JPS5870138A - 半導体圧力変換器 - Google Patents
半導体圧力変換器Info
- Publication number
- JPS5870138A JPS5870138A JP16787981A JP16787981A JPS5870138A JP S5870138 A JPS5870138 A JP S5870138A JP 16787981 A JP16787981 A JP 16787981A JP 16787981 A JP16787981 A JP 16787981A JP S5870138 A JPS5870138 A JP S5870138A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor pressure
- thermal expansion
- hole
- sensitive element
- adhesive layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/04—Means for compensating for effects of changes of temperature, i.e. other than electric compensation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
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】
この発明は検知素子として半導体を用いた半導体圧力変
換器１＝係り、特に従来の半導体圧力変換器の特性を向
上させ、より単純な構造で補償回路及び項中回路を内蔵
することのできるより安価な新しいパッケージを用いた
半導体圧力変換器に関するものである。
換器１＝係り、特に従来の半導体圧力変換器の特性を向
上させ、より単純な構造で補償回路及び項中回路を内蔵
することのできるより安価な新しいパッケージを用いた
半導体圧力変換器に関するものである。
近頃、圧力センサとして半導体圧力変換器（半導体圧力
センサ）の畳及は目覚ましいものがあり、工業プラント
のプロセス計器、自動車のエンジン・コン）０−ル用等
各種の応用が考えられている。
センサ）の畳及は目覚ましいものがあり、工業プラント
のプロセス計器、自動車のエンジン・コン）０−ル用等
各種の応用が考えられている。
この理由としてかかる半導体圧力変換器は従来の機械式
のものに比べ可動部分がない、金属箔ゲージ等に比べ感
度が２桁から３桁も大きい、さらに半導体単結晶を用い
ているので繰返し変形応力に対して疲労による劣化がな
い等の多くの利点を有するからである。
のものに比べ可動部分がない、金属箔ゲージ等に比べ感
度が２桁から３桁も大きい、さらに半導体単結晶を用い
ているので繰返し変形応力に対して疲労による劣化がな
い等の多くの利点を有するからである。
ところが、該半導体圧力センナは一種の歪計であるので
、被測定子方と同様に被測定圧力以外の該圧力センサに
加わる力を敏感に感じてしまう。
、被測定子方と同様に被測定圧力以外の該圧力センサに
加わる力を敏感に感じてしまう。
そしてこの圧力センサに加わる力とは、パッケージ部材
の熱膨張による力、前記パッケージ部材を介して伝わる
圧力センサの取り付は等による力などである。そこで従
来の半導体圧力センサは第１図感＝示すように、例えば
熱膨張係数が７０Ｘ１０＝’（１／’Ｃ）とＳ；の２倍
以上もあるセラミックな用いる場合には、感圧素子を固
定した基台と接続する部分のパッケージ部材に凸状の緩
衝材を設けてセラミックとＳｉの熱膨張係数の差による
熱歪みを鋪少させている。すなわち第１図で（１）は感
圧素子で、この感圧素子（１）は例えばｎ形シリコン単
結晶板（２）の中央部を肉薄のダイヤフラム（２麿）に
形成し、このダイヤフラム（２ａ）の表面にｐ形の拡散
抵抗層（３）を形成し、これのピエゾ抵抗効果を利用し
て圧力に応じた出力を生じるようなものである。
の熱膨張による力、前記パッケージ部材を介して伝わる
圧力センサの取り付は等による力などである。そこで従
来の半導体圧力センサは第１図感＝示すように、例えば
熱膨張係数が７０Ｘ１０＝’（１／’Ｃ）とＳ；の２倍
以上もあるセラミックな用いる場合には、感圧素子を固
定した基台と接続する部分のパッケージ部材に凸状の緩
衝材を設けてセラミックとＳｉの熱膨張係数の差による
熱歪みを鋪少させている。すなわち第１図で（１）は感
圧素子で、この感圧素子（１）は例えばｎ形シリコン単
結晶板（２）の中央部を肉薄のダイヤフラム（２麿）に
形成し、このダイヤフラム（２ａ）の表面にｐ形の拡散
抵抗層（３）を形成し、これのピエゾ抵抗効果を利用し
