JP2018136229A - Semiconductor sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体センサ装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor sensor device.
従来、圧力媒体（例えば、ガス等）の圧力と大気圧との差によって半導体センサ素子に物理的な歪を生じさせ、これに伴って変化する半導体センサ素子の抵抗値を検出することにより、圧力媒体の圧力と大気圧との差を検出するようになされた半導体センサ装置が知られている。このような半導体センサ装置においては、圧力媒体が外部に漏れ出したりすることが無いように、高い気密性が求められる。 Conventionally, a physical strain is generated in a semiconductor sensor element due to a difference between a pressure of a pressure medium (for example, gas) and an atmospheric pressure, and a resistance value of the semiconductor sensor element that changes in accordance with the physical strain is detected. 2. Description of the Related Art Semiconductor sensor devices that detect a difference between a medium pressure and atmospheric pressure are known. In such a semiconductor sensor device, high airtightness is required so that the pressure medium does not leak outside.
例えば、下記特許文献１には、被測定圧と大気圧との差をセンサ素子によって検出するようになされた圧力センサにおいて、センサ素子と熱膨張率が近い金属製の圧力導入筒のフランジ部に、センサ素子を接着剤で直接的に接着し、センサ素子の周囲を密閉することにより、センサ素子の表裏の間で気体が漏れないようにした技術が開示されている。この技術によれば、気密性に対する信頼性を極めて高いものにできるうえに、熱歪による応力がセンサ素子にほとんど伝わらず、正確な測定が可能であるとされている。 For example, in Patent Document 1 below, in a pressure sensor configured to detect a difference between measured pressure and atmospheric pressure by a sensor element, a flange portion of a metal pressure introducing cylinder having a thermal expansion coefficient close to that of the sensor element is disclosed. A technique is disclosed in which gas is not leaked between the front and back of a sensor element by directly bonding the sensor element with an adhesive and sealing the periphery of the sensor element. According to this technique, the reliability against airtightness can be made extremely high, and stress due to thermal strain is hardly transmitted to the sensor element, and accurate measurement is possible.
ところで、半導体センサ装置においては、センサケースの開口空間内に半導体センサ素子を配置し、その開口空間を覆うように、センサケースの上部に圧力媒体を導入するためのノズルを接着樹脂によって接着して、その開口空間内において圧力媒体の圧力を半導体センサ素子によって検出する構成を採用する場合がある。この場合、センサケースに対するノズルの接着にはセンサケースとノズルとの接合面のシール性を重視して軟質な接着樹脂を使用する場合があるが、ノズルに外力が加わることでノズルとセンサケースとの接着部分に負荷がかかって接着樹脂が破損したりすると、ノズルの接着部分から圧力媒体が外部に漏れ出し、半導体センサ装置の信頼性を低下させてしまう虞がある。 By the way, in a semiconductor sensor device, a semiconductor sensor element is arranged in an opening space of a sensor case, and a nozzle for introducing a pressure medium is bonded to the upper portion of the sensor case with an adhesive resin so as to cover the opening space. In some cases, a configuration in which the pressure of the pressure medium is detected by the semiconductor sensor element in the open space is employed. In this case, a soft adhesive resin may be used to attach the nozzle to the sensor case with an emphasis on the sealing property of the joint surface between the sensor case and the nozzle. However, when an external force is applied to the nozzle, the nozzle and the sensor case If a load is applied to the bonded portion, and the adhesive resin is damaged, the pressure medium leaks out from the bonded portion of the nozzle, which may reduce the reliability of the semiconductor sensor device.
本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、ノズルの接着部分のシール性および耐性を高めることにより、信頼性の高い半導体センサ装置を提供できるようにすることを目的とする。 An object of the present invention is to provide a highly reliable semiconductor sensor device by improving the sealing performance and resistance of an adhesion portion of a nozzle in order to solve the above-described problems of the prior art.
上述した課題を解決するために、本発明の半導体センサ装置（１００）は、セラミックパッケージ（１１０）と、前記セラミックパッケージ（１１０）の開口空間（１１１）内の平面上に配置され、圧力媒体の圧力を検出する半導体センサ素子（１１２）と、前記開口空間（１１１）を覆うように設けられ、前記開口空間（１１１）内に前記圧力媒体を導くノズル（１２０）とを備えた半導体センサ装置（１００）であって、前記ノズル（１２０）は、前記セラミックパッケージ（１１０）側に突出した挿込部（１２５，１２６）を有しており、前記セラミックパッケージ（１１０）の側面には、前記挿込部（１２５，１２６）が挿し込まれる窪み部（１１９Ｌ，１１９Ｒ）が形成されており、前記挿込部（１２５，１２６）と前記窪み部（１１９Ｌ，１１９Ｒ）とが、少なくとも前記セラミックパッケージ（１１０）の接合面と前記ノズル（１２０）の接合面との接着に用いられている第１の接着樹脂（１３１）よりも硬質な第２の接着樹脂（１３２）によって互いに接着されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a semiconductor sensor device (100) of the present invention is disposed on a plane in a ceramic package (110) and an open space (111) of the ceramic package (110), and is used for pressure medium. A semiconductor sensor device (112) including a semiconductor sensor element (112) for detecting pressure and a nozzle (120) provided so as to cover the opening space (111) and guiding the pressure medium into the opening space (111). 100), and the nozzle (120) has insertion portions (125, 126) protruding toward the ceramic package (110), and the side surface of the ceramic package (110) has the insertion portion. Recess portions (119L, 119R) into which the insertion portions (125, 126) are inserted are formed, and the insertion portions (125, 126) and the recess portions ( 19L, 119R) is a second adhesive that is harder than the first adhesive resin (131) used to bond at least the bonding surface of the ceramic package (110) and the bonding surface of the nozzle (120). It is characterized by being bonded to each other by a resin (132).
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。 Note that the reference numerals in the parentheses are given for ease of understanding, are merely examples, and are not limited to the illustrated modes.
本発明によれば、ノズルの接着部分のシール性および耐性を高めることができるため、信頼性の高い半導体センサ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the sealing performance and durability of the bonded portion of the nozzle, and thus it is possible to provide a highly reliable semiconductor sensor device.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔半導体センサ装置１００の概略構成〕
初めに、図１〜図３を参照して、半導体センサ装置１００の概略構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る半導体センサ装置１００の外観斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係る半導体センサ装置１００の分解斜視図である。図３は、図１に示す半導体センサ装置１００の断面図である。
[Schematic Configuration of Semiconductor Sensor Device 100]
First, a schematic configuration of the semiconductor sensor device 100 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external perspective view of a semiconductor sensor device 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the semiconductor sensor device 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor sensor device 100 shown in FIG.
図１〜図３に示す半導体センサ装置１００は、圧力媒体（例えば、ガス等）の圧力を検出する装置である。図１〜図３に示すように、半導体センサ装置１００は、セラミックパッケージ１１０とノズル１２０とを備えており、セラミックパッケージ１１０とノズル１２０とが互いに接着されて構成されている。 The semiconductor sensor device 100 shown in FIGS. 1 to 3 is a device that detects the pressure of a pressure medium (for example, gas). As shown in FIGS. 1 to 3, the semiconductor sensor device 100 includes a ceramic package 110 and a nozzle 120, and the ceramic package 110 and the nozzle 120 are bonded to each other.
