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DE10316084A1 - Semiconductor pressure sensor has a tubular resin housing to which a ceramic substrate is glued, with the substrate in turn glued to a pressure sensor chip - Google Patents

Semiconductor pressure sensor has a tubular resin housing to which a ceramic substrate is glued, with the substrate in turn glued to a pressure sensor chip Download PDF

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Publication number
DE10316084A1
DE10316084A1 DE10316084A DE10316084A DE10316084A1 DE 10316084 A1 DE10316084 A1 DE 10316084A1 DE 10316084 A DE10316084 A DE 10316084A DE 10316084 A DE10316084 A DE 10316084A DE 10316084 A1 DE10316084 A1 DE 10316084A1
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DE
Germany
Prior art keywords
pressure sensor
ceramic substrate
adhesive
sensor chip
glued
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10316084A
Other languages
German (de)
Inventor
Hajime Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Semiconductor pressure sensor comprises the following: a tubular resin housing (1) with a lower side with a pressure inlet opening (1f). On the bottom or other side of the housing is a glue layer which holds a ceramic substrate to it. The other side of the ceramic substrate has a second glue layer to which a pressure sensor chip is attached. A cover covers one end of the resin housing.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Halbleiterdrucksensor.The present invention relates a semiconductor pressure sensor.

Ein herkömmlicher Halbleiterdrucksensor weist einen Halbieiterdrucksensor-Chip auf, der durch ein Anodisierungsverfahren auf einem Glasträger angebracht ist, wobei eine Oberfläche des Glasträgers, bei der es sich nicht um eine Kontaktebene des Glasträgers mit dem Halbleiterdrucksensor-Chip handelt, durch einen Die-Bonding-Prozeß mit einem Klebstoff mit einer geringen Spannung, wie Gummi, gelförmigem Siliconharz oder Epoxidharz mit einem Hauptsubstrat verbunden worden ist.A conventional semiconductor pressure sensor has a Halbieiterdrucksensor chip, by an anodization process on a glass slide is attached, wherein a surface of the glass carrier, at it is not a contact plane of the glass carrier with the semiconductor pressure sensor chip, by a die-bonding process with an adhesive with a low stress, such as rubber, gel silicone resin or epoxy resin has been connected to a main substrate.

Der Halbleiterdrucksensor-Chip weist eine Membran zum Umwandeln eines Drucks in eine Beanspruchung mit einer Druckaufnahmefläche auf der einen Seite, einem Dehnungsmeßelement und einer Elektrode auf einem Einkristall-Siliziumsubstrat auf und wandelt infolge eines Piezo-Widerstandseffektes eine Druckänderung in eine Änderung des elektrischen Widerstandes um, vgl. die nachstehend erläuterte Druckschrift.The semiconductor pressure sensor chip has a membrane for converting a pressure into a stress with a pressure receiving surface on the one hand, a strain gauge and an electrode on a single crystal silicon substrate and converts due to a Piezo-resistance effect a pressure change into a change of the electrical resistance, cf. the following explained document.

Im folgenden wird auf die Japanische Offenlegungsschrift Nr. Hei 10-332505 Seiten 2 und 3, sowie 3 Bezug genommen.Hereinafter, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-332505 pages 2 and 3, and 3 Referenced.

Bei dem dort beschriebenen Aufbau ist ein konkaver Bereich annähernd zentral auf der unteren Oberfläche eines aus Harz geformten Harzgehäuses vorgesehen, und ein Klebstoff hält einen Glasträger in dem konkaven Bereich. Wenn das Harzgehäuse somit aufgrund von Temperaturänderungen eine geringfügige Durchbiegung erfährt, tendiert der Glasträger dazu, sich entsprechend der Durchbiegung zu verformen. Um diese Verformung zu verhindern, ist es erforderlich, den Glasträger mit einer größeren Dicke herzustellen, so daß sich insofern ein Problem ergibt, als sich die Baugröße des Halbleiterdrucksensors vergrößert.In the structure described there is a concave area approximate centrally on the lower surface a resin molded resin case provided and an adhesive stops a glass slide in the concave area. If the resin case thus due to temperature changes a minor one Deflection experiences, the glass carrier tends to deform according to the deflection. Around To prevent deformation, it is necessary to use the glass slide a larger thickness produce, so that insofar as a problem arises, as the size of the semiconductor pressure sensor increased.

