JPH1114479A - Semiconductor pressure-detecting device - Google Patents
Semiconductor pressure-detecting deviceInfo
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- JPH1114479A JPH1114479A JP16216497A JP16216497A JPH1114479A JP H1114479 A JPH1114479 A JP H1114479A JP 16216497 A JP16216497 A JP 16216497A JP 16216497 A JP16216497 A JP 16216497A JP H1114479 A JPH1114479 A JP H1114479A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】 この発明は、水圧、油圧等
の各種圧力を検出するのに用いられる半導体圧力検出装
置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor pressure detecting device used for detecting various pressures such as water pressure and hydraulic pressure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】 従来の半導体圧力センサとしては、例
えば、図１０、図１１に示すようなものがある。この内
容については、特開平７−４３２３０号公報（図１
０）、特開平５−１４９８１４号公報（図１１）に述べ
られている。なお、半導体圧力センサは、一般的に水
圧、油圧等の各種圧力を検出する用途で使用されてい
る。2. Description of the Related Art Conventional semiconductor pressure sensors include, for example, those shown in FIGS. The contents are described in JP-A-7-43230 (FIG. 1).
0), and JP-A-5-149814 (FIG. 11). The semiconductor pressure sensor is generally used for detecting various pressures such as water pressure and oil pressure.
【０００３】図１０、図１１を説明する。図１０の半導
体圧力センサにおいて２６は金属ボディ、２７は貫通
孔、２８はシールダイヤフラム、２９は圧力検出室、３
０は半導体ダイヤフラム、３１は圧力センサチップであ
る。油圧等を測定する場合、液体は金属ボディ２６に開
けた貫通孔２７から入りシールダイヤフラム２８に圧力
が伝わる。シールダイヤフラム２８を押す圧力は、圧力
検出室２９に封入されているシリコーン油等を介して半
導体ダイヤフラム３０に伝わることによってピエゾ抵抗
等を用いて圧力を検出できる構造になっている。FIGS. 10 and 11 will be described. In the semiconductor pressure sensor of FIG. 10, 26 is a metal body, 27 is a through hole, 28 is a seal diaphragm, 29 is a pressure detection chamber,
0 is a semiconductor diaphragm, 31 is a pressure sensor chip. When measuring oil pressure or the like, liquid enters through a through hole 27 opened in the metal body 26 and pressure is transmitted to the seal diaphragm 28. The pressure that presses the seal diaphragm 28 is transmitted to the semiconductor diaphragm 30 via silicone oil or the like sealed in the pressure detection chamber 29, so that the pressure can be detected using piezoresistance or the like.
【０００４】図１１の半導体圧力センサにおいて、３２
は金属蓋、３３は貫通孔、３４はシールダイヤフラム、
３５は圧力検出室、３６は半導体ダイヤフラム、３７は
圧力センサチップである。図１１の半導体圧力センサも
図１０の動作と同様、油圧等を測定する場合、液体は金
属蓋３２に開けた貫通孔３３から入りシールダイヤフラ
ム３４に圧力が伝わる。シールダイヤフラム３４を押す
圧力は、圧力検出室３５に封入されているシリコーン油
等を介して半導体ダイヤフラム３６に伝わることにより
ピエゾ抵抗等を用いて圧力を検出できる構造になってい
る。In the semiconductor pressure sensor shown in FIG.
Is a metal lid, 33 is a through hole, 34 is a seal diaphragm,
35 is a pressure detection chamber, 36 is a semiconductor diaphragm, and 37 is a pressure sensor chip. In the case of measuring the oil pressure and the like also in the semiconductor pressure sensor of FIG. 11 similarly to the operation of FIG. 10, the liquid enters through the through hole 33 formed in the metal lid 32 and the pressure is transmitted to the seal diaphragm 34. The pressure that presses the seal diaphragm 34 is transmitted to the semiconductor diaphragm 36 via silicone oil or the like sealed in the pressure detection chamber 35, so that the pressure can be detected using piezoresistance or the like.
