JPH08178779A - 半導体圧力センサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チップの接合とステム台座の封止とを同時に
行なうことができ、接合工数を減らして製造コストの削
減を図る。 【構成】 感圧半導体素子２とガラス台座３とが接合さ
れたチップ１をステム台座１０もしくは圧力導入用パイ
プ３０に接合する接合工程と、ステム台座１０のピン孔
１１に感圧半導体素子２の信号引出しピン２０を貫通さ
せてステム台座１０を封止する封止工程とを同時に行な
う。チップ１の接合とステム台座１０の封止とが容易と
なり、製造工程の簡素化が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力を電気信号に変換
する半導体圧力センサとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体圧力センサは、圧力導入用
パイプ３０から導入される流体の圧力を測定する感圧半
導体素子（シリコンチップ）２とガラス台座３とが接合
された接合体（以下、「チップ１」と称する。）をハウ
ジング内部９０に収容し、チップ１の信号引出しピン２
０をステム台座１０のピン孔１１に気密に支持したもの
が知られている。そして、この半導体圧力センサを製造
するにあたっては、例えば図３４、図３５に示すよう
に、チップ１をステム台座１０に接合する際に、ガラス
台座３のステム台座１０への接合と、封止材４０′によ
る信号引出しピン２０の封止とを同時に行なった後、接
合材５０にて感圧半導体素子２をガラス台座３に接合す
る方法が知られている。また他の製造方法として、図３
６〜図３８に示すように、接合材５０でチップ１をステ
ム台座１０もしくは圧力導入用パイプ３０のいずれか一
方に接合する工程と、封止材４０′でステム台座１０の
ピン孔１１を封止する工程とを別々で行なう方法が知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の図３
４、図３５の方法では、ダイシングの後の感圧半導体素
子２を１つ１つガラス台座３に接合する必要があり、接
合工数が増加して接合がきわめて困難になるという問題
がある。また、図３６〜図３８の方法では、シリコン
ウエハとガラスウエハとの接合、信号引出しピン２０
とステム台座１０との封止接合、チップ１とステム台
座１０との接合、ハウジング６０の接合のように、４
段階の接合が必要であり、そのうえチップ１を半田付け
する場合は、ステム接合体全体を金メッキする方法が採
られており、このため、接合工数が増えて製造コストが
高くつくという問題があった。

【０００４】本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、チップとステム台
座もしくは圧力導入用パイプとの接合と、ステム台座と
信号引出しピンとの封止とを同時に行なうことができ、
接合工数を減らして製造コストの削減を図ることができ
るようにした半導体圧力センサ及びその製造方法を提供
するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、外部から導入される流体の圧力
を測定する感圧半導体素子２を備え、該感圧半導体素子
２の信号引出しピン２０がステム台座１０に支持されて
成る半導体圧力センサの製造方法において、感圧半導体
素子２とガラス台座３とが接合されたチップ１をステム
台座１０もしくは圧力を導入する圧力導入用パイプ３０
に接合材により気密に接合する接合工程と、ステム台座
１０に感圧半導体素子２の信号引出しピン２０を封止材
により気密に封止する封止工程とを同時に行なうことに
特徴を有している。

【０００６】また、請求項１４の発明は、外部から導入
される流体の圧力を測定する感圧半導体素子２を備え、
該感圧半導体素子２の信号引出しピン２０がステム台座
１０に支持されて成る半導体圧力センサにおいて、感圧
半導体素子２とガラス台座３とが接合されたチップ１を
ステム台座１０もしくは圧力を導入する圧力導入用パイ
プ３０に接合する接合部と、ステム台座１０に上記信号
引出しピン２０を気密に封止する封止部とに跨がって封
止材が供給されて成ることに特徴を有している。

【０００７】

【作用】本発明では、チップ１をステム台座１０もしく
は圧力導入用パイプ３０に接合材により気密に接合する
接合工程と、ステム台座１０に感圧半導体素子２の信号
引出しピン２０を封止材により気密に封止する封止工程
とを同時に行なうようにしたから、一つの工程でチップ
１の接合とステム台座１０の封止とを同時に行なうこと
ができ、製造方法の簡素化を図ることが容易となる。

【０００８】

【実施例】 （実施例１）図１乃至図４は本発明の一実施例を示す。
本実施例に用いられる半導体圧力センサＡは、図１
（ｂ）に示すように、圧力導入用パイプ３０から導入さ
れる流体の圧力を測定する感圧半導体素子２とガラス台
座３とが接合された接合体（以下、チップ１」と称す
る。）をステム台座１０とハウジング３０とで囲まれた
ハウジング内部９０に収容し、感圧半導体素子２の信号
引出しピン２０をハウジング６０の外部へ引き出すため
のピン孔１１を有するステム台座１０に該チップ１を支
持して構成されている。そして、チップ１にはガラス台
座３を圧力導入用パイプ３０（もしくはステム台座２
０）に接合する接合部が設けられると共に、ステム台座
１０にはピン孔１１と圧力導入用パイプ３０の挿入孔１
２とが形成され、ピン孔１１にはチップ１の信号引出し
ピン２０が貫通すると共にステム台座１０の挿入孔１２
には圧力導入用パイプ３０が貫通し、チップ１の接合部
とステム台座１０の封止部とに封止材が別々に供給され
るようになっている。