Die vorliegende Erfindung dient dem Zweck, die oben genannten Probleme zu lösen, und es ist Aufgabe der Erfindung, einen Halbleiterdrucksensor anzugeben, dessen Außenabmessungen verkleinert werden können.The present invention serves the Purpose to solve the above problems, and it is up to the task Invention to provide a semiconductor pressure sensor whose outer dimensions can be downsized.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, einen Halbleiterdrucksensor mit einem Drucksensor-Chip anzugeben, der selbst bei einer thermischen Verformung des Harzgehäuses eine hohe Druckmeßgenauigkeit besitzt.An advantage of the invention exists to provide a semiconductor pressure sensor with a pressure sensor chip, the even at a thermal deformation of the resin housing a high pressure measuring accuracy has.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, einen Halbleiterdrucksensor anzugeben, bei dem eine auf eine Klebstoffschicht einwirkende Scherkraft stark verringert ist und ein Drucksensor-Chip eine höhere nominale Ausgangsleistung besitzt.Another advantage of the invention is to provide a semiconductor pressure sensor in which a Shear force acting on an adhesive layer is greatly reduced and a pressure sensor chip has a higher nominal output power has.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, einen Halbleiterdrucksensor anzugeben, bei dem die Festigkeit der Haftverbindung zwischen einem Drucksensor-Chip und einem Keramiksubstrat verbessert ist, wobei ein Effekt zum Abdichten eines Druckpfades (eines Loches, durch welches der Druck entweicht) verstärkt ist.Another advantage of the invention is to provide a semiconductor pressure sensor in which the Strength of the bond between a pressure sensor chip and a ceramic substrate improved, with an effect of sealing a printing path (a hole through which the pressure escapes) is reinforced.

Ein Halbleiterdrucksensor gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf:
ein tonnenförmiges oder rohrkörperförmiges Harzgehäuse mit einer Unterseite, die an einem Bodenbereich eine Druckeinlaßbohrung aufweist, einen auf den Bodenbereich aufgebrachten ersten Klebstoff, ein Keramiksubstrat mit einer Verbindungsbohrung, die mit der Druckeinlaßbohrung in Verbindung steht, wobei eine Stirnfläche durch den ersten Klebstoff gebondet ist, und einen Drucksensor-Chip zum Umwandeln eines durch die Verbindungsbohrung und die Druckeinlaßbohrung eingeleiteten Druckes in eine Beanspruchung, wobei der Drucksensor-Chip durch einen zweiten Klebstoff an das Keramiksubstrat gebondet ist.A semiconductor pressure sensor according to the present invention comprises:
a barrel-shaped or tubular body-shaped resin case having a bottom surface having a pressure inlet bore at a bottom portion, a first adhesive applied to the bottom portion, a ceramic substrate having a communicating bore communicating with the pressure inlet bore, an end surface being bonded by the first adhesive, and a pressure sensor chip for converting a pressure introduced through the communication bore and the pressure inlet bore into a stress, wherein the pressure sensor chip is bonded to the ceramic substrate by a second adhesive.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen inThe invention will be below, too in terms of further features and advantages, based on the description of exemplary embodiments and explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The Drawings show in

1 eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 a perspective view of a semiconductor pressure sensor according to a first embodiment of the present invention.

2 eine Querschnittansicht des Halbleiterdrucksensors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. 2 a cross-sectional view of the semiconductor pressure sensor according to the first embodiment of the invention.

3 eine Querschnittansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. 3 a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor according to a second embodiment of the invention.

4 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. 4 a partially sectioned view of a semiconductor pressure sensor according to a third embodiment of the invention.

5 eine Querschnittansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. 5 a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor according to a fourth embodiment of the invention.

Erste AusführungsformFirst embodiment

Im nachfolgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterdrucksensors, und 2 ist eine Querschnittansicht des Halbleiterdrucksensors.In the following, with reference to the 1 and 2 A first embodiment of the present invention is described. 1 FIG. 15 is a perspective view of a semiconductor pressure sensor; and FIG 2 FIG. 12 is a cross-sectional view of the semiconductor pressure sensor. FIG.

In diesen Figuren ist ein Harzgehäuse 1 mit einem rohrkörperförmigen Bereich 1b mit einem offenen Ende 1a, einem Bodenbereich 1c, in den der rohrkörperförmige Bereich 1b übergeht, und einem Nippel 1e, der von dem weiteren Ende 1d vorsteht, ausgebildet, wobei eine Druckeinlaßbohrung 1f zum Schaffen einer Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Harzgehäuses 1 eingebracht ist.In these figures, a resin case 1 with a tubular body-shaped area 1b with an open end 1a a floor area 1c in which the tubular body-shaped area 1b goes over, and a nipple 1e from the far end 1d projecting, formed, wherein a pressure inlet bore 1f for providing a connection between the inside and the outside of the resin case 1 is introduced.

Das Harzgehäuse 1 ist einstückig mit Leitungen 2 geformt, die den rohrkörperförmigen Bereich 1b durchsetzen, wobei das eine Ende 2a in der Art eines Buchstaben L von dem rohrkörperförmigen Bereich 1b vorsteht, und das andere Ende 2b auf dem Bodenbereich 1c freiliegt.The resin case 1 is integral with cables 2 shaped, which is the tubular body-shaped area 1b enforce, with one end 2a in the manner of a letter L of the tubular body portion 1b protrudes, and the other end 2 B on the floor area 1c exposed.

Ein erster Klebstoff 3 aus Epoxidharz ist auf den Bodenbereich 1c aufgebracht. Ein Keramiksubstrat 4 weist eine Stirnfläche 4a auf, die nur an dem äußeren Umfangsrand mit dem Klebstoff 3 gebondet ist, und weist einen Mittelbereich 4b auf, der nicht mit dem Klebstoff 3 gebondet ist. Des weiteren ist ein zweiter Klebstoff 5 aus Epoxidharz auf die weitere Stirnfläche 4c des Keramiksubstrats 4 nur auf deren äußeren Umfangsrand aufgetragen, wobei ein aus einem Einkristall-Siliziumsubstrat bestehender Drucksensor-Chip 6 mit dem Klebstoff 5 gebondet ist.A first glue 3 made of epoxy resin is on the floor area 1c applied. A ceramic substrate 4 has an end face 4a on, only at the outer peripheral edge with the adhesive 3 is bonded, and has a central area 4b on, not with the glue 3 is bonded. Furthermore, a second adhesive 5 made of epoxy resin on the other end face 4c of the ceramic substrate 4 applied only on the outer peripheral edge, wherein a consisting of a single-crystal silicon substrate pressure sensor chip 6 with the glue 5 is bonded.

Dieser Drucksensor-Chip 6 besteht aus einem dünnen Membranbereich 6a, der dem Keramiksubstrat 4 gegenüberliegt, und einem vom Umfang dieses Membranbereichs 6a auf das Keramiksubstrat 4 hin vorspringenden Bundbereich 6b, wobei die gesamte Oberfläche einer Stirnfläche 6c dieses Bundbereiches 6b mit der weiteren Stirnfläche 4c des Keramiksubstrats 4 mit dem Klebstoff 5 gebondet ist.This pressure sensor chip 6 consists of a thin membrane area 6a which is the ceramic substrate 4 opposite, and one of the circumference of this membrane area 6a on the ceramic substrate 4 towards the projecting waistband area 6b where the entire surface of an end face 6c this waistband area 6b with the other end face 4c of the ceramic substrate 4 with the glue 5 is bonded.

