JP2001174349A - Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method - Google Patents
Semiconductor pressure sensor and its manufacturing methodInfo
- Publication number
- JP2001174349A JP2001174349A JP36376599A JP36376599A JP2001174349A JP 2001174349 A JP2001174349 A JP 2001174349A JP 36376599 A JP36376599 A JP 36376599A JP 36376599 A JP36376599 A JP 36376599A JP 2001174349 A JP2001174349 A JP 2001174349A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure sensor
- metal wire
- semiconductor pressure
- glass
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラムの変
位により圧力を検出する半導体圧力センサ及びその製造
方法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 for detecting pressure by displacement of a diaphragm and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の半導体圧力センサの構成の一例を
図9に示す。この半導体圧力センサは微圧領域の圧力測
定を目的とするものである。先ず、半導体圧力センサの
本体部である半導体圧力センサチップ部(以下チップ部
と称する)1について述べる。図9に示すとおり、半導
体基板(シリコン基板)の下面がエッチングされること
により薄肉構造のダイヤフラム7が形成され、このダイ
ヤフラム7上にダイヤフラム7の変位により抵抗値が変
化するピエゾ抵抗6が形成されている。次にこのチップ
1の台座として、中央部に圧力導入孔5を有するガラス
台座2が接合され、さらに圧力導入孔5’を有する金属
パッケージ3が接合されている。ここで、ガラス台座2
の圧力導入孔5と金属パッケージ3の圧力導入孔5’は
同一中心線上にあり、外部の圧力は圧力導入孔5,5’
を通りダイヤフラム7に導かれる。これによりダイヤフ
ラム7が応力を受け、ダイヤフラム7上に形成されたピ
エゾ抵抗6が応力を受けることで、その抵抗値が変化す
る。この抵抗値変化による電気信号がワイヤ8、外部接
続ピン9を介して外部に出力される。2. Description of the Related Art FIG. 9 shows an example of the configuration of a conventional semiconductor pressure sensor. This semiconductor pressure sensor is intended to measure a pressure in a minute pressure region. First, a semiconductor pressure sensor chip unit (hereinafter, referred to as a chip unit) 1 which is a main body of the semiconductor pressure sensor will be described. As shown in FIG. 9, a diaphragm 7 having a thin structure is formed by etching the lower surface of a semiconductor substrate (silicon substrate), and a piezoresistor 6 whose resistance value changes due to displacement of the diaphragm 7 is formed on the diaphragm 7. ing. Next, as a pedestal of the chip 1, a glass pedestal 2 having a pressure introducing hole 5 in a central portion is joined, and a metal package 3 having a pressure introducing hole 5 'is further joined. Here, glass pedestal 2
Pressure introduction hole 5 and pressure introduction hole 5 ′ of metal package 3 are on the same center line, and external pressure is applied to pressure introduction holes 5 and 5 ′.
Through the diaphragm 7. As a result, the diaphragm 7 receives stress, and the piezoresistor 6 formed on the diaphragm 7 receives stress, so that its resistance value changes. An electric signal due to the change in the resistance value is output to the outside via the wire 8 and the external connection pin 9.
【0003】チップ部1はガラス台座2に陽極接合等の
方法により接合される。ガラス台座2はパイレックスガ
ラス(例えば、コーニング社商標#7740等)で、メ
タライズ面19を有する。このメタライズ面19と、コ
バール、42アロイ等で形成された金属パッケージ3と
が、半田4等で接続されている。外部接続ピン9は、金
又はアルミのワイヤ8で、チップ部1の電極部(図示せ
ず)とボンディング接続されている。また、外部接続ピ
ン9は、硼珪酸ガラス13等で金属パッケージ3に固定
されており、チップ部1のピエゾ抵抗6を有する面はオ
ーバーコート11により保護され、さらにチップ部1と
周辺部位は、キャップ10に覆われて保護され、キャッ
プ10は、パッケージ3と溶接部12により接続され
る。The chip part 1 is bonded to the glass pedestal 2 by a method such as anodic bonding. The glass pedestal 2 is made of Pyrex glass (for example, Corning Corp. trademark # 7740) and has a metallized surface 19. The metallized surface 19 and the metal package 3 made of Kovar, 42 alloy or the like are connected by solder 4 or the like. The external connection pins 9 are bonded to the electrode portions (not shown) of the chip portion 1 by gold or aluminum wires 8. Further, the external connection pins 9 are fixed to the metal package 3 with borosilicate glass 13 or the like, the surface of the chip portion 1 having the piezoresistor 6 is protected by the overcoat 11, and the chip portion 1 and its peripheral portions are Covered and protected by a cap 10, the cap 10 is connected to the package 3 by a weld 12.
【0004】図10は、従来のチップ部1(ダイシング
前,圧力センサウェハ)とガラス台座2(ダイシング
前)とを陽極接合した後の両者の断面図である。ガラス
台座2の厚みは約1〜3mmで、圧力導入孔5は、超音
波加工で形成され、その直径は最小で約0.8mmであ
る。また、圧力導入孔5間のピッチは最小で約2.5m
mである。この超音波加工は、ガラス板に接した剣山上
のピンに超音波と荷重を付加し、研磨材中でこのガラス
板に孔(圧力導入孔5)を開ける方法である。FIG. 10 is a sectional view of a conventional chip portion 1 (before dicing, pressure sensor wafer) and a glass pedestal 2 (before dicing) after anodic bonding. The thickness of the glass pedestal 2 is about 1 to 3 mm, the pressure introducing hole 5 is formed by ultrasonic processing, and the diameter is at least about 0.8 mm. The minimum pitch between the pressure introducing holes 5 is about 2.5 m.
