JPH0495740A - 半導体装置 - 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］ 本発明は圧力センサ等の半導体装置に関するものである
。

［従来の技術］ シリコン（Ｓｉ）単結晶上に４本の抵抗層を形成し、エ
ツチングによってダイアフラム部を薄く形成したＳｉチ
ップをガラス台座を介して実装基板上に接着した半導体
圧力センサが知られている。

この種の圧力センサではＳｉチップと基板との膨張率の
違いにより熱応力が発生し、圧力センサ出力の温度特性
に悪影響を与える。

従来、熱応力による悪影響を防止する手段として、第５
図に示すようにＳｉチップ２１が装着されるガラス台座
２２の厚さを２〜５ｍと厚くして接着による基板２３の
応力がＳｉチップ２１まで及ばないようにする方法、第
６図に示すようにガラス台座２２の中間部全周に溝２２
ａを形成して接着による基板２３の応力がＳｉチップ２
１まで及ばないようにする方法、あるいは第７図に示す
ようにガラス台座２２をゴム性の樹脂２４を介して基板
２３に装着して素子にかかる応力を緩和させるようにす
る方法がある。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、ガラス台座２２を厚くする方法では、素子へ
の切り出しに時間が掛かるとともに、素子全体の厚さが
通常の半導体素子に比較して非常に厚いためワイヤボン
ディングがし難く、しかもパッケージングが大きくなる
等実装時の制約が多いという問題がある。又、ガラス台
座２２に溝２２ａを形成する方法ではガラス台座２２の
厚さは前者の場合よりも薄くすることができるが、加工
が難しくコストが高くなるという問題がある。又、ゴム
性の樹脂２４を使用する方法では、応力の影響を十分に
解消できる樹脂が今のところないという問題がある。

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は実装基板と半導体素子の膨張率の違いによる
熱応力の発生により半導体素子の特性に悪影響が及ぶの
を抑制することができる半導体装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため本発明においては、フレキシ
ブルなフィルムに透孔を形成するとともに、前記フィル
ム上にリードの端部が前記透孔に突出するように配置し
、前記透孔に突出したリードで半導体素子を支持した。

［作用］ 感圧素子等の半導体素子は実装基板に接着されずに、フ
レキシブルなフィルムの上面に設けられたリードで支持
されているため、基板の膨張、収縮に伴って発生する応
力がリード部分で緩和され、半導体素子の特性に悪影響
を及ぼすことが防止される。

［実施例１］ 以下、本発明を半導体圧力センサに具体化した第１実施
例を第１，２図に従って説明する。

第１図に示すように、ガラスエポキシ製あるいはセラミ
ック製の実装基板１上に平面四角形状の透孔２が形成さ
れたガラスエポキシ製の基体３が貼り付けられている。

透孔２内には感圧素子４が収容されるとともに、基体３
から透孔２上に突出するように配置されたり一部５によ
り吊下支持されている。リード５はフレキシブルなフィ
ルム上に形成された鋼材で構成されている。半導体素子
としての感圧素子４は従来のものと同様に、Ｓｉチップ
６とガラス台座７との間に圧力基準室８が配設される状
態で両者が接合された構造となっている。そして、Ｓｉ
チップ６の上面に形成された電極パッド９の部分がバン
プ１０を介してリード５に接合されている。なお、ガラ
ス台座７の厚さは０．５ｍ＋ｎ程度である。

前記のように感圧素子４が実装基板１に接着されずに、
基体３に設けられたり−ド５に吊下支持された構成のた
め、基板１の膨張、収縮による熱応力が直接感圧素子４
に作用せず緩和される。従って、圧力センサの出力の温
度特性に悪影響を及ぼすことが防止される。又、基体３
の厚さは１ｍｍより薄く、基板ｌの上に突出する部分が
少なくなってパッケージングが小さくなる。

次に前記のように構成された半導体圧力センサの製造方
法について説明する。感圧素子４の製造は従来と同様に
、まず、シリコンウェハの表面にゲージ抵抗、配線、電
極パッド９を通常の半導体製造プロセスに従い拡散、蒸
着等によって形成し、裏面の一部をエツチングによって
薄くしてダイアフラムを形成する。このシリコンウェハ
をガラス台座７に接合した後、グイシングソウで個々の
チップに切離す。これにより、ガラス台座７との間に圧
力基準室８が配設された状態で、Ｓｉチップ６とガラス
台座７とが接合された感圧素子４が形成される。そして
、Ｓｉチップ６の電極パッド９上にバンプ１０が形成さ
れる。

又、ガラスエポキシ製の基体３に前記感圧素子４を収容
可能な透孔２を形成した後、その基体３を実装基板１上
に接着剤により接着する。

次に両面又は片面に鋼材がスパッタ蒸着やメツキ、箔の
貼付等によって形成されたフレキシブルテープ１２にホ
トエツチング加工により、前記透孔２と対応する透孔１
２ａと、前記Ｓｉチップ６に形成された電極パッド９に
対応する状態で前記透孔１２ａ内に突出するり−ド５と
を形成して一種のリードフレーム１１を構成する。この
リードフレーム１１の各リード５の先端と前記Ｓｉチッ
プ６のバンプ１０とを接合する。次にフレキシブルテー
プ１２からＳｉチップ６が装着されたリードフレーム１
１を切離す。そして、Ｓｉチップ６が前記透孔２内に収
容される状態でリードフレームｌｌを基体３の上面に接
着することによりマウントが完了する。

［実施例２コ 次に第２実施例を第３図に従って説明する。この実施例
では基体３を設けない点が前記実施例と大きく異なって
いる。すなわち、この実施例ではフレキシブルテープ１
２上に形成されたリード５にＳｉチップ６が装着された
リードフレーム１１が実装基板１上に直接装着されてい
る。リードフレーム１１はリード５の゛端部を半田付け
することにより実装基板１に装着され、Ｓｉチップ６は
実装基板１に接着されずに単に実装基板１上に載置され
ている。リードフレーム１１　（フレキシブルテープ１
２）は実装基板１に接着してもしな（でもよい。Ｓｉチ
ップ６と実装基板１とが接触状態にあっても両者が接着
されていないので、実装基板１の熱応力はＳｉチップ６
に伝わらない。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、第４図に示すように実装基板ｌに透孔１３を形
成し、Ｓｉチップ６が前記透孔１３内に収容される状態
でリードフレーム１１を実装基板ｌの上面に装着しても
よい。又、フレキシブルテープ１２として感圧素子４よ
り若干厚い厚みを有するものを使用して、フレキシブル
テープ１２に基体３の役割を持たせてもよい。この場合
はフレキシブルテープ１２の片面に導電性の金属皮膜が
形成されたものを使用し、フレキシブルテープ１２に前
記と同様な加工により透孔１２ａ及びリード５を形成し
た後、Ｓｉチップ６とリード５を接合し、そのフレキシ
ブルテープ１２を実装基板１に接着することによりマウ
ントが完了する。又、感圧素子４を基板１から浮いた状
態で支持した場合、その防振のため感圧素子４と基板１
及び基体３との隙間にゲル等、応力の伝達を阻止する物
質を充填してもよい。又、圧力センサに限らず実装基板
１から熱応力の悪影響を受ける虞のある半導体素子を装
備する半導体装置に適用してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、半導体素子が実装
基板に接着されずにリードにより支持されているため、
実装基板の膨張、収縮に伴って発生する熱応力が半導体
素子に伝達される際に緩和され、半導体素子の特性に悪
影響を及ぼすことが抑制される。又、実装基板に半導体
素子を直接接着した従来のものに比較して、半導体素子
を構成するガラス台座の厚さを薄くでき、素子設計の自
由度が増すとともにパッケージの小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明を圧力センサに具体化した第１実施
例を示すものであって、第１図は要部断面図、第２図は
概略分解斜視図、第３図は第２実施例の要部断面図、第
４図は変更例の要部断面図、第５〜７図は従来例を示す
要部断面図である。 図中１は実装基板、３は基体、４は半導体素子としての
感圧素子、５はリード、６はＳｉチップ、７はガラス台
座、１２はフレキシブルなフィルムとしてのフレキシブ
ルテープ、１２ａは透孔である。 特許出願人　株式会社　豊田自動織機製作所代　理　人
　弁理士　恩田博宣（ほか１名）ｊ ｓ２ｗｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、フレキシブルなフィルムに透孔を形成するとともに
   、前記フィルム上にリードの端部が前記透孔に突出する
   ように配置し、前記透孔に突出したリードで半導体素子
   を支持した半導体装置。