JPH08193897A - 半導体圧力センサ - Google Patents

半導体圧力センサ

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JPH08193897A
JPH08193897A JP7006512A JP651295A JPH08193897A JP H08193897 A JPH08193897 A JP H08193897A JP 7006512 A JP7006512 A JP 7006512A JP 651295 A JP651295 A JP 651295A JP H08193897 A JPH08193897 A JP H08193897A
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JP
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thick film
film substrate
semiconductor pressure
pressure sensor
sensor chip
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JP7006512A
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Eiji Kobayashi
栄治 小林
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、厚膜基板の応力を緩和し、ダイ
ボンド材の這い上がりを防止した半導体圧力センサを得
ることを目的とする。 【構成】 センサチップ3の中央には薄肉状のダイヤフ
ラム3aが形成されており、ダイボンド材5例えばシリ
コーン樹脂により厚膜基板1に固着されている。この
時、センサチップ3は、厚膜基板1上に設けられたガラ
ス材による凸部部材1c上に載置されており、ダイボン
ド材5により固定されている。 【効果】 センサチップのダイヤフラムの変形が防止さ
れ、高精度で安価な半導体圧力センサが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体圧力センサ、
特に、高精度で安価な半導体圧力センサに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の半導体圧力センサを示す
要部側断面図である。図において、センサチップ3の中
央には薄肉状のダイヤフラム3aが形成されており、ダ
イボンド材5例えばダイボンド樹脂により厚膜基板1に
固着されている。厚膜基板1のダイヤフラム3aに対応
した部分には、圧力を印加する導圧孔1aが設けられて
いる。また、厚膜基板1には厚膜電極1bが形成されて
おり、この厚膜電極1bとセンサチップ3の電極(図示
しない)とは、金属細線4により電気的に接続されてい
る。さらに、厚膜基板1には厚膜電極1bと外部回路と
を電気的に接続するリード(図示しない)が設けられて
おり、厚膜基板1上にはセンサチップ3を覆ってカバー
(図示しない)が設けられている。
【0003】従来の半導体圧力センサは上述したように
構成され、被測定ガス又は液体の圧力を導圧孔1aを介
してダイヤフラム3aで受ける。圧力に応じてダイヤフ
ラム3aは変形し、ダイヤフラム3a上に形成されたピ
エゾ抵抗体(図示しない)の抵抗値の変化により、圧力
を感知するものである。従って、高精度な半導体圧力セ
ンサを得るためには、構造上及びアセンブリ上ダイヤフ
ラム3aを変形させる要因は極力小さく抑える必要があ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したような半導体
圧力センサでは、厚膜基板1と例えばシリコンで造られ
たセンサチップ3との線膨張率の相違による熱応力によ
りダイヤフラム3aが変形するという問題点があった。
また、センサチップ3を厚膜基板1上に固定するダイボ
ンド材5がダイヤフラム3a近傍へ這い上がって付着す
ることにより、ダイヤフラム3aが変形するという問題
点もあった。この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、ダイヤフラムの変形が緩和さ
れ、高精度で安価な半導体圧力センサを得ることを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項第1項
に係る発明は、中央にダイヤフラムが形成されたセンサ
チップを厚膜基板に搭載してなる半導体圧力センサにお
いて、上記厚膜基板上の上記センサチップ搭載部に凸部
部材を設けて上記厚膜基板と上記センサチップとの間隔
を数十μm以上離したものである。
【0006】この発明の請求項第2項に係る発明は、凸
部部材をバンプ状とし、厚膜基板上のセンサチップ搭載
部に3カ所以上設けたものである。
【0007】この発明の請求項第3項に係る発明は、凸
部部材は矩形状とし、厚膜基板上のセンサチップ搭載部
の内端部より0.1mm以上外側に設けられたものであ
る。
【0008】この発明の請求項第4項に係る発明は、厚