m. The ultrasonic processing is a method in which an ultrasonic wave and a load are applied to a pin on a sword mountain in contact with a glass plate, and a hole (pressure introduction hole 5) is formed in the glass plate in an abrasive.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、剣山状
のピンは高い強度が要求されるとともに、圧力導入孔形
成工程において、清掃,調整等のメンテナンス性が要求
される。また、この従来方法における圧力導入孔5形成
では、圧力導入孔5の最小径は前述のように約0.8m
mが限界であり、さらに圧力導入孔間のピッチも最小約
2.5mmが限界である。よって、例えば、1個のチッ
プサイズが約1mm角で、ダイヤフラム7のサイズが
0.7mm×0.7mmであるような半導体圧力センサ
チップ(チップ部1)には、適用できなかった。However, the pin-shaped pin is required to have a high strength and to have a maintenance property such as cleaning and adjustment in the pressure introducing hole forming step. Further, in forming the pressure introducing hole 5 in this conventional method, the minimum diameter of the pressure introducing hole 5 is about 0.8 m as described above.
m is the limit, and the pitch between the pressure introducing holes is also a minimum of about 2.5 mm. Therefore, for example, it cannot be applied to a semiconductor pressure sensor chip (chip unit 1) in which one chip size is about 1 mm square and the size of the diaphragm 7 is 0.7 mm × 0.7 mm.
【0006】また、図9に示したように、チップ部1と
外部回路との接続が、外部接続ピン9を使用し、チップ
部1の電極部とのボンディング接続でなされているた
め、半導体圧力センサのパッケージサイズが大きくなる
という問題があった。Further, as shown in FIG. 9, since the connection between the chip portion 1 and the external circuit is made by bonding using the external connection pins 9 and the electrode portion of the chip portion 1, the semiconductor pressure is reduced. There was a problem that the package size of the sensor became large.
【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、従来サイズより小さな半
導体圧力センサチップにも適用できる圧力導入孔を形成
することができるとともに、半導体圧力センサのパッケ
ージサイズの小型化を図ることのできる半導体圧力セン
サ及びその製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to form a pressure introducing hole which can be applied to a semiconductor pressure sensor chip smaller than a conventional size, and to provide a semiconductor pressure sensor. Another object of the present invention is to provide a semiconductor pressure sensor and a method for manufacturing the same, which can reduce the package size.
【0008】[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、圧力により変位するダイヤ
フラムと、該ダイヤフラムの変位により圧力を検出する
半導体圧力センサチップと、該半導体圧力センサチップ
を搭載して前記ダイヤフラムに圧力を導入する圧力導入
孔を有するガラス台座とを有してなる半導体圧力センサ
において、主表面に対して略直交方向、かつ第1主表面
と第2主表面に端部が露出する1本又は複数本の金属線
を有する金属線入りガラス基板を前記ガラス台座として
用いたことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a diaphragm which is displaced by pressure, a semiconductor pressure sensor chip for detecting pressure by displacement of the diaphragm, and a semiconductor pressure sensor chip. A semiconductor pressure sensor having a glass pedestal having a pressure introducing hole for introducing pressure into the diaphragm with a sensor chip mounted thereon, the semiconductor pressure sensor being substantially perpendicular to the main surface, and having a first main surface and a second main surface. A glass substrate with a metal wire having one or a plurality of metal wires whose ends are exposed is used as the glass pedestal.
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の半
導体圧力センサの製造方法において、前記金属線入りガ
ラス基板の一部又は全ての金属線を除去し、該金属線除
去部を圧力導入孔として前記ガラス台座を形成して、該
ガラス台座主表面に、前記圧力導入孔とダイヤフラムと
が対峙するように1個又は複数個の半導体圧力センサチ
ップを搭載し接合するようにしたことを特徴とするもの
である。According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect, a part or all of the metal wires of the glass substrate containing the metal wires are removed, and the metal wire removal part is pressure-introduced. The glass pedestal is formed as a hole, and one or more semiconductor pressure sensor chips are mounted and joined to the main surface of the glass pedestal such that the pressure introduction hole and the diaphragm face each other. It is assumed that.
【0010】請求項3記載の発明は、請求項2記載の半
導体圧力センサの製造方法において、前記金属線入りガ
ラス基板の金属線をエッチングにより除去することを特
徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the second aspect, the metal lines of the glass substrate containing the metal lines are removed by etching.
【0011】請求項4記載の発明は、請求項3記載の半
導体圧力センサの製造方法において、前記金属線入りガ
ラス基板の金属線の材料がモリブデンであり、前記金属
線を塩化第2鉄溶液によりエッチング除去するようにし
たことを特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the third aspect, the material of the metal wire of the glass substrate containing the metal wire is molybdenum, and the metal wire is made of a ferric chloride solution. It is characterized by being removed by etching.
【0012】請求項5記載の発明は、請求項1記載の半
導体圧力センサ又は、請求項2記載の半導体圧力センサ
の製造方法において、前記金属線入りガラス基板の金属
線を、半導体圧力センサチップの電極部と接合してリー
ド線としたことを特徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to the first aspect or the semiconductor pressure sensor according to the second aspect, the metal wire of the glass substrate containing the metal wire is connected to the semiconductor pressure sensor chip. It is characterized in that it is joined to an electrode to form a lead wire.
【0013】請求項6記載の発明は、請求項5記載の半
導体圧力センサにおいて、前記金属線入りガラス基板の
一部又は全ての金属線を除去し、この除去した部分に別
の金属を埋設して該金属を半導体圧力センサチップの電
極部と接合してリード線としたことを特徴とするもので
ある。According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor pressure sensor according to the fifth aspect, a part or all of the metal wires of the glass substrate with metal wires are removed, and another metal is buried in the removed portion. The metal is joined to the electrode portion of the semiconductor pressure sensor chip to form a lead wire.
【0014】請求項7記載の発明は、請求項1乃至請求
項6のいずれかに記載の半導体圧力センサの製造方法と
して、1本の金属線もしくは、複数本の金属線を略平行
に所定の間隔で配置し、前記金属線を溶融ガラスに入
れ、次に該溶融ガラスを凝固して前記金属線を含んだ固
形ガラスを形成し、次に前記金属線に略直交するように
前記固形ガラスをスライスして金属線入りガラス基板を
形成するようにしたことを特徴とするものである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor pressure sensor according to any one of the first to sixth aspects, wherein one metal wire or a plurality of metal wires is substantially parallel to a predetermined metal wire. Arranged at intervals, the metal wire is put into molten glass, then the molten glass is solidified to form a solid glass containing the metal wire, and then the solid glass is substantially orthogonal to the metal wire. The method is characterized in that a glass substrate containing a metal wire is formed by slicing.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
半導体圧力センサとその製造方法について図1乃至図7
にもとづき説明する。尚、図中半導体基板(シリコン基
板1)の上部を上面、下部を下面と称して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor pressure sensor and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
It will be explained based on the following. In the drawings, the upper portion of the semiconductor substrate (silicon substrate 1) is referred to as an upper surface, and the lower portion is referred to as a lower surface.
【0016】本発明の第1の実施の形態の半導体圧力セ
ンサの断面図を図1に、ガラス台座2の製造方法を図2
に示す。図1はダイシング前の半導体圧力センサ(チッ
プ部1)ウェハと、約0.1〜0.5mmの微細な貫通
孔(圧力導入孔5)を有するガラス台座2とが、真空又
は大気中で、約300〜400℃の温度、600〜10
00Vの直流電圧により陽極接合されている状態を示
す。貫通孔(圧力導入孔5)中心は、チップ部1のダイ
ヤフラム7の中心に位置するように接合され、外部の圧
力は圧力導入孔5を通りダイヤフラム7に導かれる。こ
れによりダイヤフラム7が応力を受け、ダイヤフラム7
上に形成されたピエゾ抵抗6が応力を受けることで、そ
の抵抗値が変化する。この抵抗値変化による電気信号が
電極部(電極パッド14)により外部に出力される。こ
こで、ガラス台座2に金属線入りガラスを用いる。金属
線入りガラスは、タングステン(融点3387℃),モ
リブデン(融点2610℃)の高融点の金属線15を,
陽極接合が可能な可動金属イオンが含有されたガラスと
一体形成したものである。この金属線入りガラスには、
例えば、HOYA株式会社製SD2−WIN(商標)が
ある。本発明においては、金属線15が主表面に対して
略直交方向かつ、第1主表面と第2主表面に端部が露出
するように金属線入りガラスをスライス加工して、金属
線入りガラス基板として用いる。この製造方法の一例を
図8に示す。ガラス原料を耐熱性容器中に投入し、同時
に略等間隔に張られた金属線15’をセットする
(a)。約1600℃で過熱、溶融し、撹拌して均一化
及び脱泡を行った後、適当な温度に予熱した金型に鋳込
み、除冷した後(b)、前記金属線15’に直交するよ
うにスライスして形成される。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor pressure sensor according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
Shown in FIG. 1 shows a semiconductor pressure sensor (chip unit 1) wafer before dicing and a glass pedestal 2 having a fine through hole (pressure introducing hole 5) of about 0.1 to 0.5 mm in a vacuum or atmosphere. Temperature of about 300-400 ° C, 600-10
This shows a state in which anodic bonding is performed by a DC voltage of 00V. The center of the through-hole (pressure introduction hole 5) is joined so as to be located at the center of the diaphragm 7 of the chip portion 1, and external pressure is guided to the diaphragm 7 through the pressure introduction hole 5. As a result, the diaphragm 7 receives stress, and the diaphragm 7
When the piezoresistor 6 formed above receives stress, its resistance value changes. An electric signal due to the change in the resistance value is output to the outside by the electrode portion (electrode pad 14). Here, glass containing a metal wire is used for the glass pedestal 2. The glass with a metal wire is a metal wire 15 having a high melting point of tungsten (melting point 3387 ° C.) and molybdenum (melting point 2610 ° C.)
It is formed integrally with glass containing movable metal ions capable of anodic bonding. In this glass with metal wire,
For example, there is SD2-WIN (trademark) manufactured by HOYA Corporation. In the present invention, the glass with the metal wire is sliced so that the metal wire 15 is substantially perpendicular to the main surface and the ends are exposed on the first main surface and the second main surface. Used as a substrate. FIG. 8 shows an example of this manufacturing method. A glass raw material is put into a heat-resistant container, and at the same time, metal wires 15 'stretched at substantially equal intervals are set (a). After heating and melting at about 1600 ° C., stirring and homogenizing and defoaming, casting into a mold preheated to an appropriate temperature, and after cooling (b), the metal wire is perpendicular to the metal wire 15 ′. It is formed by slicing.
