JPH01197620A - 相対圧形半導体圧力センサ - Google Patents
相対圧形半導体圧力センサInfo
- Publication number
- JPH01197620A JPH01197620A JP2224788A JP2224788A JPH01197620A JP H01197620 A JPH01197620 A JP H01197620A JP 2224788 A JP2224788 A JP 2224788A JP 2224788 A JP2224788 A JP 2224788A JP H01197620 A JPH01197620 A JP H01197620A
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- JP
- Japan
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- substrate
- pressure
- chip
- coefficient
- silicon
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- Pending
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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、特
にシリコン板のゲージ抵抗が形成されたダイヤフラム部
の両面に圧力を加える相対圧形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、特
にシリコン板のゲージ抵抗が形成されたダイヤフラム部
の両面に圧力を加える相対圧形半導体圧力センサに関す
る。
半導体圧力センサの一般的な基本構造としては、シリコ
ン感圧ダイヤスラムチップを近似的に等しい熱膨脹係数
をもつパイレックスガラスあるいはチップと同じシリコ
ン等からなる台座を介して容器に固着する方法がとられ
ている。これはチップを支持する台座とチップとの間の
熱膨脹係数の差による歪みがダイヤフラムを変形させて
あたかも測定圧力によるダイヤフラムの変形と同等の結
果を生ずるのを防ぐためである。第２図はシリコンから
なる台座を用いた半導体圧力センサの一例でンリコン感
圧ダイヤフラムチップ１はソリコンブロックからなる台
座１２の上部に接着され、台座の下部には被測定圧力の
導圧管１３が接続されている。
ン感圧ダイヤスラムチップを近似的に等しい熱膨脹係数
をもつパイレックスガラスあるいはチップと同じシリコ
ン等からなる台座を介して容器に固着する方法がとられ
ている。これはチップを支持する台座とチップとの間の
熱膨脹係数の差による歪みがダイヤフラムを変形させて
あたかも測定圧力によるダイヤフラムの変形と同等の結
果を生ずるのを防ぐためである。第２図はシリコンから
なる台座を用いた半導体圧力センサの一例でンリコン感
圧ダイヤフラムチップ１はソリコンブロックからなる台
座１２の上部に接着され、台座の下部には被測定圧力の
導圧管１３が接続されている。
導圧管１３の材料も熱膨張係数が近似的に台座１２に等
しいことが必要である。この導圧管１３が容器底部１４
に固定されている。容器底部１４上の台座１２以外の部
分には、前記シリコン感圧ダイヤフラムチップ１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アルミナ
等のセラミック基板１６が組み込まれている。感圧チッ
プ１のゲージ抵抗とセラミック基板１６上の電子回路は
金やアルミニウム等の細線７のボンディングにより接続
され、セラミック基板１６上の電子回路は外部端子８へ
接続用金属片１１をはんだ付けする方法あるいはアルミ
ニウム線等のボンディングにて接続される。外部端子８
はガラス環１０を介して容器底部１４の外へ引き出され
る。また感圧チップを含む電子回路は、容器蓋部１５を
容器底部１４に溶接等にて固定することによって外部よ
り保護されている。容器底部１４と容器蓋部１５により
形成される空間部９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９へ一方の圧力を導入する
導圧管１７を開放とし、絶対圧測定には空間部９を真空
または所定の圧力にし、導圧管１７を押しつぶしたり、
はんだにて気密に封じる。もちろん、外部端子８の容器
底部１４の貫通部はガラス１！１１０により気密に封じ
られており、容器底部１４．容器蓋部１５の溶接も気密
を保ち固定されている。
しいことが必要である。この導圧管１３が容器底部１４
に固定されている。容器底部１４上の台座１２以外の部
分には、前記シリコン感圧ダイヤフラムチップ１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アルミナ
等のセラミック基板１６が組み込まれている。感圧チッ
プ１のゲージ抵抗とセラミック基板１６上の電子回路は
金やアルミニウム等の細線７のボンディングにより接続
され、セラミック基板１６上の電子回路は外部端子８へ
接続用金属片１１をはんだ付けする方法あるいはアルミ
ニウム線等のボンディングにて接続される。外部端子８
