JP3209152B2 - 半導体圧力センサ及びその製造方法 - Google Patents
半導体圧力センサ及びその製造方法Info
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Description
及びその製造方法に関するものである。
サを示す略断面図である。1は半導体圧力センサチップ
であり、単結晶シリコン基板の略中央部が薄肉状に形成
されてダイヤフラム1aが形成され、ダイヤフラム1a
の一面側には圧力変化に応じて抵抗値が変化する歪みゲ
−ジ(図示せず)が形成されている。
フラム1aに連通する貫通孔2aが形成され、一方の面
は半導体圧力センサチップ1と陽極接合法等により接合
され、他方の面には金属膜3が形成されている。
体成型され、半導体圧力センサチップ1を収納するため
の凹部17aを有し、凹部17aの底面には略中央に圧
力導入孔4aを有する金属部材としての金属パイプ4が
パッケ−ジ17と一体成型されている。そして、金属パ
イプ4の凹部17aの底面に露出している部分はガラス
台座2に接合された半導体圧力センサチップ1をダイボ
ンディングするために平坦に形成されている。
の凹部17a底面に露出した金属パイプ4上に、半導体
圧力センサチップ1が接合されたガラス台座2を半田5
(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)によりダイボンディングす
る。このとき、圧力導入孔4aは貫通孔2aを介してダ
イヤフラム1aに連通するように配置されている。そし
て、半導体圧力センサチップ1の電極(図示せず)とリ
−ド18とはワイヤ19によりワイヤボンディングさ
れ、半導体圧力センサチップ1のガラス台座2との接合
面と異なる面側はシリコン樹脂20等が塗布されてお
り、パッケ−ジ17の凹部17a開口端は蓋体21によ
り塞がれている。
なる例を示す。図16は、従来例に係る半導体圧力セン
サを示す略断面図である。なお、図15に示す半導体圧
力センサと同一個所には同一符号を付して説明を省略す
る。半導体圧力センサチップ1がガラス台座2を介して
ダイボンディングされた金属パイプ4が、プラスチック
や金属等から成る平板状のボ−ド22の略中央に設けら
れた貫通孔に挿通され、金属パイプ4の端部においてボ
−ド22とホウケイ酸ガラス23等により接合されてい
る。また、ボ−ド22にはピン24が挿通されており、
ピン24はホウケイ酸ガラス23等によりボ−ド22に
接合されている。
極(図示せず)とはワイヤ19によりワイヤボンディン
グされ、半導体圧力センサチップ1のガラス台座2との
接合面と異なる面側はシリコン樹脂20等が塗布されて
いる。
ップ1がダイボンディングされた面側はキャップ25で
覆われ、キャップ25とボ−ド22とは溶接等により接
合されている。
ては、Cr/Ni/Au膜,Ti/Ni/Au膜,Ti
/Pt/Au膜等があり、半田5はAuの表面に塗られ
る。
な半導体圧力センサにおいては、図17に示すように、
ガラス台座2と金属パイプ4とをダイボンディングする
際に、接合位置ずれが発生した場合、半田5に引っ張り
応力26が加わり、ガラス台座2の開口端近傍にクラッ
ク27が生じ、半導体圧力センサチップ1が破壊される
という問題があった。
であり、その目的とするところは、ガラス台座と金属部
材とのダイボンディングの際に、位置ずれが生じた場合
にもガラス台座にクラックが生じることのない半導体圧
力センサ及びその製造方法を提供することにある。
半導体基板の一部を薄肉状にしてダイヤフラムを形成
し、該ダイヤフラムの一面に歪みゲ−ジが形成された半
導体圧力センサチップと、前記ダイヤフラムに連通する
貫通孔を有し、前記半導体圧力センサチップに接合され
たガラス台座と、前記貫通孔に連通する圧力導入孔を有
する金属部材とから成り、前記ガラス台座の前記半導体
圧力センサチップとの接合面と異なる面側には金属膜が
設けられ、前記金属膜と前記金属部材とが半田により接
合されて成る半導体圧力センサにおいて、前記ガラス台
座の前記金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍に、
前記貫通孔を囲むように粗面化された前記ガラス台座を
露出させることにより、前記ガラス台座の金属膜が設け
られた面側の前記貫通孔近傍に前記半田が付着しない構
成としたことを特徴とするものである。
を薄肉状にしてダイヤフラムを形成し、該ダイヤフラム
の一面に歪みゲ−ジが形成された半導体圧力センサチッ
プと、前記ダイヤフラムに連通する貫通孔を有し、前記
半導体圧力センサチップに接合されたガラス台座と、前
記貫通孔に連通する圧力導入孔を有する金属部材とから
成り、前記ガラス台座の前記半導体圧力センサチップと
の接合面と異なる面側には金属膜が設けられ、前記金属
膜と前記金属部材とが半田により接合されて成る半導体
圧力センサにおいて、前記ガラス台座の前記金属膜が設
けられた面側の前記貫通孔近傍に、前記貫通孔を囲むよ
