JPH08122179A - 半導体圧力センサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステムとガラス台座との接合強度が十分なも
のであって、耐高温性、耐高圧性に優れる半導体圧力セ
ンサの提供。 【構成】 圧力導入孔２に連通する透孔３を有するステ
ム１と、貫通孔５を有し、前記ステム１の透孔３にこの
貫通孔５を連通させて接合されるガラス台座４と、この
ガラス台座４の一端の貫通孔５の開口部に装着される感
圧素子６とからなる半導体圧力センサにおいて、ステム
１とガラス台座４とを機械的に係合保持させるとともに
接合材１０によって接着している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感圧素子を使用した半導
体圧力センサおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体圧力センサとしては、特開
平２−５２２３０号公報に記載されたものがある。この
半導体圧力センサの主要な部分は、図１３に示すよう
に、圧力導入孔２に連通する透孔３を有するステム１
と、貫通孔５を有し、前記ステム１の透孔３にこの貫通
孔５を連通させて接合されるガラス台座４と、このガラ
ス台座４の貫通孔５外周部に装着される感圧素子６とか
ら形成されている。また、ガラス台座４とステム１とは
接合材１０によって接着されているのである。

【０００３】このように構成される半導体圧力センサ
は、圧力導入孔２からの圧力を感圧素子６で受けて電気
信号に変換して、圧力を電気信号として出力しているも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例にあっては、ステム１とガラス台座４との接合は
接合材１０によって接着して行っているのみで、場合に
よっては接合強度が不十分となるものである。このた
め、この接合部の耐高温性、耐高圧性が不十分となっ
て、高温、高圧となる使用条件では使用しにくいもので
ある。

【０００５】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、ステムとガラ
ス台座との接合強度が十分なものであって、耐高温性、
耐高圧性に優れる半導体圧力センサの提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明の半導体圧力センサは、圧力導入孔２に
連通する透孔３を有するステム１と、貫通孔５を有し、
前記ステム１の透孔３にこの貫通孔５を連通させて接合
されるガラス台座４と、このガラス台座４の一端の貫通
孔５の開口部に装着される感圧素子６とからなる半導体
圧力センサにおいて、ステム１とガラス台座４とを機械
的に係合保持させるとともに接合材１０によって接着し
てなることを特徴として構成している。

【０００７】請求項２記載の発明の半導体圧力センサ
は、請求項１記載の発明において、ガラス台座４の感圧
素子６側端部と反対側の端部をより太く形成して保持端
部１３とし、感圧素子６側端部と保持端部１３との間の
外形サイズにステム１の透孔３を形成し、前記ガラス台
座４をこのステム１の透孔３に挿入するとともに、保持
端部１３をステム１の透孔３周縁に機械的に係合保持さ
せてなることを特徴として構成している。

【０００８】請求項３記載の発明の半導体圧力センサ
は、請求項２記載の発明において、ガラス台座４の保持
端部１３に鍔を形成してなることを特徴として構成して
いる。

【０００９】請求項４記載の発明の半導体圧力センサ
は、請求項２記載の発明において、ガラス台座４の外側
面を感圧素子６側に細いテーパーに形成してなることを
特徴として構成している。

【００１０】請求項５記載の発明の半導体圧力センサ
は、請求項２、３または４記載の発明において、ガラス
台座４の挿入されたステム１の保持端部１３側の面で、
ステム１とガラス台座４の保持端部１３とを接着してな
ることを特徴として構成している。

【００１１】請求項６記載の発明の半導体圧力センサ
は、請求項２、３、４または５記載の発明において、ス
テム１の透孔３の断面形状を感圧素子６側が細くなるよ
うな階段状またはテーパーに形成してなることを特徴と
して構成している。

【００１２】請求項７記載の発明の半導体圧力センサの
製造方法は、ガラス台座４の一端の貫通孔５開口部に感
圧素子６を装着したチップ１７を形成し、ステム１の透
孔３にガラス台座４の貫通孔５を連通させてチップ１７
を接合する半導体圧力センサの製造方法において、 1.ガラス台座４またはステム１の少なくとも一方に係合
保持加工を施す工程 2.ガラス台座４とステム１とを係合保持させてガラス台
座４をステム１に仮固定する工程 3.ガラス台座４とステム１とを接合材１０によって接着
する工程 4.感圧素子６とリード端子８とをワイヤーボンデングに
よって接続する工程 5.ハウジング９によって封止する工程 の各工程を行って製造することを特徴として構成してい
る。

【００１３】請求項８記載の発明の半導体圧力センサの
製造方法は、請求項７記載の発明において、ガラス台座
４の感圧素子６側端部の外形を他端より細く形成すると
ともに、他端を保持端部１３とし、感圧素子６側端部と
保持端部１３との間の外形サイズにステム１の透孔３を
形成して係合保持加工としたことを特徴として構成して
いる。

【００１４】請求項９記載の発明の半導体圧力センサの
製造方法は、請求項８記載の発明において、感圧素子６
となる半導体ウエハ１４に受圧凹部６ａを多数形成し、
ガラス台座４となるガラスウエハ１５の前記受圧凹部６
ａに対応する位置に貫通孔５を穿設し、受圧凹部６ａと
貫通孔５とを一致させて半導体ウエハ１４とガラスウエ
ハ１５との積層体１６を形成し、この積層体１６に半導
体ウエハ１４側からそれぞれの受圧凹部６ａおよび貫通
孔４の間に溝１８を穿設し、この溝１８の底面を溝１８
の略中央で切り離してガラス台座４の外側面に鍔を有す
るチップ１７を形成することを特徴として構成してい
る。

【００１５】請求項10記載の発明の半導体圧力センサの
製造方法は、請求項８記載の発明において、感圧素子６
となる半導体ウエハ１４に受圧凹部６ａを多数形成し、
ガラス台座４となるガラスウエハ１５の前記受圧凹部６
ａに対応する位置に貫通孔５を穿設するとともに、これ
らの貫通孔５の間に切断溝２１を穿設し、この切断溝２
１穿設側と反対側面で受圧凹部６ａと貫通孔４とを一致
させて半導体ウエハ１４とガラスウエハ１５との積層体
１６を形成し、この積層体１６に半導体ウエハ１４側か
ら前記切断溝２１に向けて切断溝２１より太い溝を穿設
して半導体ウエハを切り離し、ガラス台座４の外側面に
鍔を有するチップを形成することを特徴として構成して
いる。

【００１６】請求項11記載の発明の半導体圧力センサの
製造方法は、請求項８記載の発明において、感圧素子６
となる半導体ウエハ１４に受圧凹部６ａを多数形成する
とともに、これらの受圧凹部６ａの間に予備切断溝２２
を形成し、ガラス台座４となるガラスウエハ１５の前記
受圧凹部６ａに対応する位置に貫通孔４を穿設するとと
もに、これらの貫通孔４の間で前記予備切断溝２２に対
応する位置に溝１８を穿設し、この溝１８穿設側の面で
受圧凹部６ａと貫通孔４とを一致させて半導体ウエハ１
４とガラスウエハ１５との積層体１６を形成し、この積
層体１６に半導体ウエハ１４側から前記予備切断溝２２
の位置をガラスウエハ１５の溝１８より広く、予備切断
溝２２より狭い幅で半導体ウエハ１４のみ切断し、ガラ
スウエハ１５の溝１８の底面を溝１８の略中央で切り離
してガラス台座４の外側面に鍔を有するチップを形成す
ることを特徴として構成している。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明では、ステム１とガラス台
座４とが、機械的な構造による係合保持とともに接合材
１０による接着によって接合されているので、係合保持
と接着とが協働して強力に接合している。

【００１８】請求項２記載の発明では、ガラス台座４の
保持端部１３の外形サイズがステム１の透孔３よりも大
きく形成され、ガラス台座４が感圧素子６装着側からス
テム１の透孔３に挿入されることによって、ステム１の
透孔３外周部に保持端部１３が係合し、保持されてい
る。この係合保持は、圧力によってガラス台座４が抜け
る方向と反対側となり、ガラス台座４の抜けを確実に防
止している。

【００１９】請求項３記載の発明では、ガラス台座４の
鍔が、ステム１の透孔３周縁部に当接係合し、保持され
ている 請求項４記載の発明では、ガラス台座４の保持端部１３
側の外側面がステム１の透孔３内面に当接した状態で嵌
め込まれ、係合保持されている。