【０００５】また、これらの半導体圧力センサの一般的
な使用例として、図１２に示すような使用方法を示す。
この内容については、特開平８−３０１０９８号公報に
述べられている。一般的な使用例の特徴は、油圧等を測
定する箇所毎に独立にパッケージングされた半導体圧力
センサと検出信号を取り出す配線と検出信号を処理する
コントロールユニットで構成されている。これらの半導
体圧力センサに共通する事は、 １） 特開平５−１４９８１４号公報の従来技術で述べ
られているように歪みゲージの形成された半導体ダイヤ
フラムに液体の沈殿物が付着したり、汚れた液体が直接
触れたりして、半導体ダイヤフラム上に形成しているボ
ンディング用の金属パッド面や電気的引き出しアルミ等
の配線が腐食し圧力センサとしての特性が劣化するのを
避けるために金属製のシールダイヤフラムを圧力導入部
に取付けた二重ダイヤフラム構造を用いている事。 ２） １）で述べた半導体ダイヤフラムと金属製のシー
ルダイヤフラムの空間にはシリコーン油等の液体が封入
されている事。 ３） 液体が流通できる貫通孔を開けた金属ボディ内に
１）、２）で述べた構造を有する。もしくは１）、２）
で述べた構造に貫通孔を開けた董を取付けている。特開
平７−４３２３０号公報（図１０）の場合には、大柄な
金属ボディである。（これらの特徴を以下パッケージン
グされた半導体圧力センサと呼ぶ） ４） １つの半導体ダイヤフラム素子、もしくは、これ
らの構造を有する素子１個に対して１つのハウジング
（金属ボディや貫通孔を開けた蓋）を有している。[0005] As a general use example of these semiconductor pressure sensors, a use method as shown in FIG. 12 is shown.
This content is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-301098. A feature of a general use example is that the semiconductor pressure sensor is packaged independently for each location where oil pressure or the like is measured, a wiring for extracting a detection signal, and a control unit for processing the detection signal. The common features of these semiconductor pressure sensors are: 1) As described in the prior art of Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-149814, a liquid sediment adheres to a semiconductor diaphragm on which a strain gauge is formed or becomes dirty. Metal seals to prevent liquids from directly touching and corroding the metal pad surface for bonding formed on the semiconductor diaphragm and wiring such as electrically drawn aluminum and deteriorating the characteristics of the pressure sensor. Use a double diaphragm structure with a diaphragm attached to the pressure inlet. 2) The space between the semiconductor diaphragm and the metal seal diaphragm described in 1) is filled with a liquid such as silicone oil. 3) The structure described in 1) and 2) is provided in a metal body having a through hole through which a liquid can flow. Or 1), 2)
A hole with a through hole is attached to the structure described in. In the case of JP-A-7-43230 (FIG. 10), a large metal body is used. (These features are hereinafter referred to as a packaged semiconductor pressure sensor.) 4) One semiconductor diaphragm element or one housing having one of these structures (a metal body or a lid with a through hole formed) )have.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、 １） このような半導体圧力センサは、複雑な二重ダイ
ヤフラム構造を必要としたり、液体が流通できる貫通孔
を開けた金属ボディや蓋等も有しているため実装が複雑
になり非常にコストがかかる。 ２） また、このようなパッケージングされた半導体圧
力センサを用いる限り、測定する圧力箇所１箇所につき
必ず１個のパッケージングされた半導体圧力センサが必
要となる。例えば、非常に近傍にある独立した系（配
管）の圧力を測定する場合においてもそれぞれの系にパ
ッケージングされた半導体圧力センサを用いる必要があ
る。従って油圧アクチュエータ等で近接した箇所の圧力
を測りたい時は寸法的に配置できない場合がある。 ３） また、半導体圧力センサと検出信号を処理するコ
ントロールユニットの間に検出信号を取り出す配線が必
要となり、その取付けも含めるとパッケージされたセン
サ以外にもかなりコストがかかる。 というような問題がある。そこで、本発明は、このよう
な従来の問題点に着目してなされたもので、高価な二重
ダイヤフラム構造を用いず半導体圧力センサチップを用
い、該半導体圧力センサチップを直接実装プリント基板
に実装し、かつ開口部を設けた該プリント基板用ケース
に該半導体圧力センサチップを直接実装したプリント基
板を収めた事で上記問題点を解決する。However, 1) such a semiconductor pressure sensor requires a complicated double diaphragm structure, or has a metal body or a lid having a through hole through which a liquid can flow. The implementation is complicated and very costly. 2) In addition, as long as such a packaged semiconductor pressure sensor is used, one packaged semiconductor pressure sensor is always required for each pressure point to be measured. For example, even when measuring the pressure of an independent system (piping) located very close, it is necessary to use a semiconductor pressure sensor packaged in each system. Therefore, when it is desired to measure the pressure at a close place by a hydraulic actuator or the like, there is a case where it is not possible to arrange the dimensions. 3) In addition, a wiring for extracting a detection signal is required between the semiconductor pressure sensor and the control unit for processing the detection signal, and if the attachment thereof is included, a considerable cost is required in addition to the packaged sensor. There is such a problem. Therefore, the present invention has been made in view of such conventional problems, and uses a semiconductor pressure sensor chip without using an expensive double diaphragm structure, and directly mounts the semiconductor pressure sensor chip on a printed circuit board. In addition, the above-mentioned problem is solved by storing the printed circuit board on which the semiconductor pressure sensor chip is directly mounted in the printed circuit board case provided with the opening.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】 このため請求項１記載
の半導体圧力検出装置では、プリント基板上実装され、
検出部とパッド部がシールされた半導体圧力センサチッ
プの位置と対応する位置に開口部を設けたケースに部品
