JP5595230B2 - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5595230B2 JP5595230B2 JP2010248142A JP2010248142A JP5595230B2 JP 5595230 B2 JP5595230 B2 JP 5595230B2 JP 2010248142 A JP2010248142 A JP 2010248142A JP 2010248142 A JP2010248142 A JP 2010248142A JP 5595230 B2 JP5595230 B2 JP 5595230B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- package
- chip
- semiconductor chip
- gas sensor
- insulating film
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 27
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 17
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
この発明は、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）型のガスセンサに関する。
MEMS型のガスセンサとして種々のものが検討されている。しかしMEMS型のガスセンサでは、雰囲気は感ガス部へ半導体チップの一面のみから供給され、チップ内を雰囲気が通過することができない。またチップをパッケージに組み付けるには、例えばチップの底面をダイボンドし、パッドをワイヤボンドする必要があり、さらにチップを覆うようにカバーを取り付ける必要がある。
なお特許文献１：JP3585082Bは、Siチップの一面に絶縁膜を設け、絶縁膜の反対側からチップをエッチングしてダイアフラムとし、ダイアフラムに感ガス部を設けたガスセンサに関して、ダイアフラムに貫通孔を設けて、応力を緩和することを提案している。特許文献２：JP2001-337063Aは、MEMS型ではないガスセンサについて、パッケージに固定したリードにガスセンサの電極をフリップチップ接続することを提案している。
この発明の課題は、ガスセンサの半導体チップ内を雰囲気が通過できるようにすることと、半導体チップのパッケージへの組み付けを容易にすることにある。
この発明のガスセンサは、半導体チップと、通気性のあるセラミックもしくはガラスのパッケージとから成り、
前記パッケージは貫通孔を有するか、もしくは多孔質のセラミックから成り、
前記半導体チップは、半導体チップの一面に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜と前記半導体チップとを貫通するキャビティと、前記絶縁膜に設けられた感ガス部と、前記感ガス部に接続されたパッド、とを備え、
前記パッケージは、半導体チップのパッドとバンプを介してフリップチップ接続されたパッドと、パッドが設けられたパッケージの面を正面、その反対側の面を裏面として、パッケージのパッドからパッケージの裏面まで引き出された配線、とを備えている。
前記パッケージは貫通孔を有するか、もしくは多孔質のセラミックから成り、
前記半導体チップは、半導体チップの一面に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜と前記半導体チップとを貫通するキャビティと、前記絶縁膜に設けられた感ガス部と、前記感ガス部に接続されたパッド、とを備え、
前記パッケージは、半導体チップのパッドとバンプを介してフリップチップ接続されたパッドと、パッドが設けられたパッケージの面を正面、その反対側の面を裏面として、パッケージのパッドからパッケージの裏面まで引き出された配線、とを備えている。
この発明では、キャビティが半導体チップと絶縁膜とを貫通するので、半導体チップ内を雰囲気が容易に移動できる。従って感ガス部を雰囲気に速やかに接触させることができる。
好ましくは、パッケージは感ガス部と向き合う凹部を備えている。このようにすると、感ガス部とパッケージとの接触を防止できる。
特に好ましくは、前記凹部からパッケージの裏面へ前記貫通孔が設けられている。このようにすると、貫通孔、凹部、感ガス部、キャビティの順に、ガスセンサ内を貫通する流路が得られる。
特に好ましくは、前記凹部からパッケージの裏面へ前記貫通孔が設けられている。このようにすると、貫通孔、凹部、感ガス部、キャビティの順に、ガスセンサ内を貫通する流路が得られる。
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。
図１〜図４に、実施例と変形例のガスセンサを示す。図１，図２は実施例のガスセンサ２を示し、４はプリント基板である。ガスセンサ２は、シリコン，GaAsなどの半導体チップ６と、パッケージ８とから成り、パッケージ８はセラミックでもガラスでもよい。半導体チップ６には、チップ６を貫通するキャビティ１０がエッチングなどで設けられ、その一面に絶縁膜１２が設けられ、絶縁膜１２にもキャビティ１０と連通する貫通孔１６が設けられている。絶縁膜１２のうちでキャビティ１０に面した面をベース１４とし、ベース１４上に感ガス部１８が設けられている。なおチップ６が厚い場合、感ガス部１８の反対側の面でチップ６をグラインドして薄肉化しても良い。また絶縁膜１２は少なくともベース１４を含み、キャビティ１０以外の面では設けなくても良い。さらにキャビティ１０は絶縁膜１２側から設けても、その反対面側から設けても良い。
