[发明专利]压力传感器装置及压力传感器装置的制造方法在审

专利信息
申请号: 201380054665.4 申请日: 2013-11-11
公开(公告)号: CN104736984A 公开(公告)日: 2015-06-24
发明(设计)人: 植松克之 申请(专利权)人: 富士电机株式会社
主分类号: G01L19/06 分类号: G01L19/06;G01L9/00;H01L29/84
代理公司: 北京铭硕知识产权代理有限公司 11286 代理人: 孙昌浩;尹淑梅
地址: 日本神奈*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 压力传感器 装置 制造 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种压力传感器装置及压力传感器装置的制造方法。

背景技术

通常,在用于汽车的压力传感器装置中,可以使用利用压阻效应的半导体压力传感器芯片作为传感器元件。该半导体压力传感器芯片具有在单晶硅等膜片上将由具有压阻效应的材料制成的多个半导体应变片桥接的构成。半导体应变片的电阻随着因压力变化而变形的膜片的变形量而变化,其变化量以电压信号的形式由桥电路提取。

图5是表示现有的压力传感器装置的构成的截面图。如图5所示,现有的压力传感器装置具有在形成于树脂壳体101的凹状的传感器安装部102内收纳了传感器单元110的构成。传感器单元110是将半导体压力传感器芯片111与玻璃底座112接合而成,通过粘接剂113将玻璃底座112侧贴片到传感器安装部102的底部。

半导体压力传感器芯片111经由键合线104与贯通树脂壳体101而一体地嵌件成型的外部导出用的引线端子(引线框架)103电连接。在树脂壳体101的内部填充有胶状保护部件105。胶状保护部件105可以使用柔软到可向半导体压力传感器芯片111传递压力的程度且耐化学药品性优异的氟胶和/或氯硅胶、硅胶等。

将半导体压力传感器芯片111、引线端子103的露出于树脂壳体101内部的部分和键合线104埋设于胶状保护部件105,利用胶状保护部件105保护它们避免粘上被测定压力介质所含的污染物质等。树脂壳体101的胶状保护部件105侧的空间部分是压力检测部,被测定压力介质接触于胶状保护部件105的表面,由此压力被施加到半导体压力传感器芯片111。

近年来,为了净化汽车尾气,不仅在发动机的进气系统中,在使尾气的一部分向进气系统再循环而提高燃烧效率的尾气再循环(EGR:Exhaust Gas Recirculation)系统等排气系统中,也可以使用如上所述的压力传感器装置。因此,压力传感器装置要求具备耐燃料性、耐化学药品性、对尾气中所含的腐蚀性物质的耐腐蚀性。

作为改善耐化学药品性和耐腐蚀性的压力传感器装置,提出了用耐腐蚀性优异的硅胶和/或氟系胶、聚对二甲苯树脂保护半导体压力传感器芯片、引线端子的露出于树脂壳体内部的部分以及键合线的装置(例如,参照下述专利文献1~4)。在下述专利文献4中,提出了能够覆盖狭窄的空隙部的方法,还通过压力锅试验进行了耐湿性的确认。

另外,作为改善响应性的压力传感器装置,提出了如下装置,即,通过利用由电绝缘且具有柔软性的氟胶(fluoro-gel)构成的保护部件来覆盖保护芯片、引脚以及键合线,并使由该氟胶构成的保护部件的汽油饱和溶胀率为7重量%以下,从而防止因溶解在保护部件中的化学药品等气化而产生气泡(例如,参照下述专利文献5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平5-223670号公报

专利文献2:日本特开平6-213742号公报

专利文献3:日本特开2004-251741号公报

专利文献4:日本特开平8-073569号公报

专利文献5:日本特开2001-153746号公报

发明内容

技术问题

然而,发明人确认了在上述的现有技术中,尾气中以气体状态存在的水、腐蚀性物质和腐蚀性物质的前驱体会渗透至胶状保护部件,到达半导体压力传感器芯片和/或引线端子、键合线而引起腐蚀所导致的故障。另外,发动机的进气系统的吸气压力为10kPa~300kPa,而排气系统的排气压力为300kPa~600kPa,通过压力传感器装置测定的压力比进气系统高。因此,在排气系统中,容易向压力传感器装置的胶状保护部件的内部压入被测定压力介质中所含的水和/或氮氧化物、硫氧化物等腐蚀性物质。

因渗透到胶状保护部件中的氮氧化物而生成硝酸,因硫氧化物而生成硫酸。这样,由于在胶状保护部件的内部生成的硝酸和/或硫酸而导致半导体压力传感器芯片和/或引线端子、键合线腐蚀从而引起故障。另外,由于排气温度为高温,所以处于腐蚀反应容易加速的环境中,有可能促进压力传感器装置的短寿命化。另外,确认了作为树脂壳体的构成材料的聚苯硫醚(PPS)对在胶状保护部件的内部生成并被浓缩的浓硫酸不具有耐性。树脂壳体发生腐蚀并溶解的情况下,存在压力传感器装置的气密性降低的顾虑。这样,与进气系统相比,排气系统的搭载环境更严酷,在仅利用胶状保护部件作为全部的防腐蚀措施的现有的进气系统压力传感器装置的结构中,由于暴露于燃料和/或化学药品、腐蚀性物质的环境中,所以存在因半导体压力传感器芯片和/或引线端子、键合线、树脂壳体被腐蚀而可靠性变差的问题。

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