JP2002107249A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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Abstract
圧力センサを提供する。 【解決手段】センサチップ1をガラス製スペーサ2上に
載置し、このガラス製スペーサ2を樹脂製ケース3の収
容部の底面に接着剤4で固着するとともに、接着剤4を
ガラス製スペーサ2と樹脂製ケース3との隙間の一部お
よび全部のいずれかによって充填し、樹脂製ケース3に
インサートモールドされた金属端子5とセンサチップ1
とをボンディングワイヤ6で接続し、ゲル状の保護用樹
脂7で被覆する。
Description
用等で広く用いられている、シリコンダイヤフラム上に
歪ゲージを配置したセンシング部を有する半導体圧力セ
ンサのハウジング構造に関する。
チップを保護するためのハウジングとして、構造がシン
プルであり、かつ比較的低価格で実現できる樹脂製ケー
スの半導体圧力センサが広く用いられている。図2に、
半導体圧力センサの従来例を示す。センシング部、また
はセンシング部と信号処理回路とを搭載した半導体セン
サチップ1を陽極接合によりガラス製スペーサ2に接合
する。このガラス製スペーサ2はシリコンからなる半導
体センサチップ1と線膨張係数が近似である。ガラス製
スペーサ2はシリコーン系接着剤4で樹脂製ケース3に
接合される。センサチップ1と金属製端子5とをボンデ
ィングワイヤ6で接続する。金属製端子5は、電源電圧
を供給する電源端子、GND端子および出力信号を出力
する出力端子等である。センサチップ1およびボンディ
ングワイヤ6を保護用樹脂7で被覆し保護する。通常、
この保護用樹脂7はゲルのような比較的柔らかいものが
用いられる。測定圧はセンサチップ1の上方より保護用
樹脂7を介してセンサチップ1に伝わり、それに応じた
圧力の電気信号が出力端子に出力される。
かい反面、線膨張係数が極めて大きく(約4×10-4/
℃)、およそガラス製スペーサ2の100倍、樹脂製ケ
ース3の10倍である。図2の構造において、環境温度
の変化によりゲルが膨張、収縮し、それによりボンディ
ングワイヤ6がこのワイヤ6の下部のゲルの影響(膨
張、収縮)で上下方向の変形力を受ける。このように環
境温度の変化を連続的に受けると、ボンディングワイヤ
6は連続的に上下方向の変形力を受け、疲労によって断
線する場合がある。更に、保護用樹脂7は一般的に低温
になるほど固くなる傾向があり、ボンディングワイヤ6
の断線は低温になるほど起こりやすい傾向がある。
ィングワイヤの変形量を抑制し、その断線を防止するこ
とのできる半導体圧力センサを提供するものである。
に、本発明は、 ダイヤフラム上に歪ゲージの形成され
たセンシング部を有するセンサチップがスペーサに載置
され、該スペーサが樹脂製ケースの収容部の底面に接着
剤により固着され、該樹脂製ケースにインサートモール
ドされた金属製端子と前記センサチップとがボンディン
グワイヤで接続され、保護用樹脂で被覆された半導体圧
力センサにおいて、前記接着剤は前記保護用樹脂の線膨
張係数よりも小さい線膨張係数を有し、かつ前記スペー
サと前記樹脂製ケースとの間の一部および全部のいずれ
かに充填されることとする。また、前記接着剤はシリコ
ーン系接着剤であり、前記保護用樹脂はゲル状の樹脂で
あることでよい。このような構成とすることにより、一
般にゲル状の保護用樹脂よりも線膨張係数が小さいシリ
コーン系接着剤の特性に着目し、ボンディングワイヤの
下の保護用樹脂をシリコーン系接着剤に置きかえること
により、ボンディングワイヤの下の保護用樹脂の量を減
少し膨張、収縮する量を減少させることで、環境温度の
変化によるボンディングワイヤの変形量を抑制し、その
断線を防止することができる。
1に半導体圧力センサの断面模式図を示す。従来例の図
2と同一な部分には同一の符号を付しその説明を省略す
ることがある。従来例の図2との相違点は次のとおりで
ある。半導体センサチップ1を載置したガラス製スペー
サ2を樹脂製ケース3(例えば、エポキシ樹脂)の収容
部の底面に固着するシリコーン系接着剤4は、ボンディ
ングワイヤ6(例えば、アルミニウム)の下のガラス製
スペーサ2と樹脂製ケース3の収容部との隙間に充填さ
れており、シリコーン系接着剤4の線膨張係数はゲル状
の保護用樹脂7(例えば、シリーコンゲル)のそれより
も小さい点である。シリコーン系接着剤4はガラス製ス
ペーサ2と樹脂製ケース3の収容部との隙間の一部およ
び全部のいずれかに充填される。その充填量は、温度変
化によるボンディングワイヤ6の変形量やシリコーン系
接着剤4によるストレスがセンサチップ1の特性に及ぼ
す影響などを考慮して決定される。シリコーン系接着剤
4の充填方法としては、図2の従来例に示した場合より
も多くの量のシリコーン系接着剤4を樹脂製ケース3の