うに表面に酸化膜が形成されたNi層を露出させること
により、前記ガラス台座の金属膜が設けられた面側の前
記貫通孔近傍に前記半田が付着しない構成としたことを
特徴とするものである。
を薄肉状にしてダイヤフラムを形成し、該ダイヤフラム
の一面に歪みゲ−ジが形成された半導体圧力センサチッ
プと、前記ダイヤフラムに連通する貫通孔を有し、前記
半導体圧力センサチップに接合されたガラス台座と、前
記貫通孔に連通する圧力導入孔を有する金属部材とから
成り、前記ガラス台座の前記半導体圧力センサチップと
の接合面と異なる面側には金属膜が設けられ、前記金属
膜と前記金属部材とが半田により接合されて成る半導体
圧力センサにおいて、前記ガラス台座の前記金属膜が設
けられた面側の前記貫通孔近傍の前記金属膜上に、前記
貫通孔を囲むように耐熱性を有する樹脂を設けることに
より、前記ガラス台座の金属膜が設けられた面側の前記
貫通孔近 傍に前記半田が付着しない構成としたことを特
徴とするものである。
を薄肉状にしてダイヤフラムを形成し、該ダイヤフラム
の一面に歪みゲ−ジが形成された半導体圧力センサチッ
プと、前記ダイヤフラムに連通する貫通孔を有し、前記
半導体圧力センサチップに接合されたガラス台座と、前
記貫通孔に連通する圧力導入孔を有する金属部材とから
成り、前記ガラス台座の前記半導体圧力センサチップと
の接合面と異なる面側には金属膜が設けられ、前記金属
膜と前記金属部材とが半田により接合されて成る半導体
圧力センサにおいて、前記ガラス台座の前記金属膜が設
けられた面側の前記貫通孔近傍の前記金属膜上に、前記
貫通孔を囲むようにアルミニウム層を設けることによ
り、前記ガラス台座の金属膜が設けられた面側の前記貫
通孔近傍に前記半田が付着しない構成としたことを特徴
とするものである。
を薄肉状にしてダイヤフラムを形成し、該ダイヤフラム
の一面に歪みゲ−ジが形成された半導体圧力センサチッ
プと、前記ダイヤフラムに連通する貫通孔を有し、前記
半導体圧力センサチップに接合されたガラス台座と、前
記貫通孔に連通する圧力導入孔を有する金属部材とから
成り、前記ガラス台座の前記半導体圧力センサチップと
の接合面と異なる面側には金属膜が設けられ、前記金属
膜と前記金属部材とが半田により接合されて成る半導体
圧力センサにおいて、前記ガラス台座の前記金属膜が設
けられた面側の前記貫通孔近傍の前記金属膜に、前記貫
通孔を囲むように溝部を設けることにより、前記ガラス
台座の金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍に前記
半田が付着しない構成としたことを特徴とするものであ
る。
を薄肉状にしてダイヤフラムを形成し、該ダイヤフラム
の一面に歪みゲ−ジが形成された半導体圧力センサチッ
プと、前記ダイヤフラムに連通する貫通孔を有し、前記
半導体圧力センサチップに接合されたガラス台座と、前
記貫通孔に連通する圧力導入孔を有する金属部材とから
成り、前記ガラス台座の前記半導体圧力センサチップと
の接合面と異なる面側 には金属膜が設けられ、前記金属
膜と前記金属部材とが半田により接合されて成る半導体
圧力センサにおいて、前記ガラス台座の前記金属膜が設
けられた面側の前記貫通孔近傍に前記貫通孔を囲むよう
に凸部を設け、前記ガラス台座の前記凸部が設けられた
面側の前記凸部上面を除いた箇所に前記金属膜を設ける
ことにより、前記ガラス台座の金属膜が設けられた面側
の前記貫通孔近傍に前記半田が付着しない構成としたこ
とを特徴とするものである。
を薄肉状にしてダイヤフラムを形成し、該ダイヤフラム
の一面に歪みゲ−ジが形成された半導体圧力センサチッ
プと、前記ダイヤフラムに連通する貫通孔を有し、前記
半導体圧力センサチップに接合されたガラス台座と、前
記貫通孔に連通する圧力導入孔を有する金属部材とから
成り、前記ガラス台座の前記半導体圧力センサチップと
の接合面と異なる面側には金属膜が設けられ、前記金属
膜と前記金属部材とが半田により接合されて成る半導体
圧力センサにおいて、前記ガラス台座の前記金属膜が設
けられた面側の前記貫通孔近傍に、前記貫通孔を囲むよ
うに鏡面化された前記ガラス台座を露出させることによ
り、前記ガラス台座の金属膜が設けられた面側の前記貫
通孔近傍に前記半田が付着しない構成としたことを特徴
とするものである。
項7記載の半導体圧力センサにおいて、前記圧力導入孔
の口径を、前記貫通孔の口径よりも大きくしたことを特
徴とする
導体圧力センサの製造方法であって、前記ガラス台座の
前記金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍に、前記
貫通孔を囲むように粗面化された前記ガラス台座を露出
させる方法として、前記ガラス台座の一方の面を粗面化
し、粗面化された前記ガラス台座の表面に前記金属膜を
形成し、前記ガラス台座の前記貫通孔及びその近傍以外
をマスクして、前記金属膜をエッチングにより除去する
ようにしたことを特徴とするものである。
半導体圧力センサの製造方法であって、前記ガラス台座
