JPH01102333A - Semiconductor pressure sensor - Google Patents

Semiconductor pressure sensor

Info

Publication number
JPH01102333A
JPH01102333A JP25963387A JP25963387A JPH01102333A JP H01102333 A JPH01102333 A JP H01102333A JP 25963387 A JP25963387 A JP 25963387A JP 25963387 A JP25963387 A JP 25963387A JP H01102333 A JPH01102333 A JP H01102333A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pedestal
metallized layer
glass
glass pedestal
silicon chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25963387A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeyuki Kobori
小堀 重幸
Kiyomitsu Suzuki
清光 鈴木
Masayuki Ozawa
小沢 正之
Hisanobu Okamura
久宣 岡村
Isao Nunokawa
布川 功
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP25963387A priority Critical patent/JPH01102333A/en
Publication of JPH01102333A publication Critical patent/JPH01102333A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the impression of a negative voltage necessary for an anodic junction processing from a surface region wherein no metallized layer exists, by providing this region in a part of an end face wherein the metallized layer of a glass pedestal is to be provided. CONSTITUTION:By the impression of a voltage at the time of anodic junction, positive sodium ions are concentrated uniformly on and near a through hole 3 which is kept at a negative potential by a steel ball 5 attached on the inside of a region 40 wherein a metallized layer 4 of a glass pedestal 2 does not exist. On the other side negative oxygen ions migrate so that they gather uniformly toward a junction interface with a silicon chip 1. As the result, the chip 1 and the pedestal 2 are bonded firmly by the anodic junction, while the deposition of sodium on the interface of the pedestal 2 with the metallized layer 4 is eliminated. The mechanical bonding strength of the metallized layer 4 and the pedestal 2 is not lowered, and therefore there is no possibility that this lowering affects adversely a sealing property and adhesion on the occasion of soldering. Accordingly, the impression of a negative voltage necessary for an anodic junction processing can be executed from the surface region 40.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧力検出用の変位−電気変換素子としてピエ
ゾ抵抗体が形成されているシリコンチップを用いた圧力
センサに係り、特に、自動車のエンジン制御用の絶対圧
センサに好適な半導体圧力センサに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a pressure sensor using a silicon chip on which a piezoresistor is formed as a displacement-electrical conversion element for pressure detection, and is particularly applicable to automobiles. The present invention relates to a semiconductor pressure sensor suitable for an absolute pressure sensor for engine control.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、自動車のガソリンエンジンなどでは、エンジンの
吸気圧力を検出し、制御に適用するシステムが実用化さ
れるようになり、このため、絶対圧センサが広く用いら
れるようになっている。
BACKGROUND ART In recent years, systems for detecting and controlling intake pressure of the engine have come into practical use in automobile gasoline engines, etc., and for this reason, absolute pressure sensors have become widely used.

そして、この吸気圧力検出用の絶対圧センサとしては、
信幀性や小型軽量性、それにコストの面などから、従来
から、主として半導体圧力センサが用いられている。
The absolute pressure sensor for detecting intake pressure is as follows:
Conventionally, semiconductor pressure sensors have been mainly used due to their reliability, small size, light weight, and cost.

ところで、この半導体圧力センサの従来技術は、例えば
特開昭62−72178号公報に記載のように、ダイア
フラム状に形成したシリコンチップの一方の面にピエゾ
抵抗素子を形成して変位−電気変換素子としたものが知
られており、この従来技術では、そのシリコンチップの
組立に必要なハーメチック性を得るため、シリコンチッ
プと金属台座の間にガラス部材を介在させ、シリコンと
ガラス間での陽極接合と、ガラスと金属間でのメタライ
ズ層を介しての半田ろう接合を用い、これにより、接着
剤などを用いない、物理的な接合が得られ、必要とする
ハーメチック性が保たれるようにしている。
By the way, the conventional technology for this semiconductor pressure sensor is, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-72178, a piezoresistive element is formed on one surface of a silicon chip formed in the shape of a diaphragm, and a displacement-electrical conversion element is formed. In this conventional technology, a glass member is interposed between the silicon chip and the metal pedestal, and anodic bonding is performed between the silicon and the glass in order to obtain the hermetic properties necessary for assembling the silicon chip. By using solder brazing bonding between glass and metal via a metallized layer, a physical bond can be obtained without using adhesives, and the necessary hermetic properties can be maintained. There is.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記従来技術は、陽極接合に伴うナトリウムイオンの移
動について配慮がされておらず、ガラス部材と金属台座
の接合部での必要な機械的強度の保持やシール性の保持
に問題があった。
The above-mentioned conventional technology does not take into account the movement of sodium ions associated with anodic bonding, and has problems in maintaining necessary mechanical strength and sealing properties at the bonded portion between the glass member and the metal pedestal.