膜基板のセンサチップ搭載部の内側四隅には、矩形状の
凸部部材を設けないものである。
【0009】この発明の請求項第5項に係る発明は、矩
形状凸部部材の各辺中央に溝部を形成したものである。
【0010】
【作用】この発明の請求項第1項においては、厚膜基板
とセンサチップとの間隔を数十μm以上とするので、厚
膜基板の応力がセンサチップに伝わりにくくなると共
に、ダイボンド材がセンサチップのダイヤフラム近傍に
這い上がるのを防止し、ダイヤフラムが変形するのを防
止する。
【0011】この発明の請求項第2項においては、厚膜
基板とセンサチップとの間隔を確保すると共にダイボン
ド材の接着面積を小さくできるので、厚膜基板の応力を
緩和し、ダイボンド材がダイヤフラムの近傍に這い上が
るのを防止してダイヤフラムが変形するのを防止する。
【0012】この発明の請求項第3項においては、矩形
状の凸部部材を厚膜基板上のセンサチップ搭載部の内端
部より0.1mm以上外側に設けたので、センサチップ
のダイヤフラム近傍にダイボンド材が這い上がるのを防
止してダイヤフラムが変形するのを防止する。
【0013】この発明の請求項第4項においては、厚膜
基板のセンサチップ搭載部の内側四隅には凸部部材が設
けられていないので、ダイボンド材の這い上がりが起こ
り易いセンサチップ搭載部の内側四隅におけるダイボン
ド材の這い上がりを確実に防止できる。
【0014】この発明の請求項第5項においては、矩形
状凸部部材の各辺中央に溝部が形成されているので、厚
膜基板とセンサチップとの間隔を確保すると共にダイボ
ンド材の接着面積を小さくできるので、厚膜基板の応力
を緩和し、ダイボンド材がダイヤフラムの近傍に這い上
がるのを防止してダイヤフラムが変形するのを防止す
る。
【0015】
【実施例】
実施例1.図1は、この発明の実施例1による半導体圧
力センサを示す要部側断面図である。なお、各図中、同
一符号は同一又は相当部分を示している。図において、
センサチップ3の中央には薄肉状のダイヤフラム3aが
形成されており、ダイボンド材5例えばシリコーン樹脂
により厚膜基板1に固着されている。この時、センサチ
ップ3は、厚膜基板1上に設けられたガラス材による凸
部部材1c上に載置されており、ダイボンド材5により
固定されている。
【0016】厚膜基板1のダイヤフラム3aに対応した
部分には、圧力を印加する導圧孔1aが設けられてい
る。また、厚膜基板1には厚膜電極1bが形成されてお
り、この厚膜電極1bとセンサチップ3の電極(図示し
ない)とは、金属細線4により電気的に接続されてい
る。さらに、厚膜基板1には厚膜電極1bと外部回路と
を電気的に接続するリード(図示しない)が設けられて
おり、厚膜基板1上にはセンサチップ3を覆ってカバー
(図示しない)が設けられている。
【0017】上述したように構成された半導体圧力セン
サにおいては、被測定ガス又は液体の圧力を導圧孔1a
を介してダイヤフラム3aで受ける。圧力に応じてダイ
ヤフラム3aは変形し、ダイヤフラム3a上に形成され
たピエゾ抵抗体(図示しない)の抵抗値の変化により、
圧力を感知するものである。
【0018】この実施例による半導体圧力センサでは、
厚膜基板1のセンサチップ3に対応した位置に凸部部材
1cを設けることにより、厚膜基板1とセンサチップ3
との間隔を数十μm以上例えば30〜100μmとす
る。これにより、厚膜基板1の応力がセンサチップ3に
伝わりにくくなり、ダイボンド材5を変形し易くして応
力を吸収することができる。また、ダイボンド材5がダ
イヤフラム3aの近傍に這い上がるのを防止することが
できる。従って、これらによりダイヤフラム3aが変形
するのを防止でき、高精度な半導体圧力センサが得られ
る。
【0019】また、上述では凸部部材1cとしてガラス
材を使用したが、ガラス材としてはオーバーガラスやク
ロスガラス等が使用でき、さらに、導体や抵抗体等であ
ってもよく、厚膜基板1とセンサチップ3とを所定の間
隔に維持できるものであれば、同様に使用できる。従っ
て、凸部部材1cは従来の製造工程において作製するこ
とができ、安価に半導体圧力センサを得ることができ
る。
【0020】実施例2.図2は、この発明の実施例2に
よる半導体圧力センサを示す要部平面図である。図にお
いて、厚膜基板1上のセンサチップ3搭載部(図中、破
線で示している)には、直径200μm以上のバンプ状
の凸部部材1cが3カ所以上(図2では4カ所)設けら
れている。この実施例では、バンプ状の凸部部材1cに
より厚膜基板1とセンサチップ3とを所定の間隔に維持
できると共にこれらの接着面積を小さくできるので、ダ
イボンド材5がダイヤフラム3aの近傍に這い上がるの
を防止し、ダイヤフラム3aが変形するのを防止でき
る。なお、バンプ状の凸部部材1cは3カ所以上であれ
ば特に制限はなく、8カ所や12カ所等であってもよ
く、適宜複数個設けることができる。
【0021】実施例3.図3は、この発明の実施例3に
よる半導体圧力センサを示す要部平面図である。図にお
いて、厚膜基板1上のセンサチップ3搭載部の内端部よ
り0.1mm以上外側には、矩形状の凸部部材1cが設
けられている。この実施例では、矩形状の凸部部材1c
により厚膜基板1とセンサチップ3とを所定の間隔に維
