JP3134794B2 - 圧力センサ及びその製造方法 - Google Patents
圧力センサ及びその製造方法Info
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- JP3134794B2 JP3134794B2 JP08290535A JP29053596A JP3134794B2 JP 3134794 B2 JP3134794 B2 JP 3134794B2 JP 08290535 A JP08290535 A JP 08290535A JP 29053596 A JP29053596 A JP 29053596A JP 3134794 B2 JP3134794 B2 JP 3134794B2
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Description
【発明の属する技術分野】本発明は、歪みゲージ型半導
体圧力センサに関するものである。
体圧力センサに関するものである。
【従来の技術】従来、この種の圧力センサとして、図３
に示すものが存在する。このものは、局部的に薄く形成
することによりダイヤフラムA1が設けられた圧力センサ
チップA と、圧力センサチップA にワイヤボンディング
により接続された端子板B を導出したパッケージC と、
を備え、ダイヤフラムA1の両面に向かってそれぞれ導入
された圧力と大気圧との差に基づくダイヤフラムA1の撓
み量でもって圧力変化を検出するものである。
に示すものが存在する。このものは、局部的に薄く形成
することによりダイヤフラムA1が設けられた圧力センサ
チップA と、圧力センサチップA にワイヤボンディング
により接続された端子板B を導出したパッケージC と、
を備え、ダイヤフラムA1の両面に向かってそれぞれ導入
された圧力と大気圧との差に基づくダイヤフラムA1の撓
み量でもって圧力変化を検出するものである。
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の圧力セ
ンサにあっては、端子板B は、圧力センサチップA にワ
イヤボンディングにより接続されているから接続強度が
弱く、振動を受けたときに、端子板B と圧力センサチッ
プA との接続が外れる恐れがある。本発明は、上記の点
に着目してなされたもので、その目的とするところは、
振動を受けても、端子板と圧力センサチップとの接続が
外れる恐れのない圧力センサを提供することにある。
ンサにあっては、端子板B は、圧力センサチップA にワ
イヤボンディングにより接続されているから接続強度が
弱く、振動を受けたときに、端子板B と圧力センサチッ
プA との接続が外れる恐れがある。本発明は、上記の点
に着目してなされたもので、その目的とするところは、
振動を受けても、端子板と圧力センサチップとの接続が
外れる恐れのない圧力センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載のものは、局部的に薄く形成する
ことによりダイヤフラムが設けられた圧力センサチップ
と、圧力センサチップを外部に電気的に接続する端子板
と、端子板を接続した圧力センサチップが一体成形され
たパッケージと、一体成形時の応力を吸収するよう圧力
センサチップとパッケージとの間に配設された応力吸収
部材と、を備え、ダイヤフラムの両面に向かってそれぞ
れ導入された圧力と大気圧との差に基づくダイヤフラム
の撓み量でもって圧力変化を検出する圧力センサであっ
て、前記端子板は、前記圧力センサチップにバンプボン
ディングでもって接続された構成にしてある。請求項２
記載のものは、局部的に薄く形成することによりダイヤ
フラムが設けられた圧力センサチップと、圧力センサチ
ップを外部に電気的に接続する端子板と、端子板を接続
した圧力センサチップが一体成形されたパッケージと、
を備え、ダイヤフラムの両面に向かってそれぞれ導入さ
れた圧力と大気圧との差に基づくダイヤフラムの撓み量
でもって圧力変化を検出する圧力センサであって、前記
端子板は、前記圧力センサチップにバンプボンディング
でもって接続され、前記端子板は、一端部が前記圧力セ
ンサチップに接続されるとともに他端部がパッケージの
外方面に沿うよう折曲された構成にしてある。請求項３
記載の製造方法は、局部的に薄く形成することによりダ
イヤフラムが設けられた圧力センサチップと、圧力セン
サチップを外部に電気的に接続する端子板と、端子板を
接続した圧力センサチップが一体成形されたパッケージ
と、一体成形時の応力を吸収するよう圧力センサチップ
とパッケージとの間に配設された応力吸収部材と、を備
え、ダイヤフラムの両面に向かってそれぞれ導入された
圧力と大気圧との差に基づくダイヤフラムの撓み量でも
って圧力変化を検出する圧力センサの製造方法であっ
て、前記端子板をバンプボンディングでもって前記圧力
センサチップに接続し、かつ、一体成形前に前記圧力セ
ンサチップに前記応力吸収部材を塗布するようにしてい
る。請求項４記載の製造方法は、局部的に薄く形成する
ことによりダイヤフラムが設けられた圧力センサチップ
と、端子板を接続した圧力センサチップが一体成形され
たパッケージと、を備え、ダイヤフラムの一方面及び他
方面に向かってそれぞれ導入された圧力と大気圧との差
に基づくダイヤフラムの撓み量でもって圧力変化を検出
する圧力センサの製造方法であって、前記端子板をバン
プボンディングでもって前記圧力センサチップに接続
し、かつ、前記端子板に固着され前記ダイヤフラムの他
方面に向かって大気圧を導入する大気圧導入孔が予め設
けられた大気圧導入孔付キャップを同時成形して前記パ
ッケージを一体成形するようにしている。請求項５記載
の製造方法は、局部的に薄く形成することによりダイヤ
フラムが設けられた圧力センサチップと、端子板を接続
した圧力センサチップが一体成形されたパッケージと、
を備え、ダイヤフラムの一方面及び他方面に向かってそ
れぞれ導入された圧力と大気圧との差に基づくダイヤフ
ラムの撓み量でもって圧力変化を検出する圧力センサの
製造方法であって、前記端子板をバンプボンディングで
もって前記圧力センサチップに接続し、かつ、前記圧力
センサチップはチップ支持用フレームに支持されるもの
であって、そのチップ支持用フレームに固着され前記ダ
イヤフラムの一方面に向かって圧力を導入する圧力導入
孔が予め設けられた圧力導入孔付キャップを同時成形し
て前記パッケージを一体成形するようにしている。
ために、請求項１記載のものは、局部的に薄く形成する
ことによりダイヤフラムが設けられた圧力センサチップ
と、圧力センサチップを外部に電気的に接続する端子板
と、端子板を接続した圧力センサチップが一体成形され
たパッケージと、一体成形時の応力を吸収するよう圧力
センサチップとパッケージとの間に配設された応力吸収
部材と、を備え、ダイヤフラムの両面に向かってそれぞ
れ導入された圧力と大気圧との差に基づくダイヤフラム
の撓み量でもって圧力変化を検出する圧力センサであっ
て、前記端子板は、前記圧力センサチップにバンプボン
ディングでもって接続された構成にしてある。請求項２
記載のものは、局部的に薄く形成することによりダイヤ
フラムが設けられた圧力センサチップと、圧力センサチ
ップを外部に電気的に接続する端子板と、端子板を接続
した圧力センサチップが一体成形されたパッケージと、
を備え、ダイヤフラムの両面に向かってそれぞれ導入さ
れた圧力と大気圧との差に基づくダイヤフラムの撓み量
でもって圧力変化を検出する圧力センサであって、前記
端子板は、前記圧力センサチップにバンプボンディング
でもって接続され、前記端子板は、一端部が前記圧力セ
ンサチップに接続されるとともに他端部がパッケージの
外方面に沿うよう折曲された構成にしてある。請求項３
記載の製造方法は、局部的に薄く形成することによりダ
イヤフラムが設けられた圧力センサチップと、圧力セン
サチップを外部に電気的に接続する端子板と、端子板を
接続した圧力センサチップが一体成形されたパッケージ
と、一体成形時の応力を吸収するよう圧力センサチップ
とパッケージとの間に配設された応力吸収部材と、を備
え、ダイヤフラムの両面に向かってそれぞれ導入された
圧力と大気圧との差に基づくダイヤフラムの撓み量でも
って圧力変化を検出する圧力センサの製造方法であっ
て、前記端子板をバンプボンディングでもって前記圧力
センサチップに接続し、かつ、一体成形前に前記圧力セ
ンサチップに前記応力吸収部材を塗布するようにしてい
る。請求項４記載の製造方法は、局部的に薄く形成する
ことによりダイヤフラムが設けられた圧力センサチップ
と、端子板を接続した圧力センサチップが一体成形され
たパッケージと、を備え、ダイヤフラムの一方面及び他
方面に向かってそれぞれ導入された圧力と大気圧との差
に基づくダイヤフラムの撓み量でもって圧力変化を検出
する圧力センサの製造方法であって、前記端子板をバン
プボンディングでもって前記圧力センサチップに接続
し、かつ、前記端子板に固着され前記ダイヤフラムの他
方面に向かって大気圧を導入する大気圧導入孔が予め設
けられた大気圧導入孔付キャップを同時成形して前記パ
ッケージを一体成形するようにしている。請求項５記載
の製造方法は、局部的に薄く形成することによりダイヤ
フラムが設けられた圧力センサチップと、端子板を接続
した圧力センサチップが一体成形されたパッケージと、
を備え、ダイヤフラムの一方面及び他方面に向かってそ
れぞれ導入された圧力と大気圧との差に基づくダイヤフ
ラムの撓み量でもって圧力変化を検出する圧力センサの
製造方法であって、前記端子板をバンプボンディングで
もって前記圧力センサチップに接続し、かつ、前記圧力
センサチップはチップ支持用フレームに支持されるもの
であって、そのチップ支持用フレームに固着され前記ダ
イヤフラムの一方面に向かって圧力を導入する圧力導入
孔が予め設けられた圧力導入孔付キャップを同時成形し
て前記パッケージを一体成形するようにしている。
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１に基
づいて以下に説明する。1 は圧力センサチップで、シリ
コンよりなり、一方面側から凹部1aが設けられて局部的
に薄く形成されることにより、ダイヤフラム1bが設けら
れている。このダイヤフラム1bは、センサ機能を有する
ピエゾ抵抗（図示せず）が設けられ、歪みゲージを構成
している。この圧力センサチップ1 は、後述するガラス
台座2 と陽極接合されて後に、凹部1aが設けられていな
い他方面側、詳しくはダイヤフラム1bの両側に、半田、
銅又は金等の金属材料がバンプボンディングされてなる
バンプ部1cが設けられ、このバンプ部1cでもって、後述
する端子板5 と接続されている。2 はガラス台座で、硬
質ガラスよりなり、圧力センサチップ1 と陽極接合さ
れ、その陽極接合された状態では、ダイヤフラム1bに向
かって圧力を導入する圧力導入孔2aが穿設されている。
3 はチップ支持用フレームで、その一方面側に、圧力セ
ンサチップ1 を陽極接合したガラス台座2 をシリコンペ
ースト4 によりダイボンドすることでもって、ガラス台
座2 を介して圧力センサチップ1 を支持している。な
お、エポキシペーストを用いて、チップ支持用フレーム
3 にガラス台座2 をダイボンドしてもよい。このチップ
支持用フレーム3 は、一体成形されるときの金型に設け
られたピンが挿入して位置決めされる位置決め孔（図示
せず）が設けらている。5 は端子板で、４２アロイ等の
金属材料により、厚みが例えば０．２〜０．４ｍｍの板
状に形成されている。この端子板5 は、その一端部が圧
力センサチップ1 にバンプ部1cでもって接続されるとと
もに、他端部が後述するパッケージ6 の外方面に沿うよ
