JPH073311Y2 - 半導体差圧測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、装置の小形化、構造の簡素化、信頼性の向上
し得る半導体差圧測定装置に関するものである。

〈従来の技術〉 第４図は従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。

図において、 １は半導体よりなるセンサチップである。

11は、センサチップ１に設けられ、センサチップ１に、
ダイアフラム12を形成する凹部である。

13はダイアフラム12に設けられた半導体歪みゲージであ
る。

14は半導体歪みゲージ13の出力を増幅・演算する半導体
よりなる増幅回路チップである。

15は増幅回路チップ14に一面が固定される絶縁性のプレ
ートである。

２はセンサチップ１と増幅回路チップ14とに一面が固定
され凹部11と第１測定室21を構成する基板である。

22は基板２を貫通し第１測定室21に連通する貫通孔であ
る。

３は基板２の他面に一端が接続され、貫通孔22と連通し
他端から一方の測定圧P1が導入されるパイプである。

４は、パイプ３が固定されるベースである。

５はベース４に一端が固定され、ベース４とセンサチッ
プ１と第２測定室51を構成するボディである。

52は、ボディ５の他端に設けられた凹部である。

６は、ボディ５に設けられ凹部52と接液室61を構成する
接液ダイアフラムである。

53はボディ５に設けられ第２測定室51と接液室61とを連
通する連通孔である。

501は第２測定室51と接液室61と連通孔53とを満たす封
入液である。

以上の構成において、パイプ３に測定圧P1が加わり、接
液ダイアフラム６に測定圧P2が加わると、ダイアフラム
12に測定圧P1と測定圧P2との差圧が加わり、この差圧は
半導体歪みゲージ13により検出され、半導体歪みゲージ
13の出力は増幅回路チップで増幅・演算されて出力信号
として出力される。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、この様な装置においては、センサチップ
１と増幅回路チップ14とを、ほぼ同一平面上に配置して
いるため、 （１）２つのチップ1,14間を電気的に接続するためのワ
イヤボンディングが必要である。

（２）両チップ1,14を同室に収容するために、広いスペ
ースが必要となり、そのために封入液501の量が増え、
半導体差圧測定装置の外径も大きくなる。

（３）増幅回路チップ14をベース４に取付けるのに、電
気的絶縁を必要とするので、両者の間に絶縁の為のプレ
ート15を挿入しなければならない。

半導体差圧測定装置では、半導体歪みゲージ13と増幅回
路は、同一シリコンチップ上に作られるのが望ましい
が、良品率が悪いために、ほとんど実用化されていな
い。

これは、半導体歪みゲージ13と、増幅回路14とでは、半
導体プロセス上制作しやすい面方位としにくい面方向が
あり、それぞれ作りやすい面方位をもつシリコンウエハ
上に作るほうが良品率が良いためである。

半導体歪みゲージ13はピエゾ抵抗係数が大きいとの理由
で（100）面に作るのが一般的である。

増幅回路チップ14は、動作の安定性が良いとの理由で
（111）面に作るのが一般的である。

また、半導体歪みゲージ13と増幅回路チップ14とは、半
導体プロセスそのものが基本的に異なるので、同一ウエ
ハ上に作ることは、もともと難しい。

そこで、従来は、面方位の異なる半導体歪みゲージ13と
増幅回路チップ14とを同一平面で、近接して配置してい
る。

これは （１）両者が同一温度になるようにして、温度特性の向
上を図る。

（２）電気信号を外部へ取出すためのリード線の削減を
図るためである。

本考案は、この問題点を解決するものである。

本考案の目的は、装置の小形化、構造の簡素化、信頼性
の向上し得る半導体差圧測定装置を提供するにある。

〈課題を解決するための手段〉 この目的を達成するために、本考案は、半導体よりなる
センサチップと、該センサチップの一面に設けられた接
続パッドと、前記センサチップに設けられセンサチップ
にダイアフラムを形成する凹部と、前記ダイアフラムに
設けられた半導体歪みゲージと、前記センサチップに平
行に設けられ前記センサチップの接続パッドに一面に設
けられた接続パッドを介して接続され該半導体歪みゲー
ジの出力を増幅・演算する増幅回路チップと、前記セン
サチップに一面が固定され前記凹部と第１測定室を構成
する基板と、該基板を貫通し前記第１測定室に連通する
貫通孔と、前記基板の他面に一端が接続され前記貫通孔
と連通し他端から一方の測定圧が導入されるパイプと、
該パイプが固定されるベースと、該ベースに一端が固定
され該ベースと前記センサチップと第２測定室を構成す
るボディと、該ボディの他端に設けられた凹部と、前記
ボディに設けられ該凹部と接液室を構成し他方の測定圧
を受圧する接液ダイアフラムと、前記ボディに設けられ
前記第２測定室と前記接液室とを連通する連通孔と、該
連通孔と前記内部空所と前記第２測定室と前記接液室と
前記連通孔とを満たす封入液とを具備してなる半導体差
圧測定装置を構成したものである。

〈作用〉 以上の構成において、パイプに一方の測定圧が加わり、
接液ダイアフラムに他方の測定圧が加わると、ダイアフ
ラムに一方の測定圧と他方の測定圧との差圧が加わり、
この差圧は半導体歪みゲージにより検出され、半導体歪
みゲージの出力は増幅回路チップで増幅・演算されて出
力信号として出力される。

以下、実施例に基づき詳細に説明する。

〈実施例〉 第１図は本考案の一実施例の要部構成説明図である。

図において、第４図と同一記号の構成は同一機能を表わ
す。

以下、第４図と相違部分のみ説明する。

７は、第２図に示すごとく、センサチップ１に平行に設
けられたセンサチップ１の接続パッド101に一面に設け
られた接続パッド71を介して接続され半導体歪みゲージ
13の出力を増幅・演算する増幅回路チップである。

以上の構成において、パイプ３に一方の測定圧P1が加わ
り、接液ダイアフラム６に他方の測定圧P2が加わると、
ダイアフラム12に一方の測定圧P1と他方の測定圧P2との
差圧が加わる。

この差圧は半導体歪みゲージ13により検出され、半導体
歪みゲージ13の出力は、増幅回路チップ７で増幅・演算
されて出力信号として出力される。

しかして、半導体歪みゲージ13と増幅回路チップ７とを
接合するには、以下の如くする。

両チップ13,7の接合面には、対向する位置に、半田付け
用のパッド101,71が用意されている。このパッド101,71
にクリームハンダを印刷した後、両チップ13,7をあわせ
て、温度槽の中でハンダを溶融させ接合する。ハンダの
厚さを利用して両チップ13,7間に隙間を維持し、測定圧
の伝導路として利用すると同時に、ダイアフラム12の圧
力変形の為の空間として使用する。

圧力に比例する電気信号の取出しは、センサチップ１上
のパッド102からリード線へワイヤボンドする事により
行う。

この結果、 （１）半導体差圧測定装置の小形化が図れる。

（２）半導体差圧測定装置の構造の簡素化が図れる。

（３）半導体差圧測定装置の信頼性の向上が図れる。

第３図は本考案の他の実施例の要部構成説明図である。

本実施例においては、増幅回路チップ７の中央に貫通孔
72を設けたものである。

測定圧P2の伝達が早くなり、応答特性の早いものが得ら
れる。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案は、半導体よりなるセンサ
チップと、該センサチップの一面に設けられた接続パッ
ドと、前記センサチップに設けられセンサチップにダイ
アフラムを形成する凹部と、前記ダイアフラムに設けら
れた半導体歪みゲージと、前記センサチップに平行に設
けられ前記センサチップの接続パッドに一面に設けられ
た接続パッドを介して接続され該半導体歪みゲージの出
力を増幅・演算する増幅回路チップと、前記センサチッ
プに一面が固定され前記凹部と第１測定室を構成する基
板と、該基板を貫通し前記第１測定室に連通する貫通孔
と、前記基板の他面に一端が接続され前記貫通孔と連通
し他端から一方の測定圧が導入されるパイプと、該パイ
プが固定されるベースと、該ベースに一端が固定され該
ベースと前記センサチップと第２測定室を構成するボデ
ィと、該ボディの他端に設けられた凹部と、前記ボディ
に設けられ該凹部と接液室を構成し他方の測定圧を受圧
する接液ダイアフラムと、前記ボディに設けられ前記第
２測定室と前記接液室とを連通する連通孔と、該連通孔
と前記内部空所と前記第２測定室と前記接液室と前記連
通孔とを満たす封入液とを具備してなる半導体差圧測定
装置を構成した。

この結果、 （１）半導体差圧測定装置の小形化が図れる。

（２）半導体差圧測定装置の構造の簡素化が図れる。

（３）半導体差圧測定装置の信頼性の向上が図れる。

従って、本考案によれば、装置の小形化、構造の簡素
化、信頼性の向上し得る半導体差圧測定装置を実現する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の要部構成説明図、第２図は
第１図の要部構成説明図、第３図は本考案の他の実施例
の要部構成説明図、第４図は従来より一般に使用されて
いる従来例の構成説明図である。 １…センサチップ、101,102…パッド、11…凹部、12…
ダイアフラム、13…半導体歪みゲージ、２…基板、21…
第１測定室、22…貫通孔、３…パイプ、４…ベース、５
…ボディ、51…第２測定室、52…凹部、53…連通孔、６
…接液ダイアフラム、61…接液室、７…増幅回路チッ
プ、71…パッド、72…貫通孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体よりなるセンサチップと、該センサ
   チップの一面に設けられた接続パッドと、前記センサチ
   ップに設けられセンサチップにダイアフラムを形成する
   凹部と、前記ダイアフラムに設けられた半導体歪みゲー
   ジと、前記センサチップに平行に設けられ前記センサチ
   ップの接続パッドに一面に設けられた接続バッドを介し
   て接続され該半導体歪みゲージの出力を増幅・演算する
   増幅回路チップと、前記センサチップに一面が固定され
   前記凹部と第一測定室を構成する基板と、該基板を貫通
   し前記第一測定室に連通する貫通孔と、前記基板の他面
   に一端が接続され前記貫通孔と連通し他端から一方の測
   定圧が導入されるパイプと、該パイプが固定されるベー
   スと、該ベースに一端が固定され該ベースト前記センサ
   チップと第２測定室を構成するボディと、該ボディの他
   端に設けられた凹部と、前記ボディに設けられ該凹部と
   接液室を構成し他方の測定圧を受圧する接液ダイアフラ
   ムと、前記ボディに設けられ前記第２測定室と前記接液
   室とを連通する連通孔と、該連通孔と前記内部空所と前
   記第２測定室と前記接液室と前記連通孔とを満たす封入
   液とを具備してなる半導体差圧測定装置。