JPH04309831A - Plastic mold pressure sensor package - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、医療、自動車、工業計
測、時計、家電製品等に用いられる圧力センサに係り、
特に気密性の向上を図った安価なパッケージに関するも
のである。[Industrial Application Field] The present invention relates to pressure sensors used in medical care, automobiles, industrial measurement, watches, home appliances, etc.
In particular, it relates to an inexpensive package with improved airtightness.
【０００２】0002
【従来の技術】従来、圧力センサでは、他のデバイスよ
り気密性が重要視されることから、例えば図３に示すよ
うなメタルキャンタイプのパッケージが使用されている
。このメタルキャンタイプのパッケージは、ステム１に
支持されたガラスハーメチック２と、ステム１にハンダ
付けあるいは樹脂接着されたガラス台座３を介して設け
られた検出素子であるシリコンチップ４と、ステム１に
対して抵抗溶接１Ａにより固着されて、前記ガラス台座
３に支持されたシリコンチップ４をその内部に収納する
メタルキャップ６とを有するものであって、前記メタル
キャップ６の一部である圧力導入パイプ５内は、シリコ
ンチップ４に対して検出すべき圧力を導入するための圧
力導入路７となり、また、前記ガラスハーメチック２に
は、シリコンチップ４において検出した圧力信号を、金
線８を経由して外部に出力するためのリード端子９が設
けられている。なお、この図３において示したステム１
、リード端子９は硬度の高い合金であるコバールにより
形成され、また、前記メタルキャップ６、圧力導入パイ
プ５にはＳＰＣ（冷間圧延鋼板）といった金属材料が使
用される。2. Description of the Related Art Conventionally, in pressure sensors, airtightness is more important than in other devices, and therefore, for example, a metal can type package as shown in FIG. 3 has been used. This metal can type package consists of a glass hermetic 2 supported by a stem 1, a silicon chip 4 which is a detection element provided via a glass pedestal 3 soldered or resin-bonded to the stem 1, and a silicon chip 4 attached to the stem 1. It has a metal cap 6 which is fixed by resistance welding 1A and houses the silicon chip 4 supported on the glass pedestal 3 therein, and a pressure introduction pipe which is a part of the metal cap 6. 5 becomes a pressure introduction path 7 for introducing the pressure to be detected into the silicon chip 4, and the pressure signal detected in the silicon chip 4 is transmitted to the glass hermetic 2 via a gold wire 8. A lead terminal 9 is provided for outputting to the outside. Note that the stem 1 shown in FIG.
The lead terminal 9 is made of Kovar, which is an alloy with high hardness, and the metal cap 6 and the pressure introduction pipe 5 are made of a metal material such as SPC (cold rolled steel plate).
【０００３】0003
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に構成された圧力センサは、ステム１、メタルキャップ
６、ガラスハーメチック２といった高価な材料を使用し
ているので、全体のコストが上昇するという不具合があ
り、このような不具合を解決するために、更に、図４に
示すような圧力センサが提案されている。この圧力セン
サは、全体がポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）に
より形成されたモールドパッケージ１０（１０Ａ〜１０
Ｃ）及びその蓋体１１と、モールドパッケージ１０内に
ガラス台座１２を介して設けられた検出素子であるシリ
コンチップ１３と、前記モールドパッケージ１０に形成
されて、前記シリコンチップ１３に対して検出すべき圧
力を導入するための圧力導入路１４と、１９４アロイあ
るいは４２アロイにより形成されて、シリコンチップ１
３で検出した圧力信号を、金線１５を経由して外部に出
力するためのリード端子１６とから構成されたものであ
る。ところで、このような図４に示す圧力センサでは、
全体がプラスチック材料であるポリフェニレンサルファ
イド（ＰＰＳ）により形成されていることから、全体の
材料コストを低く抑えることができる一方、シリコンチ
ップ１３に対して検出すべき圧力を導入するための圧力
導入路１４の気密状態が完全なものではない、すなわち
、モールドパッケージ１０とリード端子１６との気密状
態が完全ではないという不具合があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, since the pressure sensor configured as described above uses expensive materials such as the stem 1, metal cap 6, and glass hermetic 2, the overall cost increases. In order to solve these problems, a pressure sensor as shown in FIG. 4 has been proposed. This pressure sensor includes a mold package 10 (10A to 10
C) and its lid 11, a silicon chip 13 which is a detection element provided in the mold package 10 via a glass pedestal 12, and a silicon chip 13 formed in the mold package 10 to detect the silicon chip 13. A pressure introducing path 14 for introducing the desired pressure, and a silicon chip 1 formed of 194 alloy or 42 alloy.
