JPH0329829A - 半導体圧力変換器 - Google Patents
半導体圧力変換器Info
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- JPH0329829A JPH0329829A JP16498689A JP16498689A JPH0329829A JP H0329829 A JPH0329829 A JP H0329829A JP 16498689 A JP16498689 A JP 16498689A JP 16498689 A JP16498689 A JP 16498689A JP H0329829 A JPH0329829 A JP H0329829A
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- pressure
- pedestal
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- pressure transducer
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- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
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Landscapes
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は自動車をはじめ広い産業分野にて圧力の検出ま
たは測定に用いられる圧力変換器、特に、シリコン感圧
ダイアフラムチップを金属容器内に封入してなる半導体
圧力変換器のシリコン感圧ダイアフラムチソプの台座の
材料構成に関する。
たは測定に用いられる圧力変換器、特に、シリコン感圧
ダイアフラムチップを金属容器内に封入してなる半導体
圧力変換器のシリコン感圧ダイアフラムチソプの台座の
材料構成に関する。
半導体圧力変換器の一般的な基本構造としては、シリコ
ン感圧ダイアフラムチップを等しい熱膨脹係数をもつ、
例えば、シリコンからなる台座を介して容器に接合する
方法がとられている。これはチップを支持する台座とチ
ップとの間の熱膨脹係数の差によるストレス（以下熱ス
トレスと称する）がダイアフラムを変形させて、あたか
も測定圧力によるダイアフラムの変形と同等の結果を生
じるのを防ぐためである．第３図は熱膨脹係数の等しい
シリ，コンからなる台座を用いた従来の半導体圧力変換
器の構造の一例で、シリコン感圧ダイアフラムチップ１
は被測定圧力導入孔８ａを有するシリコンからなる台座
８の上部にはんだ４により接合される。この台座８は被
測定圧力を導入する導圧パイプ３の上部に、同様、はん
だ４で接合される．導圧パイブ３の材料は前述の理由に
より熱膨脹係数が台座に近いことが望ましく、例えば、
ｒｅ−Ｎｉ系の合金等が使用される。シリコン感圧ダイ
アフラムチップ１は容器蓋部５を容器底部６に溶接等で
接合することにより外部より保護されている。
ン感圧ダイアフラムチップを等しい熱膨脹係数をもつ、
例えば、シリコンからなる台座を介して容器に接合する
方法がとられている。これはチップを支持する台座とチ
ップとの間の熱膨脹係数の差によるストレス（以下熱ス
トレスと称する）がダイアフラムを変形させて、あたか
も測定圧力によるダイアフラムの変形と同等の結果を生
じるのを防ぐためである．第３図は熱膨脹係数の等しい
シリ，コンからなる台座を用いた従来の半導体圧力変換
器の構造の一例で、シリコン感圧ダイアフラムチップ１
は被測定圧力導入孔８ａを有するシリコンからなる台座
８の上部にはんだ４により接合される。この台座８は被
測定圧力を導入する導圧パイプ３の上部に、同様、はん
だ４で接合される．導圧パイブ３の材料は前述の理由に
より熱膨脹係数が台座に近いことが望ましく、例えば、
ｒｅ−Ｎｉ系の合金等が使用される。シリコン感圧ダイ
アフラムチップ１は容器蓋部５を容器底部６に溶接等で
接合することにより外部より保護されている。
容器蓋部５と容器底部６により形威される空間部７は圧
力測定または検出の用途によって、即ち絶対圧測定か相
対圧測定かによって密閉，開放の両方式がとられる。絶
対圧測定には、空間部７を基準の圧力室とし、真空また
は所定の圧力に図外の手段により保ち気密に封じる。相
対圧の測定には、例えば、容器蓋部５に孔を明け空間部
７を大気開放とする。シリコン感圧ダイアフラムチソプ
１の出力信号は図外の気密貫通端子で容器の外部に取り
出す。
力測定または検出の用途によって、即ち絶対圧測定か相
対圧測定かによって密閉，開放の両方式がとられる。絶
対圧測定には、空間部７を基準の圧力室とし、真空また
は所定の圧力に図外の手段により保ち気密に封じる。相
対圧の測定には、例えば、容器蓋部５に孔を明け空間部
７を大気開放とする。シリコン感圧ダイアフラムチソプ
１の出力信号は図外の気密貫通端子で容器の外部に取り
出す。
前述の半導体圧力変換器においては、熱ストレス緩和の
ため、シリコン感圧ダイアフラムチソプと同じ材質のシ
リコンからなる台座を用い、この台座は熱膨脹係数の近
いＦｅ−Ｎｉ系合金等の導圧パイプに接合するようにし
ている。しかし、このシリコンからなる台座と導圧バイ
ブとの間の熱ストレスは、前述のように、導圧バイブに
シリコンの熱膨脹係数に近いＦｅ−Ｎｉ系合金を用いて
も、金属の熱膨脹係数とシリコンのそれとを完全に一致
させることは困難で熱ストレスが生じる。この熱ストレ
スのため通常生じる比較的低い外部応力でこの台座に破
断が発生する問題があった。
ため、シリコン感圧ダイアフラムチソプと同じ材質のシ
リコンからなる台座を用い、この台座は熱膨脹係数の近
いＦｅ−Ｎｉ系合金等の導圧パイプに接合するようにし
