JP2000131168A - 半導体圧力センサ用台座の接合方法 - Google Patents
半導体圧力センサ用台座の接合方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属パイプと台座の接合に際し、台座にクラ
ックが発生することのない半導体圧力センサ用台座の接
合方法を提供する。 【解決手段】 凹部を形成することにより薄肉状に形成
されたダイアフラム１ａを有する半導体圧力センサチッ
プ１とダイアフラム１ａに圧力を導入するための貫通孔
２ａが形成された台座２とを接合し、台座２の半導体圧
力センサチップ１との接合面と反対側の面にはメタライ
ズ層８を形成し、メタライズ層８を介してパッケージの
金属パイプ４と半田接合してなる半導体圧力センサにお
ける台座２と金属パイプ４の接合方法において、金属パ
イプ４の貫通孔４ａの開口部内に、少なくとも先端部の
形状を貫通孔４ａと略同一形状とするとともに、その表
面を半田９の濡れにくい材料とする柱状体１１を、先端
部が台座２側になるように挿入し、台座２と金属パイプ
４とを接合した後、柱状体１１を除去するようにした。
ックが発生することのない半導体圧力センサ用台座の接
合方法を提供する。 【解決手段】 凹部を形成することにより薄肉状に形成
されたダイアフラム１ａを有する半導体圧力センサチッ
プ１とダイアフラム１ａに圧力を導入するための貫通孔
２ａが形成された台座２とを接合し、台座２の半導体圧
力センサチップ１との接合面と反対側の面にはメタライ
ズ層８を形成し、メタライズ層８を介してパッケージの
金属パイプ４と半田接合してなる半導体圧力センサにお
ける台座２と金属パイプ４の接合方法において、金属パ
イプ４の貫通孔４ａの開口部内に、少なくとも先端部の
形状を貫通孔４ａと略同一形状とするとともに、その表
面を半田９の濡れにくい材料とする柱状体１１を、先端
部が台座２側になるように挿入し、台座２と金属パイプ
４とを接合した後、柱状体１１を除去するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイアフラムの形
成された半導体圧力センサチップとパッケージの金属パ
イプとを台座を介して接合してなる半導体圧力センサに
おける台座と金属パイプの接合方法に関するものであ
る。
成された半導体圧力センサチップとパッケージの金属パ
イプとを台座を介して接合してなる半導体圧力センサに
おける台座と金属パイプの接合方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体圧力センサはエアコンや
空調機等の微圧領域の圧力の測定を行うものであり、図
４に示すように、凹部を形成することにより薄肉状に形
成されたダイアフラム１ａを有する半導体圧力センサチ
ップ１がガラス台座２に陽極接合等により接合され、中
心にコバール製又は４２アロイ等の金属パイプ４が配置
されたＰＰＳやＰＢＴ等のプラスチックパッケージ３内
に設置される。半導体圧力センサチップ１表面のアルミ
パッドとリード５とは金又はアルミ製のワイヤ６で接続
されている。なお、７はプラスチックパッケージ３の蓋
であり、１ｂは半導体圧力センサチップ１に形成された
歪みゲージ抵抗であり、１ｃは半導体圧力センサチップ
１の表面を保護するオーバーコートである。ガラス台座
２の材料としては、例えばパイレックスガラス（コーニ
ング社製、品番♯７７４０等）が用いられる。
空調機等の微圧領域の圧力の測定を行うものであり、図
４に示すように、凹部を形成することにより薄肉状に形
成されたダイアフラム１ａを有する半導体圧力センサチ
ップ１がガラス台座２に陽極接合等により接合され、中
心にコバール製又は４２アロイ等の金属パイプ４が配置
されたＰＰＳやＰＢＴ等のプラスチックパッケージ３内
に設置される。半導体圧力センサチップ１表面のアルミ
パッドとリード５とは金又はアルミ製のワイヤ６で接続
されている。なお、７はプラスチックパッケージ３の蓋
であり、１ｂは半導体圧力センサチップ１に形成された
歪みゲージ抵抗であり、１ｃは半導体圧力センサチップ
１の表面を保護するオーバーコートである。ガラス台座
２の材料としては、例えばパイレックスガラス（コーニ
ング社製、品番♯７７４０等）が用いられる。
【０００３】ガラス台座２の中心部には、半導体圧力セ
