JPH0623245U - センサ用チップの実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正常なセンサ機能を失うようなチップの歪み
を回避できるセンサ用チップの基台への実装構造を提供
する。 【構成】 この考案のセンサ用チップの実装構造では、
厚みの厚い部分１ａと厚みの薄い部分１ｂを有し前記薄
い部分の裏側は裏面に開口した空間１０となっていると
ともに前記薄い部分に感応部１１が設けられてなるセン
サ用チップ１が、その裏面で基台２にダイボンディング
されてなるセンサ用チップの実装構造であって、前記ダ
イボンディングをシリコン樹脂系材料によるダイボンデ
ィングでおこなっていることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、センサ用チップの実装構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、半導体製造技術などで使われている微細加工技術を応用して極く小さな センサ用チップを得て、これを基台に取り付けるなどして実装し小型のセンサと することが行われている。センサの種類としては、赤外線センサや圧力センサな どが挙げられる。

【０００３】 例えば、赤外線センサ用チップの場合、図２および図３にみるように、チップ １自体が厚みの厚い部分１ａと厚みの薄い部分１ｂとを有し、このうち薄い部分 １ｂの裏側は裏面に開口した空間１０になっており、空間１０のある分だけ厚み が薄くなっている。そして、センサ機能用の感応部１１は、チップ１の薄い部分 １ｂに設けられている。

【０００４】 一方、赤外線センサ用チップと基台の実装構造は、半導体装置での素子用チッ プと基台の実装構造と同じものにすることが先ず考えられる。 すなわち、従来の半導体装置の場合、図５にみるように、素子用チップ９１が 基台９２にダイボンディングされてなる実装構造であって、ダイボンディング部 ９３がボンディング用接着材（ダイボンディングペースト）である銀ペーストで 形成されており、同じようにしてセンサ用チップを基台にチップ裏面でダイボン ディングすることが考えられるのである。

【０００５】 しかしながら、実際には、図４にみるように、センサ用チップ１を基台２にチ ップ裏面で銀ペーストを用いたダイボンディング部９３により実装を行うと、セ ンサ用チップ１の薄い部分１ｂに歪み（シワ）が生じ、感応部１１が損傷し正常 なセンサ機能が失われるという不都合を招来する。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

この考案は、上記事情に鑑み、正常なセンサ機能を失うようなチップの歪みを 回避できるセンサ用チップの基台への実装構造を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、この考案にかかるセンサ用チップの実装構造では、 厚みの厚い部分と厚みの薄い部分を有し前記薄い部分の裏側は裏面に開口した空 間となっているとともに前記薄い部分に感応部が設けられてなるセンサ用チップ が、その裏面で基台にシリコン樹脂系材料でダイボンディングされてなる構成を とっている。

【０００８】 以下、この考案を具体的に説明する。 この考案のセンサ用チップの実装構造におけるセンサ用チップとしては、赤外 線センサ用チップや圧力センサ用チップが挙げられる。 赤外線センサ用チップの場合、図２および図３にみるように、チップ１自体が 厚みの厚い部分１ａと厚みの薄い部分１ｂとを有している。チップ１の薄い部分 １ｂの裏側は裏面に開口した空間１０になっていて、空間１０のある分だけ厚み が薄くなっているのである。そして、薄膜素子構成の感応部１１がチップ１の薄 い部分１ｂに設けられている。

【０００９】 赤外線センサ用チップ１の感応部１１はサーミスタなどを有していて、赤外線 の受光状態の変化に伴い感応部１１が温度変化し、その結果、サーミスタの抵抗 が変化することを利用して赤外線の検知を行うようになっている。そして、赤外 線センサ用チップ１では、感応部１１が熱容量の小さな薄い部分１ｂにあるため 、赤外線の受光状態の変化に鋭敏に追随し温度変化することが出来る。

【００１０】 圧力センサ用チップの場合、感応部１１は歪み検出素子などを有することにな る。 一方、赤外線センサ用チップが固定される基台としては、いわゆるピンなどの 付いたステムないしフレームなどが挙げられるが、これ以外のものであってもよ い。

【００１１】 そして、この考案の場合、赤外線センサ用チップは基台に対しシリコン樹脂系 材料によるダイボンディングにより固定されている。この考案のセンサ用チップ の実装構造で使えるシリコン樹脂系材料としては、シリコン樹脂ペースト（例え ば、東レダウコーニング社製 ＳＤＡ６５０１）などが挙げられるが、この他の ものであってもよい。

【００１２】 上記シリコン樹脂ペーストを、基台に塗布したあとチップを位置合わせしなが ら搭載し、加熱処理して硬化させチップを基台に接着固定する。この後、赤外線 入射窓のあるキャップを付けたりして、赤外線センサを完成させたりもする。

【００１３】

【作用】

この考案のセンサ用チップの場合、センサ用チップの感応部のある薄い部分に 歪みが生じ難くなり、感応部の損傷という事態が防げる。これは、センサ用チッ プはシリコン樹脂系材料によるダイボンディング３で基台に対し固定されている からである。シリコン樹脂系材料によるダイボンディング３はゴム性を有してい て（弾性に富んでいて）、センサ用チップと基台の間に生ずる熱応力が緩和され るのである。

