JPH03148182A - 半導体圧力センサ装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体圧力センサ装置およびその製造方法
に関し、特に、圧力を感知する圧力センサ部および圧力
センサ部からの信号を増幅する増幅回路ならびに電極な
どが半導体基板上に集積化された半導体圧力センサチッ
プとその半導体圧力センサチップが取付けられるリード
フレームとからなる半導体圧力センナ装置およびその製
造方法に関する。

［従来の技術］ この種従来の半導体圧力センサ装置においては、半導体
圧力センサチップを、直接リードフレームにダイボンド
する方法が一般に知られている。

第６図は従来の半導体圧力センサチップの平面図であり
、第７図は第６図に示した半導体圧力センサチップの側
面図であり、第８図は第６図の切断線Ｂ／Ｂから見た断
面図である。第６図ないし第８図を参照して、半導体圧
力センサチップ５０は、圧力を感知するゲージ抵抗が埋
込まれた圧力センサ部５１と、圧力センサ部５１からの
信号を増幅する増幅回路などを有する集積回路部５２と
、外部引出用の電極部５３と、圧力センサ部５１のダイ
ヤフラムを構成するダイヤフラム構成部５４とを含む。

第９図は、半導体圧力センサチップ５０が取付けられる
リードフレーム２００の・１ε而図であり、第１０図は
第９図に示したリードフレーム２００の側面図である。

第１０図および第１１図を参照して、リードフレーム２
００は、半導体圧力センサチップ５０が装着されるチッ
プ装着部であるダイパッド部２０と、ダイパッド部２０
に形成された受圧用開口部３と、インナリード５と、モ
ールド樹脂の流れ止めであるダイバ６と、外部リード７
とを含む。

第１１図は、従来の半導体圧力センサチップ５０がリー
ドフレーム２００に取付けられている半導体圧力センサ
装置が完成されたときの平面図であり、第１２図は第１
１図に示した半導体圧力センサ装置の側面図である。第
１１図および第１２図を参照して、半導体圧力センサチ
ップ５０は、リードフレーム２００のダイパッド部２０
に直接ダイボンドされている。半導体圧力センサチップ
５０の電極部５３とインナーリード５とが金属細線によ
りワイヤボンディングされている。

第１３図は第１２図に示した半導体圧力センサ装置のダ
イパッド部２０における部分拡大図である。第１３図を
参照して、ダイパッド部２０と半導体圧力センサチップ
５０とが接着剤３０により固着されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述のように、従来の半導体圧力センサ装置では、半導
体圧力センサチップ５０がリードフレーム２００に接着
剤を介して直接ダイボンディングされている。しかし、
従来の）Ｖ導体圧カセンサ装置では、リードフレーム２
００と半導体圧力センサヂップ５　Ｆ−３よび接着剤と
の膨張係数の差により熱応力が生じる。また、第１３図
において圧力センサ部５１を中心に見た場合に集積回路
部５２および電極部５３とその他の部分とでは対称性が
悪く上述の膨張係数の差によって生じる熱応力の分布が
不均一になるという不都合があった。このような場合に
は、精度の高い測定が行なえないという不都合が生じて
いた。

そこで、圧力センサ部５１に加わる熱応力を吸収緩和す
るために、シリコン単結晶からなるシリコン台座を介し
てリードフレームなどに取付ける方法が考えられる。こ
れは、シリコン台座は半導体圧力センサチップ５０と同
じ材質であるので膨張係数が等しく熱応力の発生を極力
防止することができることによる。この半導体圧力セン
サチップ５０をシリコン単結晶からなるシリコン台座を
介してリードフレーム２００に取付ける方法としでは、
まず半導体圧力センサチップをシリコン台座にダイボン
ドする。次に、このシリコン台座をリードフレーム２０
０にダイボンドした後、半導体圧力センサチップの電極
部５３とリードフレームのインナリード５とを金属細線
１５によりワイヤボンディングする。しかし、この半導
体センサチップ５０をシリコン単結晶からなるシリコン
台座を介してリードフレーム２００に取付ける方法では
、熱応力を吸収緩和するためのシリコン台座を設けてい
るために、その分コストが高くなるとともに、ダイボン
ドを２回行なわねばならず、製造工程が複雑になるとい
う新たな問題点が生じる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、半導体圧力センサチップをリードフレームに
取付ける際にシリコン台座を設けることなく測定精度を
向上させることが可能な半導体圧力センサ装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１請求項における発明は、リードフレームにおける半
導体圧力センサチップの取付位置に、所定の厚みを有し
半導体圧力センサチップをリードフレーム側に固着する
ための仲介固着層が固着されており、仲介固着層上に半
導体圧力センサチップが固着され、仲介固着層がリード
フレーム側に取付けられた半導体圧力センサチップとリ
ードフレームとの間に生じる熱応力を吸収して緩和する
ことができる弾性材料で構成され、半導体圧力センサチ
ップの電極に対応する位置に、電極と金属細線とが圧着
される際に半導体圧力センサチップの底面に当接して圧
着圧力を受ける突張り用突起を挿入するための貫通孔が
設けられていることを特徴とする。

