JPH0882563A - 半導体圧力センサのパッケージング構造 - Google Patents

半導体圧力センサのパッケージング構造

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JPH0882563A
JPH0882563A JP21708694A JP21708694A JPH0882563A JP H0882563 A JPH0882563 A JP H0882563A JP 21708694 A JP21708694 A JP 21708694A JP 21708694 A JP21708694 A JP 21708694A JP H0882563 A JPH0882563 A JP H0882563A
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JP
Japan
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outer case
pressure
packaging structure
pressure sensor
diaphragm
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Withdrawn
Application number
JP21708694A
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English (en)
Inventor
Michio Nemoto
道夫 根本
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外ケースからの圧力漏れによる測定精度の劣
化を防ぐことができる半導体圧力センサのパッケージン
グ構造を提供することである。 【構成】 被測定圧力により変形するダイヤフラム4を
有するシリコン基板1と電極部3を有する絶縁基板2と
が接合されて形成された検出素子部10と、圧力流入貫
通孔11を有する上側外ケース6及び下側外ケース7と
を備え、さらに、シリコン基板1と上側外ケース6との
間の隙間をシールし、圧力流入貫通孔11からの圧力を
ダイヤフラム4に送るための圧力送出貫通孔13を有す
る気密シール部5を具備して構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車内の圧力検出、
家電機器等の圧力検出に使用される、半導体式圧力セン
サに関し、特に、検出素子部と外ケースとのパッケージ
ング構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下、図3を参照して従来の半導体圧力
センサについて説明する。図3は従来における圧力検出
として静電容量方式を採用した圧力センサの構造を示す
図である。図3において、下側外ケース7の上には、検
出素子部10が接着剤9によって接合されている。検出
素子部10は、被測定圧力により変形するダイヤフラム
4を有するシリコン基板1と絶縁基板2とで構成され、
シリコン基板1と絶縁基板2とを静電接合等の手段によ
って接合した状態で形成されている。
【0003】ここで、絶縁基板2には、空気コンデンサ
部の一方の電極である電極部3が形成され、かつゲージ
圧検出対応のための貫通孔を有している。シリコン基板
1のダイヤフラム4が圧力差(P=P1 −P2 )を受け
て曲がることにより、電極部3とダイアフラム4間のギ
ャップが変化し、シリコン基板1と電極部3との間にて
形成される空気コンデンサの静電容量値が変化する。圧
力と前記ギャップの間には一定の相関関係があり、2本
のリード端子8とダイアフラム4及び電極部3とは電気
的に接続されており、リード端子8を介して検出素子部
10で検出されたシリコン基板1及び電極部3間に形成
される空気コンデンサの静電容量値の変化分が後段の容
量−周波数変換回路(図示せず)に送出される。前記静
電容量値の変化分は前記容量−周波数変換回路(図示せ
ず)によって測定され、その静電容量値の変化分に対応
した信号に変換して出力し、その出力から求めたい圧力
を検出することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の圧力検出方式においては、測定圧力P1 が印加
される空間領域は、上側外ケース6と、検出素子部1
0、下側外ケース7とで囲まれる空間領域全体に印加さ
れるが、上側外ケース6と下側外ケース7との接合界面
にリークがあると、検出素子部10に実際に印加される
圧力が、P1 より数パーセント低下してしまい、測定誤
差を生ずるという問題点が生ずる。この問題点を解決す
るために、シリコン基板1上に貫通孔を有する補助絶縁
基板(図示せず)を静電接合等の接合手段によってシリ
コン基板1上に接合し、さらに上側外ケース6の圧力P
1 を導入する導入口の内壁部分に、接着剤等によって接
合するという方法が提案されている。このようにして、
圧力P1 の経路を限定して検出精度を保持している。し
かしながら、この方法は、検出素子部の製造が3層構造
となるため、検出素子部のコストアップを引き起こし、