て圧力に応じた出力を生じるようなものである。
また（４）はシリコン単結晶の基台であり、この基台（
４）に前記感圧素子（１）がガラス接着層またはＡｕ−
８ｉ 共晶合金接着層（５）によって気密接着されてい
る。また、この基台（４）の中央部には貫通孔（４ａ）
が形成されている。（６）はセラミックのパッケージで
このパブケージ（６）に設けられた貫通孔（６ａ）の周
囲にはパッケージ（６）と一体の凸状緩衝材（７）が形
成されている。基台（４）と緩衝材（７）とは、基台（
４）の貫通孔（４ａ）とパッケージ（６）の貫通孔（６
ａ）とが一致するよう名＝例えばエポキＶ系接看割（８
）によって気密接着されている。そして前記ダイヤフラ
ム（２ａ）の一方側面（図示上方面）の圧力Ｐ、に対し
て他方側面（図示下方面）に前記貫通孔（４ａ）と貫通
孔（６ａ）を通して他の圧力Ｐ、を与えるようにしであ
る。（９）はリード端子であり、人Ｕのポンディング・
ワイヤー化と感圧素子Ｈの表面に設けられたＡ１の配線
層（１１）とにより拡散抵抗層（３）と結線されている
。
４）に前記感圧素子（１）がガラス接着層またはＡｕ−
８ｉ 共晶合金接着層（５）によって気密接着されてい
る。また、この基台（４）の中央部には貫通孔（４ａ）
が形成されている。（６）はセラミックのパッケージで
このパブケージ（６）に設けられた貫通孔（６ａ）の周
囲にはパッケージ（６）と一体の凸状緩衝材（７）が形
成されている。基台（４）と緩衝材（７）とは、基台（
４）の貫通孔（４ａ）とパッケージ（６）の貫通孔（６
ａ）とが一致するよう名＝例えばエポキＶ系接看割（８
）によって気密接着されている。そして前記ダイヤフラ
ム（２ａ）の一方側面（図示上方面）の圧力Ｐ、に対し
て他方側面（図示下方面）に前記貫通孔（４ａ）と貫通
孔（６ａ）を通して他の圧力Ｐ、を与えるようにしであ
る。（９）はリード端子であり、人Ｕのポンディング・
ワイヤー化と感圧素子Ｈの表面に設けられたＡ１の配線
層（１１）とにより拡散抵抗層（３）と結線されている
。
しかるに従来の変換器にあっては上述のように構造が複
雑であり、補償回路や増幅回路を内蔵させることが困難
なだけでなく、価格も割り高であ・す、さらにパッケー
ジ部材と基台との対向面積が小さいため、これらを気密
接着するのも容易でなかった。
雑であり、補償回路や増幅回路を内蔵させることが困難
なだけでなく、価格も割り高であ・す、さらにパッケー
ジ部材と基台との対向面積が小さいため、これらを気密
接着するのも容易でなかった。
噌
本発明の目的はこのような従来の半導体圧力変換器の特
性を向上させ、安価でかつ構造が簡単で、補償回路や増
幅回路を内蔵することのできるパッケージを用いた半導
体圧力変換器を提供するにある。。
性を向上させ、安価でかつ構造が簡単で、補償回路や増
幅回路を内蔵することのできるパッケージを用いた半導
体圧力変換器を提供するにある。。
以下この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
＄２図は本発明の一実施例の半導体圧力変換器の構造を
示している。この第２図でＱＤは感圧素子、のはシリコ
ン基台、（ハ）は感圧素子（２１＋とシリコン基台（２
）を接着するガラス接着層である。以上のＱＢ。
示している。この第２図でＱＤは感圧素子、のはシリコ
ン基台、（ハ）は感圧素子（２１＋とシリコン基台（２
）を接着するガラス接着層である。以上のＱＢ。
わ、Ωはそれぞれ第１図の対応するものと同じである。
Ｃ２４）はパッケージ部材で、熱膨張係数がｚｏｘｔｏ
’〜４０Ｘ１０ ’（１／℃）のジルコンで構成
されている。、＠１図に示した従来のセラミック・パッ
ケージは熱膨張係数が７０Ｘ１０ ’（１／”Ｃ）で感
圧素子であるシリコンの３０ｘｌＯ’（１／’Ｃ）に比
べて熱膨張係数の差が大きいが、第２図に示した本発明
のパッケージ部材（２）は上記のようにその熱膨張係数
が２０ｘｌＯ−’（１／”Ｃ）以上４０Ｘ１Ｇ−（１／
”Ｃ）以下であり、シリコンとの差が小さいために、パ
ッケージ部材（財）に設けた貫通孔（２４ｍ）の周囲に
凸状の緩衝材を設ける必要がない。基台＠とパッケージ
部材（財）とは基台の貫通孔（２２１）とノ（ツケージ
部材（財）の貫通孔（２４ｍ）とが一致するように例え
ばガラス接着層またはＡＨ−８ｉ共晶合金接着層または
エポキＶ系接着層（ハ）で気密接着されている。、■は
補償回路・増巾回路のＩＣで例えばノ）ンダ■でパッケ
ージ部材＠と接着されている。
’〜４０Ｘ１０ ’（１／℃）のジルコンで構成
されている。、＠１図に示した従来のセラミック・パッ
ケージは熱膨張係数が７０Ｘ１０ ’（１／”Ｃ）で感
圧素子であるシリコンの３０ｘｌＯ’（１／’Ｃ）に比
べて熱膨張係数の差が大きいが、第２図に示した本発明