の前記金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍に、前
記貫通孔を囲むように表面に酸化膜が形成されたNi層
を露出させる方法として、前記金属膜をNi層を含む複
数の金属層で構成し、前記貫通孔近傍の前記金属膜を、
前記Ni層が露出するまでエッチングを行い、高温雰囲
気中で酸化させることにより前記Ni層表面に薄い酸化
膜を形成するようにしたことを特徴とするものである。
半導体圧力センサの製造方法であって、前記ガラス台座
の前記金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍の前記
金属膜上に、前記貫通孔を囲むように耐熱性を有する樹
脂を設ける方法として、前記貫通孔を囲むように開口部
を有するマスクを用いて、前記開口部を充填するように
液状の耐熱性を有する樹脂を塗布し、前記マスクを除去
するようにしたことを特徴とするものである。
半導体圧力センサの製造方法であって、前記ガラス台座
の前記金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍の前記
金属膜上に、前記貫通孔を囲むようにアルミニウム層を
設ける方法として、前記貫通孔を囲むように開口部を有
するマスクを用いてスパッタリングまたは蒸着によりア
ルミニウム層を形成し、前記マスクを除去するようにし
たことを特徴とするものである。
半導体圧力センサの製造方法であって、前記ガラス台座
の前記金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍の前記
金属膜に、前記貫通孔を囲むように溝部を設ける方法と
して、円筒形の切削刃を前記金属膜に押し付けることに
より前記溝部を形成するようにしたことを特徴とするも
のである。
半導体圧力センサの製造方法であっ て、前記ガラス台座
の前記金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍の前記
金属膜に、前記貫通孔を囲むように溝部を設ける方法と
して、ドリルで前記貫通孔の周囲の前記金属膜を削るこ
とにより前記溝部を形成するようにしたことを特徴とす
るものである。
半導体圧力センサの製造方法であって、前記ガラス台座
の前記金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍の前記
金属膜に、前記貫通孔を囲むように溝部を設ける方法と
して、レーザー光を用いて前記貫通孔近傍の前記金属膜
を溶解させることにより前記溝部を形成するようにした
ことを特徴とするものである。
半導体圧力センサの製造方法であって、前記ガラス台座
の前記金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍に前記
貫通孔を囲むように凸部を設け、前記ガラス台座の前記
凸部が設けられた面側の前記凸部上面を除いた箇所に前
記金属膜を設ける方法として、前記ガラス台座の一方の
面側の前記貫通孔近傍以外の箇所を切削して前記貫通孔
近傍に前記凸部を形成し、前記ガラス台座の前記凸部が
形成された面側に前記金属膜を形成し、前記凸部が露出
するまで研磨するようにしたことを特徴とするものであ
る。
半導体圧力センサの製造方法であって、前記ガラス台座
の前記金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍を、前
記貫通孔を囲むように鏡面化された前記ガラス台座を露
出させる方法として、前記貫通孔及びその近傍をマスク
して前記ガラス台座の一方の面側を粗面化し、マスクを
除去した後、前記ガラス台座の粗面化した面側に前記金
属膜を形成するようにしたことを特徴とするものであ
る。
図面に基づき説明する。なお、従来例として図15,図
16に示す構成と同一の構成については同一符号を付し
て説明を省略する。
一部を示す略断面図である。本実施形態に係る半導体圧
力センサは、従来例として図15,16に示す半導体圧
力センサにおいて、ガラス台座2の貫通孔2a近傍の金
属膜3を除去して、粗面化されたガラス台座2を露出さ
せた構成である。
2の一方の面に形成された金属膜3として、ガラス台座
2表面(以下においてこの層を最上層という)にチタン
(Ti),クロム(Cr),パラジウム(Pd),ニッ
ケル(Ni),白金(Pt),タングステン(W)の内
のいずれか1つの層を形成し、その上(以下においてこ
の層を中間層という)にNi層を形成し、Ni層上(以
下においてこの層を最下層という)に金(Au)層を形
成して構成しているが、これに限定される必要はなく、
半田5が付着する金属膜3であればよい。
3の形成方法について図面に基づき説明する。図2は、
本実施形態に係るガラス台座2の一方の面への金属膜3
の形成工程を示す略断面図である。先ず、ガラス台座2
の一方の面を、目の粗い砥石でポリッシング(研磨)
し、又は、サンドブラスト法により吐粒を吹きかけて粗
面化し、金属膜3が付着しやすいようにする(図2