なお、便宜上、以降の説明では、図中Ｚ軸方向を上下方向とし、特に、セラミックパッケージ１１０側（図中Ｚ軸負側）を下側とし、ノズル１２０側（図中Ｚ軸正側）を上側とする。また、図中Ｘ軸方向を前後方向とし、図中Ｙ軸方向を左右方向とする。 For convenience, in the following description, the Z-axis direction in the figure is the vertical direction, in particular, the ceramic package 110 side (Z-axis negative side in the figure) is the lower side, and the nozzle 120 side (Z-axis positive side in the figure) is the lower side. Upper side. Also, the X-axis direction in the figure is the front-back direction, and the Y-axis direction in the figure is the left-right direction.
セラミックパッケージ１１０は、全体的に直方体形状をなしている。セラミックパッケージ１１０には、上面１１０Ａにおいて矩形状に開口した開口空間１１１が形成されている。開口空間１１１は、上側の第１空間１１１ａと、下側の第２空間１１１ｂとを有する、２段階の空間形状を有して構成されている。第１空間１１１ａおよび第２空間１１１ｂは、ともに矩形状の開口形状を有している。但し、第２空間１１１ｂは、第１空間１１１ａよりも小さい開口サイズを有している。 The ceramic package 110 has a rectangular parallelepiped shape as a whole. The ceramic package 110 has an opening space 111 that is opened in a rectangular shape on the upper surface 110A. The opening space 111 is configured to have a two-stage space shape including an upper first space 111a and a lower second space 111b. Both the first space 111a and the second space 111b have a rectangular opening shape. However, the second space 111b has a smaller opening size than the first space 111a.
開口空間１１１（第２空間１１１ｂ部分）の底面１１１Ａには、半導体センサ素子１１２と、集積回路１１３とが並べて配置されている。また、図３に示すように、底面１１１Ａにおいて、半導体センサ素子１１２の配置位置の中心には、セラミックパッケージ１１０の外部（下側）へと貫通する貫通孔１１４が形成されている。 On the bottom surface 111A of the opening space 111 (second space 111b portion), the semiconductor sensor element 112 and the integrated circuit 113 are arranged side by side. As shown in FIG. 3, a through-hole 114 that penetrates to the outside (lower side) of the ceramic package 110 is formed at the center of the arrangement position of the semiconductor sensor element 112 on the bottom surface 111A.
半導体センサ素子１１２は、圧力媒体の圧力を検出する。具体的には、半導体センサ素子１１２は、圧力検出面として機能するダイヤフラムを有している。半導体センサ素子１１２は、ノズル１２０から導入された圧力媒体の圧力と、貫通孔１１４から導入された大気圧との差によって、このダイヤフラムに物理的な歪を生じさせ、これに伴って変化する抵抗値を検出することにより、圧力媒体の圧力と大気圧との差を、圧力媒体の圧力として検出する。半導体センサ素子１１２は、ワイヤボンディングされた金属線１３３によって、集積回路１１３およびセラミックパッケージ１１０に形成された配線パターンに結線されている。 The semiconductor sensor element 112 detects the pressure of the pressure medium. Specifically, the semiconductor sensor element 112 has a diaphragm that functions as a pressure detection surface. The semiconductor sensor element 112 causes a physical distortion in the diaphragm due to the difference between the pressure of the pressure medium introduced from the nozzle 120 and the atmospheric pressure introduced from the through-hole 114, and the resistance that changes accordingly. By detecting the value, the difference between the pressure of the pressure medium and the atmospheric pressure is detected as the pressure of the pressure medium. The semiconductor sensor element 112 is connected to a wiring pattern formed on the integrated circuit 113 and the ceramic package 110 by a metal wire 133 bonded by wire bonding.
集積回路１１３は、半導体センサ素子１１２を制御する。例えば、集積回路１１３は、半導体センサ素子１１２の検出信号を増幅したり、温度センサによって検出された温度に応じて半導体センサ素子１１２の検出信号を補正したりする。集積回路１１３は、ワイヤボンディングされた金属線１３３によって、半導体センサ素子１１２およびセラミックパッケージ１１０に形成された配線パターンに結線されている。集積回路１１３からの出力信号は、金属線１３３、セラミックパッケージ１１０に形成された配線パターン、および外部接続端子（図示および説明を省略する）を介して、半導体センサ装置１００の外部へと出力される。 The integrated circuit 113 controls the semiconductor sensor element 112. For example, the integrated circuit 113 amplifies the detection signal of the semiconductor sensor element 112 or corrects the detection signal of the semiconductor sensor element 112 according to the temperature detected by the temperature sensor. The integrated circuit 113 is connected to a wiring pattern formed on the semiconductor sensor element 112 and the ceramic package 110 by a metal wire 133 bonded by wire bonding. An output signal from the integrated circuit 113 is output to the outside of the semiconductor sensor device 100 via the metal wire 133, a wiring pattern formed in the ceramic package 110, and an external connection terminal (illustration and description are omitted). .
本実施形態では、半導体センサ素子１１２として、外部から貫通孔１１４を介して導入された大気圧を使用する、いわゆるゲージ圧型の半導体センサ素子を用いているが、これに限らず、例えば、半導体センサ素子内に真空空間を有する、いわゆる絶対圧型の半導体センサ素子を用いるようにしてもよい。すなわち、本実施形態のセラミックパッケージ１１０は、ゲージ圧型の半導体センサ素子と、絶対圧型の半導体センサ素子とに、共用することが可能である。なお、絶対圧型の半導体センサ素子専用とする場合、セラミックパッケージ１１０は、貫通孔１１４を有していない構成を採用してもよい。 In the present embodiment, a so-called gauge pressure type semiconductor sensor element that uses atmospheric pressure introduced from the outside through the through hole 114 is used as the semiconductor sensor element 112. A so-called absolute pressure type semiconductor sensor element having a vacuum space in the element may be used. That is, the ceramic package 110 of the present embodiment can be shared by a gauge pressure type semiconductor sensor element and an absolute pressure type semiconductor sensor element. In addition, when dedicated to the absolute pressure type semiconductor sensor element, the ceramic package 110 may adopt a configuration in which the through hole 114 is not provided.
なお、図３に示すように、本実施形態では、セラミックパッケージ１１０は、第１〜第５の層が積層された積層構造を有して構成されている。第１，第２の層は、上記第１空間１１１ａが形成される部分である。第３,第４の層は、上記第２空間１１１ｂが形成される部分である。第５の層は、上記底面１１１Ａが形成される部分であり、すなわち、半導体センサ素子１１２および集積回路１１３が配置される部分である。 As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the ceramic package 110 is configured to have a stacked structure in which first to fifth layers are stacked. The first and second layers are portions where the first space 111a is formed. The third and fourth layers are portions where the second space 111b is formed. The fifth layer is a portion where the bottom surface 111A is formed, that is, a portion where the semiconductor sensor element 112 and the integrated circuit 113 are disposed.
また、図３に示すように、開口空間１１１には、半導体センサ素子１１２および集積回路１１３が配置され、且つ各金属線１３３が結線されている状態で、保護ゲル１３４（例えば、シリコンゲル、フッ素ゲル等）が充填される。これにより、半導体センサ素子１１２、集積回路１１３、および各金属線１３３は、保護ゲル１３４に埋没した状態になり、圧力媒体に対して暴露しないように、保護ゲル１３４によって保護される。すなわち、半導体センサ素子１１２は、圧力媒体の圧力を、保護ゲル１３４を介して検出することとなる。なお、半導体センサ素子１１２の上部において、部分的に低粘度の保護ゲル１３４を用いることで、半導体センサ素子１１２による検出感度を高めるようにしてもよい。なお、図３に示すように、保護ゲル１３４は、表面張力によって周辺の壁面に引き寄せられるため、凹構造となっている。すなわち、保護ゲル１３４は、壁面側が最も高く、中央周辺部（半導体センサ素子１１２および集積回路１１３の周辺部）が最も低くなっている。 Further, as shown in FIG. 3, in the opening space 111, the semiconductor sensor element 112 and the integrated circuit 113 are arranged and the metal wires 133 are connected, and the protective gel 134 (for example, silicon gel, fluorine Gel). Thereby, the semiconductor sensor element 112, the integrated circuit 113, and each metal wire 133 are buried in the protective gel 134 and are protected by the protective gel 134 so as not to be exposed to the pressure medium. That is, the semiconductor sensor element 112 detects the pressure of the pressure medium through the protective gel 134. The detection sensitivity of the semiconductor sensor element 112 may be increased by partially using a low-viscosity protective gel 134 in the upper part of the semiconductor sensor element 112. As shown in FIG. 3, the protective gel 134 has a concave structure because it is attracted to the surrounding wall surface by surface tension. That is, the protective gel 134 is the highest on the wall surface side, and the center peripheral portion (the peripheral portion of the semiconductor sensor element 112 and the integrated circuit 113) is the lowest.
ノズル１２０は、セラミックパッケージ１１０の開口空間１１１を覆うように、セラミックパッケージ１１０の上部に設けられている。ノズル１２０は、直方体形状を有する基部１２１と、基部１２１の上面１２１Ａの中心に立設された、円筒形状を有する導入部１２２とを有して構成されている。基部１２１は、セラミックパッケージ１１０の上部に組み合わされて接着される部分である。図３に示すように、基部１２１には、底面１２１Ｂにおいて円形状に開口した開口空間１２３が形成されている。開口空間１２３は、ノズル１２０とセラミックパッケージ１１０とが互いに組み合わされたときに、セラミックパッケージ１１０の開口空間１１１と連続する空間をなす部分である。導入部１２２は、外部から圧力媒体を導入する部分である。ノズル１２０には、導入部１２２および基部１２１内を上下方向に貫通し、開口空間１２３内に圧力媒体を導くための貫通孔１２４が形成されている。図３に示すように、貫通孔１２４は、開口空間１２３に近づくにつれて徐々に内径が小さくなるテーパ形状を有している。但し、これに限らず、貫通孔１２４はストレート形状を有していてもよい。 The nozzle 120 is provided on the ceramic package 110 so as to cover the opening space 111 of the ceramic package 110. The nozzle 120 includes a base 121 having a rectangular parallelepiped shape and an introduction portion 122 having a cylindrical shape that is erected at the center of the upper surface 121A of the base 121. The base 121 is a portion that is bonded to the top of the ceramic package 110 in combination. As shown in FIG. 3, the base 121 has an opening space 123 opened in a circular shape on the bottom surface 121 </ b> B. The opening space 123 is a portion that forms a space continuous with the opening space 111 of the ceramic package 110 when the nozzle 120 and the ceramic package 110 are combined with each other. The introduction part 122 is a part for introducing a pressure medium from the outside. The nozzle 120 is formed with a through hole 124 that penetrates the introduction portion 122 and the base portion 121 in the vertical direction and guides the pressure medium into the opening space 123. As shown in FIG. 3, the through hole 124 has a tapered shape in which the inner diameter gradually decreases as the opening space 123 is approached. However, the present invention is not limited to this, and the through hole 124 may have a straight shape.
このように構成された半導体センサ装置１００は、図１に示すように、ノズル１２０とセラミックパッケージ１１０とが上下に組み合わされて互いに接着された状態で使用される。この半導体センサ装置１００において、圧力の検出対象の圧力媒体は、外部から、ノズル１２０に形成された貫通孔１２４を介して、半導体センサ装置１００の内部の半導体センサ素子１１２へと導かれる。一方、大気は、外部から、セラミックパッケージ１１０の底部に形成された貫通孔１１４を介して、半導体センサ素子１１２へと導かれる。そして、半導体センサ装置１００の内部において、半導体センサ素子１１２によって、圧力媒体の圧力と大気圧との差が圧力媒体の圧力として検出され、その圧力値に応じた検出信号が、集積回路１１３を介して、半導体センサ装置１００の外部へと出力される。 As shown in FIG. 1, the semiconductor sensor device 100 configured as described above is used in a state where the nozzle 120 and the ceramic package 110 are combined vertically and adhered to each other. In this semiconductor sensor device 100, the pressure medium to be detected is introduced from the outside to the semiconductor sensor element 112 inside the semiconductor sensor device 100 through the through hole 124 formed in the nozzle 120. On the other hand, the atmosphere is guided from the outside to the semiconductor sensor element 112 through the through hole 114 formed in the bottom of the ceramic package 110. In the semiconductor sensor device 100, the semiconductor sensor element 112 detects the difference between the pressure medium pressure and the atmospheric pressure as the pressure medium pressure, and a detection signal corresponding to the pressure value is passed through the integrated circuit 113. Is output to the outside of the semiconductor sensor device 100.
〔半導体センサ素子１１２の配置構成〕
次に、図４〜図６を参照して、半導体センサ素子１１２の配置構成について説明する。
[Arrangement Configuration of Semiconductor Sensor Element 112]
Next, the arrangement configuration of the semiconductor sensor element 112 will be described with reference to FIGS.
（セラミックパッケージ１１０の具体的な構成）
図４は、本発明の一実施形態に係るセラミックパッケージ１１０の具体的な構成を示す図である。図４（ａ）は、セラミックパッケージ１１０の平面図である。図４（ｂ）は、セラミックパッケージ１１０の右側面図である。図４（ｃ）は、セラミックパッケージ１１０の背面図である。図４（ｄ）は、セラミックパッケージ１１０の底面図である。
(Specific configuration of ceramic package 110)
FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration of the ceramic package 110 according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a plan view of the ceramic package 110. FIG. 4B is a right side view of the ceramic package 110. FIG. 4C is a rear view of the ceramic package 110. FIG. 4D is a bottom view of the ceramic package 110.
図４（ａ）に示すように、セラミックパッケージ１１０における開口空間１１１（第２空間１１１ｂ部分）の底面１１１Ａには、半導体センサ素子１１２の配置位置と、集積回路１１３の配置位置とが設けられている。半導体センサ素子１１２の配置位置において、半導体センサ素子１１２の四隅に対応する位置の各々には、台座１１５が形成されている。また、半導体センサ素子１１２の配置位置の中心には、セラミックパッケージ１１０の裏側へと貫通する、円形状の開口形状を有する貫通孔１１４が形成されている。この貫通孔１１４は、半導体センサ素子１１２の底面側に外部から大気を導入し、半導体センサ素子１１２において大気圧を検出するために設けられている。 As shown in FIG. 4A, the placement position of the semiconductor sensor element 112 and the placement position of the integrated circuit 113 are provided on the bottom surface 111A of the opening space 111 (second space 111b portion) in the ceramic package 110. Yes. A pedestal 115 is formed at each of the positions corresponding to the four corners of the semiconductor sensor element 112 at the position where the semiconductor sensor element 112 is disposed. A through hole 114 having a circular opening shape that penetrates to the back side of the ceramic package 110 is formed at the center of the arrangement position of the semiconductor sensor element 112. The through-hole 114 is provided for introducing atmospheric air from the outside to the bottom surface side of the semiconductor sensor element 112 and detecting the atmospheric pressure in the semiconductor sensor element 112.
