JPS58146827A - 半導体式圧力センサ - Google Patents
半導体式圧力センサInfo
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- JPS58146827A JPS58146827A JP57029296A JP2929682A JPS58146827A JP S58146827 A JPS58146827 A JP S58146827A JP 57029296 A JP57029296 A JP 57029296A JP 2929682 A JP2929682 A JP 2929682A JP S58146827 A JPS58146827 A JP S58146827A
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- Japan
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- pressure
- thermal expansion
- pressure sensor
- metal
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/0061—Electrical connection means
- G01L19/0084—Electrical connection means to the outside of the housing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/0007—Fluidic connecting means
- G01L19/003—Fluidic connecting means using a detachable interface or adapter between the process medium and the pressure gauge
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/14—Housings
- G01L19/145—Housings with stress relieving means
- G01L19/146—Housings with stress relieving means using flexible element between the transducer and the support
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Child & Adolescent Psychology (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内ｌｌ空間が１準圧力室を形成する密閉容器の
金属からなる麿１［Ｋ１容器内ｍ空間と反対の側に外部
圧力が導入される半導体感圧ダイヤフラムと、感圧ダイ
ヤ７テムのストレンゲージと接続される！ａｌｌを備え
た一路基板とがｌＩ＊＄れた牛導体式圧力七ンナに関す
る。
金属からなる麿１［Ｋ１容器内ｍ空間と反対の側に外部
圧力が導入される半導体感圧ダイヤフラムと、感圧ダイ
ヤ７テムのストレンゲージと接続される！ａｌｌを備え
た一路基板とがｌＩ＊＄れた牛導体式圧力七ンナに関す
る。
そのような圧力セνｔは、感圧ダイヤフラムのみを収容
した容器のガミこ増幅回ｍ尋を備えた回路基板を配置し
て樹ｗｉＩ４−ルドした従来の圧力センナの機械的、熱
的安定性郷の改善をするものとして既曇こ本出願人等に
よって出願されている（１１１１願昭５６−７１０２１
）。諺１図はその一例で、センナの容器として半導体素
子に用いられるような金属キャップ１と金属基板（ステ
ム）鵞からなる金属パッケージ、例えばＭＤＩＩＩ相尚
品を用いる。
した容器のガミこ増幅回ｍ尋を備えた回路基板を配置し
て樹ｗｉＩ４−ルドした従来の圧力センナの機械的、熱
的安定性郷の改善をするものとして既曇こ本出願人等に
よって出願されている（１１１１願昭５６−７１０２１
）。諺１図はその一例で、センナの容器として半導体素
子に用いられるような金属キャップ１と金属基板（ステ
ム）鵞からなる金属パッケージ、例えばＭＤＩＩＩ相尚
品を用いる。
ただしステム２には中央に一口ＳＳが設けられ、その中
にシリコンからなる円筒体の台［１４が配置されている
。台座４にはその中央の貫通孔５を塞ぐようにシリスン
感圧ダイヤフッムロが一定されている。台座４はその貫
通孔５の連通する導圧パイプ７に接合されており、導圧
パイプ７は金属中ヤツプ８を介してステム２に支持され
ている。ステム２の上面には、感圧ダイヤフラム・を職
四んでセランツク基板９が固着されている。七ツンツク
基板９上には図示しないが厚膜回路を介して演算増幅器
チップ、ダイオードチップなどを搭載して増幅、調整回
路が構成され、感圧ダイヤ７ツム６に形成されたストレ