(a))。
3を形成する(図2(b))。ここで、ガラス台座2の
貫通孔2aの内壁に金属膜3が形成されないようにする
方法としては、予め貫通孔2aにワックスを埋め込み、
金属膜3を形成した後、加熱してワックスを溶かして除
去する方法や、マスクをして貫通孔2aの部分を遮蔽す
る方法等がある。
レジストをガラス台座2の貫通孔2a近傍以外の個所に
塗布し、前記レジストをマスクとして金属膜3をウエッ
トエッチングにより除去し、プラズマアッシング等によ
りレジストを除去する(図2(c))。
座2の貫通孔2a近傍の金属膜3を除去して、ガラス台
座2という半田が付着し難いガラス製の部材を、貫通孔
2a近傍に露出させて、ガラス台座2の貫通孔2a近傍
に金属膜3を形成しないようにしたので、貫通孔2aの
近傍に半田5が付着しにくく、外部から熱的ストレスや
機械的ストレスが加わっても貫通孔2aの近傍に引っ張
り応力が生じることがなく、クラックの発生を防止する
ことができる。
の一部を示す略断面図である。本実施形態に係る半導体
圧力センサは、従来例として図15,図16に示す半導
体圧力センサの金属膜3の構成を、最上層をTi,C
r,Pd,Ni,Pt,Wの内のいずれか1つの層(第
一の金属膜3a)で構成し、中間層をNi層(第2の金
属膜3b)で構成し、最下層をAu層第3の金属膜3
c)で構成し、ガラス台座2の貫通孔2a近傍の第3の
金属膜3cを除去し、露出した第2の金属膜3bの表面
を酸化させた構成である。
の形成方法について図面に基づき説明する。図4は、本
実施形態に係るガラス台座2の一方の面への第1〜第3
の金属膜3a〜3cの形成工程を示す略断面図である。
先ず、ガラス台座2の一方の面を、目の粗い砥石でポリ
ッシング(研磨)し、又は、サンドブラスト法により吐
粒を吹きかけて粗面化する(図4(a))。
金属膜3a,第2の金属膜3b,第3の金属膜3cの順
でガラス台座2の粗面化した面上に形成する(図4
(b))。ここで、ガラス台座2の貫通孔2aの内壁に
第1〜第3の金属膜3a〜3cが形成されないようにす
る方法としては、予め貫通孔2aにワックスを埋め込
み、金属膜3を形成した後、加熱してワックスを溶かし
て除去する方法や、マスクをして貫通孔2aの部分を遮
蔽する方法等がある。
ジストをガラス台座2の貫通孔2a近傍以外の個所に塗
布し、前記レジストをマスクとして第3の金属膜3aを
ウエットエッチングにより除去してガラス台座2の貫通
孔2a近傍に第2の金属膜3b(Ni層)を露出させ、
プラズマアッシング等によりレジストを除去する(図4
(c))。なお、第3の金属膜3c(Au層)のエッチ
ングは、王水またはシアン化ソーダと過酸化水素との混
合液で行うことができる。
に投入して、露出した第2の金属膜3bの表面を酸化さ
せる。
座2の貫通孔2a近傍の第2の金属膜3bを露出させ
て、その表面を酸化させるようにしたので、貫通孔2a
の近傍に半田5が付着しにくく、外部から熱的ストレス
や機械的ストレスが加わっても貫通孔2aの近傍に引っ
張り応力が生じることがなく、クラックの発生を防止す
ることができる。
を示す略断面図である。本実施形態に係る半導体圧力セ
ンサは、従来例として図15,図16に示す半導体圧力
センサにおいて、ガラス台座2の貫通孔2a近傍の金属
膜3上に耐熱性を有する樹脂6を薄くコーティングした
構成である。この樹脂6としては、半田5の融点から考
えてテフロン(耐熱約260℃)やポリイミド(耐熱約
220℃)等が良い。
属膜3上への樹脂6のコーティング方法について図面に
基づき説明する。図6は、本実施形態に係るガラス台座
2の貫通孔2a近傍の金属膜3上への樹脂6のコーティ
ング工程を示す略断面図である。先ず、ガラス台座2の
一方の面を、目の粗い砥石でポリッシング(研磨)し、
又は、サンドブラスト法により吐粒を吹きかけて粗面化
し、スパッタリング法を用いて金属膜3をガラス台座2
の粗面化した面上に形成する(図6(a))。
口部7aを有して成るマスク(本実施形態においてはS
US等のメタルマスクを用いた)7を用いてマスク7上
に耐熱性を有する液状の樹脂6を塗布し、スキージ(へ
ら)8を滑らせて開口部7aに樹脂6を充填し(図6
(b))、最後に、樹脂6を乾燥して硬化させ、マスク
7を除去する(図6(c))。
座2の貫通孔2a近傍の金属膜3上に樹脂6をコーティ
ングするようにしたので、貫通孔2aの近傍に半田5が
付着しにくく、外部から熱的ストレスや機械的ストレス
が加わっても貫通孔2aの近傍に引っ張り応力が生じる
ことがなく、クラックの発生を防止することができる。
略断面図である。本実施形態に係る半導体圧力センサ
は、実施形態3として図5に示す半導体圧力センサにお
いて、樹脂6の代わりにアルミニウム層9を設けた構成
である。ここで、金属膜3の構成としては、実施形態1
〜3と同様である。
属膜3上へのアルミニウム層9の形成方法について図面
に基づき説明する。図8は、本実施形態に係るガラス台
座2の貫通孔2a近傍の金属膜3上へのアルミニウム層