【0017】ここで、圧力導入孔5を、この金属線入り
ガラス基板の金属線15をエッチング等により除去する
ことにより形成し、このガラス基板をガラス台座2とし
て使用する。本実施の形態では、図2に示すように半導
体圧力センサ(チップ部1)ウェハと同形状(円形)に
金属線入りガラス基板を形成もしくは切断し(a)、こ
の金属線入りガラス基板の金属線15をエッチング除去
して圧力導入孔5を形成して、これをガラス台座2とす
る(b)。例えば、金属線15がモリブデンである場
合、塩化第2鉄溶液に浸漬してエッチングを行う。この
ガラス台座2と半導体圧力センサ(チップ部1)ウェハ
とを、圧力導入孔5とチップ部1のダイヤフラム5の位
置とが一致するように陽極接合する。ここで、例えば、
A−A’の断面が図1のようになる。そして、図1中の
破線によりダイシングして、1個の半導体圧力センサを
生成する。Here, the pressure introducing hole 5 is formed by removing the metal wire 15 of the glass substrate containing the metal wire by etching or the like, and this glass substrate is used as the glass pedestal 2. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a glass substrate with a metal wire is formed or cut in the same shape (circle) as the semiconductor pressure sensor (chip unit 1) wafer (a), and the metal of the glass substrate with a metal wire is formed. The pressure introduction hole 5 is formed by removing the line 15 by etching, and this is used as the glass pedestal 2 (b). For example, when the metal wire 15 is molybdenum, it is immersed in a ferric chloride solution to perform etching. The glass pedestal 2 and the semiconductor pressure sensor (chip unit 1) wafer are anodically bonded so that the position of the pressure introducing hole 5 and the position of the diaphragm 5 of the chip unit 1 coincide. Where, for example,
A section taken along the line AA ′ is as shown in FIG. Then, dicing is performed by a broken line in FIG. 1 to generate one semiconductor pressure sensor.
【0018】このように、金属線入りガラス基板の金属
線15を除去し、この金属線15除去部を圧力導入孔5
としてガラス台座2を形成して、ガラス台座2主表面
に、圧力導入孔5とダイヤフラム7とが対峙するように
半導体圧力センサチップ(チップ部1)を搭載し接合す
るようにしたので、微細な(直径0.1〜0.5mm程
度)圧力導入孔5を有する半導体圧力センサを生成する
ことができるとういう効果を奏する。As described above, the metal wire 15 of the glass substrate containing the metal wire is removed, and the portion where the metal wire 15 is removed is inserted into the pressure introducing hole 5.
The semiconductor pressure sensor chip (chip unit 1) is mounted and joined on the main surface of the glass pedestal 2 so that the pressure introducing hole 5 and the diaphragm 7 face each other. (Approximately 0.1 to 0.5 mm in diameter) It is possible to produce a semiconductor pressure sensor having the pressure introducing hole 5.
【0019】本発明の第2の実施の形態を図3及び図4
に示す。図3は陽極接合時の断面図、図4はチップ部1
の一主表面図であり、チップ部1に形成されたピエゾ抵
抗6、電極パッド14、ピエゾ抵抗6間や電極パッド1
4をチップ部1表面で接続するアルミ配線、チップ部1
の外周を囲むように形成された(陽極)接合用アルミパ
ッド16を示すとともに、ダイヤフラム7を破線で示し
ている。FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of the present invention.
Shown in FIG. 3 is a sectional view at the time of anodic bonding, and FIG.
FIG. 3 is a main surface view of a piezoresistor 6, an electrode pad 14, a portion between the piezoresistors 6, and an electrode pad 1 formed on the chip portion 1.
Aluminum wiring connecting chip 4 on chip 1 surface, chip 1
And the aluminum pad 16 for bonding (anode) formed so as to surround the outer circumference of FIG.
【0020】本実施の形態では、金属線入りガラス基板
の金属線15を外部回路との入出力のためのリード線と
して用いる。ここでは、前記のピエゾ抵抗6、電極パッ
ド14他を有する主表面とが対向するように陽極接合す
る。この際、金属線15のガラス台座表面に露出した端
部と電極パッド14との位置を合せ、真空中で両者を圧
接するように陽極接合を行う。この陽極接合は、接合用
アルミパッド16を用いて行われるが、真空中での陽極
接合により、チップ部1の接合面の内部が真空基準室1
7として形成され、この半導体圧力センサは絶対圧検知
用のセンサとなる。検出した圧力信号は、電極パッド1
4及び、電極パッド14に圧接された金属線15をリー
ド線としてガラス台座2下主表面(図面において)に導
かれ、外部回路との接続用に設けられた外部接続電極パ
ッド18を介して外部回路(図示せず)に出力される。
この外部接続電極パッド18は、メッキ,スパッタ等に
より形成される。In the present embodiment, the metal wires 15 of the glass substrate containing the metal wires are used as lead wires for inputting and outputting to and from an external circuit. Here, the anodic bonding is performed such that the main surface having the piezoresistor 6, the electrode pad 14, and the like faces each other. At this time, the end of the metal wire 15 exposed on the surface of the glass pedestal is aligned with the position of the electrode pad 14, and anodic bonding is performed so that the two are pressed against each other in a vacuum. This anodic bonding is performed using the bonding aluminum pad 16, but the anodic bonding in a vacuum causes the inside of the bonding surface of the chip part 1 to be in the vacuum reference chamber 1.
The semiconductor pressure sensor 7 is formed as a sensor for detecting an absolute pressure. The detected pressure signal is applied to the electrode pad 1
4 and the metal wire 15 pressed into contact with the electrode pad 14 is led to the lower main surface (in the drawing) of the glass pedestal 2 as a lead wire and externally connected via an external connection electrode pad 18 provided for connection to an external circuit. It is output to a circuit (not shown).
The external connection electrode pad 18 is formed by plating, sputtering, or the like.
【0021】このように、金属線入りガラス基板をガラ
ス台座2とし、金属線15を、チップ1の電極パッド1
4と接合してリード線とするようにしたので、ワイヤボ
ンディング構成が不要となるとともに、チップ部1の電
極パッド14に接続されたリード線(金属線15)を、
ガラス台座2下部(外部回路接続面)にほぼ垂下させる
構成となり、半導体圧力センサのパッケージサイズの小
型化を図ることができるという効果を奏する。As described above, the glass substrate containing the metal wire is used as the glass pedestal 2, and the metal wire 15 is attached to the electrode pad 1 of the chip 1.
4, the lead wire is not required, and the lead wire (metal wire 15) connected to the electrode pad 14 of the chip portion 1 is not required.
The configuration is such that the semiconductor pressure sensor is substantially hung below the glass pedestal 2 (external circuit connection surface), so that the package size of the semiconductor pressure sensor can be reduced.
【0022】本発明の第3の実施の形態を図5及び図6
に示す。図5は陽極接合時の断面図、図6はダイシング
後の金属パッケージ3への実装時の断面図である。本実
施の形態では、ガラス台座2の金属線15を外部回路と
の入出力のためのリード線として用いるとともに、一部
の金属線15をエッチングにより除去して圧力導入孔5
とするものである。FIGS. 5 and 6 show a third embodiment of the present invention.
Shown in FIG. 5 is a cross-sectional view at the time of anodic bonding, and FIG. 6 is a cross-sectional view at the time of mounting on the metal package 3 after dicing. In the present embodiment, the metal wire 15 of the glass pedestal 2 is used as a lead wire for input / output with an external circuit, and a part of the metal wire 15 is removed by etching to form the pressure introducing hole 5.
It is assumed that.
【0023】ここでは、第2の実施の形態と同様に、ピ
エゾ抵抗6、電極パッド14他を有する主表面とが対向
するように陽極接合する。この際、金属線15のガラス
台座表面に露出した端部と電極パッド14との位置を合
せるとともに、圧力導入孔5の中心とチップ部1のダイ
ヤフラム5の中心の位置とが一致するように、両者を圧
接するように陽極接合を行う。この半導体圧力センサは
大気圧開放型のセンサとなる。検出した圧力信号は、電
極パッド14及び、電極パッド14に圧接された金属線
15をリード線としてガラス台座2下主表面(図面にお
いて)に導かれ、外部回路との接続用に設けられた外部
接続電極パッド18を介して外部回路(図示せず)に出
力される。Here, as in the second embodiment, anodic bonding is performed so that the main surface having the piezoresistor 6, the electrode pad 14, and the like faces each other. At this time, the end of the metal wire 15 exposed on the surface of the glass pedestal is aligned with the position of the electrode pad 14, and the center of the pressure introducing hole 5 is aligned with the center of the diaphragm 5 of the chip 1. Anodic bonding is performed so that both are pressed. This semiconductor pressure sensor is an atmospheric pressure open type sensor. The detected pressure signal is guided to the lower main surface (in the drawing) of the glass pedestal 2 using the electrode pad 14 and the metal wire 15 pressed against the electrode pad 14 as a lead wire, and an external signal provided for connection to an external circuit. It is output to an external circuit (not shown) via the connection electrode pad 18.
【0024】図6は、図5の半導体圧力センサウェハ及
びガラス台座2をダイシングしてパイプ(圧力導入孔
5)付きの金属パッケージ3に実装したものである。ガ
ラス台座2の下主表面の外部接続パッド18と金属パッ
ケージ3上のリード電極とは半田4等で電気的接続がな
される。また、その周囲は機密性を保持(圧力漏れ防
止)するため、例えば、シリコーン等の樹脂の接着剤2
0で密閉されている。なお、外部接続電極パッド18は
突起状のバンプ電極でもよい。FIG. 6 shows the semiconductor pressure sensor wafer and the glass pedestal 2 of FIG. 5 diced and mounted on a metal package 3 having a pipe (pressure introducing hole 5). The external connection pads 18 on the lower main surface of the glass pedestal 2 and the lead electrodes on the metal package 3 are electrically connected by solder 4 or the like. In order to maintain confidentiality (to prevent pressure leakage), for example, an adhesive 2 made of a resin such as silicone is used.
0 is sealed. Note that the external connection electrode pad 18 may be a bump electrode having a projection shape.
【0025】このように、金属線入りガラス基板をガラ
ス台座2とし、金属線15を、チップ1の電極パッド1
4と接合してリード線とするようにし、さらに金属線1
5の一部をエッチング除去し、除去部を圧力導入孔5と
したので、ワイヤボンディング構成が不要となるととも
に、チップ部1の電極パッド14に接続されたリード線
(金属線15)を、ガラス台座2下部(外部回路接続
面)にほぼ垂下させる構成となり、大気圧開放型の半導
体圧力センサのパッケージサイズの小型化を図ることが
できるという効果を奏する。As described above, the glass substrate containing the metal wire is used as the glass pedestal 2, and the metal wire 15 is attached to the electrode pad 1 of the chip 1.
