JPH09133594A - Semiconductor pressure sensor - Google Patents
Semiconductor pressure sensorInfo
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- JPH09133594A JPH09133594A JP28851395A JP28851395A JPH09133594A JP H09133594 A JPH09133594 A JP H09133594A JP 28851395 A JP28851395 A JP 28851395A JP 28851395 A JP28851395 A JP 28851395A JP H09133594 A JPH09133594 A JP H09133594A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】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圧力セン
サに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor pressure sensor used for pressure detection in automobiles, pressure detection in home appliances and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の静電容量型圧力センサとして一
般に図2に示す圧力センサが知られている。図示の圧力
センサは静電容量型圧力センサであって、シリコン基板
1には、圧力に応じて変形するダイアフラム部2が形成
され、ガラス基板3上には固定電極4が形成されてい
る。図示のようにシリコン基板1とガラス基板3とはそ
の一部において接合されており、これによってダイアフ
ラム部2の下側にはキャビティ部5が形成されることに
なる。2. Description of the Related Art A pressure sensor shown in FIG. 2 is generally known as an electrostatic capacitance type pressure sensor of this type. The illustrated pressure sensor is a capacitance type pressure sensor, in which a diaphragm portion 2 that deforms in response to pressure is formed on a silicon substrate 1, and a fixed electrode 4 is formed on a glass substrate 3. As shown in the figure, the silicon substrate 1 and the glass substrate 3 are joined together at a part thereof, so that the cavity portion 5 is formed below the diaphragm portion 2.
【0003】これらシリコン基板1及びガラス基板3に
よってセンサチップ6が構成され、センサチップ6はガ
ラス基板3によって台座27上に接着されている。ま
た、センサチップ6を構成するガラス基板3及びセンサ
チップ6が配置された台座27に大気圧導入用、または
被測定圧力と比較する圧力を導入するための通路8が形
成されている。台座27には、モールド成型時に一緒に
作成されたリード端子29が配置されており、リード端
子29と固定電極4とはリード線10によって電気的に
接続されている。A sensor chip 6 is constituted by the silicon substrate 1 and the glass substrate 3, and the sensor chip 6 is adhered onto the pedestal 27 by the glass substrate 3. Further, a passage 8 for introducing atmospheric pressure or introducing a pressure to be compared with the measured pressure is formed in the pedestal 27 on which the glass substrate 3 constituting the sensor chip 6 and the sensor chip 6 are arranged. A lead terminal 29, which is also formed at the time of molding, is arranged on the pedestal 27, and the lead terminal 29 and the fixed electrode 4 are electrically connected by the lead wire 10.
【0004】センサチップ6には横穴が設けられ、これ
によって固定電極4が外部に引き出される。その後、キ
ャビティ部5とセンサチップ外領域とを隔離するため、
横穴は封止剤11によって封止される。そして、台座2
7と被測定圧力導入の為の貫通孔12を設けたカバー部
材としてのモールド材のキャップ13とは超音波溶着に
よってシールされモールドパッケージ36が作られる。The sensor chip 6 is provided with a lateral hole so that the fixed electrode 4 can be pulled out to the outside. After that, in order to separate the cavity 5 and the area outside the sensor chip,
The lateral holes are sealed with the sealing agent 11. And pedestal 2
7 and a cap 13 of a molding material as a cover member having a through hole 12 for introducing the measured pressure are sealed by ultrasonic welding to form a mold package 36.
【0005】モールドパッケージ36は混成集積回路基
板(以下、HIC基板と呼ぶ)37上に設置される。そ
してHIC基板37全体を内蔵する基板内蔵ケース35
で覆う構造となっている。The mold package 36 is installed on a hybrid integrated circuit substrate (hereinafter referred to as HIC substrate) 37. And a board built-in case 35 that houses the entire HIC board 37
The structure is covered with.
【0006】図示の静電容量型圧力センサでは、ダイア
フラム部2に圧力が加わると、圧力の大きさに応じてダ
イアフラム部2が変形する。ダイアフラム部2の変形に
よって、ダイアフラム部2と固定電極4との間のギャッ
プが変化することになる。ここで、ダイアフラム部2と
固定電極4との間には、以下の数1に示すような関係が
ある。なお、cは静電容量、ξは空気の誘電率、Aは電
極面積、dは電極間ギャップである。In the illustrated capacitance type pressure sensor, when pressure is applied to the diaphragm portion 2, the diaphragm portion 2 is deformed according to the magnitude of the pressure. Due to the deformation of the diaphragm portion 2, the gap between the diaphragm portion 2 and the fixed electrode 4 changes. Here, there is a relationship between the diaphragm portion 2 and the fixed electrode 4 as shown in Expression 1 below. Note that c is capacitance, ξ is the permittivity of air, A is the electrode area, and d is the inter-electrode gap.