う断面略Ｊ字状に折曲されている。この端子板5 は、一
体成形されるときの金型に設けられたピンが挿入して位
置決めされる位置決め孔（図示せず）が設けらている。
6 はパッケージで、エポキシ樹脂等よりなり、端子板5
を接続した圧力センサチップ1 がガラス台座2 等と共に
一体成形、詳しくは射出トランス成形されたものであ
る。なお、この一体成形時の温度は、１７０°Ｃ〜２０
０°Ｃである。このパッケージ6 は、ガラス台座2 の圧
力導入孔2aに連通するよう、また圧力センサチップ1 の
ダイヤフラム1bが後述する応力吸収部材7 を介して大気
圧を受け得るよう、連通孔6a及び大気圧導入孔6bが設け
られている。7 は応力吸収部材で、ゴム又はゲル状のシ
リコーン樹脂やエポキシ樹脂よりなり、応力を粘性でも
って吸収する粘弾性特性を有している。この応力吸収部
材7は、圧力センサチップ1 がガラス台座2 等と共に一
体成形される前に、圧力センサチップ1 及びガラス台座
2 にアンダーコートされて、その粘弾性特性でもって、
エポキシ樹脂が凝縮固化するときの応力を吸収する。な
お、この応力吸収部材7 を硬化させる時期は、エポキシ
樹脂の固化する前でも固化の際の発熱を利用した固化時
でも良い。8 は第１の樹脂侵入防止部材で、アルミニウ
ムや銅等の金属材料等により、例えば厚みが１００μｍ
以下の薄膜状に形成され、圧力センサチップ1 がガラス
台座2 等と共に、エポキシ樹脂により一体成形されると
きに、そのエポキシ樹脂がガラス台座2 の圧力導入孔2a
側に侵入するのを防止するため、チップ支持用フレーム
3 の他方面側に接着され、エポキシ樹脂による一体成形
後に、ガラス台座2の圧力導入孔2aに連通して圧力を導
入するよう、ＣＯ2 レーザーや機械的ドリル等により、
圧力導入孔8aが穿設される。9 は第２の樹脂侵入防止部
材で、第１の樹脂侵入防止部材8 と同様に形成され、圧
力センサチップ1 がガラス台座2 と共に、エポキシ樹脂
により一体成形されるときに、そのエポキシ樹脂が圧力
センサチップ1 のダイヤフラム1bの他方面側に侵入する
のを防止するため、端子板5 の一端部に接着され、一体
成形後に圧力センサチップ1 の他方面側に大気圧を導入
するよう、ＣＯ2 レーザーや機械的ドリル等により、大
気圧導入孔9aが穿設される。次に、このものの製造方法
について説明する。まず、ガラス台座2 を陽極接合等に
より圧力センサチップ1 に接合し、その圧力センサチッ
プ1 をバンプボンディングされてなるバンプ部1cにより
接続し、チップ支持用フレーム3 及び端子板5 に第１及
び第２の樹脂侵入防止部材8,9 をそれぞれ接着する。そ
して、圧力センサチップ1 及びガラス台座2 の外方面に
応力吸収部材7 をアンダーコートし、チップ支持用フレ
ーム3 にシリコンペースト4 を塗布する。そして、チッ
プ支持用フレーム3 及び端子板5 を金型内に位置決めす
る。詳しくは、端子板5 及びチップ支持用フレーム3 の
それぞれの位置決め孔に、金型のピンを挿入することに
より、金型を介して位置決めする。こうして、圧力セン
サチップ1 、ガラス台座2 、端子板5 及びチップ支持用
フレーム3 が、金型内に位置決めされる。そして、金型
内で、エポキシ樹脂により圧力センサチップ1 及びガラ
ス台座2 等が一体成形されたパッケージ6 を形成し、第
１及び第２の樹脂侵入防止部材8,9 に圧力導入孔8a及び
大気圧導入孔9aをそれぞれ穿孔する。この圧力センサ
は、ダイヤフラム1bの両面に向かって、圧力導入孔2a及
び大気圧導入孔6bからそれぞれそれぞれ導入された圧力
と大気圧との差に基づくダイヤフラム1bの撓み量でもっ
て、圧力変化を検出する。かかる圧力センサにあって
は、端子板5 と圧力センサチップ1 との間のバンプボン
ディングによる接続は、従来例におけるワイヤボンディ
ングによる接続よりも接続強度が強く、振動を受けたと
きに、圧力センサチップ1 との接続が外れにくくなる。
また、圧力センサチップ1 及びガラス台座2 とパッケー
ジ6 との間に配設された応力吸収部材7 により、圧力セ
ンサチップ1 及びガラス台座2 とパッケージ6との一体
成形時の応力を吸収することができ、一体成形時の応力
を圧力センサチップ1 に伝えないようにすることができ
る。また、一端部が圧力センサチップ1 に接続されると
ともに他端部がパッケージの6 外方面に沿うよう折曲さ
れた端子板5 は、パッケージ1 から突出する部分が無く
なって、小型化することができる。また、端子板5 及び
圧力センサチップ1 は、バンプボンディングでもって互
いに接続されているから、ワイヤをループさせる空間の
必要なワイヤボンディングとは異なり、それほど大きな
空間を必要としないから、小型化できる。また、圧力セ
ンサチップ1 は、ガラス台座2 等と共に、一体成形され
ているので、機械的振動や衝撃による影響を受けにくい
ものとなっている。また、チップ支持用フレーム3 及び
端子板5 は、いずれも金型のピンを介して正確に位置決
めされるので、チップ支持用フレーム3 と端子板5 との
間の寸法精度が高いものとなっている。なお、本実施形
態では、端子板5 は、一端部が圧力センサチップ1 に接
続されるとともに他端部がパッケージ6 の外方面に沿う
よう折曲されているが、例えば、圧力センサが多少大き
くなってもよいときは、このように折曲された構成でな
くてもよく、そのときは端子板5 の加工がよりやり易く
なる。次に、本発明の第２実施形態を図２に基づいて以
下に説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の機
能を有する部材には同一の符号を付し、第１実施形態と
異なるところのみ記す。第１実施形態では、端子板5 は
その他端部がパッケージの外方面に沿うよう折曲され、
第１及び第２の樹脂侵入防止部材8,9 が設けられている
