KR20110112710A - Method for fabricating pressure sensor package - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압력센서용 소자의 패키지 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력센서의 센싱칩에 전달되는 압력이 메탈캡이 조립되는 쪽으로 전달되지 않고 메탈캡이 조립되는 반대방향인 역방향으로 전달되도록 하여 센싱칩과 와이어본딩의 전기적 결선에 손상이 가지 않도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 전기적 결선의 손상을 방지하기 위해 센싱칩과 와이어본딩의 절연보호를 위해 실리콘오일층을 형성할 필요가 없어서 제조비용이 저렴함은 물론, 센싱의 감도가 우수하여 냉매의 압력을 정확하게 측정할 수 있도록 된 압력센서용 소자의 패키지 제조방법과 이를 이용한 압력센서용 소자의 패키지에 관한 것이다.
본 발명의 압력센서용 소자의 패키지 제조방법은, 센서를 조립하는 단계와, 이 센서를 헤더베이스에 고정하는 단계와, 헤더베이스와 센서를 와이어본딩하는 단계 및 헤더베이스에 센서를 보호하도록 메탈캡을 고정하는 단계를 포함하는 압력센서용 소자의 패키지 제조방법에 있어서, 상기 센서를 조립하는 단계는, 중심에 관통구멍을 형성한 판형상의 글라스부재를 준비하는 단계와, 상기 글라스부재의 하부면에 메탈소재를 코팅하는 단계와, 상기 글라스부재의 상부면에 중심이 일치하도록 센싱칩을 고정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for manufacturing a package of a device for a pressure sensor, and more particularly so that the pressure transmitted to the sensing chip of the pressure sensor is transmitted in the opposite direction in which the metal cap is assembled, rather than being delivered to the metal cap. This prevents damage to the electrical connection between the sensing chip and wire bonding, and also eliminates the need to form a silicon oil layer for insulation protection of the sensing chip and wire bonding to prevent damage to the electrical connection. The present invention relates to a method of manufacturing a package of a pressure sensor device and a package of a pressure sensor device using the same, which are inexpensive and have excellent sensing sensitivity to accurately measure the pressure of the refrigerant.
The method for manufacturing a package of a pressure sensor element of the present invention includes the steps of assembling the sensor, fixing the sensor to the header base, wirebonding the header base and the sensor, and protecting the sensor on the header base. In the method of manufacturing a package of a pressure sensor element comprising the step of assembling, the step of assembling the sensor, the step of preparing a plate-shaped glass member having a through-hole in the center, and the lower surface of the glass member Coating a metal material, and fixing the sensing chip to match the center on the upper surface of the glass member.

Description

압력센서용 소자의 패키지 제조방법과 이를 이용한 압력센서용 소자의 패키지{METHOD FOR FABRICATING PRESSURE SENSOR PACKAGE}METHOD OF MANUFACTURING A PACKAGE FOR A PRESSURE SENSOR AND A PACKAGE OF A PRESSURE SENSOR PACKING USING THE SAME {METHOD FOR FABRICATING PRESSURE SENSOR PACKAGE}

본 발명은 압력센서용 소자의 패키지 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력센서의 센싱칩에 전달되는 압력이 메탈캡이 조립되는 쪽으로 전달되지 않고 메탈캡이 조립되는 반대방향인 역방향으로 전달되도록 하여 센싱칩과 와이어본딩의 전기적 결선에 손상이 가지 않도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 전기적 결선의 손상을 방지하기 위해 센싱칩과 와이어본딩의 절연보호를 위해 실리콘오일층을 형성할 필요가 없어서 제조비용이 저렴함은 물론, 센싱의 감도가 우수하여 냉매의 압력을 정확하게 측정할 수 있도록 된 압력센서용 소자의 패키지 제조방법과 이를 이용한 압력센서용 소자의 패키지에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a package of a device for a pressure sensor, and more particularly so that the pressure transmitted to the sensing chip of the pressure sensor is transmitted in the opposite direction in which the metal cap is assembled, rather than being delivered to the metal cap. This prevents damage to the electrical connection between the sensing chip and wire bonding, and also eliminates the need to form a silicon oil layer for insulation protection of the sensing chip and wire bonding to prevent damage to the electrical connection. The present invention relates to a method of manufacturing a package of a pressure sensor device and a package of a pressure sensor device using the same, which are inexpensive and have excellent sensing sensitivity to accurately measure the pressure of the refrigerant.

일반적으로 압력센서는 냉매의 압력을 측정하여 압력값을 시스템의 제어부에 전달하도록 된 모듈패키지를 말하는 것으로, 이 모듈패키지는 소자패키지를 포함한다.In general, the pressure sensor refers to a module package that measures the pressure of the refrigerant and delivers the pressure value to the control unit of the system. The module package includes a device package.

이러한 종래 압력센서를 구성하는 소자패키지의 압력인가 방향은 정방향으로 공기, 불활성 가스 등 매체의 압력을 감지할 수 있도록 설계되는 것이 보통이지만, 물, 유체 등의 매체 압력을 측정하기 위해서는 전기적으로 절연이 되어야 하기 때문에 베이스에 설치된 다이아프램과 와이어본딩 및 센싱칩이 이루는 공간을 실리콘 오일로 충진해서 다이아프램과 실리콘오일을 통해 전달된 압력을 간접적으로 받아서 압력을 감지할 수 있는 구조로 제작되었다.The pressure application direction of the device package constituting the conventional pressure sensor is generally designed to detect the pressure of the medium such as air, inert gas in the forward direction, but in order to measure the pressure of the medium such as water and fluid, electrical insulation is required. Since the space formed by the diaphragm, wire bonding, and sensing chip installed in the base is filled with silicone oil, the structure is designed to sense the pressure by indirectly receiving the pressure transmitted through the diaphragm and silicon oil.

그러나 이러한 압력센서를 구성하는 소자패키지를 제작하게 되면, 소자패키지가 구조적으로 복잡하게 될 뿐만 아니라 관리해야 할 조립공정도 까다로워지기 때문에 제조비용이 높게 됨은 물론, 센싱칩의 응답특성이 느려지기 때문에 센싱의 감도가 저하되어 냉매의 압력을 정확하게 측정할 수 없게 되는 문제점이 있다.However, if the device package constituting the pressure sensor is manufactured, the device package is not only structurally complicated, but also difficult to assemble and manage, which leads to high manufacturing costs and slow response characteristics of the sensing chip. There is a problem that the sensitivity of the can not be measured accurately the pressure of the refrigerant.

한편 위에서 언급한 문제점들을 간단하게 보완할 수 있는 방법으로 압력을 역방향으로 인가하여 측정할 수 있도록 하는 구조를 도 3과 같이 생각해 볼 수 있다.On the other hand, a structure that can be measured by applying the pressure in the reverse direction in a way that can easily complement the above-mentioned problems can be considered as shown in FIG.

그러나, 센싱칩을 고정하는 방법에 있어서 압력이 역방향으로 가해지게 되면 도 3의 모듈패키지(1)의 상부에 설치된 소자패키지(10)를 구성하는 센싱칩(11)과 헤더베이스(12)의 접착부에 인장력이 가해지기 때문에 센싱칩을 고정하기 위해서는 인장강도가 우수한 에폭시를 사용하여 제작하였다.However, when the pressure is applied in the reverse direction in the method of fixing the sensing chip, the bonding portion of the sensing chip 11 and the header base 12 constituting the device package 10 installed on the upper part of the module package 1 of FIG. In order to fix the sensing chip, the tensile force is applied to the epoxy, which is made of epoxy having excellent tensile strength.

그러나 에폭시를 이용한 센싱칩과 헤더베이스의 조립은 온도변화에 의한 센싱 출력의 변화가 발생하게 됨은 물론, 반복 내구시험 후 센싱칩과 헤더베이스의 접착부가 떨어지는 등 신뢰성에 문제가 발생하였다. 이는 센싱칩을 고정하기 위해 사용한 에폭시가 열과 압력에 장시간 노출되어 발생한 증상으로 출력 특성의 변화가 나타나는 문제점이 있다.
However, the assembly of the sensing chip and the header base using epoxy caused a change in the sensing output due to the temperature change, and also caused a problem in reliability such as the adhesion between the sensing chip and the header base was dropped after the repeated endurance test. This is a symptom that occurs when the epoxy used to fix the sensing chip is exposed to heat and pressure for a long time, resulting in a change in output characteristics.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 센싱칩의 바닥면에 납땜을 원활하게 할 수 있는 금속이 증착된 내열유리를 배치하여 금속으로 이루어진 헤더베이스에 납땜으로 고정하게 되면 열팽창 계수차를 최소화하여 열충격이나 반복내구동작에도 오차범위를 초과하지 않고 열과 압력이 전달되어도 압력감지를 정밀하게 하도록 된 압력센서용 소자의 패키지 제조방법과 이를 이용한 압력센서용 소자의 패키지를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, by placing a heat-resistant glass is deposited on the bottom surface of the sensing chip to facilitate the soldering of the metal to fix the solder to the header base made of metal Provides a method of manufacturing a package for a pressure sensor device and a package for a pressure sensor device using the same to minimize pressure expansion coefficients and to accurately sense pressure even when heat and pressure are transmitted without exceeding an error range even in thermal shock or repeated durability operation. Has its purpose.

또한 본 발명은, 센싱칩의 하부에 내열유리를 에노딕본딩(양극접합)을 하여 접합이 잘 이루어짐은 물론 변형이 없도록 된 압력센서용 소자의 패키지 제조방법과 이를 이용한 압력센서용 소자의 패키지를 제공함에 그 목적이 있다.
In another aspect, the present invention, the method of manufacturing a package for a pressure sensor device and a package of a pressure sensor device using the same as the heat-resistant glass in the lower part of the sensing chip by the anodic bonding (anode junction) is well bonded and no deformation. The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압력센서용 소자의 패키지 제조방법은, 센서를 조립하는 단계와, 이 센서를 헤더베이스에 고정하는 단계와, 헤더베이스와 센서를 와이어본딩하는 단계 및 헤더베이스에 센서를 보호하도록 메탈캡을 고정하는 단계를 포함하되, 상기 센서를 조립하는 단계는, 중심에 관통구멍을 형성한 판형상의 글라스부재를 준비하는 단계와, 상기 글라스부재의 하부면에 메탈소재를 코팅하는 단계와, 상기 글라스부재의 상부면에 중심이 일치하도록 센싱칩을 고정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.Package manufacturing method of the pressure sensor element of the present invention for achieving the above object, the step of assembling the sensor, fixing the sensor to the header base, wire-bonding the header base and the sensor and the header Fixing a metal cap to the base to protect the sensor, the step of assembling the sensor, preparing a plate-shaped glass member having a through hole in the center, and a metal material on the lower surface of the glass member Coating and fixing the sensing chip to match the center on the upper surface of the glass member.

본 발명의 압력센서용 소자의 패키지 제조방법은, 상기 센서를 헤더베이스에 고정하는 단계는, 상기 헤더베이스의 상부면에 글라스부재를 납땜으로 고정한 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a package for a pressure sensor element of the present invention, the fixing of the sensor to the header base is characterized in that the glass member is fixed to the upper surface of the header base by soldering.

본 발명의 압력센서용 소자의 패키지 제조방법은, 상기 글라스부재의 상부면에 센싱칩을 고정하는 단계는 글라스부재와 센싱칩이 양극접합(에노딕본딩)으로 고정된 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a package for a pressure sensor element of the present invention, the fixing of the sensing chip on the upper surface of the glass member is characterized in that the glass member and the sensing chip are fixed by an anode bonding (enodic bonding).

본 발명은 상술한 방법을 제조된 압력센서용 소자의 패키지를 특징으로 한다.
The present invention features a package of a device for a pressure sensor manufactured by the above-described method.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 압력센서용 소자의 패키지 제조방법과 이를 이용한 압력센서용 소자의 패키지에 의하면, 센싱칩의 바닥면에 납땜을 원활하게 할 수 있는 금속이 증착된 내열유리를 배치하여 금속으로 이루어진 헤더베이스에 납땜으로 고정하게 되면 열팽창 계수차를 최소화하여 열충격이나 반복내구동작에도 오차범위를 초과하지 않고 열과 압력이 전달되어도 압력감지를 정밀하게 할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the method of manufacturing a package of a pressure sensor element of the present invention and a package of a pressure sensor element using the same, the metal is disposed on the bottom surface of the sensing chip by disposing a heat-resistant glass on which metal is deposited. When fixed to the header base by soldering, the thermal expansion coefficient difference is minimized, so that the pressure can be precisely sensed even when heat and pressure are transmitted without exceeding the error range even in thermal shock or repeated durability operation.

본 발명의 압력센서용 소자의 패키지 제조방법과 이를 이용한 압력센서용 소자의 패키지에 의하면, 센싱칩의 하부에 내열유리를 에노딕본딩(양극접합)을 하여 접합이 잘 이루어짐은 물론 변형이 없게 되는 효과가 있다.
According to the method of manufacturing a package of a pressure sensor element of the present invention and the package of the pressure sensor element using the same, by bonding the heat-resistant glass to the lower portion of the sensing chip (anode bonding), the bonding is well made and there is no deformation. It works.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서용 소자의 패키지 제조방법을 설명하는 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 압력센서용 소장의 패키지 제조방법을 설명하는 설명도이다.1 is a block diagram illustrating a method for manufacturing a package of a pressure sensor element according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an explanatory view for explaining a package manufacturing method of the small sensor for pressure sensor of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하고, 종래 기술에서 설명한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention, the description of the parts described in the prior art will be omitted.

본 발명의 압력센서용 소자의 패키지 제조방법은 도 1에 도시된 것과 같이, 센서(1100)를 조립하는 단계(S10)와, 이 센서를 헤더베이스(1200)에 고정하는 단계(S20)와, 헤더베이스와 센서를 와이어본딩(1300)하는 단계(S30), 및 헤더베이스에 센서를 보호하도록 메탈캡(1400)을 고정하는 단계(S40)를 포함하되, 상기 센서를 조립하는 단계(S10)는, 중심에 관통구멍(1111)을 형성한 판형상의 글라스부재(내열유리;1110)를 준비하는 단계(S11)와, 상기 글라스부재의 하부면에 니켈과 같은 메탈소재를 이용하여 금속증착으로 코팅층(1112)을 형성하는 단계(S12)와, 상기 글라스부재의 상부면에 중심이 일치하도록 센싱칩(1120)을 고정하는 단계(S13)로 이루어진 것을 특징으로 한다.Package manufacturing method of the device for a pressure sensor of the present invention, as shown in Figure 1, the step of assembling the sensor 1100 (S10), the step of fixing the sensor to the header base 1200 (S20), Wire bonding 1300 of the header base and the sensor (S30), and fixing the metal cap (1400) to protect the sensor on the header base (S40), the step of assembling the sensor (S10) Preparing a plate-shaped glass member (heat-resistant glass; 1110) having a through-hole 1111 in the center (S11), and using a metal material such as nickel on the lower surface of the glass member by coating the coating layer ( 1112 and forming a step (S13) of fixing the sensing chip 1120 to match the center of the upper surface of the glass member.

따라서 상기 센싱칩(1120)의 바닥면에 납땜을 원활하게 할 수 있는 금속이 증착된 글라스부재(1110;내열유리)를 배치하여 금속으로 이루어진 헤더베이스(1200)에 납땜으로 고정하게 되면 열팽창 계수차를 최소화하여 열충격이나 반복내구동작에도 오차범위를 초과하지 않고 열과 압력이 전달되어도 압력감지를 정밀하게 할 수 있다.Therefore, when the glass member 1110 (heat-resistant glass) in which metal is deposited on the bottom surface of the sensing chip 1120 is disposed and fixed to the header base 1200 made of metal and fixed by soldering, the coefficient of thermal expansion is different. By minimizing the pressure, it is possible to precisely sense the pressure even when heat and pressure are transmitted without exceeding the error range even in thermal shock or repeated durability operation.

여기서 상기 센서(1100)를 헤더베이스(1200)에 고정하는 단계(S20)는, 상기 헤더베이스의 상부면에 하부면이 메탈소재를 이용하여 코팅층(1112)를 형성한 글라스부재(1110)를 납땜으로 고정한다.In the fixing of the sensor 1100 to the header base 1200 (S20), the glass member 1110 having the lower surface formed with a metal material on the upper surface of the header base is soldered. Secure with.

따라서 본 발명의 압력센서용 소자의 패키지 제조방법에 의하면, 폴리머계의 에폭시가 아닌 금속계 솔더를 사용하여 납땜을 함으로서 열팽창계수차를 최소화하여 열에 의한 센싱소자의 물리적인 변형을 최소화 하여 열에 대한 안정성을 확보할 수 있게 된다.Therefore, according to the method of manufacturing a package for a pressure sensor device of the present invention, by using a metal-based solder rather than a polymer-based epoxy soldering to minimize thermal expansion coefficient aberration to minimize the physical deformation of the sensing element due to heat stability to heat It can be secured.

그리고 상기 글라스부재(1110)의 상부면에 센싱칩(1120)를 고정하는 단계(S13)에서는 양극접합(에노딕본딩)의 방법으로 고정한다.In the step S13 of fixing the sensing chip 1120 to the upper surface of the glass member 1110, the method is fixed by anodic bonding (enodic bonding).

상기 센싱칩(1120)의 하부에 내열유리를 에노딕본딩(양극접합)을 하여 접합이 잘 이루어짐은 물론 접합후에 변형이 없게 된다.In the lower part of the sensing chip 1120, the heat-resistant glass is subjected to enodic bonding (anode bonding), so that bonding is well performed and there is no deformation after bonding.

상기 메탈캡(1400)을 헤더베이스(1200)에 진공 용접으로 고정하게 된다.The metal cap 1400 is fixed to the header base 1200 by vacuum welding.

따라서 본 발명에 의해 센싱칩의 바닥면에 납땜을 원활하게 할 수 있는 금속이 증착된 내열유리를 배치하여 금속으로 이루어진 헤더베이스에 납땜으로 고정하여 압력센서용 소자의 패키지를 제조하게 되면 열팽창 계수차를 최소화하여 열충격이나 반복내구동작에도 오차범위를 초과하지 않고 열과 압력이 전달되어도 압력감지를 정밀하게 할 수 있으며, 센싱칩의 하부에 내열유리를 에노딕본딩(양극접합)을 하여 접합이 잘 이루어짐은 물론 변형이 없게 된다.Therefore, according to the present invention, a heat-expansion glass in which metal is deposited on the bottom surface of the sensing chip is disposed and fixed by soldering to a header base made of metal, thereby manufacturing a package of a pressure sensor device. By minimizing the thermal shock or repeated durability operation, the pressure can be precisely sensed even if heat and pressure are transmitted without exceeding the error range.The heat-resistant glass is attached to the lower part of the sensing chip by anodically bonding (positive bonding). Of course, there will be no deformation.

이후 압력센서를 제조하기 위해 홀더조립체에 압력세서용 소자의 패키지를 조립하고 리드와이어를 연결한 다음 조립 및 콕킹 공정을 거치고 조정 및 셋팅을 진행하여 압력대비 출력특성을 조정한다.Then, to manufacture the pressure sensor, the package of the pressure processor element is assembled to the holder assembly, the lead wires are connected, the assembly and the caking process are performed, and the adjustment and setting are performed to adjust the output characteristics to the pressure.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.

1000 : 압력센서용 소자의 패키지 1100 : 센서
1110 : 글라스부재 1111 : 관통구멍
1112 : 코팅층 1120 : 센싱칩
1200 : 헤더베이스 1300 : 와이어본딩
1400 : 메탈캡1000: Package of the pressure sensor element 1100: Sensor
1110: glass member 1111: through hole
1112: coating layer 1120: sensing chip
1200: header base 1300: wire bonding
1400: Metal Cap

Claims (4)

센서를 조립하는 단계와, 이 센서를 헤더베이스에 고정하는 단계와, 헤더베이스와 센서를 와이어본딩하는 단계 및 헤더베이스에 센서를 보호하도록 메탈캡을 고정하는 단계를 포함하는 압력센서용 소자의 패키지 제조방법에 있어서,
상기 센서를 조립하는 단계는,
중심에 관통구멍을 형성한 판형상의 글라스부재를 준비하는 단계와,
상기 글라스부재의 하부면에 메탈소재를 코팅하는 단계와,
상기 글라스부재의 상부면에 중심이 일치하도록 센싱칩을 고정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 압력센서용 소자의 패키지 제조방법.A package of pressure sensor elements including assembling the sensor, securing the sensor to the header base, wirebonding the header base and the sensor, and fixing the metal cap to protect the sensor on the header base. In the manufacturing method,
Assembling the sensor,
Preparing a plate-shaped glass member having a through hole formed in the center thereof;
Coating a metal material on the lower surface of the glass member;
Method for manufacturing a package for a pressure sensor element, characterized in that consisting of the step of fixing the sensing chip so that the center on the upper surface of the glass member. 제 1항에 있어서,
상기 센서를 헤더베이스에 고정하는 단계는, 상기 헤더베이스의 상부면에 글라스부재를 납땜으로 고정한 것을 특징으로 하는 압력센서용 소자의 패키지 제조방법.The method of claim 1,
The fixing of the sensor to the header base, the method of manufacturing a package for a pressure sensor element, characterized in that the glass member is fixed to the upper surface of the header base by soldering. 제 1항에 있어서,
상기 글라스부재의 상부면에 센싱칩을 고정하는 단계는 글라스부재와 센싱칩이 양극접합(에노딕본딩)으로 고정된 것을 특징으로 하는 압력센서용 소자의 패키지 제조방법.The method of claim 1,
The fixing of the sensing chip on the upper surface of the glass member is a method of manufacturing a package for a pressure sensor element, characterized in that the glass member and the sensing chip is fixed by an anode bonding (enodic bonding). 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 압력센서용 소자의 패키지.Package of a pressure sensor element, characterized in that produced by the method of any one of claims 1 to 3.
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