すなわち、このようなシリコン部材とガラス部材の接合
に使用される陽極接合法とは、ガラス部材内でのイオン
の移動を利用したちのく接合条件の一例:N2雰囲気、
325 °C1印加電圧1000 V )であるが、こ
れを半導体圧力センサの組立に適用した場合には、一方
の接合面にメタライズ層を形成したガラス台座を使用し
、圧力検出素子となるシリコンチップは、このガラス台
座のメタライズ層が形成されていない方の面に陽極結合
されることになり、このときには、シリコンチップにプ
ラスの電圧が、他方、メタライズ層にはマイナスの電圧
がそれぞれ印加され、陽極結合処理される。
In other words, the anodic bonding method used to bond such a silicon member and a glass member utilizes the movement of ions within the glass member and uses an example of the bonding conditions: N2 atmosphere,
325 °C and an applied voltage of 1000 V), but when this is applied to the assembly of a semiconductor pressure sensor, a glass pedestal with a metallized layer formed on one joint surface is used, and the silicon chip that becomes the pressure sensing element is , the surface of the glass pedestal on which the metallized layer is not formed will be anodically bonded, and at this time, a positive voltage is applied to the silicon chip and a negative voltage is applied to the metallized layer, and the anode Will be combined.

従って、このとき、ガラス台座内でのナトリウムイオン
(Na”)の移動を生じ、マイナス電位側であるメタラ
イズ層との界面にナトリウムが析出し、この結果、メタ
ライズ面にナトリウムの析出による波紋状の縞が発生し
たり、液状のべた付き物が発生したりし、さらにはメタ
ライズ層とガラス台座との密着性が損なわれる原因とも
なる。
Therefore, at this time, sodium ions (Na'') move within the glass pedestal, and sodium precipitates at the interface with the metallized layer, which is on the negative potential side.As a result, ripple-like formations occur on the metallized surface due to the precipitation of sodium. This may cause streaks or liquid stickiness to occur, and may also cause damage to the adhesion between the metallized layer and the glass pedestal.

このため、従来技術では、陽極接合後、ガラス台座と金
属台座とのろう付接合に進む前に、メタライズ層面上の
ナトリウムを除去するための一連の洗浄作業などが必要
でコストアップになったり、信転性の保持が困難になる
上、メタライズ層の密着性の低下によるガラス台座と金
属台座とのろう付け接合に強度低下をもたらし、上記し
たように、必要な機械的強度の保持やシール性の保持が
問題になるのである。
For this reason, in the conventional technology, after anodic bonding and before proceeding to brazing the glass pedestal and metal pedestal, a series of cleaning operations are required to remove sodium on the metallized layer surface, which increases costs. Not only does it become difficult to maintain reliability, but the strength of the brazed joint between the glass pedestal and metal pedestal decreases due to a decrease in the adhesion of the metallized layer, and as mentioned above, it becomes difficult to maintain the necessary mechanical strength and sealing performance. The problem is the retention of

本発明の目的は、ローコストで充分な信頼性が得られ、
高信顛性が要求される自動車エンジン用の絶対圧センサ
などにも充分に適用可能な半導体圧力センサを容易に提
供することにある。
The purpose of the present invention is to obtain sufficient reliability at low cost,
It is an object of the present invention to easily provide a semiconductor pressure sensor that can be sufficiently applied to absolute pressure sensors for automobile engines that require high reliability.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、ガラス台座と金属台座の接合面の一部に、
メ・タライズ層が存在しない領域を設け、陽極接合処理
を行なうときには、この領域とシリコンチップとの間に
電界が印加されるようにして達成される。
The above purpose is to attach a part of the joint surface between the glass pedestal and the metal pedestal.
When a region where no metallized layer is present is provided and anodic bonding is performed, an electric field is applied between this region and the silicon chip.