9形成工程を示す略断面図である。先ず、ガラス台座2
の一方の面を、目の粗い砥石でポリッシング(研磨)
し、又は、サンドブラスト法により吐粒を吹きかけて粗
面化し、スパッタリング法を用いて金属膜3をガラス台
座2の粗面化した面上に形成する(図8(a))。
面側にレジスト10を塗布し、フォトリソグラフィ技術
及びエッチング技術を用いて貫通孔2a近傍のレジスト
10を除去して開口部10aを形成し、開口部10aが
形成されたレジスト10をマスクとしてスパッタリング
または蒸着によりアルミニウム層9を形成し、プラズマ
アッシング等によりレジスト10を除去する。
錫,銀,金,銅等は半田付け性がよいが、ステンレス,
ニクロム,アルミニウム,クロム,チタン等は半田付け
性が悪い。また、ニッケルも表面が酸化されると不動態
化して半田付け性が悪くなる。
座2の貫通孔2a近傍の金属膜3上にアルミニウム層9
を形成するようにしたので、貫通孔2aの近傍に半田5
が付着しにくく、外部から熱的ストレスや機械的ストレ
スが加わっても貫通孔2aの近傍に引っ張り応力が生じ
ることがなく、クラックの発生を防止することができ
る。
2の貫通孔2a近傍の金属膜3上にアルミニウム層9を
形成するようにしたが、これに限定される必要はなく、
半田付け性が悪い材料、例えばステンレス,ニクロム,
アルミニウム,クロム,チタン,酸化されたニッケル,
アルミニウムの合金等を形成するようにすればよい。
を示す略断面図である。本実施形態に係る半導体圧力セ
ンサは、従来例として図15,図16に示す半導体圧力
センサにおいて、ガラス台座2の貫通孔2a近傍の金属
膜3に貫通孔2aを囲むように溝部11を形成した構成
である。ここで、溝部11の形成方法としては、図10
(a)に示すように円筒形の切削刃12を貫通孔2aの
周囲に押し付けて回転させる方法や、図10(b)に示
すように先端の尖ったドリル13を貫通孔2aの周囲に
円状に移動させる方法や、YAGレーザーやCO2レー
ザー等のレーザー光14で貫通孔2aの周囲の金属膜3
を溶解する方法がある。なお、金属膜3の構成として
は、実施形態1〜4と同様である。また、溝部11は、
金属パイプ4の圧力導入孔4aの径内に収まるように形
成されている。
により半田5が塗れ広がるのを防止することができ、外
部から熱的ストレスや機械的ストレスが加わっても貫通
孔2aの近傍に引っ張り応力が生じることがなく、クラ
ックの発生を防止することができる。
サを示す略断面図である。本実施形態に係る半導体圧力
センサは、従来例として図15,図16に示す半導体圧
力センサにおいて、ガラス台座2の貫通孔2a近傍に凸
部15が形成され、ガラス台座2の凸部15が形成され
た面側の凸部15が形成された箇所以外の箇所に金属膜
3を形成した構成である。なお、金属膜3の構成として
は、実施形態1〜5と同様である。また、本実施形態に
おいては、凸部15の上面と金属膜3の表面の高さが略
等しく、平坦化されているが、これに限定される必要は
ない。
凸部15を形成し、ガラス台座2の凸部15が形成され
た面側の凸部15が形成された箇所以外の箇所に金属膜
3を形成する方法について図面に基づき説明する。図1
2は、本実施形態に係るガラス台座2の貫通孔2aの近
傍に凸部15を形成し、ガラス台座2の凸部15が形成
された面側の凸部15が形成された箇所以外の箇所に金
属膜3を形成する製造工程を示す略断面図である。先
ず、ガラス台座2の一方の面側の貫通孔2a近傍以外の
箇所を、フライスやサンドブラスト法により切削して貫
通孔2a近傍に凸部15を形成し(図12(a))、貫
通孔2aのみにマスク(図示せず)をしてガラス台座2
の凸部15を形成した面側にスパッタリングまたは蒸着
により金属膜3を形成する(図12(b))。
座2の貫通孔2a近傍に凸部15を形成し、凸部15上
には金属膜3を形成しないようにしたので、その箇所
(ガラス面)には半田5が付着せず、外部から熱的スト
レスや機械的ストレスが加わっても貫通孔2aの近傍に
引っ張り応力が生じることがなく、クラックの発生を防
止することができる。
サを示す略断面図である。本実施形態に係る半導体圧力
センサは、実施形態1として図1に示す半導体圧力セン
サにおいて、貫通孔2a近傍のガラス台座2を鏡面に仕
上げた構成である。
面にし、それ以外の箇所に金属膜3を形成する方法につ
いて図面に基づき説明する。図14は、本実施形態に係
るガラス台座2の貫通孔2a近傍を鏡面にし、それ以外
の箇所に金属膜3を形成する製造工程を示す略断面図で
ある。先ず、ガラス台座2の一方の面側の貫通孔2a及
びその近傍をレジスト10や治具等によりマスクし、サ
ンドブラスト法等によりガラス台座2のレジスト10を
塗布した面側を粗面化し(図14(a))、レジスト1
0を除去する(図14(b))。
スパッタリングまたは蒸着により金属膜3を形成する
(図14(c))。このとき、ガラス台座2の貫通孔2
a近傍は、レジスト10や治具等によりマスクされて保
護されるために、サンドブラスト法等により粗面化され
ず、ガラス台座2の貫通孔2a近傍が鏡面化されたまま
で残るため、金属膜3が付着しない。
座2の貫通孔2a近傍が鏡面化されたままで残るため、
半田5がより付着し難くなって、半田5が付着せず、外
部から熱的ストレスや機械的ストレスが加わっても貫通
孔2aの近傍に引っ張り応力が生じることがなく、クラ
ックの発生を防止することができる。
属パイプ4の圧力導入孔4aの口径を、ガラス台座2の
貫通孔2aの口径よりも大きくするようにすれば、金属
パイプ4の圧力導入孔4aの目詰まりを減らすことがで
きる。
至請求項17記載の発明は、ガラス台座の金属膜を形成
した面側の貫通孔近傍に、半田が付着しない構成とした
ので、外部から熱的ストレスや機械的ストレスが加わっ
ても貫通孔の近傍に引っ張り応力が生じることがなく、
クラックの発生を防止することができ、ガラス台座と金
属部材とのダイボンディングの際に、位置ずれが生じた
場合にもガラス台座にクラックが生じることのない半導
体圧力センサ及びその製造方法を提供することができ
た。
項7記載の半導体圧力センサにおいて、圧力導入孔の口
径を、貫通孔の口径よりも大きくしたので、金属部材の
圧力導入孔の目詰まりを減らすことができる。
一部を示す略断面図である。
属膜の形成工程を示す略断面図である。
の一部を示す略断面図である。
属膜の形成工程を示す略断面図である。
の一部を示す略断面図である。
属膜上への樹脂のコーティング工程を示す略断面図であ
る。
の一部を示す略断面図である。
属膜上へのアルミニウム層形成工程を示す略断面図であ
る。
を示す略断面図である。
金属膜への溝部形成方法を示す略断面図であり、(a)
〜(c)はその一例を示す略断面図である。
サを示す略断面図である。
に凸部を形成し、ガラス台座の凸部が形成された面側の
凸部が形成された箇所以外の箇所に金属膜を形成する製
造工程を示す略断面図である。
サを示す略断面図である。
鏡面にし、それ以外の箇所に金属膜を形成する製造工程
を示す略断面図である。
図である。
図である。
る動作原理を示す略断面図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 半導体基板の一部を薄肉状にしてダイヤ
フラムを形成し、該ダイヤフラムの一面に歪みゲ−ジが
形成された半導体圧力センサチップと、前記ダイヤフラ
ムに連通する貫通孔を有し、前記半導体圧力センサチッ
プに接合されたガラス台座と、前記貫通孔に連通する圧
力導入孔を有する金属部材とから成り、前記ガラス台座
の前記半導体圧力センサチップとの接合面と異なる面側
には金属膜が設けられ、前記金属膜と前記金属部材とが
半田により接合されて成る半導体圧力センサにおいて、前記ガラス台座の前記金属膜が設けられた面側の前記貫
通孔近傍に、前記貫通孔を囲むように粗面化された前記
ガラス台座を露出させることにより、 前記ガラス台座の
金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍に前記半田が
付着しない構成としたことを特徴とする半導体圧力セン
サ。 - 【請求項2】 半導体基板の一部を薄肉状にしてダイヤ
フラムを形成し、該ダイヤフラムの一面に歪みゲ−ジが
形成された半導体圧力センサチップと、前記ダイヤフラ
ムに連通する貫通孔を有し、前記半導体圧力センサチッ
プに接合されたガラス台座と、前記貫通孔に連通する圧
力導入孔を有する金属部材とから成り、前記ガラス台座
の前記半導体圧力センサチップとの接合面と異なる面側
には金属膜が設けられ、前記金属膜と前記金属部材とが
半田により接合されて成る半導体圧力センサにおいて、 前記ガラス台座の前記金属膜が設けられた面側の前記貫
通孔近傍に、前記貫通孔を囲むように表面に酸化膜が形
成されたNi層を露出させることにより、前記ガラス台
座の金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍に前記半
田が付着しない構成としたことを特徴とする半導体圧力
センサ。 - 【請求項3】 半導体基板の一部を薄肉状にしてダイヤ
フラムを形成し、該ダイヤフラムの一面に歪みゲ−ジが
形成された半導体圧力センサチップと、前記ダイヤフラ
ムに連通する貫通孔を有し、前記半導体圧力センサチッ
プに接合されたガラス台座と、前記貫通孔に連通する圧
力導入孔を有する金属部材とから成り 、前記ガラス台座
の前記半導体圧力センサチップとの接合面と異なる面側
には金属膜が設けられ、前記金属膜と前記金属部材とが
半田により接合されて成る半導体圧力センサにおいて、 前記ガラス台座の前記金属膜が設けられた面側の前記貫
通孔近傍の前記金属膜上に、前記貫通孔を囲むように耐
熱性を有する樹脂を設けることにより、前記ガラス台座
の金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍に前記半田
が付着しない構成としたことを特徴とする半導体圧力セ
ンサ。 - 【請求項4】 半導体基板の一部を薄肉状にしてダイヤ
フラムを形成し、該ダイヤフラムの一面に歪みゲ−ジが