ンサチップ１のダイアフラム１ａに圧力を印加するため
の貫通孔２ａが形成され、ガラス台座２はこの貫通孔２
ａと金属パイプ４の貫通孔４ａとが対向するような配置
で、金属パイプ４に接合される。ガラス台座２と金属パ
イプ４とは半田９で接合される。この場合、半田９で接
合するために、ガラス台座２の半導体圧力センサチップ
１と接合しない側の面にはメタライズ層８が形成され
る。メタライズ層８の例としては、Ｃｒ（最下層）／Ｐ
ｔ／Ａｕ（最上層）、Ｔｉ（最下層）／Ｎｉ／Ａｕ（最
上層）、Ｔｉ（最下層）／Ｐｔ／Ａｕ（最上層）等が挙
げられる。半田９としては、錫、錫−アンチモン合金、
鉛、錫−鉛合金、金−シリコン合金、錫−銀合金等があ
る。
ンサチップ１のダイアフラム１ａに圧力を印加するため
の貫通孔２ａが形成され、ガラス台座２はこの貫通孔２
ａと金属パイプ４の貫通孔４ａとが対向するような配置
で、金属パイプ４に接合される。ガラス台座２と金属パ
イプ４とは半田９で接合される。この場合、半田９で接
合するために、ガラス台座２の半導体圧力センサチップ
１と接合しない側の面にはメタライズ層８が形成され
る。メタライズ層８の例としては、Ｃｒ（最下層）／Ｐ
ｔ／Ａｕ（最上層）、Ｔｉ（最下層）／Ｎｉ／Ａｕ（最
上層）、Ｔｉ（最下層）／Ｐｔ／Ａｕ（最上層）等が挙
げられる。半田９としては、錫、錫−アンチモン合金、
鉛、錫−鉛合金、金−シリコン合金、錫−銀合金等があ
る。
【０００４】また、図５は、パッケージとして、金属ス
テムのパッケージ３０を使用したものを示している。３
１はキャップであり、金属ステムとは溶接で接続され
る。
テムのパッケージ３０を使用したものを示している。３
１はキャップであり、金属ステムとは溶接で接続され
る。
【０００５】金属パイプ４とガラス台座２とがメタライ
ズ層８を介して半田９により接合される。メタライズ層
８の最上層のＡｕの表面には半田９が塗れるのである。
ズ層８を介して半田９により接合される。メタライズ層
８の最上層のＡｕの表面には半田９が塗れるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような半導体圧力センサにあっては、ガラス台座２と金
属パイプ４との半田９によるダイボンド接合時に、図６
に示すように、ガラス台座２の貫通孔２ａと金属パイプ
４の貫通孔４ａとの接合位置ずれが発生した場合や、図
７に示すように、金属パイプ４の貫通孔４ａの孔径より
ガラス台座２の貫通孔２ａの孔径が小さくて、金属パイ
プ４の貫通孔４ａの上方にガラス台座２の貫通孔２ａの
周囲部が配置された場合には、ガラス台座２の貫通孔２
ａのエッジ部分に半田９が溜まってしまう。
ような半導体圧力センサにあっては、ガラス台座２と金
属パイプ４との半田９によるダイボンド接合時に、図６
に示すように、ガラス台座２の貫通孔２ａと金属パイプ
４の貫通孔４ａとの接合位置ずれが発生した場合や、図
７に示すように、金属パイプ４の貫通孔４ａの孔径より
ガラス台座２の貫通孔２ａの孔径が小さくて、金属パイ
プ４の貫通孔４ａの上方にガラス台座２の貫通孔２ａの
周囲部が配置された場合には、ガラス台座２の貫通孔２
ａのエッジ部分に半田９が溜まってしまう。
【０００７】この場合には、図８に示すように、半田９
が固化する時に、温度の低い金属パイプ４の貫通孔４ａ
の周辺から固化していく。従って、半田９が固化する時
には、引っ張り応力が加わり、ガラス台座２の貫通孔２
ａの開口部周辺にクラック１０が入るため、半導体圧力
センサチップ１が破壊されてしまうという問題があっ
た。
が固化する時に、温度の低い金属パイプ４の貫通孔４ａ
の周辺から固化していく。従って、半田９が固化する時
には、引っ張り応力が加わり、ガラス台座２の貫通孔２
ａの開口部周辺にクラック１０が入るため、半導体圧力
センサチップ１が破壊されてしまうという問題があっ
た。
【０００８】本発明は、上記の点に鑑みてなしたもので
あり、その目的とするところは、金属パイプと台座の接
合に際し、台座にクラックが発生することのない半導体
圧力センサ用台座の接合方法を提供することにある。
あり、その目的とするところは、金属パイプと台座の接
合に際し、台座にクラックが発生することのない半導体
圧力センサ用台座の接合方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