ている。しかし、このシリコンからなる台座と導圧バイ
ブとの間の熱ストレスは、前述のように、導圧バイブに
シリコンの熱膨脹係数に近いＦｅ−Ｎｉ系合金を用いて
も、金属の熱膨脹係数とシリコンのそれとを完全に一致
させることは困難で熱ストレスが生じる。この熱ストレ
スのため通常生じる比較的低い外部応力でこの台座に破
断が発生する問題があった。
本発明の課題は前述のような熱ストレスが生じても、通
常生じる比較的低い外部応力では破断することのない強
度の高いシリコンからなる台座を提供することにある。
常生じる比較的低い外部応力では破断することのない強
度の高いシリコンからなる台座を提供することにある。
前述の課題を解決するために、本発明のシリコン感圧ダ
イアフラムチソブに被測定圧力を供給する導圧バイブが
貫通して取り付けられた容器底部と、容器蓋部とが気密
接合されて構成される金属容器内に、圧力導入孔を有す
る台座をかいして前記導圧パイプに接合されたシリコン
感圧ダイアフラムチソプを封入してなる半導体圧力変換
器においては、前記台座はその接合面の面方位が（１０
０）の単結晶シリコンからなるようにする。
イアフラムチソブに被測定圧力を供給する導圧バイブが
貫通して取り付けられた容器底部と、容器蓋部とが気密
接合されて構成される金属容器内に、圧力導入孔を有す
る台座をかいして前記導圧パイプに接合されたシリコン
感圧ダイアフラムチソプを封入してなる半導体圧力変換
器においては、前記台座はその接合面の面方位が（１０
０）の単結晶シリコンからなるようにする。
本発明の半導体圧力変換器においては、台座に単結晶シ
リコンを使用し、この台座と導圧バイプとの接合面の面
方位ガ（１００）であるようにしたので、その破断強度
は第２図に示すように他の面方位、例えば（１１１），
（１１０）に対して、おのおの１２％３４％高まる。
リコンを使用し、この台座と導圧バイプとの接合面の面
方位ガ（１００）であるようにしたので、その破断強度
は第２図に示すように他の面方位、例えば（１１１），
（１１０）に対して、おのおの１２％３４％高まる。
これによって外部応力に対して強度の高いシリコンから
なる台座が得られる。
なる台座が得られる。
第１図は本発明の半導体圧力変換器の一実施例の断面図
であり、シリコン感圧ダイアフラムチ・ノプｌは被測定
圧力導入孔２ａを有する単結晶シリコンからなる台座２
の上部にはんだ４により接合される。この台座２は被測
定圧力を導入する導圧バイプ３の上部に、同様、はんだ
４で接合される。
であり、シリコン感圧ダイアフラムチ・ノプｌは被測定
圧力導入孔２ａを有する単結晶シリコンからなる台座２
の上部にはんだ４により接合される。この台座２は被測
定圧力を導入する導圧バイプ３の上部に、同様、はんだ
４で接合される。
導圧パイプ３の材料は前述の理由により熱膨脹係数が台
座に近いことが望ましく、例えば、Ｆｅ−Ｎｌ系の合金
等が使用される。ここで前記の単結晶シリコンからなる
台座２は、この台座と導圧パイプ３との接合面の面方位
を（１００）としてある。
座に近いことが望ましく、例えば、Ｆｅ−Ｎｌ系の合金
等が使用される。ここで前記の単結晶シリコンからなる
台座２は、この台座と導圧パイプ３との接合面の面方位
を（１００）としてある。
第２図は、単結晶シリコンの各面方位に対する押し倒し
試験による破断強度を示し、面方位（１００）は面方位
（１１１）に比して１２％，面方位（１１０）に対して
３４％高まることを示している。従って、接合面を面方
位（１００）とした単結晶シリコンからなる台座を備え
る本発明の半導体圧力変換器は、この破断強度に比例し
て外部応力に耐えることができる。
試験による破断強度を示し、面方位（１００）は面方位
（１１１）に比して１２％，面方位（１１０）に対して
３４％高まることを示している。従って、接合面を面方
位（１００）とした単結晶シリコンからなる台座を備え
る本発明の半導体圧力変換器は、この破断強度に比例し
て外部応力に耐えることができる。
なお、容器蓋部５，容器底部６，空間部７の構造と機能
は第３図に示す半導体圧力変換器と同様である。
は第３図に示す半導体圧力変換器と同様である。
本発明の半導体圧力変換器においては、台座に接着面の
面方位（１００）の単結晶シリコンを用いたので、他の
面方位の台座を使用する半導体圧力変換器に比して、単
結晶シリコンの破断強度に応じて面方位（１１１）を用
いるものに対しては１２％，面方位（１１０）を用いる
ものに対しては３４％外部応力に対して強度の高いもの
が得られ、通常生じる比較的低い外部応力では台座が破
断ずることがなくなった。
面方位（１００）の単結晶シリコンを用いたので、他の
面方位の台座を使用する半導体圧力変換器に比して、単
結晶シリコンの破断強度に応じて面方位（１１１）を用
いるものに対しては１２％，面方位（１１０）を用いる
ものに対しては３４％外部応力に対して強度の高いもの
が得られ、通常生じる比較的低い外部応力では台座が破
断ずることがなくなった。
第１図は本発明の半導体圧力変換器の一実施例の断面図
、第２図は単結晶シリコンの面方位一破断強度図、第３
図、は従来の半導体圧力変換器の一例の断面図である． １：シリコン感圧ダイアフラムチンプ ２：台座〔面方位（１００）の単結晶シリコンからなる
） ２ａ：圧力導入孔 ３：ｓ圧パイプ ５：容器蓋部 −７− 惇實Ｖ￥碇
、第２図は単結晶シリコンの面方位一破断強度図、第３
図、は従来の半導体圧力変換器の一例の断面図である． １：シリコン感圧ダイアフラムチンプ ２：台座〔面方位（１００）の単結晶シリコンからなる
） ２ａ：圧力導入孔 ３：ｓ圧パイプ ５：容器蓋部 −７− 惇實Ｖ￥碇
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）シリコン感圧ダイアフラムチップに被測定圧力を供