【００２０】請求項５記載の発明では、ガラス台座４の
挿入されたステム１の保持端部１３側の面で、ステム１
とガラス台座４の保持端部１３とが接着されるので、こ
の接着される部分は感圧素子６から遠く位置している。
したがって、ステム１の熱膨張による応力が感圧素子に
伝わりにくくなっている。

【００２１】請求項６記載の発明では、ステム１の透孔
３の断面形状が感圧素子６側が細くなるような階段状ま
たはテーパーになっているので、入り口が広く、感圧素
子６を装着したガラス台座４を挿入しやすくなってい
る。

【００２２】請求項７記載の発明では、ガラス台座４を
ステムに係合保持して仮固定することができ、この状態
で接合材１０によって接着している。

【００２３】請求項８記載の発明では、ガラス台座４が
感圧素子６装着側からステム１の透孔３に挿入されるこ
とによって、ステム１の透孔３外周部にこのステム１の
透孔３より大きい外形サイズの保持端部１３を係合保持
している。

【００２４】請求項９記載の発明では、積層体１６に半
導体ウエハ１４側からそれぞれの受圧凹部６ａおよび貫
通孔５の間に溝１８を穿設し、さらに、この溝１８の底
面を溝１８の略中央で切り離すことによって、ガラス台
座４の保持端部１３に鍔を有するチップ１７がバッチ処
理で多数形成される。

【００２５】請求項10記載の発明では、ガラスウエハ１
５に切断溝２１が穿設された積層体１６を、半導体ウエ
ハ１４側からこの切断溝２２に向けて切断溝２２より太
い溝を穿設して切り離すことによって、ガラス台座４の
保持端部１３に鍔を有するチップ１７がバッチ処理で多
数形成される。また、切断溝２１がガラスウエハ１５に
穿設されたのち、半導体ウエハ１４と接合して積層され
るので、半導体ウエハ１４とガラスウエハ１５との接合
時の熱応力がこの切断溝２１によって緩和される。

【００２６】請求項11記載の発明では、積層体１６を切
断するときに、半導体ウエハ１４とガラスウエハ１５と
を別々の刃物で切断できるので、それぞれに適した切断
条件で容易に切断できる。また、ガラスウエハ１５に穿
設される予備切断溝２２に対応する位置の溝１８によっ
て接着時の熱応力が緩和される。

【００２７】

【実施例】本発明の一実施例を以下に添付図を参照して
説明する。

【００２８】図１はこの実施例の半導体圧力センサを示
す断面図である。この図において、１は圧力導入孔２に
連通する透孔３を有するステムである。また、４は貫通
孔５を有するガラス台座であって、前記ステム１の透孔
３にこの貫通孔５を連通させて接合され、感圧素子６は
このガラス台座４の一端の貫通孔５開口部に装着されて
いる。そして、この感圧素子６は貫通孔５側に受圧凹部
６ａを有し、圧力導入孔２から導入される圧力をこの受
圧凹部６ａで受けて変形する。そして、この変形量を電
気信号として、ワイヤ７からリード端子８を通して出力
している。また、９は感圧素子６を装着したガラス台座
４をステム１との間に封止しているハウジングである。

【００２９】以上のように、この実施例の半導体圧力セ
ンサでは、ステム１とガラス台座４とを機械的に係合保
持させるとともに、接合材１０によって接着して接合し
ていることを特徴としているものである。したがって、
ステム１とガラス台座４との接合が機械的な係合保持と
接着との協働によって成され、強力に接合されるもので
ある。このため、ステム１とガラス台座４との接合強度
が十分なものとなり、耐高温性、耐高圧性に優れる半導
体圧力センサとなっているのである。

【００３０】このような半導体圧力センサは、以下の1.
〜5.に示す各工程を経て製造される。すなわち、 1.ガラス台座４またはステム１の少なくとも一方に係合
保持加工を施す工程 2.ガラス台座４とステム１とを係合保持させてガラス台
座４をステム１に仮固定する工程 3.ガラス台座４とステム１とを接合材１０によって接着
する工程 4.感圧素子６とリード端子８とをワイヤーボンデングに
よって接続する工程 5.ハウジング９によって封止する工程 の各工程である。

【００３１】このような工程によれば、ガラス台座４を
ステム１に係合保持して仮固定することができ、この状
態で接合材１０によって接着することができる。したが
って、接着時にステム１とガラス台座４との位置決めが
確実に成されるとともに、接合材１０による接着もより
確実となって、接合強度の高い接合が容易になされるの
である。

