JP2001127208A - 半導体チップの実装構造及びその製造方法 - Google Patents
半導体チップの実装構造及びその製造方法Info
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-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容易かつ低コストで、耐環境性に優れ、実装
面積を削減することのできる半導体チップの実装構造及
びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 半導体チップ５を搭載する基台が金属線
２入りガラス基台１であり、金属線２をリード線とし、
半導体チップ５搭載部を封止する蓋部（シリコン基板
７）をガラス基台１に接合したことを特徴とする。
面積を削減することのできる半導体チップの実装構造及
びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 半導体チップ５を搭載する基台が金属線
２入りガラス基台１であり、金属線２をリード線とし、
半導体チップ５搭載部を封止する蓋部（シリコン基板
７）をガラス基台１に接合したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体加速度セン
サや半導体圧力センサ等のマイクロ加工センサや、これ
らの電気信号を処理するＩＣモジュール等の半導体チッ
プの実装構造及びその実装方法に関するものである。
サや半導体圧力センサ等のマイクロ加工センサや、これ
らの電気信号を処理するＩＣモジュール等の半導体チッ
プの実装構造及びその実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、産業上の様々な分野において、加
速度や圧力を検出する力学量半導体センサが多技にわた
って用いられるようになっている。中でも車載関係や家
電製品等におけるマイクロ加工センサ（半導体加速度セ
ンサ，半導体圧力センサ等）の使用が急増している。ま
た、このマイクロ加工センサからのセンサ信号を信号処
理するためのＩＣチップをマイクロ加工センサチップと
一体化又モジュール化している例も急増している。
速度や圧力を検出する力学量半導体センサが多技にわた
って用いられるようになっている。中でも車載関係や家
電製品等におけるマイクロ加工センサ（半導体加速度セ
ンサ，半導体圧力センサ等）の使用が急増している。ま
た、このマイクロ加工センサからのセンサ信号を信号処
理するためのＩＣチップをマイクロ加工センサチップと
一体化又モジュール化している例も急増している。
【０００３】従来の半導体チップの実装構造を図６
（ａ）に示す。ここでは、半導体チップ５の一例とし
て、ダイヤフラム方式の半導体圧力センサを例として示
す。異方性エッチングにより肉薄構造に形成されたダイ
ヤフラム５ａ上にピエゾ抵抗５ｂが形成された構造が知
られている。また半導体チップ５（半導体圧力センサ）
は硼珪酸ガラスや結晶化ガラス等の台座１９と陽極接合
され、パッケージ１８にダイボンド接合されている。こ
こで、パッケージ１８及び台座１９には、半導体圧力セ
ンサに外部圧力を導入する圧力導入孔が中央に設けられ
ており、外部圧力はこの圧力導入孔を通り半導体圧力セ
ンサのダイヤフラム５ａに導かれ、ダイヤフラム５ａは
この外部圧力を受けて撓む。このダイヤフラムの撓みに
よりピエゾ抵抗５ｂの抵抗値が変化し、この変化を電気
信号に変換して圧力を検出している。
（ａ）に示す。ここでは、半導体チップ５の一例とし
て、ダイヤフラム方式の半導体圧力センサを例として示
す。異方性エッチングにより肉薄構造に形成されたダイ
ヤフラム５ａ上にピエゾ抵抗５ｂが形成された構造が知
られている。また半導体チップ５（半導体圧力センサ）
は硼珪酸ガラスや結晶化ガラス等の台座１９と陽極接合
され、パッケージ１８にダイボンド接合されている。こ
こで、パッケージ１８及び台座１９には、半導体圧力セ
ンサに外部圧力を導入する圧力導入孔が中央に設けられ
ており、外部圧力はこの圧力導入孔を通り半導体圧力セ
ンサのダイヤフラム５ａに導かれ、ダイヤフラム５ａは
この外部圧力を受けて撓む。このダイヤフラムの撓みに
よりピエゾ抵抗５ｂの抵抗値が変化し、この変化を電気
信号に変換して圧力を検出している。
【０００４】半導体圧力センサの電極部５ｄ（信号出力
端子）は、パッケージ１８に設けられているリード線２
１にワイヤボンド６により接続され、このリード線２１
によりセンサ信号が外部回路基板に出力される。
端子）は、パッケージ１８に設けられているリード線２
１にワイヤボンド６により接続され、このリード線２１
によりセンサ信号が外部回路基板に出力される。
【０００５】また、半導体チップ５が静電容量型半導体
圧力センサの例を図６（ｂ）に示す。異方性エッチング
による肉薄構造のダイヤフラム５ａ部に金属電極５ｆを
形成し、表面に金属電極２１と、配線２２を形成したガ
ラス２０を半導体チップ５側の金属電極５ｆとガラス２
０の金属電極２１が対向するように位置を合せて両者を
陽極接合する。圧力を受けると（図では上部より）ダイ
ヤフラム５ａが撓み金属電極５ｆと金属電極２１間のギ
ャップの変化による静電容量変化により、圧力を検出す
る。この静電容量型半導体圧力センサも図６（ａ）のよ
うに台座１９に搭載される。図では、図６（ｂ）の状態
を上下反転させて搭載し、拡散抵抗２２によりガラス２
０の左右両端部に出されている電極部とワイヤボンディ
ングがなされて実装される。
圧力センサの例を図６（ｂ）に示す。異方性エッチング
による肉薄構造のダイヤフラム５ａ部に金属電極５ｆを
形成し、表面に金属電極２１と、配線２２を形成したガ
ラス２０を半導体チップ５側の金属電極５ｆとガラス２
０の金属電極２１が対向するように位置を合せて両者を
陽極接合する。圧力を受けると（図では上部より）ダイ
ヤフラム５ａが撓み金属電極５ｆと金属電極２１間のギ
ャップの変化による静電容量変化により、圧力を検出す
