JPH06258162A - Bonded structure of glass part - Google Patents

Bonded structure of glass part

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JPH06258162A
JPH06258162A JP5048190A JP4819093A JPH06258162A JP H06258162 A JPH06258162 A JP H06258162A JP 5048190 A JP5048190 A JP 5048190A JP 4819093 A JP4819093 A JP 4819093A JP H06258162 A JPH06258162 A JP H06258162A
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広伸 馬場
Takao Yoneyama
孝夫 米山
Muneo Tamura
宗生 田村
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Abstract

PURPOSE:To provide the bonded structure of a glass part, wherein the glass part can be bonded at high adhesion force. CONSTITUTION:A semiconductor pressure sensitive chip 1 is bonded on a glass stage 2. At the lower surface of the glass stage 2, an aluminum layer (Al) layer 9, a titanium (Ti) layer 10, a nickel (Ni) layer 11 and a gold (Au) layer 12 are laminated sequentially by vapor deposition. As the thickness of the layers, the aluminum (Al) layer 9 is 1,000Angstrom thick or less, the titanium (Ti) layer 10 is 3,000+ or -1,000Angstrom thick, the nickel (Ni) layer 11 is 6,000+ or -1,000Angstrom thick and the gold (Au) layer 12 is 800+ or -400Angstrom thick. A gold (Au) layer 15 is plated on the 42 alloy of a metal stem 3. The plating of the gold (Au) layer 15 of the metal stem 3 and the gold (Au) layer 12 are soldered and bonded with Sn-based solder 16.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ガラス部品と金属部
品とを半田付けする際のガラス部品の接合構造に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a joining structure for glass parts when soldering glass parts and metal parts.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5に示すように、半導体圧力センサチ
ップ30の下にガラス台座31(ガラス部品)を接合し
て、そのガラス台座31の下面と金属ステム32(金属
部品)とを半田付けすることが行われている。ガラス台
座31のメタライズは、順次Ti層33、Ni層34、
Au層35が蒸着されている。ガラス台座31のメタラ
イズ面にはガラスとTi層33の密着力を高めるため表
面を荒い面としている(ラップ処理)。金属ステム32
は42アロイにAu層36がメッキされており、前記A
u層35との間で半田接合されている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 5, a glass pedestal 31 (glass part) is joined under a semiconductor pressure sensor chip 30, and a lower surface of the glass pedestal 31 and a metal stem 32 (metal part) are soldered. Is being done. The metallization of the glass pedestal 31 is performed by sequentially laminating the Ti layer 33, the Ni layer 34,
The Au layer 35 is vapor-deposited. The metallized surface of the glass pedestal 31 has a rough surface to increase the adhesion between the glass and the Ti layer 33 (lap treatment). Metal stem 32
42 alloy is plated with Au layer 36.
It is soldered to the u layer 35.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、ガラス台座
31と接するTi層33は、充分に酸化膜を生成しにく
いため密着性に問題がある。つまり、製造バラツキによ
りTi層33とガラス面の密着性が不充分となる場合が
あり、図5に示すキャップ37を金属ステム32の外周
部分に溶接する時に応力伝搬により剥がれてしまうおそ
れがあった。
However, the Ti layer 33 in contact with the glass pedestal 31 has a problem in adhesion because it is difficult to sufficiently form an oxide film. That is, there are cases where the adhesion between the Ti layer 33 and the glass surface becomes insufficient due to manufacturing variations, and there is a risk of peeling due to stress propagation when the cap 37 shown in FIG. 5 is welded to the outer peripheral portion of the metal stem 32. .

【0004】そこで、この発明の目的は、ガラス部品を
高い密着力にて接合することができるガラス部品の接合
構造を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a glass part joining structure capable of joining glass parts with high adhesion.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、ガラス部品
と金属部品とを半田付けする際に、ガラス面に対し、ア
ルミ層とチタン層とニッケル層と金層とを順に積層した
ガラス部品の接合構造をその要旨とするものである。
The present invention is directed to a glass part in which an aluminum layer, a titanium layer, a nickel layer and a gold layer are sequentially laminated on a glass surface when soldering a glass part and a metal part. The joint structure is the gist.