収容部に注入した状態で、センサチップ1を載置したガ
ラス製スペーサ2を樹脂製ケース3の収容部の底面にダ
イボンディングすることにより、シリコーン系接着剤4
がガラス製スペーサ2と樹脂ケース3の収容部との隙間
を這い上がって埋め、更に加熱もしくは常温放置により
硬化させる。温度変化を生じた場合のボンディングワイ
ヤ6の変形量について説明する。ここで、ボンディング
ワイヤはその近傍のゲル状の保護用樹脂7の変形量と同
量だけ変形するものとする。またボンディングワイヤ6
のループ頂点とセンサチップ1の表面の間にあるゲル状
の保護用樹脂7の影響はないものとする。ゲル状の保護
用樹脂7の線膨張係数は代表値として4×10-4/℃と
し、シリコーン系接着剤4の線膨張係数の代表値として
2×10-4/℃とする。車に搭載する場合、環境温度
は、およそ−30℃〜100℃の範囲で変化する。この
ような温度の変化が生じた場合のボンディングワイヤ6
の変形量を、ガラス製スペーサ2と樹脂製ケース3との
隙間が全て保護用樹脂で充填された場合と、全てシリコ
ーン系接着剤4で充填された場合とで比較する。隙間の
深さは3mmとする。まず、上記の隙間がゲル状の保護
用樹脂7で充填された場合のボンディングワイヤ6の変
形量d1は、 d1=3(mm)×130(℃)×4×10-4(/℃)=0.156
(mm) となる。次に、上記の隙間にシリコーン系接着剤4で充
填された場合のボンディングワイヤ6の変形量d2は、 d2=3(mm)×130(℃)×2×10-4(/℃)=0.078
(mm) となる。ボンディングワイヤの高さ(電極との接続面か
らループ頂点までの高さ)は通常0.3〜0.6mmであ
り、上記のように隙間にゲル状の保護用樹脂7を充填し
た従来例の場合には、ボンディングワイヤ6の変形量は
最大でボンディングワイヤの高さの半分にも及ぶので、
断線が容易に起こる状態になる。これに対し、シリコー
ン系接着剤4を充填した場合は、ボンディングワイヤ6
の変形量を1/4に抑制でき、ボンディングワイヤの断
線を防止することができる。ここで、ゲル状の保護用樹
脂7として、フッ素ゲル、アクリル系ゲル、エポキシゲ
ルなどを用いてもよい。また、樹脂ケース3の樹脂は、
PPS樹脂,PBT樹脂,ABS樹脂などを用いてもよ
い。
を固着する接着剤が保護用樹脂の線膨張係数よりも小さ
い線膨張係数を有し、かつスペーサと樹脂製ケースとの
間の一部および全部のいずれかに充填されることによ
り、ボンディングワイヤの断線を防止することができ、
信頼性の向上を図ることができる。
の断面模式図
Claims (2)
- 【請求項1】ダイヤフラム上に歪ゲージの形成されたセ
ンシング部を有するセンサチップがスペーサに載置さ
れ、、該スペーサが樹脂製ケースの収容部の底面に接着
剤により固着され、該樹脂製ケースにインサートモール
ドされた金属製端子と前記センサチップとがボンディン
グワイヤで接続され、保護用樹脂で被覆された半導体圧
力センサにおいて、前記接着剤は前記保護用樹脂の線膨
張係数よりも小さい線膨張係数を有し、かつ前記スペー
サと前記樹脂製ケースとの間の一部および全部のいずれ
かに充填されることを特徴とする半導体圧力センサ。 - 【請求項2】前記接着剤はシリコーン系接着剤であり、
前記保護用樹脂はゲル状の樹脂であることを特徴とする
請求項1記載の半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000303634A JP2002107249A (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000303634A JP2002107249A (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002107249A true JP2002107249A (ja) | 2002-04-10 |
Family
ID=18784812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000303634A Withdrawn JP2002107249A (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2002107249A (ja) |
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-
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- 2000-10-03 JP JP2000303634A patent/JP2002107249A/ja not_active Withdrawn
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