3 and a lead terminal 16 for outputting the pressure signal detected in step 3 to the outside via a gold wire 15. By the way, in the pressure sensor shown in FIG. 4,
Since the entire structure is made of polyphenylene sulfide (PPS), which is a plastic material, the overall material cost can be kept low. There was a problem in that the airtightness between the mold package 10 and the lead terminals 16 was not perfect.
【０００４】この発明は、上記の事情に鑑みてなされた
ものであって、検出すべき圧力（３００ｋｇ／ｃｍ２
程度）を導入するための圧力導入空間を高い気密状態に
おくことができ、これによって特に気密性が重視される
水深数３００メートル程度までの圧力を図る水深計測用
圧力センサといった用途にも適用できる圧力センサの提
供を目的とする。[0004] This invention was made in view of the above circumstances, and the pressure to be detected (300 kg/cm2
This allows the pressure introduction space for introducing water (of a certain degree) to be kept in a highly airtight state, making it applicable to applications such as pressure sensors for measuring water depth, which measure pressure up to a depth of several hundred meters, where airtightness is particularly important. The purpose is to provide pressure sensors.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、全体がポリフ
ェニレンサルファイド等のプラスチック材料により形成
されているモールドパッケージと、該モールドパッケー
ジ内に設けられ、かつ該モールドパッケージ内に形成さ
れた圧力検出空間の圧力を検出する検出素子とを有する
プラスチックモールド圧力センサパッケージにおいて、
前記モールドパッケージの圧力検出空間に、少なくとも
第１の構成部材と第２の構成部材とが接触する箇所を設
け、これら第１の構成部材と第２の構成部材とが接触す
る箇所に、シリコーンからなるシリコーン気密部を設け
るようにしている。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a molded package entirely made of a plastic material such as polyphenylene sulfide, and a pressure detection space provided within the molded package and formed within the molded package. In a plastic mold pressure sensor package having a detection element that detects the pressure of
The pressure detection space of the molded package is provided with a portion where at least the first component and the second component come into contact, and the portion where the first component and the second component come into contact is made of silicone. A silicone airtight part is provided.
【０００６】[0006]
【作用】本発明によれば、例えば、第１の構成部材とし
てのモールドパッケージと、第２の構成部材としてのリ
ード端子とが接触する箇所に、気密材料であるシリコー
ンを設けるようにしたことから、前記第１の構成部材と
第２の構成部材との間が高気密状態に保持され、これに
よって当該圧力センサを、例えば特に気密性が重視され
る水深計測用圧力センサといった用途にも適用すること
が可能となる。[Operation] According to the present invention, for example, silicone, which is an airtight material, is provided at the location where the molded package as the first component and the lead terminal as the second component come into contact. , the space between the first component and the second component is maintained in a highly airtight state, thereby making the pressure sensor applicable to applications such as pressure sensors for water depth measurement where airtightness is particularly important. becomes possible.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２に基
づいて説明する。この圧力センサは、蓋体を有し、全体
がポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）により形成さ
れたモールドパッケージ２０（２０Ａ〜２０Ｅ）と、モ
ールドパッケージ２０の圧力検出空間Ｓ１ 内にガラス
台座２１を介して設けられた検出素子であるシリコンチ
ップ２２と、前記モールドパッケージ２０内に形成され
るとともに前記圧力検出空間Ｓ１ に連通するように設
けられて、前記シリコンチップ２２に対して検出すべき
圧力を導入するための圧力導入路２３と、１９４アロイ
（あるいは４２アロイ）により形成されかつモールドパ
ッケージ２０を貫通するように設けられて、シリコンチ
ップ２２において検出した圧力信号を、金線２４を経由
して外部に出力するためのリード端子２５とから構成さ
れるものである。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. This pressure sensor includes a molded package 20 (20A to 20E) that has a lid and is entirely made of polyphenylene sulfide (PPS), and is provided within a pressure detection space S1 of the molded package 20 via a glass pedestal 21. A silicon chip 22, which is a detection element, is formed in the mold package 20 and is provided to communicate with the pressure detection space S1, and is for introducing pressure to be detected into the silicon chip 22. A pressure introduction path 23 is formed of 194 alloy (or 42 alloy) and is provided to penetrate the mold package 20, and outputs the pressure signal detected in the silicon chip 22 to the outside via the gold wire 24. It is composed of lead terminals 25 for use.
【０００８】次に、本発明のポイントである気密材料に
ついて説明する。この気密材料は、高い気密性を有する
シリコーン樹脂により形成され、かつリード端子２５が
貫通する箇所のモールドパッケージ２０に、シリコーン
気密部２６として設けられるものである。すなわち、モ
ールドパッケージ２０の圧力検出空間Ｓ１ 内において
、リード端子２５とモールドパッケージ２０とが接触す
る箇所（符号Ｍで示す）に、前記シリコーン樹脂からな
る気密材料がシリコーン気密部２６として設けられるも
のである。そして、このように構成された圧力センサに
よれば、モールドパッケージ２０と該モールドパッケー
ジ２０を貫通するリード端子２５との接触箇所Ｍに、シ
リコーン樹脂からなる気密材料をシリコーン気密部２６
として設けたことから、前記モールドパッケージ２０と
、リード端子２５との間が高気密状態に保持される、す
なわち、モールドパッケージ２０の圧力検出空間Ｓ１
を高気密状態に保持することができ、これによって当該
圧力センサを、例えば気密性が重視されるダイバーズウ
オッチ等の水深計測用圧力センサといった用途にも適用
することができる。Next, the airtight material, which is the key point of the present invention, will be explained. This airtight material is made of a silicone resin having high airtightness, and is provided as a silicone airtight portion 26 in the mold package 20 at a portion through which the lead terminal 25 penetrates. That is, in the pressure detection space S1 of the molded package 20, the airtight material made of the silicone resin is provided as the silicone airtight part 26 at the location (indicated by the symbol M) where the lead terminal 25 and the molded package 20 come into contact. be. According to the pressure sensor configured in this way, an airtight material made of silicone resin is applied to the silicone airtight portion 26 at the contact point M between the molded package 20 and the lead terminal 25 passing through the molded package 20.
As a result, the space between the mold package 20 and the lead terminals 25 is maintained in a highly airtight state.
can be maintained in a highly airtight state, thereby making it possible to apply the pressure sensor to uses such as a pressure sensor for water depth measurement such as a diver's watch where airtightness is important.
【０００９】なお、モールドパッケージ２０としては、
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）あるいはエポキ
シ樹脂（ＥＰ）が使用され、また、シリコーン気密部２
６を構成する気密材料としてはシリコーン樹脂あるいは
エポキシ樹脂（ＥＰ）が使用されるが、これらの樹脂の
中で、本実施例では、モールドパッケージ２０にポリフ
ェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を選択し、また、気密
材料にシリコーン樹脂を選択するようにした。この点に
ついては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）に対
して、エポキシ樹脂よりシリコーン樹脂の方が高い気密
性を付与することが実験により予め確認されているから
である。また、前記モールドパッケージ２０にポリフェ
ニレンサルファイドを選択し、また、前記気密材料にシ
リコーン樹脂を選択したことから、それぞれにエポキシ
樹脂を使用したものと比較して高い耐熱性と高い強度を
得ることができる効果も得られる。また、本実施例では
、シリコーン気密部２６を構成する気密材料にシリコー
ン樹脂を使用したが、これに限定されず例えばシリコー
ンゴム、シリコーングリス、シリコーンオイル等を使用
しても良い。また、図１の圧力センサでは、モールドパ
ッケージ２０内をリード端子２５が真っ直ぐに貫通する
ようにしたが、これに限定されず、図２に示すように該
リード端子（３５）をモールドパッケージ（３０）内を
湾曲するように貫通させても良い。なお、この図２にお
いて、符号３０，３１，３２，３４，３５，３６，Ｓ２
でそれぞれ示すものは図１のモールドパッケージ２０
、ガラス台座２１、シリコンチップ２２、金線２４、リ
ード端子２５、シリコーン気密部２６、圧力検出空間Ｓ
１ に相当するものである。[0009] As the mold package 20,
Polyphenylene sulfide (PPS) or epoxy resin (EP) is used, and silicone airtight part 2
Silicone resin or epoxy resin (EP) is used as the airtight material constituting the mold package 6. Among these resins, polyphenylene sulfide (PPS) is selected for the mold package 20 in this embodiment. Silicone resin was selected as the material. This is because it has been previously confirmed through experiments that silicone resin provides higher airtightness than epoxy resin to polyphenylene sulfide (PPS). Furthermore, since polyphenylene sulfide is selected for the mold package 20 and silicone resin is selected for the airtight material, it is possible to obtain higher heat resistance and higher strength than when epoxy resin is used for each. Effects can also be obtained. Further, in this embodiment, silicone resin is used as the airtight material constituting the silicone airtight portion 26, but the material is not limited thereto, and for example, silicone rubber, silicone grease, silicone oil, etc. may be used. Further, in the pressure sensor shown in FIG. 1, the lead terminal 25 passes straight through the inside of the mold package 20. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. ) may be penetrated in a curved manner. In addition, in this FIG. 2, the symbols 30, 31, 32, 34, 35, 36, S2
The items shown in FIG. 1 are the mold package 20 in FIG.
, glass pedestal 21, silicon chip 22, gold wire 24, lead terminal 25, silicone airtight part 26, pressure detection space S
1.
【００１０】0010
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のプラスチックモールド圧力センサパッケージによれば
、例えば、第１の構成部材としてのモールドパッケージ
と、第２の構成部材としてのリード端子とが接触する箇
所に、シリコーンからなるシリコーン気密部を設けるよ
うにしたことから、前記第１の構成部材と第２の構成部
材との間が高気密状態に保持され、これによって当該圧
力センサを、例えば気密性が重視される水深計測用圧力
センサといった用途にも適用することが可能となる。
また、例えば、前記第１の構成部材としてのモールドパ
ッケージにポリフェニレンサルファイドを選択し、また
、前記気密材料にシリコーンを選択することにより、前
記高気密性という効果に加えて、高い耐熱性を得る効果
も奏するものである。As is clear from the above description, according to the plastic molded pressure sensor package of the present invention, for example, the molded package as the first component and the lead terminal as the second component are combined. Since the silicone airtight part made of silicone is provided at the contact point, the space between the first component and the second component is maintained in a highly airtight state, which allows the pressure sensor to be It can also be applied to applications such as pressure sensors for measuring water depth, where airtightness is important. Furthermore, for example, by selecting polyphenylene sulfide for the mold package as the first component and selecting silicone for the airtight material, in addition to the effect of high airtightness, high heat resistance can be obtained. It is also played.
【図１】 本発明の一実施例を示す正断面図。FIG. 1 is a front sectional view showing one embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の他の実施例を示す正断面図。FIG. 2 is a front sectional view showing another embodiment of the present invention.
【図３】 従来の圧力センサを示す正断面図。FIG. 3 is a front sectional view showing a conventional pressure sensor.
【図４】 図３とは異なる形式の従来の圧力センサを
示す正断面図。FIG. 4 is a front sectional view showing a conventional pressure sensor of a different type from that shown in FIG. 3;
２０…モールドパッケージ（第１の構成部材）、２２…
シリコンチップ（検出素子）、２５…リード端子（第２
の構成部材）、２６…シリコーン気密部、Ｓ１……圧力
検出空間、３０…モールドパッケージ（第１の構成部材
）、３２…シリコンチップ（検出素子）、３５…リード
端子（第２の構成部材）、３６…シリコーン気密部、Ｓ
２ ……圧力検出空間。20...Mold package (first component), 22...
Silicon chip (detection element), 25...lead terminal (second
component), 26...Silicone airtight part, S1...Pressure detection space, 30...Mold package (first component), 32...Silicon chip (detection element), 35...Lead terminal (second component) , 36...Silicone airtight part, S
2...Pressure detection space.
Claims (1)
のプラスチック材料により形成されているモールドパッ
ケージと、該モールドパッケージ内に設けられ、かつ該
モールドパッケージ内に形成された圧力検出空間の圧力
を検出する検出素子とを有するプラスチックモールド圧
力センサパッケージにおいて、前記モールドパッケージ
の圧力検出空間には少なくとも第１の構成部材と第２の
構成部材とが接触する箇所が設けられ、これら第１の構
成部材と第２の構成部材とが接触する箇所には、シリコ
ーンからなるシリコーン気密部が設けられていることを
特徴とするプラスチックモールド圧力センサパッケージ
。1. A molded package entirely made of a plastic material such as polyphenylene sulfide, and a detection element provided within the molded package and configured to detect pressure in a pressure detection space formed within the molded package. In the plastic molded pressure sensor package, the pressure detection space of the molded package is provided with a portion where at least a first component and a second component come into contact, and the first component and the second component are in contact with each other. A plastic mold pressure sensor package characterized in that a silicone airtight part made of silicone is provided at a location where the component comes into contact with the other member.
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| JP2637633B2 (en) | 1997-08-06 |
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