【0007】[0007]
【数1】 (Equation 1)
【0008】従って、ギャップの変化によって静電容量
が変化することになり、さらに、力とギャップとの間に
は一定の相関関係があるから、静電容量を検出すること
によって圧力を知ることができる。Therefore, the capacitance changes due to the change in the gap, and since there is a certain correlation between the force and the gap, it is possible to know the pressure by detecting the capacitance. it can.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の静電容量型圧力
センサでは、検出する圧力によって変化する静電容量
は、1pF〜2pFと微小で、寄生容量の影響を受けや
すいため検出すべき圧力以外の影響が大きく正確な圧力
を検出することが不可能であった。また、圧力センサの
測定位置を変化させただけでも外界の電界が変化して検
出圧力が変化してしまう問題点がある。In the conventional electrostatic capacitance type pressure sensor, the electrostatic capacitance which changes depending on the pressure to be detected is as small as 1 pF to 2 pF and is easily affected by the parasitic capacitance, so that it is not the pressure to be detected. It was impossible to detect an accurate pressure due to the large influence of. Further, there is a problem that even if the measurement position of the pressure sensor is changed, the electric field in the external field changes and the detected pressure changes.
【0010】また、この構成では基板内蔵ケース35、
HIC基板37、モールドパッケージ36と部品点数が
多く、小型化、低価格に対して不適当であった。Further, in this configuration, the board built-in case 35,
The number of parts such as the HIC board 37 and the mold package 36 is large, which is unsuitable for downsizing and low cost.
【0011】本発明の課題は、寄生容量、外界の電界の
影響を受けにくく、正確な圧力検出を行うことのでき、
かつ小型、低コストの半導体圧力センサを提供すること
である。An object of the present invention is to reduce the influence of parasitic capacitance and external electric field and to perform accurate pressure detection.
Moreover, it is to provide a small-sized and low-cost semiconductor pressure sensor.
【0012】[0012]
【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アフラム部を備えたシリコン基
板を有する検出素子部と、圧力流入貫通孔を有する上側
外ケースと、メッキにより配線パターンを形成し、金属
付着された領域をもつ下側外ケースと、電子部品とで構
成された半導体圧力センサにおいて、前記検出素子部及
び該検出素子部を検出する検出回路をIC化したICチ
ップを前記下側外ケースの金属付着された領域に設置す
ることを特徴とする半導体圧力センサが得られる。According to the present invention, a detection element portion having a silicon substrate having a diaphragm portion that is deformed by a pressure to be measured, an upper outer case having a pressure inflow through hole, and a wiring pattern by plating. In a semiconductor pressure sensor composed of a lower outer case having a metal-bonded region and an electronic component, an IC chip in which the detection element section and a detection circuit for detecting the detection element section are integrated. A semiconductor pressure sensor is obtained which is installed in a region of the lower outer case where metal is attached.
【0013】[0013]
【作用】本発明では、メッキによるパターニングされた
樹脂成型からなる封止キョウ体に、直接センサチップ及
び電子部品を搭載することにより、HIC基板及びケー
スが不要になり、小型、低コスト化ができる。また封止
キョウ体にメッキでシールドパターンを作り、その上に
センサチップ及びICを搭載するため、寄生容量、外界
の電界をシールドすることによりその影響を受けず、正
確な圧力検出を行うことができる。According to the present invention, the sensor chip and the electronic components are directly mounted on the sealing resin body which is formed by resin molding patterned by plating, so that the HIC substrate and the case are unnecessary, and the size and cost can be reduced. . In addition, since a shield pattern is formed on the sealing body by plating and the sensor chip and IC are mounted on it, parasitic capacitance and external electric field are shielded so that they are not affected and accurate pressure detection can be performed. it can.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下に本発明に係わる半導体圧力
センサの実施の形態について図面に基づき説明する。図
1は本発明の半導体圧力センサの構造を示した図であ
る。半導体圧力センサは、被測定圧力により変形する可
動電極を構成するダイアフラム部2及びその下に設けた
キャビティ部5を有するシリコン基板1と、固定電極4
と、大気圧導入用または被測定圧力の比較となる圧力を
導入する貫通孔8を有するガラス基板3とから構成され
た検出素子部として機能するセンサチップ6を有して構
成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a semiconductor pressure sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the structure of a semiconductor pressure sensor of the present invention. The semiconductor pressure sensor includes a silicon substrate 1 having a diaphragm portion 2 forming a movable electrode that is deformed by a pressure to be measured and a cavity portion 5 provided below the diaphragm portion 2, and a fixed electrode 4.
And a glass substrate 3 having a through-hole 8 for introducing a pressure for introducing atmospheric pressure or for comparing a pressure to be measured, and a sensor chip 6 functioning as a detection element portion.
【0015】センサチップ6には、固定電極4の引き出
しのために、シリコン基板1とガラス基板3との間に横
穴が形成されている。この横穴は、キャビティ部5とセ
ンサチップ外界を隔離するため、封止剤11により封止
されている。このセンサチップ6は、樹脂成型で作られ
た下側外ケースとしての台座19上に作成され、かつシ
ールド材を兼ねている導体パターン18の上に、接着剤
によりに固定されている。また導体パターン18は台座
19上に作成されている配線パターンでGNDに接地さ
れる。固定電極4とICチップ20はリード線10によ
り電気的に接続されている。リード端子14は、樹脂に
より台座19と一体成型されている。センサチップ6の
下に設置されている導体パターン18は、シールド材と
して働き、センサチップ6のシリコン基板1と固定電極
4の間に入る寄生容量を削減し、また外部電界ノイズの
影響を取り除く働きをする。In the sensor chip 6, a lateral hole is formed between the silicon substrate 1 and the glass substrate 3 so that the fixed electrode 4 can be pulled out. This lateral hole is sealed with a sealant 11 in order to isolate the cavity 5 from the outside of the sensor chip. The sensor chip 6 is formed on a pedestal 19 as a lower outer case made of resin and is fixed by an adhesive on a conductor pattern 18 which also serves as a shield material. The conductor pattern 18 is a wiring pattern formed on the pedestal 19 and is grounded to GND. The fixed electrode 4 and the IC chip 20 are electrically connected by the lead wire 10. The lead terminal 14 is integrally molded with the pedestal 19 with resin. The conductor pattern 18 provided below the sensor chip 6 functions as a shield material, reduces the parasitic capacitance between the silicon substrate 1 and the fixed electrode 4 of the sensor chip 6, and removes the influence of external electric field noise. do.
【0016】台座19と被測定圧力導入の為の貫通孔1
2を設けたカバー部材としてのモールド材のキャップ1
3とは超音波溶着によってシールされモールドパッケー
ジ16が作られる。通常、センサチップ6をモールドパ
ッケージ16の中に設置し、モールドパッケージ16を
検出回路を実装したハイブリッドIC基板(HIC基
板)に実装するが、センサチップ6のシリコン基板1と
固定電極4の間に入る寄生容量を削減するために、前記
検出回路はワンチップICにしてセンサチップ6と一緒
にモールドパッケージ16に搭載する。モールドパッケ
ージ16にセンサチップ6とICチップ20が実装さ
れ、それぞれ接着剤によって台座19上の導体パターン
18上に接着される。ICチップ20とセンサチップ6
は接続リード線10により短く接続され、引き回しによ
る寄生容量が殆ど無いようにする。また導体パターン1
8がリード端子14を通してGNDに接地されると、台
座19の樹脂の誘電率による寄生容量の影響を無くする
ことができ、また外界の電界をシールドする効果が得ら
れる。抵抗等その他の電子部品22は台座19上のメッ
キによる導体パターン23上に搭載される。ここでは信
号ラインとリード端子との接続については省略する。被
測定圧力導入のための通路12を設けたカバー部材(上
側外ケース)としての樹脂成形キャップ(以下、キャッ
プ部と呼ぶ)13と、台座19とは超音波溶着によって
シールされる。そしてキャップ部13の貫通穴12から
シリコンゲル(又はシリコンオイル)21を注入して、
リード線10やセンサチップ6及びICチップ20のパ
ッドや導体パターン18の劣化を防ぐ。The pedestal 19 and the through hole 1 for introducing the measured pressure.
Mold material cap 1 as a cover member provided with 2
3 is sealed by ultrasonic welding to form a mold package 16. Normally, the sensor chip 6 is installed in the mold package 16, and the mold package 16 is mounted on the hybrid IC substrate (HIC substrate) on which the detection circuit is mounted. However, between the silicon substrate 1 of the sensor chip 6 and the fixed electrode 4. In order to reduce the parasitic capacitance that enters, the detection circuit is formed as a one-chip IC in the mold package 16 together with the sensor chip 6. The sensor chip 6 and the IC chip 20 are mounted on the mold package 16 and adhered onto the conductor pattern 18 on the pedestal 19 by an adhesive. IC chip 20 and sensor chip 6
Is connected by a connecting lead wire 10 so as to be short so that there is almost no parasitic capacitance due to routing. Also, conductor pattern 1
When 8 is grounded to GND through the lead terminal 14, the influence of the parasitic capacitance due to the dielectric constant of the resin of the pedestal 19 can be eliminated, and the effect of shielding the external electric field can be obtained. Resistors and other electronic components 22 are mounted on the conductor pattern 23 formed by plating on the pedestal 19. Here, the connection between the signal line and the lead terminal is omitted. A resin molded cap (hereinafter, referred to as a cap portion) 13 as a cover member (upper outer case) having a passage 12 for introducing a measured pressure is sealed with a pedestal 19 by ultrasonic welding. Then, silicon gel (or silicon oil) 21 is injected from the through hole 12 of the cap portion 13,
The deterioration of the lead wire 10, the pads of the sensor chip 6 and the IC chip 20 and the conductor pattern 18 is prevented.