が装着されたプリント基板を収め、ケース外部の圧力測
定対象物（液体）が半導体圧力センサのダイヤフラム部
に直接接する構成とした。請求項２記載の発明では、請
求項１記載の半導体圧力検出装置において、前記半導体
圧力センサチップとして肉薄のダイヤフラム部を有し、
該ダイヤフラム部の一主面上の所定領域にピエゾ抵抗が
拡散形成されているとともに該一主面上に絶縁膜を介し
て該ピエゾ抵抗の出力を電気接続するためのパッド電極
を有し、かつ該絶縁膜上の該ダイヤフラム部及びパッド
電極以外の領域にポリＳｉ（多結晶シリコン）膜が形成
されているシリコン基板と、該パッド電極に対応させた
貫通孔と該ダイヤフラム部に対応した窪みを有し、該ポ
リＳｉ膜上に陽極接合されたガラス・キャップとで構成
されている。請求項３記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の半導体圧力検出装置において、前記半導
体圧力センサチップを直接プリント基板上の金属ベース
に陽極接合を用いて実装する構成とした。請求項４記載
の発明では、請求項１ないし３記載の半導体圧力検出装
置において、前記半導体圧力センサチップを複数個直接
プリント基板上の金属ベースに実装する構成とした。請
求項５記載の発明では、請求項１記載の半導体圧力検出
装置において、前記プリント基板上に半導体圧力センサ
以外に圧力制御回路等が実装されている構成とした。請
求項６記載の発明では、請求項１または請求項５記載の
半導体圧力検出装置において、請求項１記載のプリント
基板基板用ケース内に部品が装着されたプリント基板を
収める手段として、半導体圧力センサ以外の部分を圧力
測定対象物（液体）と分離するためのパッキン等を用い
たネジ止め、または、溶接法を用いて実装する構成とし
た。請求項７記載の発明では、圧力測定対象物（液体）
の配管等に請求項１記載の半導体圧力検出装置のケース
に開けてある開口穴と同等の開口部を設け、開口部同士
を合わせる形で該ケースと配管を接合する（ネジ止め、
溶接等）構成とした。請求項８記載の発明では、配管等
の内部の圧力測定対象物（液体）の中に前記半導体圧力
検出装置の該ケースごと入れて取付けられている構成と
した。Therefore, in the semiconductor pressure detecting device according to the first aspect, the semiconductor pressure detecting device is mounted on a printed board,
The printed circuit board on which the components are mounted is placed in a case provided with an opening at a position corresponding to the position of the semiconductor pressure sensor chip in which the detection section and the pad section are sealed, and the pressure measurement target (liquid) outside the case is a semiconductor pressure. It was configured to directly contact the diaphragm part of the sensor. According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor pressure detecting device according to the first aspect, the semiconductor pressure sensor chip has a thin diaphragm portion,
A piezoresistor is diffused and formed in a predetermined region on one main surface of the diaphragm portion, and a pad electrode for electrically connecting an output of the piezoresistance via an insulating film on the one main surface, and A silicon substrate in which a poly-Si (polycrystalline silicon) film is formed in a region other than the diaphragm and the pad electrode on the insulating film, a through hole corresponding to the pad electrode, and a dent corresponding to the diaphragm; And a glass cap anodically bonded on the poly-Si film. According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor pressure detecting device according to the first or second aspect, the semiconductor pressure sensor chip is directly mounted on a metal base on a printed circuit board using anodic bonding. According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor pressure detecting device according to the first to third aspects, a plurality of the semiconductor pressure sensor chips are directly mounted on a metal base on a printed circuit board. According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor pressure detecting device of the first aspect, a pressure control circuit and the like are mounted on the printed circuit board in addition to the semiconductor pressure sensor. According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor pressure detecting device according to the first or fifth aspect, the semiconductor pressure sensor is used as a means for storing the printed circuit board on which the components are mounted in the printed circuit board case. The other part is screwed using a packing or the like for separating the pressure measurement target (liquid) from the pressure measurement target (liquid), or is mounted using a welding method. In the invention according to claim 7, the pressure measurement target (liquid)
An opening equivalent to the opening hole formed in the case of the semiconductor pressure detecting device according to claim 1 is provided in the piping or the like, and the case and the piping are joined in such a manner that the openings are aligned with each other (screw fastening,
Welding). According to an eighth aspect of the present invention, the semiconductor pressure detecting device is put into a pressure measuring object (liquid) inside a pipe or the like together with the case.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】 以下、この発明の実施の形態に
かかる半導体圧力検出装置について説明する。まず、本
実施の形態にかかる半導体圧力検出装置には、コストが
高くなる二重ダイヤフラム構造を用いず、検出部とパッ
ド部がシールされている構造をもっている半導体圧力セ
ンサを用いる事とする。Hereinafter, a semiconductor pressure detecting device according to an embodiment of the present invention will be described. First, the semiconductor pressure detecting device according to the present embodiment does not use the double diaphragm structure which increases the cost, but uses a semiconductor pressure sensor having a structure in which the detecting portion and the pad portion are sealed.