【００３２】以下に、図２ないし図９を参照して、ステ
ム１とガラス台座４との具体的な接合状態の実施例につ
いて詳しく説明する。

【００３３】図２は、上記の具体的な接合状態の一例を
示す縦断面図である。この図に示すように、ステム１の
透孔３内壁面に、ガラス台座４の立設される側が広くな
るように段部３ａを形成し、この段部３ａに感圧素子６
を装着したガラス台座４の貫通孔５の開口端部を圧入し
て嵌め込んでいるものである。そして、このガラス台座
４外側面とステム１の段部３ａ側の表面とに接合材１０
を供給して接着しているのである。

【００３４】図３は、上記図２とは異なる接合状態の一
例を示す図であって、（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）
は裏面図を示している。

【００３５】この図に示すように、感圧素子６を装着し
たガラス台座４の貫通孔５の開口端部近傍に、貫通孔５
に直交する方向にピン挿通孔１１を形成し、このガラス
台座４をステム１の透孔３に挿入し、ピン挿通孔１１に
保持ピン１２を挿通してステム１に係合保持させ、この
周辺を接合材１０によって接着しているのである。

【００３６】この係合保持箇所および接合材１０による
接着箇所は、この例では図２に示したものと異なり、感
圧素子６の装着側と反対側のステム１の面において行わ
れている。このため、保持ピン１２が引っ掛かりとなる
のであって、ガラス台座４が圧力によって抜けてしまう
心配がほとんどないものである。さらに、接着箇所は感
圧素子６より遠い位置にあるので、接合材１０の熱硬化
によって発生する応力が感圧素子６に伝わりにくくなっ
ている。このため、感圧素子６自体の歪みが小さいの
で、圧力測定の精度が良いものになっている。また、ガ
ラス台座４がステム１の透孔３に埋め込まれた状態なの
で、全体の高さが低くなるもので小型の半導体圧力セン
サとなる。

【００３７】図４はさらに異なる接合状態の一例を示す
図であって、（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）は裏面図
を示している。

【００３８】この図において、１３は保持端部であっ
て、ガラス台座４の感圧素子６側と反対側の端部であ
る。そして、感圧素子６側の端部と保持端部１３との間
の外形サイズにステム１の透孔３を形成し、ガラス台座
４をこの透孔３に挿入するとともに、保持端部１３を透
孔３周縁に係合保持させている。具体的にはこの保持端
部１３を鍔に形成し、この鍔においてしっかりと係合保
持させるものである。

【００３９】図５はさらに異なる接合状態の一例を示す
図であって、（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）は裏面図
を示している。この図に示すものは、図４に示したステ
ム１の透孔３を丸孔とし、鍔の角部において係合するよ
うにしているものである。

【００４０】図６はさらに異なる接合状態の一例を示す
縦断面図である。この図に示すものは、図４の鍔を感圧
素子６側に細いテーパーとし、このテーパーの面とステ
ム１の透孔３の外周表面との間に接合材１０を供給して
接着し、接合材１０による接着をより確実なものにして
いる。なお、図５の例のように透孔３を丸孔として、こ
のテーパーの角部に係合するように構成してもよい。

【００４１】図７はさらに異なる接合状態の一例を示す
縦断面図である。この図に示すものは、ガラス台座１外
側面を感圧素子６側に細いテーパーとするとともに、ス
テム１の透孔３内壁面をこのテーパーと対応させた斜面
に形成して、ガラス台座４の外側面をステム１の透孔３
内壁面に当接した状態で嵌め込むようにして係合保持し
ている。また、ガラス台座４の保持端部１３側は一部突
出し、この突出した部分の外側面とステム１の透孔３の
外周表面との間に接合材１０を供給して接着している。

【００４２】なお、以上に説明した鍔またはテーパーに
よる係合箇所は、必ずしもガラス台座４の全外周で行わ
れる必要はなく対向する二方向のみの一部でもよい。

【００４３】図８は保持端部１３に鍔を有するガラス台
座４のさらに異なる接合例を示した断面図である。この
図は、ステム１の透孔３の形状と接合材１０の供給状態
について、様々な例を示したものである。

【００４４】上から順に、 1.透孔３に段部３ｂを有しない垂直な内壁のもの、 2.段部３ｂを有し透孔３の小さい方の内壁面とガラス台
座４の外周面とを当接しているもの、 3.透孔３のやや外側で鉤状に折れ曲がって段部３ｂを形
成し、鍔の部分を包み込んでいるもの、さらに、 4.上記2.において鍔の外周面と段部３ｂにおける広い方
の内壁面とを当接したもの、 5.上記3.において鍔の外周面と段部３ｂにおける広い方
の内壁面とを当接したもの， となっている。

【００４５】また、この図の横方向の３種類は接合材１
０の供給される位置が異なるものであって、順に、 a.接合材１０がステム１の透孔３外周表面と鍔の外周面
との間に供給されているもの、 b.接合材１０がステム１の透孔３外周表面と鍔のステム
１の透孔３外周表面に面した表面との間に供給されてい
るもの、さらに、 c.接合材１０が上記a.b.の両方の位置に供給されている
もの、 となっている。

【００４６】この図に示すいずれの接合状態のものも、
ガラス台座４が挿入されたステム１の保持端部１３側の
面で、ステム１とガラス台座４の保持端部１３とを接着
している。このため、接着される部分が感圧素子６から
遠く位置しているので、ステム１の熱膨張による応力が
感圧素子６に伝わりにくく、感圧素子６自体の歪みが小
さいので、圧力測定の精度が良いものになっている。

【００４７】図９は、ステム１の透孔３の断面形状を、
感圧素子６側が細くなるような段部３ｂまたはテーパー
３ｃに形成した様々な例を示す断面図である。

【００４８】この図に示すように、テーパー３ｃの面
は、図８に示したと同様な段部３ｂを有する透孔３にも
形成され、狭い方もしくは広いほうのうちの一方の内面
または両方の面に形成することができる。このテーパー
３ｃの面はいずれのものも、ガラス台座４の挿入側が広
くなるように形成されているので、ガラス台座４の挿入
作業が行いやすいものとなっている。さらに、ガラス台
座４の保持端部１３の部分をステム１の階段状またはテ
ーパーの形状内に納める例では、係合保持がより確実に
なっている。

【００４９】なお、この図９には接合材１０は図示して
いないが、図８のような様々な位置に接合材１０を施す
ことができる。

【００５０】以下に、図１０ないし図１２を参照して、
感圧素子６を装着したガラス台座４をチップ１７とし
て、バッチ処理にて一括して容易に多数形成する実施例
について説明する。

【００５１】この実施例では、まず感圧素子６となる半
導体ウエハ１４に受圧凹部６ａを多数形成し、ガラス台
座４となるガラスウエハ１５の受圧凹部６ａに対応する
位置に貫通孔５をそれぞれ穿設する。そして、これらの
半導体ウエハ１４とガラスウエハ１５とを張り合わせて
積層体１６とし、この積層体１６をガラス台座４に感圧
素子６を装着したチップ１７に切断分割するのである。

【００５２】図１０はこの実施例の一つのものを示す工
程の説明図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は断面図を示し、
（Ｄ）〜（Ｆ）は斜視図を示している。

【００５３】この図において、まず（Ａ）に示すよう
に、感圧素子６となる半導体ウエハ１４に受圧凹部６ａ
を多数形成し、ガラス台座４となるガラスウエハ１５の
前記受圧凹部６ａに対応する位置に貫通孔５を穿設し、
受圧凹部６ａと貫通孔５とを一致させて半導体ウエハ１
４とガラスウエハ１５との積層体１６を形成している。
次に、（Ｂ）に示すように、それぞれの受圧凹部６ａお
よび貫通孔５の間に、この積層体１６に半導体ウエハ１
４側から溝１８を穿設している。さらに、（Ｃ）に示す
ように、この溝１８の底面を溝１８の略中央で切り離
し、ガラス台座４の感圧素子６の装着される側と反対側
の端部外周に鍔を有するチップ１７としている。

【００５４】また、（Ｄ）は上記の（Ｂ）〜（Ｃ）への
加工状態を示す斜視図であり、縦横に溝１８を形成し、
さらに溝１８の略中央で切り離して、チップ１７とする
のである。このような切断加工は、（Ｅ）に示すよう
に、溝１８形成用の幅広の刃物１９と切断用の幅の狭い
刃物２０とを同軸に略等間隔に取り付けた加工機によっ
て行うことができる。つまり、刃物１９と刃物２０とを
チップ１７の間隔に取り付けて、この間隔に切削加工を
順に行うのである。

