JP3168830B2 - 半導体型圧力センサ - Google Patents
半導体型圧力センサInfo
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Description
た圧力センサチップの端子が、外部電気信号を入出力す
るコネクタと接触できる外部端子と接続された半導体型
圧力センサに関する。
するのに用いる半導体型圧力センサは、小型化傾向によ
り歪ゲージが形成される薄肉のダイヤフラムを有するシ
リコンチップに、信号増幅回路、特性調整回路を集積化
する技術が開発されている。それと共に、外部コネクタ
と接触できる外部端子を有するパッケージも小型化され
ている。
サのパッケージの平面断面図および側面断面図を示し、
図示しないガラス製の台座に固定されたシリコンチップ
１はＰＰＳ樹脂よりなる内部ケース２の底面上に固着さ
れ、内部ケースおよび内部貫通コンデンサ３を貫通する
内部端子４とアルミニウム線５のボンディングによって
接続されている。ケース２は樹脂容器６１とキャップ６
２に囲まれ、キャップ６２の導圧管６３から導かれる圧
力がチップ１のダイヤフラム部の面に加わる構造となっ
ている。外部コネクタと接続できる外部端子７は、容器
６１の壁を貫通している。いずれも無酸素銅よりなる外
部端子７と内部端子４の先端部４１とは、圧力センサの
小型化に対応するため、はんだ付けに代わって微細接合
可能なＹＡＧレーザによる溶接によって接続される。符
号８はその溶接部を示す。
子４と外部端子７の溶接部８は接合面積が小さく、溶接
強度が低いという問題があった。極端な場合には接合し
ないことがある。本発明の目的は、この問題を解決し、
内部端子と外部端子とのレーザ溶接による溶接強度が大
きく、信頼性の高い半導体型圧力センサを提供すること
にある。
めに、本発明は、半導体チップ上の端子と導線によって
接続される内部端子が、端部が容器外に露出する外部端
子とレーザ溶接によって結合される半導体型圧力センサ
において、内部端子および外部端子がそれぞれ熱伝導率
が0.３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・Ｋ以下で熱膨張係数が１
7.５×１０-6〜１8.０×１０-6／Ｋの範囲にある銅合金
よりなるものとする。そして、内部端子あるいは外部端
子がりん青銅よりなること、けい素青銅よりなること、
あるいはアルミニウム青銅からなることが有効である。
酸素銅) よりなる端子相互をレーザ光により溶接する場
合、レーザ光より与えられる熱が放散しやすく、溶接部
の中心にエネルギーが集中し、溶融点に達する面積が小
さくなる。このため接合面積が小さくなり、溶接強度が
不足する。外部端子には銅を用い、内部端子に銅より熱
伝導率の小さい銅合金を用いると、熱伝導率の大きい外
部端子は溶融しにくく、熱伝導率の小さい内部端子のみ
溶融し、接合部に割れ、ブローホール等の溶接欠陥が生
じやすい。また熱伝導率の小さい銅合金は銅より熱膨張
係数が１×１０-6以上大きいことも欠陥の生ずる原因と
なる。そのため、溶接時のレーザパワーの最適条件が極
めて狭く、その管理が難しい。これに対し、内部端子、
外部端子いずれも熱伝導率が0.３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
・Ｋ以下での材料を用いると、熱が放散しにくいため両
端子共溶融しやすく、さらにいずれも熱膨張係数が１7.