Ein Meßdruck wird durch die Verbindungsbohrung 4d des Keramiksubstrats 4 und die Druckeinlaßbohrung 1f in einen Hohlraum 7 eingeleitet, der von dem Membranbereich 6a und dem Bundbereich 6b umgeben ist. Eine auf dem Drucksensor-Chip 6 vorgesehene Elektrode (nicht gezeigt) ist mit dem weiteren Ende 2b der Leitung 2 mit einem Bondingdraht 8 gebondet. Das eine Ende 1a des Harzgehäuses 1 ist von einer Abdeckung 9 bedeckt, und das Innere des Harzgehäuses 1 steht über eine durch die Abdeckung 9 hindurch ausgebildete Verbindungsbohrung 9a mit der Außenseite in Verbindung.A measuring pressure is through the connecting hole 4d of the ceramic substrate 4 and the pressure inlet hole 1f in a cavity 7 introduced from the membrane area 6a and the waistband area 6b is surrounded. One on the pressure sensor chip 6 provided electrode (not shown) is with the other end 2 B the line 2 with a bonding wire 8th bonded. The one end 1a of the resin case 1 is from a cover 9 covered, and the inside of the resin housing 1 stands over one through the cover 9 formed through connecting hole 9a in contact with the outside.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau wird ein Meßdruck durch die Druckeinlaßbohrung 1f des Nippels 1e und die Verbindungsbohrung 4d des Keramiksubstrats 4 in den Hohlraum 7 eingeleitet, der von dem Membranbereich 6a und dem Bundbereich 6b des Drucksensor-Chip 6 umgeben ist. Eine dem Druck entsprechende Spannung tritt am Membranbereich 6a auf und wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, das über den Bondingdraht 8 und die Leitung 2 ausgegeben wird. Hierbei ist das Keramiksubstrat 4, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten ähnlich dem von Silizium als dem Material für den Drucksensor-Chip 6 besitzt, zwischen dem Harzgehäuse 1 und dem Drucksensor-Chip 6 angeordnet.In the construction described above, a measuring pressure through the pressure inlet bore 1f of the nipple 1e and the connection hole 4d of the ceramic substrate 4 in the cavity 7 introduced from the membrane area 6a and the waistband area 6b the pressure sensor chip 6 is surrounded. A pressure corresponding to the pressure occurs at the membrane area 6a and is converted into an electrical signal via the bonding wire 8th and the line 2 is issued. Here, the ceramic substrate 4 that has a thermal expansion coefficient similar to that of silicon as the material for the pressure sensor chip 6 own, between the resin case 1 and the pressure sensor chip 6 arranged.

Bei einer thermischen Verformung des Harzgehäuses 1 wird eine thermische Beanspruchung des Harzgehäuses 1 durch das Keramiksubstrat 4 abgebaut, um eine Spannung des Membranbereichs 6a im Drucksensor-Chip 6 zu unterdrücken, so daß die Druckmeßgenauigkeit des Membranbereichs 6a stark erhöht wird. Da das Keramiksubstrat 4 selbst mit einer geringen Dicke ausgebildet ist, ist die Höhe des auf dem Bodenbereich 1c des Harzgehäuses 1 befindlichen Drucksensor-Chips 6 verringert, was es ermöglicht, die Vorrichtung zu miniaturisieren.In a thermal deformation of the resin case 1 becomes a thermal stress of the resin case 1 through the ceramic substrate 4 degraded to a tension of the membrane area 6a in the pressure sensor chip 6 to suppress, so that the Druckmeßgenauigkeit the membrane area 6a is greatly increased. Because the ceramic substrate 4 Even with a small thickness is formed, the height of the floor area 1c of the resin case 1 located pressure sensor chips 6 reduces, which makes it possible to miniaturize the device.

Zweite AusführungsformSecond embodiment

Im nachfolgenden wird unter Bezugnahme auf 3 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 ist eine Querschnittansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. In 3 weist das Harzgehäuse 1 eine Stirnfläche 1g auf der Unterseite in der Druckeinlaßbohrung 1f auf, welche mit einem konkaven Bereich 1h ausgebildet ist, der auf der Unterseite tiefer als die Stirnfläche 1g ist und den Umfang der Stirnfläche 1g auf der Unterseite in der Druckeinlaßbohrung 1f ringartig einfaßt.In the following, with reference to 3 A second embodiment of the present invention is described. 3 FIG. 12 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor according to the second embodiment of the invention. FIG. In 3 has the resin case 1 an end face 1g on the bottom in the pressure inlet hole 1f on which with a concave area 1h is formed, which is deeper on the bottom than the end face 1g is and the perimeter of the face 1g on the bottom in the pressure inlet hole 1f bordered like a ring.

