JP2016183943A - 半導体圧力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】半導体圧力センサにおいて、測定対象の圧力を好適に測定できると共に、電気的な信頼性向上を図れるようにする。
【解決手段】上方に開口する収容凹部１１及びその底部に露出する接続端子部１２を有する基体部２と、収容凹部の底部に設けられる圧力センサ素子３と、圧力センサ素子及び接続端子部を相互に電気接続するボンディングワイヤ４と、収容凹部に充填され、圧力センサ素子、接続端子部及びボンディングワイヤを覆う保護剤５と、を備え、圧力センサ素子におけるボンディングワイヤの接合位置が、接続端子部におけるボンディングワイヤの接合位置よりも収容凹部の中央Ｃ１の近くに位置し、ボンディングワイヤが、接続端子部に第一ボンディングで接合されると共に、圧力センサ素子に第二ボンディングで接合される半導体圧力センサ１を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体圧力センサに関する。

従来の半導体圧力センサには、例えば特許文献１のように、樹脂ケース内において半導体歪みゲージを有する感圧センサチップ（圧力センサ素子）とリード端子（接続端子部）とをボンディングワイヤ（以下、ワイヤと呼ぶ）によって電気接続した上で、樹脂ケース内に軟質なゲル状樹脂（保護剤）を充填したものがある。この半導体圧力センサでは、感圧センサチップ、リード端子及びワイヤが、軟質なゲル状樹脂によって覆われ、保護される。
この種の半導体圧力センサでは、測定対象（外部）の圧力がゲル状樹脂を介して感圧センサチップに伝わることで測定される。

特開２００１−１１６６３９号公報

ところで、上記従来の半導体圧力センサにおいて、感圧センサチップとリード端子とをワイヤで接続する際には、はじめに、感圧センサチップ（上面の電極パッド）にワイヤの先端を接合する第一ボンディングを行い、次にボンダーのヘッドを電極パッドの直上に移動させる。その後、ボンダーのヘッドをリード端子に向けて移動させ、リード端子にワイヤの後端を接合する第二ボンディングを行う。この順序でワイヤボンディングが行われると、ループ状に形成されたワイヤの頂部（ワイヤのうち収容凹部の底部に対して最も高く位置する部分）は、感圧センサチップ上もしくはその近傍に位置する。

一方、半導体圧力センサにおいて、感圧センサチップによって測定対象の圧力を好適に測定するためには、感圧センサチップ上におけるゲル状樹脂の厚みを、できるだけ薄くすることが望ましい。しかしながら、感圧センサチップ上におけるゲル状樹脂の厚みを薄くすると、感圧センサチップ上に位置するワイヤの頂部が外部に露出してしまう可能性がある。この場合、ワイヤがゲル状樹脂によって保護されないため、半導体圧力センサの電気的な信頼性が得られない、という問題が生じる。
なお、ワイヤの頂部を覆うようにゲル状樹脂の厚みを厚く設定すると、感圧センサチップ上のゲル状樹脂の厚みが大きくなり、外部の圧力を好適に測定できない可能性がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、外部の圧力を好適に測定できると共に、半導体圧力センサの電気的な信頼性を向上できる半導体圧力センサを提供することを目的とする。

本発明に係る半導体圧力センサは、上方に開口する収容凹部、及び、前記収容凹部の底部に露出する接続端子部を有する基体部と、前記収容凹部の底部に設けられる圧力センサ素子と、前記圧力センサ素子及び前記接続端子部を相互に電気接続するボンディングワイヤと、前記収容凹部に充填され、前記圧力センサ素子、前記接続端子部及び前記ボンディングワイヤを覆う保護剤と、を備え、前記収容凹部の開口側から見て、前記圧力センサ素子における前記ボンディングワイヤの接合位置が、前記接続端子部における前記ボンディングワイヤの接合位置よりも前記収容凹部の中央の近くに位置し、前記ボンディングワイヤが、前記接続端子部に第一ボンディングで接合されると共に、前記圧力センサ素子に第二ボンディングで接合されることを特徴とする。

上記半導体圧力センサでは、収容凹部に充填された保護剤の厚みを、収容凹部の開口側から見た収容凹部の中央において最も薄くし、収容凹部の中央から周縁に向かうにしたがって厚くすることができる。
一方、ボンディングワイヤは、接続端子部に対して第一ボンディングで接合され、圧力センサ素子に第二ボンディングで接合される。このため、収容凹部の底部上においてループ状に形成されるボンディングワイヤの高さは、圧力センサ素子から接続端子部に向かうにしたがって高くなる。すなわち、ボンディングワイヤの頂部を、圧力センサ素子の外側に位置させることができる。
また、第二ボンディングは、ボンディングワイヤと圧力センサ素子の接合面とを互いに擦り付けるようにして行われるため、第二ボンディングが行われた接合部においては、ボンディングワイヤと圧力センサ素子の表面とが、ほぼ平行となる。

ここで、圧力センサ素子におけるボンディングワイヤの接合位置は、接続端子部におけるボンディングワイヤの接合位置よりも収容凹部の中央の近くに位置する。このため、圧力センサ素子とボンディングワイヤとの接合位置における保護剤の厚みは、接続端子部におけるボンディングワイヤとの接合位置における保護剤の厚みよりも薄くなる。また、収容凹部の底部上でループ状に形成されるボンディングワイヤの高さは、収容凹部の中央から周縁に向かうにしたがって高くなる。
以上のことから、圧力センサ素子上における保護剤の厚みを薄く抑えると共に、ボンディングワイヤを保護剤に埋めることが可能となる。したがって、本発明の半導体圧力センサによれば、測定対象の圧力を好適に測定できると共に、電気的な信頼性向上を図ることも可能となる。

そして、前記半導体圧力センサにおいては、前記ボンディングワイヤの第一端を接合する前記接続端子部の接合面が、前記ボンディングワイヤの第二端を接合する前記圧力センサ素子の接合面よりも低く位置してもよい。

本発明によれば、測定対象の圧力を好適に測定できると共に、電気的な信頼性向上を図ることも可能な半導体圧力センサを提供できる。

本発明の第一実施形態に係る半導体圧力センサを示す上面図である。 図１のII−II矢視断面図である。 図１，２の半導体圧力センサにおいて、圧力センサ素子と接続端子部とをボンディングワイヤによって接続する手順の一例を示す説明図である。 本発明の第二実施形態に係る半導体圧力センサを示す上面図である。 図４のV−V矢視断面図である。

〔第一実施形態〕
以下、本発明に係る半導体圧力センサの第一実施形態について、図１〜３を参照して説明する。
以下の説明において、「上」及び「下」は、図２における上下に即している。また、高さ方向とは、図２における上方である。「平面視」とは、半導体圧力センサ１を上下方向から見ることを意味する。
図１，２に示すように、本実施形態の半導体圧力センサ１（以下、圧力センサ１と呼ぶ）は、基体部２と、圧力センサ素子３と、ボンディングワイヤ４と、保護剤５と、を備える。

圧力センサ素子３は、外部の圧力を検知するものである。圧力センサ素子３は、ＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical Systems）技術を利用した半導体圧力センサ素子である。
圧力センサ素子３としては、ピエゾ抵抗効果を用いたピエゾ抵抗式の圧力センサ素子の他、静電容量式等、その他の方式の圧力センサ素子であってよい。

ピエゾ抵抗式の圧力センサ素子としては、例えば、シリコン等からなる半導体基板の一面側に、ダイアフラム部と、基準圧力室としての密閉空間と、圧力によるダイアフラム部の歪抵抗の変化を測定するための複数の歪ゲージと、を備えるものが挙げられる。この例の圧力センサ素子では、ダイアフラム部が圧力を受けて撓むと、各歪ゲージにダイアフラム部の歪み量に応じた応力が発生する。この応力に応じて歪ゲージの抵抗値がピエゾ抵抗効果によって変化し、この抵抗値変化に応じてセンサ信号が出力される。これにより、圧力を計測することができる。

基体部２は、上方に開口する収容凹部１１、及び、収容凹部１１の底部に露出する接続端子部１２を有する。収容凹部１１の底部には、前述した圧力センサ素子３が設けられる。
本実施形態の収容凹部１１の底部には、圧力センサ素子３を搭載する搭載面１１ａと、接続端子部１２が露出する露出面１１ｂとがある。本実施形態では、露出面１１ｂが搭載面１１ａよりも低く位置する。露出面１１ｂには、複数（図示例では四つ）の接続端子部１２が露出している。複数の接続端子部１２は、収容凹部１１の開口側から見て一列に並んでいる。

ボンディングワイヤ４（以下、センサ素子用ワイヤ４とも呼ぶ）は、金、銅、アルミニウム等の金属からなり、圧力センサ素子３及び接続端子部１２を相互に電気接続する。本実施形態では、センサ素子用ワイヤ４が複数の接続端子部１２と圧力センサ素子３との間に一つずつ設けられている。各センサ素子用ワイヤ４の第一端は、接続端子部１２の接合面１２ａに接合される。接続端子部１２の接合面１２ａは、収容凹部１１の露出面１１ｂと同一平面上に位置する。また、各センサ素子用ワイヤ４の第二端は、収容凹部１１の搭載面１１ａに搭載された状態で上方に向く圧力センサ素子３の回路形成面（接合面）３ａに接合される。本実施形態では、接続端子部１２の接合面１２ａが圧力センサ素子３の回路形成面３ａよりも低く位置する。

圧力センサ素子３における各センサ素子用ワイヤ４の接合位置ＢＰ２は、収容凹部１１の開口側から見て、接続端子部１２における各センサ素子用ワイヤ４の接合位置ＢＰ１よりも収容凹部１１の中央の近くに位置する。すなわち、同一のセンサ素子用ワイヤ４において接続端子部１２の接合面１２ａに接合される第一端が、圧力センサ素子３の回路形成面３ａに接合される第二端よりも収容凹部１１の中央から離れて位置する。図１、２において、符号Ｃ１は平面視した収容凹部１１の上下方向に延びる中心軸であり、上記した収容凹部１１の中央に対応している。
本実施形態では、収容凹部１１の開口側から見て、搭載面１１ａ及びこれに搭載された圧力センサ素子３の中心を、収容凹部１１の中央（中心軸Ｃ１）からずらして位置させることで、圧力センサ素子３における各センサ素子用ワイヤ４の接合位置ＢＰ２を収容凹部１１の中央に近づけている。

また、センサ素子用ワイヤ４は、接続端子部１２の接合面１２ａに対して第一ボンディングで接合されると共に、圧力センサ素子３の回路形成面３ａに対して第二ボンディングで接合されている。すなわち、センサ素子用ワイヤ４は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように形成される。以下、センサ素子用ワイヤ４の具体的な形成手順について説明する。

はじめに、図３（ａ）に示すように、圧力センサ素子３の回路形成面３ａのうち、後述するワイヤＷの後端が接合される位置に、金属バンプＭＢを形成しておく。金属パンプＭＢは、任意の手法で形成されてよいが、図示例では、キャピラリＣＰを用いたボールボンディングを実施することで形成される。

次に、図３（ｂ）に示すように、キャピラリＣＰを通して供給されるワイヤＷの先端を接続端子部１２の接合面１２ａに圧着する、すなわち第一ボンディングを実施する。
次いで、ワイヤＷがキャピラリＣＰから引き出されるようにキャピラリＣＰを上昇させる。この上昇の際、キャピラリＣＰは接続端子部１２の接合面１２ａの直上に位置し、少なくとも圧力センサ素子３に近づく方向に移動しない。また、本実施形態では、圧力センサ素子３の回路形成面３ａが接続端子部１２の接合面１２ａよりも高く位置するため、上記した上昇の際には、キャピラリＣＰを圧力センサ素子３の回路形成面３ａよりも高い位置まで移動させる。

その後、図３（ｃ）に示すように、キャピラリＣＰから引き出されたワイヤＷの後端を圧力センサ素子３の回路形成面３ａに圧着する、すなわち第二ボンディングを実施する。第二ボンディングの際には、ワイヤＷがキャピラリＣＰから引き出されるように、キャピラリＣＰを接続端子部１２の接合面１２ａの直上から圧力センサ素子３の回路形成面３ａに向けて移動させる。すなわち、キャピラリＣＰを下降させながら収容凹部１１の中央に近づく方向（径方向内側）に移動させる。第二ボンディングを実施する際には、ワイヤＷの後端が金属バンプＭＢに圧着される。これにより、キャピラリＣＰによってワイヤＷの後端を圧力センサ素子３に押し付ける力の少なくとも一部が、金属バンプＭＢによって吸収され、圧力センサ素子３にかかる応力を緩和できる。
また、第二ボンディングは、ワイヤＷと圧力センサ素子３の回路形成面３ａとを互いに擦り付けるようにして行われるため、第二ボンディングが行われた接合部においては、ワイヤＷと圧力センサ素子３の回路形成面３ａとが、ほぼ平行となる。
以上により、センサ素子用ワイヤ４が形成される。

上記の手順でセンサ素子用ワイヤ４が形成されるため、図２に示すように、収容凹部１１の底部上においてループ状に形成されるセンサ素子用ワイヤ４の高さは、圧力センサ素子３から接続端子部１２に向かうにしたがって高くなる。すなわち、センサ素子用ワイヤ４の頂部４Ａを圧力センサ素子３の側部よりも外側に位置させることができる。センサ素子用ワイヤ４の頂部４Ａは、収容凹部１１の上方の開口から飛び出ないように形成されていればよい。

保護剤５は、基体部２の収容凹部１１に充填されて、収容凹部１１、接続端子部１２及びセンサ素子用ワイヤ４を覆う。保護剤５は、水や外気の浸入を防ぎ、圧力センサ素子３やセンサ素子用ワイヤ４への悪影響を防ぐ。
保護剤５は、測定対象（収容凹部１１の外部）から加えられる圧力を圧力センサ素子３に伝達可能である。すなわち、保護剤５としては、例えば、ショアＡ硬度１未満（ショアＡ硬度。ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠）の柔らかいゲル剤を用いるとよい。この場合、保護剤５は、測定対象から加えられる圧力をそのまま圧力センサ素子３に伝達することができる。

さらに、保護剤５は、収容凹部１１の内面に対して良好な濡れ性を有する液状やゲル状であると良い。また、保護剤５は高い粘性を持つとよい。このような保護剤５としては、例えば、シリコーン樹脂やフッ素系の樹脂が挙げられる。
また、保護剤５は、光透過性が低いことが望ましい。これによって、可視光や紫外線を遮断することができるため、圧力センサ素子３に光起電力を発生させることを防ぎ、測定誤差を低減できる。また、圧力センサ素子３やその周囲の配線の劣化を防ぐ効果も期待できる。保護剤５は、例えば顔料等を含有させることによって、光透過性を低くすることができる。

上記した保護剤５は、その表面５ａが収容凹部１１の上方の開口端よりも低く位置するように、収容凹部１１に充填される。保護剤５を収容凹部１１に充填した状態では、保護剤５の厚みが、収容凹部１１の中央（中心軸Ｃ１）において最も薄くなり、収容凹部１１の中央から周縁に向かうにしたがって厚くなる。すなわち、上方に向く保護剤５の表面５ａは、下方側に窪むような凹面状に形成される。

以下、本実施形態の圧力センサ１の構成について、より具体的に説明する。
本実施形態の圧力センサ１は、制御素子６を備える。制御素子６は、上記した圧力センサ素子３に電気接続される。本実施形態において、制御素子６は、ボンディングワイヤ７（後述）、接続端子部１２、センサ素子用ワイヤ４を介して圧力センサ素子３に電気接続される。
制御素子６は、圧力センサ素子３からのセンサ信号が入力された際に、センサ信号を処理して圧力検出信号として出力するように構成されている。また、制御素子６は、例えば、圧力センサ素子３のＯＮ／ＯＦＦ制御、内蔵する温度センサによる検出値の補正、検出データのＡ／Ｄ変換、リニアリティの補正、信号波形の整形などの機能を有する。

すなわち、制御素子６は、例えば、外部温度を測定する温度センサ（図示略）と、温度センサからの信号をＡ／Ｄ変換して温度信号として出力するＡ／Ｄ変換器（図示略）と、前記温度信号が入力される演算処理部（図示略）と、を備える構造を採用できる。
演算処理部では、上記した温度信号に基づいて、圧力センサ素子３からのセンサ信号に補正処理を行うことができる。
温度センサとしては、抵抗式（ブリッジ抵抗式）、ダイオード式、熱電対式、赤外線式などがある。温度センサは、制御素子６の内部において回路形成面６ａに近接した位置に設けることができる。

本実施形態の基体部２は、圧力センサ素子３や制御素子６と共に圧力センサ１の回路を構成する配線構成部と、配線構成部を支持する樹脂製の支持体３０と、を備える。
配線構成部には、前述した接続端子部１２が含まれている。本実施形態の配線構成部は、導電性を有する板材からなるリードフレーム２０である。リードフレーム２０の形成材料としては、例えば銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）等の金属が挙げられる。
リードフレーム２０は、前述した接続端子部１２をなすセンサ用リード部２１と、圧力センサ１の回路を外部と電気接続する外部端子をなす端子リード部２２と、を備える。センサ用リード部２１及び端子リード部２２は、いずれも短冊状に形成されている。

センサ用リード部２１は、図１に示すように、収容凹部１１の搭載面１１ａに搭載された圧力センサ素子３から離れる方向に延びている。本実施形態のリードフレーム２０は、このセンサ用リード部２１を複数（図示例では四つ）備える。複数のセンサ用リード部２１は、同一方向に延びており、互いに同じ高さに位置している。複数のセンサ用リード部２１は、その幅方向に互いに間隔をあけて一列に並べられている。このセンサ用リード部２１の上面は、接続端子部１２の接合面１２ａに対応する。

図２に示すように、端子リード部２２は、支持体３０に封止された内部リード部２３と、支持体３０の外部に配される外部リード部２４と、を備える。
内部リード部２３は、前述したセンサ用リード部２１と同じ高さ位置に配され、センサ用リード部２１から離れる方向に延びる第一延出部２３Ａと、第一延出部２３Ａの延出方向先端から下方に延びる第二延出部２３Ｂと、を備える。第二延出部２３Ｂの延出方向先端は、支持体３０の下面３０ｂから外方に露出する。
外部リード部２４は、内部リード部２３の第二延出部２３Ｂの延出方向先端に連ねて形成されている。外部リード部２４は、支持体３０の下面３０ｂに沿って延びるように支持体３０の下面３０ｂに配されている。外部リード部２４の延出方向は、内部リード部２３の第一延出部２３Ａの延出方向と逆向きとなっている。

また、本実施形態のリードフレーム２０は、制御素子６を搭載する板状の実装部２５を備える。本実施形態では、制御素子６が実装部２５の下面に搭載される。制御素子６は、例えばダイボンド樹脂を介して接着される。具体的なダイボンド樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
実装部２５は、前述したセンサ用リード部２１及び端子リード部２２の第一延出部２３Ａと同じ高さに位置し、これらセンサ用リード部２１と第一延出部２３Ａとの間に配される。センサ用リード部２１及び端子リード部２２の第一延出部２３Ａは、いずれも実装部２５の周囲に間隔をあけて配され、実装部２５から離れるように延びている。

実装部２５の下面に固定された制御素子６は、金、銅、アルミニウム等の金属からなるボンディングワイヤ７（以下、制御素子用ワイヤ７と呼ぶ）によって、センサ用リード部２１や端子リード部２２の第一延出部２３Ａに電気接続される。制御素子用ワイヤ７の両端は、下方に向く制御素子６の回路形成面６ａ、及び、センサ用リード部２１や端子リード部２２の第一延出部２３Ａの下面に接合される。

支持体３０は、例えばエポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイドなどの樹脂からなり、例えばモールド成形によって形成される。
支持体３０は、基台３１と、基台３１の上面に設けられて上方に突出する環状壁部３２と、を備える。
本実施形態において、基台３１は平面視円形の板状に形成されている。基台３１の板厚は、リードフレーム２０の厚み（リードフレーム２０をなす板材の厚み）と比較して十分に大きく設定されている。基台３１の上面のうち環状壁部３２の内縁側に位置する一部は、収容凹部１１の底部をなす。

前述したリードフレーム２０のセンサ用リード部２１、第一延出部２３Ａ及び実装部２５は、基台３１の上面側に位置する。センサ用リード部２１、第一延出部２３Ａ及び実装部２５の下面及び側面は、基台３１に封止される。センサ用リード部２１、第一延出部２３Ａ及び実装部２５の上面は、基台３１によって封止されず、基台３１の上面と同一平面上に位置する。また、リードフレーム２０の第二延出部２３Ｂは、基台３１の上面から下面まで基台３１の板厚方向に延びている。さらに、リードフレーム２０の外部リード部２４は、支持体３０の下面３０ｂをなす基台３１の下面に配されている。

環状壁部３２は、平面視円環状に形成された筒体であり、前述した基台３１と共に基体部２の収容凹部１１を画成する。このため、本実施形態では、収容凹部１１が平面視円形状に形成されている。また、環状壁部３２は、センサ用リード部２１及び第一延出部２３Ａの上面のうち、基台３１の径方向外側の部分を覆っている。図示例において、環状壁部３２の外径寸法は基台３１と同一に設定されているが、これに限ることはない。
平面視円環状に形成された環状壁部３２の上端面は、基準面３２ａと、基準面３２ａに対して階段状に低く位置する段差面３２ｂと、を有する。基準面３２ａは、環状壁部３２の上端面のうち内縁側の領域をなす。段差面３２ｂは、環状壁部３２の上端面のうち外縁側の領域をなす。図示例では、段差面３２ｂが基体部２の搭載面１１ａよりも高く位置している。

また、本実施形態の支持体３０は、環状壁部３２の内縁側において基台３１の上面に設けられて圧力センサ素子３を搭載するための台座部３３を備える。
台座部３３は、環状壁部３２の高さ寸法に対して十分に小さい厚さ寸法を有する板状に形成されている。台座部３３は、基台３１の上面の一部を覆う。具体的には、台座部３３は、環状壁部３２の内縁側において、基台３１の上面から露出する実装部２５及び端子リード部２２の第一延出部２３Ａの上面を覆い、センサ用リード部２１の上面を覆わない。
台座部３３の上面は、本実施形態における収容凹部１１の搭載面１１ａに対応する。また、台座部３３によって覆われない基台３１の上面は、本実施形態における収容凹部１１の露出面１１ｂに対応する。

次に、上記した圧力センサ１を製造する方法の一例について説明する。
圧力センサ１を製造する際には、はじめに、制御素子６をリードフレーム２０の実装部２５の下面に搭載し、制御素子用ワイヤ７によってセンサ用リード部２１（接続端子部１２）及び端子リード部２２の第一延出部２３Ａに電気接続する。
次いで、樹脂成形等により支持体３０を形成する。これにより、制御素子６及び制御素子用ワイヤ７は、支持体３０に埋設され、外部に露出しない。また、センサ用リード部２１の上面の一部は、収容凹部１１の底部に露出する。

その後、収容凹部１１の搭載面１１ａに圧力センサ素子３を設置し、センサ素子用ワイヤ４によってセンサ用リード部２１に電気接続する。具体的には、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、センサ素子用ワイヤ４を、センサ用リード部２１の上面に対して第一ボンディングで接合し、圧力センサ素子３の回路形成面３ａに対して第二ボンディングで接合する。第二ボンディングは、センサ素子用ワイヤ４と圧力センサ素子３の回路形成面３ａとを互いに擦り付けるようにして行われるため、第二ボンディングが行われた接合部においては、センサ素子用ワイヤ４と圧力センサ素子３の回路形成面３ａとが、ほぼ平行となる。
最後に、図２に示すように、収容凹部１１に保護剤５を充填することで、収容凹部１１の底部に露出するセンサ用リード部２１の上面、圧力センサ素子３及びセンサ素子用ワイヤ４を覆う。この際には、保護剤５の表面５ａが収容凹部１１の上方の開口端よりも低く位置するように、保護剤５を収容凹部１１に充填する。
以上により、圧力センサ１の製造が完了する。

本実施形態の圧力センサ１では、収容凹部１１に充填された保護剤５の厚みが、収容凹部１１の中央（中心軸Ｃ１）において薄く、収容凹部１１の中央から周縁に向かうにしたがって厚くなる。
一方、収容凹部１１の底部上でループ状に形成されるセンサ素子用ワイヤ４の高さは、圧力センサ素子３から接続端子部１２（センサ用リード部２１）に向かうにしたがって高くなる。

ここで、圧力センサ素子３におけるセンサ素子用ワイヤ４の接合位置ＢＰ２は、接続端子部１２におけるセンサ素子用ワイヤ４の接合位置ＢＰ１よりも収容凹部１１の中央の近くに位置する。このため、圧力センサ素子３とセンサ素子用ワイヤ４との接合位置ＢＰ２における保護剤５の厚みは、接続端子部１２におけるセンサ素子用ワイヤ４との接合位置ＢＰ１における保護剤５の厚みよりも薄くなる。言い換えれば、保護剤５の表面５ａの高さは、収容凹部１１の中央から周縁に向かうにしたがって高くなる。また、収容凹部１１の底部上でループ状に形成されるセンサ素子用ワイヤ４の高さは、保護剤５の表面５ａの高さと同様に、収容凹部１１の中央から周縁に向かうにしたがって高くなる。
以上のことから、圧力センサ素子３上における保護剤５の厚みを薄く抑えると共に、センサ素子用ワイヤ４を保護剤５に埋めることが可能となる。したがって、本実施形態の圧力センサ１によれば、測定対象の圧力を好適に測定できると共に、電気的な信頼性向上を図ることも可能となる。

