JPH10185719A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPH10185719A JPH10185719A JP34094696A JP34094696A JPH10185719A JP H10185719 A JPH10185719 A JP H10185719A JP 34094696 A JP34094696 A JP 34094696A JP 34094696 A JP34094696 A JP 34094696A JP H10185719 A JPH10185719 A JP H10185719A
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- semiconductor element
- pressure sensor
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
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- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小さな圧力変化の検出を可能にした半導体圧
力センサを提供する。 【解決手段】 ダイアフラム１１にピエゾ抵抗が形成さ
れた半導体素子１を圧力導入孔７１を有するパッケージ
７に組み込んでなり、圧力導入孔７１から導入された圧
力によるダイアフラム１１の歪みに応じたピエゾ抵抗の
抵抗値の変化を検出する半導体圧力センサにおいて、半
導体素子を２つ１ａ、１ｂ設け、パッケージ７の内面に
取り付け部７２を突設し、取り付け部７２の上下両方向
から２つの半導体素子１ａ、１ｂを互いのダイアフラム
１１面を対向させてフェイスダウンボンディングするこ
とにより半導体素子１ａ、１ｂの電極と外部端子４とを
接続するとともに半導体素子１ａ、１ｂを取り付け部に
密着固定し、一方の半導体素子１ａのダイアフラム１１
には圧力導入孔からの圧力が直接印加され、他方の半導
体素子１ｂのダイアフラム１１には取り付け部７２に形
成された空気孔７３を介して圧力が印加されるようにし
た。
力センサを提供する。 【解決手段】 ダイアフラム１１にピエゾ抵抗が形成さ
れた半導体素子１を圧力導入孔７１を有するパッケージ
７に組み込んでなり、圧力導入孔７１から導入された圧
力によるダイアフラム１１の歪みに応じたピエゾ抵抗の
抵抗値の変化を検出する半導体圧力センサにおいて、半
導体素子を２つ１ａ、１ｂ設け、パッケージ７の内面に
取り付け部７２を突設し、取り付け部７２の上下両方向
から２つの半導体素子１ａ、１ｂを互いのダイアフラム
１１面を対向させてフェイスダウンボンディングするこ
とにより半導体素子１ａ、１ｂの電極と外部端子４とを
接続するとともに半導体素子１ａ、１ｂを取り付け部に
密着固定し、一方の半導体素子１ａのダイアフラム１１
には圧力導入孔からの圧力が直接印加され、他方の半導
体素子１ｂのダイアフラム１１には取り付け部７２に形
成された空気孔７３を介して圧力が印加されるようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板にダイ
アフラム構造を形成してなる半導体圧力センサに関する
ものである。
アフラム構造を形成してなる半導体圧力センサに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体圧力センサは、図
４に示すように、シリコン基板の表面側にピエゾ抵抗を
形成し、裏面側を異方性エッチングすることによりダイ
アフラム１１を有するダイアフラム構造１２を形成して
なる半導体素子１を、圧力導入穴２１を有するパッケー
ジ２に固定するとともにワイヤ３をワイヤボンディング
することにより外部端子４と半導体素子１上の電極とを
接続することにより構成される。圧力導入穴２１を介し
て導入された圧力によりダイアフラム１１が歪み、ダイ
アフラム１１の歪みに応じて変化するピエゾ抵抗の抵抗
値を検出することにより、圧力を検出するのである。ピ
エゾ抵抗でホイートストンブリッジを構成しておけば、
ピエゾ抵抗の抵抗値の変化によりホイートストンブリッ
ジのピエゾ抵抗の抵抗バランスが変わることにより、圧
力の変化を出力電圧の変化として検出できる。なお、５
はシリコン樹脂であり、６はパッケージ２の蓋である。
４に示すように、シリコン基板の表面側にピエゾ抵抗を
形成し、裏面側を異方性エッチングすることによりダイ
アフラム１１を有するダイアフラム構造１２を形成して
なる半導体素子１を、圧力導入穴２１を有するパッケー
ジ２に固定するとともにワイヤ３をワイヤボンディング
することにより外部端子４と半導体素子１上の電極とを
接続することにより構成される。圧力導入穴２１を介し
て導入された圧力によりダイアフラム１１が歪み、ダイ
アフラム１１の歪みに応じて変化するピエゾ抵抗の抵抗
値を検出することにより、圧力を検出するのである。ピ
エゾ抵抗でホイートストンブリッジを構成しておけば、