る。この静電容量型半導体圧力センサも図６（ａ）のよ
うに台座１９に搭載される。図では、図６（ｂ）の状態
を上下反転させて搭載し、拡散抵抗２２によりガラス２
０の左右両端部に出されている電極部とワイヤボンディ
ングがなされて実装される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来技術では、半導体圧力センサ等のマイクロ加工セン
サや、これらの電気信号を処理するＩＣモジュール等の
半導体チップをパッケージに実装した後、耐環境性を高
めるために樹脂で封止し、さらに必要に応じて、金属ケ
ースによる封止を行っていた。よって樹脂封止および金
属ケース装着の工程が個々に別途必要となり、また金属
ケース装着により配線基板の実装面積を広く確保しなけ
ればならないという問題があった。
従来技術では、半導体圧力センサ等のマイクロ加工セン
サや、これらの電気信号を処理するＩＣモジュール等の
半導体チップをパッケージに実装した後、耐環境性を高
めるために樹脂で封止し、さらに必要に応じて、金属ケ
ースによる封止を行っていた。よって樹脂封止および金
属ケース装着の工程が個々に別途必要となり、また金属
ケース装着により配線基板の実装面積を広く確保しなけ
ればならないという問題があった。
【０００７】本発明は、上記事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、容易かつ低コストで、耐
環境性に優れ、実装面積を削減することのできる半導体
チップの実装構造及びその製造方法を提供することにあ
る。
で、その目的とするところは、容易かつ低コストで、耐
環境性に優れ、実装面積を削減することのできる半導体
チップの実装構造及びその製造方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、半導体チップの電極部と外
部回路基板の電極部とを電気的接続するリード線を有す
る基台に半導体チップを搭載し、該半導体チップを搭載
した基台を前記外部回路基板に実装する半導体チップの
実装構造において、前記基台が金属線入りガラスであ
り、前記金属線をリード線とし、半導体チップ搭載部を
封止する蓋部を前記基台に接合したことを特徴とするも
のである。
に、請求項１記載の発明は、半導体チップの電極部と外
部回路基板の電極部とを電気的接続するリード線を有す
る基台に半導体チップを搭載し、該半導体チップを搭載
した基台を前記外部回路基板に実装する半導体チップの
実装構造において、前記基台が金属線入りガラスであ
り、前記金属線をリード線とし、半導体チップ搭載部を
封止する蓋部を前記基台に接合したことを特徴とするも
のである。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体チップの実装構造において、前記基台もしくは前記
蓋部の少なくともいずれか一方に前記半導体チップ搭載
部の空間となる凹部を形成したことを特徴とするもので
ある。
導体チップの実装構造において、前記基台もしくは前記
蓋部の少なくともいずれか一方に前記半導体チップ搭載
部の空間となる凹部を形成したことを特徴とするもので
ある。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の半導体チップの実装構造において、半導体チ
ップの電極部と基台上部の前記金属線の上部端子とをワ
イヤボンドにより電気的接続することを特徴とするもの
である。
項２記載の半導体チップの実装構造において、半導体チ
ップの電極部と基台上部の前記金属線の上部端子とをワ
イヤボンドにより電気的接続することを特徴とするもの
である。
【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の半導体チップの実装構造において、半導体チ
ップの電極部と基台上部の前記金属線の上部端子とを対
面実装により電気的接続することを特徴とするするよう
にしたことを特徴とするものである。
項２記載の半導体チップの実装構造において、半導体チ
ップの電極部と基台上部の前記金属線の上部端子とを対
面実装により電気的接続することを特徴とするするよう
にしたことを特徴とするものである。
【００１２】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項４のいずれかに記載の半導体チップの実装構造におい
て、前記半導体チップが圧力センサであり、該圧力セン
サの圧力検出部に圧力を導入する圧力導入孔を、前記圧
力センサ下部を貫通するように前記基台に設けたことを
特徴とするものである。
項４のいずれかに記載の半導体チップの実装構造におい
て、前記半導体チップが圧力センサであり、該圧力セン
サの圧力検出部に圧力を導入する圧力導入孔を、前記圧
力センサ下部を貫通するように前記基台に設けたことを
特徴とするものである。
【００１３】請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の半導体チップの実装構造の製造
方法において、上下方向に貫通する金属線を有する基台
の上面を前記金属線の存在する領域を含むようにエッチ
ングして凹部を形成し、次に半導体チップを前記凹部に
搭載し、前記半導体チップの電極部と前記凹部に露出し
た前記金属線の上部端子とをワイヤボンドで接続し、次
に前記半導体チップ搭載部を封止するように蓋部を前記
基台に接合するようにしたことを特徴とするものであ
る。
項３のいずれかに記載の半導体チップの実装構造の製造
方法において、上下方向に貫通する金属線を有する基台
の上面を前記金属線の存在する領域を含むようにエッチ
ングして凹部を形成し、次に半導体チップを前記凹部に
搭載し、前記半導体チップの電極部と前記凹部に露出し
た前記金属線の上部端子とをワイヤボンドで接続し、次
に前記半導体チップ搭載部を封止するように蓋部を前記
基台に接合するようにしたことを特徴とするものであ
る。
【００１４】請求項７記載の発明は、請求項１又は至請