形成された半導体圧力センサチップと、前記ダイヤフラ
ムに連通する貫通孔を有し、前記半導体圧力センサチッ
プに接合されたガラス台座と、前記貫通孔に連通する圧
力導入孔を有する金属部材とから成り、前記ガラス台座
の前記半導体圧力センサチップとの接合面と異なる面側
には金属膜が設けられ、前記金属膜と前記金属部材とが
半田により接合されて成る半導体圧力センサにおいて、 前記ガラス台座の前記金属膜が設けられた面側の前記貫
通孔近傍の前記金属膜上に、前記貫通孔を囲むようにア
ルミニウム層を設けることにより、前記ガラス台座の金
属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍に前記半田が付
着しない構成としたことを特徴とする半導体圧力セン
サ。 - 【請求項5】 半導体基板の一部を薄肉状にしてダイヤ
フラムを形成し、該ダイヤフラムの一面に歪みゲ−ジが
形成された半導体圧力センサチップと、前記ダイヤフラ
ムに連通する貫通孔を有し、前記半導体圧力センサチッ
プに接合されたガラス台座と、前記貫通孔に連通する圧
力導入孔を有する金属部材とから成り、前記ガラス台座
の前記半導体圧力センサチップとの接合面と異なる面側
には金属膜が設けられ、前記金属膜と前記金属部材とが
半田により接合されて成る半導体圧力センサにおいて、 前記ガラス台座の前記金属膜が設けられた面側の前記貫
通孔近傍の前記金属膜に、前記貫通孔を囲むように溝部
を設けることにより、前記ガラス台座の金属膜が設けら
れた面側の前記貫通孔近傍に前記半田が付着しない構成
としたことを特徴とする半導体圧力センサ。 - 【請求項6】 半導体基板の一部を薄肉状にしてダイヤ
フラムを形成し、該ダイヤフラムの一面に歪みゲ−ジが
形成された半導体圧力センサチップと、前記ダイヤフラ
ムに連通する貫通孔を有し、前記半導体圧力センサチッ
プに接合されたガラス台座と、前記貫通孔に連通する圧
力導入孔を有する金属部材とから成り、前記ガラス台座
の前記半導体圧力センサチップとの接合面と異なる面側
には金属膜が設けられ、前記金属膜と前記金属部材とが
半田により接合されて成る半導体圧力センサにおいて、 前記ガラス台座の前記金属膜が設けられた面側の前記貫
通孔近傍に前記貫通孔を囲むように凸部を設け、前記ガ
ラス台座の前記凸部が設けられた面側の前記凸部上面を
除いた箇所に前記金属膜を設けることにより、前記ガラ
ス台座の金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍に前
記半田が付着しない構成としたことを特徴とする半導体
圧力センサ。 - 【請求項7】 半導体基板の一部を薄肉状にしてダイヤ
フラムを形成し、該ダイヤフラムの一面に歪みゲ−ジが
形成された半導体圧力センサチップと、前記ダイヤフラ
ムに連通する貫通孔を有し、前記半導体圧力センサチッ
プに接合されたガラス台座と、前記貫通孔に連通する圧
力導入孔を有する金属部材とから成り、前記ガラス台座
の前記半導体圧力センサチップとの接合面と異なる面側
には金属膜が設けられ、前記金属膜と前記金属部材とが
半田により接合されて成る半導体圧力センサにおいて、 前記ガラス台座の前記金属膜が設けられた面側の前記貫
通孔近傍に、前記貫通孔を囲むように鏡面化された前記
ガラス台座を露出させることにより、前記ガラス台座の
金属膜が設けられた面側の前記貫通孔近傍に前記半田が
付着しない構成としたことを特徴とする半導体圧力セン
サ。 - 【請求項8】 前記圧力導入孔の口径を、前記貫通孔の
口径よりも大きくしたことを特徴とする請求項1乃至請
求項7記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項9】 請求項1記載の半導体圧力センサの製造
方法であって、前記ガラス台座の前記金属膜が設けられ
た面側の前記貫通孔近傍に、前記貫通孔を囲むように粗
面化された前記ガラス台座を露出させる方法として、前
記ガラス台座の一方の面を粗面化し、粗面化された前記
ガラス台座の表面に前記金属膜を形成 し、前記ガラス台
座の前記貫通孔及びその近傍以外をマスクして、前記金
属膜をエッチングにより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の製造方法。 - 【請求項10】 請求項2記載の半導体圧力センサの製
造方法であって、前記ガラス台座の前記金属膜が設けら
れた面側の前記貫通孔近傍に、前記貫通孔を囲むように
表面に酸化膜が形成されたNi層を露出させる方法とし
て、前記金属膜をNi層を含む複数の金属層で構成し、
前記貫通孔近傍の前記金属膜を、前記Ni層が露出する
までエッチングを行い、高温雰囲気中で酸化させること
により前記Ni層表面に薄い酸化膜を形成するようにし
たことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。 - 【請求項11】 請求項3記載の半導体圧力センサの製
造方法であって、前記ガラス台座の前記金属膜が設けら