〔作用〕[Effect]

シリコンチップとガラス台座との陽極接合処理に際して
のナトリウムイオンの移動は、マイナス電圧が印加され
ている電極との界面に向うから、メタライズ層との界面
にはナトリウムの析出が起こらず、従って、洗浄処理な
どのナトリウムの除去作業を充分に行なわなくてもメタ
ライズ層の強度低下などの虞れがなく、シール性や機械
的強度は充分に保たれる。
During the anodic bonding process between the silicon chip and the glass pedestal, sodium ions move toward the interface with the electrode to which a negative voltage is applied, so no sodium precipitation occurs at the interface with the metallized layer, and therefore cleaning is possible. Even if sodium removal work such as treatment is not performed sufficiently, there is no risk of the strength of the metallized layer decreasing, and the sealing performance and mechanical strength are sufficiently maintained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明による半導体圧力センサについて、図示の
実施例により詳細に説明する。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the semiconductor pressure sensor according to the present invention will be explained in detail with reference to illustrated embodiments.

第3図は本発明を自動車エンジン制御用の絶対圧センサ
に適用した一実施例で、図において、10は半導体圧力
センサの本体をなすセンシング部材で、後述するように
、ピエゾ抵抗体を表面に有するダイアフラム状のシリコ
ンチップ1をガラス台座2に陽極接合し、さらに、この
ガラス台座2を金属台座9にメタライズ層を介しての半
田付接合で取付けたもの、13はベースで、ガラスシー
ル11によりリードピン12が固着されており、これに
、レーザなどによりセンシング部材10が溶着固定され
ているもの、14はワイヤで、シリコンチップlのピエ
ゾ抵抗体とリードピン12とを電気的に接続するもの、
15はセンシング部材10を覆い、ベース13に固着す
ることによって空室52を区画するキャップ、16は空
室52内を真空封止するためにキャップ15に溶着させ
た低融点金属(P b / S n半田など)からなる
封止半田である。
Fig. 3 shows an embodiment in which the present invention is applied to an absolute pressure sensor for controlling an automobile engine. A diaphragm-shaped silicon chip 1 is anodically bonded to a glass pedestal 2, and the glass pedestal 2 is further attached to a metal pedestal 9 by soldering via a metallized layer. A lead pin 12 is fixed, and a sensing member 10 is welded and fixed to this using a laser or the like; 14 is a wire that electrically connects the piezoresistor of the silicon chip l and the lead pin 12;
15 is a cap that covers the sensing member 10 and partitions the cavity 52 by fixing it to the base 13; 16 is a low melting point metal (Pb/S) welded to the cap 15 to vacuum-seal the interior of the cavity 52; This is a sealing solder consisting of n solder, etc.).

従って、金属台座9の中央に設けである孔をエンジンの
吸気管内に連通させることにより、吸気圧力がガラス台
座2の孔3を通ってシリコンチップ1の裏面に作用し、
空室52内の真空圧との差が電気信号としてリードピン
12から取り出され、絶対圧センサとして機能すること
になる。
Therefore, by communicating the hole provided in the center of the metal pedestal 9 with the intake pipe of the engine, the intake air pressure passes through the hole 3 of the glass pedestal 2 and acts on the back surface of the silicon chip 1.
The difference between the vacuum pressure in the chamber 52 and the vacuum pressure in the chamber 52 is taken out from the lead pin 12 as an electric signal, and functions as an absolute pressure sensor.

次に、この実施例におけるセンシング部材10の詳細に
ついて第1図と第2図により説明する。
Next, details of the sensing member 10 in this embodiment will be explained with reference to FIGS. 1 and 2.

まず、第1図において、1はシリコンチップで、片面に
拡散により形成されたピエゾ抵抗素子、他面に凹部を形
成して薄肉化したダイアフラム100を有する。2は円
柱状ガラス製の台座で、中央に貫通孔3が設けられてい
る。4はメタライズ層で、ガラス台座2の一方の端面の
中央部で、貫通孔3の近傍をマスク等で覆い、ガラス台
座2側よりTl薄膜、Ni薄膜、およびAu薄膜の3層
構造に、真空蒸着もしくはスパッタリングにより形成し
たもので、従って、貫通孔3の周辺にはリング状に、メ
タライズされていない領域40が形成されている。5は
電圧印加用の電極部材として働くスチールボール、6は
スチールボール5の座を兼ねる電極部材、7は絶縁用の
石英ガラス製の治具、30は陽極接合のための電源を示
す。
First, in FIG. 1, a silicon chip 1 has a piezoresistive element formed by diffusion on one side and a diaphragm 100 thinned by forming a recess on the other side. Reference numeral 2 denotes a cylindrical glass pedestal, and a through hole 3 is provided in the center. Reference numeral 4 denotes a metallized layer, in which the vicinity of the through hole 3 is covered with a mask or the like at the center of one end surface of the glass pedestal 2, and a three-layer structure of a Tl thin film, a Ni thin film, and an Au thin film is coated with vacuum from the glass pedestal 2 side. It is formed by vapor deposition or sputtering, and therefore, a ring-shaped non-metalized region 40 is formed around the through hole 3. Reference numeral 5 indicates a steel ball that serves as an electrode member for voltage application, 6 an electrode member that also serves as a seat for the steel ball 5, 7 a jig made of quartz glass for insulation, and 30 a power source for anodic bonding.