【０００９】ここで、封止材４０及び接合材５０とし
て、例えば低融点ガラス（ＰｂＯ・Ｂ ₂ Ｏ₃ 系）が用い
られ、この低融点ガラスを加熱することによってチップ
１と圧力導入用パイプ３０との接合、ステム台座１０と
信号引出しピン２０との気密な封止とが行なわれるよう
になっている。また、ステム台座１０の材料としては、
例えばガラス台座３と線膨張係数が近いコバールか４２
アロイ（商品名）のような金属材料が用いられ、感圧半
導体素子２を支持するガラス台座３の材質としては、シ
リコンと線膨張係数が近い材料、例えばパイレックスガ
ラス（商品名）が用いられる。

【００１０】次に、半導体圧力センサＡを製造するにあ
たっては、ステム台座１０の加工、信号引出しピン２０
の加工、図２に示すガラスウエハ３Ａの孔あけ加工及び
シリコンウエハ２Ａの回路形成を行ない（図３のステッ
プｎ１）、その後、ガラスウエハ３Ａとシリコンウエハ
２Ａとの接合と、該接合体のダイシングとを順次行ない
（図３のステップｎ２，ｎ３）、しかる後、各部材をセ
ッティングして、チップ１と圧力導入用パイプ３０との
接合部と、ステム台座１０と信号引出しピン２０及び圧
力導入用パイプ３０との封止部に低融点ガラスを夫々供
給して、大気中或いは窒素中でチップ１と圧力導入用パ
イプ３０との接合、ステム台座１０と信号引出しピン２
０との封止、ステム台座１０と圧力導入用パイプ３０と
の封止を同時に行なう（図３のステップｎ４）。このと
き、低融点ガラスはペースト状、粉末、焼結材のいずれ
であってもよいが、低融点ガラスを焼結して、信号引出
しピン２０のピン孔４１及び圧力導入用パイプ３０の挿
入孔４２が形成されたている焼結した封止材４０を用い
るのが好ましく、また各孔４１，４２は信号引出しピン
２０及び圧力導入用パイプ３０よりも少し大きめに設定
されているのが好ましい。更に信号引出しピン２０はそ
の後のワイヤボンディング６１を容易にするため、予め
Ｎｉ等を１〜１０μｍメッキした後、最表層にＡｕを
０．１〜５μｍメッキしておくのが好ましい。こうして
チップ１の接合とステム台座１０の封止とを行なった後
に、チップ１のワイヤボンディング６１、ハウジング６
０の装着等を順次行なうことにより（図３のステップｎ
５，ｎ６）、図４に示すハウジング内部９０にチップ１
が収納された半導体圧力センサＡを得ることができる。