4 to form a lead wire, and a metal wire 1
5 is removed by etching, and the removed portion is formed as a pressure introducing hole 5. Therefore, a wire bonding configuration is not required, and the lead wire (metal wire 15) connected to the electrode pad 14 of the chip portion 1 is made of glass. The semiconductor pressure sensor is substantially suspended below the pedestal 2 (external circuit connection surface), so that the package size of the atmospheric pressure release type semiconductor pressure sensor can be reduced.
【0026】本発明の第4の実施の形態としてのガラス
台座2の製造方法を図7に示す。本実施の形態では、ガ
ラス台座2の金属線15をエッチングにより除去し、こ
の除去部に別の第2の金属線21を埋設またはメッキに
より形成し、この第2の金属線21を、前記第2及び第
3の実施の形態におけるリード線(金属線15)として
使用するものである。前記のように金属線入りガラスの
金属線は、タングステン又は、モリブデンであるが、こ
れらよりも金属抵抗の低い金属を第2の金属線21とし
て用いることにより、電気抵抗の低いリード線となり、
圧力信号の減衰を抑えることができる。なお、第2の金
属21には、金や銅、アルミ等が考えられる。FIG. 7 shows a method of manufacturing a glass pedestal 2 according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the metal wire 15 of the glass pedestal 2 is removed by etching, another second metal wire 21 is buried or formed in the removed portion, and this second metal wire 21 is It is used as a lead wire (metal wire 15) in the second and third embodiments. As described above, the metal wire of the glass with a metal wire is tungsten or molybdenum, but by using a metal having a lower metal resistance as the second metal wire 21 than these, it becomes a lead wire having a lower electric resistance,
The attenuation of the pressure signal can be suppressed. Note that the second metal 21 may be gold, copper, aluminum, or the like.
【0027】このように、ガラス台座2の金属線15を
エッチングにより除去し、この除去部に別の電気抵抗の
低い第2の金属線を埋設またはメッキにより形成するよ
うにしたので、半導体圧力センサのパッケージサイズの
小型化を図ることができるという効果に加え、電気抵抗
の低いリード線を形成して圧力信号の減衰を抑えること
ができるという効果を奏する。As described above, the metal wire 15 of the glass pedestal 2 is removed by etching, and another second metal wire having a low electric resistance is formed in the removed portion by embedding or plating. In addition to the effect that the package size can be reduced, there is an effect that a lead wire having a low electric resistance can be formed to suppress the attenuation of the pressure signal.
【0028】[0028]
【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、圧力により変位するダイヤフラムと、該ダ
イヤフラムの変位により圧力を検出する半導体圧力セン
サチップと、該半導体圧力センサチップを搭載して前記
ダイヤフラムに圧力を導入する圧力導入孔を有するガラ
ス台座とを有してなる半導体圧力センサにおいて、主表
面に対して略直交方向、かつ第1主表面と第2主表面に
端部が露出する1本又は複数本の金属線を有する金属線
入りガラス基板を前記ガラス台座として用いるようにし
たので、従来サイズより小さな半導体圧力センサチップ
にも適用できる圧力導入孔を形成することができるとと
もに、半導体圧力センサのパッケージサイズの小型化を
図ることのできる半導体圧力センサを提供できた。As described above, according to the first aspect of the present invention, a diaphragm that is displaced by pressure, a semiconductor pressure sensor chip that detects pressure by displacement of the diaphragm, and a semiconductor pressure sensor chip A semiconductor pressure sensor having a glass pedestal mounted thereon and having a pressure introducing hole for introducing pressure to the diaphragm, in a direction substantially orthogonal to the main surface, and with end portions at the first main surface and the second main surface. Is used as the glass pedestal having one or more metal wires having exposed metal wires, so that a pressure introducing hole which can be applied to a semiconductor pressure sensor chip smaller than a conventional size can be formed. At the same time, a semiconductor pressure sensor capable of reducing the package size of the semiconductor pressure sensor can be provided.
【0029】請求項2記載の発明においては、前記金属
線入りガラス基板の一部又は全ての金属線を除去し、該
金属線除去部を圧力導入孔として前記ガラス台座を形成
して、該ガラス台座主表面に、前記圧力導入孔とダイヤ
フラムとが対峙するように1個又は複数個の半導体圧力
センサチップを搭載し接合するようにしたので、微細な
(直径0.1〜0.5mm程度)圧力導入孔を有する半
導体圧力センサを生成することができるとういう効果を
奏する。In the invention according to claim 2, a part or all of the metal wires of the glass substrate with the metal wires are removed, and the glass pedestal is formed by using the metal wire removing portion as a pressure introducing hole. One or a plurality of semiconductor pressure sensor chips are mounted and joined on the main surface of the pedestal such that the pressure introduction hole and the diaphragm face each other, so that a fine (diameter of about 0.1 to 0.5 mm) is provided. There is an effect that a semiconductor pressure sensor having a pressure introduction hole can be generated.
【0030】請求項3記載の発明においては、前記金属
線入りガラス基板の金属線をエッチングにより除去する
ようにしたので、容易に微細な圧力導入孔を形成するこ
とができるという効果を奏する。According to the third aspect of the present invention, since the metal wires of the glass substrate with metal wires are removed by etching, there is an effect that a fine pressure introducing hole can be easily formed.
【0031】請求項4記載の発明においては、前記金属
線入りガラス基板の金属線の材料がモリブデンであり、
前記金属線を塩化第2鉄溶液によりエッチング除去する
ようにしたので、容易に微細な圧力導入孔を形成するこ
とができるという効果を奏する。According to a fourth aspect of the present invention, the material of the metal wire of the glass substrate with the metal wire is molybdenum;
Since the metal wire is removed by etching with a ferric chloride solution, there is an effect that a fine pressure introduction hole can be easily formed.
