JPH1048242A - 半導体センサパッケージ - Google Patents
半導体センサパッケージInfo
- Publication number
- JPH1048242A JPH1048242A JP20957696A JP20957696A JPH1048242A JP H1048242 A JPH1048242 A JP H1048242A JP 20957696 A JP20957696 A JP 20957696A JP 20957696 A JP20957696 A JP 20957696A JP H1048242 A JPH1048242 A JP H1048242A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bonding
- adhesive
- sensor package
- semiconductor sensor
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】自動車用半導体センサパッケージの品質を、長
期化安定に維持する。 【解決手段】半導体デバイス１を収納するベース４，接
着固定する接着剤２，浸入水蒸気をトラップする吸着剤
３，半導体デバイスでの物理変化量を電気的変化量に処
理した信号を外部に取り出すワイヤボンデングパッド
５，ボンデングワイヤ７，ボンデング電極６，接続電極
１０，気密シールするためのシールリング８，シールキ
ャップ９より構成される。
期化安定に維持する。 【解決手段】半導体デバイス１を収納するベース４，接
着固定する接着剤２，浸入水蒸気をトラップする吸着剤
３，半導体デバイスでの物理変化量を電気的変化量に処
理した信号を外部に取り出すワイヤボンデングパッド
５，ボンデングワイヤ７，ボンデング電極６，接続電極
１０，気密シールするためのシールリング８，シールキ
ャップ９より構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体センサパッケ
ージに関する。
ージに関する。
【０００２】
【従来の技術】パワートランジスタ等半導体素子を金属
ベースに接着し、金属キャップをプロジェクション溶接
により気密封止する技術は公知である。更に低温時にパ
ッケージ内部に封止された気体中の水分が露結して、半
導体素子Ａｌ配線等の腐食を防ぐため、封入ガス中の水
分と酸素濃度をある量以下に管理することも公知の技術
である。更に気密封止後の気密度を、Ｈｅガスのリーク
量で管理し、パッケージ外部から水蒸気等の腐食性ガス
の浸入量を管理している。これら技術の前提により、半
導体素子は、シリコン接着剤やエポキシ接着剤等でパッ
ケージベースに接着固定されている。
ベースに接着し、金属キャップをプロジェクション溶接
により気密封止する技術は公知である。更に低温時にパ
ッケージ内部に封止された気体中の水分が露結して、半
導体素子Ａｌ配線等の腐食を防ぐため、封入ガス中の水
分と酸素濃度をある量以下に管理することも公知の技術
である。更に気密封止後の気密度を、Ｈｅガスのリーク
量で管理し、パッケージ外部から水蒸気等の腐食性ガス
の浸入量を管理している。これら技術の前提により、半
導体素子は、シリコン接着剤やエポキシ接着剤等でパッ
ケージベースに接着固定されている。
【０００３】このような半導体デバイスのパッケージン
グ技術により、信頼性の確保が図られている。
グ技術により、信頼性の確保が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】高信頼性を長期にわた
って維持するには、パッケージ封止の気密度が重要で、
通常Ｈｅガスのリーク量の初期値として管理値を定めて
いる。しかし、信頼性保証期間を更に延長するには、初
期リーク量を現状の１／２以下とすることが必要とな
る。このレベルを溶接の気密封止のみで達成するには、
部品加工精度の向上，溶接条件管理の向上等コストの上
昇が大となる。
って維持するには、パッケージ封止の気密度が重要で、
通常Ｈｅガスのリーク量の初期値として管理値を定めて
いる。しかし、信頼性保証期間を更に延長するには、初
期リーク量を現状の１／２以下とすることが必要とな
る。このレベルを溶接の気密封止のみで達成するには、
部品加工精度の向上，溶接条件管理の向上等コストの上
昇が大となる。
【０００５】本発明は、コストの上昇が殆どなく、しか
も信頼性を低下させる浸入水蒸気を確実にトラップし、
長期信頼性を確保することを目的とする。
も信頼性を低下させる浸入水蒸気を確実にトラップし、
長期信頼性を確保することを目的とする。
【０００６】接着剤に混合したビーズ状シリカゲルは、
安価で水蒸気をトラップする能力が大きい。シリカゲル
の混合割合は、水蒸気のトラップ能力と半導体素子の接
着信頼性より適正な混合割合が定められる。
安価で水蒸気をトラップする能力が大きい。シリカゲル
の混合割合は、水蒸気のトラップ能力と半導体素子の接
着信頼性より適正な混合割合が定められる。
【０００７】又半導体デバイスへは多数のワイヤがボン
デングされるが、接着剤の厚さを均一にすることが、ボ
ンデングの安定性を得るために重要である。このため水
分ゲッター剤の形状については、球状に近く粒度のそろ
ったものが好ましい。
デングされるが、接着剤の厚さを均一にすることが、ボ
ンデングの安定性を得るために重要である。このため水
分ゲッター剤の形状については、球状に近く粒度のそろ
ったものが好ましい。
【０００８】接着剤は、水分透過係数が大きいシリコン
系が良い。
系が良い。
【０００９】
【課題を解決するための手段】センサの長期信頼性を保
証するために、パッケージ外部から微量ではあるが、長
期にわたって拡散浸入してくる水蒸気を確実にトラップ
するシリカゲルの粒子を、半導体デバイスを接着する接
着剤に混合することとした。
証するために、パッケージ外部から微量ではあるが、長
期にわたって拡散浸入してくる水蒸気を確実にトラップ
するシリカゲルの粒子を、半導体デバイスを接着する接
着剤に混合することとした。
【００１０】接着剤としては、水蒸気を良く透過するシ
リコン系接着剤が好ましい。ビーズ状であれば、流動性
がよいので、均一な混合がやりやすい。
リコン系接着剤が好ましい。ビーズ状であれば、流動性
がよいので、均一な混合がやりやすい。
【００１１】吸水能力を高めるには、混合割合を多くす
ればよいが、多すぎると接着力が低下するので、混合割
合は適切なことが必要である。実験によれば、接着する
素子の面積のおよそ１／５以上の接着面積が確保されれ
ばよいので、シリコン接着剤の比重１.０６，シリカゲ
ルの比重０.７５を考慮すると、シリカゲルの混合割合
はおよそ７５ｗｔ％以下となる。
ればよいが、多すぎると接着力が低下するので、混合割
合は適切なことが必要である。実験によれば、接着する
素子の面積のおよそ１／５以上の接着面積が確保されれ
ばよいので、シリコン接着剤の比重１.０６，シリカゲ
ルの比重０.７５を考慮すると、シリカゲルの混合割合
はおよそ７５ｗｔ％以下となる。
【００１２】ビーズ状で粒径がある程度そろったシリカ
ゲルの粒子を用いることにより、接着層の厚みが制御さ
れ、接着の安定化と共に、ワイヤボンデング性の安定化
が図れる。接着層の厚みは８０〜１５０μｍ程度が望ま
しい。
ゲルの粒子を用いることにより、接着層の厚みが制御さ
れ、接着の安定化と共に、ワイヤボンデング性の安定化
が図れる。接着層の厚みは８０〜１５０μｍ程度が望ま
しい。
【００１３】接着剤に混合した水分吸着剤は、気密封止
したパッケージ外部からパッケージ内部へ拡散等により
浸入する水蒸気を吸着するものであり、粒形状は接着層
の厚さをコントロールし、ワイヤボンデング性の信頼性
を確保するものである。
したパッケージ外部からパッケージ内部へ拡散等により
浸入する水蒸気を吸着するものであり、粒形状は接着層
の厚さをコントロールし、ワイヤボンデング性の信頼性
を確保するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明による半導体センサパッケ
ージの実施例を図１に示す。半導体センサパッケージ
は、半導体デバイス１，ベース４，接着剤２，水分吸着
剤３，半導体デバイスのワイヤボンデングパッド５，ベ
ース側のボンデング電極６，ボンデングワイヤ７，シー
ルリング８，シールキャップ９，接続電極１０よりな
り、気密封止されたパッケージとなっている。半導体デ
バイス１は、加速度や圧力などの物理量を検出する部分
と、その物理的変化量を電気量に変換処理する信号処理
部を有しており、電気的信号をボンデングワイヤ５，ボ
ンデング電極６を介して、接続電極１０へ導き外部へ取
り出している。シールキャップ９は通常シーム溶接によ
りベース４に設けられたシールリング８と気密接合さ
れ、良く知られているＨｅリーク量として、２×１０~8
cc.atm／sec 以下としている。この仕様は、長期信頼性
を保証するものであるが、更に品質を高水準に維持する
には、リークによりパッケージ内に浸入してくるガス中
の水蒸気をトラップして、半導体デバイス１及びワイヤ
７の接続部などの腐食を防止することが有効である。
ージの実施例を図１に示す。半導体センサパッケージ
は、半導体デバイス１，ベース４，接着剤２，水分吸着
剤３，半導体デバイスのワイヤボンデングパッド５，ベ
ース側のボンデング電極６，ボンデングワイヤ７，シー
ルリング８，シールキャップ９，接続電極１０よりな
り、気密封止されたパッケージとなっている。半導体デ
バイス１は、加速度や圧力などの物理量を検出する部分
と、その物理的変化量を電気量に変換処理する信号処理
部を有しており、電気的信号をボンデングワイヤ５，ボ
ンデング電極６を介して、接続電極１０へ導き外部へ取
り出している。シールキャップ９は通常シーム溶接によ
りベース４に設けられたシールリング８と気密接合さ
れ、良く知られているＨｅリーク量として、２×１０~8
cc.atm／sec 以下としている。この仕様は、長期信頼性
を保証するものであるが、更に品質を高水準に維持する
には、リークによりパッケージ内に浸入してくるガス中
の水蒸気をトラップして、半導体デバイス１及びワイヤ
７の接続部などの腐食を防止することが有効である。
【００１５】半導体デバイス１は、ベース４に接着固定
されるが、従来使用の接着剤２に、水分吸着剤としてビ
ーズ状シリカゲル粒子を混合した接着剤を使用してい
る。ビーズ状シリカゲルは、例えば和光純薬工業(株)製
の粒子径４０〜６３μｍがあり、接着強度の確保から、
本実施例では混合割合を３０ｗｔ％とした。又接着層の
厚さは約１００μｍとし、接着剤２には、シリコン系を
用いた。
されるが、従来使用の接着剤２に、水分吸着剤としてビ
ーズ状シリカゲル粒子を混合した接着剤を使用してい
る。ビーズ状シリカゲルは、例えば和光純薬工業(株)製
の粒子径４０〜６３μｍがあり、接着強度の確保から、
本実施例では混合割合を３０ｗｔ％とした。又接着層の
厚さは約１００μｍとし、接着剤２には、シリコン系を
用いた。
【００１６】図２は他の実施例を示すものである。半導
体デバイス１，接着剤２，水分吸着剤３，メタルベース
１１，リードピン１２，ハーメチックシール部１３，シ
ールキャップ１４などより構成されている。図１とは、
パッケージ構造が異なるが、半導体デバイス１のメタル
ベース１１への実装構造は全く同じである。
体デバイス１，接着剤２，水分吸着剤３，メタルベース
１１，リードピン１２，ハーメチックシール部１３，シ
ールキャップ１４などより構成されている。図１とは、
パッケージ構造が異なるが、半導体デバイス１のメタル
ベース１１への実装構造は全く同じである。
【００１７】図２では、キャップ１４のベース１１への
気密接合は、良く知られたリングプロジェクション溶接
で行われ、その気密性も図１の場合と同様である。
気密接合は、良く知られたリングプロジェクション溶接
で行われ、その気密性も図１の場合と同様である。
【００１８】
【発明の効果】本発明により製品コストの上昇が殆どな
く、量産性に適し、長期にわたり高信頼性を有する半導
体センサパッケージが得られる。
く、量産性に適し、長期にわたり高信頼性を有する半導
体センサパッケージが得られる。
【図１】本発明による半導体センサパッケージの実施例
を示した断面図。
を示した断面図。
【図２】本発明による半導体センサパッケージの他の実
施例を示した断面図。
施例を示した断面図。
１…半導体デバイス、２…接着剤、３…水分吸着剤、４
…ベース、５…ワイヤボンデングパッド、６…ボンデン
グ電極、７…ボンデングワイヤ、８…シールリング、
９，１４…シールキャップ、１０…接続電極。
…ベース、５…ワイヤボンデングパッド、６…ボンデン
グ電極、７…ボンデングワイヤ、８…シールリング、
９，１４…シールキャップ、１０…接続電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀江 潤一 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 奥田 研一 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内
Claims (3)
- 【請求項１】可動部を有するシリコン微細加工した検出
部と、その検出信号を処理して取り出す信号処理部とを
有し、それらが個別素子あるいは一体素子を形成し、パ
ッケージベースに接着され、キャップにより気密封止さ
れた半導体センサパッケージにおいて、素子を接着する
接着剤中に水分吸着材料を混合したことを特徴とする半
導体センサパッケージ。 - 【請求項２】請求項１に記載の前記水分吸着剤として、
シリカゲル粒子を用いた半導体センサパッケージ。 - 【請求項３】請求項１に記載の前記水分吸着剤の混合割
合を７５重量％以下とした半導体センサパッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20957696A JPH1048242A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 半導体センサパッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20957696A JPH1048242A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 半導体センサパッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1048242A true JPH1048242A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16575129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20957696A Pending JPH1048242A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 半導体センサパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1048242A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007057238A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Denso Corp | センサ |
| CN111039255A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-21 | 上海航天控制技术研究所 | 降低mems惯性器件封装应力的方法及mems器件 |
-
1996
- 1996-08-08 JP JP20957696A patent/JPH1048242A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007057238A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Denso Corp | センサ |
| CN111039255A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-21 | 上海航天控制技术研究所 | 降低mems惯性器件封装应力的方法及mems器件 |
| CN111039255B (zh) * | 2019-12-06 | 2023-10-20 | 上海航天控制技术研究所 | 降低mems惯性器件封装应力的方法及mems器件 |
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