JPH08159897A - Semiconductor pressure sensor - Google Patents
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- JPH08159897A JPH08159897A JP29686694A JP29686694A JPH08159897A JP H08159897 A JPH08159897 A JP H08159897A JP 29686694 A JP29686694 A JP 29686694A JP 29686694 A JP29686694 A JP 29686694A JP H08159897 A JPH08159897 A JP H08159897A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤフラムを有する
半導体圧力センサーチップを備えた半導体圧力センサー
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor pressure sensor having a semiconductor pressure sensor chip having a diaphragm.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の半導体圧力センサーの一例を図６
に基づいて説明する。図６は半導体圧力センサーの断面
図である。図で、１はダイヤフラム１ａを備えた、略平
板状の半導体圧力センサーチップ、２は半導体圧力セン
サーチップ１を上面に実装したガラス台座で、半導体圧
力センサーチップ１は、ガラス台座２に形成された貫通
孔２ａの表面側の開口を塞ぐように、ガラス台座２に接
合されている。３は半導体圧力センサーのボディで、半
導体圧力センサーチップ１及びガラス台座２を収納する
凹部３ａと、凹部３ａの底部に形成された、略筒状の圧
力導入部３ｂとを備えている。圧力導入部３ｂの内部空
洞（貫通孔３ｃ）は、ガラス台座２に形成された貫通孔
２ａに接続された構成となっている。半導体圧力センサ
ーチップ１に形成されたダイヤフラム１ａの部分には、
貫通孔２ａ及び圧力導入部３ｂを介して外部雰囲気の圧
力が印加されるように構成されている。また、ガラス台
座２は、貫通孔２ａの裏面側開口の周辺部分に塗布され
たエポキシ樹脂等の接着剤４によって凹部３ａの底面
に、直接、接着されている。５はボディ３と一体成型さ
れたリードフレーム、６はリードフレーム５と半導体圧
力センサーチップ１とを接続するボンディングワイヤ、
７は凹部３ａの開口を塞ぐ蓋である。2. Description of the Related Art An example of a conventional semiconductor pressure sensor is shown in FIG.
It will be described based on. FIG. 6 is a sectional view of the semiconductor pressure sensor. In the figure, 1 is a substantially flat semiconductor pressure sensor chip having a diaphragm 1a, 2 is a glass pedestal on which the semiconductor pressure sensor chip 1 is mounted, and the semiconductor pressure sensor chip 1 is formed on the glass pedestal 2. It is joined to the glass pedestal 2 so as to close the opening on the surface side of the through hole 2a. Reference numeral 3 denotes a body of the semiconductor pressure sensor, which includes a recess 3a for accommodating the semiconductor pressure sensor chip 1 and the glass pedestal 2 and a substantially cylindrical pressure introducing portion 3b formed at the bottom of the recess 3a. The internal cavity (through hole 3c) of the pressure introducing portion 3b is connected to the through hole 2a formed in the glass pedestal 2. In the portion of the diaphragm 1a formed on the semiconductor pressure sensor chip 1,
The pressure of the external atmosphere is applied via the through hole 2a and the pressure introducing portion 3b. Further, the glass pedestal 2 is directly adhered to the bottom surface of the recess 3a with an adhesive 4 such as an epoxy resin applied to the peripheral portion of the rear surface side opening of the through hole 2a. 5 is a lead frame integrally molded with the body 3, 6 is a bonding wire for connecting the lead frame 5 and the semiconductor pressure sensor chip 1,
Reference numeral 7 is a lid that closes the opening of the recess 3a.
【０００３】半導体センサーチップ１に形成された、気
体または液体の圧力を検知する部分であるダイヤフラム
１ａはシリコン結晶で構成され、その表面の所定の位置
には、不純物が拡散された歪みゲージ８が形成されてい
る。外部雰囲気の圧力によって、ダイヤフラム１ａが変
形すると、ピエゾ抵抗効果により、歪みゲージ８の電気
抵抗が変化するので圧力を検知することができる。A diaphragm 1a, which is a portion for detecting the pressure of gas or liquid formed on the semiconductor sensor chip 1, is made of silicon crystal, and a strain gauge 8 in which impurities are diffused is provided at a predetermined position on the surface thereof. Has been formed. When the diaphragm 1a is deformed by the pressure of the external atmosphere, the electric resistance of the strain gauge 8 changes due to the piezoresistive effect, so that the pressure can be detected.
【０００４】半導体圧力センサーチップ１は、熱応力の
発生を低減するため、結晶化したガラス台座２に、溶接
または陽極接合法等により金属的に接合されている。ま
た、ボディ３は、耐熱性、リードフレーム５との密着
性、流動性の点より、 PPS（ポリフェニレンスルフィ
ド）、または、 LCP（サーモトロピック液晶ポリマー）
によって構成されたプリモールドのパッケージである。The semiconductor pressure sensor chip 1 is metallically bonded to the crystallized glass pedestal 2 by welding or anodic bonding in order to reduce the generation of thermal stress. In addition, the body 3 has PPS (polyphenylene sulfide) or LCP (thermotropic liquid crystal polymer) in terms of heat resistance, adhesion to the lead frame 5, and fluidity.
It is a pre-molded package constituted by.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ボディ３の材料であ
る、 PPSまたは LCPは、規則正しい結晶配向を有する結
晶性プラスチックであり、単位断面積当たりの高分子鎖
数の多い密な構造を有する、他の材料との反応性に乏し
く接着性が悪い、難接着材料である。The material of the body 3, PPS or LCP, is a crystalline plastic having a regular crystal orientation and has a dense structure with a large number of polymer chains per unit cross-section. It is a difficult-to-adhere material that has poor reactivity with the above materials and poor adhesion.
【０００６】一方、接着剤４としては、無溶剤でアウト
ガスの発生がなく、低応力の熱硬化性のダイボンド剤が
用いられるが、これは、半導体圧力センサーチップ１の
ダイヤフラム１ａに形成されたピエゾ抵抗８に印加され
る応力ストレスを低減し、感度または繰り返し精度の向
上、及び、オフセットの温度依存性を小さくするためで
ある。接着剤４の材料としては、硬化物がエラストマー
状で応力緩和のできる、シリコーン樹脂、または、シリ
カ、または、 ZnOのフィラが含有された無溶剤の低応力
エポキシ樹脂がある。On the other hand, as the adhesive 4, a thermosetting die-bonding agent which is solvent-free and does not generate outgas and has low stress is used. This is a piezo formed on the diaphragm 1a of the semiconductor pressure sensor chip 1. This is because stress stress applied to the resistor 8 is reduced, sensitivity or repeatability is improved, and temperature dependence of offset is reduced. As a material for the adhesive 4, there is a solventless low-stress epoxy resin containing a filler of silicone resin, silica, or ZnO in which a cured product is elastomeric and capable of relaxing stress.
【０００７】シリコーン樹脂とエポキシ樹脂の使い分け
は、これらの特徴に一長一短があり、微圧用（約0.1kg/
cm2 ）から中圧用（約10kg/cm2）の定格圧力範囲のタイ
プは、ダイヤフラム１ａの厚みが、約15〜60μm と薄い
ため、接着剤４の熱硬化時の収縮応力による内部残留応
力の低減、または、ガラス台座２の熱膨張率（約 3.2×
10-6℃/cm ）と、ボディ３の熱膨張率（約 5〜6 ×10-6
℃/cm ）との差から発生する熱応力を低減することが必
要であり、半導体センサーチップ１への悪影響を減らす
ため、シリコーン樹脂が主に用いられている。There are merits and demerits in these characteristics regarding the proper use of silicone resin and epoxy resin, and for minute pressure (about 0.1 kg /
For the type of rated pressure range from cm 2 ) to medium pressure (about 10 kg / cm 2 ), the diaphragm 1a has a thin thickness of about 15 to 60 μm, so the internal residual stress due to shrinkage stress during heat curing of the adhesive 4 Reduced or the coefficient of thermal expansion of the glass pedestal 2 (about 3.2 ×
10 -6 ° C / cm) and the coefficient of thermal expansion of the body 3 (about 5-6 x 10 -6
It is necessary to reduce the thermal stress caused by the difference between the temperature and the temperature, and a silicone resin is mainly used to reduce the adverse effect on the semiconductor sensor chip 1.
【０００８】エポキシ樹脂は、中圧（約10kg/cm2）〜高
圧（約100kg/cm2 ）の定格圧力範囲で用いられる。これ
は、接着力がシリコーン樹脂の約10kg/cm2に比べ、非常
に高く約200kg/cm2 程度あり、かつ、ダイヤフラム１ａ
の厚さが約60〜150 μm と、比較的厚く、接着剤４から
起因する応力の影響が少ないので、シリコーン樹脂を用
いた場合に比べて、熱膨張差による応力、または、熱硬
化時に発生する応力がかなり大きくても使用できるので
ある。Epoxy resins are used in the rated pressure range of medium pressure (about 10 kg / cm 2 ) to high pressure (about 100 kg / cm 2 ). This has a very high adhesive strength of about 200 kg / cm 2 compared to about 10 kg / cm 2 of silicone resin, and the diaphragm 1a
The thickness is about 60 to 150 μm, which is relatively thick, and the influence of the stress caused by the adhesive 4 is small. Therefore, the stress caused by the difference in thermal expansion or the time of heat curing occurs compared to the case of using silicone resin. It can be used even if the applied stress is considerably large.
【０００９】このような接着剤を使い分けて、ガラス台
座２とボディ３を接着する時、接着性が非常に重要であ
る。ボディ３は、 PPSの場合、金型温度が約 150℃で成
型され、 LCPの場合、金型温度が約70〜 120℃で成型さ
れるが、これらの樹脂の飽和結晶化度は約40〜50% であ
り、完全に硬化しておらず、ガラス台座２と、ボディ３
を接着する接着剤の熱硬化時（約 150〜170 ℃）に、ボ
ディ３からガスが発生する。このガスの種類は、 PPSの
場合、硫黄分を含むガスで、H2S または COSまたはSO2
等であり、これらは、シリコーン樹脂製の接着剤の硬化
阻害となる。When the glass pedestal 2 and the body 3 are bonded to each other by properly using such an adhesive, the adhesiveness is very important. The body 3 is molded at a mold temperature of about 150 ° C in the case of PPS and at a mold temperature of about 70 to 120 ° C in the case of LCP, but the saturated crystallinity of these resins is about 40 to 60 ° C. 50%, not completely cured, glass pedestal 2 and body 3
Gas is generated from the body 3 when the adhesive for adhering is heat-cured (about 150 to 170 ° C.). In the case of PPS, this gas type is a gas containing sulfur, and H 2 S or COS or SO 2
And the like, which hinder the curing of the adhesive made of the silicone resin.
【００１０】ここで、硬化阻害について簡単に説明する
と、シリコーン樹脂の成分は、ビニル基含有オルガノポ
リシロキサン、オルガノハイドロジェンポリシロキサ
ン、白金化合物触媒を主剤とするものであるが、硬化す
るときの付加反応において、白金触媒に対し、ビニル基
よりも強く配位する化合物である、イオウ及びイオウ化
合物、リン及びリン化合物、アミン化合物、有機スズ及
びその化合物が存在すると、付加反応の中間体が生成さ
れず、硬化が進行しないという硬化不良の現象が発生す
る。これが硬化阻害と呼ばれる現象である。The curing inhibition will be briefly described. The components of the silicone resin are vinyl group-containing organopolysiloxane, organohydrogenpolysiloxane, and a platinum compound catalyst as a main component. In the reaction, the presence of sulfur and sulfur compounds, phosphorus and phosphorus compounds, amine compounds, organotins and their compounds, which are compounds that are more strongly coordinated to the platinum catalyst than vinyl groups, produce intermediates for the addition reaction. As a result, a phenomenon of poor curing occurs in which curing does not proceed. This is a phenomenon called hardening inhibition.
【００１１】また、 PPS中の硫黄成分の要因も大きく、
硬化阻害の要因となるので、樹脂組成そのものの影響も
無視できない。従って、シリコーン接着剤とボディの接
着部分で界面剥離が生じたり、未硬化部分が発生した
り、 PPSからのガスによりボイドが発生し、ガラス台座
２の接着強度が著しく低下し、破壊耐圧が劣化するとい
う問題点があった。Further, the factor of the sulfur component in PPS is large,
The effect of the resin composition itself cannot be ignored because it becomes a factor that inhibits curing. Therefore, the interface between the silicone adhesive and the body is separated, the uncured portion is generated, and the gas from the PPS causes voids, which significantly reduces the adhesive strength of the glass pedestal 2 and deteriorates the breakdown voltage. There was a problem to do.
【００１２】LCPの場合は、フェノールまたはP-ヒドロ
キシ安息香酸フェニル等のガスが発生する。発生ガス中
には、硫黄分が含まれていなく、その量（体積）も PPS
に比べると、少ない（200 ℃で約5 〜15% ）。しかし、
LCPから発生するガスにより、ボイドが接着界面で発生
することは、 PPSの場合と同様であり、 LCPは、分子に
剛直な直線状の分子鎖をもち、非常に緻密な構造である
ため、 PPSよりさらに接着剤との接着性が悪いという問
題点があった。In the case of LCP, a gas such as phenol or phenyl P-hydroxybenzoate is generated. The generated gas does not contain sulfur and its amount (volume) is PPS.
It is less than that of about 5 to 15% at 200 ℃. But,
It is similar to the case of PPS that voids are generated at the adhesive interface due to the gas generated from LCP.Since LCP has a rigid linear molecular chain in the molecule and has a very dense structure, Furthermore, there was a problem that the adhesiveness with the adhesive was worse.
【００１３】一方、接着剤４に低応力のエポキシ樹脂を
用いた場合は、ボディ３を構成する、 PPSまたは LCPか
ら発生するガスによる硬化阻害の影響を受けることはな
いが、ボディ３から発生するガスによるボイドが生成
し、接着剤４の接着界面での剥離、または、接着強度の
劣化を引き起こすという問題点があった。また、前述し
たように、微圧から中圧の定格の半導体圧力センサーに
は用いることができないという欠点があった。On the other hand, when low-stress epoxy resin is used for the adhesive 4, it is not affected by curing inhibition due to the gas generated from the PPS or LCP forming the body 3, but it is generated from the body 3. There is a problem that voids are generated by the gas, causing peeling at the adhesive interface of the adhesive 4 or deterioration of the adhesive strength. Further, as described above, there is a drawback that it cannot be used for a semiconductor pressure sensor having a low to medium pressure rating.
【００１４】本発明は、上述のような点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、半導体圧力セ
ンサーチップとボディとの接着性、または、ガラス台座
とボディとの接着性を向上させ、過大圧力への対応を容
易ならしめると主に、特に、微圧から中圧の定格の半導
体圧力センサーにおいて、エラストマー状のシリコーン
樹脂等の低応力の接着剤を用いることができ、感度また
は繰り返し精度の向上、オフセットの温度依存性の低減
が図れる、性能の優れた半導体圧力センサーの構造を提
供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and its object is to improve the adhesiveness between the semiconductor pressure sensor chip and the body or the adhesiveness between the glass pedestal and the body. It is possible to use a low stress adhesive such as an elastomeric silicone resin to improve sensitivity and to easily cope with excessive pressure, especially in semiconductor pressure sensors rated for low to medium pressure. Another object of the present invention is to provide a structure of a semiconductor pressure sensor having excellent performance that can improve the repeatability and reduce the temperature dependence of offset.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の半導体圧力センサーは、半導体圧力
センサーチップが接合されたガラス台座を実装した半導
体圧力センサーにおいて、前記ガラス台座が、前記半導
体圧力センサーのボディに接着された、ガラスまたは金
属で構成されたプレート上に、低応力の接着剤によって
接着されていることを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the semiconductor pressure sensor according to claim 1 is a semiconductor pressure sensor in which a glass pedestal to which a semiconductor pressure sensor chip is bonded is mounted. It is characterized in that it is bonded by a low-stress adhesive onto a plate made of glass or metal, which is bonded to the body of the semiconductor pressure sensor.
【００１６】また、請求項２記載の半導体圧力センサー
は、半導体圧力センサーチップが接合されたガラス台座
を実装した半導体圧力センサーにおいて、前記ガラス台
座が、前記半導体圧力センサーのボディに一体成型され
たリードフレームのダイ付け部上に、低応力の接着剤に
よって接着されていることを特徴とするものである。According to another aspect of the semiconductor pressure sensor of the present invention, in the semiconductor pressure sensor in which a glass pedestal to which a semiconductor pressure sensor chip is joined is mounted, the glass pedestal is integrally molded with the body of the semiconductor pressure sensor. It is characterized in that it is adhered onto the die-attached portion of the frame with an adhesive having a low stress.
【００１７】さらに、請求項３記載の半導体圧力センサ
ーは、半導体圧力センサーチップが実装された半導体圧
力センサーにおいて、前記半導体圧力センサーチップ
が、前記半導体圧力センサーのボディと一体成型され
た、ガラス系の材料で構成された台座上に、低応力の接
着剤によって接着されていることを特徴とするものであ
る。Further, the semiconductor pressure sensor according to claim 3 is a glass-based semiconductor pressure sensor in which a semiconductor pressure sensor chip is mounted, wherein the semiconductor pressure sensor chip is integrally molded with the body of the semiconductor pressure sensor. It is characterized in that it is bonded to a pedestal made of a material by a low stress adhesive.
【００１８】さらに、請求項４記載の半導体圧力センサ
ーは、半導体圧力センサーチップが実装された半導体圧
力センサーにおいて、前記半導体圧力センサーチップ
が、前記半導体圧力センサーのボディに設けられた、金
属メッキで構成されたパッド部上に、低応力の接着剤に
よって接着されていることを特徴とするものである。Further, the semiconductor pressure sensor according to claim 4 is a semiconductor pressure sensor having a semiconductor pressure sensor chip mounted thereon, wherein the semiconductor pressure sensor chip is formed by metal plating provided on the body of the semiconductor pressure sensor. It is characterized in that it is adhered on the formed pad portion by a low stress adhesive.
【００１９】[0019]
【作用】請求項１または請求項２記載の半導体圧力セン
サーは、上記目的を達成するために、半導体圧力センサ
ーチップを接合したガラス台座のボディ側への接着に際
し、ボディ側の接着面を、ボディを構成する、 PPSまた
は LCPの材料とは異なる、ガラスと接着性の良い材料で
構成し、 PPSまたは LCP等のボディ材料と接着剤とを直
接接着しないように構成したことを特徴とするものであ
る。具体的には、ボディ側の接着面に、予め、ガラスプ
レートまたは金属板を貼り付けたり、リードフレーム
（例えば、銅合金にAgメッキまたはNi+Au メッキを施し
た金属材料等）を設けておく。In order to achieve the above object, the semiconductor pressure sensor according to claim 1 or 2 is such that when the glass pedestal to which the semiconductor pressure sensor chip is bonded is bonded to the body side, the bonding surface on the body side is , Which is different from the material of PPS or LCP, which is made of a material with good adhesion to glass, and which is constructed so that the body material such as PPS or LCP and the adhesive are not directly bonded. is there. Specifically, a glass plate or a metal plate is attached to the bonding surface on the body side in advance, or a lead frame (for example, a metal material such as a copper alloy plated with Ag or Ni + Au) is provided in advance. .
【００２０】また、請求項３または請求項４記載の半導
体圧力センサーは、上記目的を達成するために、半導体
圧力センサーチップのボディ側への接着に際し、ボディ
側の接着面を、ボディを構成する、 PPSまたは LCPの材
料とは異なる、接着性の良い材料で構成し、 PPSまたは
LCP等のボディ材料と接着剤とを直接接着しないように
構成したことを特徴とするものである。具体的には、ボ
ディ側の接着面に、予め、ガラス系の台座を同時成型等
により埋め込んだり、接着面に金属メッキを施してお
く。 このように、請求項１乃至請求項４記載の半導体
圧力センサーは、ボディ側の接着面を、ガラスまたは金
属等の無機化合物または無機物で構成して、低応力の接
着剤との接着性の改善を図ったものである。In order to achieve the above object, in the semiconductor pressure sensor according to the third or fourth aspect, when the semiconductor pressure sensor chip is bonded to the body side, the bonding surface on the body side constitutes the body. , PPS or LCP, which is different from PPS or LCP
It is characterized in that the body material such as LCP and the adhesive are not directly adhered to each other. Specifically, a glass pedestal is embedded in the bonding surface on the body side in advance by simultaneous molding or the like, or the bonding surface is metal-plated in advance. As described above, in the semiconductor pressure sensor according to any one of claims 1 to 4, the body-side adhesive surface is made of an inorganic compound or an inorganic material such as glass or metal to improve the adhesiveness with a low-stress adhesive. Is intended.
【００２１】[0021]
【実施例】図１に本発明の半導体圧力センサーの一実施
例を示す。但し、図６に示した構成と同等構成について
は同符号を付すこととする。図で、１はダイヤフラム１
ａを備えた、略平板状の半導体圧力センサーチップ、２
は半導体圧力センサーチップ１を上面に実装したガラス
台座、３は半導体圧力センサーのボディで、半導体圧力
センサーチップ１及びガラス台座２を収納する凹部３ａ
と、凹部３ａの底部に形成された、略筒状の圧力導入部
３ｂとを備えている。５はボディ３と一体成型されたリ
ードフレーム、６はリードフレーム５と半導体圧力セン
サーチップ１とを接続するボンディングワイヤ、７は凹
部３ａの開口を塞ぐ蓋である。FIG. 1 shows an embodiment of the semiconductor pressure sensor of the present invention. However, the same components as those shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals. In the figure, 1 is a diaphragm 1.
a substantially flat semiconductor pressure sensor chip having a
Is a glass pedestal on which the semiconductor pressure sensor chip 1 is mounted on the upper surface, and 3 is a body of the semiconductor pressure sensor.
And a substantially cylindrical pressure introducing portion 3b formed on the bottom of the recess 3a. Reference numeral 5 is a lead frame integrally molded with the body 3, 6 is a bonding wire connecting the lead frame 5 and the semiconductor pressure sensor chip 1, and 7 is a lid for closing the opening of the recess 3a.
【００２２】図１に示す半導体圧力センサーは、 PPSま
たはLCP 等で構成されたボディ３の貫通孔３ｃの内側の
開口周辺に、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂等の接
着力の大きい接着剤９を塗布（シート状の形状でもよ
い）し、ガラスまたは金属材料（例えば、Cu，Fe，Ni，
Al、その他の合金等）で構成されたプレート１０を接着
する。ここで、このプレート１０には、ボディ３の貫通
孔３ｃ及びガラス台座２の貫通孔２ａと接続される、貫
通孔１０ａが形成されており、ボディ３側の貫通孔３ｃ
に合わせて位置決めされている。貫通孔１０ａの形状
は、ボディ３側の貫通孔３ｃと略同形状であることが望
ましいが、圧力媒体である気体または液体の流動性を阻
害しなければ、形状、寸法等は限定されない。In the semiconductor pressure sensor shown in FIG. 1, an adhesive 9 having a high adhesive force such as epoxy resin or polyimide resin is applied around the opening inside the through hole 3c of the body 3 made of PPS or LCP ( It may be in sheet form), glass or metal material (eg Cu, Fe, Ni,
A plate 10 made of Al, other alloy, etc.) is bonded. Here, the plate 10 is formed with a through hole 10a connected to the through hole 3c of the body 3 and the through hole 2a of the glass pedestal 2, and the through hole 3c on the body 3 side is formed.
It is positioned according to. The shape of the through hole 10a is preferably substantially the same as the shape of the through hole 3c on the body 3 side, but the shape, size, etc. are not limited as long as they do not impede the fluidity of the gas or liquid that is the pressure medium.
【００２３】次に、ガラスまたは金属製のプレート１０
の上面に、シリコーン樹脂製の接着剤４を塗布し、半導
体圧力センサー１を上面に接合したガラス台座２を、熱
硬化または紫外線硬化等により接着する。ここで、シリ
コーン樹脂製の接着剤４は、例えば、東レ、ダウ、コー
ニング社のダイボンド用接着剤（SDA6501 ）等を用い
る。このように構成することによって、ボディ３からの
発生ガス、または、そのボディ３の材料中のイオウ成分
等の影響を受けず、極めて良好な接着性が得られる。そ
の後、ワイヤボンディング、蓋の取付け等が行われるが
説明を省略することとする。Next, the plate 10 made of glass or metal
An adhesive 4 made of a silicone resin is applied to the upper surface of the glass substrate 2 and the glass pedestal 2 having the semiconductor pressure sensor 1 bonded to the upper surface thereof is adhered by thermosetting or ultraviolet curing. Here, as the silicone resin adhesive 4, for example, a die-bonding adhesive (SDA6501) manufactured by Toray, Dow, Corning or the like is used. With this structure, extremely good adhesiveness can be obtained without being affected by the gas generated from the body 3 or the sulfur component in the material of the body 3. After that, wire bonding, lid attachment, and the like are performed, but description thereof will be omitted.
【００２４】図２及び図３に基づいて本発明の半導体圧
力センサーの異なる実施例を説明する。図２は、本発明
の半導体圧力センサーのボディ３に同時成型によって埋
め込む、リードフレームの構造図、図３は、そのリード
フレームを用いて構成した半導体圧力センサーの断面図
である。A different embodiment of the semiconductor pressure sensor of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a structural diagram of a lead frame embedded in the body 3 of the semiconductor pressure sensor of the present invention by simultaneous molding, and FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor pressure sensor configured using the lead frame.
【００２５】まず、図２で、（ａ）はリードフレーム１
１の平面図、（ｂ）はリードフレーム１１の側面図であ
る。図に示すように、リードフレーム１１は、平面視略
ロ字状の枠部１１ａと、その枠部１１ａの一方の対向す
る２つの辺から枠部１１ａの内側に突出するボンディン
グワイヤ接続部１１ｂと、枠部１１ａの他方の対向する
２つの辺の略中央部分を繋ぐ、平面視略Ｉ字状のチップ
実装部１１ｃと、チップ実装部１１ｃの略中央部分に形
成された平面視略正方形状の、ガラス台座２と接着され
るダイ付け部１１ｄとで構成されており、ダイ付け部１
１ｄの略中央部分には、図１に示したプレート１０の貫
通孔１０ａと同様の貫通孔１１ｅが形成されている。チ
ップ実装部１１ｃは、枠部１１ａの一方の面から突出
し、ダイ付け部１１ｄが、枠部１１ａと所定距離を隔て
た平行面となるように、側面視略コ字状に曲げられてい
る。リードフレーム１１の材料は、銅合金等であり、表
面にはワイヤボンディングのためのメッキ（例えば、Ag
メッキ、Ni+Au メッキ、Niメッキ等）が施されている。
このように構成したリードフレーム１１を、 PPSまたは
LCP等の耐熱性樹脂でモールド成型してボディを構成す
る。First, in FIG. 2, (a) shows the lead frame 1.