【０００９】図１は、本発明の半導体圧力検出装置で用
いる半導体圧力センサの断面図である。１はｎ形シリコ
ン基板で中央に肉薄化されたダイヤフラム部２を有し、
その上にｐ形ピエゾ抵抗３が拡散形成されているる。ｐ
形ピエゾ抵抗３は電極結線によりホイーストン・ブリッ
ジが形成されていて（図示せず）、その出力が基板端部
に形成されたパッド電極４から取り出せるような構成と
なっている。またシリコン基板表面には保護用のシリコ
ン酸化膜５が形成されている。シリコン酸化膜５の上の
ダイヤフラム部２とパッド電極４以外の領域にはポリＳ
ｉ膜６が形成されていて、パッド電極４に対応するよう
な貫通孔８を有するガラスキャップ７が陽極接合されて
いる。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor pressure sensor used in the semiconductor pressure detecting device of the present invention. Reference numeral 1 denotes an n-type silicon substrate having a thinned diaphragm portion 2 at the center,
A p-type piezoresistor 3 is diffused and formed thereon. p
The piezoresistor 3 has a Wheatstone bridge (not shown) formed by electrode connection, and its output can be taken out from a pad electrode 4 formed at the end of the substrate. A silicon oxide film 5 for protection is formed on the surface of the silicon substrate. In a region other than the diaphragm portion 2 and the pad electrode 4 on the silicon oxide film 5, poly S
An i film 6 is formed, and a glass cap 7 having a through hole 8 corresponding to the pad electrode 4 is anodically bonded.
【００１０】つぎに、図２は本発明の半導体圧力検出装
置で用いる構成部品である、例えば制御回路のプリント
配線板の断面図である。プリント基板１５上にＩＣ、チ
ップ部品等の回路部品１４や該半導体圧力センサチップ
を取付ける金属ベース１０等を実装する。該金属ベース
１０および該プリント基板１５には、該半導体圧力セン
サチップの電極取り出し用の貫通孔８と対応した貫通孔
１２及び後で述べるビス止めに用いる貫通孔１３をあら
かじめ開口させておき、該金属ベース１０を該プリント
基板１５に実装するときにお互いの貫通孔１２、１３を
合わせて実装する。また、該金属ベース１０には、あら
かじめパッキン用の溝１１を形成しておく。FIG. 2 is a sectional view of a printed circuit board of a control circuit, for example, which is a component used in the semiconductor pressure detecting device of the present invention. The circuit components 14 such as ICs and chip components, the metal base 10 for mounting the semiconductor pressure sensor chip, and the like are mounted on the printed board 15. The metal base 10 and the printed circuit board 15 are previously opened with through holes 12 corresponding to the through holes 8 for taking out the electrodes of the semiconductor pressure sensor chip and through holes 13 used for screwing to be described later. When the metal base 10 is mounted on the printed circuit board 15, the through holes 12 and 13 are fitted together. In addition, a groove 11 for packing is formed in the metal base 10 in advance.