【００１４】 従来の銀ペーストを用いるダイボンディング形成の場合、エポキシ樹脂等の熱 硬化性樹脂がバインダー材として使われているため、高温（１５０〜２００℃） の加熱処理を行って硬化させる。この高温の加熱処理の際、センサ用チップ、基 台、ダイボンディングは、硬化時それぞれの熱膨張率に従って膨張した状態にあ るが、硬化後、冷却し室温まで降温してゆくと、それぞれの熱膨張率に従って収 縮する。ただ、センサ用チップ、基台、ダイボンディングは、熱膨張率がそれぞ れで異なっており、収縮寸法に差が出てしまい、そのため、寸法差に比例した大 きな熱応力が生じる。その結果、弱いセンサ用チップの薄い部分に力がかかり歪 み（シワ）が生じてしまうのである。

【００１５】 これに対し、この考案の場合、シリコン樹脂系材料によるダイボンディングは ゴム性がある（弾性に富む）ために、前記熱膨張率の差に起因する熱応力が吸収 され、弱いセンサ用チップの薄い部分に力が殆どかからず、その結果、歪みが生 じる事態が回避され、センサ機能は正常に保たれるのである。

【００１６】

【実施例】

以下、この考案のセンサ用チップの実装構造の実施例を説明する。この考案は 、勿論、下記の実施例に限らない。 図１は、この考案にかかるセンサ用チップの実装構造の構成例をあらわしてお り、この考案の場合、図にみるように、赤外線センサ用チップ１が、その裏面で 基台２にダイボンディング部３で固定されてなる実装構造である。

【００１７】 赤外線センサ用チップ１は、図２および図３にみるように、チップ１自体が厚 みの厚い部分１ａと厚みの薄い部分１ｂとを有している。チップ１の薄い部分１ ｂの裏側は裏面に開口した空間１０になっていて、空間１０のある分だけ厚みが 薄くなっているのである。そして、感応部１１はチップ１の薄い部分１ｂに設け られている。

【００１８】 赤外線センサ用チップ１は、厚みの厚いシリコン層１５の上に絶縁薄層１６が 設けられてなる基板が使われており、厚い部分１ａはシリコン層１５と薄い絶縁 薄層１６からなり、厚みの薄い部分１ｂは絶縁薄層１６のみからなっているので ある。 各感応部１１はサーミスタを有しており、赤外線の受光状態の変化に伴い感応 部１１が温度変化し、この温度変化を受けてサーミスタの抵抗が変化するから、 この抵抗変化を取り出すようにして、赤外線を検知するのである。薄膜素子構成 の感応部１１は熱容量の小さな薄い部分１ｂにあるため、赤外線の受光状態の変 化に鋭敏に追随し温度変化することが出来る。この赤外線センサ用チップ１では 、各感応部１１が相互に接続されてブリッジ構成で１個のセンサの働きをするよ うになっている。

【００１９】 この赤外線センサ用チップ１は、半導体製造技術などで使われている微細加工 技術を応用して得ることが出来、極く小さなチップである。 そして、実施例の場合、赤外線センサ用チップ１は基台２に対しシリコン樹脂 系材料を用いたダイボンディング部３により固定されることで実装がなされてお り、薄い部分１ｂの歪みが生じ難くなることは前述の通りである。ここでは、シ リコン樹脂系材料としては、シリコン樹脂（東レダウコーニング社製 ＳＤＡ６ ５０１）が使われている。

【００２０】

【考案の効果】

この考案のセンサ用チップの場合、チップと基台との間のダイボンディングが 弾性に富むシリコン樹脂系材料によるダイボンディングであるため、センサ用チ ップの感応部のある薄い部分に歪みが生じ難くなり、正常なセンサ機能が失われ る心配がないため、非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のセンサ用チップの実装構造の構成例
をあらわす概略断面図である。

【図２】実施例の実装構造の赤外線センサ用チップをあ
らわす概略断面図である。

【図３】実施例の実装構造の赤外線センサ用チップをあ
らわす概略斜視図である。

【図４】改善を要するセンサ用チップの実装構造をあら
わす概略断面図である。

【図５】半導体装置の素子用チップの実装構造をあらわ
す概略説明図である。

【符号の説明】

１ 赤外線センサ用チップ １ａ 厚みの厚い部分 １ｂ 厚みの薄い部分 ２ 基台 ３ ダイボンディング部 １０ 空間 １１ 感応部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 檜村 芳正 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚みの厚い部分と厚みの薄い部分を有し
   前記薄い部分の裏側は裏面に開口した空間となっている
   とともに前記薄い部分に感応部が設けられてなるセンサ
   用チップが、その裏面で基台にダイボンディングされて
   なるセンサ用チップの実装構造において、前記ダイボン
   ディングがシリコン樹脂系材料によるダイボンディング
   であることを特徴とするセンサ用チップの実装構造。