1 is a plan view and FIG. 1B is a side view of the lead frame 11. As shown in the figure, the lead frame 11 includes a frame portion 11a that is substantially square-shaped in a plan view, and a bonding wire connection portion 11b that protrudes inside the frame portion 11a from two opposite sides of the frame portion 11a. , A chip mounting portion 11c having a substantially I-shape in plan view, which connects the substantially central portions of the other two sides of the frame portion 11a, and a substantially square shape in plan view formed in the substantially central portion of the chip mounting portion 11c. , The die pedestal 11d bonded to the glass pedestal 2, and the die pedestal 1
A through hole 11e similar to the through hole 10a of the plate 10 shown in FIG. 1 is formed in a substantially central portion of 1d. The chip mounting portion 11c is projected from one surface of the frame portion 11a, and the die attaching portion 11d is bent in a substantially U shape in a side view so that the die mounting portion 11d is a parallel surface that is separated from the frame portion 11a by a predetermined distance. The material of the lead frame 11 is copper alloy or the like, and the surface thereof is plated for wire bonding (for example, Ag.
Plating, Ni + Au plating, Ni plating, etc.).
The lead frame 11 configured as described above is used for PPS or
The body is made by molding with heat resistant resin such as LCP.
【００２６】図３の断面図に基づいて、図２に示したリ
ードフレーム１１を用いて構成した半導体圧力センサー
の異なる実施例を説明する。但し、図６に示した構成と
同等構成については同符号を付すこととする。図に示す
ように、ボディ３にモールド成型された状態で、リード
フレーム１１のダイ付け部１１ｄは、半導体圧力センサ
ーチップ１及びガラス台座２を収納する、ボディ３の凹
部３ａの略底面部分に配置されている。A different embodiment of the semiconductor pressure sensor constituted by using the lead frame 11 shown in FIG. 2 will be described with reference to the sectional view of FIG. However, the same components as those shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals. As shown in the figure, the die-attached portion 11d of the lead frame 11 in the state of being molded in the body 3 is arranged at a substantially bottom surface portion of the recess 3a of the body 3 which houses the semiconductor pressure sensor chip 1 and the glass pedestal 2. Has been done.
【００２７】図３に示す半導体圧力センサーは、ダイ付
け部１１ｄの接着面側の貫通孔１１ｅの周囲に、シリコ
ーン樹脂またはエポキシ樹脂等の低応力の接着剤４を塗
布し、その接着剤４によってガラス台座２をダイ付け部
１１ｄに接着したものである。その後、ワイヤボンディ
ング、蓋の取付け等が行われるが説明を省略することと
する。ここで、シリコーン樹脂は、前述したような、東
レ、ダウ、コーニング社製のものが使用できる。また、
エポキシ樹脂としては、日本エイブルボンド社製の957-
2L等の接着剤が使用できる。但し、接着剤４はこれらの
種類に限定されるものではない。In the semiconductor pressure sensor shown in FIG. 3, a low stress adhesive 4 such as a silicone resin or an epoxy resin is applied around the through hole 11e on the adhesive surface side of the die attaching portion 11d, and the adhesive 4 is used. The glass pedestal 2 is bonded to the die attaching portion 11d. After that, wire bonding, lid attachment, and the like are performed, but description thereof will be omitted. Here, as the silicone resin, those manufactured by Toray, Dow, and Corning can be used. Also,
As the epoxy resin, 957- made by Nippon Able Bond Co., Ltd.
An adhesive such as 2L can be used. However, the adhesive 4 is not limited to these types.
【００２８】図４に本発明の半導体圧力センサーのさら
に異なる実施例を示す。図４に示す半導体圧力センサー
は、ボディ３の、ガラス台座２を接着する部分に、ボデ
ィ３の貫通孔３ｃと同様の貫通孔１２ａを形成した、ガ
ラス系の材料で構成された略平板状の台座１２を設けた
ものである。このように構成するには、例えば、ボディ
３の金型内の所定の位置に台座１２を位置決めして配置
し、 PPSまたは LCP等の樹脂により、リードフレーム５
と同時にモールド成型を行えばよい。ここで、台座１２
の貫通孔１２ａは、ボディ３の貫通孔３ｃと、繋がるよ
うに位置合わせしておく。以上に説明したように構成
し、貫通孔１２ａの上面側の開口の周囲に、シリコーン
樹脂またはエポキシ樹脂等の低応力の接着剤４を塗布
し、この接着剤４によってガラス台座２を台座１２に接
着する。FIG. 4 shows still another embodiment of the semiconductor pressure sensor of the present invention. The semiconductor pressure sensor shown in FIG. 4 has a substantially flat plate shape made of a glass material in which a through hole 12a similar to the through hole 3c of the body 3 is formed in a portion of the body 3 where the glass pedestal 2 is bonded. The pedestal 12 is provided. To configure in this way, for example, the pedestal 12 is positioned and arranged at a predetermined position in the mold of the body 3, and the lead frame 5 is made of resin such as PPS or LCP.
At the same time, molding may be performed. Where pedestal 12
The through hole 12a of the above is aligned with the through hole 3c of the body 3 so as to be connected. With the configuration as described above, a low stress adhesive 4 such as a silicone resin or an epoxy resin is applied around the opening on the upper surface side of the through hole 12a, and the glass pedestal 2 is attached to the pedestal 12 by the adhesive 4. To glue.
【００２９】図５に本発明の半導体圧力センサーのさら
に異なる実施例を示す。図５に示す半導体圧力センサー
は、ボディ側の、ガラス台座を接着する面に、予め、金
属メッキを施したことを特徴とするものである。金属メ
ッキは、例えば、図５に示すように、凹部３ａの内面か
ら凹部３ａの周囲の面にまで施しておく。これによっ
て、金属メッキ層１３が形成される。金属メッキ層１３
のうち、凹部３ａの底面上に形成された部分をパッド部
１３ａとして説明する。また、凹部３ａの周囲の面まで
金属メッキを施すことにより、その部分に形成された金
属メッキ層を、外部回路との接続のための回路配線とし
て用いることができる。FIG. 5 shows still another embodiment of the semiconductor pressure sensor of the present invention. The semiconductor pressure sensor shown in FIG. 5 is characterized in that the surface of the body on which the glass pedestal is bonded is previously plated with metal. For example, as shown in FIG. 5, the metal plating is applied from the inner surface of the concave portion 3a to the peripheral surface of the concave portion 3a. As a result, the metal plating layer 13 is formed. Metal plating layer 13
Of these, the portion formed on the bottom surface of the recess 3a will be described as the pad portion 13a. Further, by applying metal plating to the peripheral surface of the concave portion 3a, the metal plating layer formed in that portion can be used as circuit wiring for connection with an external circuit.
【００３０】図５に示す半導体圧力センサーの場合、ボ
ディ３の材料としては、金属メッキが可能であり、充分
なメタライズ部のピーリング強度が得られる材料でなけ
ればならないが、耐熱性を考慮すれば LCPが適切であ
る。なお、 LCPの耐熱性であるが、熱変形温度が約 230
℃（18.6kg印加時）であり、半田耐熱性は、 260℃で10
秒以上を満足する。 LCPの他に、 PSU（ポリサルフォ
ン）、または、 PES（ポリエーテルサルフォン）等を用
いてボディ３を構成してもよい。金属メッキを行うに
は、例えば、まず、成型されたボディ３の金属メッキす
る部分の粗化を行い、無電解銅メッキ、レジスト電着、
露光、現像の後、エッチングする。次に、電解銅メッキ
後、ワイヤボンディング等の電極接続のため、電解Niメ
ッキ及び電解Auメッキ、または、電解Agメッキを行い、
最後に、ソフトエッチングを行えばよい。この製法は、
一般的に、 MCB（モールドサーキットボード）と呼ばれ
る製法であるが、製法については特に限定しない。そし
て、パッド部１３ａ上の、貫通孔３ｃの周囲に、シリコ
ーン樹脂またはエポキシ樹脂製の接着剤４を塗布し、半
導体圧力センサーチップ１が固着されたガラス台座２
を、その接着剤４によってパッド部１３ａに接着する。In the case of the semiconductor pressure sensor shown in FIG. 5, the material of the body 3 must be a material that can be metal-plated and has a sufficient peeling strength of the metallized portion, but if heat resistance is taken into consideration. LCP is appropriate. Although LCP has heat resistance, its heat distortion temperature is about 230
℃ (18.6kg applied), solder heat resistance is 10 at 260 ℃
Satisfies more than a second. In addition to LCP, PSU (polysulfone) or PES (polyethersulfone) may be used to form the body 3. To perform metal plating, for example, first, the metal-plated portion of the molded body 3 is roughened, electroless copper plating, resist electrodeposition,
After exposure and development, etching is performed. Next, after electrolytic copper plating, for electrode connection such as wire bonding, electrolytic Ni plating and electrolytic Au plating, or electrolytic Ag plating,
Finally, soft etching may be performed. This manufacturing method is
Generally, the manufacturing method is called MCB (molded circuit board), but the manufacturing method is not particularly limited. Then, an adhesive 4 made of silicone resin or epoxy resin is applied around the through hole 3c on the pad portion 13a, and the glass pedestal 2 to which the semiconductor pressure sensor chip 1 is fixed
Is adhered to the pad portion 13a by the adhesive 4.
【００３１】[0031]
【発明の効果】請求項１または請求項２記載の半導体圧
力センサーは、半導体圧力センサーチップを接合したガ
ラス台座のボディ側への接着に際し、ボディ側の接着面
を、ボディを構成する、 PPSまたは LCPの材料とは異な
る、ガラスと接着性の良い材料（例えば、ガラスまたは
金属等の無機材料）で構成し、これらボディ材料と接着
剤とを直接接着しないように構成したことにより、半導
体圧力センサーチップが固着されたガラス台座とボディ
を接続する低応力の接着剤の接着性が向上し、ボディか
らの発生ガスによるボイドが著しく低減され、接着強度
が増大し、また、塗布性も安定するため、過大圧力によ
る対応の改善が図れ、破壊圧力が向上できる。また、極
めて低応力のエラストマー状のシリコーン樹脂を接着剤
として用いることができるため、半導体圧力センサーの
感度または繰り返し精度の向上、または、オフセットの
温度依存性を低減でき、性能を格段に向上させることが
できるという効果がある。According to the semiconductor pressure sensor of claim 1 or 2, when the glass pedestal to which the semiconductor pressure sensor chip is bonded is bonded to the body side, the bonding surface on the body side constitutes the body. The semiconductor pressure sensor is made of a material that is different from the material of LCP and has good adhesion to glass (for example, an inorganic material such as glass or metal), and the body material and the adhesive are not directly bonded. The adhesiveness of the low stress adhesive that connects the glass pedestal to which the chip is fixed and the body is improved, voids due to the gas generated from the body are significantly reduced, the adhesive strength is increased, and the coatability is stable. It is possible to improve the response due to excessive pressure and increase the breaking pressure. In addition, since an extremely low-stress elastomeric silicone resin can be used as an adhesive, the sensitivity or repeatability of the semiconductor pressure sensor can be improved, or the temperature dependence of offset can be reduced, and the performance can be significantly improved. There is an effect that can be.