【００１１】次に、図２で説明したプリント配線板に図
１で説明した半導体圧力センサを取付ける。この取付け
方法を図３にて説明する。まず、該半導体圧力センサチ
ップのセンサ出力をリード１７から取り出すため、リー
ド１７をハーメチックシール材１６を用いて金属ベース
１０に取付けておく。この状態で、該半導体圧力センサ
チップの貫通孔８に導電剤１８を貫通孔１２に充填し、
該半導体圧力センサを金属ベース１０に陽極接合法を用
いて接合する。陽極接合法を用いて、プリント基板１５
上に実装している金属ベース１０に取付けるのと同時
に、この時の熱で導電剤１８が溶けて、パッド電極４と
リード１７が電気接続される。このようにリード１７と
プリント基板１５を接続することでセンサの出力を容易
に取り出す事が実現できる。また、プリント基板１５
が、陽極接合時の温度に耐えられない場合は、あらかじ
め上記と同じような方法を用いて先に金属ベース１０と
該半導体圧力センサチップを陽極接合して、この状態で
プリント基板１５に実装する方法もある。また、図３で
は、１個の半導体圧力センサをプリント基板１５に実装
する方法を述べたが、当然、複数個実装してもよい。Next, the semiconductor pressure sensor described with reference to FIG. 1 is mounted on the printed wiring board described with reference to FIG. This mounting method will be described with reference to FIG. First, in order to take out the sensor output of the semiconductor pressure sensor chip from the lead 17, the lead 17 is attached to the metal base 10 using a hermetic sealing material 16. In this state, the conductive agent 18 is filled into the through hole 8 of the semiconductor pressure sensor chip,
The semiconductor pressure sensor is bonded to the metal base 10 using an anodic bonding method. The printed circuit board 15 is formed by using the anodic bonding method.
At the same time as mounting to the metal base 10 mounted above, the conductive agent 18 is melted by the heat at this time, and the pad electrode 4 and the lead 17 are electrically connected. By connecting the leads 17 and the printed circuit board 15 in this manner, it is possible to easily extract the output of the sensor. The printed circuit board 15
However, if the temperature during anodic bonding cannot be tolerated, the metal base 10 and the semiconductor pressure sensor chip are first anodic bonded using the same method as described above, and then mounted on the printed circuit board 15 in this state. There are ways. Further, in FIG. 3, the method of mounting one semiconductor pressure sensor on the printed circuit board 15 has been described, but a plurality of semiconductor pressure sensors may be mounted.
【００１２】従来は、半導体圧力センサごとに金属ケー
ス等に実装していたが、本実施の形態では、プリント基
板１５を実装するアルミ製等の箱状外装ケース（以下ケ
ース１９と記載）を半導体圧力センサの金属ケースとし
て用いることを特徴としている。Conventionally, each semiconductor pressure sensor is mounted on a metal case or the like, but in the present embodiment, a box-shaped outer case made of aluminum or the like (hereinafter referred to as case 19) on which the printed circuit board 15 is mounted is mounted on the semiconductor case. It is characterized in that it is used as a metal case of a pressure sensor.
【００１３】この実装方法を図４を用いて説明する。ま
ず、アルミ製等の箱状外装ケース１９の所定の位置を開
口しておく。この所定の開口位置とは、半導体圧力セン
サを実装したプリント基板１５を実装するときに半導体
圧力センサのダイヤフラム面が該ケース１９の開口位置
と合うように開口する。また、該ケース１９の開口部の
内側に図４に示すようなパッキン溝２０を形成してお
く。This mounting method will be described with reference to FIG. First, a predetermined position of the box-shaped exterior case 19 made of aluminum or the like is opened. The predetermined opening position is such that the diaphragm surface of the semiconductor pressure sensor is aligned with the opening position of the case 19 when the printed circuit board 15 on which the semiconductor pressure sensor is mounted is mounted. A packing groove 20 as shown in FIG. 4 is formed inside the opening of the case 19.
【００１４】そこで、前記の半導体圧力センサを実装し
たプリント基板１５をビスで該ケース１９に固定する。
その時、図４のようにパッキン２１を金属ベース１０の
パッキン溝１１と該ケース１９の開口部の内側のパッキ
ン溝２０の間にパッキン２１を挟み込んでおく。これ
は、後で述べる油等の液体が半導体圧力センサ部分以外
に流入することを防止するためである。Therefore, the printed circuit board 15 on which the semiconductor pressure sensor is mounted is fixed to the case 19 with screws.
At this time, the packing 21 is sandwiched between the packing groove 11 of the metal base 10 and the packing groove 20 inside the opening of the case 19 as shown in FIG. This is to prevent liquid such as oil described later from flowing into portions other than the semiconductor pressure sensor portion.
【００１５】図５にこのように組み立てた半導体圧力検
出装置を示す。図６は、プリント基板１５とケース１９
を止めるビス２２を金属ベース１０を通さない半導体圧
力検出装置の一例である。また、複数の半導体圧力セン
サがプリント基板１５に実装している場合は、その個数
分、該ケース１９に開口部を設けて同様の方法を用いれ
ばよい。このように、ケース１９に開口部を設け、ケー
スを半導体圧力センサのパッケージにすることにより、
従来、半導体圧力センサとこのようなケースを用いたコ
ントロールユニットの間の検出信号を取り出す配線を無
くすことができる。FIG. 5 shows the semiconductor pressure detecting device assembled as described above. FIG. 6 shows the printed circuit board 15 and the case 19.