【0006】[0006]

【作用】ガラス面に対しアルミ層が接している。ここ
で、アルミはチタンよりも酸化膜を生成しやすいため高
い密着力が得られる。
[Function] The aluminum layer is in contact with the glass surface. Here, since aluminum is more likely to form an oxide film than titanium, high adhesion can be obtained.

【0007】[0007]

【実施例】以下、この発明を半導体圧力センサに具体化
した一実施例を図面に従って説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied in a semiconductor pressure sensor will be described below with reference to the drawings.

【0008】図2には、カンパッケージングされた半導
体圧力センサを示す。半導体感圧チップ1はガラス台座
2の上に接合され、半導体感圧チップ1が熱歪を受けな
いように半導体感圧チップ1の熱膨張係数とガラス台座
2の熱膨張係数が等しくなっている。半導体感圧チップ
1はダイヤフラム部(薄肉部)を有し、このダイヤフラ
ム部にピエゾ抵抗素子が複数配置されている。そして、
ダイヤフラム部に加わる圧力差によりダイヤフラム部が
変形するとピエゾ抵抗素子によるピエゾ抵抗効果により
出力値が変化するようになっている。
FIG. 2 shows a can packaged semiconductor pressure sensor. The semiconductor pressure-sensitive chip 1 is bonded onto the glass pedestal 2, and the coefficient of thermal expansion of the semiconductor pressure-sensitive chip 1 and the coefficient of thermal expansion of the glass pedestal 2 are equal so that the semiconductor pressure-sensitive chip 1 is not subjected to thermal strain. . The semiconductor pressure-sensitive chip 1 has a diaphragm portion (thin wall portion), and a plurality of piezoresistive elements are arranged in this diaphragm portion. And
When the diaphragm portion is deformed by the pressure difference applied to the diaphragm portion, the output value changes due to the piezoresistive effect of the piezoresistive element.

【0009】ガラス台座2の下面には金属部品としての
金属ステム3が接合されている。このガラス台座2の下
面にはラップ処理が施されるとともにその下にメタライ
ズが施され半田付けにより十分な気密性をもって接合さ
れている。金属ステム3には圧力導入管4の一端が接合
されている。さらに、金属ステム3にはリードピン5が
貫通状態で支持され、その貫通部分は気密封止されてい
る。
A metal stem 3 as a metal component is joined to the lower surface of the glass pedestal 2. A lapping process is applied to the lower surface of the glass pedestal 2 and a metallization is applied under the lapping process to bond the glass pedestal 2 with sufficient airtightness by soldering. One end of the pressure introducing pipe 4 is joined to the metal stem 3. Further, the lead pin 5 is supported by the metal stem 3 in a penetrating state, and the penetrating portion is hermetically sealed.

【0010】半導体感圧チップ1の回路部とリードピン
5とはボンディングワイヤ6で電気的に接続されてい
る。金属ステム3の外周部分は金属製のキャップ7が半
導体感圧チップ1等を覆うように真空溶接等により接合
されている。このキャップ7内が圧力基準室8となって
いる。そして、この圧力基準室8と、圧力導入管4を介
して導入される圧力との差によって半導体感圧チップ1
はピエゾ抵抗効果により出力値が変化しボンディングワ
イヤ6、リードピン5により外部に取り出される。
The circuit portion of the semiconductor pressure sensitive chip 1 and the lead pin 5 are electrically connected by a bonding wire 6. A metal cap 7 is joined to the outer peripheral portion of the metal stem 3 by vacuum welding or the like so as to cover the semiconductor pressure sensitive chip 1 and the like. The inside of the cap 7 serves as a pressure reference chamber 8. The semiconductor pressure-sensitive chip 1 is produced by the difference between the pressure reference chamber 8 and the pressure introduced through the pressure introducing pipe 4.
The output value changes due to the piezoresistive effect and is taken out by the bonding wire 6 and the lead pin 5.