凹部を形成することにより薄肉状に形成されたダイアフ
ラムを有する半導体圧力センサチップと前記ダイアフラ
ムに圧力を導入するための貫通孔が形成された台座とを
接合し、該台座の前記半導体圧力センサチップとの接合
面と反対側の面にはメタライズ層を形成し、該メタライ
ズ層を介してパッケージの金属パイプと半田接合してな
る半導体圧力センサにおける台座と金属パイプの接合方
法において、前記金属パイプの貫通孔の開口部内に、少
なくとも先端部の形状を貫通孔と略同一形状とするとと
もに、その表面を半田の濡れにくい材料とする柱状体
を、先端部が台座側になるように挿入し、台座と金属パ
イプとを接合した後、前記柱状体を除去するようにした
ことを特徴とするものである。
凹部を形成することにより薄肉状に形成されたダイアフ
ラムを有する半導体圧力センサチップと前記ダイアフラ
ムに圧力を導入するための貫通孔が形成された台座とを
接合し、該台座の前記半導体圧力センサチップとの接合
面と反対側の面にはメタライズ層を形成し、該メタライ
ズ層を介してパッケージの金属パイプと半田接合してな
る半導体圧力センサにおける台座と金属パイプの接合方
法において、前記金属パイプの貫通孔の開口部内に、少
なくとも先端部の形状を貫通孔と略同一形状とするとと
もに、その表面を半田の濡れにくい材料とする柱状体
を、先端部が台座側になるように挿入し、台座と金属パ
イプとを接合した後、前記柱状体を除去するようにした
ことを特徴とするものである。
【００１０】請求項２記載の発明は、凹部を形成するこ
とにより薄肉状に形成されたダイアフラムを有する半導
体圧力センサチップと前記ダイアフラムに圧力を導入す
るための貫通孔が形成された台座とを接合し、該台座の
前記半導体圧力センサチップとの接合面と反対側の面に
はメタライズ層を形成し、該メタライズ層を介してパッ
ケージの金属パイプと半田接合してなる半導体圧力セン
サにおける台座と金属パイプの接合方法において、前記
金属パイプの貫通孔の開口部を、半田の濡れにくい材料
からなる金属薄膜を接着あるいは圧接により塞ぎ、台座
と金属パイプとを接合した後、前記金属薄膜を除去する
ようにしたことを特徴とするものである。
とにより薄肉状に形成されたダイアフラムを有する半導
体圧力センサチップと前記ダイアフラムに圧力を導入す
るための貫通孔が形成された台座とを接合し、該台座の
前記半導体圧力センサチップとの接合面と反対側の面に
はメタライズ層を形成し、該メタライズ層を介してパッ
ケージの金属パイプと半田接合してなる半導体圧力セン
サにおける台座と金属パイプの接合方法において、前記
金属パイプの貫通孔の開口部を、半田の濡れにくい材料
からなる金属薄膜を接着あるいは圧接により塞ぎ、台座
と金属パイプとを接合した後、前記金属薄膜を除去する
ようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】請求項３記載の発明は、凹部を形成するこ
とにより薄肉状に形成されたダイアフラムを有する半導
体圧力センサチップと前記ダイアフラムに圧力を導入す
るための貫通孔が形成された台座とを接合し、該台座の
前記半導体圧力センサチップとの接合面と反対側の面に
はメタライズ層を形成し、該メタライズ層を介してパッ
ケージの金属パイプと半田接合してなる半導体圧力セン
サにおける台座と金属パイプの接合方法において、前記
金属パイプの台座と接合する側の端部を薄肉状に残して
おき、台座と金属パイプとを接合した後、前記薄肉状の
端部を除去することにより貫通孔が形成されるようにし
たことを特徴とするものである。
とにより薄肉状に形成されたダイアフラムを有する半導
体圧力センサチップと前記ダイアフラムに圧力を導入す
るための貫通孔が形成された台座とを接合し、該台座の
前記半導体圧力センサチップとの接合面と反対側の面に
はメタライズ層を形成し、該メタライズ層を介してパッ
ケージの金属パイプと半田接合してなる半導体圧力セン
サにおける台座と金属パイプの接合方法において、前記
金属パイプの台座と接合する側の端部を薄肉状に残して
おき、台座と金属パイプとを接合した後、前記薄肉状の
端部を除去することにより貫通孔が形成されるようにし
たことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づき説明する。図１は本発明の第１の実施形