のに対し、本実施形態では、端子板5 はその他端部がパ
ッケージ6 から突出し、圧力導入孔付キャップ10及び大
気圧導入孔付キャップ11が設けられた構成となってい
る。詳しくは、端子板5 は、その一端部が圧力センサチ
ップ1 にバンプ部1cでもって接続されるとともに、他端
部がパッケージ6 から突出している。圧力導入孔付キャ
ップ10は、パッケージ6 の一体成形時に同時成形される
ものであって、このパッケージ6 の一体成形された状態
で、ガラス台座2 の圧力導入孔2a、つまりダイヤフラム
1 の一方面に向かって圧力を導入する圧力導入孔10aが
予め設けられており、一体成形前に端子板5 に接着等に
より固着される。大気圧導入孔付キャップ11は、圧力導
入孔付キャップ10と同様に、パッケージ6 の一体成形時
に同時成形されるものであって、このパッケージ6 の一
体成形された状態で、ダイヤフラム1 の他方面に向かっ
て大気圧を導入する大気圧導入孔11a が予め設けられて
おり、パッケージ6 の一体成形前に端子板5 に接着等に
より固着される。次に、このものの製造方法について説
明する。まず、第１実施形態と同様に、ガラス台座2 を
陽極接合等により圧力センサチップ1 に接合し、その圧
力センサチップ1 をバンプボンディングされてなるバン
プ部1cにより接続し、チップ支持用フレーム3 及び端子
板5 に圧力導入孔付キャップ10及び大気圧導入孔付キャ
ップ11をそれぞれ接着する。そして、第１実施形態と同
様に、圧力センサチップ1及びガラス台座2 の外方面に
応力吸収部材7 をアンダーコートし、チップ支持用フレ
ーム3 にシリコンペースト4 を塗布する。そして、第１
実施形態と同様に、チップ支持用フレーム3 及び端子板
5 を金型内に位置決めする。こうして、圧力センサチッ
プ1 、ガラス台座2 、チップ支持用フレーム3 、端子板
5 、圧力導入孔付キャップ10及び大気圧導入孔付キャッ
プ11が、金型内に位置決めされる。そして、金型内で、
エポキシ樹脂により圧力センサチップ1 及びガラス台座
2 等が一体成形されたパッケージ7 を形成する。かかる
圧力センサにあっては、端子板5 と圧力センサチップ1
との間のバンプボンディングによる接続は、第１実施形
態と同様に、従来例におけるワイヤボンディングによる
接続よりも接続強度が強く、振動を受けたときに、圧力
センサチップ1 との接続が外れにくくなる。また、圧力
センサチップ1 及びガラス台座2 とパッケージ6 との間
に配設された応力吸収部材7 により、第１実施形態と同
様に、圧力センサチップ1 及びガラス台座2 とパッケー
ジ6 との一体成形時の応力を吸収することができ、一体
成形時の応力を圧力センサチップ1 に伝えないようにす
ることができる。また、端子板5 及び圧力センサチップ
1 は、第１実施形態と同様に、バンプボンディングでも
って互いに接続されているから、小型化できる。また、
圧力センサチップ1 は、第１実施形態と同様に、ガラス
台座2 等と共に、一体成形されているので、機械的振動
や衝撃による影響を受けにくいものとなっている。ま
た、チップ支持用フレーム3 及び端子板5 は、第１実施
形態と同様に、いずれも金型のピンを介して正確に位置
決めされるので、チップ支持用フレーム3 と端子板5 と
の間の寸法精度が高いものとなっている。また、本実施
形態の製造方法にあっては、圧力センサチップ1 をエポ
キシ樹脂により一体成形する際に、ダイヤフラム1bの他
方面に向かって大気圧を導入する大気圧導入孔11a が予
め設けられた大気圧導入孔付キャップ11を同時成形して
いるから、一体成形後に大気圧導入孔11a を確保するこ
とができる。従って、エポキシ樹脂がガラス台座2 の圧
力導入孔2a側に侵入するのを防止する樹脂侵入防止部材
を、第１実施形態のように設けて、その樹脂侵入防止部
材に大気圧導入孔を設けるという作業を手間をかけてし
なくてもよくなる。また、圧力センサチップ1 をエポキ
シ樹脂により一体成形する際に、ダイヤフラム1bの一方
面に向かって圧力を導入する圧力導入孔10a が予め設け
られた圧力導入孔付キャップ10を同時成形しているか
ら、一体成形後に圧力導入孔10a を確保することができ
る。従って、エポキシ樹脂がダイヤフラム1bの他方面側
に侵入するのを防止する樹脂侵入防止部材を、第１実施
形態のように設けて、その樹脂侵入防止部材に大気圧導
入孔を設けるという作業を手間をかけてしなくてもよく
なる。なお、本実施形態では、圧力導入孔付キャップ10
及び大気圧導入孔付キャップ11が設けられているが、例
えば、圧力導入孔又は大気圧導入孔を設ける手間がそれ
ほどかからないときは、圧力導入孔付キャップ10又は大
気圧導入孔付キャップ11の少なくとも一方が設けられな
くてもよく、そのときは部品点数を少なくすることがで
きる。
づいて以下に説明する。1 は圧力センサチップで、シリ
コンよりなり、一方面側から凹部1aが設けられて局部的
に薄く形成されることにより、ダイヤフラム1bが設けら
れている。このダイヤフラム1bは、センサ機能を有する
ピエゾ抵抗（図示せず）が設けられ、歪みゲージを構成
している。この圧力センサチップ1 は、後述するガラス
台座2 と陽極接合されて後に、凹部1aが設けられていな
い他方面側、詳しくはダイヤフラム1bの両側に、半田、
銅又は金等の金属材料がバンプボンディングされてなる
バンプ部1cが設けられ、このバンプ部1cでもって、後述
する端子板5 と接続されている。2 はガラス台座で、硬
質ガラスよりなり、圧力センサチップ1 と陽極接合さ
れ、その陽極接合された状態では、ダイヤフラム1bに向
かって圧力を導入する圧力導入孔2aが穿設されている。
3 はチップ支持用フレームで、その一方面側に、圧力セ
ンサチップ1 を陽極接合したガラス台座2 をシリコンペ
ースト4 によりダイボンドすることでもって、ガラス台
座2 を介して圧力センサチップ1 を支持している。な
お、エポキシペーストを用いて、チップ支持用フレーム
3 にガラス台座2 をダイボンドしてもよい。このチップ
支持用フレーム3 は、一体成形されるときの金型に設け
られたピンが挿入して位置決めされる位置決め孔（図示
せず）が設けらている。5 は端子板で、４２アロイ等の
金属材料により、厚みが例えば０．２〜０．４ｍｍの板
状に形成されている。この端子板5 は、その一端部が圧
力センサチップ1 にバンプ部1cでもって接続されるとと
もに、他端部が後述するパッケージ6 の外方面に沿うよ
う断面略Ｊ字状に折曲されている。この端子板5 は、一
体成形されるときの金型に設けられたピンが挿入して位
置決めされる位置決め孔（図示せず）が設けらている。
6 はパッケージで、エポキシ樹脂等よりなり、端子板5
を接続した圧力センサチップ1 がガラス台座2 等と共に
一体成形、詳しくは射出トランス成形されたものであ
る。なお、この一体成形時の温度は、１７０°Ｃ〜２０
０°Ｃである。このパッケージ6 は、ガラス台座2 の圧
力導入孔2aに連通するよう、また圧力センサチップ1 の
ダイヤフラム1bが後述する応力吸収部材7 を介して大気
圧を受け得るよう、連通孔6a及び大気圧導入孔6bが設け
られている。7 は応力吸収部材で、ゴム又はゲル状のシ
リコーン樹脂やエポキシ樹脂よりなり、応力を粘性でも
って吸収する粘弾性特性を有している。この応力吸収部
材7は、圧力センサチップ1 がガラス台座2 等と共に一
体成形される前に、圧力センサチップ1 及びガラス台座
2 にアンダーコートされて、その粘弾性特性でもって、
エポキシ樹脂が凝縮固化するときの応力を吸収する。な
お、この応力吸収部材7 を硬化させる時期は、エポキシ
樹脂の固化する前でも固化の際の発熱を利用した固化時
でも良い。8 は第１の樹脂侵入防止部材で、アルミニウ
ムや銅等の金属材料等により、例えば厚みが１００μｍ
以下の薄膜状に形成され、圧力センサチップ1 がガラス
台座2 等と共に、エポキシ樹脂により一体成形されると
きに、そのエポキシ樹脂がガラス台座2 の圧力導入孔2a
側に侵入するのを防止するため、チップ支持用フレーム
3 の他方面側に接着され、エポキシ樹脂による一体成形
後に、ガラス台座2の圧力導入孔2aに連通して圧力を導
入するよう、ＣＯ2 レーザーや機械的ドリル等により、
圧力導入孔8aが穿設される。9 は第２の樹脂侵入防止部
材で、第１の樹脂侵入防止部材8 と同様に形成され、圧
力センサチップ1 がガラス台座2 と共に、エポキシ樹脂
により一体成形されるときに、そのエポキシ樹脂が圧力
センサチップ1 のダイヤフラム1bの他方面側に侵入する
のを防止するため、端子板5 の一端部に接着され、一体
成形後に圧力センサチップ1 の他方面側に大気圧を導入
するよう、ＣＯ2 レーザーや機械的ドリル等により、大
気圧導入孔9aが穿設される。次に、このものの製造方法
について説明する。まず、ガラス台座2 を陽極接合等に
より圧力センサチップ1 に接合し、その圧力センサチッ
プ1 をバンプボンディングされてなるバンプ部1cにより
接続し、チップ支持用フレーム3 及び端子板5 に第１及
び第２の樹脂侵入防止部材8,9 をそれぞれ接着する。そ
して、圧力センサチップ1 及びガラス台座2 の外方面に
応力吸収部材7 をアンダーコートし、チップ支持用フレ
ーム3 にシリコンペースト4 を塗布する。そして、チッ
プ支持用フレーム3 及び端子板5 を金型内に位置決めす
る。詳しくは、端子板5 及びチップ支持用フレーム3 の
それぞれの位置決め孔に、金型のピンを挿入することに
より、金型を介して位置決めする。こうして、圧力セン
サチップ1 、ガラス台座2 、端子板5 及びチップ支持用
フレーム3 が、金型内に位置決めされる。そして、金型
内で、エポキシ樹脂により圧力センサチップ1 及びガラ
ス台座2 等が一体成形されたパッケージ6 を形成し、第
１及び第２の樹脂侵入防止部材8,9 に圧力導入孔8a及び
大気圧導入孔9aをそれぞれ穿孔する。この圧力センサ
は、ダイヤフラム1bの両面に向かって、圧力導入孔2a及
び大気圧導入孔6bからそれぞれそれぞれ導入された圧力
と大気圧との差に基づくダイヤフラム1bの撓み量でもっ
て、圧力変化を検出する。かかる圧力センサにあって
は、端子板5 と圧力センサチップ1 との間のバンプボン
ディングによる接続は、従来例におけるワイヤボンディ
ングによる接続よりも接続強度が強く、振動を受けたと
きに、圧力センサチップ1 との接続が外れにくくなる。
また、圧力センサチップ1 及びガラス台座2 とパッケー
ジ6 との間に配設された応力吸収部材7 により、圧力セ
ンサチップ1 及びガラス台座2 とパッケージ6との一体
成形時の応力を吸収することができ、一体成形時の応力
を圧力センサチップ1 に伝えないようにすることができ
る。また、一端部が圧力センサチップ1 に接続されると
ともに他端部がパッケージの6 外方面に沿うよう折曲さ
れた端子板5 は、パッケージ1 から突出する部分が無く
なって、小型化することができる。また、端子板5 及び
圧力センサチップ1 は、バンプボンディングでもって互
いに接続されているから、ワイヤをループさせる空間の
必要なワイヤボンディングとは異なり、それほど大きな
空間を必要としないから、小型化できる。また、圧力セ
ンサチップ1 は、ガラス台座2 等と共に、一体成形され
ているので、機械的振動や衝撃による影響を受けにくい
ものとなっている。また、チップ支持用フレーム3 及び
端子板5 は、いずれも金型のピンを介して正確に位置決
めされるので、チップ支持用フレーム3 と端子板5 との
間の寸法精度が高いものとなっている。なお、本実施形
態では、端子板5 は、一端部が圧力センサチップ1 に接
続されるとともに他端部がパッケージ6 の外方面に沿う