感ガス部１８は、例えば図示しない薄膜ヒータと、薄膜ヒータを保護する絶縁膜、及び絶縁膜上の一対の電極と、SnO2などの金属酸化物半導体、とから成る。なおSnO2に代えて ZnO，In2O3などの他の金属酸化物半導体でもよい。また金属酸化物半導体と電極、及び金属酸化物半導体と薄膜ヒータ間の絶縁膜を設けず、薄膜ヒータを酸化触媒で被覆し、接触燃焼式ガスセンサとしてもよい。感ガス部１８から、図２に示す脚１９を介して、配線をキャビティ１０の外部まで引き出し、パッド２０，２１に接続する。２０は例えば金属酸化物半導体の電極に接続したパッド、２１は薄膜ヒータに接続したパッドである。
パッケージ８はセラミックもしくはガラスから成り、感ガス部１８に面して凹部２２が設けられ、感ガス部１８がパッケージ８に接触しないようにする。なおチップ６とパッケージ８間のバンプ２６を背の高いバンプとすると、例えば高さ数１０μｍ程度のバンプとすると、凹部２２は設けなくてもよい。
凹部２２の底面から、チップ６の反対面側へと１個あるいは複数個の貫通孔２８が設けられている。パッケージ８のチップ６側の面に複数個のパッド２４が設けられ、バンプ２６を介してチップ６のパッド２０，２１とフリップチップ接続されている。パッド２４からパッケージ８の反対面へと電気的に接続する導電ポスト３０が設けられ、パッド３１を介して、プリント基板４の配線３２に半田層３３で半田付けされている。またプリント基板４には貫通孔２８に面して貫通孔３４を設ける。この結果、貫通孔３４，２８，凹部２２，貫通孔１６，キャビティ１０を介する雰囲気の流路が形成される。
チップ６とパッケージ８との隙間を封止する必要がある場合、例えば図１，図２に鎖線で示すように配線３５，３６を設け、この間を溶着部３７で溶着する。溶着部３７は例えばバンプ２６と同一材料で、溶着に代えて樹脂封止を用いても良い。さらに図１でのキャビティ１０の上側から埃などが侵入することを防止するため、チップ６の絶縁膜１２とは反対側の面を気体透過膜などでコートしても良い。
図３は半導体チップ６の変形例を示し、他の点では図１，図２の実施例と同一である。３８は新たなキャビティで、感ガス部１８とは反対面側からエッチングなどで設けられ、３９は新たな貫通孔である。
図４は第２の変形例を示し、４０は新たなセラミックパッケージで、多孔質である。パッケージ４０は、全面が多孔質でも、凹部２２の周囲の層のみが多孔質でも、凹部２２の底面側の層のみが多孔質でもよい。４２は新たなプリント基板で、貫通孔３４を設けていない他は、図１，図２のプリント基板４と同様である。図４の変形例では、雰囲気は例えばプリント基板４２とパッケージ４０との隙間から、パッケージ４０内を拡散して、凹部２２へ至り、感ガス部１８に接触して、キャビティ１０内を通過する。あるいは凹部２２の周囲から、パッケージ４０を通過して凹部２２内へ至り、キャビティ１０を通過する。
実施例では、パッケージ８，４０から感ガス部１８を介してキャビティ１０を貫通する雰囲気の流路ができるので、吸引ポンプなどで雰囲気を定量ずつ感ガス部１８へ供給できる。またこれ以外の用途でも、感ガス部へ多量の雰囲気を供給できるので、より大きな感度を得ることができる。さらにチップ６のフリップチップ接続によりパッケージへの組み付けが完成するので、チップ６のダイボンドも、パッド２０，２１からのワイヤボンドも不要で、カバーも不要である。そして導電ポスト３０を介して、ガスセンサ２をプリント基板４，４２に接続できる。さらに半導体チップ６を設けたウェハー、あるいはこのウェハーを数分割したサブウェハーを、未分割のパッケージ８、４０を多数備えた板に、一括してフリップチップ接続し、チップ６単位でダイシングすると、製造が容易になる。なお導電ポスト３０に代えて、パッケージ８などの端面に配線を設けてもよい。
２ ガスセンサ
４，４２ プリント基板
６ 半導体チップ
８，４０ パッケージ
１０，３８ キャビティ
１２ 絶縁膜
１４ ベース
１６，３９ 貫通孔
１８ 感ガス部
１９ 脚
２０，２１ パッド
２２ 凹部
２４ パッド
２６ バンプ
２８ 貫通孔
３０ 導電ポスト
３１ パッド
３２ 配線
３３ 半田層
３４ 貫通孔
３５，３６ 配線
３７ 溶着部
４，４２ プリント基板
６ 半導体チップ
８，４０ パッケージ
１０，３８ キャビティ
１２ 絶縁膜
１４ ベース
１６，３９ 貫通孔
１８ 感ガス部
１９ 脚
２０，２１ パッド
２２ 凹部
２４ パッド
２６ バンプ
２８ 貫通孔
３０ 導電ポスト
３１ パッド
３２ 配線
３３ 半田層
３４ 貫通孔
３５，３６ 配線
３７ 溶着部
Claims (3)
- 半導体チップと、通気性のあるセラミックもしくはガラスのパッケージとから成り、
前記パッケージは貫通孔を有するか、もしくは多孔質のセラミックから成り、
前記半導体チップは、半導体チップの一面に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜と前記半導体チップとを貫通するキャビティと、前記絶縁膜に設けられた感ガス部と、前記感ガス部に接続されたパッド、とを備え、