求項２又は請求項４のいずれかに記載の半導体チップの
実装構造の製造方法において、上下方向に貫通する金属
線を有する基台の上面に、前記金属線の上部端子と半導
体チップ下部に設けられた電極部とを電気的接合するよ
うに半導体チップを対面実装し、また、別の工程で蓋部
となる基板の下面をエッチングして凹部を形成し、次に
前記半導体チップ搭載部を封止するように前記蓋部を前
記基台に接合するようにしたことを特徴とするものであ
る。
求項２又は請求項４のいずれかに記載の半導体チップの
実装構造の製造方法において、上下方向に貫通する金属
線を有する基台の上面に、前記金属線の上部端子と半導
体チップ下部に設けられた電極部とを電気的接合するよ
うに半導体チップを対面実装し、また、別の工程で蓋部
となる基板の下面をエッチングして凹部を形成し、次に
前記半導体チップ搭載部を封止するように前記蓋部を前
記基台に接合するようにしたことを特徴とするものであ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
半導体チップの実装構造及びその製造方法について図１
乃至図５にもとづき説明する。
半導体チップの実装構造及びその製造方法について図１
乃至図５にもとづき説明する。
【００１６】図１は本発明の第１の実施の形態の半導体
チップの実装構造を示す側面断面図である。金属線２を
有し凹部が形成されたガラス基台１に半導体チップ５が
搭載されている。この半導体チップ５の電極部（図示せ
ず）は、基台上部の金属線２の上部端子とをワイヤボン
ド６により電気的接続される。また金属線２の下部端子
には外部回路基板（図示せず）と電気的接合をとるため
のバンプ４が設けられており、外部回路基板の電極部上
にバンプ４が位置するように搭載し、リフロー加熱でバ
ンプ４を融解することによって電気的接合がなされる。
したがって半導体チップ５と外部回路基板間の電気的接
合が、金属線２をリード線として、半導体チップ５の電
極部，ワイヤボンド６，金属線２，バンプ４でなされ
る。
チップの実装構造を示す側面断面図である。金属線２を
有し凹部が形成されたガラス基台１に半導体チップ５が
搭載されている。この半導体チップ５の電極部（図示せ
ず）は、基台上部の金属線２の上部端子とをワイヤボン
ド６により電気的接続される。また金属線２の下部端子
には外部回路基板（図示せず）と電気的接合をとるため
のバンプ４が設けられており、外部回路基板の電極部上
にバンプ４が位置するように搭載し、リフロー加熱でバ
ンプ４を融解することによって電気的接合がなされる。
したがって半導体チップ５と外部回路基板間の電気的接
合が、金属線２をリード線として、半導体チップ５の電
極部，ワイヤボンド６，金属線２，バンプ４でなされ
る。
【００１７】また、シリコン酸化膜８が形成されたシリ
コン基板７が、半導体チップ５が搭載されている凹部を
封止するように、ガラス基台１にアルミ層３を介して接
合されている。
コン基板７が、半導体チップ５が搭載されている凹部を
封止するように、ガラス基台１にアルミ層３を介して接
合されている。
【００１８】このように金属線２を有し凹部が形成され
たガラス基台１に半導体チップを搭載し、前記金属線２
をリード線とし、半導体チップ５が搭載されている凹部
をシリコン基板７で封止するようにしたので、容易に半
導体チップ５を密閉し、耐環境性を高めることができる
という効果を奏する。
たガラス基台１に半導体チップを搭載し、前記金属線２
をリード線とし、半導体チップ５が搭載されている凹部
をシリコン基板７で封止するようにしたので、容易に半
導体チップ５を密閉し、耐環境性を高めることができる
という効果を奏する。
【００１９】図２は本発明の第２の実施の形態の半導体
チップの実装構造を示す側面断面図である。金属線２を
有するガラス基台１に半導体チップ５が対面実装されて
いる。ここでは半導体チップ５の下部電極部（図示せ
ず）が、ガラス基台１上部の金属線２の上部端子とがバ
ンプ１２により電気的接続される。また金属線２の下部
端子には外部回路基板（図示せず）と電気的接合をとる
ためのバンプ４が設けられており、外部回路基板の電極
部上にバンプ４が位置するように搭載し、リフロー加熱
でバンプ４を融解することによって電気的接合がなされ
る。したがって半導体チップ５と外部回路基板間の電気
的接合が、金属線２をリード線として、半導体チップ５
の電極部，バンプ１２，金属線２，バンプ４でなされ
る。
チップの実装構造を示す側面断面図である。金属線２を
有するガラス基台１に半導体チップ５が対面実装されて
いる。ここでは半導体チップ５の下部電極部（図示せ
ず）が、ガラス基台１上部の金属線２の上部端子とがバ
ンプ１２により電気的接続される。また金属線２の下部
端子には外部回路基板（図示せず）と電気的接合をとる
ためのバンプ４が設けられており、外部回路基板の電極
部上にバンプ４が位置するように搭載し、リフロー加熱
でバンプ４を融解することによって電気的接合がなされ
る。したがって半導体チップ５と外部回路基板間の電気
的接合が、金属線２をリード線として、半導体チップ５
の電極部，バンプ１２，金属線２，バンプ４でなされ
る。
【００２０】また、凹部が形成されたシリコン基板７
が、半導体チップ５が搭載されている箇所を覆い封止す
るように、ガラス基台１に接合されている。
が、半導体チップ５が搭載されている箇所を覆い封止す
るように、ガラス基台１に接合されている。
【００２１】このように金属線２を有するガラス基台１
に半導体チップ５を搭載し、前記金属線２をリード線と
し、半導体チップ５が搭載されている箇所を凹部が形成
されたシリコン基板７で封止するようにしたので、容易
に半導体チップ５を密閉し、耐環境性を高めることがで
きるという効果を奏するとともに、対面実装であるの
で、半導体チップ１の実装も容易であるとともに実装面
積を少なくできるという効果を奏する。
に半導体チップ５を搭載し、前記金属線２をリード線と
し、半導体チップ５が搭載されている箇所を凹部が形成
されたシリコン基板７で封止するようにしたので、容易
に半導体チップ５を密閉し、耐環境性を高めることがで
きるという効果を奏するとともに、対面実装であるの
で、半導体チップ１の実装も容易であるとともに実装面
積を少なくできるという効果を奏する。
【００２２】図３は本発明の第３の実施の形態の半導体
チップの実装構造を示す側面断面図である。本実施の形
態は、特に半導体チップ５が半導体圧力センサであるも
のである。基本的実装構造は前記第２の実施の形態と同
様である。金属線２を有するガラス基台１に半導体チッ
プ５（半導体圧力センサ）が対面実装されている。ここ
では半導体チップ５の下部電極部（図示せず）が、基台
上部の金属線２の上部端子とを接合面１３により電気的
接続される。また金属線２の下部端子には外部回路基板
（図示せず）と電気的接合をとるためのバンプ４が設け
られており、外部回路基板の電極部上にバンプ４が位置
するように搭載し、リフロー加熱でバンプ４を融解する
ことによって電気的接合がなされる。したがって半導体
チップ５（半導体圧力センサ）と外部回路基板間の電気
的接合が、金属線２をリード線として、半導体チップの
電極部，接合面１３，金属線２，バンプ４でなされる。
また、凹部が形成されたシリコン基板７が、半導体チッ
プ５（半導体圧力センサ）が搭載されている箇所を覆い
封止するように、ガラス基台１に接合されている。
チップの実装構造を示す側面断面図である。本実施の形
態は、特に半導体チップ５が半導体圧力センサであるも
のである。基本的実装構造は前記第２の実施の形態と同
様である。金属線２を有するガラス基台１に半導体チッ
プ５（半導体圧力センサ）が対面実装されている。ここ
では半導体チップ５の下部電極部（図示せず）が、基台
上部の金属線２の上部端子とを接合面１３により電気的
接続される。また金属線２の下部端子には外部回路基板
（図示せず）と電気的接合をとるためのバンプ４が設け
られており、外部回路基板の電極部上にバンプ４が位置
するように搭載し、リフロー加熱でバンプ４を融解する
ことによって電気的接合がなされる。したがって半導体
チップ５（半導体圧力センサ）と外部回路基板間の電気
的接合が、金属線２をリード線として、半導体チップの
電極部，接合面１３，金属線２，バンプ４でなされる。
また、凹部が形成されたシリコン基板７が、半導体チッ
プ５（半導体圧力センサ）が搭載されている箇所を覆い
封止するように、ガラス基台１に接合されている。
【００２３】ここでは、半導体圧力センサの圧力検出部
に圧力を導入する圧力導入孔１ｂを、前記圧力センサ下
部を貫通するようにガラス基台１に設けたものである。
圧力導入孔１ｂを通る外部の圧力により半導体圧力セン
サのダイヤフラムが撓み、ダイヤフラム上のピエゾ抵抗
の抵抗値変化により圧力が検出され、圧力信号が金属線
２により外部回路基板に出力される。尚、この接合にお
いて、半導体チップ５（半導体圧力センサ）に形成した
アルミ層とガラス基板１とを陽極接合することで、気密
性を確保することができ、外部圧力（測定する圧力）が
半導体チップ５（半導体圧力センサ）の搭載部の空間へ
の圧力漏れを防ぐことができる。
に圧力を導入する圧力導入孔１ｂを、前記圧力センサ下
部を貫通するようにガラス基台１に設けたものである。
圧力導入孔１ｂを通る外部の圧力により半導体圧力セン
サのダイヤフラムが撓み、ダイヤフラム上のピエゾ抵抗
の抵抗値変化により圧力が検出され、圧力信号が金属線
２により外部回路基板に出力される。尚、この接合にお
いて、半導体チップ５（半導体圧力センサ）に形成した
アルミ層とガラス基板１とを陽極接合することで、気密
性を確保することができ、外部圧力（測定する圧力）が
半導体チップ５（半導体圧力センサ）の搭載部の空間へ
の圧力漏れを防ぐことができる。
【００２４】このように金属線２を有するガラス基台１
に半導体チップ５を搭載し、前記金属線２をリード線と
し、半導体チップ５が搭載されている箇所を凹部が形成
されたシリコン基板７で封止するようにしたので、容易
に半導体チップ１を密閉し、耐環境性を高めることがで
きるという効果を奏するとともに、対面実装であるの
で、半導体チップ１の実装も容易であるとともに実装面
積を少なくできるという効果を奏する。また、圧力導入
孔１ｂを半導体チップ５の下部を貫通するようにガラス
基台１に設けることにより、半導体チップ５を半導体圧
力センサとしても使用することができるという効果を奏
する。
に半導体チップ５を搭載し、前記金属線２をリード線と
し、半導体チップ５が搭載されている箇所を凹部が形成
されたシリコン基板７で封止するようにしたので、容易
に半導体チップ１を密閉し、耐環境性を高めることがで
きるという効果を奏するとともに、対面実装であるの
で、半導体チップ１の実装も容易であるとともに実装面
積を少なくできるという効果を奏する。また、圧力導入
孔１ｂを半導体チップ５の下部を貫通するようにガラス
基台１に設けることにより、半導体チップ５を半導体圧
力センサとしても使用することができるという効果を奏
する。
【００２５】図４は、本発明の第４の実施の形態とし
て、半導体チップの実装構造の第１の製造方法を示すも
のである。モリブデン（融点２６１０℃）やタングステ
ン（融点３３８７℃）のような金属は、融点がガラスの
溶融温度（約１５００〜１６００℃）よりもはるかに高
く化学的にも安定なことから、溶融ガラスにモリブデン
等のワイヤ（金属線）を埋め込み、徐冷し、スライスし
た後に研磨することにより、ガラスの表面と裏面とを貫
通するような金属線２を埋め込んだガラス基板１を形成
することができる（ａ）。尚、このようなワイヤ入りガ
ラスとしてＨＯＹＡ社商標ＳＤ２ガラスを用いて、ガラ
ス基台１を形成することができる。
て、半導体チップの実装構造の第１の製造方法を示すも
のである。モリブデン（融点２６１０℃）やタングステ
ン（融点３３８７℃）のような金属は、融点がガラスの
溶融温度（約１５００〜１６００℃）よりもはるかに高
く化学的にも安定なことから、溶融ガラスにモリブデン
等のワイヤ（金属線）を埋め込み、徐冷し、スライスし
た後に研磨することにより、ガラスの表面と裏面とを貫
通するような金属線２を埋め込んだガラス基板１を形成
することができる（ａ）。尚、このようなワイヤ入りガ
ラスとしてＨＯＹＡ社商標ＳＤ２ガラスを用いて、ガラ
ス基台１を形成することができる。
【００２６】次にガラス基板１上にレジスト１４により
所定のパターンを形成する。続いてフッ酸水溶液、もし
くはサンドブラスト法にてガラスをエッチングすること
により、ガラス基台１に凹部１ａを形成する。この時、
ガラス基台１に埋め込まれている金属線２はエッチング
されずに残る（ｂ）。
所定のパターンを形成する。続いてフッ酸水溶液、もし
くはサンドブラスト法にてガラスをエッチングすること
により、ガラス基台１に凹部１ａを形成する。この時、
ガラス基台１に埋め込まれている金属線２はエッチング
されずに残る（ｂ）。
【００２７】次にレジスト１４を除去した後、凹部１ａ
にメタルをスパッタリング法にて形成した後、パターニ
ングを行い、所定の形状のメタル層１１を形成する。続
いて半導体チップ５を、例えば、半田１０を用いて、凹
部１ａに実装した後、半導体チップ５と金属線２の上部
端子とを例えばアルミ等のワイヤ６でボンディングを行
う（ｂ）。
にメタルをスパッタリング法にて形成した後、パターニ
ングを行い、所定の形状のメタル層１１を形成する。続
いて半導体チップ５を、例えば、半田１０を用いて、凹
部１ａに実装した後、半導体チップ５と金属線２の上部
端子とを例えばアルミ等のワイヤ６でボンディングを行
う（ｂ）。
【００２８】また、別の工程により、単結晶のシリコン
基板７を熱酸化することにより、シリコン基板７の表面
と裏面にシリコン酸化膜８を形成する（ｄ）。シリコン
酸化膜８の片面にスパッタリング法によりアルミ層１５
を形成した後、４００℃前後の温度でシンタリング処理
を行う。続いて、レジスト１６で所定のパターンを形成
した後、エッチングによりパターン以外のアルミ層１５
を除去する。これらの工程により、以降の工程で、半導
体チップ搭載部を封止する蓋部を形成する。
基板７を熱酸化することにより、シリコン基板７の表面
と裏面にシリコン酸化膜８を形成する（ｄ）。シリコン
酸化膜８の片面にスパッタリング法によりアルミ層１５
を形成した後、４００℃前後の温度でシンタリング処理
を行う。続いて、レジスト１６で所定のパターンを形成
した後、エッチングによりパターン以外のアルミ層１５
を除去する。これらの工程により、以降の工程で、半導
体チップ搭載部を封止する蓋部を形成する。
【００２９】次に、この蓋部を、先の工程で生成した半
導体チップ５を搭載したガラス基板１と位置合せを行
う。ここで、真空雰囲気で３００℃以上の温度と６００
Ｖ以上の直流電圧を印加することにより、蓋部のアルミ
層１６とガラス基板１を陽極接合する。その後、ガラス
基板１裏面の金属線２の下部端子にニッケル／金メッキ
した後、バンプ（例えば金）４を形成することにより、
半導体チップ５の電気信号を取り出すことができる
（ｆ）。
導体チップ５を搭載したガラス基板１と位置合せを行
う。ここで、真空雰囲気で３００℃以上の温度と６００
Ｖ以上の直流電圧を印加することにより、蓋部のアルミ
層１６とガラス基板１を陽極接合する。その後、ガラス
基板１裏面の金属線２の下部端子にニッケル／金メッキ
した後、バンプ（例えば金）４を形成することにより、
半導体チップ５の電気信号を取り出すことができる
（ｆ）。
【００３０】以上の製造方法により、半導体チップ５
は、ガラス基台１とシリコン基板７を主体とする蓋部と
によりパッケージ（ハーメッチックシールド）されてい
ることになり、また、シリコン基板７には、シリコン酸
化膜８が形成されていることから、耐環境性が高いもの
となる。また、必要に応じ、シリコン酸化膜８上にシリ
コン窒化膜を形成してもよい。
は、ガラス基台１とシリコン基板７を主体とする蓋部と
によりパッケージ（ハーメッチックシールド）されてい
ることになり、また、シリコン基板７には、シリコン酸
化膜８が形成されていることから、耐環境性が高いもの
となる。また、必要に応じ、シリコン酸化膜８上にシリ
コン窒化膜を形成してもよい。
【００３１】図５は、本発明の第５の実施の形態とし
て、半導体チップの実装構造の第２の製造方法を示すも
のである。第４の実施の形態では、ガラス基板１に凹部
を形成していたが、本実施の形態では、蓋部に凹部を形
成する。
て、半導体チップの実装構造の第２の製造方法を示すも
のである。第４の実施の形態では、ガラス基板１に凹部
を形成していたが、本実施の形態では、蓋部に凹部を形
成する。
【００３２】単結晶のシリコン基板７の両面に熱酸化に
よりシリコン酸化膜８を形成し、さらに、化学気相成長
法（ＣＶＤ法）によりシリコン窒化膜９を形成する
（ａ）。次にレジスト１７により所定のパターンを形成
した後、エッチングにより、パターン以外の箇所のシリ
コン酸化膜８及びシリコン窒化膜９を除去する（ｂ）。
次にレジスト１７を除去して、約８０℃の水酸化カリウ
ム水溶液でシリコン酸化膜９をマスクにして、シリコン
基板７を異方性エッチングすることにより凹部７ａを形
成する（ｃ）。尚、ここでは、水酸化カリウム水溶液を
用いた異方性エッチングをあげたが、他に、材料ガス
（ＳＦ６）を用いたドライエッチングにより凹部７ａを
形成してもよい。次に、シリコン酸化膜８及び、シリコ
ン窒化膜９をエッチングにより除去して、以降の工程で
の半導体チップ搭載部を封止する蓋部とする。
よりシリコン酸化膜８を形成し、さらに、化学気相成長
法（ＣＶＤ法）によりシリコン窒化膜９を形成する
（ａ）。次にレジスト１７により所定のパターンを形成
した後、エッチングにより、パターン以外の箇所のシリ
コン酸化膜８及びシリコン窒化膜９を除去する（ｂ）。
次にレジスト１７を除去して、約８０℃の水酸化カリウ
ム水溶液でシリコン酸化膜９をマスクにして、シリコン
基板７を異方性エッチングすることにより凹部７ａを形
成する（ｃ）。尚、ここでは、水酸化カリウム水溶液を
用いた異方性エッチングをあげたが、他に、材料ガス