【0032】請求項5記載の発明においては、前記金属
線入りガラス基板の金属線を、半導体圧力センサチップ
の電極部と接合してリード線とするようにしたので、ワ
イヤボンディング構成が不要となるとともに、半導体圧
力センサのパッケージサイズの小型化を図ることができ
るという効果を奏する。According to the fifth aspect of the present invention, the metal wires of the glass substrate containing the metal wires are joined to the electrode portions of the semiconductor pressure sensor chip to form lead wires, so that a wire bonding configuration is not required. At the same time, there is an effect that the package size of the semiconductor pressure sensor can be reduced.
【0033】請求項6記載の発明においては、前記金属
線入りガラス基板の一部又は全ての金属線を除去し、こ
の除去した部分に別の金属を埋設して該金属を半導体圧
力センサチップの電極部と接合してリード線とするよう
にしたので、半導体圧力センサのパッケージサイズの小
型化を図ることができるという効果に加え、電気抵抗の
低いリード線を形成して圧力信号の減衰を抑えることが
できるという効果を奏する。In the sixth aspect of the present invention, a part or all of the metal wires of the glass substrate with the metal wires are removed, and another metal is buried in the removed portion to reduce the metal to a semiconductor pressure sensor chip. Since the leads are joined to the electrodes, the package size of the semiconductor pressure sensor can be reduced, and a lead wire having a low electric resistance is formed to suppress the attenuation of the pressure signal. It has the effect of being able to do so.
【0034】請求項7記載の発明においては、1本の金
属線もしくは、複数本の金属線を略平行に所定の間隔で
配置し、前記金属線を溶融ガラスに入れ、次に該溶融ガ
ラスを凝固して前記金属線を含んだ固形ガラスを形成
し、次に前記金属線に略直交するように前記固形ガラス
をスライスして金属線入りガラス基板を形成するように
したので、容易に金属線入りのガラス台座を形成するこ
とができるという効果を奏する。In the invention according to claim 7, one metal wire or a plurality of metal wires are arranged at predetermined intervals substantially in parallel, and the metal wires are put into molten glass. Solidified to form a solid glass containing the metal wire, and then slicing the solid glass so as to be substantially perpendicular to the metal wire to form a glass substrate with a metal wire, so that the metal wire can be easily formed. There is an effect that a glass pedestal can be formed.
【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体圧力センサ
の断面を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a semiconductor pressure sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態の半導体圧力センサ
のガラス台座部を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a glass pedestal portion of the semiconductor pressure sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施の形態の半導体圧力センサ
の断面を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a cross section of a semiconductor pressure sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る半導体圧力セ
ンサチップ部の一主表面を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing one main surface of a semiconductor pressure sensor chip unit according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3の実施の形態の半導体圧力センサ
の断面図を示す図である。FIG. 5 is a sectional view showing a semiconductor pressure sensor according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施の形態の半導体圧力センサ
の実装例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a mounting example of a semiconductor pressure sensor according to a third embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第4の実施の形態の半導体圧力センサ
のガラス台座部を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a glass pedestal portion of a semiconductor pressure sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の半導体圧力センサに係るガラス台座部
の製造方法の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a method of manufacturing a glass pedestal portion according to the semiconductor pressure sensor of the present invention.
【図9】従来の半導体圧力センサの一例の断面を示す図
である。FIG. 9 is a diagram showing a cross section of an example of a conventional semiconductor pressure sensor.
【図10】従来の半導体圧力センサの一例の断面を示す
図である。FIG. 10 is a diagram showing a cross section of an example of a conventional semiconductor pressure sensor.
1 半導体圧力センサ(チップ部) 2 ガラス台座 3 金属パッケージ 4 半田 5 圧力導入孔 6 ピエゾ抵抗 7 ダイヤフラム 8 (ボンディング)ワイヤ 9 外部接続ピン 14 電極パッド 15 金属線 16 接合用アルミパッド 17 真空基準室 18 外部接続電極パッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor pressure sensor (chip part) 2 Glass pedestal 3 Metal package 4 Solder 5 Pressure introduction hole 6 Piezoresistance 7 Diaphragm 8 (Bonding) wire 9 External connection pin 14 Electrode pad 15 Metal wire 16 Aluminum pad for joining 17 Vacuum reference chamber 18 External connection electrode pad
───────────────────────────────────────────────────── 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 Fターム(参考) 2F055 AA40 BB20 EE13 FF43 GG01 GG11 4M112 AA01 BA01 CA11 CA13 DA16 DA18 DA20 EA02 EA13 FA11 GA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Kazuyuki Kuzuhara, Inventor Kazuma, Kazuma, Osaka 1048, Matsushita Electric Works, Ltd. (72) Inventor Shigenari Takami 1048 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Works Co., Ltd. (reference)
Claims (7)
ダイヤフラムの変位により圧力を検出する半導体圧力セ
ンサチップと、該半導体圧力センサチップを搭載して前
記ダイヤフラムに圧力を導入する圧力導入孔を有するガ
ラス台座とを有してなる半導体圧力センサにおいて、 主表面に対して略直交方向、かつ第1主表面と第2主表
面に端部が露出する1本又は複数本の金属線を有する金
属線入りガラス基板を前記ガラス台座として用いたこと
を特徴とする半導体圧力センサ。1. A diaphragm which is displaced by pressure, a semiconductor pressure sensor chip for detecting pressure by displacement of the diaphragm, and a glass pedestal having the semiconductor pressure sensor chip mounted thereon for introducing pressure into the diaphragm. A semiconductor pressure sensor comprising: a metal wire-containing glass having one or more metal wires in a direction substantially orthogonal to the main surface and having ends exposed on the first main surface and the second main surface. A semiconductor pressure sensor using a substrate as the glass pedestal.
ての金属線を除去し、該金属線除去部を圧力導入孔とし
て前記ガラス台座を形成して、該ガラス台座主表面に、
前記圧力導入孔とダイヤフラムとが対峙するように1個
又は複数個の半導体圧力センサチップを搭載し接合する
ようにしたことを特徴とする請求項1記載の半導体圧力
センサの製造方法。2. A method for removing a part or all of the metal wires of the glass substrate with metal wires, forming the glass pedestal with the metal wire removal part as a pressure introducing hole,
2. The method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein one or more semiconductor pressure sensor chips are mounted and joined so that the pressure introduction hole and the diaphragm face each other.
ッチングにより除去することを特徴とする請求項2記載
の半導体圧力センサの製造方法。3. The method of manufacturing a semiconductor pressure sensor according to claim 2, wherein the metal wire on the glass substrate containing the metal wire is removed by etching.
料がモリブデンであり、前記金属線を塩化第2鉄溶液に
よりエッチング除去するようにしたことを特徴とする請
求項3記載の半導体圧力センサの製造方法。4. The semiconductor pressure sensor according to claim 3, wherein a material of the metal wire of the glass substrate containing the metal wire is molybdenum, and the metal wire is etched away by a ferric chloride solution. Manufacturing method.
半導体圧力センサチップの電極部と接合してリード線と
したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の半導
体圧力センサ。5. The method according to claim 5, wherein the metal wire of the glass substrate containing the metal wire is
The semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the semiconductor pressure sensor chip is joined to an electrode portion to form a lead wire.
ての金属線を除去し、この除去した部分に別の金属を埋
設して該金属を半導体圧力センサチップの電極部と接合
してリード線としたことを特徴とする請求項5記載の半
導体圧力センサ。6. A method for removing a part or all of a metal wire of a glass substrate containing a metal wire, embedding another metal in the removed portion, joining the metal to an electrode portion of a semiconductor pressure sensor chip, and leading a lead. 6. The semiconductor pressure sensor according to claim 5, wherein the pressure sensor is a line.
を略平行に所定の間隔で配置し、前記金属線を溶融ガラ
スに入れ、次に該溶融ガラスを凝固して前記金属線を含
んだ固形ガラスを形成し、次に前記金属線に略直交する
ように前記固形ガラスをスライスして金属線入りガラス
基板を形成するようにしたことを特徴とする請求項1乃
至請求項6のいずれかに記載の半導体圧力センサの製造
方法。7. A metal wire or a plurality of metal wires are arranged at predetermined intervals substantially in parallel, the metal wire is put into molten glass, and then the molten glass is solidified to form the metal wire. 7. A glass substrate containing a metal wire, wherein a solid glass containing the metal wire is formed, and then the solid glass is sliced so as to be substantially orthogonal to the metal wire to form a glass substrate containing the metal wire. A method for manufacturing the semiconductor pressure sensor according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36376599A JP2001174349A (en) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36376599A JP2001174349A (en) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001174349A true JP2001174349A (en) | 2001-06-29 |
Family
ID=18480144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36376599A Pending JP2001174349A (en) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001174349A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018066611A (en) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 株式会社デンソー | Pressure sensor |
-
1999
- 1999-12-22 JP JP36376599A patent/JP2001174349A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018066611A (en) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 株式会社デンソー | Pressure sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7540190B2 (en) | Semiconductor device with acceleration sensor | |
EP2112489A2 (en) | Pressure sensor, manufacturing method thereof, and electronic component provided therewith | |
JP2008091845A (en) | Semiconductor sensor device and its manufacturing method | |
EP2006248A2 (en) | Die mounting stress isolator | |
JP2018101684A (en) | Sensor module and method of manufacturing the same | |
US3868719A (en) | Thin ribbon-like glass backed transducers | |
JP2010019693A (en) | Acceleration sensor device | |
JP2009076588A (en) | Sensor package and its manufacturing method | |
US20140131821A1 (en) | Pressure sensing device having contacts opposite a membrane | |
JP2005127750A (en) | Semiconductor sensor and its manufacturing method | |
JP2001174349A (en) | Semiconductor pressure sensor and its manufacturing method | |
JPH09145512A (en) | Pressure sensor, capacitive sensor, electric device and its manufacture | |
JP5804445B2 (en) | Semiconductor pressure sensor | |
JP3608455B2 (en) | Semiconductor acceleration sensor | |
WO2011118788A1 (en) | Method for manufacturing silicon substrate having glass embedded therein | |
JPH0269630A (en) | Semiconductor pressure sensor | |
JP2000046667A (en) | Semiconductor pressure sensor element | |
JP2001127208A (en) | Semiconductor chip packaging structure and manufacturing method thereof | |
JPH03248454A (en) | Hybrid integrated circuit device | |
JP2007163501A (en) | Semiconductor sensor and manufacturing method therefor | |
JPH0566979B2 (en) | ||
JP2000009566A (en) | Semiconductor pressure sensor | |
JP5789788B2 (en) | Silicon wiring embedded glass substrate and manufacturing method thereof | |
JPH11337433A (en) | Semiconductor pressure sensor | |
JP2000162076A (en) | Semiconductor pressure sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040809 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040824 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041221 |