JPH03106077A - 半導体用ステムの製造法 - Google Patents
半導体用ステムの製造法Info
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- JPH03106077A JPH03106077A JP24477289A JP24477289A JPH03106077A JP H03106077 A JPH03106077 A JP H03106077A JP 24477289 A JP24477289 A JP 24477289A JP 24477289 A JP24477289 A JP 24477289A JP H03106077 A JPH03106077 A JP H03106077A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〉
本発明は例えば圧カセンサとして使用される半導体用ス
テムの製造法に関するものである．（従来の技術） 圧カセンサ等に使用される半導体用ステムは第３図に示
されるような構造のものであり、ダイヤフラムを有する
シリコンチップ（１）と、これと熱膨脹係数が近いガラ
ス、シリコン等からなる基台（２）と、ステム合座（３
）と、ビン（４）と、キャップ（５）とから構威されて
いる。
テムの製造法に関するものである．（従来の技術） 圧カセンサ等に使用される半導体用ステムは第３図に示
されるような構造のものであり、ダイヤフラムを有する
シリコンチップ（１）と、これと熱膨脹係数が近いガラ
ス、シリコン等からなる基台（２）と、ステム合座（３
）と、ビン（４）と、キャップ（５）とから構威されて
いる。
従来、このような半導体用ステムを製造するには、まず
シリコンチップ（１）と基台（２）とをガラス接合、陽
極接合、ハンダ接合、金共晶接合等の方法により接合し
て素子（７）を製造する。またこれとは別にステム台座
（３）にビン（４）を封着用ガラス（６）によリハーメ
チンク接合しておき、このステム台座（３）に対して上
記の素子（７）をハンダ接合、有機接合、金共晶接合等
により接合し、更にキャンプ（５）を接合するという方
法が取られていた。
シリコンチップ（１）と基台（２）とをガラス接合、陽
極接合、ハンダ接合、金共晶接合等の方法により接合し
て素子（７）を製造する。またこれとは別にステム台座
（３）にビン（４）を封着用ガラス（６）によリハーメ
チンク接合しておき、このステム台座（３）に対して上
記の素子（７）をハンダ接合、有機接合、金共晶接合等
により接合し、更にキャンプ（５）を接合するという方
法が取られていた。
ところがこの−ような従来の方法は、素子（７）とステ
ム台座（３）との有機接合が可能な絶対圧タイプの圧カ
センサ用の場合には特に大きい問題はないが、有機接合
では気密性、接着強度、絶縁性等の点で問題がある差圧
タイプの場合には加熱接合型のハンダ接合や金共晶接合
を行う必要があるため、素子（７）をステム台座（３）
に接合する際に素子（７）の基台（２）が不可避的に加
熱されて歪み、出力が不安定となり易い欠点があった。
ム台座（３）との有機接合が可能な絶対圧タイプの圧カ
センサ用の場合には特に大きい問題はないが、有機接合
では気密性、接着強度、絶縁性等の点で問題がある差圧
タイプの場合には加熱接合型のハンダ接合や金共晶接合
を行う必要があるため、素子（７）をステム台座（３）
に接合する際に素子（７）の基台（２）が不可避的に加
熱されて歪み、出力が不安定となり易い欠点があった。
またこのような従来の方法は、シリコンチップ（１）と
基台（２）との接合、ステム台座（３）とピン（４）と
の接合、素子（７）とステム台座（３）との接合、ステ
ム台座（３）とキャソブ（５）との接合という４段階の
接合工程を必要とし、しかも素子（７）とステム台座（
３）とレ）う異質の材料どうしの接合には、まず素子（
７）にスパッタリングによりクロム、ニッケル、金の皮
膜を順次形威したうえでハンダ付けを行っており、接合
工程の工数が多いために製造コストが高くなることが避
けられないという欠点があった，（発明が解決しようと
する課題） 本発明はこのような従来の問題点を解決して、接合工程
の工数を減少でき、しかもセンサとして使用される素子
の出力の安定化をはかることができる半導体用ステムの
製造法を提供するために完戒されたものである。
基台（２）との接合、ステム台座（３）とピン（４）と
の接合、素子（７）とステム台座（３）との接合、ステ
ム台座（３）とキャソブ（５）との接合という４段階の
接合工程を必要とし、しかも素子（７）とステム台座（
３）とレ）う異質の材料どうしの接合には、まず素子（
７）にスパッタリングによりクロム、ニッケル、金の皮
膜を順次形威したうえでハンダ付けを行っており、接合
工程の工数が多いために製造コストが高くなることが避
けられないという欠点があった，（発明が解決しようと
する課題） 本発明はこのような従来の問題点を解決して、接合工程
の工数を減少でき、しかもセンサとして使用される素子
の出力の安定化をはかることができる半導体用ステムの
製造法を提供するために完戒されたものである。
（課題を解決するための手段）
上記の課題を解決するために完威された本発明は、ステ
ム台座にビンをハーメチ・ノク接合する際に、ステム台
座の上面に結晶化ガラス、セラミ・冫ク、又はシリコン
からなる基台を同時にガラス接合することを特徴とする
ものである． 以下に本発明を図面を参照しつつ更に詳細に説明する。
ム台座にビンをハーメチ・ノク接合する際に、ステム台
座の上面に結晶化ガラス、セラミ・冫ク、又はシリコン
からなる基台を同時にガラス接合することを特徴とする
ものである． 以下に本発明を図面を参照しつつ更に詳細に説明する。
本発明においては、第１図に示すようにコバール等の合
金からなるステム台座（３）に同材質のビン（４）を封
着用ガラス（６）によりハーメチック接合する際に、結
晶化ガラス、セラミック（ジルコニア、コージライト）
、又はシリコンからなる基台（２）を同じ封着用ガラス
（６）により同時にステム台座（３）の上面にガラス接
合する． 基台（２）の材料として結晶化ガラス、セラミック、又
はシリコンを選択したのは、これらの熱膨脹係数が２５
〜３５ ×１０”’ ／ ’Ｃでありシリコンチップ（
１）の熱膨脹係数とよく一致することと、例えば硼珪酸
ガラス系の封着用ガラス（６）によるガラス接合の温度
に対して十分な耐熱性を持つためである。βスポジウメ
／系の結晶化ガラスは２９．５ ｘ １０−’／ ’ｃ
の熱膨脹係数を持つ。またセラミソクとしては熱膨脹係
数の点で特にジルコニアやコージライトが好適である。
金からなるステム台座（３）に同材質のビン（４）を封
着用ガラス（６）によりハーメチック接合する際に、結
晶化ガラス、セラミック（ジルコニア、コージライト）
、又はシリコンからなる基台（２）を同じ封着用ガラス
（６）により同時にステム台座（３）の上面にガラス接
合する． 基台（２）の材料として結晶化ガラス、セラミック、又
はシリコンを選択したのは、これらの熱膨脹係数が２５
〜３５ ×１０”’ ／ ’Ｃでありシリコンチップ（
１）の熱膨脹係数とよく一致することと、例えば硼珪酸
ガラス系の封着用ガラス（６）によるガラス接合の温度
に対して十分な耐熱性を持つためである。βスポジウメ
／系の結晶化ガラスは２９．５ ｘ １０−’／ ’ｃ
の熱膨脹係数を持つ。またセラミソクとしては熱膨脹係
数の点で特にジルコニアやコージライトが好適である。
なお硼珪酸ガラス系の封着用ガラス（６）によるガラス
接合は例えば９８０゜ＣＸ１５分の条件で行われる． このようにステム台座（３）に対するピン（４）及び基
台（２）の接合は同一の封着用ガラス（６）により同時
に行われるため、各接合部の気密性や接合強度は十分に
優れたものとなる．なお、シリコン製の基台（２）を用
いる場合にはその表面に５００人程度の酸化膜を形成し
ておいた方が接合性が良好となる。
接合は例えば９８０゜ＣＸ１５分の条件で行われる． このようにステム台座（３）に対するピン（４）及び基
台（２）の接合は同一の封着用ガラス（６）により同時
に行われるため、各接合部の気密性や接合強度は十分に
優れたものとなる．なお、シリコン製の基台（２）を用
いる場合にはその表面に５００人程度の酸化膜を形成し
ておいた方が接合性が良好となる。
その後、第２図に示されるように、ステム台座（３）に
ガラス接合された基台（２）上にシリコンチップ（１）
を接合する。シリコンチップ（１）の接合は従来と同様
に例えばガラス接合、陽極接合、金共晶接合等の方法に
よって行われる。本発明においては基台（２）が耐熱性
のある結晶化ガラス又はシリコンにより形成されている
ので、シリコンチップ（１）の接合の際に基台（２）に
歪が生ずることはない。
ガラス接合された基台（２）上にシリコンチップ（１）
を接合する。シリコンチップ（１）の接合は従来と同様
に例えばガラス接合、陽極接合、金共晶接合等の方法に
よって行われる。本発明においては基台（２）が耐熱性
のある結晶化ガラス又はシリコンにより形成されている
ので、シリコンチップ（１）の接合の際に基台（２）に
歪が生ずることはない。
そしてシリコンチップ（１）とピン（４）との間を金、
アルごニウム等のリード線（９）でワイヤボンドした後
に、従来と同様にステム台座（３）に対してキャンプ（
５）の接合が行われ、第３図に示されるような半導体用
ステムが完成することとなる。
アルごニウム等のリード線（９）でワイヤボンドした後
に、従来と同様にステム台座（３）に対してキャンプ（
５）の接合が行われ、第３図に示されるような半導体用
ステムが完成することとなる。
このように本発明においては、ステム台座（３）にビン
（４）をハーメチック接合すると同時に結晶化ガラス、
セラミック、又はシリコンからなる基台（２）を同時に
ガラス接合し、その後にこの基台（２）上にシリコンチ
ンブ（１）を接合して素子（７）とする方法を採用した
ので、従来のように完戒された素子をステム台座（３）
へ接合する方法とは異なり、接合のために素子〔７〕を
加熱する必要がない。このため、素子（７）の出力を安
定させることができる。
（４）をハーメチック接合すると同時に結晶化ガラス、
セラミック、又はシリコンからなる基台（２）を同時に
ガラス接合し、その後にこの基台（２）上にシリコンチ
ンブ（１）を接合して素子（７）とする方法を採用した
ので、従来のように完戒された素子をステム台座（３）
へ接合する方法とは異なり、接合のために素子〔７〕を
加熱する必要がない。このため、素子（７）の出力を安
定させることができる。
また本発明に−おいては、ステム台座（３）と基台（２
）との間の接合強度を十分に大きくすることができる。
）との間の接合強度を十分に大きくすることができる。
例えば、３Ｘ３Ｘ２．５ｔのシリコン製の基台（２）と
、同寸のβスボジウメン系の結晶化ガラス製の基台（２
）とを鏡面研摩し、硼珪酸ガラス系の到着用ガラス（６
）によりコバール製のステム台座（３）に窒素雰囲気中
でガラス接合（９８０゜ＣＸｌ５分）したところ、その
接合強度は１０個の平均でシリコン製の基台の場合２．
３０ｋｇ ／ ｍ ” 、結晶化ガラス製の基台の場合
３．１２ｋｇ／ｍ”であった。これに対して素子（７）
のガラス製の基台にスパッタリングによりクロムニッケ
ル、金の皮膜を順次形威したうえでハンダ付けを行って
いた従来のものの接合強度は１．４７ｋｇ ／ ｗｓ
”であり、本発明の優位性が明らかであることが確認さ
れた。
、同寸のβスボジウメン系の結晶化ガラス製の基台（２
）とを鏡面研摩し、硼珪酸ガラス系の到着用ガラス（６
）によりコバール製のステム台座（３）に窒素雰囲気中
でガラス接合（９８０゜ＣＸｌ５分）したところ、その
接合強度は１０個の平均でシリコン製の基台の場合２．
３０ｋｇ ／ ｍ ” 、結晶化ガラス製の基台の場合
３．１２ｋｇ／ｍ”であった。これに対して素子（７）
のガラス製の基台にスパッタリングによりクロムニッケ
ル、金の皮膜を順次形威したうえでハンダ付けを行って
いた従来のものの接合強度は１．４７ｋｇ ／ ｗｓ
”であり、本発明の優位性が明らかであることが確認さ
れた。
（発明の効果）
本発明は以上の説明から明らかなように、接合工程の工
数減少、素子の出力の安定化、接合強度の向上等を図る
ことができるものであるから、従来の問題点を解決した
半導体用ステムの製造法として、産業の発展に寄与する
ところは極めて大きいものがある。
数減少、素子の出力の安定化、接合強度の向上等を図る
ことができるものであるから、従来の問題点を解決した
半導体用ステムの製造法として、産業の発展に寄与する
ところは極めて大きいものがある。
なお、本発明は圧カセンサ用の半導体用ステムのみなら
ず、その他の半導体用ステムの製造にも適用できること
はいうまでもないことである。
ず、その他の半導体用ステムの製造にも適用できること
はいうまでもないことである。
第１図、第２図、第３図はいずれも本発明の方法による
半導体用ステムの製造工程を説明する断面図である。 （１）：シリコンチップ、（２〉：基台、（３）：ステ
ム台座、（４）：ピン、（５）：キャップ．２ 第 ／ 図 目Ｅ］目 手続補正書（自発） 第 ３ 図 ｌ．事件の表示 平戒ｌ年特許願第２４４７７２号 ２．発明の名称 半導体用ステムの製造法３．補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所 愛知県名古屋市昭和区高辻町１ｌ番１５号名称
石塚硝子株式会社 ４．代理人 ０『］０ ５．補正の対象 第 ／ 図 ２ ／ 第 ２ 図 １］［１目 第 ３ 図 ０［ｌ０
半導体用ステムの製造工程を説明する断面図である。 （１）：シリコンチップ、（２〉：基台、（３）：ステ
ム台座、（４）：ピン、（５）：キャップ．２ 第 ／ 図 目Ｅ］目 手続補正書（自発） 第 ３ 図 ｌ．事件の表示 平戒ｌ年特許願第２４４７７２号 ２．発明の名称 半導体用ステムの製造法３．補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所 愛知県名古屋市昭和区高辻町１ｌ番１５号名称
石塚硝子株式会社 ４．代理人 ０『］０ ５．補正の対象 第 ／ 図 ２ ／ 第 ２ 図 １］［１目 第 ３ 図 ０［ｌ０
Claims (1)
- ステム台座（３）にピン（４）をハーメチック接合する
際に、ステム台座（３）の上面に結晶化ガラス、セラミ
ック、又はシリコンからなる基台（２）を同時にガラス
接合することを特徴とする半導体用ステムの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24477289A JPH079995B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 半導体用ステムの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24477289A JPH079995B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 半導体用ステムの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03106077A true JPH03106077A (ja) | 1991-05-02 |
| JPH079995B2 JPH079995B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=17123684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24477289A Expired - Lifetime JPH079995B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 半導体用ステムの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079995B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0483139A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Nippondenso Co Ltd | 半導体歪みセンサ |
| JPH06137979A (ja) * | 1992-03-18 | 1994-05-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧力センサおよびそれを用いた圧力検出装置 |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP24477289A patent/JPH079995B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0483139A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Nippondenso Co Ltd | 半導体歪みセンサ |
| JPH06137979A (ja) * | 1992-03-18 | 1994-05-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧力センサおよびそれを用いた圧力検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH079995B2 (ja) | 1995-02-01 |
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