【００５５】なお、（Ｆ）に示すように、溝１８をテー
パー状に形成して、外周がテーパーとなったチップ１７
を得ることもできる。

【００５６】図１１は上記の実施例とは異なる例を示す
工程の説明図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は断面図を示し、
（Ｄ）〜（Ｆ）は斜視図を示している。

【００５７】この図において、まず（Ａ）または（Ｄ）
に示すように、感圧素子６となる半導体ウエハ１４に受
圧凹部６ａを多数形成し、ガラス台座４となるガラスウ
エハ１５の前記受圧凹部６ａに対応する位置に貫通孔５
を穿設するとともに、これらの貫通孔５の間に切断溝２
１を穿設している。次に、（Ｂ）または（Ｅ）に示すよ
うに、この切断溝２１穿設側と反対側面で受圧凹部６ａ
と貫通孔５とを一致させて半導体ウエハ１４とガラスウ
エハ１５との積層体１６を形成している。さらに、
（Ｃ）または（Ｆ）に示すように、この積層体１６に半
導体ウエハ１４側から前記切断溝２１に向けて切断溝２
１より太い溝１８を穿設して切り離し、ガラス台座４の
感圧素子６の装着される側と反対側の端部外周に鍔を有
するチップ１７を形成している。

【００５８】この図に示す工程によれば、ガラス台座４
の保持端部１３に鍔を有するチップ１７をバッチ処理に
よって多数形成することができるとともに、接着時の熱
応力がガラスウエハ１５に形成した切断溝２１によって
緩和されるので、精度の良い圧力センサとなっている。

【００５９】図１２は上記の実施例とは異なる例を示す
工程の説明図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は断面図を示し、
（Ｅ）〜（Ｇ）は斜視図を示している。

【００６０】この図において、（Ａ）または（Ｅ）に示
すように、感圧素子６となる半導体ウエハ１４に受圧凹
部６ａを多数形成するとともに、これらの受圧凹部６ａ
の間にエッチングによる予備切断溝２２を形成し、ガラ
ス台座４となるガラスウエハ１５の前記受圧凹部６ａに
対応する位置に貫通孔５を穿設し、これらの貫通孔５の
間で前記予備切断溝２２に対応する位置に溝１８を穿設
している。次に、（Ｂ）に示すように、この溝１８穿設
側の面で受圧凹部６ａと貫通孔５とを一致させて、半導
体ウエハ１４とガラスウエハ１５との積層体１６を形成
している。さらに、（Ｃ）または（Ｆ）に示すように、
この積層体１６に半導体ウエハ１４側から、前記予備切
断溝２２の位置を予備切断溝２２より狭い幅で半導体ウ
エハ１４のみ切断し、（Ｄ）または（Ｇ）に示すよう
に、ガラスウエハ１５の溝１６の底面を溝１６の略中央
で切り離し、ガラス台座４の感圧素子６の装着される側
と反対側の端部外周に鍔を有するチップ１７を形成して
いる。

【００６１】この図に示す工程によれば、ガラス台座４
の保持端部１３に鍔を有するチップ１７をバッチ処理に
よって多数形成することができるとともに、予備切断溝
２２によって半導体ウエハ１４とガラスウエハ１５とを
別々の刃物で切断できるので、それぞれに適した切断条
件で容易に切断して、チップ１７の生産性、歩留りを向
上させることができる。また、ガラスウエハ１５に穿設
される予備切断溝２２に対応する位置の溝１６によっ
て、ガラスウエハ１５と半導体ウエハ１４との都合時の
熱応力が緩和され、精度の良い圧力センサとなってい
る。

【００６２】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、ステムとガラ
ス台座との接合が機械的な係合保持と接着との協働によ
って成され、強力に接合されている。したがって、ステ
ムとガラス台座との接合強度が十分なものとなり、耐高
温性、耐高圧性に優れる半導体圧力センサとなってい
る。

【００６３】請求項２記載の発明では、ガラス台座が感
圧素子装着側からステムの透孔に挿入されることによっ
て、ステムの透孔外周部にガラス台座の保持端部が係合
し、保持されている。このような係合保持する構造は、
ガラス台座またはステムの形状加工によって簡単に形成
することができる。