前記パッケージは、半導体チップのパッドとバンプを介してフリップチップ接続されたパッドと、パッドが設けられたパッケージの面を正面、その反対側の面を裏面として、パッケージのパッドからパッケージの裏面まで引き出された配線、とを備えている、ガスセンサ。 - 前記パッケージは、前記感ガス部と向き合う凹部を備えていることを特徴とする、請求項１のガスセンサ。
- 前記凹部からパッケージの裏面へ前記貫通孔が設けられていることを特徴とする、請求項２のガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010248142A JP5595230B2 (ja) | 2010-11-05 | 2010-11-05 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010248142A JP5595230B2 (ja) | 2010-11-05 | 2010-11-05 | ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012098234A JP2012098234A (ja) | 2012-05-24 |
| JP5595230B2 true JP5595230B2 (ja) | 2014-09-24 |
Family
ID=46390297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010248142A Expired - Fee Related JP5595230B2 (ja) | 2010-11-05 | 2010-11-05 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5595230B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9970911B2 (en) | 2013-09-16 | 2018-05-15 | Lg Innotek Co., Ltd. | Gas sensor package |
| KR102212850B1 (ko) * | 2014-03-25 | 2021-02-05 | 엘지이노텍 주식회사 | 가스 센서 패키지 |
| EP2857349B1 (en) * | 2013-10-01 | 2020-08-05 | LG Innotek Co., Ltd. | Gas sensor package |
| EP2884242B1 (en) * | 2013-12-12 | 2021-12-08 | ams International AG | Sensor Package And Manufacturing Method |
| KR102238824B1 (ko) * | 2014-01-14 | 2021-04-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 패키지 |
| US9754848B2 (en) * | 2014-01-14 | 2017-09-05 | Lg Innotek Co., Ltd. | Gas sensor package |
| EP3001186B1 (en) * | 2014-09-26 | 2018-06-06 | Sensirion AG | Sensor chip |
| TWI577991B (zh) * | 2015-09-08 | 2017-04-11 | 國立交通大學 | 氣體可穿透垂直式感測器及包含其之氣體感測系統 |
| KR101868833B1 (ko) | 2016-09-13 | 2018-06-20 | (주)포인트엔지니어링 | 마이크로 센서 패키지 |
| KR101853296B1 (ko) | 2016-09-13 | 2018-04-30 | (주)포인트엔지니어링 | 마이크로 센서 패키지 및 마이크로 센서 패키지 제조방법 |
| JP6877397B2 (ja) | 2018-10-15 | 2021-05-26 | Ｎｉｓｓｈａ株式会社 | Ｍｅｍｓガスセンサ及びｍｅｍｓガスセンサの製造方法 |
| KR20210143717A (ko) * | 2019-03-27 | 2021-11-29 | 닛샤 가부시키가이샤 | Mems 가스센서 실장체 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT3295U1 (de) * | 1998-11-06 | 1999-12-27 | E & E Elektronik Gmbh | Anordnung zur feuchtemessung |
| JP2001174323A (ja) * | 1999-12-17 | 2001-06-29 | Tdk Corp | 赤外線検出装置 |
| JP2001337063A (ja) * | 2000-05-25 | 2001-12-07 | Figaro Eng Inc | ガスセンサおよびその製造方法 |
| JP2002174608A (ja) * | 2000-12-06 | 2002-06-21 | Figaro Eng Inc | ガスセンサ及びその製造方法 |
| JP2004093387A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
| JP2007214441A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Dainippon Printing Co Ltd | 複合センサーパッケージ |
| JP2007248212A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Fujikura Ltd | 圧力センサパッケージ及び電子部品 |
| JP2008261670A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Toshiba Corp | 検出器およびその製造方法 |
| JP2009216543A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Citizen Holdings Co Ltd | 接触燃焼式ガスセンサ |
| JP5279738B2 (ja) * | 2010-01-29 | 2013-09-04 | フィガロ技研株式会社 | プリント基板へのガスセンサの組付方法 |
-
2010
- 2010-11-05 JP JP2010248142A patent/JP5595230B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012098234A (ja) | 2012-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5595230B2 (ja) | ガスセンサ | |
| JP3631120B2 (ja) | 半導体装置 | |
| US9952110B2 (en) | Multi-die pressure sensor package | |
| JP2012225925A (ja) | 封止構造を有するセンサデバイス | |
| CN100584741C (zh) | 用于装配半导体芯片的方法及相应的半导体芯片装置 | |
| US10903156B2 (en) | Electronic device with stud bumps | |
| JP2006003277A (ja) | 半導体加速度センサ装置及びその製造方法 | |
| JP2012078089A (ja) | ガスセンサ | |
| US20070044557A1 (en) | Package structure for an acceleration sensor | |
| CN104697707A (zh) | 具有堆叠管芯布置的压力传感器封装 | |
| JP5483443B2 (ja) | ガスセンサ及びその製造方法 | |
| KR20160088111A (ko) | 복합 센서와 이를 구비하는 패키지 및 그 제조 방법 | |
| JP5458517B2 (ja) | 電子部品 | |
| JP2000031343A (ja) | 半導体装置 | |
| EP2790214B1 (en) | Device with a micro- or nanoscale structure | |
| JP4635202B2 (ja) | 両面電極パッケージの製造方法 | |
| EP1898667A2 (en) | Microphone package | |
| KR101981831B1 (ko) | 공동 패키지 디자인 | |
| JP2009005077A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2018528432A (ja) | カテーテルセンサの製造 | |
| US10260974B2 (en) | Electronic part with sensor exposed to ambient air | |
| JP2008103571A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP5541208B2 (ja) | 力学量センサ | |
| JP2007042786A (ja) | マイクロデバイス及びそのパッケージング方法 | |
| JP5328492B2 (ja) | 圧力センサモジュール及び圧力センサパッケージ、並びにこれらの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131011 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140204 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140217 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140410 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140804 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140805 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5595230 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |