WO2016084641A1 - 半導体センサ装置 - Google Patents
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- H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
Definitions
- the present invention relates to a semiconductor sensor device.
- a semiconductor sensor device that detects pressure is known.
- a glass pedestal is joined to the semiconductor sensor element in order to reduce the influence of stress, thereby increasing the rigidity.
- the influence of the external force is greatly suppressed, but the number of manufacturing steps of the semiconductor sensor device increases and the cost increases.
- deterioration of basic characteristics occurs in reliability tests such as a high temperature and high humidity test.
- This invention is made in view of said point, and makes it a subject to provide the semiconductor sensor apparatus which reduced the manufacturing cost, ensuring reliability.
- the semiconductor sensor device (1, 1A) is mounted on a substrate (10) and one side of the substrate (10), and a semiconductor sensor element (20) for detecting the pressure of a pressure medium.
- a protective member (70) mounted on one side of the substrate (10) and protecting the semiconductor sensor element (20), and mounted on the other side of the substrate (10),
- a pressure medium introducing member (80) for introducing a pressure medium into the semiconductor sensor element (20) through a through hole (10x) provided in the protective member (70) and the pressure medium introducing member.
- And (80) are bonded together with the substrate (10) sandwiched therebetween.
- 1 is a front view illustrating a semiconductor sensor device according to a first embodiment.
- 1 is a perspective view illustrating a semiconductor sensor device according to a first embodiment.
- 1 is a plan view illustrating a semiconductor sensor device according to a first embodiment.
- 1 is a bottom view illustrating a semiconductor sensor device according to a first embodiment.
- 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor sensor device according to a first embodiment. It is the figure which expanded a part of FIG. 3A.
- 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor sensor device according to a first embodiment. It is a figure which illustrates the manufacturing process of the semiconductor sensor apparatus which concerns on 1st Embodiment.
- FIGS. 5A to 14 are diagrams illustrating the manufacturing process of the semiconductor sensor device according to the first embodiment.
- 1A is a front view
- FIG. 1B is a perspective view
- FIG. 2A is a plan view
- FIG. 2B is a bottom view
- FIG. 3A is a sectional view taken along the line AA in FIG. 2
- FIG. 4 is an enlarged view
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIGS. 2A and 2B.
- FIGS. 5A to 14 are diagrams illustrating the manufacturing process of the semiconductor sensor device according to the first embodiment.
- the semiconductor sensor device 1 generally includes a substrate 10, a cylinder 70, a nozzle 80, and an external terminal 90.
- the cylinder 70 and the nozzle 80 are joined with the substrate 10 interposed therebetween.
- the cylinder 70 side of the semiconductor sensor device 1 is the upper side or one side, and the nozzle 80 side is the lower side or the other side.
- the surface on the cylinder 70 side of each part is the upper surface or one surface, and the surface on the nozzle 80 side is the lower surface or the other surface.
- the semiconductor sensor device 1 can be used upside down, or can be arranged at an arbitrary angle.
- the planar view refers to viewing the object from the normal direction of the upper surface of the substrate 10
- the planar shape refers to the shape of the object viewed from the normal direction of the upper surface of the substrate 10.
- the planar shape of the substrate 10 can be a substantially rectangular shape, for example, but may be an arbitrary shape other than a substantially rectangular shape. Moreover, you may provide a notch etc. in the outer edge part of the board
- a so-called glass epoxy substrate, ceramic substrate, silicon substrate, or the like can be used as the substrate 10.
- the substrate 10 includes an element mounting area 11, a bonding pad 12, a component mounting pad 13, an external terminal mounting pad 14, a solder resist 15, a through hole 16, a pressure medium introduction hole 10x, a positioning hole 10y, and an external terminal insertion hole 10z. Etc. are formed.
- copper (Cu) is exposed in the element mounting region 11.
- gold (Au) plating formed on the upper surface of copper (Cu) is exposed on the bonding pad 12, the component mounting pad 13, and the external terminal mounting pad 14.
- gold (Au) plating may be applied to the peripheral region 11 a of the pressure medium introduction hole 10 x formed in the element mounting region 11.
- gold (Au) plating may be applied to the peripheral region 11a of the pressure medium introduction hole 10x, which is a portion where the substrate 10 and the pressure medium are in contact with each other, the pressure medium is diffused into the substrate 10 or copper (Cu ) Corrosion of wiring can be minimized. Even if there is no gold (Au) plating, the same effect can be obtained as long as the copper film is disposed, but it is more effective if there is gold (Au) plating on the copper film.
- a mounting component 40 is mounted on the component mounting pad 13 of the substrate 10.
- the mounting component 40 may include an IC, a transistor, a resistor, a capacitor, a part or all of an inductor, or any other component.
- the solder resist 15 is provided on the upper surface and the lower surface of the substrate 10 so as to expose the element mounting region 11, the bonding pad 12, the component mounting pad 13, the external terminal mounting pad 14, and the like.
- the solder resist 15 has resist spacers 15 a and 15 b which are convex portions selectively formed in the element mounting region 11.
- the resist spacer 15 a is a pedestal for mounting the semiconductor sensor element 20 that is selectively provided in a region where the semiconductor sensor element 20 is mounted.
- the resist spacer 15b is a pedestal for mounting the control IC 30 that is selectively provided in a region where the control IC 30 is mounted.
- the semiconductor sensor element 20 is disposed on the resist spacer 15 a in the element mounting area 11 and is fixed by an adhesive resin 51.
- a control IC 30 is disposed on the resist spacer 15 b and is fixed by an adhesive resin 52.
- a cylinder 70 which is a protective member that protects the semiconductor sensor element 20 and the like, is fixed to the upper surface of the substrate 10 with an adhesive resin 53, and the semiconductor sensor element 20 and the control IC 30 are provided at a substantially central portion of the cylinder 70. It arrange
- the semiconductor sensor element 20 is a sensor that detects the pressure of the pressure medium, and has a diaphragm.
- the diaphragm is a part constituting a sensor surface which is the upper surface of the semiconductor sensor element 20, and has a function of detecting stress generated by pressure by converting it into an electrical signal.
- the semiconductor sensor element 20 may be a semiconductor strain gauge type element that detects the strain of the diaphragm as a change in resistance value, a capacitance type element that detects the displacement of the diaphragm as a change in capacitance, or the like. It is also possible to use an element that detects the pressure by this detection method.
- the control IC 30 is an IC that controls the semiconductor sensor element 20.
- a temperature sensor is built in the control IC 30, and the control IC 30 performs temperature compensation of the characteristics of the semiconductor sensor element 20.
- the control IC 30 is mounted in the vicinity of the semiconductor sensor element 20 in order to increase the accuracy of temperature compensation of the characteristics of the semiconductor sensor element 20.