５×１０-6〜１8.０×１０-6／Ｋの材料を用いることに
より、熱膨張係数が近いので、レーザ接合特有の急熱、
急冷による割れ等の溶接欠陥が発生することがない。図
３に銅（無酸素銅）同志をレーザ溶接した場合をＡ、銅
と銅より熱伝導度の小さい銅合金をレーザ溶接した場合
をＢ、銅より熱伝導度の小さい銅合金同志をレーザ溶接
した場合をＣで溶接強度の相対値を示す。
造は図１、図２と同一である。先ず、半導体式歪ゲージ
を持つシリコンチップ１の台座は、ＰＰＳ樹脂よりなる
内部ケース２の底面上に接着剤により固定した。内部ケ
ース２を、Ｃｕ９4.７５％、Ｓｎ5.０％、Ｐ0.２５％の
組成をもつりん青銅よりなる３本の内部端子４が貫通し
ている。内部ケース２の内側で、各内部端子４をシリコ
ンチップ１上の端子とそれぞれ直径５０μｍのアルミニ
ウム線５によって接続した。内部ケース２の外側で、内
部端子４に電磁波防止用の貫通コンデンサ３が取り付け
られている。内部端子４の先端を用いて、測定される内
部ケース２に組み込まれた状態でのシリコンチップ１の
特性を調整した。特性調整の終了した内部ケース２を樹
脂容器６１に組み込み、Ｃｕ９５％、Ａｌ５％の組成を
もつアルミニウム青銅よりなり、樹脂容器６１を貫通し
た３本の外部端子７を、内部端子４の先端４１とそれぞ
れ重ね合わせ、ＹＡＧレーザを用いて接合した。これに
より、Ｖout 、Ｖcc、Ｇ ndの三つの外部端子７が形成さ
れ、樹脂キャップ６２を容器６１上に取り付けたのち最
終試験を行って完成品を得た。
0.０５％の組成をもつりん青銅からなる端子と、種々の
銅系材料からなる端子とをレーザ溶接したときの溶接強
度を、無酸素銅よりなる端子同志の場合の溶接強度を１
とした相対値で示す。Ｐはけい素青銅端子、Ｑはりん青
銅端子、Ｒは黄銅端子、Ｓは無酸素銅端子と溶接したと
きの値である。図４より、熱伝導率0.３ｃａｌ／ｃｍ・
ｓｅｃ・Ｋ以下で熱膨張係数が１7.５×１０-6〜１8.０
×１０-6／Ｋの範囲の銅合金を組み合わせると、銅同志
の場合の3.５倍以上の溶接強度が得られることがわか
る。
よび熱膨張係数を示す。
金属端子の材料として、熱伝導率0.３ｃａｌ／ｃｍ・ｓ
ｅｃ・Ｋ以下の銅合金で熱膨張係数が１7.５×１０-6〜
１8.０×１０-6／Ｋの範囲のものを組み合わせ、レーザ
溶接により接合することで接合強度を上げ、かつ溶接欠
陥のない接合を実現でき、電子部品として要求される高
信頼性を確保できた。銅合金であるため、外部コネクタ
との接触性も良好であり、市場入手性の良い安価な材料
を使用できる。
断面図
す図
強度と銅系材料の熱伝導率との関係線図
Claims (4)
- 【請求項１】半導体チップ上の端子と導線によって接続
される内部端子が、端部が容器外に露出する外部端子と
レーザ溶接によって結合されるものにおいて、内部端子
および外部端子がそれぞれ熱伝導率が0.３ｃａｌ／ｃｍ
・ｓｅｃ・Ｋ以下で熱膨張係数が１7.５×１０-6〜１8.
０×１０-6／Ｋの範囲にある銅合金よりなることを特徴
とする半導体型圧力センサ。 - 【請求項２】内部端子あるいは外部端子がりん青銅より
なる請求項１記載の半導体型圧力センサ。 - 【請求項３】内部端子あるいは外部端子がけい素青銅よ
りなる請求項１あるいは２記載の半導体型圧力センサ。 - 【請求項４】内部端子あるいは外部端子がアルミニウム
青銅よりなる請求項１、２あるいは３記載の半導体型圧
力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14133894A JP3168830B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 半導体型圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14133894A JP3168830B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 半導体型圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085485A JPH085485A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3168830B2 true JP3168830B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=15289638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14133894A Expired - Fee Related JP3168830B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 半導体型圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3168830B2 (ja) |
-
1994
- 1994-06-23 JP JP14133894A patent/JP3168830B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH085485A (ja) | 1996-01-12 |
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