ピエゾ抵抗の抵抗値の変化によりホイートストンブリッ
ジのピエゾ抵抗の抵抗バランスが変わることにより、圧
力の変化を出力電圧の変化として検出できる。なお、５
はシリコン樹脂であり、６はパッケージ２の蓋である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような半導体圧力センサにあっては、ダイアフラム構造
１２を有する半導体素子１を１つのパッケージ２に１つ
しか組み込んでいないため、ごく小さな圧力変化は検出
できなかった。即ち、誤差レベルの出力電圧の変化しか
伴わない圧力変化については、検出できないという問題
があった。
ような半導体圧力センサにあっては、ダイアフラム構造
１２を有する半導体素子１を１つのパッケージ２に１つ
しか組み込んでいないため、ごく小さな圧力変化は検出
できなかった。即ち、誤差レベルの出力電圧の変化しか
伴わない圧力変化については、検出できないという問題
があった。
【０００４】本発明は、上記の点に鑑みてなしたもので
あり、その目的とするところは、小さな圧力変化の検出
を可能にした半導体圧力センサを提供することにある。
あり、その目的とするところは、小さな圧力変化の検出
を可能にした半導体圧力センサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の半導体圧
力センサは、半導体基板を異方性エッチングすることに
よりダイアフラムを形成するとともに該ダイアフラムに
ピエゾ抵抗が形成された半導体素子を圧力導入孔を有す
るパッケージに組み込んでなり、前記圧力導入孔から導
入された圧力による前記ダイアフラムの歪みに応じたピ
エゾ抵抗の抵抗値の変化を検出することにより圧力を検
出する半導体圧力センサにおいて、前記半導体素子を２
つ設け、前記パッケージの内周面に取り付け部を突設
し、該取り付け部の上下両方向から前記２つの半導体素
子を互いのダイアフラム面を対向させてフェイスダウン
ボンディングすることにより前記半導体素子の電極と外
部端子とを接続するとともに前記半導体素子を前記取り
付け部に密着固定し、一方の半導体素子のダイアフラム
には前記圧力導入孔からの圧力が直接印加され、他方の
半導体素子のダイアフラムには前記取り付け部に形成さ
れた空気孔を介して圧力が印加されるようにしたことを
特徴とするものである。
力センサは、半導体基板を異方性エッチングすることに
よりダイアフラムを形成するとともに該ダイアフラムに
ピエゾ抵抗が形成された半導体素子を圧力導入孔を有す
るパッケージに組み込んでなり、前記圧力導入孔から導
入された圧力による前記ダイアフラムの歪みに応じたピ
エゾ抵抗の抵抗値の変化を検出することにより圧力を検
出する半導体圧力センサにおいて、前記半導体素子を２
つ設け、前記パッケージの内周面に取り付け部を突設
し、該取り付け部の上下両方向から前記２つの半導体素
子を互いのダイアフラム面を対向させてフェイスダウン
ボンディングすることにより前記半導体素子の電極と外
部端子とを接続するとともに前記半導体素子を前記取り
付け部に密着固定し、一方の半導体素子のダイアフラム
には前記圧力導入孔からの圧力が直接印加され、他方の
半導体素子のダイアフラムには前記取り付け部に形成さ
れた空気孔を介して圧力が印加されるようにしたことを
特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態
の一例に係る半導体圧力センサの断面状態を示す模式図
である。７は下部に圧力導入孔７１を有するプリモール
ドパッケージであり、内周面の略中央部に取り付け部７
２が突設されている。取り付け部７２の上面側と下面側
には各々、シリコン基板を異方性エッチングすることに
よりダイアフラム構造が形成されてなる半導体素子１
ａ、１ｂがピエゾ抵抗を形成したダイアフラム面を対向
させて密着固定される。半導体素子１ａ、１ｂの電極と
外部端子４とはバンプを使用したフェイスダウンボンデ
ィング９により接続される。また、取り付け部７２には
空気孔７３が形成されており、半導体素子１ａ、１ｂの
ダイアフラム構造１２の部分は、空気孔７３を介して等
しい圧力に保たれるようになっている。従って、圧力導
入孔７１から導入される外気の圧力の変化は半導体素子
１ａ、１ｂの両方に等しく印加され、両方のダイアフラ
ムを歪ませることができるようになっている。なお、８
はプリモールドパッケージ７の蓋である。
を図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態
の一例に係る半導体圧力センサの断面状態を示す模式図
である。７は下部に圧力導入孔７１を有するプリモール
ドパッケージであり、内周面の略中央部に取り付け部７
２が突設されている。取り付け部７２の上面側と下面側
には各々、シリコン基板を異方性エッチングすることに
よりダイアフラム構造が形成されてなる半導体素子１
ａ、１ｂがピエゾ抵抗を形成したダイアフラム面を対向
させて密着固定される。半導体素子１ａ、１ｂの電極と