のパッケージ部材（２）は上記のようにその熱膨張係数
が２０ｘｌＯ−’（１／”Ｃ）以上４０Ｘ１Ｇ−（１／
”Ｃ）以下であり、シリコンとの差が小さいために、パ
ッケージ部材（財）に設けた貫通孔（２４ｍ）の周囲に
凸状の緩衝材を設ける必要がない。基台＠とパッケージ
部材（財）とは基台の貫通孔（２２１）とノ（ツケージ
部材（財）の貫通孔（２４ｍ）とが一致するように例え
ばガラス接着層またはＡＨ−８ｉ共晶合金接着層または
エポキＶ系接着層（ハ）で気密接着されている。、■は
補償回路・増巾回路のＩＣで例えばノ）ンダ■でパッケ
ージ部材＠と接着されている。
（２８ｍ）、（２８ｂ）、（２８ｃ）はパッケージ部材
（２）の表面に焼き付は等で形成した配線である。配線
（２８ｍ）。
（２）の表面に焼き付は等で形成した配線である。配線
（２８ｍ）。
（２８ｂ）、（２８Ｃ）とＡｕのボンディングワイヤー
翰とで、感圧素子（２１）と−補償回路・増巾回路のＩ
Ｃ（至）とリード端子（至）が結ばれている。
翰とで、感圧素子（２１）と−補償回路・増巾回路のＩ
Ｃ（至）とリード端子（至）が結ばれている。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 端部が肉厚で中央部が肉薄であり且つ該肉薄部に拡散抵
抗層を有するダイヤフラムを設けた半導体感圧素子と、
該半導体感圧素子を固定する基台と、前記半導体感圧素
子を固定した基台を支持するパッケージ部材とを備えて
なる半導体圧力変換器において、前記パッケージ部材と
して熱膨張係１ 歌が４０Ｘ１Ｇ （１／’Ｃ）Ｊ２１下で２０ｘｌＯ
−’（１４）以上のセラミック系のジルコンを用い、か
つ該パッケージ部材の表面又は内部に設けた配線を介し
と て補償回路や増巾回路ｔｍ記半導体感圧素子とを硅 一線したことを特徴とする半導体単結晶ｉ＋ｕｉ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16787981A JPS5870138A (ja) | 1981-10-22 | 1981-10-22 | 半導体圧力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16787981A JPS5870138A (ja) | 1981-10-22 | 1981-10-22 | 半導体圧力変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5870138A true JPS5870138A (ja) | 1983-04-26 |
Family
ID=15857768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16787981A Pending JPS5870138A (ja) | 1981-10-22 | 1981-10-22 | 半導体圧力変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5870138A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01167626A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-07-03 | Hitachi Ltd | 半導体式圧力変換器 |
| WO2014127938A1 (de) * | 2013-02-21 | 2014-08-28 | Epcos Ag | Drucksensorsystem |
-
1981
- 1981-10-22 JP JP16787981A patent/JPS5870138A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01167626A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-07-03 | Hitachi Ltd | 半導体式圧力変換器 |
| WO2014127938A1 (de) * | 2013-02-21 | 2014-08-28 | Epcos Ag | Drucksensorsystem |
| CN104995496A (zh) * | 2013-02-21 | 2015-10-21 | 埃普科斯股份有限公司 | 压力传感器系统 |
| US9909946B2 (en) | 2013-02-21 | 2018-03-06 | Epcos Ag | Pressure sensor system |
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