ーンゲージのブリッジと細い導線１０のワイヤボンディ
ングにより接続されている。調整、増幅囲路の出力側は
、ハーメチックシールによりステム２と絶縁されたポス
ト１１と同様に細い導線１意のワイヤボンディングによ
り接続されているので、ボス）１１に接続された外部引
出用リード線１３から外部ヘセンサ出力を取り出すこと
ができる。このセンナ出力は導圧パイプ７から台座ｔ４
の貫通孔５を介して感圧ダイヤフラム６の一方の側に導
かれる測定圧力とキャップ１の内部の基準圧力１１１４
の圧力との差に依存するので、基準圧力［１４の圧力を
調整することによってセンナ出力レベルを調整すること
ができる。この調整は、容器内の感圧ダイヤフラム、セ
ライック基板上の厚膜回路あるいは半導体チップの保■
と気密チェックの目的で新入パイプ１５を通じて導入さ
れるヘリウムあ・るいはヘリウムを含んだ不活性ガスを
センナ出力レベルが規定値に到達した時点で止め、新入
パイプ１５を対し切ること番こよって行われる。
にシリコンからなる円筒体の台［１４が配置されている
。台座４にはその中央の貫通孔５を塞ぐようにシリスン
感圧ダイヤフッムロが一定されている。台座４はその貫
通孔５の連通する導圧パイプ７に接合されており、導圧
パイプ７は金属中ヤツプ８を介してステム２に支持され
ている。ステム２の上面には、感圧ダイヤフラム・を職
四んでセランツク基板９が固着されている。七ツンツク
基板９上には図示しないが厚膜回路を介して演算増幅器
チップ、ダイオードチップなどを搭載して増幅、調整回
路が構成され、感圧ダイヤ７ツム６に形成されたストレ
ーンゲージのブリッジと細い導線１０のワイヤボンディ
ングにより接続されている。調整、増幅囲路の出力側は
、ハーメチックシールによりステム２と絶縁されたポス
ト１１と同様に細い導線１意のワイヤボンディングによ
り接続されているので、ボス）１１に接続された外部引
出用リード線１３から外部ヘセンサ出力を取り出すこと
ができる。このセンナ出力は導圧パイプ７から台座ｔ４
の貫通孔５を介して感圧ダイヤフラム６の一方の側に導
かれる測定圧力とキャップ１の内部の基準圧力１１１４
の圧力との差に依存するので、基準圧力［１４の圧力を
調整することによってセンナ出力レベルを調整すること
ができる。この調整は、容器内の感圧ダイヤフラム、セ
ライック基板上の厚膜回路あるいは半導体チップの保■
と気密チェックの目的で新入パイプ１５を通じて導入さ
れるヘリウムあ・るいはヘリウムを含んだ不活性ガスを
センナ出力レベルが規定値に到達した時点で止め、新入
パイプ１５を対し切ること番こよって行われる。
しかしこのようなセンナにおいて、ステム２の材料に例
えば熱膨張係数１１．７ Ｘ １０−’の鉄を用いた場
合、セラミック基板９の熱膨張係数７ ｘ １０−１と
は差があるため、基板９をステム２に軟ろう付けした場
合には熱膨張係数の差に基づく応力が生じて基板９の上
に印刷された抵抗の抵抗値に影譬を及ぼし１−程度の変
動を生ずる場合がある。このような応力を防ぐために基
板９を一部分だけステム２に軟ろう付することも考えら
れるが、金属とセラミックとの執ろう付の接着強度は一
般〈弱いため、ある程度広い接合面積を必要とし、一部
分だけの接合では不十分である。執ろうによらないで加
熱の必要のない接着剤によって基板９をステムに接着す
ることも考えられるが、接着強直の低いことあるいは使
用中の温度変化によりやはり基板９に応力が生ずること
などの問題がある。
えば熱膨張係数１１．７ Ｘ １０−’の鉄を用いた場
合、セラミック基板９の熱膨張係数７ ｘ １０−１と
は差があるため、基板９をステム２に軟ろう付けした場
合には熱膨張係数の差に基づく応力が生じて基板９の上
に印刷された抵抗の抵抗値に影譬を及ぼし１−程度の変
動を生ずる場合がある。このような応力を防ぐために基
板９を一部分だけステム２に軟ろう付することも考えら
れるが、金属とセラミックとの執ろう付の接着強度は一
般〈弱いため、ある程度広い接合面積を必要とし、一部
分だけの接合では不十分である。執ろうによらないで加
熱の必要のない接着剤によって基板９をステムに接着す
ることも考えられるが、接着強直の低いことあるいは使
用中の温度変化によりやはり基板９に応力が生ずること
などの問題がある。
本発明は金属からなる底板を有する容器中に感圧ダイヤ
プラムと共に封入されるセライック回路基板に応力の加
わるおそれのない半導体式圧力センサを提供することを
目的とする。
プラムと共に封入されるセライック回路基板に応力の加
わるおそれのない半導体式圧力センサを提供することを
目的とする。
この目的は回路基板が基板材料の熱膨張係数に近似した
熱膨張係数を有する金属板の一方の側に固着され、その
金属板の他方の側が局部的に容器底板に固着されること
によって達成される。
熱膨張係数を有する金属板の一方の側に固着され、その
金属板の他方の側が局部的に容器底板に固着されること
によって達成される。
以下図を引用して本発明の実施例について説明する。各