外部端子４とはバンプを使用したフェイスダウンボンデ
ィング９により接続される。また、取り付け部７２には
空気孔７３が形成されており、半導体素子１ａ、１ｂの
ダイアフラム構造１２の部分は、空気孔７３を介して等
しい圧力に保たれるようになっている。従って、圧力導
入孔７１から導入される外気の圧力の変化は半導体素子
１ａ、１ｂの両方に等しく印加され、両方のダイアフラ
ムを歪ませることができるようになっている。なお、８
はプリモールドパッケージ７の蓋である。
【０００７】半導体素子１ａ、１ｂのダイアフラム１１
上に形成されるピエゾ抵抗１０は、例えば、図２に示す
ように配置され、各ピエゾ抵抗１０は図３に示すように
ホイートストンブリッジを構成するように接続される。
半導体素子１ａ、１ｂのダイアフラム１１が圧力を受け
歪みが生じると、ピエゾ抵抗１０の抵抗値が変化し抵抗
のバランスが変化するので、外部端子４を介してＡ、Ｂ
間に微少な電流を流した時のＣ、Ｄ間の電圧の変化をモ
ニターすれば圧力変化が検出できるのである。ここで、
半導体素子１ａ、１ｂの出力電圧は直列に接続してお
く。２つの半導体素子１ａ、１ｂの出力電圧の和の電圧
変化をモニターすることにより圧力変化の検出を行うの
である。
上に形成されるピエゾ抵抗１０は、例えば、図２に示す
ように配置され、各ピエゾ抵抗１０は図３に示すように
ホイートストンブリッジを構成するように接続される。
半導体素子１ａ、１ｂのダイアフラム１１が圧力を受け
歪みが生じると、ピエゾ抵抗１０の抵抗値が変化し抵抗
のバランスが変化するので、外部端子４を介してＡ、Ｂ
間に微少な電流を流した時のＣ、Ｄ間の電圧の変化をモ
ニターすれば圧力変化が検出できるのである。ここで、
半導体素子１ａ、１ｂの出力電圧は直列に接続してお
く。２つの半導体素子１ａ、１ｂの出力電圧の和の電圧
変化をモニターすることにより圧力変化の検出を行うの
である。
【０００８】本実施形態によれば、プリモールドパッケ
ージ７内に２つの半導体素子１ａ、１ｂを、バンプを使
用したフェイスダウンボンディング９により外部端子４
との接続をしながら、ダイアフラムの各々に等しい圧力
が印加されるように配置して密着固定しているので、半
導体素子１ａ、１ｂの圧力に対応した出力電圧を直列に
接続して出力されるようにしておけば、同じ圧力に対し
て、１つの半導体素子１の場合と比べて２倍の出力が得
られることになり、２倍の感度向上が達成される。従っ
て、小さな圧力変化の検出も行えるようになる。
ージ７内に２つの半導体素子１ａ、１ｂを、バンプを使
用したフェイスダウンボンディング９により外部端子４
との接続をしながら、ダイアフラムの各々に等しい圧力
が印加されるように配置して密着固定しているので、半
導体素子１ａ、１ｂの圧力に対応した出力電圧を直列に
接続して出力されるようにしておけば、同じ圧力に対し
て、１つの半導体素子１の場合と比べて２倍の出力が得
られることになり、２倍の感度向上が達成される。従っ
て、小さな圧力変化の検出も行えるようになる。
【０００９】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、半導体基板を異方性エッチングすることによりダ
イアフラムを形成するとともに該ダイアフラムにピエゾ
抵抗が形成された半導体素子を圧力導入孔を有するパッ
ケージに組み込んでなり、前記圧力導入孔から導入され
た圧力による前記ダイアフラムの歪みに応じたピエゾ抵
抗の抵抗値の変化を検出することにより圧力を検出する
半導体圧力センサにおいて、前記半導体素子を２つ設
け、前記パッケージの内周面に取り付け部を突設し、該
取り付け部の上下両方向から前記２つの半導体素子を互
いのダイアフラム面を対向させてフェイスダウンボンデ
ィングすることにより前記半導体素子の電極と外部端子
とを接続するとともに前記半導体素子を前記取り付け部
に密着固定し、一方の半導体素子のダイアフラムには前
記圧力導入孔からの圧力が直接印加され、他方の半導体
素子のダイアフラムには前記取り付け部に形成された空
気孔を介して圧力が印加されるようにしたので、２つの
半導体素子の圧力に対応した出力電圧を直列に接続して
出力されるようにしておけば、同じ圧力に対して、１つ
の半導体素子１の場合と比べて２倍の出力が得られるこ
とになり、小さな圧力変化の検出を可能にした半導体圧
力センサが提供できた。
れば、半導体基板を異方性エッチングすることによりダ
イアフラムを形成するとともに該ダイアフラムにピエゾ
抵抗が形成された半導体素子を圧力導入孔を有するパッ
ケージに組み込んでなり、前記圧力導入孔から導入され
た圧力による前記ダイアフラムの歪みに応じたピエゾ抵
抗の抵抗値の変化を検出することにより圧力を検出する
半導体圧力センサにおいて、前記半導体素子を２つ設
け、前記パッケージの内周面に取り付け部を突設し、該
取り付け部の上下両方向から前記２つの半導体素子を互
いのダイアフラム面を対向させてフェイスダウンボンデ
ィングすることにより前記半導体素子の電極と外部端子
とを接続するとともに前記半導体素子を前記取り付け部
に密着固定し、一方の半導体素子のダイアフラムには前
記圧力導入孔からの圧力が直接印加され、他方の半導体
素子のダイアフラムには前記取り付け部に形成された空
気孔を介して圧力が印加されるようにしたので、２つの
半導体素子の圧力に対応した出力電圧を直列に接続して
出力されるようにしておけば、同じ圧力に対して、１つ
の半導体素子１の場合と比べて２倍の出力が得られるこ
とになり、小さな圧力変化の検出を可能にした半導体圧
力センサが提供できた。
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体圧力センサの
断面状態を示す模式図である。
断面状態を示す模式図である。
【図２】同上に係る半導体素子の上面状態を示す模式図
である。
である。
【図３】同上に係るホイートストンブリッジを示す回路
図である。
図である。
【図４】従来例に係る半導体圧力センサの断面状態を示
す模式図である。
す模式図である。
１、１ａ、１ｂ 半導体素子 ２、７ パッケージ ３ ワイヤ ４ 外部端子 ５ シリコン樹脂 ６、８ 蓋 ９ フェイスダウンボンディング １０ ピエゾ抵抗 １１ ダイアフラム １２ ダイアフラム構造 ２１、７１ 圧力導入孔 ７２ 取り付け部 ７３ 空気孔
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板を異方性エッチングすること
によりダイアフラムを形成するとともに該ダイアフラム
にピエゾ抵抗が形成された半導体素子を圧力導入孔を有
するパッケージに組み込んでなり、前記圧力導入孔から
導入された圧力による前記ダイアフラムの歪みに応じた
ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を検出することにより圧力を
検出する半導体圧力センサにおいて、前記半導体素子を
２つ設け、前記パッケージの内周面に取り付け部を突設
し、該取り付け部の上下両方向から前記２つの半導体素
子を互いのダイアフラム面を対向させてフェイスダウン
ボンディングすることにより前記半導体素子の電極と外
部端子とを接続するとともに前記半導体素子を前記取り
付け部に密着固定し、一方の半導体素子のダイアフラム
には前記圧力導入孔からの圧力が直接印加され、他方の
半導体素子のダイアフラムには前記取り付け部に形成さ
れた空気孔を介して圧力が印加されるようにしたことを
特徴とする半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34094696A JPH10185719A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34094696A JPH10185719A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10185719A true JPH10185719A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=18341764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34094696A Pending JPH10185719A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10185719A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100437493B1 (ko) * | 2001-12-12 | 2004-06-25 | 주식회사 케이이씨 | 압력센서 패키지 |
| JP2008020433A (ja) * | 2006-06-13 | 2008-01-31 | Denso Corp | 力学量センサ |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34094696A patent/JPH10185719A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100437493B1 (ko) * | 2001-12-12 | 2004-06-25 | 주식회사 케이이씨 | 압력센서 패키지 |
| JP2008020433A (ja) * | 2006-06-13 | 2008-01-31 | Denso Corp | 力学量センサ |
| US7540199B2 (en) | 2006-06-13 | 2009-06-02 | Denso Corporation | Physical quantity sensor |
| US7950288B2 (en) | 2006-06-13 | 2011-05-31 | Denso Corporation | Physical quantity sensor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050331 |