- a device protection gel 58 is provided on the upper surface of the semiconductor sensor element 20 and the upper surface of the control IC 30. Further, a substrate protective gel 59 is provided so as to cover the upper surface of the substrate 10 in the periphery of the semiconductor sensor element 20 and the control IC 30 in the stepped portion 70z formed on the lower surface side of the inner wall surface of the opening 70x of the cylinder 70. Is provided.
- the device protection gel 58 for example, a silicone gel having a small change in viscoelasticity in a wide temperature range can be used.
- the substrate protective gel 59 for example, a highly reliable fluorine gel can be used. However, the device protective gel 58 and the substrate protective gel 59 may use the same material.
- the nozzle 80 is a pressure medium introduction member that introduces a pressure medium into the semiconductor sensor element 20, and a cylindrical pressure medium introduction hole 81 is provided at a substantially central portion.
- the pressure medium introduction hole 81 (through hole) of the nozzle 80 communicates with the pressure medium introduction hole 10x (through hole) of the substrate 10, and the pressure medium introduced from the pressure medium introduction hole 81 (for example, propane gas or city gas) Or the like) reaches the diaphragm of the semiconductor sensor element 20 through the pressure medium introduction hole 10x.
- the distortion (or displacement) of the diaphragm of the semiconductor sensor element 20 depends on the difference between the pressure of the pressure medium introduced from the pressure medium introduction hole 81 of the nozzle 80 and the atmospheric pressure introduced from the opening 70 x of the cylinder 70. Change. Therefore, the pressure of the pressure medium introduced from the pressure medium introduction hole 81 can be detected by detecting the distortion amount (or displacement amount) of the diaphragm as the change amount of the resistance value (or capacitance value).
- a flow rate restricting portion 82 for restricting the flow rate of the pressure medium is provided on the substrate 10 side of the pressure medium introducing hole 81, and the flow restricting portion 82 is further provided on the substrate 10 side of the flow restricting portion 82.
- a buffer part 83 having a larger cross-sectional area is provided. The cross-sectional area of the flow restricting portion 82 is maximized when the position in the flow restricting portion 82 is far from the buffer portion 83, and gradually decreases as the position in the flow restricting portion 82 approaches the buffer portion 83. ing.
- the pressure medium introduction hole 81 includes a first portion (a portion excluding the flow restricting portion 82 and the buffer portion 83) having a first cross-sectional area from the far side to the near side of the substrate 10, and the first portion.
- a second portion having a second cross-sectional area smaller than the cross-sectional area (flow restricting portion 82) and a third portion having a third cross-sectional area larger than the second cross-sectional area (buffer portion 83) And have. That is, the first part is formed at a position away from the substrate, the third part is formed at a position near the substrate, and the second part is formed between the first part and the third part. Yes.
- Each cross section (transverse cross section) of the first to third portions can be circular, for example.
- the diameter of the pressure medium introduction hole 81 in the portion excluding the flow restricting portion 82 and the buffer portion 83 can be set to, for example, about 2 mm.
- the diameter of the flow restricting unit 82 on the side far from the buffer unit 83 can be about 0.8 mm, for example, and the diameter on the side near the buffer unit 83 can be about 0.3 mm, for example.
- the diameter of the buffer part 83 can be about 1.1 mm, for example.
- the flow rate limiting unit 82 limits the flow rate of the pressure medium
- the buffer unit 83 is formed by providing the buffer unit 83 having a larger cross-sectional area than the flow rate limiting unit 82 on the substrate 10 side of the flow rate limiting unit 82.
- the space acts as a shock absorber that absorbs pressure propagation. As a result, the semiconductor sensor element 20 can be protected against sudden pressure application.
- columnar positioning portions 89 are provided on the upper surface of the nozzle 80.
- Each positioning portion 89 of the nozzle 80 is inserted into the positioning hole 10 y of the substrate 10 and the positioning hole 70 y of the cylinder 70, and the tip protrudes from the upper surface of the cylinder 70.
- the portion of the positioning portion 89 that protrudes from the upper surface of the cylinder 70 has an outer edge that extends annularly around the positioning hole 70 y on the upper surface of the cylinder 70 by thermal welding, and is joined to the upper surface of the cylinder 70.
- the substrate 10 and the cylinder 70 are bonded by an adhesive resin 53, and the substrate 10 and the nozzle 80 are bonded by a sealing adhesive resin 54 and a nozzle adhesive resin 55.
- substrate 10, the cylinder 70, and the nozzle 80 closely_contact
- the cylinder 70 and the nozzle 80 are joined by thermal welding so as to sandwich the substrate 10.
- the mechanical strength of the substrate 10, the cylinder 70, and the nozzle 80 can be increased by fixing the components together with the adhesive resins 53, 54, and 55 by heat welding. That is, the reliability of the portion that seals the pressure medium can be improved.
- the semiconductor sensor element 20 is mounted on the substrate 10 without being directly connected to the exterior portion such as the cylinder 70 or the nozzle 80. The stress can be prevented from being transmitted from the exterior portion to the semiconductor sensor element 20.
- the thickness of the semiconductor sensor element 20 is increased and mounted on the substrate 10 via an adhesive resin 51 which is a low elastic resin.
- an adhesive resin 51 which is a low elastic resin.
- the cylinder 70 and the nozzle 80 can be manufactured by resin molding, the shape can be easily changed. Therefore, semiconductor sensor devices for various applications can be realized by changing to an appropriate shape.
- FIGS. 5A to 14 corresponds to each step included in this manufacturing method.
- the substrate 10 is prepared.
- the mounting component 40 is mounted on the component mounting pad 13 of the substrate 10. Specifically, for example, cream solder is applied to the component mounting pad 13, the mounting component 40 is disposed on the cream solder, and the cream solder is melted and solidified by reflow or the like.
- the semiconductor sensor device 1 since all mounting components are mounted on the upper surface or the lower surface of the substrate 10 and are not directly mounted on the cylinder 70 or the nozzle 80, the semiconductor sensor device 1 using an existing mounting machine is used. Can be easily manufactured.
- adhesive resins 51 and 52 are applied to the region in which the semiconductor sensor element 20 is mounted in the element mounting region 11 and the region in which the control IC 30 is mounted.
- the adhesive resins 51 and 52 for example, a silicone resin that is a low-elasticity resin can be used.
- the adhesive resins 51 and 52 may be the same resin or different resins.
- 6B is an enlarged view of a portion D in FIG. 6A (the same applies to FIGS. 7A and 7B described later).
- the semiconductor sensor element 20 and the control IC 30 are mounted in the element mounting area 11 of the substrate 10. Specifically, for example, the semiconductor sensor element 20 is mounted on the resist spacer 15a shown in FIG. 6B, and the control IC 30 is mounted on the resist spacer 15b. Then, the adhesive resins 51 and 52 are cured by heating or the like, and the semiconductor sensor element 20 and the control IC 30 are mounted on the substrate 10.
- the electrode terminal of the semiconductor sensor element 20 and the bonding pad 12, the electrode terminal of the control IC 30 and the bonding pad 12, the electrode terminal of the semiconductor sensor element 20 and the electrode terminal of the control IC 30 are connected with the metal wire 60. Electrically connected (wire bonding).
- the metal wire 60 for example, a gold wire or a copper wire can be used. Since the resist spacer 15a is disposed below the semiconductor sensor element 20 and the resist spacer 15b is disposed below the control IC 30, wire bonding can be performed stably.
- an adhesive resin 53 is applied so as to surround the periphery of the element mounting region 11 and the bonding pad 12.
- the cylinder 70 is mounted on the upper surface of the substrate 10. Specifically, for example, the cylinder 70 is disposed on the adhesive resin 53 shown in FIG. 8A and heated to cure the adhesive resin 53. Note that an opening 70 x that exposes the bonding pad 12, the semiconductor sensor element 20, the control IC 30, and the metal wire 60 is provided at a substantially central portion of the cylinder 70. A positioning hole 70 y that communicates with the positioning hole 10 y of the substrate 10 is provided at the outer edge of the cylinder 70.
- the distance from the center 20c of the semiconductor sensor element 20 to the inner wall surface of the opening 70x is preferably point-symmetric. This is because by mounting the semiconductor sensor element 20 in the center of the opening 70x, the influence of stress caused by the bending of the substrate 10 can be minimized.
- the device protection gel 58 is applied to the upper surface of the semiconductor sensor element 20 and the upper surface of the control IC 30. Then, after the device protection gel 58 is heated and cured, the substrate 10 around the semiconductor sensor element 20 and the control IC 30 in the stepped portion 70z formed on the lower surface side of the inner wall surface of the opening 70x of the cylinder 70. A substrate protective gel 59 is applied so as to cover the upper surface of the substrate. Then, the substrate protective gel 59 is heated and cured.
- the device protection gel 58 for example, a silicone gel having a small change in viscoelasticity in a wide temperature range can be used.
- the substrate protective gel 59 for example, a highly reliable fluorine gel can be used.
- FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 9A.
- a sealing adhesive resin 54 (first adhesive resin) is applied in an annular shape (for example, an annular shape) outside the pressure medium introduction hole 10x on the lower surface of the substrate 10. Further, the nozzle adhesive resin 55 (second adhesive resin) is applied to the outer side of the sealing adhesive resin 54 in an island shape (for example, four locations).
- a test pad 18 may be formed on the lower surface of the substrate 10.
- the area where the sealing adhesive resin 54 and the nozzle adhesive resin 55 are applied is, for example, concave without the solder resist 15 being formed, and the sealing adhesive resin 54 and the nozzle adhesive resin 55 are applied to the concave portions. Can do. However, the sealing adhesive resin 54 and the nozzle adhesive resin 55 may be applied to a flat portion on the solder resist 15 without forming the concave portion.
- the sealing adhesive resin 54 for example, a fluorine-based resin can be used.
- a silicone-based resin can be used. Fluorine-based resins are preferable in that they are more reliable and less likely to deteriorate than silicone-based resins, and are difficult to pass through a pressure medium (the pressure medium is less likely to leak). Silicone-based resins are preferable because they have higher adhesive strength than fluorine-based resins. In this way, by using a plurality of types of adhesive resins for mounting the nozzle 80, a resin having high resistance to a specific pressure medium is selected while ensuring the adhesive strength between the substrate 10 and the nozzle 80, etc. The degree of design freedom can be improved.
- the nozzle 80 is mounted on the substrate 10 on which the cylinder 70 and the like are mounted. Specifically, columnar positioning portions 89 (for example, four locations) provided in the nozzle 80 are inserted into the positioning holes 10 y of the substrate 10 and the positioning holes 70 y of the cylinder 70. At this time, as shown in FIGS. 11A, 12A and 13A, the tip of each positioning portion 89 protrudes from the upper surface of the cylinder 70.
- 11A and 11B are plan views
- FIGS. 12A and 12B are side views
- FIGS. 13A and 13B are cross-sectional views taken along line BB in FIG.
- each positioning portion 89 is heated and melted so that the outer edge portion of each positioning portion 89 spreads annularly around the positioning hole 70 y on the upper surface of the cylinder 70. Thereafter, the tip of each positioning portion 89 is cured, and the outer edge portion of each positioning portion 89 and the upper surface of the cylinder 70 are joined.
- the substrate 10 and the cylinder 70 are bonded by the adhesive resin 53
- the substrate 10 and the nozzle 80 are bonded by the nozzle adhesive resin 55
- the cylinder 70 and the nozzle 80 are thermally welded with the substrate 10 sandwiched therebetween. Therefore, the substrate 10 and the cylinder 70 and the nozzle 80 are in close contact with each other, and the leakage of the pressure medium can be prevented.
- the positioning portion 89 of the nozzle 80 and the cylinder 70 may be melted and fixed.
- the external terminal 90 is mounted in each external terminal insertion hole 10z. Thereby, the manufacture of the semiconductor sensor device 1 is completed. It is preferable to apply a moisture-proof coating agent so as to cover the component mounting pads 13, the through holes 16, the test pads 18 and the mounting components 40. For example, it is for preventing the through hole 16 and the like from being broken due to corrosion caused by factors such as sulfide in an outdoor environment.
- the semiconductor sensor device 1 may be covered with cases 110 and 120 (for example, resin molded products).
- cases 110 and 120 for example, resin molded products.
- a part of the nozzle 80 of the semiconductor sensor device 1 is exposed from the case 120.
- a part of the external terminal 90 of the semiconductor sensor device 1 is exposed from the case 110.
- the case 110 and the case 120 are fitted and fixed so that the substrate 10 of the semiconductor sensor device 1 is not directly fixed to the cases 110 and 120 (E portion in FIG. 14). If it does in this way, it can prevent that the stress which generate
- the semiconductor sensor device 1 As described above, in the semiconductor sensor device 1 according to the first embodiment, all mounted components including the semiconductor sensor element 20 are mounted on the upper surface or the lower surface of the substrate 10. Further, a glass pedestal is not used for mounting the semiconductor sensor element 20.
- the nozzle 80 is bonded to the substrate 10 with an adhesive resin, and is bonded to the cylinder 70 by thermal welding with the substrate 10 being sandwiched. Thereby, it is possible to realize the semiconductor sensor device 1 with reduced manufacturing cost while ensuring reliability.
- FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor sensor device according to a modification of the first embodiment, and shows a cross section corresponding to FIG. 3A.
- the first embodiment the example in which the pressure medium is sealed by the adhesive resins 54 and 55 has been described. Instead, the pressure medium is sealed by the O-ring 130 as in the semiconductor sensor device 1A shown in FIG. It is good also as a structure to do.
- an O-ring arrangement portion 85 is provided in the nozzle 80A. Since the O-ring 130 arranged in the O-ring arrangement portion 85 is crushed when the cylinder 70 and the nozzle 80A are thermally welded, the pressure medium can be stably sealed. Other effects are the same as those in the first embodiment.
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Abstract
【課題】信頼性を確保しつつ製造コストを低減した半導体センサ装置を提供する。 【解決手段】本半導体センサ装置は、基板と、前記基板の一方の側に実装され、圧力媒体の圧力を検出する半導体センサ素子と、前記基板の一方の側に実装され、前記半導体センサ素子を保護する保護部材と、前記基板の他方の側に実装され、前記基板に設けられた貫通孔を介して前記半導体センサ素子に圧力媒体を導入する圧力媒体導入部材と、を有し、前記保護部材と前記圧力媒体導入部材とが前記基板を挟んだ状態で接合されている。
Description
本発明は、半導体センサ装置に関する。
従来、圧力を検出する半導体センサ装置が知られている。このような半導体センサ装置は、例えば、応力の影響を低減するため半導体センサ素子にガラス台座を接合し、剛性を高めている。この構造では、外力は半導体センサ素子まで伝播しないため、外力の影響は大きく抑制されるが、半導体センサ装置の作製工数が増えてしまいコストが高くなる。又、高温高湿試験等の信頼性試験で基本特性の悪化が生じることが確認されている。
又、半導体センサ装置では、接着樹脂による部品実装が用いられることが多いが、圧力媒体の経路上に接着樹脂による接着部が複数箇所存在すると、その数だけ圧力媒体が漏れる箇所が増え、信頼性の低下につながる。この問題を解決するために、圧力導入部となる金属或いは成形樹脂部品に半導体センサ素子を直接実装する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構造では、圧力導入部から半導体センサ素子までの間で接着部を１箇所のみに限定することで、圧力媒体が漏れる箇所を最小限にし、信頼性の向上を図っている。
しかしながら、上記の構造には、半導体センサ素子を接合するための接着性や、樹脂成型部品の離型材の残りによる接着強度低下、樹脂未硬化の懸念が存在する。又、圧力導入部に半導体センサ素子が実装されていることで、製品取り付け時に直接半導体センサ素子に応力が伝わる懸念も存在する。これらにより、上記の構造では信頼性の確保が困難である。
又、上記の構造では、通常使用する実装機では製造困難であり、特に半導体センサ素子への結線に、半導体センサ素子とリードフレームを同時に加熱できる専用の装置を導入する必要がある。これらにより、上記の構造では製造コストの低減が困難である。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、信頼性を確保しつつ製造コストを低減した半導体センサ装置を提供することを課題とする。
ある実施例によれば、本半導体センサ装置（１、１Ａ）は、基板（１０）と、前記基板（１０）の一方の側に実装され、圧力媒体の圧力を検出する半導体センサ素子（２０）と、前記基板（１０）の一方の側に実装され、前記半導体センサ素子（２０）を保護する保護部材（７０）と、前記基板（１０）の他方の側に実装され、前記基板（１０）に設けられた貫通孔（１０ｘ）を介して前記半導体センサ素子（２０）に圧力媒体を導入する圧力媒体導入部材（８０）と、を有し、前記保護部材（７０）と前記圧力媒体導入部材（８０）とが前記基板（１０）を挟んだ状態で接合されていることを要件とする。
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。
少なくとも１つの実施例によれば、信頼性を確保しつつ製造コストを低減した半導体センサ装置を提供できる。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
〈第１の実施の形態〉
図１Ａ～図４は、第１の実施の形態に係る半導体センサ装置を例示する図である。なお、図１Ａは正面図、図１Ｂは斜視図、図２Ａは平面図、図２Ｂは底面図、図３Ａは図２のＡ－Ａ線に沿う断面図、図３Ｂは図３ＡのＣ部の拡大図、図４は図２Ａおよび図２ＢのＢ－Ｂ線に沿う断面図である。又、図５Ａ～図１４は、第１の実施の形態に係る半導体センサ装置の製造工程を例示する図である。
図１Ａ～図４は、第１の実施の形態に係る半導体センサ装置を例示する図である。なお、図１Ａは正面図、図１Ｂは斜視図、図２Ａは平面図、図２Ｂは底面図、図３Ａは図２のＡ－Ａ線に沿う断面図、図３Ｂは図３ＡのＣ部の拡大図、図４は図２Ａおよび図２ＢのＢ－Ｂ線に沿う断面図である。又、図５Ａ～図１４は、第１の実施の形態に係る半導体センサ装置の製造工程を例示する図である。
［第１の実施の形態に係る半導体センサ装置の構造］
まず、図１Ａ～図５Ｂを参照しながら、第１の実施の形態に係る半導体センサ装置１の構造について説明する。図１Ａ～図５Ｂに示すように、半導体センサ装置１は、大略すると、基板１０と、シリンダ７０と、ノズル８０と、外部端子９０とを有する。シリンダ７０とノズル８０とは基板１０を挟んだ状態で接合されている。
