JPH081467Y2 - 半導体圧力センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、センサチップと基板および基板と支持部と
を陽極接合し、かつ、陽極接合が容易で歩留の高い圧力
測定装置に関するものである。

〈従来の技術〉 第11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、例えば、実開昭64-27635号に示されている。

図において、 １はシリコン半導体からなるセンサチップ、11はセン
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ピエゾ抵抗ゲ
ージである。

２はセンサチップ１に一面側が接合され凹部11と基準
室14を構成するパイレックスガラスよりなる基板であ
る。

３は半導体基板２の他面側に取付けられ金属よりなる
筒状の支持部である。

４は支持部３の他端が取付けられる金属よりなるハウ
ジングである。

以上の構成において、基準室13に基準圧Psが導入さ
れ、ダイアフラム12の外表面には測定圧Pmが加えられ
る。測定圧Pmに対応した抵抗変化が半導体ピエゾ抵抗ゲ
ージ13より得られることにより、測定圧Pmを測定するこ
とができる。

〈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、基板２は、セ
ンサチップ１および支持部３とも陽極接合されている。

陽極接合の方法としては、第12図に示すように、 （１） パイレックスガラスの基板２の側面の中央部に
電極Ａを接触させ、センサチップ１をプラス極、電極Ａ
をマイナス極にして陽極接合する。

（２） 次に、支持部３をプラス極、電極Ａをマイナス
極にして陽極接合する。

しかし、この方法であると、 （１） マイナス電極Ａを側面から接触させる必要があ
るため、接合治具は横方向に大きくなり、かつ、複雑に
なる可能性がある。

（２） マイナス電極Ａの、側方から接触力により、支
持部３の軸方向の接合力が弱くなり、接合させる面の接
触が不良となり、接合不良の原因となる可能性も考えら
れる。

（３） ウエハー単位での多数のチップの接合は出来な
い。

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、センサチップと基板、および基板と
支持部とを陽極接合し、かつ、陽極接合が容易で、歩留
の高い圧力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、半導体からな
るセンサチップと、該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ピ
エゾ抵抗ゲージと、前記センサチップに一面側が陽極接
合され前記凹部と基準室を構成する可動イオンを有する
ガラス材よりなる基板と、該基板の他面側に一面が陽極
接合され金属よりなる筒状の支持部と、前記基板の外周
部に設けられ前記センサチップと基板との陽極接合の際
あるいは前記基板と前記支持部との陽極接合の際にマイ
ナス電極が支持部材の軸方向に取付けられる段差部と、
前記支持部の他端が取付けられる金属よりなるハウジン
グとを具備してなる圧力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、基準室に基準圧が導入され、ダ
イアフラムの外表面には測定圧が加えられる。測定圧に
対応した抵抗変化が半導体ピエゾ抵抗ゲージより得られ
ることにより、測定圧を測定することができる。

而して、センサチップと基板と支持部は、支持部の軸
方向からセッティングされ、陽極接合用のプラス電極、
マイナス電極も軸方向からセッティング出来る。

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11図と同一記号は同一機能を表わす。

以下、第11図と相違部分のみ説明する。

21は、センサチップ１に一面側が陽極接合22され凹部
11と基準室14を構成する可動イオンを有するガラス材よ
りなる基板である。

この場合は、パイレックスガラスが使用されている。

23は、基板21の他面側に一面が陽極接合24され金属よ
りなる筒状の支持部である。

25は、基板21の外周部に設けられ、センサチップ１と
基板21との陽極接合22の際、あるいは、基板21と支持部
23との陽極接合24の際にマイナス電極が支持部23の軸方
向に取付けられる段差部である。

以上の構成において、基準室14に基準圧が導入され、
ダイアフラム12の外表面には測定圧Pmが加えられる。測
定圧Pmに対応した抵抗変化が半導体ピエゾ抵抗ゲージ13
より得られることにより、測定圧Pmを測定することがで
きる。

而して、センサチップ１と基板21と支持部23は、支持
部23の軸方向からセッティングされ、陽極接合用のマイ
ナス電極Ａも軸方向からセッティング出来る。

この結果、 （１） マイナス電極Ａは、基板21に対して、支持部23
の軸方向に接触力を加える事が出来るので、従来例の如
く、マイナス電極Ａの基板側方からの接触力により、支
持部３の軸方向の接合圧力が弱くなり、接合させる面の
接触が不良となり、接合不良の原因となる可能性がなく
なり、接合歩留が向上出来る。

（２） マイナス電極Ａを、基板21側面から接触させる
必要がなく、支持部23の軸方向から接触力を加える事が
出来るので、接合治具をコンパクトに作る事が出来、製
造コストを安価にする事が出来る。

（３） ウエハー単位での多数のセンサチップ１の接合
が出来る。

より具体的には、第２図に示す如く、以下の如くして
本装置は製作する。

（１） 第２図（Ａ）に示す如く、基板21にダイシング
等により段差部25を形成する。

（２） 第２図（Ｂ）に示す如く、段差部25の面をセン
サチップ１に向けて、センサチップ１と基板21と支持部
23とをセットする。

（３） 第２図（Ｃ）に示す如く、段差部25にマイナス
電極Ａ、センサチップ１にプラス電極Ｂ（荷重の重りを
も兼ねる）を接触させる。高温下（400℃程度）で、電
圧（500B程度、２分程度）印加し、陽極接合22を行う。

（４） 第２図（Ｄ）に示す如く、マイナス電極Ａはそ
のままにして、支持部23にプラス電極Ｃを接触させ、電
圧を印加し、基板21と支持部23との陽極接合を行う。

基板21に段差部25を形成する理由としては、第３図に
示す如く、基板21に段差が無い状態で、基板21の外側に
マイナス電極Ａを接触させて電圧を印加すると、第４図
に示す如く、Ｘ部の接合面に電流線が集中して終い、結
果として、マイナス電極Ａから遠いＹ部の接合面の接合
が不良となる。接合面における接合の不均一性は、経時
変化による装置のドリフトの原因にもなる。

そこで、第５図に示す如く、段差部25を形成して、段
差部25の外側にマイナス電極Ａを接触させると、段差部
25の底からセンサチップ１と基板21との接合面の距離
が、X,Y部で差が改善され、良好な接合が可能となる。

第６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、段差部31は、支持部23側に面し
て設けられ、支持部23側からコンタクトを取るようにし
たものである。

第７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、段差部41は、基板21の外周全部
に設けられたものである。

第８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、段差部51は、基板21の一部分の
みに設けられたものである。

第９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、個々のセンサチップ１にダイシ
ングする前のシリコンウエハー61ごとそれぞれの基板21
に陽極接合するようにしたものである。段差部は、第６
図実施例の段差部31を利用したものである。

第10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、基板21の外周部近くに溝71を設
け、実質的に段差部を設けたと同様に構成したものであ
る。

マイナス電極Ａは、溝71の外側の基板21に取付けられ
る。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案は、半導体からなるセン
サチップと、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ピエゾ抵抗
ゲージと、前記センサチップに一面側が陽極接合され前
記凹部と基準室を構成する可動イオンを有するガラス材
よりなる基板と、該基板の他面側に一面が陽極接合され
金属よりなる筒状の支持部と、前記基板の外周部に設け
られ前記センサチップと基板との陽極接合の際あるいは
前記基板と前記支持部との陽極接合の際にマイナス電極
が支持部材の軸方向に取付けられる段差部と、前記支持
部の他端が取付けられる金属よりなるハウジングとを具
備してなる圧力測定装置を構成した。

この結果、 （１） マイナス電極は、基板に対して、支持部の軸方
向に接触力を加える事が出来るので、従来例の如く、マ
イナス電極の基板側方からの接触力により、支持部の軸
方向の接合圧力が弱くなり、接合させる面の接触が不良
となり、接合不良の原因となる可能性がなくなり、接合
歩留が向上出来る。

（２） マイナス電極を、基板側面から接触させる必要
がなく、支持部の軸方向から接触力を加える事が出来る
ので、接合治具をコンパクトに作る事が出来、製造コス
トを安価にする事が出来る。

（３） ウエハー単位での多数のセンサチップの接合が
出来る。

従って、本考案によれば、センサチップと基板および
基板と支持部とを陽極接合し、かつ、陽極接合が容易で
歩留の高い圧力測定装置を実現することができる。

【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図の製作説明図、第３図から第５図は第１図の動作
説明図、第６図から第10図はそれぞれ本考案の他の実施
例の要部構成説明図、第11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、第12図は第11図の動作説明
図である。 １……センサチップ、11……凹部、12……ダイアフラ
ム、13……半導体ピエゾ抵抗ゲージ、14……基準室、21
……基板、22……陽極接合、23……支持部、24……陽極
接合、25,31,41,51……段差部、61……シリコンウエハ
ー、71……溝、Ａ……マイナス電極、Ｂ……プラス電
極。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体からなるセンサチップと、 該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ピエゾ抵抗ゲージ
   と、 前記センサチップに一面側が陽極接合され前記凹部と基
   準室を構成する可動イオンを有するガラス材よりなる基
   板と、 該基板の他面側に一面が陽極接合され金属よりなる筒状
   の支持部と、 前記基板の外周部に設けられ前記センサチップと基板と
   の陽極接合の際あるいは前記基板と前記支持部との陽極
   接合の際にマイナス電極が支持部材の軸方向に取付けら
   れる段差部と、 前記支持部の他端が取付けられる金属よりなるハウジン
   グと を具備してなる圧力測定装置。