給する導圧パイプが貫通して取り付けられた容器底部と
、容器蓋部とが気密接合されて構成される金属容器内に
、圧力導入孔を有する台座を介して前記導圧パイプに接
合されたシリコン感圧ダイアフラムチップを封入してな
る半導体圧力変換器において、 前記台座はその接合面の面方位が（１００）の単結晶シ
リコンからなることを特徴とする半導体圧力変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16498689A JPH0329829A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 半導体圧力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16498689A JPH0329829A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 半導体圧力変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0329829A true JPH0329829A (ja) | 1991-02-07 |
Family
ID=15803662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16498689A Pending JPH0329829A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 半導体圧力変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0329829A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001304997A (ja) * | 2000-04-27 | 2001-10-31 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 半導体圧力センサ |
| JP2008051820A (ja) * | 2007-09-26 | 2008-03-06 | Toyota Central R&D Labs Inc | 半導体装置 |
| EP2411781A1 (de) * | 2009-03-26 | 2012-02-01 | Endress+Hauser GmbH+Co. KG | Drucksensor |
| JP2021025966A (ja) * | 2019-08-08 | 2021-02-22 | ローム株式会社 | Ｍｅｍｓセンサ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55119031A (en) * | 1979-03-08 | 1980-09-12 | Nippon Denso Co Ltd | Piezoelectric converter |
| JPS58102123A (ja) * | 1981-12-15 | 1983-06-17 | Toshiba Corp | 半導体圧力センサ |
| JPS59154075A (ja) * | 1983-02-22 | 1984-09-03 | Nec Corp | 半導体圧力センサ− |
| JPS61214583A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Hitachi Ltd | 半導体圧力変換装置 |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP16498689A patent/JPH0329829A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55119031A (en) * | 1979-03-08 | 1980-09-12 | Nippon Denso Co Ltd | Piezoelectric converter |
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| JPS59154075A (ja) * | 1983-02-22 | 1984-09-03 | Nec Corp | 半導体圧力センサ− |
| JPS61214583A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Hitachi Ltd | 半導体圧力変換装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001304997A (ja) * | 2000-04-27 | 2001-10-31 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 半導体圧力センサ |
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| EP2411781A1 (de) * | 2009-03-26 | 2012-02-01 | Endress+Hauser GmbH+Co. KG | Drucksensor |
| US8794077B2 (en) | 2009-03-26 | 2014-08-05 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Pressure sensor |
| JP2021025966A (ja) * | 2019-08-08 | 2021-02-22 | ローム株式会社 | Ｍｅｍｓセンサ |
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