まず、図１Ａ～図５Ｂを参照しながら、第１の実施の形態に係る半導体センサ装置１の構造について説明する。図１Ａ～図５Ｂに示すように、半導体センサ装置１は、大略すると、基板１０と、シリンダ７０と、ノズル８０と、外部端子９０とを有する。シリンダ７０とノズル８０とは基板１０を挟んだ状態で接合されている。
なお、本実施の形態では、便宜上、半導体センサ装置１のシリンダ７０側を上側又は一方の側、ノズル８０側を下側又は他方の側とする。又、各部位のシリンダ７０側の面を上面又は一方の面、ノズル８０側の面を下面又は他方の面とする。但し、半導体センサ装置１は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。又、平面視とは対象物を基板１０の上面の法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を基板１０の上面の法線方向から視た形状を指すものとする。
半導体センサ装置１において、基板１０の平面形状は、例えば、略矩形状とすることができるが、略矩形状以外の任意の形状として構わない。又、必要に応じ、基板１０の外縁部に切り欠き等を設けても構わない。基板１０としては、所謂ガラスエポキシ基板やセラミック基板、シリコン基板等を用いることができる。
基板１０には、素子搭載領域１１、ボンディングパッド１２、部品実装用パッド１３、外部端子実装用パッド１４、ソルダーレジスト１５、スルーホール１６、圧力媒体導入孔１０ｘ、位置決め孔１０ｙ、外部端子挿入孔１０ｚ等が形成されている。素子搭載領域１１には、例えば、銅（Ｃｕ）が露出している。又、ボンディングパッド１２、部品実装用パッド１３、外部端子実装用パッド１４には、例えば、銅（Ｃｕ）の上面に形成された金（Ａｕ）めっきが露出している。
但し、素子搭載領域１１に形成された圧力媒体導入孔１０ｘの周辺領域１１ａに、金（Ａｕ）めっきを施してもよい。基板１０と圧力媒体が接触する部分である圧力媒体導入孔１０ｘの周辺領域１１ａに金（Ａｕ）めっきを施すことにより、基板１０の内部に圧力媒体が拡散することや基板１０上の銅（Ｃｕ）配線が腐食することを最小限にすることができる。なお、金（Ａｕ）めっきがなくても銅膜が配されていれば同様の効果が得られるが、銅膜の上に金（Ａｕ）めっきがあるとより効果的である。
基板１０の部品実装用パッド１３には、実装部品４０が実装されている。実装部品４０は、ＩＣ、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、インダクタの一部又は全部、或いは他の任意の部品を含んでよい。
ソルダーレジスト１５は、素子搭載領域１１、ボンディングパッド１２、部品実装用パッド１３、外部端子実装用パッド１４等を露出するように、基板１０の上面及び下面に設けられている。ソルダーレジスト１５は、素子搭載領域１１内に選択的に形成された凸部であるレジストスペーサ１５ａ及び１５ｂを有している。レジストスペーサ１５ａは、半導体センサ素子２０を実装する領域に選択的に設けられた、半導体センサ素子２０を搭載するための台座である。又、レジストスペーサ１５ｂは、制御ＩＣ３０を実装する領域に選択的に設けられた、制御ＩＣ３０を搭載するための台座である。
素子搭載領域１１のレジストスペーサ１５ａ上には半導体センサ素子２０が配置され、接着樹脂５１により固定されている。レジストスペーサ１５ｂ上には制御ＩＣ３０が配置され、接着樹脂５２により固定されている。なお、基板１０の上面には半導体センサ素子２０等を保護する保護部材であるシリンダ７０が接着樹脂５３により固定されており、半導体センサ素子２０及び制御ＩＣ３０はシリンダ７０の略中央部に設けられた開口部７０ｘ内に配されている。
半導体センサ素子２０は、圧力媒体の圧力を検出するセンサであり、ダイヤフラムを有している。ダイヤフラムは、半導体センサ素子２０の上面であるセンサ面を構成する部位であり、圧力により発生した応力を、電気信号に変換して検出する機能を有する。半導体センサ素子２０は、ダイヤフラムの歪みを抵抗値の変化として検出する半導体歪みゲージ方式の素子でもよいし、ダイヤフラムの変位を静電容量の変化として検出する静電容量方式の素子でもよいし、他の検出方式で圧力を検出する素子でもよい。
制御ＩＣ３０は、半導体センサ素子２０を制御するＩＣである。制御ＩＣ３０には、例えば、温度センサが内蔵されており、制御ＩＣ３０は半導体センサ素子２０の特性の温度補償を行う。半導体センサ素子２０の特性の温度補償の確度を高めるため、制御ＩＣ３０は半導体センサ素子２０の近傍に実装されている。
半導体センサ素子２０の上面及び制御ＩＣ３０の上面には、デバイス保護ゲル５８が設けられている。又、シリンダ７０の開口部７０ｘの内壁面の下面側に形成された段差部７０ｚ内において、半導体センサ素子２０及び制御ＩＣ３０の周辺部の基板１０の上面を被覆するように、基板保護ゲル５９が設けられている。デバイス保護ゲル５８としては、例えば、広い温度範囲で粘弾性の変化が小さいシリコーンゲルを用いることができる。基板保護ゲル５９としては、例えば、高信頼性のフッ素ゲルを用いることができる。但し、デバイス保護ゲル５８及び基板保護ゲル５９は、同じ材料を用いても構わない。
ノズル８０は半導体センサ素子２０に圧力媒体を導入する圧力媒体導入部材であり、略中央部に筒状の圧力媒体導入孔８１が設けられている。ノズル８０の圧力媒体導入孔８１（貫通孔）は基板１０の圧力媒体導入孔１０ｘ（貫通孔）に連通しており、圧力媒体導入孔８１から導入された圧力媒体（例えば、プロパンガスや都市ガス等のガス）は、圧力媒体導入孔１０ｘを介して、半導体センサ素子２０のダイヤフラムに達する。
半導体センサ素子２０のダイヤフラムの歪み（又は、変位）は、ノズル８０の圧力媒体導入孔８１から導入される圧力媒体の圧力と、シリンダ７０の開口部７０ｘから導入される大気圧との差に応じて変化する。そのため、ダイヤフラムの歪み量（又は、変位量）を抵抗値（又は、静電容量値）の変化量として検出することによって、圧力媒体導入孔８１から導入された圧力媒体の圧力を検出できる。
このように、半導体センサ素子２０のダイヤフラムの下面側で圧力媒体を受ける構造とすることにより、半導体センサ素子２０のダイヤフラムの上面側に形成された抵抗や配線等に腐食が生じることを防止できる。又、この構造では、基板１０と圧力媒体が接触する面積が少なくなるため、圧力媒体が基板１０へ与える影響を最小限にすることができ、信頼性の向上が可能となる。
なお、図３Ｂに示したように、圧力媒体導入孔８１の基板１０側には圧力媒体の流量を制限する流量制限部８２が設けられ、流量制限部８２の更に基板１０側に流量制限部８２より断面積の大きいバッファ部８３が設けられている。なお、流量制限部８２の断面積は、流量制限部８２内の位置がバッファ部８３から遠いときに最大となり、流量制限部８２内の位置がバッファ部８３に近づくにつれて徐々に小さくなる形状とされている。
言い換えれば、圧力媒体導入孔８１は、基板１０と遠い方から近い方にかけて、第１の断面積を備えた第１の部分（流量制限部８２及びバッファ部８３を除く部分）と、第１の断面積よりも小さい第２の断面積を備えた第２の部分（流量制限部８２）と、第２の断面積よりも大きい第３の断面積を備えた第３の部分（バッファ部８３）とを有している。すなわち、第１の部分は基板から離れた位置に形成され、第３の部分は基板から近い位置に形成され、第２の部分は第１の部分と第３の部分との間に形成されている。
第１～第３の部分の各断面（横断面）は、例えば、円形とすることができる。その場合、流量制限部８２及びバッファ部８３を除く部分の圧力媒体導入孔８１の直径は、例えば、２ｍｍ程度とすることができる。流量制限部８２のバッファ部８３から遠い側の直径は、例えば、０．８ｍｍ程度、バッファ部８３に近い側の直径は、例えば、０．３ｍｍ程度とすることができる。バッファ部８３の直径は、例えば、１．１ｍｍ程度とすることができる。
このように、流量制限部８２により圧力媒体の流量を制限すると共に、流量制限部８２の基板１０側に流量制限部８２より断面積の大きいバッファ部８３を設けることで、バッファ部８３が形成する空間が、圧力伝播を吸収する緩衝器の役割を果たす。その結果、突発的な圧力印加に対して半導体センサ素子２０を保護することができる。
又、ノズル８０の上面には、柱状の位置決め部８９（例えば、４カ所）が設けられている。ノズル８０の各位置決め部８９は、連通する基板１０の位置決め孔１０ｙ及びシリンダ７０の位置決め孔７０ｙに挿入され、先端がシリンダ７０の上面から突出している。位置決め部８９のシリンダ７０の上面から突出している部分は、熱溶着により外縁部がシリンダ７０の上面の位置決め孔７０ｙの周囲に環状に広がり、シリンダ７０の上面と接合されている。
なお、基板１０とシリンダ７０とは接着樹脂５３により接着され、基板１０とノズル８０とはシール用接着樹脂５４とノズル接着樹脂５５により接着されている。これにより、基板１０とシリンダ７０及びノズル８０とは密着するため、ノズル８０の圧力媒体導入孔８１から導入された圧力媒体が漏れることを防止できる。そして、更に、基板１０を挟むようにシリンダ７０とノズル８０とが熱溶着により接合されている。このように、接着樹脂５３、５４、５５と熱溶着による併用して部品を固定することで、基板１０、シリンダ７０及びノズル８０の機械的強度を高めることができる。すなわち、圧力媒体をシールする部分の信頼性を向上することができる。
なお、半導体センサ装置１では、半導体センサ素子２０をシリンダ７０やノズル８０等の外装部分に直接接続せずに、基板１０に実装しているため、半導体センサ装置１を取り付け対象物に取り付ける際に、外装部分から半導体センサ素子２０に応力が伝わることを防止できる。
又、従来のようにガラス台座を使用しない代わりに、半導体センサ素子２０の厚みを厚くし、低弾性樹脂である接着樹脂５１を介して基板１０に実装している。接着樹脂５１として低弾性樹脂を使用することで、外部応力による影響を低減し、ガラス台座を有している場合と同等に外部応力を緩和することができる。更に、この構造では、ガラス台座を実装しないため、製造コストが低減できる。
なお、シリンダ７０やノズル８０は樹脂成型により作製できるため、形状の変更が容易である。そのため、適宜な形状に変更することで、様々な用途に向けた半導体センサ装置を実現できる。
［第１の実施の形態に係る半導体センサ装置の製造方法］
次に、図５Ａ～図１４を参照しながら、第１の実施の形態に係る半導体センサ装置１の製造方法について説明する。なお、図５Ａ～図１４の各図は、この製造方法に含まれる各工程に対応している。まず、図５Ａに示す工程では、基板１０を準備する。そして、図５Ｂに示す工程では、基板１０の部品実装用パッド１３に実装部品４０を実装する。具体的には、例えば、部品実装用パッド１３にクリームはんだを塗布し、クリームはんだ上に実装部品４０を配置し、リフロー等によりクリームはんだ等を溶融後凝固させる。なお、半導体センサ装置１では、基板１０の上面又は下面に全ての実装部品が実装され、シリンダ７０やノズル８０に直接実装されることがないため、既存の実装機を使用して半導体センサ装置１を容易に製造することが可能である。
次に、図５Ａ～図１４を参照しながら、第１の実施の形態に係る半導体センサ装置１の製造方法について説明する。なお、図５Ａ～図１４の各図は、この製造方法に含まれる各工程に対応している。まず、図５Ａに示す工程では、基板１０を準備する。そして、図５Ｂに示す工程では、基板１０の部品実装用パッド１３に実装部品４０を実装する。具体的には、例えば、部品実装用パッド１３にクリームはんだを塗布し、クリームはんだ上に実装部品４０を配置し、リフロー等によりクリームはんだ等を溶融後凝固させる。なお、半導体センサ装置１では、基板１０の上面又は下面に全ての実装部品が実装され、シリンダ７０やノズル８０に直接実装されることがないため、既存の実装機を使用して半導体センサ装置１を容易に製造することが可能である。
次に、図６Ａ及び図６Ｂに示す工程では、素子搭載領域１１内の半導体センサ素子２０を実装する領域及び制御ＩＣ３０を実装する領域に、接着樹脂５１及び５２を塗布する。接着樹脂５１及び５２としては、例えば、低弾性樹脂であるシリコーン樹脂等を用いることができる。但し、接着樹脂５１及び５２は、同一の樹脂を用いてもよいし、異なる樹脂を用いてもよい。なお、図６Ｂは、図６ＡのＤ部の拡大図である（後述の図７Ａ及び図７Ｂについても同様）。
次に、図７Ａに示す工程では、基板１０の素子搭載領域１１内に半導体センサ素子２０及び制御ＩＣ３０を実装する。具体的には、例えば、図６Ｂに示すレジストスペーサ１５ａ上に半導体センサ素子２０を搭載し、レジストスペーサ１５ｂ上に制御ＩＣ３０を搭載する。そして、接着樹脂５１及び５２を加熱等により硬化させ、半導体センサ素子２０及び制御ＩＣ３０を基板１０に実装する。
次に、図７Ｂに示す工程では、半導体センサ素子２０の電極端子とボンディングパッド１２、制御ＩＣ３０の電極端子とボンディングパッド１２、半導体センサ素子２０の電極端子と制御ＩＣ３０の電極端子を金属線６０を介して電気的に接続（ワイヤボンディング）する。金属線６０としては、例えば、金線や銅線等を用いることができる。なお、半導体センサ素子２０の下側にはレジストスペーサ１５ａが配され、制御ＩＣ３０の下側にはレジストスペーサ１５ｂが配されているため、安定してワイヤボンディングを行うことができる。
次に、図８Ａに示す工程では、素子搭載領域１１及びボンディングパッド１２の周辺を囲むように、接着樹脂５３を塗布する。
次に、図８Ｂに示す工程では、基板１０の上面にシリンダ７０を実装する。具体的には、例えば、図８Ａに示す接着樹脂５３上にシリンダ７０を配置し、加熱して接着樹脂５３を硬化させる。なお、シリンダ７０の略中央部には、ボンディングパッド１２、半導体センサ素子２０、制御ＩＣ３０、金属線６０を露出する開口部７０ｘが設けられている。又、シリンダ７０の外縁部には、基板１０の位置決め孔１０ｙと連通する位置決め孔７０ｙが設けられている。
なお、平面視において、半導体センサ素子２０の中心２０ｃから開口部７０ｘの内壁面までの距離（図８Ｂの破線の矢印）が、点対称の関係であることが好ましい。開口部７０ｘの中央に半導体センサ素子２０を実装することで、基板１０の撓みにより生じる応力の影響を最小限にできるからである。
次に、図９Ａ及び図９Ｂに示す工程では、半導体センサ素子２０の上面及び制御ＩＣ３０の上面にデバイス保護ゲル５８を塗布する。そして、デバイス保護ゲル５８を加熱して硬化させた後、シリンダ７０の開口部７０ｘの内壁面の下面側に形成された段差部７０ｚ内において、半導体センサ素子２０及び制御ＩＣ３０の周辺部の基板１０の上面を被覆するように、基板保護ゲル５９を塗布する。そして、基板保護ゲル５９を加熱して硬化させる。デバイス保護ゲル５８としては、例えば、広い温度範囲で粘弾性の変化が小さいシリコーンゲルを用いることができる。基板保護ゲル５９としては、例えば、高信頼性のフッ素ゲルを用いることができる。なお、図９Ｂは図９ＡのＡ－Ａ線に沿う断面図である。
次に、図１０Ａに示す工程では、基板１０の下面の圧力媒体導入孔１０ｘの外側に環状（例えば、円環状）にシール用接着樹脂５４（第１の接着樹脂）を塗布する。又、シール用接着樹脂５４の更に外側に島状（例えば、４カ所）にノズル接着樹脂５５（第２の接着樹脂）を塗布する。なお、基板１０の下面には、テスト用パッド１８が形成されていてもよい。
シール用接着樹脂５４及びノズル接着樹脂５５を塗布する領域は、例えば、ソルダーレジスト１５が形成されずに凹状とされており、凹状の部分にシール用接着樹脂５４及びノズル接着樹脂５５を塗布することができる。但し、凹状の部分を形成せずに、ソルダーレジスト１５上の平坦な部分にシール用接着樹脂５４及びノズル接着樹脂５５を塗布してもよい。
シール用接着樹脂５４としては、例えば、フッ素系の樹脂を用いることができる。ノズル接着樹脂５５としては、例えば、シリコーン系の樹脂を用いることができる。フッ素系の樹脂は、シリコーン系の樹脂よりも高信頼性で劣化し難く、圧力媒体を通し難い（圧力媒体が漏れ難い）点で好適である。シリコーン系の樹脂は、フッ素系の樹脂よりも接着強度が高い点で好適である。このように、ノズル８０を実装するための接着樹脂を複数種併用することで、基板１０とノズル８０との接着強度を確保しつつ、特定の圧力媒体への耐性が高い樹脂を選定する等、設計自由度を向上することができる。
次に、図１０Ｂに示す工程では、シリンダ７０等が実装された基板１０にノズル８０を実装する。具体的には、ノズル８０に設けられた柱状の位置決め部８９（例えば、４カ所）を基板１０の位置決め孔１０ｙ及びシリンダ７０の位置決め孔７０ｙに挿入する。この時、図１１Ａ、図１２Ａ及び図１３Ａに示すように、各位置決め部８９の先端がシリンダ７０の上面から突出する。なお、図１１Ａおよび図１１Ｂは平面図、図１２Ａおよび図１２Ｂは側面図、図１３Ａおよび図１３Ｂは図１１のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。
次に、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ及び図１３Ｂに示す工程では、熱溶着を行う。具体的には、各位置決め部８９の先端を加熱して溶融させ、各位置決め部８９の外縁部がシリンダ７０の上面の位置決め孔７０ｙの周囲に環状に広がるようにする。その後、各位置決め部８９の先端を硬化させ、各位置決め部８９の外縁部とシリンダ７０の上面とを接合する。これにより、基板１０とシリンダ７０とが接着樹脂５３により接着され、基板１０とノズル８０とがノズル接着樹脂５５により接着され、更に、シリンダ７０とノズル８０とが基板１０を挟んだ状態で熱溶着により接合されるため、基板１０とシリンダ７０及びノズル８０とが密着し、圧力媒体の漏れを防止できる。なお、ノズル８０の位置決め部８９とシリンダ７０を夫々溶融させて固定してもよい。
その後、各外部端子挿入孔１０ｚに外部端子９０を実装する。これにより、半導体センサ装置１の製造が完了する。なお、部品実装用パッド１３、スルーホール１６、テスト用パッド１８及び実装部品４０を被覆するように防湿コート剤を塗布することが好ましい。例えば、屋外環境下における硫化物などの要因によって腐食し、スルーホール１６等が断線することを防止するためである。
必要に応じ、図１４に示すように、半導体センサ装置１をケース１１０及び１２０（例えば、樹脂成型品）で覆うようにしてもよい。図１４の例では、半導体センサ装置１のノズル８０の一部がケース１２０から露出している。又、半導体センサ装置１の外部端子９０の一部がケース１１０から露出している。
なお、ケース１１０とケース１２０とを嵌め合いで固定し、半導体センサ装置１の基板１０はケース１１０及び１２０に直接固定されない構造（図１４のＥ部）とすることが好ましい。このようにすると、ケース１１０及び１２０を組み立てる際に発生する応力が基板１０に伝わることを防ぎ、更に組み立てたケースを別の筐体に組み付ける際に生じる応力の影響を受けにくくすることもできる。この結果、これらの応力が半導体センサ素子２０の特性に影響を与えることを回避できる。又、ケース１２０に基板つき当て部（図１４のＦ部）を設けることが好ましい。このようにすると、外部端子９０に接続を行う際に外部端子９０が押されて発生する基板１０の撓みを抑制できる。
このように、第１の実施の形態に係る半導体センサ装置１は、基板１０の上面又は下面に半導体センサ素子２０を含む全実装部品を実装している。又、半導体センサ素子２０の実装にガラス台座を用いていない。又、ノズル８０を接着樹脂で基板１０に接着すると共に、基板１０を挟んだ状態でシリンダ７０と熱溶着により接合している。これにより、信頼性を確保しつつ製造コストを低減した半導体センサ装置１を実現できる。
〈第１の実施の形態の変形例〉
図１５は、第１の実施の形態の変形例に係る半導体センサ装置を例示する断面図であり、図３Ａに対応する断面を示している。第１の実施の形態では、接着樹脂５４及び５５により圧力媒体をシールする例を示したが、これに代えて、図１５に示す半導体センサ装置１Ａのように、Ｏリング１３０により圧力媒体をシールする構造としてもよい。
図１５は、第１の実施の形態の変形例に係る半導体センサ装置を例示する断面図であり、図３Ａに対応する断面を示している。第１の実施の形態では、接着樹脂５４及び５５により圧力媒体をシールする例を示したが、これに代えて、図１５に示す半導体センサ装置１Ａのように、Ｏリング１３０により圧力媒体をシールする構造としてもよい。
半導体センサ装置１Ａでは、ノズル８０ＡにＯリング配置部８５が設けられている。Ｏリング配置部８５に配置されたＯリング１３０は、シリンダ７０とノズル８０Ａとを熱溶着する際に潰されるため、圧力媒体を安定してシールすることができる。その他の効果については、第１の実施の形態と同様である。
以上、好ましい実施の形態及び変形例について詳説したが、上述した実施の形態及び変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及び変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
本国際特許出願は２０１４年１１月２８日に出願した日本国特許出願第２０１４－２４２２０３号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１４－２４２２０３号の全内容を本願に援用する。
１、１Ａ 半導体センサ装置
１０ 基板
１０ｘ 圧力媒体導入孔
１０ｙ 位置決め孔
１０ｚ 外部端子挿入孔
１１ 素子搭載領域
１１ａ 圧力媒体導入孔の周辺領域
１２ ボンディングパッド
１３ 部品実装用パッド
１４ 外部端子実装用パッド
１５ ソルダーレジスト
１５ａ、１５ｂ レジストスペーサ
１６ スルーホール
１８ テスト用パッド
２０ 半導体センサ素子
３０ 制御ＩＣ
４０ 実装部品
５１、５２、５３ 接着樹脂
５４ シール用接着樹脂
５５ ノズル接着樹脂
５８ デバイス保護ゲル
５９ 基板保護ゲル
６０ 金属線
７０ シリンダ
７０ｘ 開口部
７０ｙ 位置決め孔
７０ｚ 段差部
８０、８０Ａ ノズル
８１ 圧力媒体導入孔
８２ 流量制限部
８３ バッファ部
８５ Ｏリング配置部
８９ 位置決め部
９０ 外部端子
１１０、１２０ ケース
１３０ Ｏリング
１０ 基板
１０ｘ 圧力媒体導入孔
１０ｙ 位置決め孔
１０ｚ 外部端子挿入孔
１１ 素子搭載領域
１１ａ 圧力媒体導入孔の周辺領域
１２ ボンディングパッド
１３ 部品実装用パッド
１４ 外部端子実装用パッド
１５ ソルダーレジスト
１５ａ、１５ｂ レジストスペーサ
１６ スルーホール
１８ テスト用パッド
２０ 半導体センサ素子
３０ 制御ＩＣ
４０ 実装部品
５１、５２、５３ 接着樹脂
５４ シール用接着樹脂
５５ ノズル接着樹脂
５８ デバイス保護ゲル
５９ 基板保護ゲル
６０ 金属線
７０ シリンダ
７０ｘ 開口部
７０ｙ 位置決め孔
７０ｚ 段差部
８０、８０Ａ ノズル
８１ 圧力媒体導入孔
８２ 流量制限部
８３ バッファ部
８５ Ｏリング配置部
８９ 位置決め部
９０ 外部端子
１１０、１２０ ケース
１３０ Ｏリング
Claims (9)
- 基板と、
前記基板の一方の側に実装され、圧力媒体の圧力を検出する半導体センサ素子と、
前記基板の一方の側に実装され、前記半導体センサ素子を保護する保護部材と、
前記基板の他方の側に実装され、前記基板に設けられた貫通孔を介して前記半導体センサ素子に圧力媒体を導入する圧力媒体導入部材と、を有し、
前記保護部材と前記圧力媒体導入部材とが前記基板を挟んだ状態で接合されている半導体センサ装置。 - 前記圧力媒体導入部材は位置決め部を備え、
前記位置決め部は前記基板及び前記保護部材を連通する位置決め孔に挿入され、前記位置決め部の先端が前記保護部材の表面から突出し、
前記突出した部分が熱溶着により前記保護部材の表面と接合されている請求項１記載の半導体センサ装置。 - 前記圧力媒体導入部材は、第１の接着樹脂と第２の接着樹脂により、前記基板と接着され、
前記第１の接着樹脂は、前記基板の他方の側の前記貫通孔の外側に環状に設けられ、前記第２の接着樹脂は、前記基板の他方の側において環状に設けられた前記第１の接着樹脂の更に外側に設けられている請求項１に記載の半導体センサ装置。 - 前記第１の接着樹脂はフッ素系の樹脂であり、前記第２の接着樹脂はシリコーン系の樹脂である請求項３記載の半導体センサ装置。
- 前記圧力媒体導入部材は、圧力媒体導入孔を備え、
前記圧力媒体導入孔は、第１の断面積を備えた第１の部分と、前記第１の断面積よりも小さい第２の断面積を備えた第２の部分と、前記第２の断面積よりも大きい第３の断面積を備えた第３の部分とを有し、前記第１の部分は前記基板から離れた位置に形成され、前記第３の部分は前記基板から近い位置に形成され、前記第２の部分は前記第１の部分と前記第３の部分との間に形成されている請求項１に記載の半導体センサ装置。 - 前記第２の断面積は、前記第２の部分の中の位置に応じて変化し、前記第２の部分の中の位置が前記第１の部分に近いときに最大となり、前記第２の部分の中の位置が前記第３の部分に近づくにつれて小さくなる請求項５記載の半導体センサ装置。
- 全ての実装部品が前記基板に実装されている請求項１に記載の半導体センサ装置。
- 前記保護部材は開口部を備え、
平面視において、前記半導体センサ素子の中心から前記開口部の内壁面までの距離が、点対称の関係である請求項１に記載の半導体センサ装置。 - 前記圧力媒体がガスである請求項１に記載の半導体センサ装置。
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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2014
- 2014-11-28 JP JP2014242203A patent/JP6428205B2/ja active Active
-
2015
- 2015-11-16 WO PCT/JP2015/082117 patent/WO2016084641A1/ja active Application Filing
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- 2015-11-16 CN CN201580065969.XA patent/CN107003199B/zh active Active
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| See also references of EP3225964A4 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3225964A1 (en) | 2017-10-04 |
| EP3225964A4 (en) | 2018-10-24 |
| EP3225964B1 (en) | 2019-09-18 |
| JP6428205B2 (ja) | 2018-11-28 |
| CN107003199A (zh) | 2017-08-01 |
| JP2016102761A (ja) | 2016-06-02 |
| CN107003199B (zh) | 2020-01-07 |
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