This is an example of a semiconductor pressure detecting device that does not allow a screw 22 for stopping a metal base 10 to pass through. When a plurality of semiconductor pressure sensors are mounted on the printed circuit board 15, the same method may be used by providing an opening in the case 19 by the number of semiconductor pressure sensors. Thus, by providing the opening in the case 19 and forming the case into a package of the semiconductor pressure sensor,
Conventionally, wiring for extracting a detection signal between a semiconductor pressure sensor and a control unit using such a case can be eliminated.
【００１６】図７には、この半導体圧力検出装置（図
５）を油圧測定に適用した場合の例を示す。半導体圧力
検出装置は測定すべきオイル２３（オイルは図示せず）
の流れるべき配管２４の所定の位置に半導体圧力検出装
置（図５）の開口部と同程度の開口部分を作り、配管２
４と半導体圧力検出装置（図５）との開口部分を合わせ
ながらネジ締めをする。例えば、配管２４内を流れるオ
イル２３（オイルは図示せず）の圧力を半導体圧力セン
サが検知しプリント基板１５に実装されている制御回路
にて半導体圧力センサの出力信号をもとにバルブ等の信
号処理を行うことができる。このように本実施の形態の
半導体圧力検出装置を用いれば、半導体圧力センサ専用
のパッケージングが不要となり、低価格化が可能とな
る。FIG. 7 shows an example in which the semiconductor pressure detecting device (FIG. 5) is applied to oil pressure measurement. Oil 23 to be measured by semiconductor pressure detector (oil not shown)
An opening approximately equal to the opening of the semiconductor pressure detecting device (FIG. 5) is formed at a predetermined position of the pipe 24 through which the air flows.
4 and the semiconductor pressure detecting device (FIG. 5) while tightening the screws. For example, a semiconductor pressure sensor detects the pressure of oil 23 (oil is not shown) flowing in the pipe 24 and a control circuit mounted on the printed circuit board 15 controls a valve or the like based on an output signal of the semiconductor pressure sensor. Signal processing can be performed. As described above, the use of the semiconductor pressure detection device of the present embodiment eliminates the need for packaging dedicated to the semiconductor pressure sensor, thereby enabling a reduction in cost.
【００１７】図８では半導体圧力センサチップの収納さ
れたケースを直接配管に溶接した例を示す。図９では半
導体圧力センサチップを２個を一つのケースに収め、２
つの配管のそれぞれの圧力を測定する場合の例を示す。
また、半導体圧力検出装置を配管あるいは油圧アクチュ
エータの内部に設置することも可能である。（図示せ
ず）FIG. 8 shows an example in which the case housing the semiconductor pressure sensor chip is directly welded to the pipe. In FIG. 9, two semiconductor pressure sensor chips are contained in one case,
An example in the case of measuring the pressure of each of two pipes will be described.
Further, the semiconductor pressure detecting device can be installed in a pipe or a hydraulic actuator. (Not shown)
【００１８】[0018]
【発明の効果】 本発明によって、従来半導体圧力セン
サのように二重ダイヤフラム構造を必要としたり、液体
が流通できる貫通孔を開けた金属ボディや蓋等を必要と
せず、測定する圧力箇所１箇所につき必ず１個のパッケ
ージングされた半導体圧力センサも不要となり、半導体
圧力センサチップと検出信号を処理するコントロールユ
ニットの間の検出信号を取り出す配綿も無くすことがで
きるため従来に比べて大きなコスト低減が可能である。According to the present invention, there is no need for a double diaphragm structure like a conventional semiconductor pressure sensor or a metal body or a lid having a through hole through which a liquid can flow, and one pressure point to be measured. One packaged semiconductor pressure sensor is not required, and the distribution of the detection signal between the semiconductor pressure sensor chip and the control unit that processes the detection signal can be eliminated. Is possible.
【図１】 実施の形態の半導体圧力検出装置で用いる半
導体圧力センサの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor pressure sensor used in a semiconductor pressure detection device according to an embodiment.
【図２】 実施の形態の半導体圧力検出装置で用いるプ
リント配線板部分の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a printed wiring board used in the semiconductor pressure detecting device according to the embodiment.
【図３】 実施の形態のプリント配線板に半導体圧力セ
ンサを取付ける方法及びその断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method of attaching a semiconductor pressure sensor to a printed wiring board according to an embodiment.
【図４】 実施の形態の半導体圧力センサを取付けたプ
リント配線板をケースに取付ける方法及びその断面図で
ある。FIG. 4 is a sectional view illustrating a method of attaching a printed wiring board to which a semiconductor pressure sensor according to an embodiment is attached to a case, and a method for attaching the printed circuit board to the case;
【図５】 実施の形態の半導体圧力検出装置の断面図で
ある。FIG. 5 is a cross-sectional view of the semiconductor pressure detecting device according to the embodiment;
【図６】 実施の形態の半導体圧力検出装置の断面図で
ある。FIG. 6 is a sectional view of the semiconductor pressure detecting device according to the embodiment;
【図７】 実施の形態の半導体圧力検出装置の一例を示
す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a semiconductor pressure detecting device according to an embodiment;
【図８】 実施の形態の半導体圧力検出装置の一例を示
す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a semiconductor pressure detection device according to an embodiment;
【図９】 実施の形態の半導体圧力検出装置の一例を示
す図であるFIG. 9 is a diagram illustrating an example of a semiconductor pressure detecting device according to an embodiment;
【図１０】 従来の二重ダイヤフラム構造の半導体圧力
センサ（特開平７−４３２３０号公報）を示す図であ
る。FIG. 10 is a view showing a conventional semiconductor pressure sensor having a double diaphragm structure (JP-A-7-43230).
【図１１】 従来の二重ダイヤフラム構造の半導体圧力
センサ（特開平５−１４９８１４号公報）を示す図であ
る。FIG. 11 is a view showing a conventional semiconductor pressure sensor having a double diaphragm structure (JP-A-5-149814).
【図１２】 半導体圧力検出装置の従来の使用方法（特
開平８−３０１０９８号公報）を示す図である。FIG. 12 is a view showing a conventional method of using a semiconductor pressure detecting device (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-301098).
１ ｎ形シリコン基板 ２ ダイヤフラム部 ３ ｐ形ピエゾ抵抗 ４ パッド電極 ５ シリコン酸化膜 ６ ポリＳｉ膜 ７ ガラスキャップ ８ 貫通孔 ９ 基準圧室 １０ 金属ベース １１ パッキン溝 １２ 貫通孔 １３ 貫通孔 １４ 回路部品 １５ プリント基板 １６ ハーメチックシール材 １７ リード １８ 導電剤 １９ ケース ２０ パッキン溝 ２１ パッキン ２２ ビス ２３ 油（オイル） ２４ 配管 ２５ パッキン ２６ 金属ボディ ２７ 貫通孔 ２８ シールダイヤフラム ２９ 圧力検出室 ３０ 半導体ダイヤフラム ３１ 圧力センサチップ ３２ 金属蓋 ３３ 貫通孔 ３４ シールダイヤフラム ３５ 圧力検出室 ３６ 半導体ダイヤフラム ３７ 圧力センサチップ ３８ 油圧センサ ３９ コントロールユニット REFERENCE SIGNS LIST 1 n-type silicon substrate 2 diaphragm 3 p-type piezoresistor 4 pad electrode 5 silicon oxide film 6 polySi film 7 glass cap 8 through hole 9 reference pressure chamber 10 metal base 11 packing groove 12 through hole 13 through hole 14 circuit component 15 Printed circuit board 16 Hermetic seal material 17 Lead 18 Conductive agent 19 Case 20 Packing groove 21 Packing 22 Screw 23 Oil 24 Piping 25 Packing 26 Metal body 27 Through hole 28 Seal diaphragm 29 Pressure detection chamber 30 Semiconductor diaphragm 31 Pressure sensor chip 32 Metal cover 33 Through hole 34 Seal diaphragm 35 Pressure detection chamber 36 Semiconductor diaphragm 37 Pressure sensor chip 38 Oil pressure sensor 39 Control unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室 英夫 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hideo Muro 2 Nissan Motor Co., Ltd., 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa
Claims (8)
ド部がシールされた半導体圧力センサチップの位置と対
応する位置に開口部を設けたケースに部品が装着された
プリント基板を収め、ケース外部の圧力測定対象物（液
体）が半導体圧力センサのダイヤフラム部に直接接する
ことを特徴とする半導体圧力検出装置。1. A printed circuit board on which components are mounted is housed in a case provided with an opening at a position corresponding to a position of a semiconductor pressure sensor chip which is mounted on the printed circuit board and in which a detection section and a pad section are sealed. A pressure measuring object (liquid) directly in contact with the diaphragm of the semiconductor pressure sensor.