れた面側の前記貫通孔近傍の前記金属膜上に、前記貫通
孔を囲むように耐熱性を有する樹脂を設ける方法とし
て、前記貫通孔を囲むように開口部を有するマスクを用
いて、前記開口部を充填するように液状の耐熱性を有す
る樹脂を塗布し、前記マスク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の製造方法。 - 【請求項12】 請求項4記載の半導体圧力センサの製
造方法であって、前記ガラス台座の前記金属膜が設けら
れた面側の前記貫通孔近傍の前記金属膜上に、前記貫通
孔を囲むようにアルミニウム層を設ける方法として、前
記貫通孔を囲むように開口部を有するマスクを用いてス
パッタリングまたは蒸着によりアルミニウム層を形成
し、前記マスクを除去するようにしたことを特徴とする
半導体圧力センサの製造方法。 - 【請求項13】 請求項5記載の半導体圧力センサの製
造方法であって、前記ガラス台座の前記金属膜が設けら
れた面側の前記貫通孔近傍の前記金属膜に、前記貫通孔
を囲むように溝部を設ける方法として、円筒形の切削刃
を前記金属膜に押し付けることにより前記溝部を形成す
るようにしたことを特徴とする半導体圧力センサの製造
方法。 - 【請求項14】 請求項5記載の半導体圧力センサの製
造方法であって、前記ガラス台座の前記金属膜が設けら
れた面側の前記貫通孔近傍の前記金属膜に、 前記貫通孔
を囲むように溝部を設ける方法として、ドリルで前記貫
通孔の周囲の前記金属膜を削ることにより前記溝部を形
成するようにしたことを特徴とする半導体圧力センサの
製造方法。 - 【請求項15】 請求項5記載の半導体圧力センサの製
造方法であって、前記ガラス台座の前記金属膜が設けら
れた面側の前記貫通孔近傍の前記金属膜に、前記貫通孔
を囲むように溝部を設ける方法として、レーザー光を用
いて前記貫通孔近傍の前記金属膜を溶解させることによ
り前記溝部を形成するようにしたことを特徴とする半導
体圧力センサの製造方法。 - 【請求項16】 請求項6記載の半導体圧力センサの製
造方法であって、前記ガラス台座の前記金属膜が設けら
れた面側の前記貫通孔近傍に前記貫通孔を囲むように凸
部を設け、前記ガラス台座の前記凸部が設けられた面側
の前記凸部上面を除いた箇所に前記金属膜を設ける方法
として、前記ガラス台座の一方の面側の前記貫通孔近傍
以外の箇所を切削して前記貫通孔近傍に前記凸部を形成
し、前記ガラス台座の前記凸部が形成された面側に前記
金属膜を形成し、前記凸部が露出するまで研磨するよう
にしたことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。 - 【請求項17】 請求項7記載の半導体圧力センサの製
造方法であって、前記ガラス台座の前記金属膜が設けら
れた面側の前記貫通孔近傍に、前記貫通孔を囲むように
鏡面化された前記ガラス台座を露出させる方法として、
前記貫通孔及びその近傍をマスクして前記ガラス台座の
一方の面側を粗面化し、マスクを除去した後、前記ガラ
ス台座の粗面化した面側に前記金属膜を形成するように
したことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22903997A JP3209152B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 半導体圧力センサ及びその製造方法 |
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---|---|---|---|
JP22903997A JP3209152B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 半導体圧力センサ及びその製造方法 |
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JPH1164140A JPH1164140A (ja) | 1999-03-05 |
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Family Applications (1)
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JP22903997A Expired - Fee Related JP3209152B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 半導体圧力センサ及びその製造方法 |
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-
1997
- 1997-08-26 JP JP22903997A patent/JP3209152B2/ja not_active Expired - Fee Related
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