【0017】[0017]
【発明の効果】本発明によれば、メッキにてパターニン
グされ、かつ樹脂成型からなる下側外ケース(台座)
に、直接センサチップ及び電子部品を搭載することによ
り、従来必要だったHIC基板及び基板内蔵ケースが不
要になり、小型、低コスト化ができる。According to the present invention, the lower outer case (base) patterned by plating and made of resin molding
Further, by directly mounting the sensor chip and the electronic components, the HIC substrate and the case with a built-in substrate, which have been conventionally required, are not required, and the size and cost can be reduced.
【0018】また、下側外ケースの内側表面にメッキで
シールドパターンを作り、その上にセンサチップ及びI
Cを搭載するため、寄生容量、外界の電界がシールドさ
れるので、寄生容量及び外界の電界の影響を受けずに、
正確な圧力検出を行うことができる。Further, a shield pattern is formed by plating on the inner surface of the lower outer case, and the sensor chip and the I
Since C is mounted, the parasitic capacitance and the external electric field are shielded, so that the parasitic capacitance and the external electric field are not affected,
Accurate pressure detection can be performed.
【図1】本発明の半導体圧力センサの一実施の形態を示
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor pressure sensor of the present invention.
【図2】従来の半導体圧力センサの一実施の形態を示す
断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of a conventional semiconductor pressure sensor.
1 シリコン基板 2 ダイアフラム部 3 ガラス基板 4 固定電極 5 キャビティ部 6 センサチップ 8,12 貫通孔 10 リード線 11 封止剤 13 キャップ部 14,29 リード端子 16 モールドパッケージ 18,23 導体パターン 19,27 台座 20 ICチップ 21 シリコンゲル 1 Silicon Substrate 2 Diaphragm Part 3 Glass Substrate 4 Fixed Electrode 5 Cavity Part 6 Sensor Chip 8, 12 Through Hole 10 Lead Wire 11 Sealant 13 Cap Part 14, 29 Lead Terminal 16 Mold Package 18, 23 Conductor Pattern 19, 27 Pedestal 20 IC chip 21 Silicon gel
Claims (1)
部を備えたシリコン基板を有する検出素子部と、圧力流
入貫通孔を有する上側外ケースと、メッキにより配線パ
ターンを形成し、金属付着された領域をもつ下側外ケー
スと、電子部品とで構成された半導体圧力センサにおい
て、前記検出素子部及び該検出素子部を検出する検出回
路をIC化したICチップを前記下側外ケースの金属付
着された領域に設置することを特徴とする半導体圧力セ
ンサ。1. A detection element portion having a silicon substrate having a diaphragm portion that is deformed by a pressure to be measured, an upper outer case having a pressure inflow through hole, a wiring pattern formed by plating, and a region to which a metal is adhered is formed. In a semiconductor pressure sensor including a lower outer case and an electronic component, an IC chip having the detection element section and a detection circuit for detecting the detection element section formed as an IC is attached to the lower outer case by metal. A semiconductor pressure sensor characterized by being installed in an area.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28851395A JPH09133594A (en) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | Semiconductor pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28851395A JPH09133594A (en) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | Semiconductor pressure sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133594A true JPH09133594A (en) | 1997-05-20 |
Family
ID=17731211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28851395A Withdrawn JPH09133594A (en) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | Semiconductor pressure sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09133594A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002350264A (en) * | 2001-05-24 | 2002-12-04 | Kyocera Corp | Package for pressure detector |
| CN103254215A (en) * | 2013-05-24 | 2013-08-21 | 浙江东邦药业有限公司 | Preparation method of allyl chlorooxyl cephalosporin compound |
-
1995
- 1995-11-07 JP JP28851395A patent/JPH09133594A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002350264A (en) * | 2001-05-24 | 2002-12-04 | Kyocera Corp | Package for pressure detector |
| CN103254215A (en) * | 2013-05-24 | 2013-08-21 | 浙江东邦药业有限公司 | Preparation method of allyl chlorooxyl cephalosporin compound |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |