JPS63196826A - 半導体圧力検出装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧力を検出する半導体圧力検出装置に関し
、さらに詳しくは、半導体圧力検出装置における外部応
力、および熱応力を低減させるための圧力検出素子組立
体の取付は構造の改良に係るものである。

〔従来の技術〕

従来例によるこの種の半導体圧力検出装置、いわゆる半
導体圧力検出素子を用いた圧力センサの概要構成を第２
図に示す。

すなわち、この第２図従来例において、符号ｌはよく知
られている圧力検出素子としてのシリコンダイヤフラム
、２はこのシリコンダイヤフラムｌの基部を歪のないよ
うに一体的に固定支持し、内部に被圧力検出部に連通さ
せるための連通穴２ａを形成したシリコン台座であって
、これらにより圧力検出素子組立体３を構成する。また
、４は前記シリコン台座２を接合固定し、同様に内部に
被圧力検出部に連通させるための連通穴４ａを形成した
センサステムであり、さらに、５，５は前記シリコンダ
イヤフラム１の各端子にワイヤ８を用いて接続され、図
示しない外部回路との間で、検出圧力の出力信号、およ
び基準電圧などの授受を行なうそれぞれに端子杆である
。

しかして、この従来例構成による半導体圧力検出装置で
は、センサステム４を被圧力検出部に臨ませて装着させ
、各連通穴４ａ、２ａを通して加えられる被圧力検出部
の圧力を、シリコンダイヤフラムｌに受圧させ、このシ
リコンダイヤフラムｌに生ずる受圧歪の程度によって、
加えられた圧力値を検出するようにしており、従って、
この種の半導体圧力検出装置の場合、被圧力検出部の圧
力を正確に検出するのには、圧力検出素子組立体３に対
して、被検出圧力で生ずる受圧歪以外の歪が加えられな
いようにするための十分な構造的配慮を必要とする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記のように構成された従来例による半
導体圧力検出装置においては、圧力検出素子組立体３の
シリコン台座２とセンサステム４との接合部にあって、
このセンサステム３に外部応力が加えられたときの歪と
か、これらのシリコン台座２とセンサステム３との両者
の熱膨張係数の差に基いた熱応力による歪などが伝わり
易く、このようにして接合部に伝えられる歪が、圧力検
出素子としてのシリコンダイヤフラムｌの特性に少なか
らず影響を及ぼして、その圧力検出性能を低下させたり
、あるいはまた、シリコン台座２に欠損を生じさせて、
使用不能になる惧れもあるなどの問題点があった。

この発明は従来のこのような問題点を解消するためにな
されたものであって、その目的とするところは、シリコ
ンダイヤフラムの圧力検出特性を良好に保持させ、かつ
シリコン台座に欠けなどを生ずることのない、この種の
半導体圧力検出装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この発明に係る半導体圧力
検出装置は、圧力検出素子としてのシリコンダイヤフラ
ム、およびこのシリコンダイヤフラムの基部を一体的に
支持するシリコン台座からなる圧力検出素子組立体と、
この圧力検出素子組立体のシリコン台座を接合固定する
センサステムとの構成において、圧力検出素子組立体の
シリコン台座とセンサステムとの間に応力緩和部を介在
させたものである。

〔作　　　用〕

すなわち、この発明装置においては、圧力検出素子組立
体のシリコン台座とセンサステムとの間に応力緩和部を
介在させであるために、センサステム側から加えられる
外部応力、およびシリコン台座とセンサステムとの熱膨
張差による熱応力などを十分に低減させ得て、シリコン
ダイヤフラム対するこれらの応力歪の影響を良好に改善
できるのである。

〔実　施　例〕

以下、この発明に係る圧力検出素子を用いた半導体圧力
検出装置の一実施例につき、第１図を参照して詳細に説
明する。

第１図はこの実施例装置の概要構成を示す縦断面図であ
り、この第１図実施例において、前記第２図従来例と同
一符号は同一または相当部分を示している。

すなわち、この第１図実施例においても、符号ｌは圧力
検出素子としての公知態様のシリコンダイヤフラム、２
はこのシリコンダイヤフラムｌの基部を歪のないように
一体的に固定支持して、その内部に被圧力検出部に連通
させるための連通穴２ａを形成したシリコン台座であり
、これらによって圧力検出素子組立体３を構成している
。また、４は前記シリコン台座２を接合固定し、同様に
内部に被圧力検出部に連通させるための連通穴４ａを形
成したセンサステムであって、シリコン台座２との間に
凸形状に突出させた応力緩和部４ｂを設けると共に、こ
の応力緩和部４ｂでの接合面４Ｃの面積を、シリコン台
座２での接合面２ｂの面積よりも小さくしである、さら
に、５，５は前記シリコンダイヤフラム１の端子にワイ
ヤ６により接続されて、図示しない外部回路との間で、
検出圧力の出力信号、および基準電圧などの授受を行な
うそれぞれ端子杆である。

従って、この実施例による装置構成の場合においても、
前記従来例での装置構成の場合と同様にセンサステム４
を被圧力検出部に臨ませて装着させ、各連通穴４ａ　、
　２ａを通して加えられる被圧力検出部の圧力を、圧力
検出素子組立体３のシリコンダイヤフラム１に受圧させ
、このシリコンダイヤフラムｌに生ずる受圧歪の程度に
よって、加えられる圧力値を検出することができるが、
この実施例装置では、センサステム４から凸形状に突出
させた応力緩和部４ｂに対して、圧力検出素子組立体３
のシリコン台座２を接合固定させであるため、このセン
サステム３に外部応力が加えられたときの歪とか、シリ
コン台座２とセンサステム３との両者の熱膨張係数差に
よる熱応力の歪などが、この応力緩和部４ｂの存在によ
って十分に緩和、低減されて、これらの応力歪を圧力検
出素子組立体３のシリコンダイヤフラム１に伝え難くし
得るのであり、この結果、シリコンダイヤフラム１の圧
力検出特性を良好に改善でき、また併せて、応力緩和部
４ｂの接合面４ｃの面積を、シリコン台座２の接合面２
Ｃの面積よりも小さくして、接合範囲をせばめであるた
めに、前記応力歪を一層、効果的に伝え難くし得るので
ある。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明によれば、圧力検出素子と
してのシリコンダイヤフラム、およびこのシリコンダイ
ヤフラムの基部を一体的に固定支持するシリコン台座か
らなる圧力検出素子組立体と、この圧力検出素子組立体
のシリコン台座を接合するセンサステムとによって構成
する半導体圧力検出装置において、圧力検出素子組立体
のシリコン台座とセンサステムとの間に応力緩和部を介
在させたので、センサステム側から加えられる外部応力
、およびシリコン台座とセンサステムとの熱膨張差によ
る熱応力などを十分に低減し得て、装置の品質、および
性能を格段に向上でき、しかも構造的にも比較的簡単で
容易に実施可能であるなどの優れた特長を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を適用した半導体圧力検出
装置の概要構成を示す縦断面図であり、また、第２図は
従来例による同上半導体圧力検出装置の概要構成を示す
縦断面図である。 ｌ・・・・シリコンダイヤフラム、２・・・・シリコン
台座、２ａ・・・・連通穴、２ｂ・・・・接合面、３・
・・・圧力検出素子組立体、４・・・・センサステム、
４ａ・・・・連通穴、４ｂ・・・・応力緩和部、４ｃ・
・・・接合面。 代理人　　大　　岩　　増　　雄 第１図 第２図 手続補正書（自発） １．事件の表示　　　特願昭　６２−３００２７号２、
発明の名称 半導体圧力検出装置 ３、補正をする者 代表者志岐守哉 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書３頁８行の「それぞれに端子杆」を「外部
接続用リード」と補正する。 （２）同５頁１７行の「シリコンダイヤフラム」の次に
「に」を挿入する。 （３）同７頁５行の「端子杆」を「外部接続用リード」
と補正する。 以　　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力検出素子として用いられるシリコンダイヤフ
   ラム、およびこのシリコンダイヤフラムの基部を一体的
   に支持するシリコン台座からなる圧力検出素子組立体と
   、この圧力検出素子組立体のシリコン台座を接合するセ
   ンサステムとによつて構成する半導体圧力検出装置にお
   いて、前記シリコン台座とセンサステムとの間に、外部
   応力、および熱応力を低減させるための応力緩和部を介
   在させたことを特徴とする半導体圧力検出装置。
2. （２）シリコン台座に対するセンサステムの接合面を、
   凸形状に突出させて応力緩和部としたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の半導体圧力検出装置。
3. （３）シリコン台座に対するセンサステムの接合面を、
   凸形状に突出させて応力緩和部とし、かつこの応力緩和
   部の接合面々積を、前記シリコン台座の接合面々積より
   も小さくしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の半導体圧力検出装置。