【００６４】請求項３記載の発明では、ガラス台座の鍔
が、ステムの透孔周縁部に当接係合し、確実に保持され
る。

【００６５】請求項４記載の発明では、ガラス台座の保
持端部側の外側面が、ステムの透孔内壁面に当接した状
態で嵌め込まれ、確実に係合し保持される。

【００６６】請求項５記載の発明では、ステムとガラス
台座との接着される部分が感圧素子から遠く位置してい
るので、ステムの熱膨張によって発生する応力が感圧素
子に伝わりにくくなっている。つまり、感圧素子自体の
歪みが小さいので、圧力測定の精度が良いものになって
いる。

【００６７】請求項６記載の発明では、感圧素子を装着
したガラス台座が挿入されやすい。その上、ガラス台座
の保持端部の部分をステムの透孔における階段状または
テーパーの形状内に納めるようにすれば、係合保持がよ
り確実になる。

【００６８】請求項７記載の発明では、ガラス台座をス
テムに係合保持して仮固定することができ、この状態で
接合材によって接着することができる。したがって、接
着時にステムとガラス台座との位置決めが確実に成され
るとともに、接合材による接着もより確実となって接合
強度を高めることができている。

【００６９】請求項８記載の発明では、ステムの透孔よ
り大きくガラス台座の保持端部の部分の外形サイズを形
成する形状加工を行い、ガラス台座をステムの透孔に挿
入することによって、確実簡単に係合保持が成される。

【００７０】請求項９記載の発明では、ガラス台座の保
持端部に鍔を有するチップをバッチ処理によって多数形
成することができる。

【００７１】請求項10記載の発明では、ガラス台座の保
持端部に鍔を有するチップをバッチ処理によって多数形
成することができるとともに、接着時の熱応力がガラス
ウエハに形成した切断溝によって緩和することができ、
精度の良い圧力センサとなっている。

【００７２】請求項11記載の発明では、ガラス台座の保
持端部に鍔を有するチップをバッチ処理によって多数形
成することができるとともに、半導体ウエハとガラスウ
エハとを別々の刃物で別々に切断できるので、それぞれ
に適した切断条件で容易に切断して、チップの生産性、
歩留りを向上させることができる。また、ガラスウエハ
に穿設される予備切断溝に対応する位置の溝によって、
接着時の熱応力が緩和され、精度の良い圧力センサとな
っている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】同上実施例におけるステムとガラス台座との接
合状態の一例を示す断面図である。

【図３】同上の接合状態のさらに異なるを一例を示す図
であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は裏面図である。

【図４】同上の接合状態のさらに異なるを一例を示す図
であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は裏面図である。

【図５】同上の接合状態のさらに異なるを一例を示す図
であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は裏面図である。

【図６】同上の接合状態のさらに異なるを一例を示す縦
断面図である。

【図７】同上の接合状態のさらに異なるを一例を示す縦
断面図である。

【図８】同上の接合状態のさらに異なるを様々な例を示
す縦断面図である。

【図９】同上の接合状態のさらに異なるを様々な例を示
す縦断面図である。

【図１０】同上実施例の製造工程の説明図である。

【図１１】同上の異なる製造工程の説明図である。

【図１２】同上のさらに異なる製造工程の説明図であ
る。

【図１３】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】 １ ステム ２ 圧力導入孔 ３ 透孔 ４ ガラス台座 ５ 貫通孔 ６ 感圧素子 ７ ワイヤ ８ リード端子 ９ ハウジング 10 接合材 11 ピン挿通孔 12 保持ピン 13 保持端部 14 半導体ウエハ 15 ガラスウエハ 16 積層体 17 チップ 18 溝 19 刃物 20 刃物 21 切断溝 22 予備切断溝