よう折曲されているが、例えば、圧力センサが多少大き
くなってもよいときは、このように折曲された構成でな
くてもよく、そのときは端子板5 の加工がよりやり易く
なる。次に、本発明の第２実施形態を図２に基づいて以
下に説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の機
能を有する部材には同一の符号を付し、第１実施形態と
異なるところのみ記す。第１実施形態では、端子板5 は
その他端部がパッケージの外方面に沿うよう折曲され、
第１及び第２の樹脂侵入防止部材8,9 が設けられている
のに対し、本実施形態では、端子板5 はその他端部がパ
ッケージ6 から突出し、圧力導入孔付キャップ10及び大
気圧導入孔付キャップ11が設けられた構成となってい
る。詳しくは、端子板5 は、その一端部が圧力センサチ
ップ1 にバンプ部1cでもって接続されるとともに、他端
部がパッケージ6 から突出している。圧力導入孔付キャ
ップ10は、パッケージ6 の一体成形時に同時成形される
ものであって、このパッケージ6 の一体成形された状態
で、ガラス台座2 の圧力導入孔2a、つまりダイヤフラム
1 の一方面に向かって圧力を導入する圧力導入孔10aが
予め設けられており、一体成形前に端子板5 に接着等に
より固着される。大気圧導入孔付キャップ11は、圧力導
入孔付キャップ10と同様に、パッケージ6 の一体成形時
に同時成形されるものであって、このパッケージ6 の一
体成形された状態で、ダイヤフラム1 の他方面に向かっ
て大気圧を導入する大気圧導入孔11a が予め設けられて
おり、パッケージ6 の一体成形前に端子板5 に接着等に
より固着される。次に、このものの製造方法について説
明する。まず、第１実施形態と同様に、ガラス台座2 を
陽極接合等により圧力センサチップ1 に接合し、その圧
力センサチップ1 をバンプボンディングされてなるバン
プ部1cにより接続し、チップ支持用フレーム3 及び端子
板5 に圧力導入孔付キャップ10及び大気圧導入孔付キャ
ップ11をそれぞれ接着する。そして、第１実施形態と同
様に、圧力センサチップ1及びガラス台座2 の外方面に
応力吸収部材7 をアンダーコートし、チップ支持用フレ
ーム3 にシリコンペースト4 を塗布する。そして、第１
実施形態と同様に、チップ支持用フレーム3 及び端子板
5 を金型内に位置決めする。こうして、圧力センサチッ
プ1 、ガラス台座2 、チップ支持用フレーム3 、端子板
5 、圧力導入孔付キャップ10及び大気圧導入孔付キャッ
プ11が、金型内に位置決めされる。そして、金型内で、
エポキシ樹脂により圧力センサチップ1 及びガラス台座
2 等が一体成形されたパッケージ7 を形成する。かかる
圧力センサにあっては、端子板5 と圧力センサチップ1
との間のバンプボンディングによる接続は、第１実施形
態と同様に、従来例におけるワイヤボンディングによる
接続よりも接続強度が強く、振動を受けたときに、圧力
センサチップ1 との接続が外れにくくなる。また、圧力
センサチップ1 及びガラス台座2 とパッケージ6 との間
に配設された応力吸収部材7 により、第１実施形態と同
様に、圧力センサチップ1 及びガラス台座2 とパッケー
ジ6 との一体成形時の応力を吸収することができ、一体
成形時の応力を圧力センサチップ1 に伝えないようにす
ることができる。また、端子板5 及び圧力センサチップ
1 は、第１実施形態と同様に、バンプボンディングでも
って互いに接続されているから、小型化できる。また、
圧力センサチップ1 は、第１実施形態と同様に、ガラス
台座2 等と共に、一体成形されているので、機械的振動
や衝撃による影響を受けにくいものとなっている。ま
た、チップ支持用フレーム3 及び端子板5 は、第１実施
形態と同様に、いずれも金型のピンを介して正確に位置
決めされるので、チップ支持用フレーム3 と端子板5 と
の間の寸法精度が高いものとなっている。また、本実施
形態の製造方法にあっては、圧力センサチップ1 をエポ
キシ樹脂により一体成形する際に、ダイヤフラム1bの他
方面に向かって大気圧を導入する大気圧導入孔11a が予
め設けられた大気圧導入孔付キャップ11を同時成形して
いるから、一体成形後に大気圧導入孔11a を確保するこ
とができる。従って、エポキシ樹脂がガラス台座2 の圧
力導入孔2a側に侵入するのを防止する樹脂侵入防止部材
を、第１実施形態のように設けて、その樹脂侵入防止部
材に大気圧導入孔を設けるという作業を手間をかけてし
なくてもよくなる。また、圧力センサチップ1 をエポキ
シ樹脂により一体成形する際に、ダイヤフラム1bの一方
面に向かって圧力を導入する圧力導入孔10a が予め設け
られた圧力導入孔付キャップ10を同時成形しているか
ら、一体成形後に圧力導入孔10a を確保することができ
る。従って、エポキシ樹脂がダイヤフラム1bの他方面側
に侵入するのを防止する樹脂侵入防止部材を、第１実施
形態のように設けて、その樹脂侵入防止部材に大気圧導
入孔を設けるという作業を手間をかけてしなくてもよく
なる。なお、本実施形態では、圧力導入孔付キャップ10
及び大気圧導入孔付キャップ11が設けられているが、例
えば、圧力導入孔又は大気圧導入孔を設ける手間がそれ
ほどかからないときは、圧力導入孔付キャップ10又は大
気圧導入孔付キャップ11の少なくとも一方が設けられな
くてもよく、そのときは部品点数を少なくすることがで
きる。
【発明の効果】請求項１記載の発明は、端子板と圧力セ
ンサチップとの間のバンプボンディングによる接続は、
従来例におけるワイヤボンディングによる接続よりも接
続強度が強く、振動を受けたときに、圧力センサチップ
との接続が外れにくくなる。また、圧力センサチップと
パッケージとの間に配設された応力吸収部材により、圧
力センサとパッケージとの一体成形時の応力を吸収する
ことができ、一体成形時の応力を圧力センサチップに伝