態の半導体圧力センサに係る半導体圧力センサチップと
ガラス台座と金属パイプの接合状態を示す断面図であ
る。本実施形態においては、半導体圧力センサの基本的
構成は従来例で説明したもの同等であるので、同一部分
には同一符号を付して説明を省略する。
を図面に基づき説明する。図１は本発明の第１の実施形
態の半導体圧力センサに係る半導体圧力センサチップと
ガラス台座と金属パイプの接合状態を示す断面図であ
る。本実施形態においては、半導体圧力センサの基本的
構成は従来例で説明したもの同等であるので、同一部分
には同一符号を付して説明を省略する。
【００１３】本実施形態の半導体圧力センサ用台座の接
合方法は、金属パイプ４の貫通孔４ａの開口部内に、半
田の濡れにくい材料、例えば、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｃｒ、
Ｗ、Ａｌ等で表面をメッキした柱状体１１を挿入してお
く。ここで、柱状体１１の形状は金属パイプ４の貫通孔
４ａと同形状（円柱状）で、貫通孔４ａの略同一径とす
る。少なくともガラス台座２側が有底であれば筒状であ
っても良い。また、半田の濡れにくい材料のメッキは、
少なくとも貫通孔４ａの開口部近傍に施してあれば良
い。
合方法は、金属パイプ４の貫通孔４ａの開口部内に、半
田の濡れにくい材料、例えば、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｃｒ、
Ｗ、Ａｌ等で表面をメッキした柱状体１１を挿入してお
く。ここで、柱状体１１の形状は金属パイプ４の貫通孔
４ａと同形状（円柱状）で、貫通孔４ａの略同一径とす
る。少なくともガラス台座２側が有底であれば筒状であ
っても良い。また、半田の濡れにくい材料のメッキは、
少なくとも貫通孔４ａの開口部近傍に施してあれば良
い。
【００１４】この状態で、ガラス台座２と金属パイプ４
とを半田９により接合する。その後、常温に戻してから
柱状体１１を抜き取る。
とを半田９により接合する。その後、常温に戻してから
柱状体１１を抜き取る。
【００１５】本実施形態によれば、柱状体１１の表面は
半田９が濡れにくい金属材料で構成されているので、半
田９が金属パイプ４の貫通孔４ａへ流れ込むのが防止さ
れる。また、半田固化時には、貫通孔４ａの上方及び周
囲の温度が低くなるが、金属パイプ４のガラス台座２側
の開口部が柱状体１１で塞がれているので、半田９を挟
む両方の材料の温度が均一になり、半田９が均一に固化
し、半田９の内部に歪みが発生することはない。また、
金属パイプ４のガラス台座２側の開口部が半田９が濡れ
にくい金属材料で構成された柱状体１１で塞がれている
ので、図６、図７で示したような半田９の溜りが生じな
くなり、ガラス台座２の貫通孔２ａの角部にストレスが
加わることがなくなる。
半田９が濡れにくい金属材料で構成されているので、半
田９が金属パイプ４の貫通孔４ａへ流れ込むのが防止さ
れる。また、半田固化時には、貫通孔４ａの上方及び周
囲の温度が低くなるが、金属パイプ４のガラス台座２側
の開口部が柱状体１１で塞がれているので、半田９を挟
む両方の材料の温度が均一になり、半田９が均一に固化
し、半田９の内部に歪みが発生することはない。また、
金属パイプ４のガラス台座２側の開口部が半田９が濡れ
にくい金属材料で構成された柱状体１１で塞がれている
ので、図６、図７で示したような半田９の溜りが生じな
くなり、ガラス台座２の貫通孔２ａの角部にストレスが
加わることがなくなる。
【００１６】従来、ガラス台座２の貫通孔２ａの開口部
エッジのメタライズ層８とガラス台座２との接合界面端
部（貫通孔２ａ内壁側）付近を起点として、クラックが
ガラス台座２の内部方向へ広がる場合が多かった。しか
しながら、本実施形態では、ガラス台座２の貫通孔２ａ
の開口部エッジのメタライズ層８とガラス台座２との接
合界面端部（貫通孔２ａ内壁側）付近に半田９が濡れて
溜まることがなく、また、半田固化時には、この部分の
温度がガラス台座２の他のメタライズ面と略等しく、半
田内部の応力が低減される。
エッジのメタライズ層８とガラス台座２との接合界面端
部（貫通孔２ａ内壁側）付近を起点として、クラックが
ガラス台座２の内部方向へ広がる場合が多かった。しか
しながら、本実施形態では、ガラス台座２の貫通孔２ａ
の開口部エッジのメタライズ層８とガラス台座２との接