図におけるＩＩＩＩ図と共通の部分ｌこは同一の符号が
付されている。第２ＦＩＡにおいてセライック基板９は
直接ステム２に固着されないでセラミックスの熱膨張係
数に近い値の廖績係数を有する金属、例えば鉄拳ニッケ
ル合金などからなる支持板１６の上にろう付などで接合
され、この支持板１６はステム２に開口ｓ３に近い部分
て°、例えば執ろう層のみで局部的に接合されている。
図におけるＩＩＩＩ図と共通の部分ｌこは同一の符号が
付されている。第２ＦＩＡにおいてセライック基板９は
直接ステム２に固着されないでセラミックスの熱膨張係
数に近い値の廖績係数を有する金属、例えば鉄拳ニッケ
ル合金などからなる支持板１６の上にろう付などで接合
され、この支持板１６はステム２に開口ｓ３に近い部分
て°、例えば執ろう層のみで局部的に接合されている。
このように構成することによりセフ建ツタ基板９と支持
板１６との接合の際には双方の熱膨張係数が近似してい
−るため熱応力は生ぜず、また支持１［１６とステム２
の壷金の際には接合部が局部的であるため熱応力が生じ
ない。この場合支持１［１＠とステム２は双方金属より
なるためろう付、溶接などによる接着強直は金属とセラ
ミック基の捩合の場合に比してはるかに大きく、従って
局部的な接合で強度的に満足される。
板１６との接合の際には双方の熱膨張係数が近似してい
−るため熱応力は生ぜず、また支持１［１６とステム２
の壷金の際には接合部が局部的であるため熱応力が生じ
ない。この場合支持１［１＠とステム２は双方金属より
なるためろう付、溶接などによる接着強直は金属とセラ
ミック基の捩合の場合に比してはるかに大きく、従って
局部的な接合で強度的に満足される。
！Ａ３図においては感圧ダイヤフラム６を支持する台座
が金属キャップ８に固着され、このキャップ８に導圧パ
イプ７が接合されている点が第２図と異なるほかは本発
明に基づく構造を有する。
が金属キャップ８に固着され、このキャップ８に導圧パ
イプ７が接合されている点が第２図と異なるほかは本発
明に基づく構造を有する。
本発明による構造においては、−４０℃から＋１２０″
０まで温度が変化してもセライック基板上の抵抗の抵抗
値の変化は０．１１以下であるため温度による出力電圧
の変動が着しく小さくなる。
０まで温度が変化してもセライック基板上の抵抗の抵抗
値の変化は０．１１以下であるため温度による出力電圧
の変動が着しく小さくなる。
以上述べたように本発明は半導体感圧ダイヤフラムと同
一容器内に新入される回路基板にろう付あるいは使用中
の温度変化により応力が生ずるのを防ぐために、回路基
板を先ず基板材料と熱膨張係数の近似した金属からなる
支持板上に固着する。
一容器内に新入される回路基板にろう付あるいは使用中
の温度変化により応力が生ずるのを防ぐために、回路基
板を先ず基板材料と熱膨張係数の近似した金属からなる
支持板上に固着する。
この支持板と容器底板との間は金属同志の接合となるた
めろう付などζこより十分な接着強度を有するので、局
部的に接合することにより熱膨張係数の差による応力を
防ぐもので、これによって熱応力の発生のおそれのない
高精度の半導体式圧力七ンナを得ることがで會、効果は
極めて高い０
めろう付などζこより十分な接着強度を有するので、局
部的に接合することにより熱膨張係数の差による応力を
防ぐもので、これによって熱応力の発生のおそれのない
高精度の半導体式圧力七ンナを得ることがで會、効果は
極めて高い０
第１図は牛導体式圧力センナの従来例の断面図、＃Ｉ２
図は本発明一実施例、第３図は別の実施例のそれぞれの
断１ｍｗＡである。 １・・・・・・容器キャップ、２・・・・・・容ｌＩ底
板、６・・・・・・感圧ダイヤフラム、７・・・・・・
導圧パイプ、９・・・・・・回路基板、１０・・・・・
・導線、１６・・・・・・金属支持板、１７・・執ろう
層。 ２１図 才２１！１ 才３図 手続補正書（自船 １．事件の表示 特願昭前７−Ｚ９Ｚり６３、補正
をする者 事件との関係 １１１願人４、代 理
人 補正の内容 １４Ｉ許請求の範囲を次のとおり訂正する。 「１）内部空間が基準圧力室を形成する容器の金属から
なる底板に、容器内部空間と反対の側に外部圧力が導入
される半導体感圧ダイヤフラムと、感圧ダイヤフラムの
ストレンゲージと接続される回路を備えた回路基板とが
固定されるものにおいて、回路基板が基板材料の熱膨張
係数に近似した熱膨張係数を有する金属板の一方の側に
固着され、該金属板の他方の側が局部的に容器底板に固
着されたことを特徴とする半導体式圧力センサ。」２、
明細書第１頁第１４行目の「密閉」を削除する。 ３、明細書第７頁第２行目「効果は極めて高い。」の後
に改行して次の文を追加する。 「また、以上の説明では、基準圧力室にヘリウムあるい
はヘリウムを含んだ不活性ガスを所期の圧力値になるよ
うに封入し、その圧力を基準圧力とするいわゆる絶対圧
センサについて述べてきたが、本発明はこれだけに限定
されるものではなく、封入パイプを閉じないで開放にし