【００３２】また、請求項３または請求項４記載の半導
体圧力センサーは、半導体圧力センサーチップのボディ
側への接着に際し、ボディ側の接着面を、ボディを構成
する、 PPSまたは LCPの材料とは異なる、ガラスと接着
性の良い材料（例えば、ガラスまたは金属等の無機材
料）で構成し、これらボディ材料と接着剤とを直接接着
しないように構成したことにより、半導体圧力センサー
チップとボディ側を接着する低応力の接着剤の接着性が
向上し、ボディからの発生ガスによるボイドが著しく低
減され、接着強度が増大し、また、塗布性も安定するた
め、過大圧力による対応の改善が図れ、破壊圧力が向上
できる。また、極めて低応力のエラストマー状のシリコ
ーン樹脂を接着剤として用いることができるため、半導
体圧力センサーの感度または繰り返し精度の向上、また
は、オフセットの温度依存性を低減でき、性能を格段に
向上させることができるという効果がある。Further, in the semiconductor pressure sensor according to claim 3 or 4, when the semiconductor pressure sensor chip is bonded to the body side, the bonding surface on the body side is a material of PPS or LCP which constitutes the body. The semiconductor pressure sensor chip and the body side are configured by using different materials with good adhesiveness to glass (for example, inorganic material such as glass or metal) and not directly bonding the body material and the adhesive. The adhesiveness of the low-stress adhesive to be adhered is improved, voids due to the gas generated from the body are significantly reduced, the adhesive strength is increased, and the applicability is stable, so the response due to excessive pressure can be improved. Breaking pressure can be improved. In addition, since an extremely low-stress elastomeric silicone resin can be used as an adhesive, the sensitivity or repeatability of the semiconductor pressure sensor can be improved, or the temperature dependence of offset can be reduced, and the performance can be significantly improved. There is an effect that can be.
【図１】本発明の半導体圧力センサーの一実施例を示す
断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor pressure sensor of the present invention.
【図２】本発明の半導体圧力センサーに用いるリードフ
レームを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図で
ある。2A and 2B are views showing a lead frame used in the semiconductor pressure sensor of the present invention, FIG. 2A being a plan view and FIG. 2B being a side view.
【図３】本発明の半導体圧力センサーの異なる実施例を
示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the semiconductor pressure sensor of the present invention.
【図４】本発明の半導体圧力センサーのさらに異なる実
施例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing still another embodiment of the semiconductor pressure sensor of the present invention.
【図５】本発明の半導体圧力センサーのさらに異なる実
施例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing still another embodiment of the semiconductor pressure sensor of the present invention.
【図６】従来の半導体圧力センサーの一例を示す断面図
である。FIG. 6 is a sectional view showing an example of a conventional semiconductor pressure sensor.
１ 半導体圧力センサーチップ ２ ガラス台座 ３ ボディ ４ 接着剤 １０ プレート １１ リードフレーム １１ｄ ダイ付け部 １２ 台座 １３ａ パッド部 1 Semiconductor Pressure Sensor Chip 2 Glass Pedestal 3 Body 4 Adhesive 10 Plate 11 Lead Frame 11d Die Attaching Part 12 Pedestal 13a Pad Part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高見 茂成 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 檜村 芳正 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigenari Takami 1048 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. (72) Yoshimasa Himura, 1048, Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Works Co. Within
Claims (4)
ガラス台座を実装した半導体圧力センサーにおいて、前
記ガラス台座が、前記半導体圧力センサーのボディに接
着された、ガラスまたは金属で構成されたプレート上
に、低応力の接着剤によって接着されていることを特徴
とする半導体圧力センサー。1. A semiconductor pressure sensor in which a glass pedestal to which a semiconductor pressure sensor chip is joined is mounted, wherein the glass pedestal is bonded to a body of the semiconductor pressure sensor on a plate made of glass or metal, A semiconductor pressure sensor characterized by being bonded by a low stress adhesive.
ガラス台座を実装した半導体圧力センサーにおいて、前
記ガラス台座が、前記半導体圧力センサーのボディに一
体成型されたリードフレームのダイ付け部上に、低応力
の接着剤によって接着されていることを特徴とする半導
体圧力センサー。2. A semiconductor pressure sensor in which a glass pedestal to which a semiconductor pressure sensor chip is joined is mounted, wherein the glass pedestal has a low stress on a die attachment portion of a lead frame integrally molded with the body of the semiconductor pressure sensor. A semiconductor pressure sensor, characterized in that it is adhered by the adhesive of.
半導体圧力センサーにおいて、前記半導体圧力センサー
チップが、前記半導体圧力センサーのボディと一体成型
された、ガラス系の材料で構成された台座上に、低応力
の接着剤によって接着されていることを特徴とする半導
体圧力センサー。3. A semiconductor pressure sensor having a semiconductor pressure sensor chip mounted thereon, wherein the semiconductor pressure sensor chip is mounted on a pedestal made of a glass-based material integrally molded with the body of the semiconductor pressure sensor. A semiconductor pressure sensor characterized by being bonded by a stress adhesive.
半導体圧力センサーにおいて、前記半導体圧力センサー
チップが、前記半導体圧力センサーのボディに設けられ
た、金属メッキで構成されたパッド部上に、低応力の接
着剤によって接着されていることを特徴とする半導体圧
力センサー。4. A semiconductor pressure sensor having a semiconductor pressure sensor chip mounted thereon, wherein the semiconductor pressure sensor chip has a low stress on a pad portion formed of metal plating provided on a body of the semiconductor pressure sensor. A semiconductor pressure sensor characterized by being bonded by an adhesive.
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