合界面端部（貫通孔２ａ内壁側）付近に半田９が濡れて
溜まることがなく、また、半田固化時には、この部分の
温度がガラス台座２の他のメタライズ面と略等しく、半
田内部の応力が低減される。
【００１７】従って、ガラス台座２の貫通孔２ａの開口
部の角部にクラックが発生しにくくなり、半田９とし
て、融点が２８０℃と高く、また、ヤング率も約６００
０ｋｇ／ｃｍ2 と大きく硬く、従来、クラックが発生し
やすかった金−錫２０％半田を使用した場合でも、クラ
ックの発生を防止できる。
部の角部にクラックが発生しにくくなり、半田９とし
て、融点が２８０℃と高く、また、ヤング率も約６００
０ｋｇ／ｃｍ2 と大きく硬く、従来、クラックが発生し
やすかった金−錫２０％半田を使用した場合でも、クラ
ックの発生を防止できる。
【００１８】なお、メタライズ層８の形成されたガラス
台座２は、反対側の面が半導体圧力センサウエハに陽極
接合により接合される。陽極接合の条件としては、真空
雰囲気中で約４００℃に加熱し、約５００Ｖ〜８００Ｖ
の直流電圧を半導体圧力センサウエハ側が正極になるよ
うに印加すると、静電引力により原子的に接合されるの
である。
台座２は、反対側の面が半導体圧力センサウエハに陽極
接合により接合される。陽極接合の条件としては、真空
雰囲気中で約４００℃に加熱し、約５００Ｖ〜８００Ｖ
の直流電圧を半導体圧力センサウエハ側が正極になるよ
うに印加すると、静電引力により原子的に接合されるの
である。
【００１９】ガラス台座２に接合された半導体圧力セン
サウエハをダイシングして、個々の半導体圧力センサチ
ップ１（約２〜３ｍｍ角）にし、これをパッケージの金
属パイプ４上に半田９によりダイボンド接合して、図１
のような構造のものになるのである。半田９の厚みは厚
い部分で３０〜１００μｍであり、ガラス台座２の貫通
孔２ａの半導体圧力センサチップ１側の大きさは、約φ
０．６〜１．３ｍｍである。
サウエハをダイシングして、個々の半導体圧力センサチ
ップ１（約２〜３ｍｍ角）にし、これをパッケージの金
属パイプ４上に半田９によりダイボンド接合して、図１
のような構造のものになるのである。半田９の厚みは厚
い部分で３０〜１００μｍであり、ガラス台座２の貫通
孔２ａの半導体圧力センサチップ１側の大きさは、約φ
０．６〜１．３ｍｍである。
【００２０】図２は本発明の第２の実施形態の半導体圧
力センサに係る半導体圧力センサチップとガラス台座と
金属パイプの接合状態を示す断面図である。本実施形態
の半導体圧力センサ用台座の接合方法は、金属パイプ４
の貫通孔４ａのガラス台座２側の開口部を、半田の濡れ
にくい金属薄膜１２、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ酸化
物、酸化銅等を接着、又は圧接、又は溶接等行うことに
より塞ぐ。金属薄膜１２の厚さは約５０μｍ〜５００μ
ｍ程度で良い。
力センサに係る半導体圧力センサチップとガラス台座と
金属パイプの接合状態を示す断面図である。本実施形態
の半導体圧力センサ用台座の接合方法は、金属パイプ４
の貫通孔４ａのガラス台座２側の開口部を、半田の濡れ
にくい金属薄膜１２、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ酸化
物、酸化銅等を接着、又は圧接、又は溶接等行うことに
より塞ぐ。金属薄膜１２の厚さは約５０μｍ〜５００μ
ｍ程度で良い。
【００２１】この状態で、ガラス台座２と金属パイプ４
とを半田９により接合する。その後、常温に戻してから
金属薄膜１２を除去する。除去方法としては、真空吸着
ピンにより破断して吸い取るか、ドリル等で破断し金属
薄膜１２の切削粉を除去する。金属パイプ４内に散らば
った金属薄膜１２の切削粉の除去は静電吸着方法やエア
ー吸い込み方法等で行う。
とを半田９により接合する。その後、常温に戻してから
金属薄膜１２を除去する。除去方法としては、真空吸着
ピンにより破断して吸い取るか、ドリル等で破断し金属
薄膜１２の切削粉を除去する。金属パイプ４内に散らば
った金属薄膜１２の切削粉の除去は静電吸着方法やエア
ー吸い込み方法等で行う。
【００２２】本実施形態によれば、ガラス台座２と金属
パイプ４との半田接合時に、金属薄膜１２により、金属
パイプ４のガラス台座２側の開口部が塞がれているの
で、半田９が金属パイプ４の貫通孔４ａへ流れ込むのが