持できると共に、ダイボンド材5がダイヤフラム3aの
近傍に這い上がるのを防止するので、ダイヤフラム3a
が変形するのを防止できる。
【0022】実施例4.図4は、この発明の実施例4に
よる半導体圧力センサを示す要部平面図である。図にお
いて、図3に示した凸部部材1cにおけるセンサチップ
3搭載部の四隅には、ダイボンド材5留め用の凹部1d
となっており、凸部部材1cが設けられていない。この
実施例では、ダイボンド材5の這い上がりが起こり易い
センサチップ3搭載部の四隅が凹部1dとなっているの
で、より確実にダイボンド材5の這い上がりを防止する
ことができる。
【0023】実施例5.図5は、この発明の実施例5に
よる半導体圧力センサを示す要部平面図である。図にお
いて、図3に示した矩形状凸部部材1cの各辺中央に
0.2mm程度の溝部1eを形成したものである。この
実施例では、溝部1eを設けることによってダイボンド
材5の接着面積を小さくできるので、ダイボンド材5の
這い上がり防止に加え、ダイヤフラム3aに応力が加わ
るのを十分に防止することができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の請求項
第1項は、中央にダイヤフラムが形成されたセンサチッ
プを厚膜基板に搭載してなる半導体圧力センサにおい
て、上記厚膜基板上の上記センサチップ搭載部に凸部部
材を設けて上記厚膜基板と上記センサチップとの間隔を
数十μm以上離したので、センサチップのダイヤフラム
が変形するのが防止され、高精度で安価な半導体圧力セ
ンサが得られるという効果を奏する。
【0025】この発明の請求項第2項は、凸部部材をバ
ンプ状とし、厚膜基板上のセンサチップ搭載部に3カ所
以上設けられているので、厚膜基板の応力が緩和され、
ダイヤフラムが変形するのが防止されることにより、高
精度で安価な半導体圧力センサが得られるという効果を
奏する。
【0026】この発明の請求項第3項は、凸部部材を矩
形状とし、厚膜基板上のセンサチップ搭載部の内端部よ
り0.1mm以上外側に設けられているので、センサチ
ップのダイヤフラム近傍にダイボンド材が這い上がるの
が防止され、高精度で安価な半導体圧力センサが得られ
るという効果を奏する。
【0027】この発明の請求項第4項は、厚膜基板のセ
ンサチップ搭載部の内側四隅には矩形状の凸部部材が設
けられていないので、ダイボンド材の這い上がりが起こ
り易いセンサチップ搭載部の内側四隅におけるダイボン
ド材の這い上がりを確実に防止して、高精度で安価な半
導体圧力センサが得られるという効果を奏する。
【0028】この発明の請求項第5項は、矩形状凸部部
材の各辺中央に溝部が形成されているので、厚膜基板の
応力が緩和され、ダイヤフラムが変形するのが防止され
ることにより、高精度で安価な半導体圧力センサが得ら
れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1による半導体圧力センサ
を示す要部側断面図である。
【図2】 この発明の実施例2による半導体圧力センサ
を示す要部平面図である。
【図3】 この発明の実施例3による半導体圧力センサ
を示す要部平面図である。
【図4】 この発明の実施例4による半導体圧力センサ
を示す要部平面図である。
【図5】 この発明の実施例5による半導体圧力センサ
を示す要部平面図である。
【図6】 従来の半導体圧力センサを示す要部側断面図
である。
【符号の説明】
1 厚膜基板、1a 導圧孔、1b 厚膜電極、1c
凸部部材、1d 凹部、1e 溝部、3 センサチッ
プ、3a ダイヤフラム、4 金属細線、5 ダイボン
ド材。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中央にダイヤフラムが形成されたセンサ
    チップを厚膜基板に搭載してなる半導体圧力センサにお
    いて、上記厚膜基板上の上記センサチップ搭載部に凸部
    部材を設けて上記厚膜基板と上記センサチップとの間隔
    を数十μm以上離したことを特徴とする半導体圧力セン
    サ。
  2. 【請求項2】 凸部部材はバンプ状であり、厚膜基板上
    のセンサチップ搭載部に3カ所以上設けられていること
    を特徴とする請求項第1項記載の半導体圧力センサ。
  3. 【請求項3】 凸部部材は矩形状であり、厚膜基板上の
    センサチップ搭載部の内端部より0.1mm以上外側に
    設けられていることを特徴とする請求項第1項記載の半
    導体圧力センサ。
  4. 【請求項4】 厚膜基板のセンサチップ搭載部の内側四
    隅には、矩形状の凸部部材が設けられていないことを特
    徴とする請求項第3項記載の半導体圧力センサ。
  5. 【請求項5】 矩形状凸部部材の各辺中央には、溝部が
    形成されていることを特徴とする請求項第3項記載の半
    導体圧力センサ。
JP7006512A 1995-01-19 1995-01-19 半導体圧力センサ Pending JPH08193897A (ja)

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