第２請求項における発明は、リードフレームの半導体圧
力センサチップの電極に対応する位置に形成された貫通
孔に半導体圧力センサチップが取付けられる面と反対側
の面から突張り用突起を挿入した後、リードフレームと
半導体圧力センサチップとを所定の厚みを有する仲介固
着層により固着し、挿入された突張り用突起により電極
の底面を受けて、電極に金属細線を圧着した後、挿入さ
れた突張り用突起を除去することを特徴とする。

［作用］ 第１請求項に係る発明では、リードフレームにおける半
導体圧力センサチップの取付位置に、所定の厚みを有し
半導体圧力センサチップをリードフレーム側に固着する
ための仲介固着層が固着されており、その仲介固着層上
に半導体圧力センサチップが固着され、その仲介固着層
がリードフレーム側に取付けられた圧力センサチップと
リードフレームとの間に生じる熱応力を吸収して緩和す
ることかできる弾性材料で構成されているので、リード
フレームと半導体圧力センサチップとの間に働く熱応力
が緩和される。また、半導体圧力センサチップの電極に
対応する位置にその電極と金属細線とが圧着される際に
半導体圧力センサチップの底面に当接して圧着圧力を受
ける突張用突起を挿入するための貫通孔が設けられてい
るので、電極と金属細線とが圧着される際に圧着による
圧着力が仲介固着層に吸収されることがない。

第２請求項に係る発明では、リードフレームの半導体圧
力センサチップの電極に対応する位置に形成された貫通
孔に半導体圧力センサチップが取付けられる面と反対側
の面から突張り用突起が挿人された後、リードフレーム
と半導体圧力センサチップとが所定の厚みを有し、応力
緩和能力を有する仲介固着層により固着され、その後前
記挿入された突張り用突起により半導体圧力センサチッ
プの電極の底面を受けて電極に金属細線が圧着され、そ
の後、その挿入された突張り用突起が除去されるので、
電極と金属細線とが圧着される際に圧着力が仲介固着層
に吸収されることなく正常な圧着が行なえるとともに、
リードフレームと半導体圧力センサチップとの間に働く
熱応力が緩和される。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示した半導体圧力センサ装
置のダイパッド部における拡大断面図である。第２図は
本発明の一実施例を示した半導体圧力センサ装置を構成
するリードフレーム１００の平面図である。第３図は第
２図に示したリードフレーム１００の側面図である。第
４図は第３図に示したリードフレーム１００のダイパッ
ド部の拡大断面図である。第１図ないし第４図を参照し
０ て、リードフレーム１００のダイパッド部１は、半導体
圧力センサチップ５０を固着するための所定の厚みを有
する接着剤層を形成する凹部２と、半導体圧力センサチ
ップ５０の電極部が金属細線と圧着される際に電極部５
３に対応する半導体圧力センサチップ５０の屈曲を受け
る突起部を挿入するための貫通孔４と、半導体圧力セン
サチップ５０のダイヤフラム構成部５４に対応して設け
られた受圧相開■部３とを含む。ダイパッド部１の凹部
２にはダイボンド用接着剤１０が所定の厚みで形成され
る。ここで接着剤の材質としては応力緩和能力のあるシ
リコン系樹脂を用いる。また、第２図に示したリードフ
レーム１．００に関しては、ダイパッド部１以外の形状
は従来と同様である。

