る。これは、電気絶縁性、耐湿性、耐熱、耐寒性に１ｆ
れているなめで、特にジメチルシルコーンに架橋材とし
てフェニールシリコーンを使用することにより、−６０
°Ｃでも凝固しない強い耐寒性を実現している。しかし
、ジメチル及びフェニールのシリコーンゲルは化学的に
安定であるものの、耐溶材性、特に非極性温材に対する
耐溶材性が悪いという欠点を有している。
材として、主成分がジメチルシリコーン、架橋材がフェ
ニールシリコーンを用いたシリコーンゲルを使用してい
る。これは、電気絶縁性、耐湿性、耐熱、耐寒性に１ｆ
れているなめで、特にジメチルシルコーンに架橋材とし
てフェニールシリコーンを使用することにより、−６０
°Ｃでも凝固しない強い耐寒性を実現している。しかし
、ジメチル及びフェニールのシリコーンゲルは化学的に
安定であるものの、耐溶材性、特に非極性温材に対する
耐溶材性が悪いという欠点を有している。
ガソリンは非極性温材の混合物（例えば、四塩化炭素、
シクロヘキサン、ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン
）であるため、ジメチル、フェニールシリコーンをガソ
リン雰囲気中に置くと膨潤する。
シクロヘキサン、ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン
）であるため、ジメチル、フェニールシリコーンをガソ
リン雰囲気中に置くと膨潤する。
第１図に示す圧力センサ１において、シリコーンゲル１
が膨潤すると、膨潤により半導体チップ７に応力が発生
し、圧力センサ１の出力がドリフトし、また膨潤により
金線１０を引張り、金線１０の疲労破断を誘発する。さ
らに膨潤により圧力ボート５を塞いでしまう。
が膨潤すると、膨潤により半導体チップ７に応力が発生
し、圧力センサ１の出力がドリフトし、また膨潤により
金線１０を引張り、金線１０の疲労破断を誘発する。さ
らに膨潤により圧力ボート５を塞いでしまう。
そこで耐ガソリン性を向上させるためには、耐油性、耐
溶材性に優れたフッ素シリコーンを用いたゲルとする対
策が考えられる。しかし、フッ素シリコーンは、耐油性
、耐溶材性、耐熱性に優れているものの、耐寒性が劣る
という欠点がある。
溶材性に優れたフッ素シリコーンを用いたゲルとする対
策が考えられる。しかし、フッ素シリコーンは、耐油性
、耐溶材性、耐熱性に優れているものの、耐寒性が劣る
という欠点がある。
そこでジメチル、フェニールシリコーンの耐寒性にフッ
素シリコーンの耐油性、耐溶材性を付加するなめに、下
記構造式で示されるジメチルシリコーンとフッ素シリコ
ーンを変性させたフロロシリコーン変性ジメチルシリコ
ーンを主成分として採用することにより、耐油性、耐溶
材性、耐寒性に優れた被覆材を得ることができる。
素シリコーンの耐油性、耐溶材性を付加するなめに、下
記構造式で示されるジメチルシリコーンとフッ素シリコ
ーンを変性させたフロロシリコーン変性ジメチルシリコ
ーンを主成分として採用することにより、耐油性、耐溶
材性、耐寒性に優れた被覆材を得ることができる。
ジメチルシリコーン：
フッ素シリコーン：
Ｃ］１３
一→ＳｉＯ←−
Ｃ１１２ＣＩＩ２ＣＦ３
フロロシリコーン変性ジメチルシリコーン：なおフロロ
系レジン１１の上記材質フロロシリコーンゲルは、フッ
素の含有率が多くなるとガラス転移点の温度が上昇し、
耐寒性が悪くなるなめ、第３図に示すフッ素の含有率と
ガラス転移点の温度即ち耐寒温度とから、耐寒温度Ｔ（
７が一９０℃となるようにフッ素の含有率７０％と定め
な。
系レジン１１の上記材質フロロシリコーンゲルは、フッ
素の含有率が多くなるとガラス転移点の温度が上昇し、
耐寒性が悪くなるなめ、第３図に示すフッ素の含有率と
ガラス転移点の温度即ち耐寒温度とから、耐寒温度Ｔ（
７が一９０℃となるようにフッ素の含有率７０％と定め
な。
このようにして得られた軟質フロロ系レジン１１は、ガ
ソリン液中に２７０時間浸せきしても体積変化率が１．
５％以下であり、膨潤をほとんど生じないという実験結
果を得た。
ソリン液中に２７０時間浸せきしても体積変化率が１．
５％以下であり、膨潤をほとんど生じないという実験結
果を得た。
また−５５℃と１５０℃との間で５００回繰返し、熱衝
撃試験を行ったがまったく問題はなかった。
撃試験を行ったがまったく問題はなかった。
さらに、上記圧力センサ１の圧力導入管３にガソリンを
注入し、大気圧と１６０ Ｈａ ａｂｓとの間で圧力試
験を１０万回行っても、異常なく優れた耐ガソリン性を
示しなに のように本実施例によれば、耐ガソリン性に優れ、かつ
対熱性、耐寒性を有し、＠顆性の高い製品を提供するこ
とができる。また半導体チップ７を７０ロ系レジン１１
で被覆しただけの簡単な構造なので、小形、軽量で安価
な製品とすることができる。
注入し、大気圧と１６０ Ｈａ ａｂｓとの間で圧力試
験を１０万回行っても、異常なく優れた耐ガソリン性を
示しなに のように本実施例によれば、耐ガソリン性に優れ、かつ
対熱性、耐寒性を有し、＠顆性の高い製品を提供するこ
とができる。また半導体チップ７を７０ロ系レジン１１
で被覆しただけの簡単な構造なので、小形、軽量で安価
な製品とすることができる。
以上明らかなように本発明によれば、耐ガソリン性に優
れ、かつ小形で軽量の半導体歪ゲージ式圧力センサを提
供することができる。
れ、かつ小形で軽量の半導体歪ゲージ式圧力センサを提
供することができる。
第１図は本発明の一実施例による半導体歪ゲージ式圧力
センサの要部断面図であり、第２図はその半導体歪ゲー
ジ式圧力センサの一部切除全体斜視図であり、第３図は
その半導体歪ゲージ式圧力センサに使用されているフロ
ロ系レジンのフッ素含有率とガラス転移点温度（耐寒温
度）との関係を示す図である。 符号の説明 １・・・半導体歪ゲージ式圧力センサ ７・・・半導体チップ 出願人 株式会社 日立製作所 フツ素含有率（％） −ト
センサの要部断面図であり、第２図はその半導体歪ゲー
ジ式圧力センサの一部切除全体斜視図であり、第３図は
その半導体歪ゲージ式圧力センサに使用されているフロ
ロ系レジンのフッ素含有率とガラス転移点温度（耐寒温
度）との関係を示す図である。 符号の説明 １・・・半導体歪ゲージ式圧力センサ ７・・・半導体チップ 出願人 株式会社 日立製作所 フツ素含有率（％） −ト
Claims (2)
- （１）一面に歪ゲージを構成する拡散抵抗とこの抵抗に
電気的に接続された電極とを有する半導体チップを備え
た半導体歪ゲージ式圧力センサにおいて、 前記半導体チップの拡散抵抗及び電極が形成された面を
耐ガソリン性の軟質フロロ系レジンで被覆したことを特
徴とする半導体歪ゲージ式圧力センサ。 - （２）前記軟質フロロ系レジンが、フロロシリコーン変
性ジメチルシリコーンを主成分として採用したフロロシ
リコーンゲルであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の半導体歪ゲージ式圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62298010A JP2525433B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 半導体歪ゲ―ジ式圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62298010A JP2525433B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 半導体歪ゲ―ジ式圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01140037A true JPH01140037A (ja) | 1989-06-01 |
| JP2525433B2 JP2525433B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=17853958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62298010A Expired - Fee Related JP2525433B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 半導体歪ゲ―ジ式圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2525433B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6512255B2 (en) | 1999-09-17 | 2003-01-28 | Denso Corporation | Semiconductor pressure sensor device having sensor chip covered with protective member |
| WO2021106598A1 (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | 住友電装株式会社 | センサ装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004045142A (ja) | 2002-07-10 | 2004-02-12 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 半導体圧力センサ装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57136132A (en) * | 1981-02-18 | 1982-08-23 | Nippon Denso Co Ltd | Semiconductor pressure transducer |
| JPS5997029A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-04 | Hitachi Ltd | 絶対圧形半導体圧力センサ |
| JPS60141738A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-26 | Fujikura Rubber Ltd | ゴム組成物 |
| JPS60234812A (ja) * | 1984-05-09 | 1985-11-21 | Fuji Kobunshi Kogyo Kk | ダイアフラムの製造方法 |
-
1987
- 1987-11-26 JP JP62298010A patent/JP2525433B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57136132A (en) * | 1981-02-18 | 1982-08-23 | Nippon Denso Co Ltd | Semiconductor pressure transducer |
| JPS5997029A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-04 | Hitachi Ltd | 絶対圧形半導体圧力センサ |
| JPS60141738A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-26 | Fujikura Rubber Ltd | ゴム組成物 |
| JPS60234812A (ja) * | 1984-05-09 | 1985-11-21 | Fuji Kobunshi Kogyo Kk | ダイアフラムの製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6512255B2 (en) | 1999-09-17 | 2003-01-28 | Denso Corporation | Semiconductor pressure sensor device having sensor chip covered with protective member |
| WO2021106598A1 (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | 住友電装株式会社 | センサ装置 |
| JP2021085740A (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | 住友電装株式会社 | センサ装置 |
| US12104925B2 (en) | 2019-11-27 | 2024-10-01 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Sensor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2525433B2 (ja) | 1996-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4276533A (en) | Pressure sensor | |
| EP0676628B1 (en) | Stress isolated semiconductive pressure sensor | |
| US4967600A (en) | Manometer | |
| JP2724419B2 (ja) | 圧力センサ | |
| US6512255B2 (en) | Semiconductor pressure sensor device having sensor chip covered with protective member | |
| US4295115A (en) | Semiconductor absolute pressure transducer assembly and method | |
| US6148673A (en) | Differential pressure sensor and method thereof | |
| EP0317163A2 (en) | Cylinder pressure sensor for an internal combustion engine | |
| US4712082A (en) | Pressure sensor | |
| CN105043643B (zh) | 高温压力传感器及其制作方法 | |
| US5126617A (en) | Cylinder pressure sensor for an internal combustion engine | |
| US11169039B2 (en) | Pressure sensor device and method of sensing pressure | |
| CN216770846U (zh) | 一种小型碳化硅航空压力传感器 | |
| JP2525433B2 (ja) | 半導体歪ゲ―ジ式圧力センサ | |
| JP3892065B2 (ja) | センサ装置及びセンサチップの固着方法 | |
| JPS594868B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2600863B2 (ja) | 高圧用半導体式圧力センサの取付け構造 | |
| JPH07326770A (ja) | 半導体圧力センサおよびその製造方法 | |
| USH606H (en) | Pressure sensor assembly | |
| JPS57136132A (en) | Semiconductor pressure transducer | |
| JPS6155789B2 (ja) | ||
| JPS5936835B2 (ja) | 半導体圧力・差圧伝送器 | |
| JPS60171429A (ja) | 圧力電気変換器 | |
| JPS587179B2 (ja) | 半導体歪ゲ−ジ式圧力センサ | |
| JPS5930035A (ja) | 半導体圧力センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |