JPH04370727A - 半導体圧力センサの製造方法 - Google Patents

半導体圧力センサの製造方法

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JPH04370727A
JPH04370727A JP17431691A JP17431691A JPH04370727A JP H04370727 A JPH04370727 A JP H04370727A JP 17431691 A JP17431691 A JP 17431691A JP 17431691 A JP17431691 A JP 17431691A JP H04370727 A JPH04370727 A JP H04370727A
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JP
Japan
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pressure
metal base
sensitive chip
diaphragm
metal
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JP17431691A
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Tatsuya Ito
達也 伊藤
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のガソリンタン
ク内のガソリン蒸気圧力、油圧機械の油圧力、各種の水
圧等の測定に用いられる半導体圧力センサの製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体圧力センサは、圧力に応
じて変形するダイヤフラム部を形成した感圧チップの表
面にIC(集積回路)の製造と同様の方法でピエゾ抵抗
ゲージを形成したものを用い、この感圧チップに例えば
測定媒体による圧力を印加して、圧力測定を行う。
【0003】この半導体圧力センサの前記感圧チップの
ピエゾ抵抗ゲージ部分は、汚染に弱く、汚損により性能
が劣化する可能性がある。このため、汚染された液体、
それ自体がピエゾ抵抗ゲージを汚染する可能性がある液
体等のように、前記感圧チップのピエゾ抵抗ゲージを汚
染し易い媒体の圧力を測定するための半導体圧力センサ
として、従来は、次のようなものが用いられていた。
【0004】図3に示すものは、ゲージ圧型の正圧型と
称されるタイプの半導体圧力センサであり、金属ベース
11上に台座12を介して感圧チップ13が設けられ、
この感圧チップ13にリードワイヤ14を介して外部接
続端子となるリードピン15が接続されている。感圧チ
ップ13は、先に述べたように圧力に応じて変形する第
1のダイヤフラム部を形成しており、その表面にピエゾ
抵抗ゲージが形成されている。金属ベース11および台
座12には、大気に連通して大気解放路を形成する貫通
孔が形成されている。
【0005】金属ベース11の上面側には、台座12、
感圧チップ13、およびリードワイヤ14を収容する凹
部が形成され、この凹部を覆って、台座12、感圧チッ
プ13、およびリードワイヤ14を封入し且つ測定圧力
を直接受ける第2のダイヤフラム部である金属製の受圧
ダイヤフラム16が設けられる。この受圧ダイヤフラム
16と金属ベース11、台座12および感圧チップ13
で形成される室内には、受圧ダイヤフラム16で受けた
圧力を感圧チップ13へ伝達する圧力媒体、例えば高純
度の油17が充填される。
【0006】金属ベース11は、切削加工あるいはロス
トワックス法により所要の形状に成型され、受圧ダイヤ
フラム16は、金属ベース11に溶接され前記凹部の内
部に油17が封入される。この半導体圧力センサの構造
は、シールダイヤフラム構造と称され、2重のダイヤフ
ラム構造により感圧チップ13には、間接的に圧力が加
わり、感圧チップ13が測定媒体に直接接することがな
い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3の
ようなシールダイヤフラム構造の半導体圧力センサは、
その構造自体が持つ欠点として、2重のダイヤフラムを
有する構造であり且つ油を充填するために部品点数が増
え、製造コストが高くなり、全体として大型化しがちで
ある。特に、この構造は、金属ベースがハウジングを兼
ねており、形状が複雑であるために、金属ベースの加工
コストが高価になるという問題があった。
【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、汚染された液体、それ自体がピエゾ抵抗ゲー
ジを汚染する可能性がある液体等を圧力媒体とする圧力
の測定に用いて、高い信頼性が得られ、小型で且つ安価
に製造することが可能な半導体圧力センサの製造方法を
提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体圧力
センサの製造方法は、金属ベースに設けられた凹部に、
歪みゲージを備えた感圧チップを収容し、前記感圧チッ
プに接続された接続導体を、前記金属ベースの挿通孔に
挿通して外部に導出し、且つ前記金属ベースの前記凹部
の開口を受圧ダイヤフラムで閉塞するとともに、前記受
圧ダイヤフラムと前記金属ベースの凹部とで形成される
室内に、受圧ダイヤフラムで受けた圧力を感圧チップへ
伝達する圧力媒体液を充填した半導体圧力センサの製造
方法において、前記金属ベースを、樹脂バインダが混合
された金属の粉末を射出成型して、さらに焼結して成型
する金属射出成型法を用いることを特徴としている。
【0010】
【作用】本発明の半導体圧力センサの製造方法において
は、ハウジングを兼ねた金属製のベースを、金属射出成
型法により、樹脂バインダが混合された金属の粉末を加
熱し射出成型して、さらに焼結して成型することにより
、シールダイヤフラム式半導体圧力センサを製造するの
で、汚染された液体、それ自体がピエゾ抵抗ゲージを汚
染する可能性がある液体等を圧力媒体とする圧力の測定
に用いて、高い信頼性が得られる半導体圧力センサを、
小型で且つ安価に製造することができる。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図1は、本発明の第1の実施例に係るシールダ
イヤフラム式半導体圧力センサの構造を示している。
【0012】図1に示す半導体圧力センサは、金属ベー
ス21、台座22、感圧チップ23、リードワイヤ24
、リードピン25、受圧ダイヤフラム26、および油2
7を有しており、これらは、金属ベース21を除いて、
図3に示した台座12、感圧チップ13、リードワイヤ
14、リードピン15、受圧ダイヤフラム16、および
油17と基本的に同様である。
【0013】すなわち、金属ベース21上に台座22を
介して感圧チップ23が設けられ、この感圧チップ23
にリードワイヤ24を介してリードピン25が接続され
ている。リードピン25は、金属ベース21に形成され
た挿通孔に挿通され、このリードピン25が挿通された
挿通孔部分は例えばガラスを用いたハーメチックシール
28によりシールされている。感圧チップ23は、先に
述べたように圧力に応じて変形する第1のダイヤフラム
部を形成しており、その表面にピエゾ抵抗ゲージが形成
されている。金属ベース21および台座22には、大気
に連通して大気解放路を形成する貫通孔が形成されてい
る。
【0014】金属ベース21の上面側には、台座22、
感圧チップ23、およびリードワイヤ24を収容する凹
部が形成され、この凹部を覆って、台座22、感圧チッ
プ23、およびリードワイヤ24を封入し且つ測定圧力
を直接受ける第2のダイヤフラム部である金属製の受圧
ダイヤフラム26が設けられる。この受圧ダイヤフラム
26と金属ベース21、台座22および感圧チップ23
で形成される室内には、受圧ダイヤフラム26で受けた
圧力を感圧チップ23へ伝達する圧力媒体、例えば高純
度の油27が充填される。
【0015】金属ベース21は、金属射出成型法により
、所要の形状に成型される。金属射出成型法は、成型用
の金型を用い、樹脂バインダが混合された金属の微粉末
を加熱射出成型し、さらに焼結して成型する加工法であ
り、この加工法を用いれば、複雑な3次元形状品を大量
生産することが可能である。このような金属ベース21
に、受圧ダイヤフラム26が溶接されるとともに、前記
凹部の内部に油27が封入される。
【0016】ちなみに、金属ベース21を金属射出成型
法で作製した場合、金属ベース11を切削加工で加工し
た場合に比して、加工費用が約70%削減される。この
ように、加工費用が削減できるので、汚染された液体、
それ自体がピエゾ抵抗ゲージを汚染する可能性がある液
体等を圧力媒体とする圧力の測定に用いて、高い信頼性
が得られるシールダイヤフラム式半導体圧力センサを、
極めて安価に提供することができる。
【0017】図2は、本発明の第2の実施例に係るシー
ルダイヤフラム式半導体圧力センサの構造を示している
。図2に示す半導体圧力センサは、金属ベース31、台
座32、感圧チップ33、リードワイヤ34、リードピ
ン35、受圧ダイヤフラム36、油37、およびハーメ
チックシール38を有している。さらに、金属ベース3
1の基端部には、回路ハウジング部31a(詳細は後述
する)が形成されている。
【0018】台座32、感圧チップ33、リードワイヤ
34、リードピン35、受圧ダイヤフラム36、油37
、ハーメチックシール38、および金属ベース31の回
路ハウジング部31a以外の部分は、図1の台座22、
感圧チップ23、リードワイヤ24、リードピン25、
受圧ダイヤフラム26、油27、ハーメチックシール2
8、および金属ベース21とほぼ同様の構成である。
【0019】金属ベース31の回路ハウジング部31a
は、回路基板39およびシールド板40を収容する。こ
の回路ハウジング部31aの開口端のカシメ部31bに
は、他の回路装置等に結合するためのカプラ41がカシ
メ固定され、カプラ41により回路ハウジング部31a
の開口端を閉塞している。
【0020】回路基板39は、例えば厚膜ハイブリッド
IC回路基板であり、この圧力センサ本体部の感圧チッ
プ33の駆動および調整用の回路を構成している。リー
ドワイヤ34を介して感圧チップ33に接続されたリー
ドピン35は、この回路基板39に直接結合されている
【0021】シールド板40は、回路基板39部分を電
磁シールドする。シールド板40は、はんだSにより金
属ベース31の回路ハウジング部31aの内面に固定さ
れている。回路基板39に接続されたリード導体42は
シールド板40を貫通し、カプラ41の導電部材43に
、はんだSにより接続されている。リード導体42のシ
ールド板40貫通部は絶縁部材44により絶縁されてい
る。
【0022】このような構成とすれば、圧力センサの駆
動および調整用の付加回路を別途に設ける必要がなく、
半導体圧力センサを用いる装置の構成の小型化および簡
略化することができる。この場合、センサの駆動および
調整用の外部回路を収めるハウジングまでも、上記金属
射出成型法により、圧力センサ本体の金属ベースと一体
に製作している。従来は、このような製品は、図3のよ
うな半導体圧力センサを、別途に作製したハウジングに
、外部回路等と一緒に組み込んでいたが、金属射出成型
法を用いることにより、センサの駆動および調整用の外
部回路を収めるハウジングと、圧力センサ本体の金属ベ
ースとを、一体に成型加工することが可能となった。
【0023】このように、加工費用を削減することがで
きるので、安価にシールダイヤフラム式半導体圧力セン
サを製造することができる。なお、金属射出成型法を用
いて製造される金属ベースの形状は、上述し且つ図面に
示す実施例に限らず、種々変形して実施することができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ハ
ウジングを兼ねた金属製のベースを、金属射出成型法に
より、樹脂バインダが混合された金属の粉末を射出成型
し、さらに焼結して成型することにより、汚染された液
体、それ自体がピエゾ抵抗ゲージを汚染する可能性があ
る液体等を圧力媒体とする圧力の測定に用いて、高い信
頼性が得られ、小型で且つ安価に製造することが可能な
半導体圧力センサの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の第1の実施例に係るシールダイヤ
フラム式半導体圧力センサの構成を示す断面図である。
【図2】  本発明の第2の実施例に係るシールダイヤ
フラム式半導体圧力センサの構成を示す断面図である。
【図3】  従来のシールダイヤフラム式半導体圧力セ
ンサの一例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
21,31…ベース、22,32…台座、23,33…
感圧チップ、24,34…リードワイヤ、25,35…
リードピン、26,36…受圧ダイヤフラム、27,3
7…油、28,38…ハーメチックシール、39…回路
基板、40…シールド板、41…カプラ、42…リード
導体、43…導電部材、44…絶縁部材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  金属ベースに設けられた凹部に、歪み
    ゲージを備えた感圧チップを収容し、前記感圧チップに
    接続された接続導体を、前記金属ベースの挿通孔に挿通
    して外部に導出し、且つ前記金属ベースの前記凹部の開
    口を受圧ダイヤフラムで閉塞するとともに、前記受圧ダ
    イヤフラムと前記金属ベースの凹部とで形成される室内
    に、受圧ダイヤフラムで受けた圧力を感圧チップへ伝達
    する圧力媒体液を充填した半導体圧力センサの製造方法
    において、前記金属ベースを、樹脂バインダが混合され
    た金属の粉末を射出成型して、さらに焼結して成型する
    金属射出成型法を用いることを特徴とする半導体圧力セ
    ンサの製造方法。
JP17431691A 1991-06-19 1991-06-19 半導体圧力センサの製造方法 Pending JPH04370727A (ja)

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