Der konkave Bereich 1h ist mit dem aus Silicon bestehenden Klebstoff 3 beschichtet, welcher Kügelchen 3a enthält, deren Durchmesser größer als die Tiefe dieses konkaven Bereichs 1h ist. Infolgedessen wird verhindert, daß der Klebstoff zum Bonden des Harzgehäuses 1 mit dem Keramiksubstrat 4 mit einer ungleichmäßigen Dicke aufgetragen wird, so daß bei einer thermischen Verformung des Harzgehäuses 1 eine gleichförmige Beanspruchung auf das Keramiksubstrat 4 aufgebracht wird.The concave area 1h is with the silicone adhesive 3 coated, which beads 3a contains, whose diameter is greater than the depth of this concave area 1h is. As a result, it is prevented that the adhesive for bonding the resin case 1 with the ceramic substrate 4 is applied with a non-uniform thickness, so that at a thermal deformation of the resin housing 1 a uniform stress on the ceramic substrate 4 is applied.

Des weiteren ist der Klebstoff 5 aus Silicon nur auf den äußeren Umfangsrand der weiteren Stirnfläche 4c des Keramiksubstrats 4 aufgetragen und mit dem aus einem Einkristall-Siliziumsubstrat bestehenden Drucksensor-Chip 6 gebondet. Die Stirnfläche 6c des Bundbereichs 6b dieses Drucksensor-Chips 6 ist mit der weiteren Stirnfläche 4c des Keramiksubstrats 4 mit dem Klebstoff 5 gebondet.Furthermore, the glue is 5 made of silicone only on the outer peripheral edge of the other end face 4c of the ceramic substrate 4 and coated with the single-crystal silicon substrate pressure sensor chip 6 bonded. The face 6c of the waistband area 6b this pressure sensor chip 6 is with the other end face 4c of the ceramic substrate 4 with the glue 5 bonded.

Da bei dem oben beschriebenen Aufbau der Klebstoff 3 aus Silicon in dem konkaven Bereich 1h aufgetragen ist, wird bei einer thermischen Verformung des Harzgehäuses 1 eine Spannung des Harzgehäuses 1 durch den Klebstoff 3 aus Silicon gepuffert bzw. absorbiert. Da des weiteren der Drucksensor-Chip 6 mit dem Klebstoff 5 aus Silicon auf das Keramiksubstrat 4 gebondet ist, wird bei einer thermischen Verformung des Harzgehäuses 1 eine thermische Beanspruchung durch die Klebstoffe 3, 5 und das Keramiksubstrat 4 abgebaut, so daß die Druckmeßgenauigkeit des Drucksensor-Chips 6 stark erhöht wird.Since in the structure described above, the adhesive 3 of silicone in the concave area 1h is applied, at a thermal deformation of the resin case 1 a voltage of the resin case 1 through the glue 3 buffered or absorbed from silicone. Furthermore, the pressure sensor chip 6 with the glue 5 made of silicone on the ceramic substrate 4 Bonded is at a thermal deformation of the resin case 1 a thermal stress by the adhesives 3 . 5 and the ceramic substrate 4 degraded, so that the pressure measurement accuracy of the pressure sensor chip 6 is greatly increased.

Des weiteren enthält der Klebstoff 3 Kügelchen 3a, deren Durchmesser größer als die Tiefe des konkaven Bereichs 1h ist, so daß eine Stirnfläche 4a des Keramiksubstrats 4 zuverlässig von der Stirnfläche 1g auf der Unterseite in der Druckeinlaßbohrung 1f getrennt ist, so daß eine unmittelbare Einwirkung der thermischen Beanspruchung des Harzgehäuses 1 auf das Keramiksubstrat 4 verhindert wird.Furthermore, the adhesive contains 3 globule 3a whose diameter is greater than the depth of the concave area 1h is, so that a face 4a of the ceramic substrate 4 reliable from the face 1g on the bottom in the pressure inlet hole 1f is separated, so that an immediate effect of the thermal stress of the resin housing 1 on the ceramic substrate 4 is prevented.

Dritte AusführungsformThird embodiment

Im nachfolgenden wird unter Bezugnahme auf 4 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 4 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung. In 4 besteht der Klebstoff 3 aus Silicon, das Kügelchen 3a mit einem Durchmesser von 100 μm bis 300 μm enthält, so daß die Dicke des Klebstoffs 3 durch die Kügelchen 3a auf einen Bereich von 100 bis 300 μm beschränkt ist. Der Klebstoff 5 besteht aus Silicon, das keine Kügelchen enthält. Hierbei besitzt das Keramiksubstrat 4 einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der von demjenigen des Harzgehäuses 1 verschieden ist.In the following, with reference to 4 A third embodiment of the present invention is described. 4 FIG. 16 is a partial sectional view of a semiconductor pressure sensor according to the third embodiment of the invention. FIG. In 4 is the glue 3 made of silicone, the beads 3a Contains a diameter of 100 microns to 300 microns, so that the thickness of the adhesive 3 through the beads 3a is limited to a range of 100 to 300 microns. The adhesive 5 is made of silicone that contains no beads. Here, the ceramic substrate has 4 a thermal expansion coefficient of that of the resin case 1 is different.

Wenn das Keramiksubstrat 4 mit dem Harzgehäuse 1 durch den Klebstoff 3 aus Silicon gebondet ist, der einen niedrigen Elastizitätsmodul besitzt, wird eine am Keramiksubstrat 4 entstehende Spannung direkt proportional zur dritten Potenz der Klebstoffdicke t verringert. Mit einer zunehmenden Dicke t des Klebstoffs 3 erhöht sich selbst bei Beaufschlagung eines gleichen Druckes eine Scherbeanspruchung, die auf eine Grenzfläche mit dem Harzgehäuse 1 einwirkt, so daß sich die Wahrscheinlichkeit eines Abscherens des Harzgehäuses 1 und des Klebstoffs 3 an dieser Grenzfläche erhöht.When the ceramic substrate 4 with the resin case 1 through the glue 3 made of silicone having a low elastic modulus becomes one on the ceramic substrate 4 resulting voltage directly proportional to the third power of the adhesive thickness t reduced. With an increasing thickness t of the adhesive 3 Even when a pressure is applied to the same, a shear stress on an interface with the resin case increases 1 acts, so that the likelihood of shearing the resin case 1 and the adhesive 3 increased at this interface.

Daher wird die Dicke des Klebstoffs 3 durch die Kügelchen 3a mit einem Durchmesser von 100 bis 300 μm auf innerhalb eines Bereiches von 100 bis 300 μm beschränkt, so daß verhindert wird, daß ein Abscheren an der Grenzfläche zwischen dem Harzgehäuse 1 und dem Klebstoff 3 stattfindet.Therefore, the thickness of the adhesive 3 through the beads 3a having a diameter of 100 to 300 microns limited within a range of 100 to 300 microns, so that it is prevented that a shearing at the interface between the resin housing 1 and the glue 3 takes place.

Andererseits besteht der Klebstoff 5 aus Silicon, das keine Kügelchen enthält, und besitzt einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Daher ist die Dicke des Klebstoffs 5 auf ca. 50 μm verringert, ohne Kügelchen zu enthalten, so daß die elektrischen Merkmale des Drucksensor-Chips 6 stabilisiert werden. Darüber hinaus unterliegt eine Klebstoffschicht bei Druckeinwirkung einer Druck- oder Zugkraft, so daß eine Scherkraft auf die Klebstoffschicht stark verringert wird. Auf diese Weise kann die Scherkraft auf die Klebstoffschichten im Fall der Klebstoffe 3 und 5 stark verringert werden, so daß die nominale Ausgangsleistung des Drucksensor-Chips verbessert werden kann.On the other hand, there is the glue 5 Made of silicone, which contains no beads, and has a low thermal expansion coefficient. Therefore, the thickness of the adhesive is 5 reduced to about 50 microns, without containing beads, so that the electrical characteristics of the pressure sensor chip 6 be stabilized. In addition, an adhesive layer under pressure is subjected to a compressive or tensile force, so that a shearing force on the adhesive layer is greatly reduced. In this way, the shearing force on the adhesive layers in the case of the adhesives 3 and 5 can be greatly reduced, so that the nominal output of the pressure sensor chip can be improved.

Vierte AusführungsformFourth embodiment

Im nachfolgenden wird unter Bezugnahme auf 5 eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 5 ist eine Querschnittansicht eines Halbleiterdrucksensors gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung. InIn the following, with reference to 5 A fourth embodiment of the present invention is described. 5 FIG. 12 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor according to the fourth embodiment of the invention. FIG. In

5 besitzt das Keramiksubstrat 4 eine größere Außenumfangsabmessung als der Bundbereich 6b des Drucksensor-Chips 6, so daß eine große Klebefläche zwischen dem Keramiksubstrat 4 und dem Harzgehäuse 1 zur Verfügung gestellt wird. 5 owns the ceramic substrate 4 a larger outer peripheral dimension than the waistband area 6b of the pressure sensor chip 6 , so that a large adhesive surface between the ceramic substrate 4 and the resin case 1 is made available.

Beim Bonden des Drucksensor-Chips 6 auf das Keramiksubstrat 4 kann die gebondete Breite 1,5 mm oder mehr betragen, so daß die Festigkeit der Haftverbindung zwischen dem Drucksensor-Chip 6 und dem Keramiksubstrat 4 verbessert wird und ein verbesserter Abdichteffekt zum Bilden eines Druckpfades erzeugt wird, d.h. die Bildung von Löchern verhindert wird, durch welche Druck zur Verklebungsgrenzfläche mit dem Keramiksubstrat hin entweicht.When bonding the pressure sensor chip 6 on the ceramic substrate 4 For example, the bonded width may be 1.5 mm or more, so that the strength of the bond between the pressure sensor chip 6 and the ceramic substrate 4 is improved and an improved sealing effect is generated for forming a printing path, that is, the formation of holes is prevented, through which pressure escapes to the bonding interface with the ceramic substrate.

Mit der vorliegenden Erfindung wird gemäß der obenstehenden Beschreibung ein Halbleiterdrucksensor angegeben, welcher folgendes aufweist: ein rohrkörperförmiges Harzgehäuse mit einer Unterseite, die an einem Bodenbereich eine Druckeinlaßbohrung aufweist, wobei das eine Ende offen ist; einen auf den Bodenbereich aufgebrachten ersten Klebstoff; ein Keramiksubstrat mit einer Verbindungsbohrung, die mit der Druckeinlaßbohrung in Verbindung steht, wobei eine Stirnfläche durch den ersten Klebstoff gebondet ist; einen auf die weitere Stirnfläche des Keramiksubstrats aufgebrachten zweiten Klebstoff; einen Drucksensor-Chip zum Umwandeln eines durch die Verbindungsbohrung und die Druckeinlaßbohrung eingeleiteten Druckes in eine Beanspruchung, wobei der Drucksensor-Chip durch den zweiten Klebstoff mit dem Keramiksubstrat gebondet ist; und eine Abdeckung zum Bedecken des einen Endes des Harzgehäuses.With the present invention is according to the above Described a semiconductor pressure sensor, which is the following comprising: a tubular body-shaped resin case with a bottom, which at a bottom portion of a pressure inlet bore having one end open; one on the floor area applied first adhesive; a ceramic substrate having a connection bore, the with the pressure inlet hole communicating with an end face through the first adhesive is bonded; a second applied to the further end face of the ceramic substrate second Adhesive; a pressure sensor chip for converting one through the Connecting bore and the pressure inlet bore initiated pressure in a stress, wherein the pressure sensor chip through the second Adhesive is bonded to the ceramic substrate; and a cover for covering the one end of the resin case.

Somit wird eine thermische Beanspruchung auf das Harzgehäuse durch das Keramiksubstrat abgebaut, so daß der Drucksensor-Chip eine höhere Druckmeßgenauigkeit besitzt. Da die Dicke des Keramiksubstrats selbst verringert ist, besitzt der auf dem Bodenbereich des Harzgehäuses befindliche Drucksensor-Chip eine geringere Bauhöhe, so daß die Vorrichtung miniaturisiert wird.Thus, a thermal stress on the resin case degraded by the ceramic substrate, so that the pressure sensor chip a higher pressure measurement accuracy has. Since the thickness of the ceramic substrate itself is reduced, has the pressure sensor chip located on the bottom portion of the resin case a lower height, So that the Device is miniaturized.

Claims (4)

Halbleiterdrucksensor, welcher folgendes aufweist: ein rohrkörperförmiges Harzgehäuse (1) mit einer Unterseite, die an einem Bodenbereich (1c) eine Druckeinlaßbohrung aufweist, wobei das eine Ende offen ist; einen auf den Bodenbereich (1c) aufbrachten ersten Klebstoff (3); ein Keramiksubstrat (4) mit einer Verbindungsbohrung (4d), die mit der Druckeinlaßbohrung (1f) in Verbindung steht, wobei die eine Stirnfläche durch den ersten Klebstoff (3) gebondet ist; einen auf die andere Stirnfläche des Keramiksubstrats (4) aufgebrachten zweiten Klebstoff (5); einen Drucksensor-Chip (6) zum Umwandeln eines durch die Verbindungsbohrung (4d) und die Druckeinlaßbohrung (1f) eingeleiteten Druckes in eine Beanspruchung, wobei der Drucksensor-Chip (6) durch den zweiten Klebstoff (5) auf das Keramiksubstrat (4) gebondet ist; und eine Abdeckung (a) zum Bedecken des einen Endes des Harzgehäuses (1).A semiconductor pressure sensor comprising: a tubular body-shaped resin housing ( 1 ) with a bottom which is attached to a floor area ( 1c ) has a pressure inlet bore, wherein the one end is open; one on the ground area ( 1c ) applied first adhesive ( 3 ); a ceramic substrate ( 4 ) with a connection bore ( 4d ) connected to the pressure inlet bore ( 1f ), wherein the one end face through the first adhesive ( 3 ) is bonded; one on the other end face of the ceramic substrate ( 4 ) applied second adhesive ( 5 ); a pressure sensor chip ( 6 ) for converting one through the connecting bore ( 4d ) and the pressure inlet bore ( 1f ) introduced pressure into a stress, wherein the pressure sensor chip ( 6 ) through the second adhesive ( 5 ) on the ceramic substrate ( 4 ) is bonded; and a cover (a) for covering the one end of the resin case (Fig. 1 ). Halbleiterdrucksensorchip nach Anspruch 1, wobei der erste Klebstoff (3) und der zweite Klebstoff (5) aus Silicon gefertigt sind.A semiconductor pressure sensor chip according to claim 1, wherein said first adhesive ( 3 ) and the second adhesive ( 5 ) are made of silicone. Halbleiterdrucksensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Klebstoff (3) aus Silicon gefertigt ist, das Kügelchen von mit einem Durchmesser von 100 μm bis 300 μm enthält, und der zweite Klebstoff (5) aus Silicon gefertigt ist, das keine Kügelchen enthält.A semiconductor pressure sensor according to claim 1 or 2, wherein the first adhesive ( 3 ) is made of silicone containing globules of from 100 μm to 300 μm in diameter, and the second adhesive ( 5 ) is made of silicone containing no beads. Halbleiterdrucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Keramiksubstrat (4) eine größere Außenabmessung als der Drucksensor-Chip (6) besitzt.A semiconductor pressure sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein said ceramic substrate ( 4 ) has a larger outer dimension than the pressure sensor chip ( 6 ) owns.
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