防止される。また、半田固化時には、貫通孔４ａの上方
及び周囲の温度が低くなるが、金属パイプ４のガラス台
座２側の開口部が金属薄膜１２で塞がれているので、半
田９を挟む両方の材料の温度、特に、半田９の下側の金
属パイプ４の表面の温度が均一になり、半田９の内部に
歪みが発生することはなくなり、ガラス台座２の貫通孔
２ａの開口部の角部にクラックが発生することはない。
パイプ４との半田接合時に、金属薄膜１２により、金属
パイプ４のガラス台座２側の開口部が塞がれているの
で、半田９が金属パイプ４の貫通孔４ａへ流れ込むのが
防止される。また、半田固化時には、貫通孔４ａの上方
及び周囲の温度が低くなるが、金属パイプ４のガラス台
座２側の開口部が金属薄膜１２で塞がれているので、半
田９を挟む両方の材料の温度、特に、半田９の下側の金
属パイプ４の表面の温度が均一になり、半田９の内部に
歪みが発生することはなくなり、ガラス台座２の貫通孔
２ａの開口部の角部にクラックが発生することはない。
【００２３】図３は本発明の第３の実施形態の半導体圧
力センサに係る半導体圧力センサチップとガラス台座と
金属パイプの接合状態を示す断面図である。本実施形態
の半導体圧力センサ用台座の接合方法は、金属パイプ４
のガラス台座２側の開口部を薄肉状に残しておき、この
状態で、ガラス台座２と金属パイプ４とを半田９により
接合し、その後、この薄肉部１３をドリル等で機械的に
除去し、貫通孔４ａを完成させるのである。薄肉部１３
の厚さは、数１０μｍ〜数１００μｍ程度である。ここ
で、金属パイプ４の表面はＮｉ／Ａｕメッキしているた
め、半田９は薄肉部１３の上面にも濡れるが、この部分
を予めＮｉ／Ａｕメッキしないようにしておいても良
い。
力センサに係る半導体圧力センサチップとガラス台座と
金属パイプの接合状態を示す断面図である。本実施形態
の半導体圧力センサ用台座の接合方法は、金属パイプ４
のガラス台座２側の開口部を薄肉状に残しておき、この
状態で、ガラス台座２と金属パイプ４とを半田９により
接合し、その後、この薄肉部１３をドリル等で機械的に
除去し、貫通孔４ａを完成させるのである。薄肉部１３
の厚さは、数１０μｍ〜数１００μｍ程度である。ここ
で、金属パイプ４の表面はＮｉ／Ａｕメッキしているた
め、半田９は薄肉部１３の上面にも濡れるが、この部分
を予めＮｉ／Ａｕメッキしないようにしておいても良
い。
【００２４】本実施形態によれば、ガラス台座２と金属
パイプ４との半田接合時に、金属パイプ４の貫通孔４ａ
のガラス台座２側の開口部が薄肉部１３により塞がれて
いるので、半田９が金属パイプ４の貫通孔４ａへ流れ込
むのが防止される。また、半田固化時には、貫通孔４ａ
の上方及び周囲の温度が低くなるが、金属パイプ４のガ
ラス台座２側の開口部が金属薄膜１２で塞がれているの
で、半田９を挟む両方の材料の温度が均一になり、半田
９が均一に固化し、半田９の内部に歪みが発生すること
はなくなり、ガラス台座２の貫通孔２ａの開口部の角部
にクラックが発生することはない。
パイプ４との半田接合時に、金属パイプ４の貫通孔４ａ
のガラス台座２側の開口部が薄肉部１３により塞がれて
いるので、半田９が金属パイプ４の貫通孔４ａへ流れ込
むのが防止される。また、半田固化時には、貫通孔４ａ
の上方及び周囲の温度が低くなるが、金属パイプ４のガ
ラス台座２側の開口部が金属薄膜１２で塞がれているの
で、半田９を挟む両方の材料の温度が均一になり、半田
９が均一に固化し、半田９の内部に歪みが発生すること
はなくなり、ガラス台座２の貫通孔２ａの開口部の角部
にクラックが発生することはない。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、請求項１乃至請求項３記
載の発明によれば、凹部を形成することにより薄肉状に
形成されたダイアフラムを有する半導体圧力センサチッ
プと前記ダイアフラムに圧力を導入するための貫通孔が
形成された台座とを接合し、該台座の前記半導体圧力セ
ンサチップとの接合面と反対側の面にはメタライズ層を
形成し、該メタライズ層を介してパッケージの金属パイ
プと半田接合してなる半導体圧力センサにおける台座と
金属パイプの接合方法において、台座と金属パイプの接
合時には、柱状体、あるいは金属薄膜、あるいは薄肉部
により、金属パイプの貫通孔を塞いでおき、台座と金属