たままで大気等の１ − 圧力を基準圧とする相対圧センサにも同様の効果が得ら
れる。但しこの場合は基準圧力室の半導体感圧基板およ
び増幅回路等を備えたセラミック基板に劣化防止用の保
護膜を塗布することが望ましい。」 ２−
図は本発明一実施例、第３図は別の実施例のそれぞれの
断１ｍｗＡである。 １・・・・・・容器キャップ、２・・・・・・容ｌＩ底
板、６・・・・・・感圧ダイヤフラム、７・・・・・・
導圧パイプ、９・・・・・・回路基板、１０・・・・・
・導線、１６・・・・・・金属支持板、１７・・執ろう
層。 ２１図 才２１！１ 才３図 手続補正書（自船 １．事件の表示 特願昭前７−Ｚ９Ｚり６３、補正
をする者 事件との関係 １１１願人４、代 理
人 補正の内容 １４Ｉ許請求の範囲を次のとおり訂正する。 「１）内部空間が基準圧力室を形成する容器の金属から
なる底板に、容器内部空間と反対の側に外部圧力が導入
される半導体感圧ダイヤフラムと、感圧ダイヤフラムの
ストレンゲージと接続される回路を備えた回路基板とが
固定されるものにおいて、回路基板が基板材料の熱膨張
係数に近似した熱膨張係数を有する金属板の一方の側に
固着され、該金属板の他方の側が局部的に容器底板に固
着されたことを特徴とする半導体式圧力センサ。」２、
明細書第１頁第１４行目の「密閉」を削除する。 ３、明細書第７頁第２行目「効果は極めて高い。」の後
に改行して次の文を追加する。 「また、以上の説明では、基準圧力室にヘリウムあるい
はヘリウムを含んだ不活性ガスを所期の圧力値になるよ
うに封入し、その圧力を基準圧力とするいわゆる絶対圧
センサについて述べてきたが、本発明はこれだけに限定
されるものではなく、封入パイプを閉じないで開放にし
たままで大気等の１ − 圧力を基準圧とする相対圧センサにも同様の効果が得ら
れる。但しこの場合は基準圧力室の半導体感圧基板およ
び増幅回路等を備えたセラミック基板に劣化防止用の保
護膜を塗布することが望ましい。」 ２−
Claims (1)
- １）内部空間が基準圧力室を形成する密閉容器の金属か
らなる烏Ｉ［に、容器内部空間と反対の側に外部圧力が
導入される半導体感圧ダイヤフラムと、感圧ダイヤフラ
ムのストレンゲージと摘絖される回路を備えた１ＩＩＩ
ｆｉｌＩ［とが固定されるものにおいて、−路基板が基
板材料の熱廖隈係数に近似した熱廖鰻係歇を有する金属
板の一方の儒＜ｔｉｉ着され、該金属板の他オの側が局
部的に審器膳板５ｃｉａｉ着されたことを特徴とする半
導体式圧力センナ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57029296A JPS58146827A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 半導体式圧力センサ |
| US06/466,125 US4563697A (en) | 1982-02-25 | 1983-02-14 | Semiconductor pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57029296A JPS58146827A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 半導体式圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58146827A true JPS58146827A (ja) | 1983-09-01 |
| JPH0119528B2 JPH0119528B2 (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=12272273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57029296A Granted JPS58146827A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 半導体式圧力センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4563697A (ja) |
| JP (1) | JPS58146827A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62165539U (ja) * | 1986-04-10 | 1987-10-21 | ||
| WO2015119103A1 (ja) * | 2014-02-05 | 2015-08-13 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光器 |
Families Citing this family (34)
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