【００１１】このように、チップ１を圧力導入用パイプ
３０（もしくはステム台座１０）に接合する接合工程
と、ステム台座１０と信号引出しピン２０、ステム台座
１０と圧力導入用パイプ３０の封止工程とを同時に行な
うことにより、製造工程の簡素化が図られる。また本実
施例のように、接合工程の接合材５０及び封止工程の封
止材４０を、接合材５０と封止材４０とから成る同一の
材料（例えば低融点ガラス）を用いたことにより、材料
供給が容易となり、しかも、圧力導入用パイプ３０を同
時に接合することができるので、製造工程を一層簡素化
できるという利点がある。 （実施例２）本実施例では、図５に示すように、チップ
１をステム台座１０の挿入孔１２に挿入し、接合材を含
有する封止材４０をチップ１の接合部とステム台座１０
の封止部とに一体的に供給するものであり、封止材４０
がチップ１の接合部とステム台座１０の封止部とに跨が
って供給されることで、チップ１の接合強度を向上させ
るようにしたものである。その具体例を図６乃至図１０
に示す。先ず、図６に示すように、低融点ガラスを焼結
して、信号引出しピン２０のピン孔４１、チップ１及び
圧力導入用パイプ３０の挿入孔４２を有する焼結封止材
４０を形成する。ここで各孔４１，４２はチップ１、信
号引出しピン２０及び圧力導入用パイプ３０よりも少し
大きめに設定されている。そして、図７（ａ）〜（ｃ）
に示すように、チップ１、信号引出しピン２０、圧力導
入用パイプ３０を焼結封止材４０の各孔４１，４２内に
挿入すると共に、焼結封止材４０をステム台座１０の下
面側にセッティングして、大気中或いは窒素中で低融点
ガラスの接合温度（低融点ガラスの種類によって異なる
が、４００℃〜６００℃程度）で加熱し、低融点ガラス
（焼結封止材４０）低融点ガラスを溶融させて各部材
（チップ１、信号引出しピン２０、圧力導入用パイプ３
０）を封止接合することにより、図７（ｄ）（ｅ）、図
８に示すように、チップ１の接合とステム台座１０の封
止とを同時に行なうことができ、チップ１の接合強度を
高めることができる。一方、図９（ａ）〜（ｃ）に示す
ように、焼結封止材４０をステム台座１０の上面側にセ
ッティングした状態で、上記と同様の条件で加熱接合す
ることにより、図９（ｄ）（ｅ）、図１０に示すよう
に、チップ１の接合とステム台座１０の封止とを同時に
行なうことができる。この場合、焼結封止材４０がステ
ム台座１０で下面側から覆われた形となっているため、
焼結封止材４０がステム台座１０の外部に露出している
部分が少なくなり、チップ１の接合強度の向上に加え
て、焼結封止材４０の腐食性、外部圧力からの強度に強
い構造にすることができる。 （実施例３）本実施例では、線膨張係数がガラス台座３
に近い接合材と、線膨張係数が信号引出しピン２０もし
くはステム台座１０に近い封止材とを別々に供給するも
のである。尚、チップ１の接合方法及びステム台座１０
の封止方法は図１の実施例又は図５の実施例と同様であ
る。この実施例では、接合材５０としてガラス台座３と
の線膨張係数と近似した線膨張係数を有するものが優先
して選ばれ、封止材４０としてステム台座１０（金属材
料）との線膨張係数と近似した線膨張係数を有するもの
が優先して選ばれる。具体的には、接合材５０として線
膨張係数がガラスと金属の中間の接合材（例えば日本電
気ガラス製ＬＳ−１３０１）が用いられ、また封止材４
０として金属との線膨張係数と一致する封止材（例えば
日本電気ガラス製ＬＳ−３０５１）が用いられる。そし
て、これら接合材５０と封止材４０とをチップ１の封止
部とステム台座１０の封止部とに別々に供給することに
よって、接合時の加熱による熱応力の発生が小さく、且
つ熱疲労に強い接合構造とすることができる。また、線
膨張係数を優先して接合材５０と封止材４０との材料選
択を行なうことにより、チップ１の接合部とステム台座
１０の封止部に各々特徴を持った材料で同時に封止と接
合とを行なうことができる。

【００１２】また、他例として、半導体圧力センサＡに
より測定する媒体によって接合材５０と封止材４０の夫
々の材料を選択するようにしてもよい。低融点ガラスを
用いた例を挙げて説明すると、接合材５０として測定媒
体の耐腐食性を優先したもの（例えば結晶性低融点ガラ
ス）を用い、また封止材４０として金属との線膨張係数
を優先したもの（例えば非晶質低融点ガラス）を用いる
ようにすれば、半導体圧力センサＡの適用範囲（各種媒
体を測定できる）を拡大させることができる。 （実施例４）本実施例では、接合工程と封止工程とを同
時に行なうのに先立って、図１１（ｂ）に示すように、
信号引出しピン２０の表面に金メッキ８０を施すように
したものである。本実施例では信号引出しピン２０の表
面全体にＮｉをメッキし、このＮｉの表面全体に金メッ
キ８０を施すことで、この金メッキ８０によって信号引
出しピン２０の電気抵抗を小さくすることができ、しか
も信号引出しピン２０だけに金メッキ８０を施すことで
接合のコストダウンを図ることができる。尚、信号引出
しピン２０に金メッキ８０を施した後に行なうチップ１
の接合及びステム台座１０の封止は図１の実施例又は図
５の実施例と同様である。 （実施例５）本実施例では、図１２乃至図１６に示すよ
うに、焼結した封止材４０を用い、この焼結封止材４０
をステム台座１０に供給するものである。ところで、焼
結封止材４０が粉末やペースト状のものでは、チップ１
や信号引出しピン２０や圧力導入用パイプ３０の位置決
めが困難であり、また信号引出しピン２０がステム台座
１０に直接接触して信号引出しピン２０間が短絡してし
まう可能性がある。本実施例では、封止材４０を予め焼
結することによって、チップ１、信号引出しピン２０、
圧力導入用パイプ３０の位置決めを容易にすることがで
きる。つまり、図１３のようにチップ１の接合部がステ
ム台座１０の封止部から離間している場合には、焼結封
止材４０に信号引出しピン２０が貫通するピン孔４１
と、圧力導入用パイプ３０の形状と合致した円形の挿入
孔４２とを形成する。一方、図１５、図１６のようにチ
ップ１が焼結封止材４０の内部に挿入される場合には、
焼結封止材４０に信号引出しピン２０が貫通するピン孔
４１と、チップ１の形状と合致した四角形の挿入孔４２
とを夫々形成する。このように、焼結封止材４０を用い
たことにより、図１３（ｂ）に示すセッティング時、或
いは図１６（ｂ）のセッティング時に各部材の位置決め
が容易となり、その後、焼結封止材４０を加熱すること
によってチップ１の接合とステム台座１０の封止とを同
時に行なうことができる。 （実施例６）本実施例では、図１７に示すように、ステ
ム台座１０に形成した四角形の孔１２にチップ１のガラ
ス台座３を貫通させて、チップ１をその回転方向に位置
決めするようにしたものである。つまり、チップ１の回
転方向の位置決めをしっかり行なわないと、信号引出し
ピン２０とチップ１のワイヤボンディング６１が困難に
なる。そこで、これを防止するために、ステム台座１０
にチップ１が挿入される孔１２を形成すると共に、この
孔１２を四角形（三角形、その他の角形であってもよ
い。）に加工することによって、チップ１の回転方向の
位置決めを容易に行なうことができるようになり、この
結果、ワイヤボンディング６１を容易に行なうことがで
きるものである。尚、チップ１の接合、ステム台座１０
の封止は上記実施例と同様である。 （実施例７）本実施例では、図１８に示すように、チッ
プ１のガラス台座３に四角形の鍔部１ａを設けると共
に、焼結した封止材４０に、チップ１のガラス台座３と
圧力導入用パイプ３０とが連通状態で挿入される貫通孔
４２を形成し、この貫通孔４２にチップ１と圧力導入用
パイプ３０とを位置決めするための位置決め用段差２０
０を形成したものである。このように、平面から見て四
角の貫通孔４２を焼結封止材４０に形成し、チップ１に
形成された鍔部１ａを貫通孔４２の段差２００に係止さ
せた状態でチップ１と圧力導入用パイプ３０とを突き合
わせることによって、焼結封止材４０を利用してチップ
１を圧力導入用パイプ３０に対して容易に位置決めする
ことができるものである。 （実施例８）本実施例では、図１９乃至図２１に示すよ
うに、焼結した封止材４０に、チップ１のガラス台座３
と圧力導入用パイプ３０とが連通状態で挿入される段付
き貫通孔４２を形成したものである。ここで、図１９は
段付き貫通孔４２の上部の開口面積が下部よりも大きい
場合を示し、図２０は段付き貫通孔４２の下部が上部よ
りも小さい場合を示し、図２１は段付き貫通孔４２の断
面が上部が四角、下部が円形の場合を示しており、いず
れの場合も、焼結封止材４０の段付き貫通孔４２を利用
してチップ１と圧力導入用パイプ３０との位置決めを容
易に行なうことができるものである。尚、段付き貫通孔
４２の径の大きさは各部材（チップ１、圧力導入用パイ
プ３０）の挿入が容易となるように、少し大きめに設定
するのが好ましい。 （実施例９）本実施例では、図２２に示すように、圧力
導入用パイプ３０の上端部にチップ１と接合材５０とを
夫々落とし込むための座ぐり３０ａを形成し、座ぐり３
０ａによりチップ１と接合材５０とを位置決めするよう
にしたものである。この実施例では、チップ１の位置が
高くなりすぎないようにするために、図２２（ｂ）
（ｃ）に示すように、ステム台座１０の中央部に凹状の
段差１３を持たせてある。そして、圧力導入用パイプ３
０の座ぐり３０ａに焼結した接合材５０を挿入し、この
接合材５０の上にチップ１をセッティングすることによ
って、圧力導入用パイプ３０に対してチップ１の位置決
めを一層容易に行なうことができる。 （実施例１０）本実施例では、図２３〜図２６に示すよ
うに、ステム台座１０にチップ１と接合材５０を収納す
るための収納凹所１３を形成し、チップ１の周囲に焼結
した接合材４０ａを供給するようにしたものである。こ
こで、図２３及び図２４は、ステム台座１０の収納凹所
１３に収納される焼結した接合焼結材４０ａを円形状に
形成し、この接合焼結材４０ａに平面から見て四角形状
の孔を形成した場合を示しており、接合焼結材４０ａと
チップ１とをステム台座１０の収納凹所１３に収納する
ことによって、チップ１と接合焼結材４０ａとの位置決
めが容易となる。一方、ステム台座１０の下面側に供給
される封止材４０は、ステム台座１０の収納凹所１３の
形状に合わせて中央部が凹むように段差を持たせた形で
焼結されており、この焼結封止材４０と上記チップ１及
び接合焼結材４０ａとをステム台座１０にセッティング
した状態で加熱することによって、図２４（ｂ）に示す
ように、チップ１とステム台座１０と信号引出しピン２
０と圧力導入用パイプ３０とを同時に封止接合すること
ができる。

【００１３】また図２５は、接合焼結材４０ａに平面視
四角形状の角孔４２を形成すると共に、この角孔４２の
下端に角孔４２より小さめの円孔４２ａを形成し、この
円孔４２ａを圧力導入用パイプ３０に連通させたもので
ある。これにより、チップ１の下面にも接合焼結材４０
ａが挿入される形となり、ステム台座１０に対するチッ
プ１の位置決めの容易さに加えて、チップ１と接合焼結
材４０ａとの接触面積が増加して、チップ１の接合強度
を大きくすることができる。

【００１４】さらに図２６は、接合焼結材４０ａの外周
面の一部に凹部９０′を形成し、一方、ステム台座１０
の収納凹所１３の内周面の一部に該凹部９０′に嵌め込
まれる突部９１を突設させ、接合焼結材４０ａをその回
転方向に位置決めするようにしたものであり、このよう
にステム台座１０に対して接合焼結材４０ａを回転止め
することで、ステム台座１０に対するチップ１の回転止
めが行なわれ、チップ１の回転方向の位置決めが一層容
易となる。 （実施例１１）本実施例では、図２７及び図２８に示す
ように、接合材５０をスクリーン印刷によって圧力導入
用パイプ３０の上端に印刷することによって、接合材５
０をチップ１と圧力導入用パイプ３０との間に供給する
ようにしたものである。つまり、図２７（ａ）に示すよ
うに、多数本の圧力導入用パイプ３０を治具（図示せ
ず）に固定し、スクリーン印刷によってペースト状の接
合材５０（例えば低融点ガラス）を圧力導入用パイプ３
０の上面に印刷する。そして、低融点ガラスの種類によ
って異なるが、３００℃〜６００℃程度でスクリーン印
刷された接合材５０を仮焼成することによって、接合材
５０のバインダーを蒸発させて圧力導入用パイプ３０に
低融点ガラスを固着させることができる（図２７（ｂ）
の状態）。従って図２８に示すように、圧力導入用パイ
プ３０の上端に接合材５０を介してチップ１のガラス台
座３を載置して、接合材５０を加熱することによって、
チップ１と圧力導入用パイプ３０とを簡単に接合するこ
とができる。このように接合材５０をスクリーン印刷に
より形成することで、接合材５０の供給と位置決めが容
易となり、しかも接合材５０のコストダウンを図ること
ができるものである。 （実施例１２）本実施例では、図２９及び図３０に示す
ように、接合材５０が、チップ１のガラス台座３の膨張
係数と近似した線膨張係数を有する接合材料５０ａと、
圧力導入用パイプ３０（もしくはステム台座１０）の膨
張係数と近似した線膨張係数を有する封止材料５０ｂと
の二層構造としたものである。ここで、接合材料５０ａ
としては線膨張係数がガラスと金属の中間のもの（例え
ば日本電気ガラス製ＬＳ−１３０１）が好ましく、また
封止材料５０ｂとしては金属の線膨張係数と一致するも
の（例えば日本電気ガラス製ＬＳ−３０５１）が好まし
い。そして、図２９（ａ）に示すように、チップ１の接
合部がステム台座１０の封止部から離間している場合に
は、接合材料５０ａと封止材料５０ｂとを上下二層に積
層して、接合材料５０ａがガラス台座３に接触し、封止
材料５０ｂが圧力導入用パイプ３０に接触するようにし
て、接合材５０をチップ１と圧力導入用パイプ３０との
間に介在させる。一方、図３０（ａ）に示すように、チ
ップ１がステム台座１０の収納凹所１３内に収納され、
チップ１の周囲に接合材５０を供給するような場合に
は、接合材料５０ａと封止材料５０ｂとを内外二層に積
層して、接合材料５０ａがチップ１のガラス台座３の周
囲に接触し、封止材料５０ｂがステム台座１０の収納凹
所１３の内面に接触するようにして、接合材５０をチッ
プ１の周囲に供給する。このように、接合材５０とし
て、チップ１のガラス台座３と金属（圧力導入用パイプ
３０又はステム台座１０）に夫々に近似した線膨張係数
を有する二層構造とすることにより、測定精度への温度
依存性が小さくなり、接合時の熱応力を緩和できるよう
になる。 （実施例１３）本実施例では、図３１に示すように、封
止材４０をステム台座１０に保持するための保持手段を
感圧半導体素子２の信号引出しピン２０又は圧力導入用
パイプ３０の少なくとも一方に設けるようにしたもので
ある。図３１（ａ）（ｂ）は圧力導入用パイプ３０の外
周に環状のフランジ部３１を突出させた場合を示し、図
３１（ｃ）（ｄ）は信号引出しピン２０の外周に環状の
フランジ部２１を突出させた場合を示している。そし
て、これら圧力導入用パイプ３０及び信号引出しピン２
０を図３２又は図３３に示すようにセッティングしてス
テム台座１０の下面側に供給される封止材４０（低融点
ガラス）を加熱する際に、封止材４０の流出を環状のフ
ランジ部２１，３１によって防止できるようになり、封
止材４０による各部材（圧力導入用パイプ３０、信号引
出しピン２０）の位置決めが容易となる。尚、信号引出
しピン２０と圧力導入用パイプ３０のいずれか一方のみ
にフランジ部２１又は３２を設けるようにしてもよい
が、封止材４０の流出防止の観点から、信号引出しピン
２０と圧力導入用パイプ３０の両方にフランジ部２１，
３２を設けるのが好ましい。

【００１５】

【発明の効果】上述のように、請求項１の発明は、感圧
半導体素子とガラス台座とが接合されたチップをステム
台座もしくは圧力を導入する圧力導入用パイプに接合材
により気密に接合する接合工程と、ステム台座に感圧半
導体素子の信号引出しピンを封止材により気密に封止す
る封止工程とを同時に行なうものであるから、一つの工
程でチップの接合とステム台座の封止とを同時に行なう
ことができ、接合工数を減らして製造方法の簡素化と製
造コストの削減とを図ることができるという効果を奏す
る。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の接合工程の
接合材及び封止工程の封止材が、接合材と封止材とから
成る同一のものであるから、請求項１の効果に加えて、
材料供給が容易となり、製造工程を一層簡素化できるも
のである。請求項３の発明は、請求項１の線膨張係数が
ガラス台座に近い接合材と、線膨張係数が信号引出しピ
ンもしくはステム台座に近い封止材とを別々に供給する
ことにより、請求項１の効果に加えて、接合時の加熱に
よる熱応力の発生が小さく熱疲労に強い構造にすること
が可能となり、さらに線膨張係数で接合材と封止材とを
選択することにより、接合部と封止部に各々特徴を持っ
た材料で同時に封止と接合とを行なうことが可能とな
る。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１又は請求項２
又は請求項３の信号引出しピンの表面に金メッキを施し
た後に、接合工程と封止工程とを同時に行なうことによ
り、請求項１又は請求項２又は請求項３の効果に加え
て、信号引出しピンのみに金メッキを施すだけでよく、
コストダウンを図りつつ、接合を可能にすることができ
る。

【００１８】請求項５の発明は、請求項３の焼結した封
止材をステム台座の封止部に供給することにより、請求
項３の効果に加えて、焼結した封止材によってセッティ
ング時の各部材の位置決めが容易となり、製造工程がよ
り簡素化される。請求項６の発明は、請求項１又は請求
項２又は請求項３のステム台座に形成した角形の孔にチ
ップのガラス台座を貫通させることにより、請求項１又
は請求項２又は請求項３の効果に加えて、ステム台座を
利用してチップの回転方向への位置決めを容易に行なう
ことができ、信号引出しピンのワイヤボンディングが容
易となる。

【００１９】請求項７の発明は、請求項１のガラス台座
に角形の鍔部を設けたことにより、請求項１の効果に加
えて、チップと圧力導入用パイプもしくはステム台座と
の位置決めが容易となる。請求項８の発明は、請求項５
の焼結した封止材に、チップのガラス台座と圧力導入用
パイプとが連通状態で挿入される貫通孔を形成し、この
貫通孔にチップと圧力導入用パイプとを位置決めするた
めの位置決め用段差を形成したから、請求項５の効果に
加えて、焼結した封止材を利用してチップと圧力導入用
パイプとの位置決めを容易に行なうことができる。

【００２０】請求項９の発明は、請求項１の圧力導入用
パイプの先端にチップと接合材とを夫々落とし込むため
の座ぐりを形成し、座ぐりによりチップと接合材とを位
置決めすると同時にチップを接合することにより、請求
項３の効果に加えて、圧力導入用パイプに対するチップ
の位置決め及び接合が容易となり、チップを正確な位置
に接合可能となる。

【００２１】請求項１０の発明は、請求項１のステム台
座にチップと接合材を収納するための収納凹所を形成
し、チップの周囲に接合材を供給することにより、請求
項１の効果に加えて、ステム台座を利用してチップを正
確な位置に接合することができる。請求項１１の発明
は、請求項３の接合材をスクリーン印刷によって接合部
に供給するようにしたから、請求項３の効果に加えて、
接合材のコストダウンが図られると共に、接合材がチッ
プの接合部に供給し易くなり、しかも接合材の位置決め
も容易となる。

【００２２】請求項１２の発明は、請求項３の接合材
が、チップのガラス台座の膨張係数と近似した線膨張係
数を有する接合材料と、ステム台座もしくは圧力導入用
パイプの膨張係数と近似した線膨張係数を有する封止材
料との二層構造から成るから、請求項３の効果に加え
て、チップのガラス台座、ステム台座もくしは圧力導入
用パイプに夫々に近似した線膨張係数を有する接合材を
用いることにより、測定精度への温度依存性が小さくな
り、接合時の熱応力が緩和される。

【００２３】請求項１３の発明は、請求項２又は請求項
３の封止材をステム台座に保持するための保持手段を感
圧半導体素子の信号引出しピンもしくは圧力導入用パイ
プの少なくとも一方に設けることにより、請求項２又は
請求項３の効果に加えて、封止材の加熱時におけるステ
ム台座からの流出を保持手段によって効果的に防止でき
るので、封止材によるステム台座の封止材を確実に行な
うことができ、しかも封止材にる各部材の位置決め機能
が損なわれなくなる。

【００２４】請求項１４の発明は、感圧半導体素子とガ
ラス台座とが接合されたチップをステム台座もしくは圧
力を導入する圧力導入用パイプに接合する接合部と、ス
テム台座に上記信号引出しピンを気密に封止する封止部
とに跨がって封止材が供給されて成るから、チップの接
合とステム台座の封止材とが容易になると共に、チップ
の接合強度を大きくすることができる。

【００２５】請求項１５の発明は、請求項１４の封止材
はステム台座のハウジング側の内面において接合部と封
止部とに跨がって供給されて成ることにより、請求項１
４の効果に加えて、封止材の外部に露出している部分が
少なくなり、封止部の腐食防止と、外部圧力に対する強
度向上とを図ることができる。請求項１６の発明は、請
求項１４の信号引出しピンの表面全体に金メッキを施し
て成ることにより、請求項１４の効果に加えて、信号引
出しピンの電気抵抗を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例の断面図であ
る。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は同上のチップの製造工程を説
明する斜視図である。

【図３】同上のフローチャートである。

【図４】同上の完成品の断面図である。

【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施例の断面図で
ある。

【図６】（ａ）（ｂ）は同上の焼結した接合材の平面図
及び断面図である。

【図７】（ａ）は同上の各部材の分解断面図、（ｂ）
（ｃ）は各部材のセッティング状態を説明する平面図及
び断面図、（ｄ）（ｅ）は各部材の加熱接合状態を説明
する平面図及び断面図である。

【図８】同上の完成品の断面図である。

【図９】本発明のさらに他の実施例を示し、（ａ）は各
部材の分解断面図、（ｂ）（ｃ）は各部材のセッティン
グ状態を説明する平面図及び断面図、（ｄ）（ｅ）は各
部材の加熱接合状態を説明する平面図及び断面図であ
る。

【図１０】同上の完成品の断面図である。

【図１１】本発明のさらに他の実施例を示し、（ａ）は
フローチャート、（ｂ）は信号引出しピンの断面図であ
る。

【図１２】（ａ）（ｂ）は本発明のさらに他の実施例の
平面図及び断面図である。

【図１３】（ａ）は同上の各部材の分解断面図、（ｂ）
は各部材のセッティング状態を説明する断面図、（ｃ）
は各部材の加熱接合状態を説明する断面図である。

【図１４】（ａ）（ｂ）は本発明のさらに他の実施例の
平面図及び断面図である。

【図１５】（ａ）は同上の各部材の分解断面図、（ｂ）
は各部材のセッティング状態を説明する断面図、（ｃ）
は各部材の加熱接合状態を説明する断面図である。

【図１６】同上の完成品の断面図である。

【図１７】（ａ）〜（ｆ）は本発明のさらに他の実施例
の説明図である。

【図１８】（ａ）〜（ｄ）は本発明のさらに他の実施例
の説明図である。

【図１９】（ａ）〜（ｄ）は本発明のさらに他の実施例
の説明図である。

【図２０】（ａ）〜（ｄ）は本発明のさらに他の実施例
の説明図である。

【図２１】（ａ）〜（ｄ）は本発明のさらに他の実施例
の説明図である。

【図２２】（ａ）〜（ｄ）は本発明のさらに他の実施例
の説明図である。

【図２３】（ａ）〜（ｃ）は本発明のさらに他の実施例
のステム台座の平面図、接合材の平面図、接合材の断面
図である。

【図２４】（ａ）（ｂ）は同上の各部材のセッティング
及び加熱接合を説明する断面図である。

【図２５】（ａ）〜（ｄ）は本発明のさらに他の実施例
の説明図である。

【図２６】（ａ）〜（ｄ）は本発明のさらに他の実施例
の説明図である。

【図２７】（ａ）（ｂ）は本発明のさらに他の実施例の
斜視図である。

【図２８】（ａ）（ｂ）は同上の各部材のセッティング
及び加熱接合を説明する断面図である。

【図２９】（ａ）（ｂ）は本発明のさらに他の実施例の
断面図である。

【図３０】（ａ）（ｂ）は図２９の接合材の使用状態を
説明する断面図である。

【図３１】（ａ）（ｂ）は本発明のさらに他の実施例の
断面図及び平面図、（ｃ）（ｄ）は本発明のさらに他の
実施例の断面図及び平面図である。

【図３２】（ａ）（ｂ）は同上の各部材のセッティング
及び加熱接合を説明する断面図である。

【図３３】（ａ）（ｂ）は同上の各部材のセッティング
及び加熱接合を説明する断面図である。

【図３４】（ａ）〜（ｄ）は従来の製造工程を説明する
断面図である。

【図３５】従来のフローチャートである。

【図３６】（ａ）（ｂ）は他の従来の製造工程を説明す
る断面図である。

【図３７】他の従来のフローチャートである。

【図３８】さらに他の従来のフローチャートである。

【符号の説明】

１ チップ ２ 感圧半導体素子 ３ ガラス台座 １０ ステム台座 ２０ 信号引出しピン ４０ 封止材 ５０ 接合材 ６０ ハウジング

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から導入される流体の圧力を測定す
   る感圧半導体素子を備え、該感圧半導体素子の信号引出
   しピンがステム台座に支持されて成る半導体圧力センサ
   の製造方法において、上記感圧半導体素子とガラス台座
   とが接合されたチップをステム台座もしくは圧力を導入
   する圧力導入用パイプに接合材により気密に接合する接
   合工程と、上記ステム台座に感圧半導体素子の信号引出
   しピンを封止材により気密に封止する封止工程とを同時
   に行なうことを特徴とする半導体圧力センサの製造方
   法。
2. 【請求項２】 接合工程の接合材及び封止工程の封止材
   が、接合材と封止材とから成る同一のものであることを
   特徴とする請求項１記載の半導体圧力センサの製造方
   法。
3. 【請求項３】 線膨張係数がガラス台座に近い接合材
   と、線膨張係数が信号引出しピン又はステム台座に近い
   封止材とを別々に供給することを特徴とする請求項１記
   載の半導体圧力センサの製造方法。
4. 【請求項４】 信号引出しピンの表面に金メッキを施し
   た後に、接合工程と封止工程とを同時に行なうことを特
   徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半導
   体圧力センサの製造方法。
5. 【請求項５】 焼結した封止材をステム台座の封止部に
   供給することを特徴とする請求項３記載の半導体圧力セ
   ンサの製造方法。
6. 【請求項６】 ステム台座に形成した角形の孔にチップ
   のガラス台座を貫通させることを特徴とする請求項１又
   は請求項２又は請求項３記載の半導体圧力センサの製造
   方法。
7. 【請求項７】 ガラス台座に角形の鍔部を設けることを
   特徴とする請求項１記載の半導体圧力センサの製造方
   法。
8. 【請求項８】 焼結した封止材に、チップのガラス台座
   と圧力導入用パイプとが連通状態で挿入される貫通孔を
   形成し、この貫通孔にチップと圧力導入用パイプとを位
   置決めするための位置決め用段差を形成したことを特徴
   とする請求項５記載の半導体圧力センサの製造方法。
9. 【請求項９】 圧力導入用パイプの先端にチップと接合
   材とを夫々落とし込むための座ぐりを形成し、座ぐりに
   よりチップと接合材とを位置決めすると同時にチップを
   接合することを特徴とする請求項１記載の半導体圧力セ
   ンサの製造方法。
10. 【請求項１０】 ステム台座にチップと接合材を収納す
    るための収納凹所を形成し、チップの周囲に接合材を供
    給することを特徴とする請求項１記載の半導体圧力セン
    サの製造方法。
11. 【請求項１１】 スクリーン印刷によって接合材を接合
    部に供給することを特徴とする請求項３記載の半導体圧
    力センサの製造方法。
12. 【請求項１２】 接合材が、チップのガラス台座の膨張
    係数と近似した線膨張係数を有する接合材料と、ステム
    台座もしくは圧力導入用パイプの膨張係数と近似した線
    膨張係数を有する封止材料との二層構造から成ることを
    特徴とする請求項３記載の半導体圧力センサの製造方
    法。
13. 【請求項１３】 封止材をステム台座に保持するための
    保持手段を感圧半導体素子の信号引出しピン又は圧力導
    入用パイプの少なくとも一方に設けることを特徴とする
    請求項２又は請求項３記載の半導体圧力センサの製造方
    法。
14. 【請求項１４】 外部から導入される流体の圧力を測定
    する感圧半導体素子を備え、該感圧半導体素子の信号引
    出しピンがステム台座に支持されて成る半導体圧力セン
    サにおいて、感圧半導体素子とガラス台座とが接合され
    たチップをステム台座もしくは圧力を導入する圧力導入
    用パイプに接合する接合部と、ステム台座に上記信号引
    出しピンを気密に封止する封止部とに跨がって封止材が
    供給されて成ることを特徴とする半導体圧力センサ。
15. 【請求項１５】 封止材はステム台座のハウジング側の
    内面において接合部と封止部とに跨がって供給されて成
    ることを特徴とする請求項１４記載の半導体圧力セン
    サ。
16. 【請求項１６】 信号引出しピンの表面全体に金メッキ
    を施して成ることを特徴とする請求項１４記載の半導体
    圧力センサ。