パイプとを接合した後、前記柱状体、あるいは金属薄
膜、あるいは薄肉部を除去するようにしたので、半田が
金属パイプの貫通孔内に流れ込むことが防止でき、ま
た、半田固化時には、貫通孔の上方及び周囲の温度が低
くなるが、金属パイプの台座側の開口部が塞がれている
ので、半田を挟む両方の材料の温度が均一になり、半田
が均一に固化し、半田の内部に歪みが発生することはな
くなり、台座の貫通孔の開口部の角部にクラックが発生
することのない半導体圧力センサ用台座の接合方法が提
供できた。
載の発明によれば、凹部を形成することにより薄肉状に
形成されたダイアフラムを有する半導体圧力センサチッ
プと前記ダイアフラムに圧力を導入するための貫通孔が
形成された台座とを接合し、該台座の前記半導体圧力セ
ンサチップとの接合面と反対側の面にはメタライズ層を
形成し、該メタライズ層を介してパッケージの金属パイ
プと半田接合してなる半導体圧力センサにおける台座と
金属パイプの接合方法において、台座と金属パイプの接
合時には、柱状体、あるいは金属薄膜、あるいは薄肉部
により、金属パイプの貫通孔を塞いでおき、台座と金属
パイプとを接合した後、前記柱状体、あるいは金属薄
膜、あるいは薄肉部を除去するようにしたので、半田が
金属パイプの貫通孔内に流れ込むことが防止でき、ま
た、半田固化時には、貫通孔の上方及び周囲の温度が低
くなるが、金属パイプの台座側の開口部が塞がれている
ので、半田を挟む両方の材料の温度が均一になり、半田
が均一に固化し、半田の内部に歪みが発生することはな
くなり、台座の貫通孔の開口部の角部にクラックが発生
することのない半導体圧力センサ用台座の接合方法が提
供できた。
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体圧力センサに
係る半導体圧力センサチップとガラス台座と金属パイプ
の接合状態を示す断面図である。
係る半導体圧力センサチップとガラス台座と金属パイプ
の接合状態を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の半導体圧力センサに
係る半導体圧力センサチップとガラス台座と金属パイプ
の接合状態を示す断面図である。
係る半導体圧力センサチップとガラス台座と金属パイプ
の接合状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の半導体圧力センサに
係る半導体圧力センサチップとガラス台座と金属パイプ
の接合状態を示す断面図である。
係る半導体圧力センサチップとガラス台座と金属パイプ
の接合状態を示す断面図である。
【図４】従来例に係る半導体圧力センサの概略構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５】他の従来例に係る半導体圧力センサの概略構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図６】従来例に係る半導体圧力センサの問題点の一例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図７】従来例に係る半導体圧力センサの問題点のタイ
ミングの例を示す説明図である。
ミングの例を示す説明図である。
【図８】従来の半導体圧力センサに係る半田固化時の状
態変化の説明図である。
態変化の説明図である。
１ 半導体圧力センサチップ １ａ ダイアフラム １ｂ 歪みゲージ抵抗 １ｃ オーバーコート ２ ガラス台座 ２ａ 貫通孔 ３ プラスチックパッケージ ４ 金属パイプ ４ａ 貫通孔 ５ リード ６ ワイヤ ７ 蓋 ８ メタライズ層 ９ 半田 １０ クラック １１ 円柱状パイプ １２ 金属薄膜 １３ 薄肉部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 正治 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 高倉 信之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC02 DD01 DD04 DD07 EE13 FF23 FF43 GG12 GG14 4M112 AA01 BA01 CA15 DA18 DA20 GA01
Claims (3)