また、前記補助絶縁基板と上側外ケース6との接着工程
は、非常に時間がかかり全体として、価格が高くなると
いう問題点が生ずる。
【0005】本発明の課題は、上記問題点を解消し、外
ケースからの圧力漏れによる測定精度の劣化を防ぐこと
ができる半導体圧力センサのパッケージング構造を提供
することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、被測定
圧力により変形するダイヤフラムを有するシリコン基板
と電極部を有する絶縁基板とが接合されて形成された検
出素子部と、圧力流入貫通孔を有する上側外ケース及び
下側外ケースとで構成された半導体圧力センサにおい
て、さらに、前記シリコン基板と前記上側外ケースとの
間の隙間をシールし、前記圧力流入貫通孔からの圧力を
前記ダイヤフラムに送るための圧力送出貫通孔を有する
気密シール部を備えていることを特徴とする半導体圧力
センサのパッケージング構造が得られる。
【0007】さらに、本発明によれば、前記ダイヤフラ
ムは前記シリコン基板の中央部をその上下面よりエッチ
ングして形成され、前記気密シール部は前記エッチング
により形成された凹部と対応した形状の凸部と鍔部とを
具備し、前記鍔部は前記シリコン基板の前記凹部領域を
除く領域と前記上側外ケースの下面に密着接合されてい
ることを特徴とする半導体圧力センサのパッケージング
構造が得られる。
【0008】さらに、本発明によれば、前記凸部の厚み
寸法が前記凹部の深さ寸法よりも小さいことを特徴とす
る半導体圧力センサのパッケージング構造が得られる。
【0009】さらに、本発明によれば、前記上側外ケー
スと前記下側外ケースとの接合は、接着剤による方法、
及び超音波溶着による方法、機械的なかしめ、ネジ止め
による方法の内のいずれか一つを使用することを特徴と
する半導体圧力センサのパッケージング構造が得られ
る。
【0010】
【作用】気密シール部は、その材質をシリコン樹脂等に
よって一体形成され、シリコン基板のエッチング領域
(凹部)と対応した凸部と鍔部とで形成され、その中央
部分には圧力送出貫通孔が設けられている。前記鍔部に
よって、前記気密シール部が実現され、また前記エッチ
ング領域と対応した凸部によって、前記シリコン基板の
ダイヤフラムのストッパー機能が実現される。
【0011】
【実施例】本発明の一実施例について図1及び図2を参
照して説明する。図1は本発明に係る半導体圧力センサ
のパッケージング構造を示した図である。図2は検出素
子部と気密シール部の構造を示した分解斜視図である。
図1に示される圧力センサは、気密シール部5が新たに
設けられていることを除いて図3に示される従来の圧力
センサとその構造において同じである。したがって、こ
こでは図3と共通の部分においては図3で使用されてい
る符号と同じ符号を用いて説明する。図1において、検
出素子部10は、シリコン基板1と片面に電極部3を備
えた絶縁基板2とを静電接合によって接合して形成され
ており、接着剤9によって下側外ケース7の内壁に接合
されている。シリコン基板1と上側外ケース6の間に
は、気密シール部5が設けられている。気密シール部5
は、シリコン基板1と上側外ケース6との間の隙間をシ
ールし、圧力流入貫通孔11からの圧力をダイヤフラム
4に送るための圧力送出貫通孔13を有している。ダイ
ヤフラム4はシリコン基板1の中央部をその上下面より
エッチングして形成され、気密シール部5は前記エッチ
ングにより形成された凹部15(図2参照)と対応した
形状の凸部12(図2参照)と鍔部14とを具備してい
る。ここで、圧力送出貫通孔13の内径は圧力流入貫通
孔11のそれとほぼ同じであり、気密シール部5をシリ
コン基板1と上側外ケース6との間の隙間に設置したと
き、圧力送出貫通孔13の中心軸と圧力流入貫通孔11
の中心軸とが一致するように気密シール部5に圧力送出
貫通孔13を設ける必要がある。鍔部14はシリコン基
板1の前記凹部領域を除く領域及び上側外ケース6の下
面に密着接合されている。鍔部14は、上側外ケース6
と下側外ケース7とが接合されると同時に、厚み方向に
圧着される。したがって、シリコン基板1と上側外ケー
ス6との間は気密シールされ、圧力流入貫通孔11から
流入する圧力が上側外ケース6と下側外ケース7の接合
面からリークすることはない。
【0012】ここで、凹部15(エッチング領域)と対
応した形状の凸部12の厚み方向の寸法t1 は、凹部1
5の深さ寸法L1 よりも、若干(約200〜500μm
の差)だけ寸法を短くしている。すなわち、このような
構造にすることにより上側外ケース6と下側外ケース7
とを接合した後でもダイヤフラム4の上面と凸部12の
下面とは所定の間隔がおかれるので、凸部12が、ダイ
ヤフラム4のストッパー機能としても作用する。
【0013】尚、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更およ
び変形が可能である。例えば、ダイヤフラムを有するシ
リコン基板は、本実施例においてはその上下面よりエッ
チングされた状態であって、シリコン基板の中央部の上
部及び下部に凹部を有する形状であるが、このような形
状には限定されず、シリコン基板の下部、すなわち電極
側の面のみをエッチングして凹部を設け、上部一面にダ
イヤフラムが形成された形状のシリコン基板であって
も、その上面とさらにその上の上側外ケースとの間の隙
間を気密シールするような気密シール部を設ければ上記
同様の効果を得ることができる。尚、この場合気密シー
ル部の形状は上記した実施例の場合とは異なり、中央に
圧力送出貫通孔を有する鍔状のものである。
【0014】
【発明の効果】以上、本発明によれば、従来問題となっ
たような、外ケースからの圧力漏れによる測定精度の劣
化を防ぎ、気密シール部によって気密シールすることに
より、前記外ケースからの圧力漏れがあったとしても全
くその影響は受けない。
【0015】また、気密シール部を、ダイヤフラムのス
トッパーとしての機能をも兼用させることができる。す
なわち、従来のような、検出素子部を3層構造とする必
要がなくなり、その構造を単純にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体圧力センサのパッケージン
グ構造を示した図である。
【図2】検出素子部と気密シール部の構造を示した分解
斜視図である。
【図3】従来の半導体圧力センサのパッケージング構造
を示した図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 絶縁基板 3 電極部 4 ダイヤフラム 5 気密シール部 6 上側外ケース 7 下側外ケース 8 リード端子 9 接着剤 10 検出素子部 11 圧力流入貫通孔 12 凸部 13 圧力送出貫通孔 14 鍔部 15 凹部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定圧力により変形するダイヤフラム
    を有するシリコン基板と電極部を有する絶縁基板とが接
    合されて形成された検出素子部と、圧力流入貫通孔を有
    する上側外ケース及び下側外ケースとで構成された半導
    体圧力センサにおいて、さらに、前記シリコン基板と前
    記上側外ケースとの間の隙間をシールし、前記圧力流入
    貫通孔からの圧力を前記ダイヤフラムに送るための圧力
    送出貫通孔を有する気密シール部を備えていることを特
    徴とする半導体圧力センサのパッケージング構造。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体圧力センサのパッ
    ケージング構造において、前記ダイヤフラムは前記シリ
    コン基板の中央部をその上下面よりエッチングして形成
    され、前記気密シール部は前記エッチングにより形成さ
    れた凹部と対応した形状の凸部と鍔部とを具備し、前記
    鍔部は前記シリコン基板の前記凹部領域を除く領域と前
    記上側外ケースの下面に密着接合されていることを特徴
    とする半導体圧力センサのパッケージング構造。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の半導体圧力センサのパッ
    ケージング構造において、前記凸部の厚み寸法が前記凹
    部の深さ寸法よりも小さいことを特徴とする半導体圧力
    センサのパッケージング構造。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の半導
    体圧力センサのパッケージング構造において、前記上側
    外ケースと前記下側外ケースとの接合は、接着剤による
    方法、及び超音波溶着による方法、機械的なかしめ、ネ
    ジ止めによる方法の内のいずれか一つを使用することを
    特徴とする半導体圧力センサのパッケージング構造。
JP21708694A 1994-09-12 1994-09-12 半導体圧力センサのパッケージング構造 Withdrawn JPH0882563A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011209130A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Kikuchiseisakusho Co Ltd 流量センサーおよび流量検出装置
KR20160078274A (ko) * 2014-12-24 2016-07-04 나가노 게이키 가부시키가이샤 물리량 측정 장치

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KR20160078274A (ko) * 2014-12-24 2016-07-04 나가노 게이키 가부시키가이샤 물리량 측정 장치
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US9778127B2 (en) 2014-12-24 2017-10-03 Nagano Keiki Co., Ltd. Physical quantity measuring device

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Effective date: 20011120