はガラス環１０を介して容器底部１４の外へ引き出され
る。また感圧チップを含む電子回路は、容器蓋部１５を
容器底部１４に溶接等にて固定することによって外部よ
り保護されている。容器底部１４と容器蓋部１５により
形成される空間部９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９へ一方の圧力を導入する
導圧管１７を開放とし、絶対圧測定には空間部９を真空
または所定の圧力にし、導圧管１７を押しつぶしたり、
はんだにて気密に封じる。もちろん、外部端子８の容器
底部１４の貫通部はガラス１！１１０により気密に封じ
られており、容器底部１４．容器蓋部１５の溶接も気密
を保ち固定されている。
しかし、第２図に示したような圧力センサでは、台座１
２に導圧管１３に連通する細孔を形成する必要があるこ
と、また感圧チップと台座１台座と導圧管の少なくとも
２個所の気密結合性を確保することが必要であることな
ど、製造工程に複雑、困難を伴いコスト高の要因を含ん
でいる。
２に導圧管１３に連通する細孔を形成する必要があるこ
と、また感圧チップと台座１台座と導圧管の少なくとも
２個所の気密結合性を確保することが必要であることな
ど、製造工程に複雑、困難を伴いコスト高の要因を含ん
でいる。
本発明の目的は、上述の問題点を解決して、部品点数が
少なく加工、固着等に高度の技術を必要としない相対圧
形半導体圧力センサを提供することにある。
少なく加工、固着等に高度の技術を必要としない相対圧
形半導体圧力センサを提供することにある。
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の両面に圧力を加えて圧力の
検出または測定を行う相対圧形半導体圧力センサにおい
て、一面側の中央に凹部を形成してなるダイヤフラム部
にゲージ抵抗を備えたシリコン感圧チップが、開口部を
有する窒化アルミニウムまたはムライトの基板の該開口
部上に凹部を基板側にして固着され、その基板は第１の
導圧口を有する容器蓋部と第２の導圧口を有する容器底
部の少なくとも一方に気密に結合され、かつ基板面上に
厚膜配線回路が形成されるものとする。
形成されたダイヤフラム部の両面に圧力を加えて圧力の
検出または測定を行う相対圧形半導体圧力センサにおい
て、一面側の中央に凹部を形成してなるダイヤフラム部
にゲージ抵抗を備えたシリコン感圧チップが、開口部を
有する窒化アルミニウムまたはムライトの基板の該開口
部上に凹部を基板側にして固着され、その基板は第１の
導圧口を有する容器蓋部と第２の導圧口を有する容器底
部の少なくとも一方に気密に結合され、かつ基板面上に
厚膜配線回路が形成されるものとする。
上記のような構造とすることにより、窒化アルミニウム
またはムライトからなる基板が感圧チップに近い熱膨張
係数を持ち、温度変化の際にもダイヤフラム部を変形さ
せる歪みを与えることがないので、感圧チップに近似し
た熱膨張係数を有する台座が不要となる。
またはムライトからなる基板が感圧チップに近い熱膨張
係数を持ち、温度変化の際にもダイヤフラム部を変形さ
せる歪みを与えることがないので、感圧チップに近似し
た熱膨張係数を有する台座が不要となる。
第１図は本発明の一実施例を示し、第２図と共通の部分
には同一の符号が付されている。この場合はシリコン感
圧チップｌが窒化アルミニウム（ＡＩ Ｎ ）またはム
ライト（３Ａ１．Ｏ，・２Ｓ＋０２） からなる基板
６の上に固着され、シリコン感圧チップ１に設けられた
ダイヤプラムの裏側空間は基板６の開口部１８に通じて
いる。ＡＪＮは熱膨張係数が４．５Ｘ１０−’／にで、
ムライトは熱膨張係数が４．４２ Ｘ １０−’ ／
ＫでＡＬ’ ２０ ｓの７．０Ｘ１０−’／により小さ
く 、３．５ Ｘｌ０−６／にであるＳｌの熱膨張係数
に近似している。基板６の周囲は金属または樹脂成形に
よって作成され、導圧口である導圧管５が一体となった
容器蓋部４と気密に結合される。そしてさらに導圧口で
ある導圧管３が一体となった容器底部２が容器蓋部４と
気密に結合され、基板６によって隔てられた圧力室２３
と圧力室２４が形成される。基板６の面上には印刷厚膜
による厚膜配線回路１９が形成され、増幅回路等を構成
しており、感圧チップｌの端子と細線７により接続され
ている。この厚膜配線回路１９は、図示のように基板６
の外面側に設けることもできる。この実施例での導圧管
３，５は第２図の場合と異なり熱膨張係数を特に留意す
る必要はない。なお、この実施例の場合基板６と外部端
子８および容器底部２と外部端子８をガラス環等を用い
て気密に封じることが必要である。
には同一の符号が付されている。この場合はシリコン感
圧チップｌが窒化アルミニウム（ＡＩ Ｎ ）またはム
ライト（３Ａ１．Ｏ，・２Ｓ＋０２） からなる基板
６の上に固着され、シリコン感圧チップ１に設けられた
ダイヤプラムの裏側空間は基板６の開口部１８に通じて
いる。ＡＪＮは熱膨張係数が４．５Ｘ１０−’／にで、
ムライトは熱膨張係数が４．４２ Ｘ １０−’ ／
ＫでＡＬ’ ２０ ｓの７．０Ｘ１０−’／により小さ
く 、３．５ Ｘｌ０−６／にであるＳｌの熱膨張係数
に近似している。基板６の周囲は金属または樹脂成形に
よって作成され、導圧口である導圧管５が一体となった
容器蓋部４と気密に結合される。そしてさらに導圧口で
ある導圧管３が一体となった容器底部２が容器蓋部４と
気密に結合され、基板６によって隔てられた圧力室２３
と圧力室２４が形成される。基板６の面上には印刷厚膜
による厚膜配線回路１９が形成され、増幅回路等を構成
しており、感圧チップｌの端子と細線７により接続され
ている。この厚膜配線回路１９は、図示のように基板６
の外面側に設けることもできる。この実施例での導圧管
３，５は第２図の場合と異なり熱膨張係数を特に留意す
る必要はない。なお、この実施例の場合基板６と外部端
子８および容器底部２と外部端子８をガラス環等を用い
て気密に封じることが必要である。
第３図は本発明の他の実施例である。第３図で第１図と
異なる点は基板６と容器底部２１との間に環状のスペー
サ２０を気密に介挿させたことである。
異なる点は基板６と容器底部２１との間に環状のスペー
サ２０を気密に介挿させたことである。
これにより、圧力室２３と圧力室２４は基板６と環状の
スペーサ２０とによって隔てられるので、外部端子８は
容器底部２１の貫通部のみ気密封止されればよい。
スペーサ２０とによって隔てられるので、外部端子８は
容器底部２１の貫通部のみ気密封止されればよい。
本発明によれば、感圧チップ材料のシリコンと近似的に
等しい熱膨張係数をもつＡ／Ｎ またはムライトからな
る基板上に感圧チップを固着し、さらにこの基板を厚膜
配線回路の基板と兼用させることにより、台座、別個の
回路基板が省略され、部品点数が減少し、構造簡単で高
度の製造技術を必要とせず、信頼性の高い小形高精度の
相対圧形半導体圧力センサを低い製造コストで得ること
ができる。
等しい熱膨張係数をもつＡ／Ｎ またはムライトからな
る基板上に感圧チップを固着し、さらにこの基板を厚膜
配線回路の基板と兼用させることにより、台座、別個の
回路基板が省略され、部品点数が減少し、構造簡単で高
度の製造技術を必要とせず、信頼性の高い小形高精度の
相対圧形半導体圧力センサを低い製造コストで得ること
ができる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は従来例の
断面図、第３図は本発明の他の実施例の断面図である。 １ シリコン感圧チップ、２．１４．２１ 容器底部
、３． ５．１３．１７ 導圧管、４．１５．２２
容器蓋部、６ 基板、１８ 開口部。 第１図 第２図 第３図
断面図、第３図は本発明の他の実施例の断面図である。 １ シリコン感圧チップ、２．１４．２１ 容器底部
、３． ５．１３．１７ 導圧管、４．１５．２２
容器蓋部、６ 基板、１８ 開口部。 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）一面側の中央に凹部を形成してなるダイヤフラム部
にゲージ抵抗を備えたシリコン感圧チップが、開口部を
有する窒化アルミニウムの基板の該開口部上に凹部を基
板側にして固着され、その基板は第１の導圧口を有する
容器蓋部と第２の導圧口を有する容器底部の少なくとも
一方に気密に結合され、かつ基板面上に厚膜配線回路が
形成されたことを特徴とする相対圧形半導体圧力センサ
。 ２）一面側の中央に凹部を形成してなるダイヤフラム部
にゲージ抵抗を備えたシリコン感圧チップが、開口部を
有するムライトの基板の該開口部上に凹部を基板側にし
て固着され、その基板は第１の導圧口を有する容器蓋部
と第２の導圧口を有する容器底部の少なくとも一方に気
密に結合され、かつ基板面上に厚膜配線回路が形成され
たことを特徴とする相対圧形半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2224788A JPH01197620A (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | 相対圧形半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2224788A JPH01197620A (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | 相対圧形半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197620A true JPH01197620A (ja) | 1989-08-09 |
Family
ID=12077463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2224788A Pending JPH01197620A (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | 相対圧形半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01197620A (ja) |
-
1988
- 1988-02-02 JP JP2224788A patent/JPH01197620A/ja active Pending
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