JP2001050838A - 圧力センサを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
実に回避することができる方法を提供する。 【解決手段】 半導体圧力ピックアップ2のための圧力
供給部28を成形材料による被覆から切り欠く手段が、
プランジャ43を有しており、該プランジャを、射出成
形型40において間隙45によって、半導体圧力ピック
アップ2の、組付け区分12とは反対側の面20に対し
て間隔をおいて、配置し、この際に、液化された成形材
料の温度に対してプランジャ43の温度を変化させるこ
とによって、プランジャ43の領域における成形材料の
流動性を減少させ、これによって間隙45内への成形材
料の少なくとも完全な侵入を阻止する。
Description
する方法であって、半導体圧力ピックアップを導体フレ
ームの組付け区分に装着し、半導体圧力ピックアップを
導体フレームのコンタクト区分と電気的に接続し、半導
体圧力ピックアップを備えた導体フレームを、射出成形
型内に挿入し、次いで半導体圧力ピックアップを射出成
形型内において、成形材料から成るケーシングによって
取り囲み、この場合射出成形型に、半導体圧力ピックア
ップのための圧力供給部を成形材料による被覆から切り
欠く手段が設けられている形式の方法に関する。
は、例えば刊行物「Advanced Microsystems for Automo
tiv Applications '99, D. E. Ricken, W. Gessner, 第
126頁」に基づいて公知である。この公知の方法で
は、ベースに装着されていて圧力ダイヤフラムを備えて
いる半導体チップを有する半導体圧力ピックアップが、
導体フレーム、いわゆるリードフレームに装着されてい
る。導体フレームの平らな区分、いわゆるダイパッド
(Diepad)はこの場合、半導体圧力ピックアップの組付
け区分として働く。次いで半導体チップはボンディング
ワイヤを介して導体フレームのコンタクト区分と接続さ
れる。次いで「トランスファーモールディング」もしく
は「トランスファー成形」という名前で公知の圧送成形
法において、半導体圧力ピックアップは、成形材料(Mo
ld compound)から成るケーシング内に埋め込まれる。
センサへの圧力供給はこの場合、半導体圧力ピックアッ
プの上側からか、又は、ベース及び組付け区分に設けら
れていて半導体チップの下側面と接続された圧力通路を
通して行うことができる。この方法を実施する場合、半
導体圧力ピックアップを射出された成形材料によって取
り囲む際つまり半導体圧力ピックアップの射出被覆(Um
spritzen)の際には、ケーシング内における圧力供給部
を成形材料から解放しておくことに、注意が払われねば
ならない。このことつまり圧力供給部の解放は公知の方
法では、圧力供給が半導体圧力ピックアップの、導体フ
レームとは反対側の面から行われるか、又は導体フレー
ムに向けられた側の面から行われるかに応じて、射出成
形型内において半導体圧力ピックアップの上側面か又は
組付け区分に押し付けられる型部分によって、行われ
る。半導体圧力ピックアップの射出被覆の後で、型部分
は除去され、これによって成形材料内に、圧力供給部と
して働く切欠きが残される。
半導体圧力ピックアップに又は導体フレームの組付け区
分に押し付けねばならない、という欠点がある。そして
半導体圧力ピックアップへのプランジャの圧着時に、ダ
イヤフラムが損傷するおそれがある。導体フレームの、
圧力通路を備えた組付け区分へのプランジャの圧着時
に、組付け区分は、射出成形型内に固定されたコンタク
ト区分に対して相対的に移動することあり、その結果組
付け区分とプランジャとの間に間隙が発生してしまい、
この間隙に成形材料の侵入することがある。
は、冒頭に述べた形式の方法を改良して、従来技術にお
ける欠点を排除すること、つまり間隙を通しての成形材
料の侵入を、確実に回避することができる方法を提供す
ることである。
に本発明の方法では、半導体圧力ピックアップのための
圧力供給部を成形材料による被覆から切り欠く手段が、
プランジャを有しており、該プランジャを、射出成形型
において間隙によって、組付け区分の、半導体圧力ピッ
クアップとは反対側の面に対して、又は半導体圧力ピッ
クアップの、組付け区分とは反対側の面に対して間隔を
おいて、配置し、この際に、液化された成形材料の温度
に対してプランジャの温度を変化させることによって、
プランジャの領域における成形材料の流動性を減少さ
せ、これによって間隙内への成形材料の少なくとも完全
な侵入を阻止するようにした。
る方法によって、公知の方法における欠点は回避され
る。本発明による方法では、プランジャは、半導体圧力
ピックアップ又は組付け区分に接触せず、射出成形型に
おいて間隙によって、半導体圧力ピックアップ又は組付
け区分から間隔をおいて保持される。液化された成形材
料の温度に対してプランジャの温度を変化させることに
よって、プランジャの領域における成形材料の流動特性
が低下させられ、これによってプランジャと半導体圧力
ピックアップとの間の間隙もしくはプランジャと組付け