のダイヤフラム部を有し、該ダイヤフラム部の一主面上
の所定領域にピエゾ抵抗が拡散形成されているとともに
該一主面上に絶縁膜を介して該ピエゾ抵抗の出力を電気
接続するためのパッド電極を有し、かつ該絶縁膜上の該
ダイヤフラム部及びパッド電極以外の領域にポリＳｉ
（多結晶シリコン）膜が形成されているシリコン基板
と、該パッド電極に対応させた貫通孔と該ダイヤフラム
部に対応させた窪みを有し、該ポリＳｉ膜上に陽極接合
により接合されたガラス・キャップとで構成されること
を特徴とする請求項１記載の半導体圧力検出装置。2. A semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor pressure sensor chip has a thin diaphragm portion, and a piezoresistor is diffused and formed in a predetermined region on one main surface of said diaphragm portion and an insulating film is interposed on said one main surface. And a pad electrode for electrically connecting the output of the piezoresistor, and a poly-Si
(Polycrystalline silicon) Glass having a silicon substrate on which a film is formed, a through hole corresponding to the pad electrode, and a dent corresponding to the diaphragm, and bonded to the poly-Si film by anodic bonding 2. The semiconductor pressure detecting device according to claim 1, comprising a cap.
ント基板上の金属ベースに陽極接合を用いて実装するこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体圧
力検出装置。3. The semiconductor pressure detecting device according to claim 1, wherein the semiconductor pressure sensor chip is directly mounted on a metal base on a printed circuit board using anodic bonding.
接プリント基板上の金属ベースに実装することを特徴と
する請求項１ないし３記載の半導体圧力検出装置。4. The semiconductor pressure detecting device according to claim 1, wherein a plurality of said semiconductor pressure sensor chips are directly mounted on a metal base on a printed circuit board.
以外に圧力制御回路等が実装されていることを特徴とす
る請求項１記載の半導体圧力検出装置。5. The semiconductor pressure detecting device according to claim 1, wherein a pressure control circuit and the like are mounted on the printed circuit board in addition to the semiconductor pressure sensor.
に部品が装着されたプリント基板を収める手段として、
半導体圧力センサ以外の部分を圧力測定対象物（液体）
と分離するためにパッキン等を用いたネジ止め、また
は、溶接法を用いて実装する事を特徴とした請求項１ま
たは５記載の半導体圧力検出装置。6. A means for housing a printed circuit board on which components are mounted in the printed circuit board case according to claim 1.
The part other than the semiconductor pressure sensor is the pressure measurement target (liquid)
The semiconductor pressure detecting device according to claim 1, wherein the semiconductor pressure detecting device is mounted using a screw or a welding method using packing or the like to separate the semiconductor pressure from the semiconductor device.
項１記載の半導体圧力検出装置のケースに開けてある開
口穴と同等の開口部を設け、開口部同士を合わせる形で
該ケースと配管を接合する（ネジ止め、溶接等）ことを
特徴とする半導体圧力検出装置。7. An opening equivalent to an opening formed in a case of the semiconductor pressure detecting device according to claim 1 is provided in a pipe or the like of a pressure measurement target (liquid), and the case is formed by matching the openings. Pressure sensing device characterized by joining (screwing, welding, etc.) a pipe with a pipe.
の中に前記半導体圧力検出装置の該ケースごと入れて取
付けられていることを特徴とする半導体圧力検出装置。8. A pressure measuring object (liquid) inside a pipe or the like.
A semiconductor pressure detecting device, wherein the case of the semiconductor pressure detecting device is put in the case.
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|---|---|---|---|
| JP16216497A JP3414203B2 (en) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | Semiconductor pressure detector |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16216497A JP3414203B2 (en) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | Semiconductor pressure detector |
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| JPH1114479A true JPH1114479A (en) | 1999-01-22 |
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ID=15749249
Family Applications (1)
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| JP16216497A Expired - Fee Related JP3414203B2 (en) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | Semiconductor pressure detector |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3414203B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007315858A (en) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Denso Corp | Pressure sensor |
| JP2008002994A (en) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Denso Corp | Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method |
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| WO2016047408A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | 株式会社アドバンテスト | Pulse wave sensor unit |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP16216497A patent/JP3414203B2/en not_active Expired - Fee Related
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| WO2016047408A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | 株式会社アドバンテスト | Pulse wave sensor unit |
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| US20170281028A1 (en) * | 2014-09-24 | 2017-10-05 | Advantest Corporation | Pulse wave sensor unit |
| CN107847168A (en) * | 2014-09-24 | 2018-03-27 | 株式会社爱德万测试 | Pulse wave sensing device |
| US11058310B2 (en) | 2014-09-24 | 2021-07-13 | Advantest Corporation | Pulse wave sensor unit |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3414203B2 (en) | 2003-06-09 |
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