すなわち、リードフレーム１００は第２図に示すように
凹部２および受圧用開口部３ならびに貫通孔４からなる
ダイパッド部１と、圧力センサチップ５０がリードフレ
ーム１００に取付けられた際に圧力センサチップ５０の
電極部と金属細線によりワイヤボンディングするための
インナリード５１ と、ダイバ６と、外部リード７とからなる。リードフレ
ーム１００には、このように構成された半導体圧力セン
サ装置が複数個連続して形成されている。ｍｓＡ図およ
びｆｆ１５Ｂ図は第１図に示した半導体圧力センサ装置
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。第
１図および第５Ａ１ｍならびに第５Ｂ図を参照して、製
造プロセスについて説明する。まず、突起部７１が設け
られたダイボンド治具７０上にリードフレーム１００の
ダイパッド部１を設置する。すなわち、グイボンド治Ｊ
″１７０の突起部７１がリードフレム】００のダイパッ
ド部１に設けられた貫通孔４に入るようにセットする。

この後、・シリコン系樹脂からなる接着剤１０をダイパ
ッド部１の四部２に注入する。

半導体圧力センサチップ５０を注入された接着剤１０上
に接着してダイボンドする。その後、第５Ｂ図に示すよ
うにインナリード５と電極部５３とを金属細線１５によ
りワイヤボンディングする。

ここで、電極部５３に金属細線１５が圧着される際に半
導体圧力センサチップ５０が受ける圧着力２ は、電極部５３に対応する半導体圧力センサチップ５０
の底面をダイボンド治具７０の突起部７１によって受け
る。これにより、電極部５３の圧着時には圧着による圧
着力が接着剤層１０に吸収されることなく正常な圧着が
行なえる。金属細線により電極部５３が圧着された後、
ダイボンド治具７０を取り外すことにより突起部７］を
貫通孔４から離脱する。このようにして、最終的に第１
図に示した半導体圧力センサ装置のダイボンド部１が形
成される。すなわち、半導体圧力センサチップ５０とダ
イパッド部１との間には均一な厚みを有し応力緩和能力
を有する接着剤層１０が構成される。これにより、半導
体圧力センサチップ５０の圧力センサ部５１に生じる熱
応力が緩和され、半導体圧力センサ装置の測定精度を向
上させることができる。なお、この方法によれば、半導
体圧力センサチップ５０とダイパッド部１との間にシリ
コン単結晶からなるシリコン台座を設ける必要がない。

この結果、シリコン台座を設けた場合に生ずる製造費用
のコストアップや製造工程の複雑３ 化を防止することができる。

上記のように、本発明の半導体圧力センサ装置およびそ
の製造方法では、リードフレームのダイパッドに四部お
よび貫通孔を設けることにより、その貫通孔に剛体の突
起物を押入してダイボンドおよびワイヤボンドを実施し
、その後突起物を除去するので、所定の厚みを有し応力
緩和能力を備えた接着剤を形成できるとともにワイヤボ
ンドも可能となる。

なお、本実施例では、接着剤層としてシリコン系樹脂を
用いたが、本発明はこれに限らず、応力緩和能力がある
接着剤であれば何でもよい。また、本実施例では接着剤
に応力緩和機能を持たせたが、本発明はこれに限らずゴ
ムなどの弾性飼料の両面に接着剤を塗布して接着するこ
とによりゴムなどにより応力緩和能力を持たせるように
してもよい。

［発明の効果］ 第１請求項に記載の発明によれば、リードフレームにお
ける半導体圧力センサチップの取付位置に所定の厚みを
Ｈし半導体圧力センサチップをり４ −ドフレーム側に固着するための仲介固着層を固着し、
仲介固着層上に半導体圧力センサチップを固着し、その
仲介固着層をリードフレーム側に取付けられた半導体圧
力センサチップとリードフレムとの間に生ずる熱応力を
吸収して緩和することができる弾性飼料で構成すること
により、リードフレームと半導体圧力センサチップとの
間に働く熱応力が緩和されるので、半導体圧力センサを
リードフレームに取ｆ＝１ける際にシリコン台座を設け
ることなく半導体圧力センサ装置の測定精度を向上させ
ることができる。また、半導体圧力センサチップの電極
に対応する位置に電極と金属細線とが圧着される際に半
導体圧力センサチップの底面に当接して圧着圧力を受け
る突張り用突起を挿入するための貫通孔を設けることに
より、電極と金属細線とが圧着される際に圧着力が仲介
固着層に吸収されることなく正常な圧着が行なえる。

第２請求項に記載の発明によれば、リードフレームの半
導体圧力センサチップの電極に対応する位置に形成され
た貫通孔に半導体圧力センサチッ５ プが取付けられる面と反対側の面から突張り用突起を挿
入した後、リードフレームと半導体圧力センサチップと
を所定の厚みを有し応力緩和能力を有する仲介固着層に
より固着し、前記挿入した突張り用突起により半導体圧
力センサチップの電極の底面を受けて電極に金属細線を
圧着し、その後、挿入した突張り用突起を除去すること
により、電極と金属細線とが圧着される際に圧着力が仲
介固着層に吸収されることなく正常な圧着を行なうこと
ができる。また、前記仲介固着層により、リードフレー
ムと半導体圧力センサチップとの間に働く熱応力が緩和
されるので、半導体圧力センサチップをリードフレーム
に取付ける際にシリコン台座を設けることなく半導体圧
力センサ装置の測定精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した半導体圧力センサ装
置のダイパッド部分の断面構造図、第２図は第１図に示
した半導体圧力センサ装置を構成するリードフレームを
示した平面図、第３図は第６ ２図に示したリードフレームの側面図、第４図はた第３
図に示したリードフレームのダイパッド部の断面構造図
、第５Ａ図ないし第５Ｂ図は第１図に示した半導体圧力
センサ装置の製造工程を説明するための断面構造図、第
６図は従来から知られる半導体圧力センサチップの平面
図、第７図は第６図に示した半導体圧力センサチップの
側面図、第８図は第７図に示した半導体圧力センサチッ
プの断面構造図、第９図は従来の半導体圧力センサ装置
を構成するリードフレーム、第１０図は第９図に示した
リードフレームの側面図、第１１図は第９図に示したリ
ードフレームに半導体圧力センサチップが取付けられて
半導体圧力センサ装置が完成されたときの平面図、第１
２図は第１１図に示した半導体圧力センサ装置の側面図
、第１３図は第１２図に示した半導体圧力センサ装置の
ダイパッド部の断面構造図である。 図において、ｌはダイパッド部、２は凹部、３は受圧用
開口部、４は貫通孔、５はインナリード、６はダイバ、
７は外部リード、１０はダイボンド］７ 用接着剤、 １５は金属細線、 １００はリ ドフレ ームである。 なお、 図中、 同一ね号は同一または相当部分を 示す。 代 理 人 大 ｒ 増 雄 ８ ４２３−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力を感知する圧力センサ部および該圧力センサ
   部からの信号を増幅する増幅回路ならびに電極が半導体
   基板上に集積化された半導体圧力センサチップと、該半
   導体圧力センサチップが取付けられるリードフレームと
   からなる半導体圧力センサ装置であって、 前記リードフレームにおける前記半導体圧力センサチッ
   プの取付位置に、所定の厚みを有し前記半導体圧力セン
   サチップをリードフレーム側に固着するための仲介固着
   層が固着されており、該仲介固着層上に前記半導体圧力
   センサチップが固着され、 前記仲介固着層は、前記リードフレーム側に取付けられ
   た半導体圧力センサチップと前記リードフレームとの間
   に生じる熱応力を吸収して緩和することができる弾性材
   料で構成され、 前記半導体圧力センサチップの電極に対応する位置に、
   該電極と金属細線とが圧着される際に前記半導体圧力セ
   ンサチップの底面に当接して圧着圧力を受ける突張り用
   突起を挿入するための貫通孔が設けられていることを特
   徴とする、半導体圧力センサ装置。
2. （２）圧力を感知する圧力センサ部および該圧力センサ
   部からの信号を増幅する増幅回路ならびに電極が半導体
   基板上に集積化された半導体圧力センサチップと該半導
   体圧力センサチップが取付けられるリードフレームとか
   らなる半導体圧力センサ装置の製造方法であって、 前記リードフレームの前記半導体圧力センサチップの電
   極に対応する位置に形成された貫通孔に、該半導体圧力
   センサチップが取付けられる面と反対側の面から突張り
   用突起を挿入した後、該リードフレームと該半導体圧力
   センサチップとを所定の厚みを有し応力緩和能力を有す
   る仲介固着層により固着し、前記挿入された突張り用突
   起により前記電極の底面を受けて、前記電極に金属細線
   を圧着した後、前記挿入された突張り用突起を除去する
   ことを特徴とする、半導体圧力センサ装置の製造方法。