そして、シリコンチップ1とガラス台座2とを陽極接合
処理するときには、図示のように、石英ガラス製の絶縁
治具7の中に、電極部材6、スチールボール5、ガラス
台座2、シリコンチップ1の順に、これらを重ね合わせ
るようにしてセットし、ついで、シリコンチップlに正
の電位を、電極部材6に負の電位が印加されるように配
線して加熱する。そして、全体の温度が325’Cにな
ったら、電源30により電圧(約1000V)を印加し
て陽極接合を行なう。つまり、ガラス台座2の貫通孔3
の近傍の領域40に、スチールボール5を介して負電位
を印加し、これにより、メタライズ層4が設けられてい
ない領域40の貫通孔3の周辺近傍にだけナトリウムイ
オンが集まるようにして陽極接合を行なうのである。
When the silicon chip 1 and the glass pedestal 2 are anodically bonded, the electrode member 6, the steel ball 5, the glass pedestal 2, and the silicon chip 1 are placed in an insulating jig 7 made of quartz glass as shown in the figure. These are set one on top of the other in order, and then wired and heated so that a positive potential is applied to the silicon chip 1 and a negative potential is applied to the electrode member 6. Then, when the overall temperature reaches 325'C, a voltage (approximately 1000V) is applied from the power supply 30 to perform anodic bonding. In other words, the through hole 3 of the glass pedestal 2
A negative potential is applied to the region 40 near the metallized layer 4 through the steel ball 5, thereby causing sodium ions to gather only near the periphery of the through hole 3 in the region 40 where the metallized layer 4 is not provided, thereby performing anodic bonding. This is what we do.

この第1図には、シリコンチップ1とガラス台座2の陽
極接合によって生じたガラス台座2内の可動イオンの移
動状態も示してあり、これから明らかなように、陽極接
合時の電圧の印加によって、正のナトリウムイオンはガ
ラス台座2のメタライズ層4が存在しない領域40の内
側に付設されたスチールボール5により負の電位に保た
れている貫通孔3の近傍に均等に集中し、他方、負の酸
素イオン(0=)は、シリコンチップlとの接合界面に
均等に寄るように移動する。そして、この結果、シリコ
ンチップlとガラス台座2は、陽極接合により強固に接
合されると共に、ガラス台座2とメタライズ層4との界
面でのナトリウムの析出は全く無(なり、メタライズ層
4とガラス台座2の機械的な接着強度を低下させないの
で、半田接合時のシール性や接着力等に悪影響をおよぼ
す虞れもなくなる。
FIG. 1 also shows the state of movement of mobile ions within the glass pedestal 2 caused by anodic bonding between the silicon chip 1 and the glass pedestal 2, and as is clear from this, the application of voltage during anodic bonding causes Positive sodium ions are evenly concentrated in the vicinity of the through hole 3, which is maintained at a negative potential by the steel ball 5 attached inside the region 40 where the metallized layer 4 of the glass pedestal 2 does not exist; The oxygen ions (0=) move evenly to the bonding interface with the silicon chip l. As a result, the silicon chip l and the glass pedestal 2 are firmly bonded by anodic bonding, and there is no precipitation of sodium at the interface between the glass pedestal 2 and the metallized layer 4. Since the mechanical adhesive strength of the pedestal 2 is not reduced, there is no possibility that the sealing performance, adhesive strength, etc. during solder bonding will be adversely affected.

こうして、シリコンチップlとガラス台座2の陽極接合
処理を終ったら、次に金属台座9との半田接合処理に進
むので、以下、これを第2図により説明する。
After completing the anodic bonding process between the silicon chip 1 and the glass pedestal 2, the process proceeds to the solder bonding process with the metal pedestal 9, which will be explained below with reference to FIG.

この第2図において、7は石英ガラス製の治具、8は半
田シート、9は金属性の台座で、ガラス台座2と熱膨張
係数が近似したFe−Ni合金よりなる。ここで、治具
7は単なる半田接合時の位置決め用の治具であり、セン
シング部材10には含まれない、また、金属製の台座9
の表面には半田接合用のNiメツキ層50が施されてい
る。なお、シリコンチップ1は第1図で説明した如く陽
極接合されている。
In FIG. 2, 7 is a jig made of quartz glass, 8 is a solder sheet, and 9 is a metal pedestal, which is made of an Fe--Ni alloy having a coefficient of thermal expansion similar to that of the glass pedestal 2. Here, the jig 7 is simply a jig for positioning during soldering, and is not included in the sensing member 10.
A Ni plating layer 50 for solder bonding is applied to the surface. Note that the silicon chip 1 is anodically bonded as explained in FIG.

半田接合処理に際して、まず各部材は、石英ガラス製の
治具7の中に、金属台座9、半田シート8、ガラス台座
2の順に重ね合わせるようにセットされる。これらは、
半田シート8の融点温度まで加熱することにより半田接
合される。なお、半田シート8にはA u / S n
半田あるいはPb/Sn半田からなる厚さが約25μm
のシートが用いられる。そして、半田接合時の温度は、
前者の場合で320°C1後者の場合で230”Cであ
る。
In the solder bonding process, each member is first set in a jig 7 made of quartz glass so that the metal pedestal 9, the solder sheet 8, and the glass pedestal 2 are stacked on top of each other in this order. these are,
Solder bonding is achieved by heating the solder sheet 8 to its melting point temperature. Note that the solder sheet 8 has A u / S n
Made of solder or Pb/Sn solder with a thickness of approximately 25 μm
sheets are used. And the temperature at the time of soldering is
The temperature is 320°C in the former case and 230''C in the latter case.

第1図で説明したように、この実施画では、陽極接合に
よっても、メタライズ層4は、ナトリウムイオンの影響
を受けていないので、半田接合が容易にでき、しかも、
充分な機械的強度、及び充分なシール性をもったセンシ
ング部材10が得られるので、高い信頼性を容易に保つ
ことができる。
As explained in FIG. 1, in this embodiment, the metallized layer 4 is not affected by sodium ions even by anodic bonding, so solder bonding can be easily performed.
Since the sensing member 10 with sufficient mechanical strength and sufficient sealing performance can be obtained, high reliability can be easily maintained.

また、半田接合に先立ってのメタライズ層4の表面のナ
トリウムの除去のためなどの、一連の洗浄作業が不要に
なり、製造時間や工程が短縮され、マスプロ向きであり
、大きなローコスト化が望める。
In addition, a series of cleaning operations such as removing sodium from the surface of the metallized layer 4 prior to solder bonding becomes unnecessary, the manufacturing time and process are shortened, and it is suitable for mass production, and a significant cost reduction can be expected.

さらに、ガラス台座2に対するメタライズ層4の密着性
が損なわれないから、半田接合部での気密性に対する信
頼性が充分で、第3図の実施例において、空室52内の
真空度低下の虞れがなく、信頼性の高い絶対圧センサを
容易に提供できる。
Furthermore, since the adhesion of the metallized layer 4 to the glass pedestal 2 is not impaired, the reliability of the airtightness at the solder joint is sufficient, and in the embodiment shown in FIG. A highly reliable absolute pressure sensor without any leakage can be easily provided.

第4図は本発明の他の一実施例で、この実施例が特徴と
する点は、シリコンチップ1をガラス台座2に陽極接合
させるための、負の電位を印加するための電極部材を、
第1図の実施例におけるスチールボール5に代えて、中
央部に円柱状の凸部を有する電極用金属部材60とした
ところにある。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, and the feature of this embodiment is that an electrode member for applying a negative potential for anodic bonding the silicon chip 1 to the glass pedestal 2,
In place of the steel ball 5 in the embodiment shown in FIG. 1, an electrode metal member 60 having a cylindrical convex portion in the center is used.

陽極接合処理に際しては、石英ガラス製の治具7の中に
、電極用金属部材60、ガラス台座2、シリコンチップ
lの順に重ね合わせるようにセットされ、ついでシリコ
ンチップ1がプラスに、そして部材60がマイナスにな
るような電位が印加されるように配線して加熱し、所定
の温度を保持し、電源30により電圧を印加して陽極接
合を行なう。
During the anodic bonding process, the electrode metal member 60, the glass pedestal 2, and the silicon chip 1 are set in the quartz glass jig 7 so as to be stacked in this order, and then the silicon chip 1 is placed on the positive side, and the member 60 is placed on top of each other in this order. The wires are wired and heated so that a potential that becomes negative is applied, a predetermined temperature is maintained, and a voltage is applied by the power source 30 to perform anodic bonding.

この実施例によれば、ガラス台座2の貫通孔3の近傍の
面と電極用金属部材60とは面接触になるため、第1図
の実施例よりもナトリウムイオンが移動し易い。
According to this embodiment, the surface of the glass pedestal 2 near the through hole 3 and the electrode metal member 60 come into surface contact, so that sodium ions move more easily than in the embodiment shown in FIG.

また、ガラス台座2の貫通孔3の端面の欠けが生じ難い
Furthermore, the end face of the through hole 3 of the glass pedestal 2 is less likely to be chipped.

第5図は本発明のさらに別の一実施例で、この実施例の
特徴は、ガラス台座2のメタライズ層4が設けられてい
る方の端面で、このメタライズ層を形成しないようにし
た領域40が、外周部分にリング状をなして位置してお
り、これに応じて陽極接合のための電極部材61もリン
グ状に形成されたものが使用されている点にあり、従っ
て、この実施例によれば、図示のように電圧を印加して
陽極接合を行なったとき、ナトリウムイオンはガラス台
座2の端面の外周部分に均等に集まるように移動するが
、このとき、この実施例によれば、ガラス台座2と負電
位用のリング形電極部材61との接触面積を広くできる
ので、ナトリウムイオンは、第4図の実施例の場合より
もさらに移動し易くなる。
FIG. 5 shows yet another embodiment of the present invention, and the feature of this embodiment is that on the end face of the glass pedestal 2 on which the metallized layer 4 is provided, a region 40 where the metallized layer is not formed. is located in a ring shape on the outer periphery, and accordingly, the electrode member 61 for anodic bonding is also formed in a ring shape. According to this embodiment, when anodic bonding is performed by applying a voltage as shown in the figure, the sodium ions move so as to gather uniformly on the outer circumference of the end surface of the glass pedestal 2, but at this time, according to this embodiment, Since the contact area between the glass pedestal 2 and the ring-shaped electrode member 61 for negative potential can be increased, sodium ions can move more easily than in the embodiment shown in FIG.

そして、これら第4図及び第5図の実施例のいずれによ
っても、ガラス台座2とメタライズ層4との界面でのナ
トリウムの析出が抑えられるから、信頼性などの低下の
虞れはない。
In both of the embodiments shown in FIGS. 4 and 5, precipitation of sodium at the interface between the glass pedestal 2 and the metallized layer 4 is suppressed, so there is no risk of deterioration in reliability.

次に、上記したセンシング部材10の組立工程のうちの
陽極接合処理の、さらに具体的な実施例について、第6
図によって説明する。
Next, a more specific example of the anodic bonding process in the above-described assembly process of the sensing member 10 will be described in the sixth section.
This will be explained using figures.

この第6図の実施例は、複数個のセンシング部材10を
同時に処理し得るようにしたもので、石英ガラス製の組
立用の治具として、複数の挿入孔を有する円板状の治具
70を用い、第4図の実施例と同様な形状を有するおも
り電極62を負電圧印加用としたもので、31は鉄製の
円板状組立基板、63は負電圧印加用の共通端子となる
電極板である。そして、この電極板63には、治具70
に形成しである複数の挿入孔に対応し、それに−致する
位置に同じく孔が設けられている。
In the embodiment shown in FIG. 6, a plurality of sensing members 10 can be processed simultaneously, and a disk-shaped jig 70 having a plurality of insertion holes is used as an assembly jig made of quartz glass. A weight electrode 62 having a shape similar to that of the embodiment shown in FIG. 4 is used for applying a negative voltage, 31 is an iron disc-shaped assembly board, and 63 is an electrode serving as a common terminal for applying a negative voltage. It is a board. A jig 70 is attached to this electrode plate 63.
Similarly, holes are provided at corresponding positions corresponding to the plurality of insertion holes formed in the hole.

陽極接合処理に際しては、鉄製の基板31に石英ガラス
製の治具10を固定し、その挿入孔のそれぞれの中に、
シリコンチップ1、ガラス台座2をセットした後、負の
電圧印加用の電極板63の答礼が、石英ガラス治具32
の各挿入孔に一致するようにして、この電極板63を固
定し、その上からおもり電極62を電極板63のそれぞ
れの孔から治具70のそれぞれの挿入孔内に落し込み、
ガラス台座2のメタライズ層4が存在しない領域40(
第4図参照)におもり電極62の凸起部が当接するよう
にする。そして、所定の温度に加熱し、図示のように、
基板31がプラス、電極板63がマイナスになるように
して電源30から電圧を印加してやれば、シリコンチッ
プlとガラス台座2の陽極接合が行なわれ、複数のセン
シング部材lOの陽極接合処理を同時に行なうことがで
きる。
During the anodic bonding process, a quartz glass jig 10 is fixed to an iron substrate 31, and into each of its insertion holes,
After setting the silicon chip 1 and the glass pedestal 2, the electrode plate 63 for applying a negative voltage is attached to the quartz glass jig 32.
This electrode plate 63 is fixed so as to match each insertion hole of the electrode plate 63, and the weight electrode 62 is dropped from above into each insertion hole of the jig 70 from each hole of the electrode plate 63,
A region 40 (
(see FIG. 4) so that the convex portion of the weight electrode 62 comes into contact with it. Then, heat it to a predetermined temperature, and as shown in the figure,
If voltage is applied from the power supply 30 with the substrate 31 being positive and the electrode plate 63 being negative, the silicon chip l and the glass pedestal 2 are anodic bonded, and the plurality of sensing members lO are anodic bonded simultaneously. be able to.

なお、以上の実施例では、メタライズN4として、ガラ
ス台座側から順次、チタン、ニッケル。
In the above embodiments, titanium and nickel were used as metallization N4 in order from the glass pedestal side.

金の3層構成のものを用いており、この結果、表面酸化
などによる半田付け接合の不良発生を充分に抑えること
ができる。
A three-layer structure of gold is used, and as a result, the occurrence of solder joint defects due to surface oxidation can be sufficiently suppressed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、ガラス台座のメタライズ層が設けられ
るべき端面の一部に、メタライズ層が存在しない面領域
を設けるという簡単な構成で、陽極接合処理に必要な負
電圧の印加を、この面領域から行なうことができ、陽極
接合処理に際してもメタライズ層には何ら電圧が印加さ
れないようにできるので、メタライズ層の界面にはナト
リウムイオンは析出せず、半田接合の下地となるメタラ
イズ層の密着性を損なうことなく、充分に気密性が保持
でき、この結果、半田接合において充分な機械的強度、
および高度なシール性をもった半導体圧力センサを容易
に提供することができる。また、陽極接合後の一連の洗
浄作業がないので作業時間が短縮でき、低コスト化がは
かれる。
According to the present invention, the application of a negative voltage necessary for anodic bonding can be applied to a part of the end face of the glass pedestal where the metallized layer is to be provided, by providing a surface area where no metallized layer is present. Since no voltage is applied to the metallized layer during the anodic bonding process, sodium ions do not precipitate at the interface of the metallized layer, and the adhesion of the metallized layer, which is the base of the solder bond, is improved. As a result, sufficient mechanical strength and
In addition, a semiconductor pressure sensor with a high degree of sealing performance can be easily provided. Furthermore, since there is no need for a series of cleaning operations after anodic bonding, the operating time can be shortened and costs can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による半導体圧力センサの一実施例にお
ける陽極接合処理の説明図、第2図は同じく半田付接合
処理の説明図、第3図は本発明を絶対圧センサに適用し
た一実施例の断面図、第4図及び第5図はそれぞれ本発
明の一実施例における陽極接合処理の説明図、第6図は
本発明の一実施例によるセンシング部材を複数個同時に
陽極接合処理する場合の説明図である。 1−−−−−・・シリコンチップ、2−−−−−−−ガ
ラス台座、3−・−貫通孔、4・−一一−−−メタライ
ズ層、5・−一一一一一スチールボール、6−−−−−
・−電極部材、7−・・−・−治具、8−・−・・・半
田シート、9−・−・金属台座、io−・・・−センシ
ング部材。 第1図 1:ンリコン干・ツブ       5ニス士−ル不゛
−ル2:n゛フス6゛斤         6 :鴛r
杉し奢5本オ3:1通孔      7:研カ“ラス4
:ヌタライス“屓       4o:仝頁 仄too
 : ’5’イアフラ久 第2図 4o、頼爪 50  : Ni  メツキ1層 第3図 +6 第4図 第5図 第6図
FIG. 1 is an explanatory diagram of an anodic bonding process in an embodiment of a semiconductor pressure sensor according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a soldering process, and FIG. 3 is an embodiment in which the present invention is applied to an absolute pressure sensor. The cross-sectional view of the example, FIG. 4 and FIG. 5 are respectively explanatory diagrams of anodic bonding processing in an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a case in which a plurality of sensing members are simultaneously subjected to anodic bonding processing according to an embodiment of the present invention. FIG. 1--------Silicon chip, 2--------Glass pedestal, 3--Through hole, 4--11--Metallized layer, 5--1111 Steel ball , 6------
-Electrode member, 7--Jig, 8--Solder sheet, 9--Metal pedestal, io--Sensing member. Fig. 1 1: Nurikon drying and whelk 5 nisshi-ru 2: nifusu 6 ゛ catty 6: duck r
5 cedar holes 3: 1 through hole 7: Kenka "Last 4"
:Nutarais “4o: Too
: '5' Iafura Ku 2nd figure 4o, Raizume 50 : Ni metal 1st layer 3rd layer +6 4th figure 5th figure 6th figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ガラス台座の介在により、シリコンチップからなる
圧力検出素子の金属台座への取付けを、シリコンとガラ
ス間での陽極接合と、ガラスと金属間でのメタライズ層
を介してのろう付け接合とで行なうようにした半導体圧
力センサにおいて、上記ガラス台座と金属台座との接合
面にメタライズ層が形成されていない面領域を設け、該
面領域に接触させた電極と上記圧力検出素子の間に印加
した電圧により発生した電界によつて上記陽極接合が形
成されていることを特徴とする半導体圧力センサ。 2、特許請求の範囲第1項において、上記メタライズ層
が3層構造を備え、これら3層の各組成が、上記ガラス
台座側から順次、チタン、ニッケル、そして金であるこ
とを特徴とする半導体圧力センサ。
[Claims] 1. By using a glass pedestal, a pressure sensing element made of a silicon chip can be attached to a metal pedestal through anodic bonding between silicon and glass and a metallized layer between glass and metal. In a semiconductor pressure sensor, a surface area where no metallized layer is formed is provided on the joint surface of the glass pedestal and the metal pedestal, and an electrode brought into contact with the surface area and the pressure detection A semiconductor pressure sensor characterized in that the anodic junction is formed by an electric field generated by a voltage applied between elements. 2. The semiconductor according to claim 1, wherein the metallized layer has a three-layer structure, and each of the three layers has a composition of titanium, nickel, and gold in order from the glass pedestal side. pressure sensor.
JP25963387A 1987-10-16 1987-10-16 Semiconductor pressure sensor Pending JPH01102333A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25963387A JPH01102333A (en) 1987-10-16 1987-10-16 Semiconductor pressure sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25963387A JPH01102333A (en) 1987-10-16 1987-10-16 Semiconductor pressure sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01102333A true JPH01102333A (en) 1989-04-20

Family

ID=17336779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25963387A Pending JPH01102333A (en) 1987-10-16 1987-10-16 Semiconductor pressure sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01102333A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100372340B1 (en) Pressure Sensor and Method of Manufacturing the Same
JPH0263300B2 (en)
US5298793A (en) Semiconductor device including an electrode
JP4204206B2 (en) Semiconductor device
JPH01102333A (en) Semiconductor pressure sensor
JP2569946B2 (en) Anodic bonding method
JP3152005B2 (en) Manufacturing method of semiconductor acceleration sensor
JPS63175482A (en) Pressure sensor
JP2000241274A (en) Semiconductor pressure sensor, manufacture thereof and parts thereof
JPS59217126A (en) Absolute-pressure type semiconductor pressure transducer element
JPH0533823B2 (en)
JP3159060B2 (en) Semiconductor chip bonding structure and bonding method
JPS62259475A (en) Semiconductor pressure transducer and manufacture thereof
JPH0467346B2 (en)
JPS60253280A (en) Semiconductor pressure sensor
JP2593395Y2 (en) Semiconductor laser device
JPS63298021A (en) Semiconductor pressure sensor and its manufacture
JPS588586B2 (en) Sealing method for semiconductor devices
JPS62260371A (en) Manufacture of semiconductor pressure sensor
JPS63148136A (en) Manufacture of semiconductor pressure sensor
JPH0368829A (en) Pressure detector and manufacture thereof
JPS6222537B2 (en)
JPS63237481A (en) Manufacture of capacitance type pressure sensor
JPH09280972A (en) Manufacture of semiconductor pressure sensor
JPH0462445A (en) Hermetic terminal for pressure sensor