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力導入孔に連通する透孔を有するステ
   ムと、貫通孔を有し、前記ステムの透孔にこの貫通孔を
   連通させて接合されるガラス台座と、このガラス台座の
   一端の貫通孔開口部に装着される感圧素子とからなる半
   導体圧力センサにおいて、ステムとガラス台座とを機械
   的に係合保持させるとともに接合材によって接着してな
   ることを特徴とする半導体圧力センサ。
2. 【請求項２】 ガラス台座の感圧素子側端部と反対側の
   端部をより太く形成して保持端部とし、感圧素子側端部
   と保持端部との間の外形サイズにステムの透孔を形成
   し、前記ガラス台座をこのステムの透孔に挿入するとと
   もに、保持端部をステムの透孔周縁に機械的に係合保持
   させてなることを特徴とする請求項１記載の半導体圧力
   センサ。
3. 【請求項３】 ガラス台座の保持端部に鍔を形成してな
   ることを特徴とする請求項２記載の半導体圧力センサ。
4. 【請求項４】 ガラス台座の外側面を感圧素子側に細い
   テーパーに形成してなることを特徴とする請求項２記載
   の半導体圧力センサ。
5. 【請求項５】 ガラス台座の挿入されたステムの保持端
   部側の面で、ステムとガラス台座の保持端部とを接着し
   てなることを特徴とする請求項２、３または４記載の半
   導体圧力センサ。
6. 【請求項６】 ステムの透孔の断面形状を感圧素子側が
   細くなるような階段状またはテーパーに形成してなるこ
   とを特徴とする請求項２、３、４または５記載の半導体
   圧力センサ。
7. 【請求項７】 ガラス台座の一端の貫通孔開口部に感圧
   素子を装着したチップを形成し、ステムの透孔にガラス
   台座の貫通孔を連通させてチップを接合する半導体圧力
   センサの製造方法において、 1.ガラス台座またはステムの少なくとも一方に係合保持
   加工を施す工程 2.ガラス台座とステムとを係合保持させてガラス台座を
   ステムに仮固定する工程 3.ガラス台座とステムとを接合材によって接着する工程 4.感圧素子とリード端子とをワイヤーボンデングによっ
   て接続する工程 5.ハウジングによって封止する工程 の各工程を行って製造することを特徴とする半導体圧力
   センサの製造方法。
8. 【請求項８】 ガラス台座の感圧素子側端部と反対側の
   端部をより太く形成して保持端部とし、感圧素子側端部
   と保持端部との間の外形サイズにステムの透孔を形成し
   て係合保持加工としたことを特徴とする請求項７記載の
   半導体圧力センサの製造方法。
9. 【請求項９】 感圧素子となる半導体ウエハに受圧凹部
   を多数形成し、ガラス台座となるガラスウエハの前記受
   圧凹部に対応する位置に貫通孔を穿設し、受圧凹部と貫
   通孔とを一致させて半導体ウエハとガラスウエハとの積
   層体を形成し、この積層体に半導体ウエハ側からそれぞ
   れの受圧凹部および貫通孔の間に溝を穿設し、この溝の
   底面を溝の略中央で切り離してガラス台座の外側面に鍔
   を有するチップを形成することを特徴とする請求項８記
   載の半導体圧力センサの製造方法。
10. 【請求項10】 感圧素子となる半導体ウエハに受圧凹部
    を多数形成し、ガラス台座となるガラスウエハの前記受
    圧凹部に対応する位置に貫通孔を穿設するとともに、こ
    れらの貫通孔の間に切断溝を穿設し、この切断溝穿設側
    と反対側面で受圧凹部と貫通孔とを一致させて半導体ウ
    エハとガラスウエハとの積層体を形成し、この積層体に
    半導体ウエハ側から前記切断溝に向けて切断溝より太い
    溝を穿設して半導体ウエハを切り離し、ガラス台座の外
    側面に鍔を有するチップを形成することを特徴とする請
    求項８記載の半導体圧力センサの製造方法。
11. 【請求項11】 感圧素子となる半導体ウエハに受圧凹部
    を多数形成するとともに、これらの受圧凹部の間に予備
    切断溝を形成し、ガラス台座となるガラスウエハの前記
    受圧凹部に対応する位置に貫通孔を穿設するとともに、
    これらの貫通孔の間で前記予備切断溝に対応する位置に
    溝を穿設し、この溝穿設側の面で受圧凹部と貫通孔とを
    一致させて半導体ウエハとガラスウエハとの積層体を形
    成し、この積層体に半導体ウエハ側から前記予備切断溝
    の位置をガラスウエハの溝より広く、予備切断溝より狭
    い幅で半導体ウエハのみ切断し、ガラスウエハの溝の底
    面を溝の略中央で切り離してガラス台座の外側面に鍔を
    有するチップを形成することを特徴とする請求項８記載
    の半導体圧力センサの製造方法。