JPH02272339A - 半導体圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は半導体ピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力
センサに関し、さらに詳しくは、ステムの上に感圧チッ
プ用台座が固着され、かつ該台座上面に感圧チップが接
合されている電子式の圧力センサに関する。

（ロ）従来の技術 空気のような流体圧を感知する半導体圧力センサは、第
３図イ、口、ハのようにステム３１の上に台座３２を固
着し、かつ該台座の上に感圧チップ３３をマウントし、
該感圧チップ３３に抵抗によるブリッジ回路が形成され
ているダイヤフラム３４を金ワイヤ３５．３５によりリ
ードピン３６゜３６に結線して構成されている。

また、感圧チップ３３は圧力室３７を有し、これに対応
してステム３１には圧力導入口３８が設けられている。

この場合従来では、第３図イのようにガラス製の台座３
２とステム３１とを接着剤３９で接合したり、第３図口
のように台座３２とステム３１との間をＯリング４０で
シールしたり、また第３図ハのように台座３２に感圧チ
ップ３３をハンダ付け４１して接合する方法が採用され
ていた。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかるに、台座３２とステム３１とを接着固定するもの
、およびＯリングシールするものは気密性に劣る欠点が
あり、特に接着剤３９は浦、溶剤等の薬品に弱く、膨潤
して接合力が低下することになった。

また、台座３２と感圧チップ３３とをハンダ付は接合す
るものでは、該ハンダ接合を感圧チップ３３のチップ単
位で１個ずつ行なわねばならず、量産性および歩留まり
が悪い欠点があった。

この発明は上記問題点に鑑み、高い気密性と接合力でス
テムに台座を固着できると共に、台座と感圧チップとの
接合をウェハー単位で行なえ、従って量産性および歩留
まりを高めることができる半導体圧力センサの提供を目
的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段 この発明は、パイレックスガラス製の感圧チップ用台座
が、その下面に形成されたクロム、白金、金の積層膜を
ステムの上にハンダ付けして固着されると共に、上記台
座の上面に感圧チップが陽極接合された半導体圧力セン
サを特徴とする。

（ホ）作用 この発明によれば、台座がこれの下面に形成されたクロ
ム、白金、金の積層膜をステムにハンダ付けされている
ので、Ｏリングや接着剤のシール構造に比べ耐圧力性能
が向上し、かつ油や溶剤のような薬品によってもシール
破壊されない。

また、台座に感圧チップを陽極接合して固定するから、
該接合が半導体のウェハー単位で行なえ、このウェハー
単位での接合後にチップ単位に切断することで多数の圧
力センサチップが一挙に得られる。

（へ）発明の効果 従って、気密性が良好で、油や溶剤等の薬品に強く、し
かも量産性および歩留まりが向上することによってコス
トダウンが図れる半導体圧力センサが得られる。

（ト）実施例 以下、この発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図はこの発明にかかる半導体圧力センサ１の正面図
で、パイレックスガラス製の台座２の下面にクロム膜３
、白金膜４、金膜５がスパッタリングされて積層膜６が
形成され、この積層膜６によって台座２がステム７にハ
ンダ付け８され、台座２の上面に陽極接合によって感圧
チップ９が接合され、この感圧チップ９に抵抗によるブ
リッジ回路が形成されたダイヤフラム１ｏが金ワイヤ１
１．１１にてリードピン１２．１２に結線されている。

また、台座２には感圧チップ９の圧力室１３に連なる貫
通孔１４が中心部に形成され、この貫通孔１４に対応し
て圧力導入口１５がステム７に設けられている。

かかる構成の圧力センサ１は次の工程を経て製作される
。即ち、 パイレックスガラス製台座２の一方の面に上記したクロ
ム膜３、白金膜４、金膜５を順次形成する第１の工程と
、 第１の工程終了後に、台座２の他面に、多数のダイヤフ
ラム１０が形成された半導体ウェハー９八を陽極接合に
よって接着して第２図のような接合体１６を製作する第
２の工程と、 第２の工程で得られた接合体１６を切断してチップ化す
る第３の工程と、 このチップ化された接合体（圧力センサチップ）をハン
ダ付け８によってステム７に固着する第４の工程とによ
って製作される。

また、上記工程は一例を述べると、ガラス板、たとえば
コーニング社製パイレックス＃７７４０゜＃７０７０に
クロム膜５００Ａ’、白金膜２０００八〇、金６０００
Ａ’の厚さで順次積層する。

この積層には蒸着、スパッタあるいはメツキ等が用いら
れ、もしくは併用される。

尚、クロムＣｒはＡＩ、５ｉ０２との接着強度がチタン
Ｔｉの６００　ｇ　／　ｍ　ｒｄに比べ、７５０ｇ／　
ｍ　ｒｄと高く、スパッタリングもしやすい。従ってク
ロム膜３の採用により積層膜６と台座２との接着強度が
増大し、エツチングレートが早くて工程が短くて済むよ
うになる。しかもクロムは原材料が安いのでコストを下
げることができる。

さらに、上記半導体圧力センサは周知のようにダイヤフ
ラム１０の湾曲に基づく抵抗値の変化によって圧力を検
出するものであるが、圧力媒体による圧力を除く種々の
原因でダイヤフラム１０に働く応力変化を少なくするた
め、前記したパイレックスガラス製の台座２が用いられ
ている。従って台座２はダイヤフラム１０と同一の熱膨
張係数を有するシリコン半導体またはホウケイ酸ガラス
である。

以上の記載から明らかなようにこの実施例によれば、台
座がクロム膜３、白金膜４、金膜５の積層膜６によって
ステム７にハンダ付け８されたから気密性が向上し、か
つ油や溶剤等の薬品の影響を排除できる。

また、第２図のように半導体ウェハ−９Ａ単位で台座２
に陽極接合し、その後に接合体１６を切断して一度に多
数の圧力センサチップを製作できるから大量生産が可能
になる。

尚、この発明は上述の実施例の構成のみに限定されるも
のではない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、 第１図は半導体圧力センサの正面図、 第２図は圧力センサの製作過程を示す接合体の断面図で
ある。 第３図イ、口、ハはそれぞれ従来圧力センサの断面図で
ある。 １・・・半導体圧力センサ　２・・・台　座３・・・ク
ロム膜　　　　　４・・・白金膜５・・・金　膜　　　
　　　６・・・積層膜７・・・ステム　　　　　　８・
・・ハンダ９・・・感圧チップ 第１図 圧７７ｔンワの正面口 第３図 従来圧７７亡ノブのでれグ鵡所面図 （イ） （ロ） 張合体の断面図 （ハ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）パイレックスガラス製の感圧チップ用台座が、そ
   の下面に形成されたクロム、白金、 金の積層膜をステムの上にハンダ付けして 固着されると共に、上記台座の上面に感圧 チップが陽極接合された 半導体圧力センサ。