（ＳＦ６）を用いたドライエッチングにより凹部７ａを
形成してもよい。次に、シリコン酸化膜８及び、シリコ
ン窒化膜９をエッチングにより除去して、以降の工程で
の半導体チップ搭載部を封止する蓋部とする。
【００３３】また、別の工程により、金属線２が埋め込
まれたガラス基板１において、金属線２の表面をニッケ
ル／金メッキした後、半導体チップ５の電気信号を取り
出すパッド部と金属線２とをバンプ１２（例えば、金，
ニッケル，銅，半田等）で接合した後、シリコン基板７
を主体とする蓋部とガラス基板１とを、真空雰囲気で３
００℃以上の温度と６００Ｖ以上の直流電圧を印加する
ことにより陽極接合する。続いて、金属線２下部端子の
表面をニッケル／金メッキした後、バンプ４（例えば
金，ニッケル，銅，半田等）を形成することにより、半
導体チップ５の電気信号を取り出すことができる
（ｄ）。
まれたガラス基板１において、金属線２の表面をニッケ
ル／金メッキした後、半導体チップ５の電気信号を取り
出すパッド部と金属線２とをバンプ１２（例えば、金，
ニッケル，銅，半田等）で接合した後、シリコン基板７
を主体とする蓋部とガラス基板１とを、真空雰囲気で３
００℃以上の温度と６００Ｖ以上の直流電圧を印加する
ことにより陽極接合する。続いて、金属線２下部端子の
表面をニッケル／金メッキした後、バンプ４（例えば
金，ニッケル，銅，半田等）を形成することにより、半
導体チップ５の電気信号を取り出すことができる
（ｄ）。
【００３４】以上の製造方法により、半導体チップ５
は、ガラス基板１とシリコン基板７を主体とする蓋部と
によりパッケージ（ハーメッチックシールド）されてい
ることになり、また、シリコン基板７には、シリコン酸
化膜８およびシリコン窒化膜９が形成されていることか
ら、耐環境性が高いものとなる。なお、上述の説明で
は、蓋部の陽極接合する箇所のシリコン酸化膜８及びシ
リコン窒化膜９を除去したが、陽極接合の影響のない範
囲で、適当な厚みを残しておいても問題はない。適当な
厚みで残すことにより蓋部とガラス基板１とのギャップ
を若干調整することができる。また、蓋部の陽極接合す
る側にアルミ層を適当な厚さだけ形成、パターニングし
て陽極接合してもよい。
は、ガラス基板１とシリコン基板７を主体とする蓋部と
によりパッケージ（ハーメッチックシールド）されてい
ることになり、また、シリコン基板７には、シリコン酸
化膜８およびシリコン窒化膜９が形成されていることか
ら、耐環境性が高いものとなる。なお、上述の説明で
は、蓋部の陽極接合する箇所のシリコン酸化膜８及びシ
リコン窒化膜９を除去したが、陽極接合の影響のない範
囲で、適当な厚みを残しておいても問題はない。適当な
厚みで残すことにより蓋部とガラス基板１とのギャップ
を若干調整することができる。また、蓋部の陽極接合す
る側にアルミ層を適当な厚さだけ形成、パターニングし
て陽極接合してもよい。
【００３５】さらに、本発明の第６の実施の形態とし
て、半導体チップの実装構造の第３の製造方法について
説明する。本実施の形態は、前記第３の実施の形態（図
３）の製造方法に係るものである。基本的には、前記第
２の製造方法に準ずるので、工程については図示せず、
図３を用いて説明する。半導体チップ５が半導体圧力セ
ンサである場合ガラス基板１の複数本の金属線２の内の
一つを選択的に除去して、貫通孔を形成することによっ
て、、その貫通孔を圧力挿入孔１ｂとして用いることが
できる。半導体チップ５（半導体圧力センサ）下面の電
気信号を取り出すパッドを金属線２の上部端子とを結合
する点は第２の製造方法と同様である。尚、この接合に
おいて、半導体チップ５（半導体圧力センサ）に形成し
たアルミ層とガラス基板１とを陽極接合することで、気
密性を確保することができ、外部圧力（測定する圧力）
が半導体チップ５（半導体圧力センサ）の搭載部の空間
への圧力漏れを防ぐことができる。
て、半導体チップの実装構造の第３の製造方法について
説明する。本実施の形態は、前記第３の実施の形態（図
３）の製造方法に係るものである。基本的には、前記第
２の製造方法に準ずるので、工程については図示せず、
図３を用いて説明する。半導体チップ５が半導体圧力セ
ンサである場合ガラス基板１の複数本の金属線２の内の
一つを選択的に除去して、貫通孔を形成することによっ
て、、その貫通孔を圧力挿入孔１ｂとして用いることが
できる。半導体チップ５（半導体圧力センサ）下面の電
気信号を取り出すパッドを金属線２の上部端子とを結合
する点は第２の製造方法と同様である。尚、この接合に
おいて、半導体チップ５（半導体圧力センサ）に形成し
たアルミ層とガラス基板１とを陽極接合することで、気
密性を確保することができ、外部圧力（測定する圧力）
が半導体チップ５（半導体圧力センサ）の搭載部の空間
への圧力漏れを防ぐことができる。
【００３６】以上、本発明の実施の形態を示したが、第
１の製造方法と第２の製造方法を組み合わせてガラス基
板１及び蓋部の両者に凹部を設けるようにしてもよい。
１の製造方法と第２の製造方法を組み合わせてガラス基
板１及び蓋部の両者に凹部を設けるようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】上述の如く、本発明の請求項１記載の発
明によれば、半導体チップの電極部と外部回路基板の電
極部とを電気的接続するリード線を有する基台に半導体
チップを搭載し、該半導体チップを搭載した基台を前記
外部回路基板に実装する半導体チップの実装構造におい
て、前記基台が金属線入りガラスであり、前記金属線を
リード線とし、半導体チップ搭載部を封止する蓋部を前
記基台に接合するようにしたので、容易かつ低コスト
で、耐環境性に優れ、実装面積を削減することのできる
半導体チップの実装構造及びその製造方法を提供するこ
とができる半導体チップの実装構造が提供できた。
明によれば、半導体チップの電極部と外部回路基板の電
極部とを電気的接続するリード線を有する基台に半導体
チップを搭載し、該半導体チップを搭載した基台を前記
外部回路基板に実装する半導体チップの実装構造におい
て、前記基台が金属線入りガラスであり、前記金属線を
リード線とし、半導体チップ搭載部を封止する蓋部を前
記基台に接合するようにしたので、容易かつ低コスト
で、耐環境性に優れ、実装面積を削減することのできる
半導体チップの実装構造及びその製造方法を提供するこ
とができる半導体チップの実装構造が提供できた。
【００３８】請求項２記載の発明においては、前記基台
もしくは前記蓋部の少なくともいずれか一方に前記半導
体チップ搭載部の空間となる凹部を形成するようにした
ので、容易に半導体チップを封止できる空間を作成する
ことができるという効果を奏する。
もしくは前記蓋部の少なくともいずれか一方に前記半導
体チップ搭載部の空間となる凹部を形成するようにした
ので、容易に半導体チップを封止できる空間を作成する
ことができるという効果を奏する。
【００３９】請求項３記載の発明においては、半導体チ
ップの電極部と基台上部の前記金属線の上部端子とをワ
イヤボンドにより電気的接続するようにしたので、本発
明の実装構造を容易に実現できるという効果を奏する。
ップの電極部と基台上部の前記金属線の上部端子とをワ
イヤボンドにより電気的接続するようにしたので、本発
明の実装構造を容易に実現できるという効果を奏する。
【００４０】請求項４記載の発明においては、半導体チ
ップの電極部と基台上部の前記金属線の上部端子とを対
面実装により電気的接続するようにしたので、本発明の
実装構造を容易に実現できるとともに実装面積をさらに
削減ができるという効果を奏する。
ップの電極部と基台上部の前記金属線の上部端子とを対
面実装により電気的接続するようにしたので、本発明の
実装構造を容易に実現できるとともに実装面積をさらに
削減ができるという効果を奏する。
【００４１】請求項５記載の発明においては、前記半導
体チップが圧力センサであり、該圧力センサの圧力検出
部に圧力を導入する圧力導入孔を、前記圧力センサ下部
を貫通するように前記基台に設けるようにしたので、本
発明の実装構造を容易に半導体圧力センサにも適用する
ことができるという効果を奏する。
体チップが圧力センサであり、該圧力センサの圧力検出
部に圧力を導入する圧力導入孔を、前記圧力センサ下部
を貫通するように前記基台に設けるようにしたので、本
発明の実装構造を容易に半導体圧力センサにも適用する
ことができるという効果を奏する。
【００４２】請求項６記載の発明においては、上下方向
に貫通する金属線を有する基台の上面を前記金属線の存
在する領域を含むようにエッチングして凹部を形成し、
次に半導体チップを前記凹部に搭載し、前記半導体チッ
プの電極部と前記凹部に露出した前記金属線の上部端子
とをワイヤボンドで接続し、次に前記半導体チップ搭載
部を封止するように蓋部を前記基台に接合するようにし
たので、本発明の実装構造を容易に実現できるという効
果を奏する。
に貫通する金属線を有する基台の上面を前記金属線の存
在する領域を含むようにエッチングして凹部を形成し、
次に半導体チップを前記凹部に搭載し、前記半導体チッ
プの電極部と前記凹部に露出した前記金属線の上部端子
とをワイヤボンドで接続し、次に前記半導体チップ搭載
部を封止するように蓋部を前記基台に接合するようにし
たので、本発明の実装構造を容易に実現できるという効
果を奏する。
【００４３】請求項７記載の発明においては、上下方向
に貫通する金属線を有する基台の上面に、前記金属線の
上部端子と半導体チップ下部に設けられた電極部とを電
気的接合するように半導体チップを対面実装し、また、
別の工程で蓋部となる基板の下面をエッチングして凹部
を形成し、次に前記半導体チップ搭載部を封止するよう
に前記蓋部を前記基台に接合するようにしたので、本発
明の実装構造を容易に実現できるとともに実装面積をさ
らに削減ができるという効果を奏する。
に貫通する金属線を有する基台の上面に、前記金属線の
上部端子と半導体チップ下部に設けられた電極部とを電
気的接合するように半導体チップを対面実装し、また、
別の工程で蓋部となる基板の下面をエッチングして凹部
を形成し、次に前記半導体チップ搭載部を封止するよう
に前記蓋部を前記基台に接合するようにしたので、本発
明の実装構造を容易に実現できるとともに実装面積をさ
らに削減ができるという効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体チップの実
装構造を示す側面断面図である。
装構造を示す側面断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の半導体チップの実
装構造を示す側面断面図である。
装構造を示す側面断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の半導体チップの実
装構造を示す側面断面図である。
装構造を示す側面断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態として、半導体チッ
プの実装構造の第１の製造方法の工程図である。
プの実装構造の第１の製造方法の工程図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態として、半導体チッ
プの実装構造の第２の製造方法の工程図である。
プの実装構造の第２の製造方法の工程図である。
【図６】従来の実施例を示す側面図である。
１ ガラス基台 ２ 金属線 ３ アルミ層 ４ バンプ ５ 半導体チップ ６ ワイヤボンド ７ シリコン基板 ８ シリコン酸化膜 ９ シリコン窒化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 葛原 一功 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 西條 隆司 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 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
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体チップの電極部と外部回路基板の
電極部とを電気的接続するリード線を有する基台に半導
体チップを搭載し、該半導体チップを搭載した基台を前
記外部回路基板に実装する半導体チップの実装構造にお
いて、前記基台が金属線入りガラスであり、前記金属線
をリード線とし、半導体チップ搭載部を封止する蓋部を
前記基台に接合したことを特徴とする半導体チップの実
装構造。 - 【請求項２】 前記基台もしくは前記蓋部の少なくとも
いずれか一方に前記半導体チップ搭載部の空間となる凹
部を形成したことを特徴とする請求項１記載の半導体チ
ップの実装構造。 - 【請求項３】 半導体チップの電極部と基台上部の前記
金属線の上部端子とをワイヤボンドにより電気的接続す
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体
チップの実装構造。 - 【請求項４】 半導体チップの電極部と基台上部の前記
金属線の上部端子とを対面実装により電気的接続するこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体チッ
プの実装構造。 - 【請求項５】 前記半導体チップが圧力センサであり、
該圧力センサの圧力検出部に圧力を導入する圧力導入孔
を、前記圧力センサ下部を貫通するように前記基台に設
けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか
に記載の半導体チップの実装構造。 - 【請求項６】 上下方向に貫通する金属線を有する基台
の上面を前記金属線の存在する領域を含むようにエッチ
ングして凹部を形成し、次に半導体チップを前記凹部に
搭載し、前記半導体チップの電極部と前記凹部に露出し
た前記金属線の上部端子とをワイヤボンドで接続し、次
に前記半導体チップ搭載部を封止するように蓋部を前記
基台に接合するようにしたことを特徴とする請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載の半導体チップの実装構造
の製造方法。 - 【請求項７】 上下方向に貫通する金属線を有する基台
の上面に、前記金属線の上部端子と半導体チップ下部に
設けられた電極部とを電気的接合するように半導体チッ
プを対面実装し、また、別の工程で蓋部となる基板の下
面をエッチングして凹部を形成し、次に前記半導体チッ
プ搭載部を封止するように前記蓋部を前記基台に接合す
るようにしたことを特徴とする請求項１又は至請求項２
又は請求項４のいずれかに記載の半導体チップの実装構
造の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31038499A JP2001127208A (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 半導体チップの実装構造及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31038499A JP2001127208A (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 半導体チップの実装構造及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001127208A true JP2001127208A (ja) | 2001-05-11 |
Family
ID=18004617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31038499A Pending JP2001127208A (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 半導体チップの実装構造及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001127208A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005506701A (ja) * | 2001-10-17 | 2005-03-03 | ハイマイト アクティーゼルスカブ | １つ又は複数のスルーホールを備えた半導体構造 |
| JP2009515338A (ja) * | 2005-11-03 | 2009-04-09 | マキシム・インテグレーテッド・プロダクツ・インコーポレーテッド | ウェハ・レベル・パッケージングの方法 |
| WO2025043622A1 (en) * | 2023-08-31 | 2025-03-06 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Sensor chip |
-
1999
- 1999-10-29 JP JP31038499A patent/JP2001127208A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005506701A (ja) * | 2001-10-17 | 2005-03-03 | ハイマイト アクティーゼルスカブ | １つ又は複数のスルーホールを備えた半導体構造 |
| JP2009515338A (ja) * | 2005-11-03 | 2009-04-09 | マキシム・インテグレーテッド・プロダクツ・インコーポレーテッド | ウェハ・レベル・パッケージングの方法 |
| WO2025043622A1 (en) * | 2023-08-31 | 2025-03-06 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Sensor chip |
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