区分との間の間隙への成形材料の少なくとも完全な侵入
が回避される。この場合成形材料の温度と流動特性との
関係が利用される。半導体圧力ピックアップの射出被覆
の場合には、温度と流動特性との間に強い関連をもつ成
形材料が使用される。プランジャの温度変化によって、
プランジャの領域における成形材料の流動性を減じるこ
とができ、その結果成形材料はまったく又はわずかしか
間隙内に侵入することがない。これによって有利な形式
で、ケーシングにおける圧力供給部を、成形材料から解
放しておくことができ、しかもこの場合射出成形型にお
いて、半導体圧力ピックアップのダイヤフラム又は組付
け区分がプランジャと接触することはない。
は、請求項2以下に記載されている。
ンジャの冷却によって、プランジャの領域における成形
材料の粘度を高め、成形材料がまったく又は少なくとも
完全には間隙内に侵入しないようにした。
ンジャの加熱によって、プランジャの領域における成形
材料を迅速に架橋及び硬化させ、その結果成形材料がわ
ずかしか又はまったく間隙内に侵入しないようにした。
実施の形態を説明する。
図3を参照しながら説明する。図1には導体フレーム
(Leitungsgitter)10、いわゆるリードフレーム(Le
adframe)が示されている。条片状の導体フレーム10
は、例えば打抜き及び屈曲によって金属薄板条片から又
は他の形状において製造することが可能であり、条片の
長手方向において、同様に形成された複数の区分を有し
ており、これらの区分は、線L−Lに沿って個別化され
ることができる。このようにして有利な製造が可能であ
る。圧力センサの製造は、有利には自動化されたライン
製造において行われる。分割線L−Lの間における導体
フレームの各領域は、半導体圧力ピックアップ2を装着
するための各1つの平らな組付け区分12を有してい
る。図2及び図3から分かるように、半導体圧力ピック
アップ2は例えばシリコンチップのような半導体チップ
3を有しており、この半導体チップ3の下側面21には
凹設部6が設けられている。凹設部6の上側の材料厚を
減じられた、半導体チップ3の区分は、変形可能なダイ
ヤフラム5を形成している。半導体チップ3は下側面2
1で、例えばガラスベース又はプラスチックベースのよ
うなベース(Sockel)4に装着されている。凹設部6は
ベース4によって気密に閉鎖され、圧力測定のための基
準室(Referenzraum)を形成している。半導体チップ3
の上側面20には公知の形式で、図示されていない評価
手段が配置されており、この評価手段によってダイヤフ
ラム5の変形が検出可能である。評価手段は例えばダイ
ヤフラムの領域における圧電抵抗素子であり、この圧電
抵抗素子を用いてダイヤフラム5における機械的な緊張
が検出可能である。導体フレーム10の区分12に半導
体圧力ピックアップ2を装着した後で、半導体チップ3
はボンディングワイヤ16を介して、導体フレーム10
のコンタクト区分11と電気的に接続される(図1参
照)。次いでコンタクト区分は、導体フレームの側部の
横方向ウェブ及びコンタクト区分11の結合ウェブの切
断又は打抜きによって個別化されることができる。組付
け区分12はいまや、ボンディングワイヤ16の弾性的
な緊張力によって、コンタクト区分11に対して運動さ
せられることができる。
ックアップ2を備えた導体フレーム10は、射出成形型
(Spritzwerkzeug)40内に挿入される。射出成形型4
0は例えば上側部分41と下側部分42とを備えた2つ
の部分から構成されており、この場合コンタクト区分1
1は上側部分41と下側部分42との間にクランプされ
る。射出成形型40はプランジャ43を有している。図
2に示されているように、プランジャ43は射出成形型
において半導体チップ3のダイヤフラム5の上に配置さ
れ、その結果、上側面20に対応配置されたプランジャ
面は間隙45によって半導体チップ3の上側面20から
間隔をおいている。間隙45の間隙幅は例えば0.5m
m又はそれよりも小さな値である。次いで半導体圧力ピ
ックアップ2は、圧送成形(Transferformen)又はトラ
ンスファーモールディング(Transfer-Molding)として
公知の射出形成法によって、射出材料から成るケーシン
グ30内に埋め込まれる。この方法では、例えば熱硬化
樹脂、エポキシ樹脂又は熱可塑性樹脂のような射出材料
がまず初めに液化され、次いで、半導体圧力ピックアッ
プを備えた室内に射出もしくは圧入される。
ンジャの冷却によってプランジャの温度は、液化された
成形材料の温度を下回る温度に強く降下させられる。プ
ランジャはこの目的のために冷却装置と結合されてい
る。これによってプランジャの周囲における成形材料の
粘度が高められ、成形材料の流動性は減じられる。プラ
ンジャ43に直接隣接して位置している成形材料は、そ
の減じられた流動性に基づいて、間隙45内にまったく
又はわずかしか侵入し得ない。場合によっては成形材料
はリング状の縁部領域29において間隙45内に侵入す
るが、しかしながらダイヤフラム5に達することはな
い。成形材料の完全な架橋後に、型部分は圧力センサか
ら離される。完成した圧力センサ1はいまや、図3に示
されているように、ケーシング30内に切欠き28を有
しており、この切欠き28は、半導体チップ3のダイヤ
フラム5のための圧力供給部を形成している。コンタク
ト区分11は最後になお、接続脚の形に折り曲げられる
ことができる。
ジャ43は、液状の成形材料の温度を上回る温度に強く
加熱される。プランジャはこの目的のために加熱装置と
結合されている。成形材料としては熱硬化性樹脂(Duro
plast)が使用され、この熱硬化性樹脂はまず初め、圧
力及び温度の上昇によって液化され、射出成形型内にお
いて半導体圧力ピックアップの周りに射出される。次い
で液状の熱硬化性樹脂は架橋し、硬化して、ケーシング
30を形成する。架橋はこの場合温度に関連している。
温度が高ければ高いほど、成形材料は素早く架橋する。
液状の熱硬化性樹脂の温度を上回る温度にプランジャを
加熱することによって、間隙45の縁部に直接隣接して
いる熱硬化性樹脂は、射出成形型の他の領域におけるよ
うに迅速に架橋させられかつ硬化させられる。これによ
って極めて迅速に、完全に硬化した熱硬化性樹脂から成
るリング29が形成され、このリング29はバリアとし
て働き、なお液状の熱硬化性樹脂が間隙45内にさらに
侵入することを阻止する。
例では、半導体圧力ピックアップ2のベース4には、凹
設部6と接続された切欠き25が設けられている。ベー
ス4の下には、組付け区分12に別の切欠き27が設け
られており、この切欠き27は切欠き25と整合してい
る。組付け区分12の切欠き27とベース4の切欠き2
5と凹設部6とによって圧力室が形成され、この圧力室
を通して半導体チップ3のダイヤフラム5には圧力が負
荷可能である。半導体チップ3の上側面20はこの実施
例ではキャップ又はカバー26によって覆われており、
この場合カバー26の内側と半導体チップ3の上側面2
0との間には、圧力測定のための基準室(Referenzrau
m)として働く中空室が形成される。この実施例では圧
力供給は組付け区分12の切欠き27を通して行われる
ので、この場合プランジャ43は間隙45によって、組
付け区分12の、半導体圧力ピックアップ2とは反対側
の面15に対して間隔をおいて配置され、切欠き27を
覆っている。また、上に述べた方法におけるように、同
一部材には同一符号が付けられている。図5に示されて
いるように、完全に製造された圧力センサ1は切欠き2
8を有しており、この切欠き28を通して、切欠き27
と切欠き25と凹設部6とから形成された圧力通路は、
外側から自由に接近可能である。
における導体フレームを示す平面図である。
図である。
圧力センサを示す横断面図である。
おける圧力センサを示す横断面図である。
圧力センサを示す横断面図である。
4 ベース、 5 ダイヤフラム、 6 凹設部、 、
10 導体フレーム、 12 組付け区分、20 上
側面、 21 下側面、 25,27 切欠き、 28
切欠き、29 縁部領域、 30ケーシング、 40
射出成形型、 41 上側部分、42 下側部分、
43 プランジャ、 45 間隙
Claims (4)
- 【請求項1】 圧力センサを製造する方法であって、 半導体圧力ピックアップ(2)を導体フレーム(10)
の組付け区分(12)に装着し、 半導体圧力ピックアップ(2)を導体フレーム(10)
のコンタクト区分(11)と電気的に接続し、 半導体圧力ピックアップ(2)を備えた導体フレーム
を、射出成形型(40)内に挿入し、 次いで半導体圧力ピックアップ(2)を射出成形型(4
0)内において、成形材料から成るケーシング(30)
によって取り囲み、この場合射出成形型(40)に、半
導体圧力ピックアップ(2)のための圧力供給部(2
8)を成形材料による被覆から切り欠く手段が設けられ
ている形式の方法において、 前記手段がプランジャ(43)を有しており、該プラン
ジャ(43)を、射出成形型(40)において間隙(4
5)によって、組付け区分(12)の、半導体圧力ピッ
クアップ(2)とは反対側の面(15)に対して、又は
半導体圧力ピックアップ(2)の、組付け区分(12)
とは反対側の面(20)に対して間隔をおいて、配置
し、この際に、液化された成形材料の温度に対してプラ
ンジャ(43)の温度を変化させることによって、プラ
ンジャ(43)の領域における成形材料の流動性を減少
させ、これによって間隙(45)内への成形材料の少な
くとも完全な侵入を阻止することを特徴とする、圧力セ
ンサを製造する方法。 - 【請求項2】 プランジャ(43)の冷却によって成形
材料の粘度を高め、成形材料が少なくとも完全に間隙
(45)内に侵入することを阻止する、請求項1記載の
方法。 - 【請求項3】 プランジャ(43)の加熱によって、プ
ランジャ(43)の領域における成形材料を迅速に架橋
及び硬化させ、成形材料が少なくとも完全に間隙(4
5)内に侵入することを阻止する、請求項1記載の方
法。 - 【請求項4】 成形材料が熱硬化性樹脂である、請求項
1から3までのいずれか1項記載の方法。
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