- 【請求項１】 凹部を形成することにより薄肉状に形成
されたダイアフラムを有する半導体圧力センサチップと
前記ダイアフラムに圧力を導入するための貫通孔が形成
された台座とを接合し、該台座の前記半導体圧力センサ
チップとの接合面と反対側の面にはメタライズ層を形成
し、該メタライズ層を介してパッケージの金属パイプと
半田接合してなる半導体圧力センサにおける台座と金属
パイプの接合方法において、前記金属パイプの貫通孔の
開口部内に、少なくとも先端部の形状を貫通孔と略同一
形状とするとともに、その表面を半田の濡れにくい材料
とする柱状体を、先端部が台座側になるように挿入し、
台座と金属パイプとを接合した後、前記柱状体を除去す
るようにしたことを特徴とする半導体圧力センサ用台座
の接合方法。 - 【請求項２】 凹部を形成することにより薄肉状に形成
されたダイアフラムを有する半導体圧力センサチップと
前記ダイアフラムに圧力を導入するための貫通孔が形成
された台座とを接合し、該台座の前記半導体圧力センサ
チップとの接合面と反対側の面にはメタライズ層を形成
し、該メタライズ層を介してパッケージの金属パイプと
半田接合してなる半導体圧力センサにおける台座と金属
パイプの接合方法において、前記金属パイプの貫通孔の
開口部を、半田の濡れにくい材料からなる金属薄膜を接
着あるいは圧接により塞ぎ、台座と金属パイプとを接合
した後、前記金属薄膜を除去するようにしたことを特徴
とする半導体圧力センサ用台座の接合方法。 - 【請求項３】 凹部を形成することにより薄肉状に形成
されたダイアフラムを有する半導体圧力センサチップと
前記ダイアフラムに圧力を導入するための貫通孔が形成
された台座とを接合し、該台座の前記半導体圧力センサ
チップとの接合面と反対側の面にはメタライズ層を形成
し、該メタライズ層を介してパッケージの金属パイプと
半田接合してなる半導体圧力センサにおける台座と金属
パイプの接合方法において、前記金属パイプの台座と接
合する側の端部を薄肉状に残しておき、台座と金属パイ
プとを接合した後、前記薄肉状の端部を除去することに
より貫通孔が形成されるようにしたことを特徴とする半
導体圧力センサ用台座の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29873198A JP2000131168A (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 半導体圧力センサ用台座の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29873198A JP2000131168A (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 半導体圧力センサ用台座の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000131168A true JP2000131168A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17863548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29873198A Pending JP2000131168A (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 半導体圧力センサ用台座の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000131168A (ja) |
-
1998
- 1998-10-20 JP JP29873198A patent/JP2000131168A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050512 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070516 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070522 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071002 |