【0011】図1には、ガラス台座2と金属ステム3と
の接合部の拡大図を示す。図1において、ガラス台座2
の下面には順にアルミ(Al)層9、チタン(Ti)層
10、ニッケル(Ni)層11、金(Au)層12が蒸
着により積層されている。各層の厚さは、アルミ(A
l)層9が1000Å以下、チタン(Ti)層10が3
000±1000Å、ニッケル(Ni)層11が600
0±1000Å、金(Au)層12が800±400Å
となっている。
FIG. 1 shows an enlarged view of the joint between the glass pedestal 2 and the metal stem 3. In FIG. 1, the glass pedestal 2
An aluminum (Al) layer 9, a titanium (Ti) layer 10, a nickel (Ni) layer 11, and a gold (Au) layer 12 are sequentially deposited on the lower surface of the by vapor deposition. The thickness of each layer is aluminum (A
l) The layer 9 is 1000 Å or less, and the titanium (Ti) layer 10 is 3
000 ± 1000Å, nickel (Ni) layer 11 is 600
0 ± 1000Å, gold (Au) layer 12 is 800 ± 400Å
Has become.

【0012】又、金属ステム3は42アロイに金(A
u)層15がメッキされている。そして、金属ステム3
の金(Au)層15のメッキと、金(Au)層12との
間でSn系ハンダ16により半田接合されている。
The metal stem 3 is made of 42 alloy and gold (A
u) Layer 15 is plated. And the metal stem 3
The gold (Au) layer 15 and the gold (Au) layer 12 are soldered to each other by Sn-based solder 16.

【0013】ここで、アルミ(Al)層9はアルミ(A
l)がチタン(Ti)よりも酸化膜を生成しやすいため
高い密着力を得られると考えられる。そして、仮に、チ
タン(Ti)層10を省いてアルミ(Al)層9とニッ
ケル(Ni)層11とが接するようにすると、成膜装置
中の微量O2 によりアルミ(Al)層9が酸化しニッケ
ル(Ni)層11との密着力を低下させると考えられ
る。よって、ニッケル(Ni)層11よりも密着力のよ
いチタン(Ti)層10を用いている。ニッケル(N
i)層11は半田付性を保つためであり、金(Au)層
12は工程内での酸化を防止するためである。
Here, the aluminum (Al) layer 9 is made of aluminum (A).
It is considered that since l) is more likely to form an oxide film than titanium (Ti), high adhesion can be obtained. If the titanium (Ti) layer 10 is omitted and the aluminum (Al) layer 9 and the nickel (Ni) layer 11 are in contact with each other, the aluminum (Al) layer 9 is oxidized by a small amount of O 2 in the film forming apparatus. It is considered that the adhesion with the nickel (Ni) layer 11 is reduced. Therefore, the titanium (Ti) layer 10 having a better adhesion than the nickel (Ni) layer 11 is used. Nickel (N
i) The layer 11 is for maintaining solderability, and the gold (Au) layer 12 is for preventing oxidation in the process.

【0014】図3には、本実施例の品と従来品の密着力
を比較したデータを示す。この実験に際し、図4に示す
装置を用いた。つまり、半導体感圧チップ1とガラス台
座2を接合したものに金属箔13を半田付けする。尚、
このとき、金属箔13の熱膨張係数をガラスの熱膨張係
数に近くしないとガラス台座2が割れるので注意が必要
である。
FIG. 3 shows data comparing the adhesive strengths of the product of this example and the conventional product. In this experiment, the apparatus shown in FIG. 4 was used. That is, the metal foil 13 is soldered to the one in which the semiconductor pressure sensitive chip 1 and the glass pedestal 2 are joined. still,
At this time, it should be noted that the glass pedestal 2 will crack unless the coefficient of thermal expansion of the metal foil 13 is close to that of glass.

【0015】金属箔13を半田付した後、半導体感圧チ
ップ1を台14に固定して金属箔13を図示する向きF
に引張るときの力のピーク値を記録する。この図3のデ
ータより従来品は500gf付近にてガラス・メタライ
ズ界面破壊が発生したのに対し、実施例品では1Kgf
付近にてガラス・メタライズ界面が剥がれずに半田破壊
している。
After soldering the metal foil 13, the semiconductor pressure-sensitive chip 1 is fixed to the base 14 and the metal foil 13 is oriented in the direction F shown in the figure.
Record the peak force when pulling. From the data shown in FIG. 3, the glass / metallized interface fracture occurred near 500 gf in the conventional product, while 1 Kgf in the example product.
In the vicinity, the glass / metallized interface did not peel off and the solder was destroyed.

【0016】これより、アルミ(Al)層9を挿入する
ことにより密着力は従来に比べ2倍以上向上することが
証明された。このように本実施例では、ガラス面とチタ
ン(Ti)層10との間にアルミ(Al)層9(100
0Å以下)を挿入したので、高い密着力を有するメタラ
イズ構成とすることができる。
From this, it was proved that the adhesion was improved more than twice as much as before by inserting the aluminum (Al) layer 9. As described above, in this embodiment, the aluminum (Al) layer 9 (100) is provided between the glass surface and the titanium (Ti) layer 10.
(0Å or less) is inserted, so that a metallized structure having high adhesion can be obtained.

【0017】尚、本実施例は上記実施例に限定されるも
のでなく、例えば、前記実施例ではガラス台座2(ガラ
ス部品)のガラス面にラップ処理を施した場合について
説明したが、鏡面ガラスとの接合を行う場合にも具体化
してもよい。
The present embodiment is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, in the above-mentioned embodiment, the case where the glass surface of the glass pedestal 2 (glass part) is lapped is described. It may be embodied also in the case of joining with.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
ガラス部品を高い密着力にて接合することができる優れ
た効果を発揮する。
As described above in detail, according to the present invention,
It has the excellent effect of joining glass parts with high adhesion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ガラス台座と金属ステムとの接合部の拡大図で
ある。
FIG. 1 is an enlarged view of a joint portion between a glass pedestal and a metal stem.

【図2】パッケーシングされた半導体圧力センサを示す
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a semiconductor pressure sensor having a package casing.

【図3】密着力の測定結果を示す測定図である。FIG. 3 is a measurement diagram showing a measurement result of adhesion force.

【図4】密着力の測定のための装置の側面図である。FIG. 4 is a side view of an apparatus for measuring adhesion.

【図5】従来のガラス台座と金属ステムとの接合部の拡
大図である。
FIG. 5 is an enlarged view of a conventional joint portion between a glass pedestal and a metal stem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ガラス部品としてのガラス台座 3 金属部品としての金属ステム 9 アルミ(Al)層 10 チタン(Ti)層 11 ニッケル(Ni)層 12 金(Au)層 2 Glass pedestal as a glass part 3 Metal stem as a metal part 9 Aluminum (Al) layer 10 Titanium (Ti) layer 11 Nickel (Ni) layer 12 Gold (Au) layer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス部品と金属部品とを半田付けする
際に、ガラス面に対し、アルミ層とチタン層とニッケル
層と金層とを順に積層したことを特徴とするガラス部品
の接合構造。
1. A joining structure for glass parts, wherein an aluminum layer, a titanium layer, a nickel layer, and a gold layer are sequentially laminated on a glass surface when soldering a glass part and a metal part.
JP04819093A 1993-03-09 1993-03-09 Glass parts joining structure Expired - Lifetime JP3211455B2 (en)

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