えないようにすることができる。請求項２記載の発明
は、端子板と圧力センサチップとの間のバンプボンディ
ングによる接続は、従来例におけるワイヤボンディング
による接続よりも接続強度が強く、振動を受けたとき
に、圧力センサチップとの接続が外れにくくなる。ま
た、一端部が圧力センサチップに接続されるとともに他
端部がパッケージの外方面に沿うよう折曲された端子板
は、パッケージから突出する部分が無くなって、小型化
することができる。請求項３記載の発明の製造方法によ
れば、端子板は、従来例におけるワイヤボンディングに
よる接続よりも接続強度が強いバンプボンディングでも
って圧力センサチップに接続されるから、振動を受けた
ときに、圧力センサチップとの間の接続が外れにくくな
る。また、一体成形時前に圧力センサチップに塗布され
て圧力センサチップとパッケージとの間に配設された応
力吸収部材により、圧力センサとパッケージとの一体成
形時の応力を吸収することができ、一体成形時の応力を
圧力センサチップに伝えないようにすることができる。
請求項４記載の発明の製造方法によれば、端子板は、従
来例におけるワイヤボンディングによる接続よりも接続
強度が強いバンプボンディングでもって圧力センサチッ
プに接続されるから、振動を受けたときに、圧力センサ
チップとの間の接続が外れにくくなる。また、圧力セン
サチップを成形材料により一体成形する際に、ダイヤフ
ラムの他方面に向かって大気圧を導入する大気圧導入孔
が予め設けられた大気圧導入孔付キャップを同時成形し
ているから、一体成形後に大気圧導入孔を確保すること
ができる。従って、大気導入孔が設けられることとなる
所定空間に成形材料が入り込むのを防止する樹脂侵入防
止部材を設けて、その樹脂侵入防止部材に大気圧導入孔
を設けるという作業を手間をかけてしなくてもよくな
る。請求項５記載の発明の製造方法によれば、端子板
は、従来例におけるワイヤボンディングによる接続より
も接続強度が強いバンプボンディングでもって圧力セン
サチップに接続されるから、振動を受けたときに、圧力
センサチップとの間の接続が外れにくくなる。また、圧
力センサチップを成形材料により一体成形する際に、ダ
イヤフラムの一方面に向かって圧力を導入する圧力導入
孔が予め設けられた圧力導入孔付キャップを同時成形し
ているから、一体成形後に圧力導入孔を確保することが
できる。従って、圧力導入孔が設けられることとなる所
定空間に成形材料が入り込むのを防止する樹脂侵入防止
部材を設けて、その樹脂侵入防止部材に圧力導入孔を設
けるという作業を手間をかけてしなくてもよくなる。
ンサチップとの間のバンプボンディングによる接続は、
従来例におけるワイヤボンディングによる接続よりも接
続強度が強く、振動を受けたときに、圧力センサチップ
との接続が外れにくくなる。また、圧力センサチップと
パッケージとの間に配設された応力吸収部材により、圧
力センサとパッケージとの一体成形時の応力を吸収する
ことができ、一体成形時の応力を圧力センサチップに伝
えないようにすることができる。請求項２記載の発明
は、端子板と圧力センサチップとの間のバンプボンディ
ングによる接続は、従来例におけるワイヤボンディング
による接続よりも接続強度が強く、振動を受けたとき
に、圧力センサチップとの接続が外れにくくなる。ま
た、一端部が圧力センサチップに接続されるとともに他
端部がパッケージの外方面に沿うよう折曲された端子板
は、パッケージから突出する部分が無くなって、小型化
することができる。請求項３記載の発明の製造方法によ
れば、端子板は、従来例におけるワイヤボンディングに
よる接続よりも接続強度が強いバンプボンディングでも
って圧力センサチップに接続されるから、振動を受けた
ときに、圧力センサチップとの間の接続が外れにくくな
る。また、一体成形時前に圧力センサチップに塗布され
て圧力センサチップとパッケージとの間に配設された応
力吸収部材により、圧力センサとパッケージとの一体成
形時の応力を吸収することができ、一体成形時の応力を
圧力センサチップに伝えないようにすることができる。
請求項４記載の発明の製造方法によれば、端子板は、従
来例におけるワイヤボンディングによる接続よりも接続
強度が強いバンプボンディングでもって圧力センサチッ
プに接続されるから、振動を受けたときに、圧力センサ
チップとの間の接続が外れにくくなる。また、圧力セン
サチップを成形材料により一体成形する際に、ダイヤフ
ラムの他方面に向かって大気圧を導入する大気圧導入孔
が予め設けられた大気圧導入孔付キャップを同時成形し
ているから、一体成形後に大気圧導入孔を確保すること
ができる。従って、大気導入孔が設けられることとなる
所定空間に成形材料が入り込むのを防止する樹脂侵入防
止部材を設けて、その樹脂侵入防止部材に大気圧導入孔
を設けるという作業を手間をかけてしなくてもよくな
る。請求項５記載の発明の製造方法によれば、端子板
は、従来例におけるワイヤボンディングによる接続より
も接続強度が強いバンプボンディングでもって圧力セン
サチップに接続されるから、振動を受けたときに、圧力
センサチップとの間の接続が外れにくくなる。また、圧
力センサチップを成形材料により一体成形する際に、ダ
イヤフラムの一方面に向かって圧力を導入する圧力導入
孔が予め設けられた圧力導入孔付キャップを同時成形し
ているから、一体成形後に圧力導入孔を確保することが
できる。従って、圧力導入孔が設けられることとなる所
定空間に成形材料が入り込むのを防止する樹脂侵入防止
部材を設けて、その樹脂侵入防止部材に圧力導入孔を設
けるという作業を手間をかけてしなくてもよくなる。
【図１】本発明の第１実施形態の断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の断面図である。
【図３】従来例の断面図である。
1 圧力センサチップ 1b ダイヤフラム 5 端子板 6 パッケージ 10 圧力導入孔付キャップ 10a 圧力導入孔 11 大気圧導入孔付キャップ 11a 大気圧導入孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−283334（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−332863（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−107682（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−95831（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−11246（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 9/04
Claims (5)
- 【請求項１】 局部的に薄く形成することによりダイヤ
フラムが設けられた圧力センサチップと、圧力センサチ
ップを外部に電気的に接続する端子板と、端子板を接続
した圧力センサチップが一体成形されたパッケージと、
一体成形時の応力を吸収するよう圧力センサチップとパ
ッケージとの間に配設された応力吸収部材と、を備え、
ダイヤフラムの両面に向かってそれぞれ導入された圧力
と大気圧との差に基づくダイヤフラムの撓み量でもって
圧力変化を検出する圧力センサであって、前記端子板
は、前記圧力センサチップにバンプボンディングでもっ
て接続されたことを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項２】 局部的に薄く形成することによりダイヤ
フラムが設けられた圧力センサチップと、圧力センサチ
ップを外部に電気的に接続する端子板と、端子板を接続
した圧力センサチップが一体成形されたパッケージと、
を備え、ダイヤフラムの両面に向かってそれぞれ導入さ
れた圧力と大気圧との差に基づくダイヤフラムの撓み量
でもって圧力変化を検出する圧力センサであって、前記
端子板は、前記圧力センサチップにバンプボンディング
でもって接続され、前記端子板は、一端部が前記圧力セ
ンサチップに接続されるとともに他端部がパッケージの
外方面に沿うよう折曲されたことを特徴とする圧力セン
サ。 - 【請求項３】 局部的に薄く形成することによりダイヤ
フラムが設けられた圧力センサチップと、圧力センサチ
ップを外部に電気的に接続する端子板と、端子板を接続
した圧力センサチップが一体成形されたパッケージと、
一体成形時の応力を吸収するよう圧力センサチップとパ
ッケージとの間に配設された応力吸収部材と、を備え、
ダイヤフラムの両面に向かってそれぞれ導入された圧力
と大気圧との差に基づくダイヤフラムの撓み量でもって
圧力変化を検出する圧力センサの製造方法であって、前
記端子板をバンプボンディングでもって前記圧力センサ
チップに接続し、かつ、一体成形前に前記圧力センサチ
ップに前記応力吸収部材を塗布することを特徴とする圧
力センサの製造方法。 - 【請求項４】 局部的に薄く形成することによりダイヤ
フラムが設けられた 圧力センサチップと、端子板を接続
した圧力センサチップが一体成形されたパッケージと、
を備え、ダイヤフラムの一方面及び他方面に向かってそ
れぞれ導入された圧力と大気圧との差に基づくダイヤフ
ラムの撓み量でもって圧力変化を検出する圧力センサの
製造方法であって、前記端子板をバンプボンディングで
もって前記圧力センサチップに接続し、かつ、前記端子
板に固着され前記ダイヤフラムの他方面に向かって大気
圧を導入する大気圧導入孔が予め設けられた大気圧導入
孔付キャップを同時成形して前記パッケージを一体成形
することを特徴とする圧力センサの製造方法。 - 【請求項５】 局部的に薄く形成することによりダイヤ
フラムが設けられた圧力センサチップと、端子板を接続
した圧力センサチップが一体成形されたパッケージと、
を備え、ダイヤフラムの一方面及び他方面に向かってそ
れぞれ導入された圧力と大気圧との差に基づくダイヤフ
ラムの撓み量でもって圧力変化を検出する圧力センサの
製造方法であって、前記端子板をバンプボンディングで
もって前記圧力センサチップに接続し、かつ、前記圧力
センサチップはチップ支持用フレームに支持されるもの
であって、そのチップ支持用フレームに固着され前記ダ
イヤフラムの一方面に向かって圧力を導入する圧力導入
孔が予め設けられた圧力導入孔付キャップを同時成形し
て前記パッケージを一体成形することを特徴とする圧力
センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08290535A JP3134794B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 圧力センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08290535A JP3134794B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 圧力センサ及びその製造方法 |
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| JPH10132679A JPH10132679A (ja) | 1998-05-22 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-10-31 JP JP08290535A patent/JP3134794B2/ja not_active Expired - Fee Related
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