また、集積回路１１３の配置位置において、集積回路１１３の四隅に対応する位置の各々には、台座１１６が形成されている。図４（ａ）に示すように、本実施形態の台座１１５，１１６は、矩形状の平面形状を有している。また、台座１１５，１１６は、アルミナコートによって形成されている。 In addition, pedestals 116 are formed at positions corresponding to the four corners of the integrated circuit 113 at positions where the integrated circuit 113 is disposed. As shown in FIG. 4A, the pedestals 115 and 116 of the present embodiment have a rectangular planar shape. The pedestals 115 and 116 are formed of alumina coat.
また、図４に示すように、セラミックパッケージ１１０の左側面１１０Ｌおよび右側面１１０Ｒには、上下方向に延伸し、且つ、内側に窪んだ形状を有する、窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒが形成されている。窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒは、上端が上面１１０Ａを貫通して開かれている。一方、窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒは、下端が底面１１９Ｌａ，１１９Ｒａによって閉じられている。窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒは、ノズル１２０とセラミックパッケージ１１０とが互いに組み合わされたときに、その上部から、ノズル１２０の底面側に形成された挿込部１２５，１２６（図１０および図１１参照）が挿し込まれて、挿込部１２５，１２６が接着樹脂によって接着される部分である。 Further, as shown in FIG. 4, the left side surface 110L and the right side surface 110R of the ceramic package 110 are formed with recesses 119L and 119R extending in the vertical direction and having a shape recessed inward. The upper ends of the recesses 119L and 119R are opened through the upper surface 110A. On the other hand, the hollow portions 119L and 119R are closed at the lower ends by the bottom surfaces 119La and 119Ra. When the nozzle 120 and the ceramic package 110 are combined with each other, the recesses 119L and 119R have insertion portions 125 and 126 (see FIGS. 10 and 11) formed on the bottom surface side of the nozzle 120 from above. It is a part which is inserted and the insertion parts 125 and 126 are adhered by an adhesive resin.
（台座１１５の構成）
図５は、図４に示す台座１１５のＸ−Ｘ'断面図である。図５に示すように、台座１１５は、２層のアルミナコートが積層されて形成されている。これにより、十分な高さＨ１を有する台座１１５を形成することが可能となっている。台座１１５において、上層と下層とは同じ矩形状の平面形状を有している。但し、上層は、下層よりも小さい平面形状を有している。例えば、台座１１５において、下層の一辺の長さＷ１を０．３ｍｍとし、上層の一辺の長さＷ２を０．２ｍｍとした場合、全体の高さＨ１を３０μｍ程度とすることができる。台座１１６は、台座１１５と同様の構成を有しているため、その具体的な構成についての図示および説明を省略する。
(Configuration of pedestal 115)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the pedestal 115 shown in FIG. As shown in FIG. 5, the pedestal 115 is formed by laminating two layers of alumina coat. Thereby, it is possible to form the pedestal 115 having a sufficient height H1. In the pedestal 115, the upper layer and the lower layer have the same rectangular planar shape. However, the upper layer has a smaller planar shape than the lower layer. For example, in the pedestal 115, when the length W1 of one side of the lower layer is 0.3 mm and the length W2 of one side of the upper layer is 0.2 mm, the overall height H1 can be about 30 μm. Since the pedestal 116 has the same configuration as the pedestal 115, the illustration and description of the specific configuration are omitted.
なお、台座１１５，１１６は、２層の積層構造を有するものに限らず、例えば、３層以上の積層構造を有するものであってもよく、または、積層構造を有しないものであってもよい。また、台座１１５，１１６は、少なくとも、十分なシール厚を確保することが可能であり、且つ、ワイヤボンディング時の十分な耐性を得ることが可能な構成であればよく、台座１１５，１１６の配置位置、配置数、形状、および素材は、上記に限定されるものではない。 The pedestals 115 and 116 are not limited to those having a two-layer laminated structure, and may have, for example, a three-layer or more laminated structure, or may not have a laminated structure. . The pedestals 115 and 116 may have any configuration as long as at least a sufficient seal thickness can be secured and sufficient resistance at the time of wire bonding can be obtained. The position, the number of arrangement, the shape, and the material are not limited to the above.
（半導体センサ素子１１２および集積回路１１３の配置例）
図６は、本発明の一実施形態に係るセラミックパッケージ１１０における半導体センサ素子１１２および集積回路１１３の配置例を示す一部拡大断面図である。図６に示すように、半導体センサ素子１１２は、その底面の四隅部分において、底面１１１Ａ上に形成された台座１１５上に載置されている。この状態で、半導体センサ素子１１２は、接着樹脂によって底面１１１Ａ上に接着される。同様に、集積回路１１３は、その四隅部分において、底面１１１Ａ上に形成された台座１１６上に載置されている。この状態で、集積回路１１３は、接着樹脂によって底面１１１Ａ上に接着される。なお、半導体センサ素子１１２および集積回路１１３を接着するための接着樹脂には、耐薬品性を有するものを用いることが好ましく、例えば、フッ素系樹脂が用いられる。
(Example of arrangement of semiconductor sensor element 112 and integrated circuit 113)
FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view showing an arrangement example of the semiconductor sensor element 112 and the integrated circuit 113 in the ceramic package 110 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the semiconductor sensor element 112 is mounted on a pedestal 115 formed on the bottom surface 111A at the four corners of the bottom surface. In this state, the semiconductor sensor element 112 is bonded onto the bottom surface 111A with an adhesive resin. Similarly, the integrated circuit 113 is placed on a pedestal 116 formed on the bottom surface 111A at the four corners. In this state, the integrated circuit 113 is bonded onto the bottom surface 111A with an adhesive resin. As the adhesive resin for bonding the semiconductor sensor element 112 and the integrated circuit 113, one having chemical resistance is preferably used, and for example, a fluorine-based resin is used.
このように、本実施形態では、半導体センサ素子１１２が台座１１５上に載置されることにより、半導体センサ素子１１２と底面１１１Ａとの間に、ある程度の厚みを有する隙間が形成される。そして、この隙間内に接着樹脂を充填して、半導体センサ素子１１２の底面の外周部を底面１１１Ａに接着することにより、半導体センサ素子１１２と底面１１１Ａとの間に、十分なシール厚（接着樹脂厚）を確保することができる。これにより、半導体センサ素子１１２を確実に固定することができるとともに、圧力媒体が半導体センサ素子１１２の底面側（大気圧を導入するための貫通孔１１４側）に漏れ出してしまうことを防止することができる。すなわち、半導体センサ装置１００の内部空間の気密度を高めることができる。また、半導体センサ素子１１２に対するワイヤボンディング時の耐性を高めることもできる。このため、半導体センサ装置１００の信頼性を高めることができる。 As described above, in the present embodiment, the semiconductor sensor element 112 is placed on the pedestal 115, whereby a gap having a certain thickness is formed between the semiconductor sensor element 112 and the bottom surface 111A. Then, by filling the gap with adhesive resin and bonding the outer peripheral portion of the bottom surface of the semiconductor sensor element 112 to the bottom surface 111A, a sufficient seal thickness (adhesive resin) is provided between the semiconductor sensor element 112 and the bottom surface 111A. Thickness) can be secured. Thereby, the semiconductor sensor element 112 can be securely fixed, and the pressure medium is prevented from leaking to the bottom surface side (the through hole 114 side for introducing atmospheric pressure) of the semiconductor sensor element 112. Can do. That is, the airtightness of the internal space of the semiconductor sensor device 100 can be increased. In addition, the resistance of the semiconductor sensor element 112 during wire bonding can be increased. For this reason, the reliability of the semiconductor sensor device 100 can be improved.
特に、本実施形態では、半導体センサ素子１１２が配置される基材として、セラミックパッケージ１１０を採用したことにより、高剛性、防湿性、耐薬品性、耐歪み性を確保することができる。このため、本実施形態の半導体センサ装置１００は、様々な圧力媒体に対して汎用的に利用可能であり、なおかつ、半導体センサ素子１１２に対する圧力媒体や外力による影響を抑制しつつ、半導体センサ素子１１２の良好な接着状態を維持することができる。したがって、半導体センサ装置１００の信頼性をより高めることができる。 In particular, in the present embodiment, the use of the ceramic package 110 as a base material on which the semiconductor sensor element 112 is disposed can ensure high rigidity, moisture resistance, chemical resistance, and distortion resistance. For this reason, the semiconductor sensor device 100 of the present embodiment can be used for various pressure media in general, and the semiconductor sensor element 112 while suppressing the influence of the pressure medium and external force on the semiconductor sensor element 112. It is possible to maintain a good adhesion state. Therefore, the reliability of the semiconductor sensor device 100 can be further improved.
さらに、本実施形態では、セラミックパッケージ１１０を採用し、半導体センサ素子１１２に外力が加わり難くなったことにより、台座１１５の数を比較的少ない数（４つ）にすることが可能となっているとともに、各台座１１５の表面積を大きくとることが可能となっている。その結果、図５に示したように、各台座１１５を積層構造として十分な高さＨ１を得ることが可能となり、半導体センサ素子１１２と底面１１１Ａとの間に、十分なシール厚を確保することが可能となっている。 Furthermore, in the present embodiment, the ceramic package 110 is employed, and it is difficult to apply an external force to the semiconductor sensor element 112, so that the number of pedestals 115 can be made relatively small (four). In addition, the surface area of each pedestal 115 can be increased. As a result, as shown in FIG. 5, it is possible to obtain a sufficient height H1 by making each pedestal 115 a laminated structure, and ensure a sufficient seal thickness between the semiconductor sensor element 112 and the bottom surface 111A. Is possible.
さらに、本実施形態では、半導体センサ素子１１２のみならず、集積回路１１３も、台座１１６上に載置するようにしている。これにより、半導体センサ素子１１２と集積回路１１３との高さ位置を合わせたり、ワイヤボンディングの容易性を向上させたりすることができるようになっている。但し、集積回路１１３を台座１１６上に載置する構成は必須ではない。 Furthermore, in this embodiment, not only the semiconductor sensor element 112 but also the integrated circuit 113 is placed on the pedestal 116. Thereby, the height positions of the semiconductor sensor element 112 and the integrated circuit 113 can be matched, and the ease of wire bonding can be improved. However, the configuration in which the integrated circuit 113 is placed on the pedestal 116 is not essential.
〔半導体センサ素子１１２の配置構成の変形例〕
ここで、図７〜図９を参照して、半導体センサ素子１１２の配置構成の変形例について説明する。
[Modification of Arrangement of Semiconductor Sensor Element 112]
Here, a modified example of the arrangement configuration of the semiconductor sensor element 112 will be described with reference to FIGS.
（セラミックパッケージ１１０Ｘの具体的な構成）
図７は、本発明の一実施形態（変形例）に係るセラミックパッケージ１１０Ｘの具体的な構成を示す図である。図７（ａ）は、セラミックパッケージ１１０Ｘの平面図である。図７（ｂ）は、セラミックパッケージ１１０Ｘの右側面図である。図７（ｃ）は、セラミックパッケージ１１０Ｘの背面図である。図７（ｄ）は、セラミックパッケージ１１０Ｘの底面図である。
(Specific configuration of ceramic package 110X)
FIG. 7 is a diagram showing a specific configuration of a ceramic package 110X according to an embodiment (modified example) of the present invention. FIG. 7A is a plan view of the ceramic package 110X. FIG. 7B is a right side view of the ceramic package 110X. FIG. 7C is a rear view of the ceramic package 110X. FIG. 7D is a bottom view of the ceramic package 110X.
図７に示すセラミックパッケージ１１０Ｘは、図４に示したセラミックパッケージ１１０の変形例である。セラミックパッケージ１１０Ｘは、底面１１１Ａにおける、半導体センサ素子１１２の配置位置に、台座１１５の代わりに、台座１１５よりも小型且つ多数の台座１１７が形成されている点で、図４に示したセラミックパッケージ１１０と異なる。また、セラミックパッケージ１１０Ｘは、底面１１１Ａにおける、集積回路１１３の配置位置に、台座１１６の代わりに、台座１１６よりも小型且つ多数の台座１１８が形成されている点で、図４に示したセラミックパッケージ１１０と異なる。 A ceramic package 110X shown in FIG. 7 is a modification of the ceramic package 110 shown in FIG. The ceramic package 110X is smaller than the pedestal 115 and has a large number of pedestals 117 instead of the pedestal 115 at the arrangement position of the semiconductor sensor element 112 on the bottom surface 111A. The ceramic package 110 shown in FIG. And different. Moreover, the ceramic package 110X is smaller than the pedestal 116 and has a large number of pedestals 118 instead of the pedestal 116 at the position of the integrated circuit 113 on the bottom surface 111A. The ceramic package shown in FIG. 110 and different.
具体的には、底面１１１Ａにおける半導体センサ素子１１２の配置位置には、半導体センサ素子１１２の底面の外周部に沿って、複数（１２個）の台座１１７が形成されている。また、底面１１１Ａにおける集積回路１１３の配置位置には、集積回路１１３の底面の外周部に沿って、複数（１２個）の台座１１８が形成されている。図７（ａ）に示すように、台座１１７，１１８は、円形状の平面形状を有している。また、台座１１７，１１８は、アルミナコートによって形成されている。 Specifically, a plurality (12) of pedestals 117 are formed along the outer peripheral portion of the bottom surface of the semiconductor sensor element 112 at the arrangement position of the semiconductor sensor element 112 on the bottom surface 111A. A plurality of (12) pedestals 118 are formed along the outer peripheral portion of the bottom surface of the integrated circuit 113 at the position where the integrated circuit 113 is disposed on the bottom surface 111A. As shown in FIG. 7A, the pedestals 117 and 118 have a circular planar shape. The pedestals 117 and 118 are formed by alumina coating.
（台座１１７の構成）
図８は、図７に示す台座１１７のＸ−Ｘ'断面図である。図８に示すように、台座１１７は、１層のアルミナコートによって形成されている。これにより、十分な高さＨ２を有する台座１１７を形成することが可能となっている。例えば、台座１１７において、直径Ｗ３を０．１５ｍｍとした場合、高さＨ２を２０μｍ程度とすることができる。台座１１８は、台座１１７と同様の構成を有しているため、その具体的な構成についての図示および説明を省略する。なお、台座１１７，１１８は、１層のものに限らず、例えば、２層以上の積層構造を有するものであってもよい。
(Configuration of pedestal 117)
FIG. 8 is a cross-sectional view of the pedestal 117 shown in FIG. As shown in FIG. 8, the pedestal 117 is formed by a single layer of alumina coating. Thereby, it is possible to form the pedestal 117 having a sufficient height H2. For example, in the pedestal 117, when the diameter W3 is 0.15 mm, the height H2 can be about 20 μm. Since the pedestal 118 has the same configuration as the pedestal 117, illustration and description of the specific configuration are omitted. The pedestals 117 and 118 are not limited to a single layer, and may have, for example, a laminated structure of two or more layers.
なお、台座１１７，１１８は、１層のものに限らず、例えば、２層以上の積層構造を有するものであってもよい。また、台座１１７，１１８は、少なくとも、十分なシール厚を確保することが可能であり、且つ、ワイヤボンディング時の十分な耐性を得ることが可能な構成であればよく、台座１１７，１１８の配置位置、配置数、形状、および素材は、上記に限定されるものではない。 The pedestals 117 and 118 are not limited to a single layer, and may have, for example, a laminated structure of two or more layers. The pedestals 117 and 118 may have any configuration that can secure at least a sufficient seal thickness and can obtain a sufficient resistance during wire bonding. The position, the number of arrangement, the shape, and the material are not limited to the above.
（半導体センサ素子１１２および集積回路１１３の配置例）
図９は、本発明の一実施形態（変形例）に係るセラミックパッケージ１１０Ｘにおける半導体センサ素子１１２および集積回路１１３の配置例を示す一部拡大断面図である。図９に示すように、半導体センサ素子１１２は、その底面の外周部分において、底面１１１Ａ上に形成された台座１１７上に載置されている。この状態で、半導体センサ素子１１２は、接着樹脂によって底面１１１Ａ上に接着される。同様に、集積回路１１３は、その底面の外周部分において、底面１１１Ａ上に形成された台座１１８上に載置されている。この状態で、集積回路１１３は、接着樹脂によって底面１１１Ａ上に接着される。
(Example of arrangement of semiconductor sensor element 112 and integrated circuit 113)
FIG. 9 is a partially enlarged cross-sectional view showing an arrangement example of the semiconductor sensor element 112 and the integrated circuit 113 in the ceramic package 110X according to one embodiment (modified example) of the present invention. As shown in FIG. 9, the semiconductor sensor element 112 is placed on a pedestal 117 formed on the bottom surface 111A in the outer peripheral portion of the bottom surface. In this state, the semiconductor sensor element 112 is bonded onto the bottom surface 111A with an adhesive resin. Similarly, the integrated circuit 113 is placed on a pedestal 118 formed on the bottom surface 111 </ b> A at the outer peripheral portion of the bottom surface. In this state, the integrated circuit 113 is bonded onto the bottom surface 111A with an adhesive resin.
この変形例においても、半導体センサ素子１１２が台座１１７上に配置されることにより、半導体センサ素子１１２と底面１１１Ａとの間に、ある程度の厚みを有する隙間が形成される。そして、この隙間内に接着樹脂を充填して、半導体センサ素子１１２の底面の外周部を底面１１１Ａに接着することにより、半導体センサ素子１１２と底面１１１Ａとの間に、十分なシール厚（接着樹脂厚）を確保することができる。これにより、半導体センサ素子１１２を確実に固定することができるとともに、圧力媒体が半導体センサ素子１１２の底面側（大気圧を導入するための貫通孔１１４側）に漏れ出してしまうことを防止することができる。すなわち、半導体センサ装置１００の内部空間の気密度を高めることができる。また、半導体センサ素子１１２に対するワイヤボンディング時の耐性を高めることもできる。このため、半導体センサ装置１００の信頼性を高めることができる。 Also in this modified example, the semiconductor sensor element 112 is disposed on the pedestal 117, so that a gap having a certain thickness is formed between the semiconductor sensor element 112 and the bottom surface 111A. Then, by filling the gap with adhesive resin and bonding the outer peripheral portion of the bottom surface of the semiconductor sensor element 112 to the bottom surface 111A, a sufficient seal thickness (adhesive resin) is provided between the semiconductor sensor element 112 and the bottom surface 111A. Thickness) can be secured. Thereby, the semiconductor sensor element 112 can be securely fixed, and the pressure medium is prevented from leaking to the bottom surface side (the through hole 114 side for introducing atmospheric pressure) of the semiconductor sensor element 112. Can do. That is, the airtightness of the internal space of the semiconductor sensor device 100 can be increased. In addition, the resistance of the semiconductor sensor element 112 during wire bonding can be increased. For this reason, the reliability of the semiconductor sensor device 100 can be improved.
〔セラミックパッケージ１１０とノズル１２０との接着構成〕
次に、図１０〜図１２を参照して、セラミックパッケージ１１０とノズル１２０との接着構成について説明する。
[Adhesive structure of ceramic package 110 and nozzle 120]
Next, a bonding configuration between the ceramic package 110 and the nozzle 120 will be described with reference to FIGS.
（ノズル１２０の具体的な構成）
図１０は、本発明の一実施形態に係るノズル１２０の具体的な構成を示す図である。図１０（ａ）は、ノズル１２０の平面図である。図１０（ｂ）は、ノズル１２０の右側面図である。図１０（ｃ）は、ノズル１２０の背面図である。図１０（ｄ）は、ノズル１２０の底面図である。図１１は、本発明の一実施形態に係るノズル１２０の外観斜視図である。
(Specific configuration of nozzle 120)
FIG. 10 is a diagram showing a specific configuration of the nozzle 120 according to an embodiment of the present invention. FIG. 10A is a plan view of the nozzle 120. FIG. 10B is a right side view of the nozzle 120. FIG. 10C is a rear view of the nozzle 120. FIG. 10D is a bottom view of the nozzle 120. FIG. 11 is an external perspective view of the nozzle 120 according to an embodiment of the present invention.
図１０および図１１に示すように、ノズル１２０の底面１２１Ｂにおける左右両端部には、下方（セラミックパッケージ１１０方向）に向かって突出した板状の挿込部１２５，１２６が形成されている。挿込部１２５，１２６は、ノズル１２０とセラミックパッケージ１１０とが互いに組み合わされたときに、セラミックパッケージ１１０の左右両側面に形成されている窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒ（図４参照）に挿し込まれて、接着樹脂によって窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒに接着される部分である。 As shown in FIGS. 10 and 11, plate-like insertion portions 125 and 126 projecting downward (in the direction of the ceramic package 110) are formed at the left and right ends of the bottom surface 121B of the nozzle 120. When the nozzle 120 and the ceramic package 110 are combined with each other, the insertion portions 125 and 126 are inserted into the recessed portions 119L and 119R (see FIG. 4) formed on the left and right side surfaces of the ceramic package 110. These are portions that are bonded to the recesses 119L and 119R by an adhesive resin.
また、ノズル１２０の底面１２１Ｂにおける四隅には、円形状の平面形状を有する、薄板状の突起部１２７が形成されている。突起部１２７は、ノズル１２０とセラミックパッケージ１１０とが互いに組み合わされたときに、セラミックパッケージ１１０の上面１１０Ａと当接することにより、ノズル１２０の底面１２１Ｂと、セラミックパッケージ１１０の上面１１０Ａとの間に、隙間を形成するために設けられている。なお、突起部１２７の配置位置、配置数、および形状は、上記に限定されるものではない。また、本実施形態では、ノズル１２０側に突起部１２７を設けるようにしているが、少なくともセラミックパッケージ１１０の上面１１０Ａとの間に隙間を形成することが可能であればよく、例えば、セラミックパッケージ１１０側に同様の突起部を設けるようにしてもよい。 Further, at the four corners of the bottom surface 121 </ b> B of the nozzle 120, thin plate-like protrusions 127 having a circular planar shape are formed. When the nozzle 120 and the ceramic package 110 are combined with each other, the protrusion 127 abuts on the upper surface 110A of the ceramic package 110, so that the protrusion 127 is disposed between the bottom surface 121B of the nozzle 120 and the upper surface 110A of the ceramic package 110. It is provided to form a gap. In addition, the arrangement position, the number of arrangement, and the shape of the protrusion 127 are not limited to the above. In this embodiment, the protrusion 127 is provided on the nozzle 120 side. However, it is sufficient that a gap can be formed at least between the upper surface 110A of the ceramic package 110. For example, the ceramic package 110 A similar protrusion may be provided on the side.
また、ノズル１２０の底面１２１Ｂにおける中央部には、開口空間１２３の周囲を取り囲む凸状の段差部１２８が形成されている。段差部１２８は、その周囲よりも表面の高さ位置が高められている部分であり、その表面は、矩形状の平面形状を有している。この段差部１２８は、ノズル１２０とセラミックパッケージ１１０とが互いに組み合わされたときに、セラミックパッケージ１１０の上面に形成されている開口空間１１１に隙間なく嵌め込まれる部分である。すなわち、段差部１２８の外周面と、開口空間１１１（第１空間１１１ａ部分）の内周面とが密着するようになっている。このため、段差部１２８の平面形状は、開口空間１１１の開口形状と略同形状且つ略同サイズである。 In addition, a convex stepped portion 128 surrounding the periphery of the opening space 123 is formed at the center of the bottom surface 121B of the nozzle 120. The stepped portion 128 is a portion where the height position of the surface is higher than the periphery thereof, and the surface has a rectangular planar shape. The stepped portion 128 is a portion that is fitted into the opening space 111 formed on the upper surface of the ceramic package 110 without a gap when the nozzle 120 and the ceramic package 110 are combined with each other. That is, the outer peripheral surface of the stepped portion 128 and the inner peripheral surface of the opening space 111 (first space 111a portion) are in close contact with each other. For this reason, the planar shape of the stepped portion 128 is substantially the same shape and the same size as the opening shape of the opening space 111.
（接着部分の構成）
図１２は、本発明の一実施形態に係る半導体センサ装置１００における、セラミックパッケージ１１０とノズル１２０との接着部分の構成（接着樹脂が充填されていない状態）を示す一部拡大断面図である。
(Composition of adhesive part)
FIG. 12 is a partially enlarged cross-sectional view showing a configuration (a state where the adhesive resin is not filled) of an adhesive portion between the ceramic package 110 and the nozzle 120 in the semiconductor sensor device 100 according to the embodiment of the present invention.
図１２に示すように、ノズル１２０とセラミックパッケージ１１０とを互いに組み合わせる際には、まず、ノズル１２０の底面１２１Ｂに形成されている挿込部１２５，１２６を、セラミックパッケージ１１０の左右両側面に形成されている窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒ内に挿し込む。 As shown in FIG. 12, when the nozzle 120 and the ceramic package 110 are combined with each other, first, the insertion portions 125 and 126 formed on the bottom surface 121B of the nozzle 120 are formed on both the left and right side surfaces of the ceramic package 110. Insert into the recessed portions 119L and 119R.
同時に、ノズル１２０の底面１２１Ｂに形成されている段差部１２８を、セラミックパッケージ１１０の開口空間１１１内に嵌め込む。 At the same time, the stepped portion 128 formed on the bottom surface 121 </ b> B of the nozzle 120 is fitted into the opening space 111 of the ceramic package 110.
このとき、ノズル１２０の底面１２１Ｂの四隅に形成されている突起部１２７（図１０および図１１参照）が、セラミックパッケージ１１０の上面１１０Ａと当接する。これにより、図１２に示すように、ノズル１２０の底面１２１Ｂと、セラミックパッケージ１１０の上面１１０Ａとの間に、接着樹脂を充填するための隙間が形成される。 At this time, the protrusions 127 (see FIGS. 10 and 11) formed at the four corners of the bottom surface 121 </ b> B of the nozzle 120 come into contact with the upper surface 110 </ b> A of the ceramic package 110. Accordingly, as shown in FIG. 12, a gap for filling the adhesive resin is formed between the bottom surface 121B of the nozzle 120 and the top surface 110A of the ceramic package 110.
また、図１２に示すように、挿込部１２５，１２６の横幅方向（図中Ｙ軸方向）の厚みは、窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒの横幅方向（図中Ｙ軸方向）の奥行き深さよりも小さい。これにより、互いに対向する、挿込部１２５，１２６の内側表面と、窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒの奥面との間に、接着樹脂を充填するための隙間が形成される。 Further, as shown in FIG. 12, the thicknesses of the insertion portions 125 and 126 in the horizontal width direction (Y-axis direction in the drawing) are smaller than the depth depth of the recess portions 119L and 119R in the horizontal width direction (Y-axis direction in the drawing). . Thus, a gap for filling the adhesive resin is formed between the inner surfaces of the insertion portions 125 and 126 and the inner surfaces of the recess portions 119L and 119R that face each other.
図１３は、本発明の一実施形態に係る半導体センサ装置１００における、セラミックパッケージ１１０とノズル１２０との接着部分の構成（接着樹脂が充填されている状態）を示す一部拡大断面図である。 FIG. 13 is a partially enlarged cross-sectional view showing a configuration (a state in which an adhesive resin is filled) of the ceramic package 110 and the nozzle 120 in the semiconductor sensor device 100 according to the embodiment of the present invention.
図１３に示すように、ノズル１２０の底面１２１Ｂと、セラミックパッケージ１１０の上面１１０Ａとの間に形成された隙間（以下、「第１の隙間」と示す）には、第１の接着樹脂１３１が充填される。第１の接着樹脂１３１とは、主に半導体センサ装置１００の内部空間の気密性を保つための、比較的軟質な接着樹脂である。例えば、第１の接着樹脂１３１には、耐薬品性のあるフッ素系の樹脂等が用いられる。ここで、単に底面１２１Ｂと上面１１０Ａとを密着させるだけでは十分なシール厚を確保することが困難なため、両者の間に第１の隙間を形成することで、第１の接着樹脂１３１による十分なシール厚を確保することができるようにしている。特に、比較的軟質な第１の接着樹脂１３１を用いたことにより、第１の隙間におけるシール性を高めることができる。加えて、図１３に示すように、第１の隙間は、その開口空間１１１，１２３側が、段差部１２８の外周面によって遮断されている。これにより、第１の接着樹脂１３１が開口空間１１１，１２３内にはみ出すことなく、第１の隙間内に均一に広がるようになっている。 As shown in FIG. 13, in the gap formed between the bottom surface 121B of the nozzle 120 and the top surface 110A of the ceramic package 110 (hereinafter referred to as “first gap”), the first adhesive resin 131 is formed. Filled. The first adhesive resin 131 is a relatively soft adhesive resin mainly for maintaining the airtightness of the internal space of the semiconductor sensor device 100. For example, as the first adhesive resin 131, a fluorine-based resin having chemical resistance is used. Here, since it is difficult to ensure a sufficient seal thickness by simply bringing the bottom surface 121B and the top surface 110A into close contact with each other, the first adhesive resin 131 is sufficient to form a first gap between the two. It is possible to ensure a sufficient seal thickness. In particular, by using the relatively soft first adhesive resin 131, the sealing performance in the first gap can be improved. In addition, as shown in FIG. 13, in the first gap, the opening spaces 111 and 123 are blocked by the outer peripheral surface of the stepped portion 128. As a result, the first adhesive resin 131 does not protrude into the opening spaces 111 and 123 but spreads uniformly in the first gap.
一方、挿込部１２５，１２６の内側表面と、窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒの奥面との間に形成された隙間（以下、「第２の隙間」と示す）には、第２の接着樹脂１３２が充填される。第２の接着樹脂１３２とは、主にセラミックパッケージ１１０とノズル１２０との接着強度を高めるための、比較的硬質な（少なくとも第１の接着樹脂１３１よりも硬質な）接着樹脂である。例えば、第２の接着樹脂１３２には、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂等が用いられる。ここで、単に挿込部１２５，１２６と窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒとを密着させるだけでは十分なシール厚を確保することが困難なため、両者の間に第２の隙間を形成することで、第２の接着樹脂１３２による十分なシール厚を確保することができるようにしている。特に、比較的硬質な第２の接着樹脂１３２を用いたことにより、ノズル１２０に加わる外力を、この第２の接着樹脂１３２による接着部分で受け止めることができる。すなわち、第１の接着樹脂１３１に係る負荷を軽減することができるため、第１の接着樹脂１３１が破損する等の不具合の発生を抑制することができる。加えて、図１３に示すように、窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒは、下端が底面１１９Ｌａ，１１９Ｒａによって閉じられている。これにより、第２の接着樹脂１３２がセラミックパッケージ１１０の下方に流れ落ちることなく、第２の隙間内に均一に広がるようになっている。但し、底面１１９Ｌａ，１１９Ｒａは必須の構成ではなく、窪み部１１９Ｌ，１１９Ｒは、セラミックパッケージ１１０の下方に貫通している形状であってもよい。 On the other hand, in the gap formed between the inner surfaces of the insertion portions 125 and 126 and the inner surfaces of the recess portions 119L and 119R (hereinafter referred to as “second gap”), the second adhesive resin 132 is provided. Is filled. The second adhesive resin 132 is an adhesive resin that is relatively hard (at least harder than the first adhesive resin 131) for mainly increasing the adhesive strength between the ceramic package 110 and the nozzle 120. For example, as the second adhesive resin 132, a silicon resin, an epoxy resin, or the like is used. Here, it is difficult to ensure a sufficient seal thickness by simply bringing the insertion portions 125 and 126 and the recess portions 119L and 119R into close contact with each other. Therefore, by forming a second gap between the two, A sufficient seal thickness by the second adhesive resin 132 can be ensured. In particular, by using the relatively hard second adhesive resin 132, an external force applied to the nozzle 120 can be received by the bonded portion of the second adhesive resin 132. That is, since the load on the first adhesive resin 131 can be reduced, it is possible to suppress the occurrence of problems such as breakage of the first adhesive resin 131. In addition, as shown in FIG. 13, the lower ends of the recesses 119L and 119R are closed by the bottom surfaces 119La and 119Ra. Thereby, the second adhesive resin 132 is spread uniformly in the second gap without flowing down the ceramic package 110. However, the bottom surfaces 119La and 119Ra are not essential, and the recesses 119L and 119R may have a shape penetrating below the ceramic package 110.
このように、本実施形態では、セラミックパッケージ１１０とノズル１２０とを、第１の隙間においては、比較的軟質な第１の接着樹脂１３１を用いて互いに接着し、第２の隙間においては、比較的硬質な第２の接着樹脂１３２を用いて互いに接着する。これにより、半導体センサ装置１００の内部空間の気密度を高めつつ、外力に対する耐性を高めることができる。すなわち、ノズル１２０の接着部分のシール性および耐性を高めることができるため、半導体センサ装置１００の信頼性をより高めることができる。 As described above, in the present embodiment, the ceramic package 110 and the nozzle 120 are bonded to each other using the relatively soft first adhesive resin 131 in the first gap, and in the second gap, the comparison is made. Adhering to each other using the second hard adhesive resin 132 that is hard. Thereby, the resistance to external force can be increased while increasing the air density of the internal space of the semiconductor sensor device 100. That is, since the sealing performance and tolerance of the bonded portion of the nozzle 120 can be increased, the reliability of the semiconductor sensor device 100 can be further increased.
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications or changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
１００ 半導体センサ装置
１１０，１１０Ｘ セラミックパッケージ
１１１ 開口空間
１１２ 半導体センサ素子
１１３ 集積回路
１１４ 貫通孔
１１５，１１７ 台座
１１６，１１８ 台座（第２の台座）
１１９Ｌ，１１９Ｒ 窪み部
１２０ ノズル
１２１ 基部
１２２ 導入部
１２３ 開口空間
１２４ 貫通孔
１２５，１２６ 挿込部
１２７ 突起部
１２８ 段差部
１３１ 第１の接着樹脂
１３２ 第２の接着樹脂
１３３ 金属線
１３４ 保護ゲル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Semiconductor sensor apparatus 110,110X Ceramic package 111 Open space 112 Semiconductor sensor element 113 Integrated circuit 114 Through-hole 115,117 Pedestal 116,118 Pedestal (2nd pedestal)
119L, 119R hollow part 120 nozzle 121 base part 122 introduction part 123 opening space 124 through hole 125, 126 insertion part 127 projection part 128 step part 131 first adhesive resin 132 second adhesive resin 133 metal wire 134 protective gel
Claims (5)
前記セラミックパッケージの開口空間内の平面上に配置され、圧力媒体の圧力を検出する半導体センサ素子と、
前記開口空間を覆うように設けられ、前記開口空間内に前記圧力媒体を導くノズルと
を備えた半導体センサ装置であって、
前記ノズルは、前記セラミックパッケージ側に突出した挿込部を有しており、
前記セラミックパッケージの側面には、前記挿込部が挿し込まれる窪み部が形成されており、
前記挿込部と前記窪み部とが、少なくとも前記セラミックパッケージの接合面と前記ノズルの接合面との接着に用いられている第１の接着樹脂よりも硬質な第２の接着樹脂によって互いに接着されている
ことを特徴とする半導体センサ装置。 Ceramic package,
A semiconductor sensor element that is disposed on a plane in the opening space of the ceramic package and detects the pressure of the pressure medium;
A semiconductor sensor device comprising: a nozzle that is provided so as to cover the opening space and guides the pressure medium into the opening space;
The nozzle has an insertion portion protruding to the ceramic package side,
On the side surface of the ceramic package, a recess portion into which the insertion portion is inserted is formed,
The insertion portion and the recess portion are bonded to each other by a second adhesive resin harder than the first adhesive resin used for bonding at least the bonding surface of the ceramic package and the bonding surface of the nozzle. A semiconductor sensor device.
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体センサ装置。 At least one of the bonding surface by the first adhesive resin in the ceramic package and the bonding surface by the first adhesive resin in the nozzle is provided with a protrusion that forms a gap therebetween. The semiconductor sensor device according to claim 1, wherein:
前記セラミックパッケージの前記開口空間に嵌め込まれる凸状の段差部が形成されており、
前記突起部によって形成される前記隙間は、前記開口空間に嵌め込まれた前記段差部によって、前記開口空間から遮断されている
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体センサ装置。 On the surface of the nozzle facing the ceramic package,
A convex stepped portion that is fitted into the opening space of the ceramic package is formed,
The semiconductor sensor device according to claim 2, wherein the gap formed by the protruding portion is blocked from the opening space by the stepped portion fitted in the opening space.
前記ノズルが挿し込まれる側の端部において開かれており、
前記ノズルが挿し込まれる側の端部とは反対側の端部において閉じられている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体センサ装置。 The depression is
Open at the end on the side where the nozzle is inserted,
4. The semiconductor sensor device according to claim 1, wherein the semiconductor sensor device is closed at an end opposite to an end where the nozzle is inserted. 5.
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体センサ装置。 The clearance gap is formed between the joint surface by the said 2nd adhesive resin of the said hollow part, and the joint surface by the said 2nd adhesive resin of the said insertion part. 5. The semiconductor sensor device according to claim 4.
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