差压传感器芯片、差压发送器以及差压传感器芯片的制造方法技术

差压传感器芯片(2)包括：第1以及第2压力导入孔(21_1、21_2)；第1以及第2膜片(23_1、23_2)，其覆盖第1以及第2压力导入孔地形成；凹状的第1以及第2凹部(24_1、24_2)，其隔着第1以及第2膜片而与第1以及第2压力导入孔分别面对面配置；第1连通路(25)，其使第1凹部和第1膜片之间的腔室与第2凹部和第2膜片之间的腔室连通；压力传递物质导入路(26)，在其一端具有开口部，其另一端与第1连通路连结；压力传递物质(27)，其填充于第1连通路、两个上述腔室以及压力传递物质导入路；以及由金属构成的密封构件(7)，其在形成于压力传递物质导入路的开口部的表面的金属层(9)上堵塞凹部地形成。

Manufacturing methods of differential pressure sensor chip, differential pressure transmitter and differential pressure sensor chip

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】差压传感器芯片、差压发送器以及差压传感器芯片的制造方法
本专利技术涉及检测两个以上的流体压力的差的差压传感器芯片、使用上述差压传感器芯片的差压发送器、以及上述差压传感器芯片的制造方法。
技术介绍
以往，作为在各种工艺系统中测量两个以上的流体压力的差的设备，已知有差压发送器(差压传送器)。作为差压发送器的一个形态，有如下设备：具有由半导体膜构成的第1膜片和第2膜片，将施加至各个膜片的压力差变换为压阻元件的电阻值的变化，将基于该电阻值的变化的电信号作为压力的测量结果而输出。作为差压发送器，例如，已知有使用如下构造的传感器芯片的膜片并列配置型的差压发送器：在半导体芯片内，在平面方向上排列形成由形成有压阻元件的半导体膜构成的第1膜片和第2膜片，而且利用连通路将形成于各个膜片的正上方的两个腔室相互在空间上连接(例如，参照专利文献1、2)。在膜片并列配置型的差压发送器中，一般为了使施加至一个膜片的压力传递至另一个膜片，用压力传递物质(油)充满两个腔室以及连通路。作为该油的以往的封入方法，将作为金属构件的油填充用管粘接于传感器芯片，将油从油填充用管封入至传感器芯片内之后，将油填充用管的顶端压瘪，通过焊接或者焊料进行密封的手法(例如，参照专利文献3。)。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开昭53-20956号公报【专利文献2】日本特开平5-22949号公报【专利文献3】日本特开2003-194649号公报
技术实现思路
【专利技术要解决的问题】然而，封入于差压发送器的传感器芯片的油因传感器芯片的周围环境的变化而膨胀或者收缩。例如，在温度在-40℃～110℃的范围变化时，传感器芯片内的膜片即使在未从检测对象的流体被施加压力的情况下，也因油的膨胀或者收缩而变形。当在像这样膜片由于油的膨胀或者收缩而变形的状态下压力从检测对象的流体施加至膜片的情况下，有作为差压发送器的压力的检测灵敏度下降、及由于在膜片中产生过大的应力而导致膜片损坏之虞。因而，为了不易受到因导入于传感器芯片内的油的热而导致的膨胀或者收缩的影响，最好使封入于传感器芯片的油的量尽可能少。然而，使用专利文献3所公开的手法而导入有油的传感器芯片具有用由金属构成的油填充用管(金属部件)密封传感器芯片的油导入孔的构造，所以油不仅填充于两个腔室以及连通路，还填充在油填充用管内。因此，填充于传感器内的总油量变多，有招致上述压力的检测灵敏度下降及膜片损坏之虞。另外，在专利文献3所公开的手法中，填充在传感器芯片内的油量取决于油填充用管的设计公差及用于将油填充用管固定于传感器芯片的粘接剂所具有的粘接面积的控制性。因此，控制油量并非是容易的。进而，在使用油填充用管的情况下，在将油填充用管固定于芯片时，其顶端部从芯片的表面突出。因而，油填充用管在晶圆工艺、封装工序等中成为物理障碍，对差压发送器的制造工序产生制约。例如，制造工序的顺序如下面那样被制约：从晶圆切出各个传感器芯片，进行接合工序、引线键合工序等之后，将油填充用管粘接于各传感器芯片，进行油的封入。其结果，在削减差压发送器的制造成本方面不利。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，本专利技术的目的在于以更低的成本实现具备封入有必要足够的量的压力传递物质的膜片并列配置型的差压传感器芯片的差压发送器。【解决问题的技术手段】本专利技术的差压传感器芯片检测测量对象的流体的压力差，其特征在于，具有：第1基部(20)，其具有第1主面(20a)、与第1主面相反一侧的第2主面(20b)、以及分别向第1主面和第2主面开口的第1压力导入孔(21_1)以及第2压力导入孔(21_2)；半导体膜(23)，其设置在第1基部的第2主面上；以及第2基部(22)，其具有第3主面、以及与第3主面(22a)相反一侧的第4主面(22b)，第3主面接合在半导体膜上，半导体膜包括：第1膜片(23_1)，其形成为覆盖第1压力导入孔的一端；第2膜片(23_2)，其形成为覆盖第2压力导入孔的一端；第1应变片(230_1)，其设置于第1膜片，构成为检测测量对象的流体的压力；以及第2应变片(230_2)，其设置于第2膜片，构成为检测测量对象的流体的压力，第2基部包括：第1凹部(24_1)，其形成于第3主面的隔着第1膜片而与第1压力导入孔面对面的位置，与第1膜片一起形成第1腔室(28_1)；第2凹部(24_2)，其形成于第3主面的隔着第2膜片而与第2压力导入孔面对面的位置，与第2膜片一起形成第2腔室(28_2)；第1连通路(25)，其将第1腔室与第2腔室连通；压力传递物质导入路(26)，其包括形成于第4主面的第3凹部(260)和将第3凹部与第1连通路连通的第2连通路(261)；金属层(9)，其形成于第3凹部的表面；压力传递物质(27)，其填充于第1腔室、第2腔室、第1连通路以及压力传递物质导入路；以及由金属构成的密封构件(7)，其在金属层上密封第3凹部。在上述差压传感器芯片中，第3凹部也可以为形成于第4主面的半球面状的孔。在上述差压传感器芯片中，密封构件也可以由在第3凹部内熔化的金属材料构成。在上述差压传感器芯片中，金属材料也可以包含金。本专利技术的差压发送器(100)的特征在于，具备：本专利技术的差压传感器芯片(2)；基台(1)，其具有第5主面、与第5主面(1a)相反一侧的第6主面(1b)以及分别向第5主面和第6主面开口的第1流体压力导入孔(11_1)以及第2流体压力导入孔(11_2)；第3膜片(10_1)，其设置在基台的第5主面上，覆盖第1流体压力导入孔的一端；第4膜片(10_2)，其设置在基台的第5主面上，覆盖第2流体压力导入孔的一端；以及支承基板(3)，其具有第7主面(3a)、与第7主面相反一侧的第8主面(3b)以及分别向第7主面以及第8主面开口的第1贯通孔(30_1)以及第2贯通孔(30_2)，第7主面固定在基台上，第8主面接合于第1基部的第1主面，支承差压传感器芯片，第1流体压力导入孔与第1贯通孔连通，第2流体压力导入孔与第2贯通孔连通。【专利技术的效果】根据本专利技术，能够以更低的成本实现具备封入有必要足够的量的压力传递物质的膜片并列配置型的差压传感器芯片的差压发送器。附图说明图1为表示具备本专利技术的一个实施方式的差压传感器芯片的差压发送器的结构的图。图2A为表示差压传感器芯片的油导入路周边的示意性的构造的截面图。图2B为表示差压传感器芯片的油导入路周边的示意性的构造的俯视图。图2C为表示差压传感器芯片的油导入路周边的示意性的构造的立体图。图3A为表示差压传感器芯片的制造方法中的芯片制作工序的图。图3B为表示差压传感器芯片的制造方法中的芯片制作工序的图。图3C为表示差压传感器芯片的制造方法中的芯片制作工序的图。图3D为表示差压传感器芯片的制造方法中的芯片制作工序的图。图3E为表示差压传感器芯片的制造方法中的芯片制作工序的图。图3F为表示差压传感器芯片的制造方法中的芯片制作工序的图。图3G为表示差压传感器芯片的制造方法中的芯片制作工序的图。图3H为表示差压传感器芯片的制造方法中的芯片制作工序的图。图4A为表示差压传感器芯片的制造方法中的油封入工序的图。图4B为表示差压传感器芯片的制造方法中的油封入工序的图。图4C为表示差压传感器芯片的制造方法中的油封入工序的图。图4D为表示差压传感器芯片的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差压传感器芯片，其特征在于，具有：第1基部，其具有第1主面、与所述第1主面相反一侧的第2主面、以及分别向所述第1主面和所述第2主面开口的第1压力导入孔以及第2压力导入孔；半导体膜，其设置在所述第1基部的所述第2主面上；以及第2基部，其具有第3主面、以及与所述第3主面相反一侧的第4主面，所述第3主面接合在所述半导体膜上，所述半导体膜包括：第1膜片，其构成为覆盖所述第1压力导入孔的一端；第2膜片，其构成为覆盖所述第2压力导入孔的一端；第1应变片，其设置于所述第1膜片，构成为检测测量对象的流体的压力；以及第2应变片，其设置于所述第2膜片，构成为检测所述测量对象的流体的压力，所述第2基部包括：第1凹部，其形成于所述第3主面的隔着所述第1膜片而与所述第1压力导入孔面对面的位置，与所述第1膜片一起形成第1腔室；第2凹部，其形成于所述第3主面的隔着所述第2膜片而与所述第2压力导入孔面对面的位置，与所述第2膜片一起形成第2腔室；第1连通路，其将所述第1腔室与所述第2腔室连通；压力传递物质导入路，其包括形成于所述第4主面的第3凹部、和将所述第3凹部与所述第1连通路连通的第2连通路；金属层，其形成于所述第3凹部的表面；压力传递物质，其填充于所述第1腔室、所述第2腔室、所述第1连通路以及所述压力传递物质导入路；以及由金属构成的密封构件，其在所述金属层上密封所述第3凹部。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.22 JP 2017-0561901.一种差压传感器芯片，其特征在于，具有：第1基部，其具有第1主面、与所述第1主面相反一侧的第2主面、以及分别向所述第1主面和所述第2主面开口的第1压力导入孔以及第2压力导入孔；半导体膜，其设置在所述第1基部的所述第2主面上；以及第2基部，其具有第3主面、以及与所述第3主面相反一侧的第4主面，所述第3主面接合在所述半导体膜上，所述半导体膜包括：第1膜片，其构成为覆盖所述第1压力导入孔的一端；第2膜片，其构成为覆盖所述第2压力导入孔的一端；第1应变片，其设置于所述第1膜片，构成为检测测量对象的流体的压力；以及第2应变片，其设置于所述第2膜片，构成为检测所述测量对象的流体的压力，所述第2基部包括：第1凹部，其形成于所述第3主面的隔着所述第1膜片而与所述第1压力导入孔面对面的位置，与所述第1膜片一起形成第1腔室；第2凹部，其形成于所述第3主面的隔着所述第2膜片而与所述第2压力导入孔面对面的位置，与所述第2膜片一起形成第2腔室；第1连通路，其将所述第1腔室与所述第2腔室连通；压力传递物质导入路，其包括形成于所述第4主面的第3凹部、和将所述第3凹部与所述第1连通路连通的第2连通路；金属层，其形成于所述第3凹部的表面；压力传递物质，其填充于所述第1腔室、所述第2腔室、所述第1连通路以及所述压力传递物质导入路；以及由金属构成的密封构件，其在所述金属层上密封所述第3凹部。2.根据权利要求1所述的差压传感器芯片，其特征在于，所述第3凹部为形成于所述第4主面的半球面状的孔。3.根据权利要求1或者2所述的差压传感器芯片，其特征在于，所述密封构件由在所述第3凹部内熔化的金属材料构成。4.根据权利要求3所述的差压传感器芯片，其特征在于，所述金属材料包含金。5.一种差压发送器，其特征在于，具备：权利要求1至4中的任意一项所述的差压传感器芯片；基台，其具有第5主面、与所述第5主面相反一侧的第6主面、以及分别向所述第5主面和所述第6主面开口的第1流体压力导入孔以及第2流体压力导入孔；第3膜片，其设置在所述基台的所述第5主面上，覆盖所述第1流体压力导入孔的一端；第4膜片，其设置在所述基台的所述第5主面上，覆盖所述第2流体压力导入孔的一端；以及支承基板，其具有第7主面、与所述第7主面相反一侧的第8主面、以及分别向所述第7主面以及所述第8主面开口的第1贯通孔以及第2贯通孔，所述第7主面固定在所述基台上，所述第8主面接合于所述第1基部的所述第1主面，支承所述差压传感器芯片，所述第1流体压力导入孔与所述第1贯通孔连...

【专利技术属性】
技术研发人员：津岛鲇美，石仓义之，德田智久，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP