(57)【要約】【課題】キャップに貫通孔を設けることなく、キャップの内部に配置した感圧素子により、キャップの外部の圧力を測定できる半導体圧力センサを提供する。【解決手段】半導体圧力センサ１は、周囲の圧力を検出する感圧素子１０と、感圧素子１０が搭載され、切り欠き２１が形成された基板２０と、基板２０上において感圧素子１０を被覆するキャップ３０と、を備え、基板２０とキャップ３０との間に、キャップ３０の端縁の一部を基板２０に接合する接合部４１と、キャップ３０の端縁の他の一部と基板２０とを非接合状態にする非接合部４２と、が設けられ、切り欠き２１は、非接合部４２においてキャップ３０の端縁と対向する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の圧力を検出する感圧素子と、
前記感圧素子が搭載され、切り欠きが形成された基板と、
前記基板上において前記感圧素子を被覆するキャップと、
を備え、
前記基板と前記キャップとの間に、
前記キャップの端縁の一部を前記基板に接合する接合部と、
前記キャップの端縁の他の一部と前記基板とを非接合状態にする非接合部と、
が設けられ、
前記切り欠きは、前記非接合部において前記キャップの端縁と対向する、半導体圧力センサ。
【請求項２】
前記切り欠きが複数形成された、請求項１に記載の半導体圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、感圧素子がキャップで被覆された半導体圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体圧力センサには、周囲の圧力を検知する感圧素子などをキャップにより被覆して、これらを保護しているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図５（Ａ）は、特許文献１に示されているのと同様の構成である、従来の半導体圧力センサの上面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示した従来の半導体圧力センサのＡ−Ａ断面図である。図５（Ｃ）は、キャップを取り付ける前の従来の半導体圧力センサの上面図である。なお、説明を簡略化するために、図５には感圧素子を備え、出力調整チップを備えていない半導体圧力センサを示している。
【０００４】
図５（Ｂ）に示すように、半導体圧力センサ５０１は、周囲の圧力を検出する感圧素子５１０、この感圧素子５１０が搭載された基板５２０、感圧素子５１０を被覆するキャップ５３０を備えている。図５（Ａ），図５（Ｂ）に示すように、キャップ５３０には、その上面に貫通孔（導圧孔）５３１が形成されている。キャップ５３０は、接着樹脂５４０により基板５２０に接着されている。図５（Ｃ）に示すように、接着樹脂５４０は、基板５２０の外周に沿って全周にわたり塗布されており、キャップ５３０の端縁の全周が基板５２０に接着されている。
【０００５】
半導体圧力センサ５０１の周囲の圧力（キャップの外部の気圧）は、貫通孔５３１を介して、キャップ５３０内部の感圧素子５１０に伝わる。感圧素子５１０のダイヤフラム５１１は、圧力に応じて歪み、ピエゾ抵抗素子（不図示）の抵抗値が圧力に応じて変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１９３９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の半導体圧力センサにおいて、キャップに貫通孔を設けるためには穴開け加工が必要であり、製造コストが上昇するという問題が生じる。また、キャップに貫通孔を設けると、キャップの強度が低下するという問題が生じる。さらに、図３（Ａ），図３（Ｂ）に示したようにキャップ５３０の上面に貫通孔５３１を設けると、キャップ５３０の取り付け時にこの貫通孔５３１の存在によりピックアップノズルの形状によっては、キャップ５３０を吸着できないことがある。そのため、ピックアップノズルの先端形状が限定されるという問題があった。
【０００８】
そこで、この発明は、キャップに貫通孔を設けることなく、キャップの内部に配置した感圧素子により、キャップの外部の圧力を測定できる半導体圧力センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の半導体圧力センサは、上記課題を解決し、その目的を達するために、以下のように構成している。
【００１０】
半導体圧力センサは、感圧素子と、基板と、キャップと、を備えている。感圧素子は、周囲の圧力を検出する。基板は、切り欠きが形成され、感圧素子が搭載されている。キャップは、基板上において感圧素子を被覆する。また、基板とキャップとの間には、キャップの端縁の一部を基板に接合する接合部と、キャップの端縁における他の一部と基板とを非接合状態にする非接合部と、が設けられている。切り欠きは、非接合部においてキャップの端縁と対向する。
【００１１】
この構成においては、基板に設けた切り欠きは、キャップの内外を連通する透孔として機能する。そのため、キャップの外部の圧力が切り欠きを介してキャップの内部に伝わるので、キャップに貫通孔を設けることなく、キャップの内部に配置した感圧素子により、キャップの外部の圧力を測定できる。また、キャップに貫通孔を設けていないので、ピックアップノズルの先端形状にかかわらず、キャップを吸着できる。
【００１２】
上記発明において、切り欠きが複数形成されていてもよい。切り欠きを複数設けることで、基板とキャップの間に複数の透孔を形成することになる。これにより、キャップの外部と内部の間において気体または液体の流体抵抗を小さくすることができ、キャップ外部の圧力の変動に応じて、キャップ内部の圧力が瞬時に変化する。したがって、半導体圧力センサの応答性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、キャップに貫通孔を設けることなく、キャップの内部に配置した感圧素子により、キャップの外部の圧力を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る半導体圧力センサの上面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示した半導体圧力センサのＢ−Ｂ断面図である。図１（Ｃ）は、キャップを取り付ける前の半導体圧力センサの上面図である。
【図２】図２（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る半導体圧力センサの上面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した半導体圧力センサのＣ−Ｃ断面図である。図２（Ｃ）は、キャップを取り付ける前の半導体圧力センサの上面図である。
【図３】図３（Ａ）は、従来の半導体圧力センサの上面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示した従来の半導体圧力センサのＡ−Ａ断面図である。図３（Ｃ）は、キャップを取り付ける前の従来の半導体圧力センサの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る半導体圧力センサについて説明する。半導体圧力センサは、切り欠きが形成されて感圧素子が取り付けられた基板と、感圧素子を被覆し基板に接合されたキャップと、を備えている。切り欠きは、キャップの端縁に対向するように形成されており、キャップの内外を連通する透孔として機能する。これにより、キャップに孔を設けることなく、キャップの内部に配置した感圧素子により、キャップの外部の圧力を測定できる。
【００１６】
図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る半導体圧力センサの上面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示した半導体圧力センサのＢ−Ｂ断面図である。図１（Ｃ）は、キャップを取り付ける前の半導体圧力センサの上面図である。
【００１７】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、本発明の第１実施形態に係る半導体圧力センサ１は、周囲の圧力を検出する感圧素子１０、感圧素子１０が搭載された基板２０、基板２０上において感圧素子１０を被覆するキャップ３０を備えている。
【００１８】
感圧素子１０は、接着材である接合樹脂により基板２０の中心部に接着されている。感圧素子１０のダイヤフラム１１は、圧力に応じて歪み、ピエゾ抵抗素子（不図示）の抵抗値が圧力に応じて変化する。基板２０に設けられた複数の電極は、感圧素子１０に設けられた複数の電極とワイヤによりそれぞれ接続されている。図１（Ａ）に示すように、キャップ３０には、図３に示した半導体圧力センサ５０１とは異なり、貫通孔が形成されていない。
【００１９】
基板２０には、同図における基板２０の中央下部において、基板２０の端面２０Ａから感圧素子１０の取り付け位置の直前までの間に、感圧素子１０よりも幅の狭い１つの切り欠き２１が、端面２０Ａに対して垂直に形成されている。
【００２０】
基板２０とキャップ３０との間には、接合部４１と非接合部４２が設けられている。
【００２１】
図１（Ｃ）に示すように、基板２０には、その外周に沿って、接合樹脂４０が一部を除きほぼ全周にわたり、所定の厚みとなるように帯状に塗布されている。接合樹脂４０は、キャップ３０の端縁と基板２０とを接合する接着材である。この基板２０とキャップ３０との間において、接合樹脂４０が塗布された部分を接合部４１と称する。図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示すように、キャップ３０の端縁は、接合部４２において、基板２０にほぼ当接している。
【００２２】
図１（Ｃ）に示すように、切り欠き２１の周囲には、接合樹脂４０が塗布されていない。そのため、感圧素子１０を被覆するようにキャップ３０を基板２０に取り付けたときに、キャップ３０の端縁の他の一部、すなわち、キャップ３０の端縁が切り欠き２１と対向する部分は、基板２０に接着されておらず非接合状態である。この部分が非接合部４２である。
【００２３】
非接合部４２は、上記のようにキャップ３０の端縁が基板２０に接着されておらず、切り欠き２１が接着材により封止されないので、キャップ３０の内外を連通する透孔として機能する。これにより、半導体圧力センサ１は、キャップ３０に貫通孔を設けなくても、切り欠き２１を介してキャップ３０の内部の感圧素子１０によりキャップ３０の外部の圧力（例えば周囲の媒質が空気のときには気圧）を測定できる。また、キャップ３０に貫通孔を設けていないので、キャップ３０の取り付け時にピックアップノズルの先端形状にかかわらず、キャップ３０を確実に吸着できる。
【００２４】
半導体圧力センサは、切り欠きを複数備えていてもよい。図２（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る半導体圧力センサの上面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した半導体圧力センサのＣ−Ｃ断面図である。図２（Ｃ）は、キャップを取り付ける前の半導体圧力センサの上面図である。以下の説明では、半導体圧力センサ１との相違点について主に説明する。
【００２５】
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように、本発明の第２実施形態に係る半導体圧力センサ２は、基板２０に切り欠きが２つ形成されている。すなわち、基板２０の中央下部において、基板２０の端面２０Ａから感圧素子１０の取り付け位置の直前までの間に、感圧素子１０よりも幅の狭い１つの切り欠き２１が、端面２０Ａに対して垂直に形成されている。また、基板２０の中央上部において、基板２０の端面２０Ａに対向する端面２０Ｂから感圧素子１０の取り付け位置の直前までの間に、感圧素子１０よりも幅の狭い１つの切り欠き２２が、端面２０Ｂに対して垂直に形成されている。
【００２６】
図２（Ｃ）に示すように、基板２０には、その外周に沿って、接合樹脂４０が一部を除きほぼ全周にわたり、所定の厚みとなるように帯状に塗布され、キャップ３０の端縁と基板２０とが接合されている。この部分が接合部４１である。また、切り欠き２１と切り欠き２２の周囲には、接合樹脂４０が塗布されてキャップ３０の端縁が切り欠き２１、２２と対向する部分は、基板２０に接着されておらず非接合状態である。この部分が非接合部４２である。
【００２７】
このように、切り欠きを複数設けることで、基板２０とキャップ３０の間に複数の透孔を形成することになる。これにより、キャップ３０の外部と内部の間において気体または液体の流体抵抗を小さくすることができ、キャップ外部の圧力の変動に応じて、キャップ内部の圧力が瞬時に変化する。したがって、半導体圧力センサ１の応答性を高めることができる。
【００２８】
なお、図２には、切り欠きが２つ形成された例を示したが、さらに複数の切り欠きを備えていてもよい。例えば、基板２０の各端面に切り欠きを形成して、切り欠きを４つ備えるようにすることができる。
【００２９】
以上のように、基板に切り欠きを形成して、感圧素子を被覆するキャップの端縁を、接着材で接合しない非接合部とすることで、切り欠きが透孔として機能する。したがって、半導体圧力センサでは、キャップに貫通孔を設けなくても、非接合部を介してキャップの内部の感圧素子によりキャップの外部の圧力を測定できる。
【符号の説明】
【００３０】
１，２，５０１…半導体圧力センサ
１０，５１０…感圧素子
１１，５１１…ダイヤフラム
２０，５２０…基板
２０Ａ，２０Ｂ…端面
２１，２２…切り欠き
３０，５３０…キャップ
４０，５４０…接合樹脂
４１…接合部
４２…非接合部
４３…空隙
５３１…貫通孔
【図１】
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【図２】
2014106152.tif 000004
【図３】
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