また、上記したようにセンサ素子用ワイヤ４のループ形状、及び、保護剤５の表面５ａの形状を相互に対応付けることで、収容凹部１１に充填する保護剤５の量を小さく抑えたり、収容凹部１１の深さ寸法を小さくすることが可能となる。したがって、圧力センサ１の小型軽量化や製造コスト削減を図ることもできる。

さらに、本実施形態の圧力センサ１によれば、接続端子部１２の接合面１２ａが、圧力センサ素子３の回路形成面３ａよりも低く位置する。これにより、接続端子部１２の接合面１２ａの直上に位置するセンサ素子用ワイヤ４の頂部４Ａの高さ位置をより低く設定できる。したがって、センサ素子用ワイヤ４をより確実に保護剤５に埋めることができる。また、収容凹部１１に充填する保護剤５の量をさらに小さく抑えることも可能となる。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について、図４，５を参照して第一実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第一実施形態と共通する構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。

図４，５に示すように、本実施形態の圧力センサ１Ａは、基体部２の一部構成を除いて、第一実施形態と同様に構成されている。
本実施形態の基体部２は、第一実施形態と同様に、上方に開口する収容凹部１１、及び、収容凹部１１の底部に露出する接続端子部１２を有する。また、本実施形態の収容凹部１１の底部には、第一実施形態と同様の搭載面１１ａと露出面１１ｂとがある。また、接続端子部１２の接合面１２ａは収容凹部１１の露出面１１ｂと同一平面上に位置する。また、露出面１１ｂには、複数（図示例では四つ）の接続端子部１２が露出している。

ただし、本実施形態では、露出面１１ｂ及び接続端子部１２の接合面１２ａが搭載面１１ａよりも高く位置している。露出面１１ｂ及び接続端子部１２の接合面１２ａは、例えば搭載面１１ａに搭載された圧力センサ素子３の回路形成面３ａよりも高く位置してもよいが、図示例のように圧力センサ素子３の回路形成面３ａと同じ高さに位置してもよい。

また、本実施形態では、収容凹部１１の開口側から見て、搭載面１１ａに搭載された圧力センサ素子３の中心を収容凹部１１の中央（中心軸Ｃ１）に一致させると共に、複数の接続端子部１２を圧力センサ素子３の周りに配置している。すなわち、複数の接続端子部１２が周方向に配列している。
これにより、本実施形態では、第一実施形態と同様に、収容凹部１１の開口側から見て、圧力センサ素子３における各センサ素子用ワイヤ４の接合位置ＢＰ２が、接続端子部１２における各センサ素子用ワイヤ４の接合位置ＢＰ１よりも収容凹部１１の中央の近くに位置する。
そして、センサ素子用ワイヤ４は、第一実施形態と同様に、接続端子部１２の接合面１２ａに対して第一ボンディングで接合されると共に、圧力センサ素子３の回路形成面３ａに対して第二ボンディングで接合される。

また、本実施形態の基体部２は、第一実施形態と同様に、圧力センサ１Ａの回路を構成する配線構成部としてのリードフレーム４０と、リードフレーム４０を支持する樹脂製の支持体５０と、を備える。リードフレーム４０は、第一実施形態と同様のセンサ用リード部４１を備え、センサ用リード部４１は前述した接続端子部１２をなす。

支持体５０は、第一実施形態と同様に、基台５１と、基台５１の上面に設けられて上方に突出する環状壁部５２とを備える。基台５１は平面視円形の板状に形成され、環状壁部５２は平面視円環状の筒体に形成されている。
ただし、本実施形態の基台５１は、その上面から窪んで形成された窪み部５１Ａを有する。窪み部５１Ａは、前述した収容凹部１１の一部を構成し、圧力センサ素子３の収容領域となっている。すなわち、窪み部５１Ａの底面は、本実施形態における収容凹部１１の搭載面１１ａに対応する。図１において、窪み部５１Ａは、圧力センサ素子３の平面視形状に対応するように平面視矩形状に形成されているが、これに限ることはない。

センサ用リード部４１は、第一実施形態の場合と同様に、基台５１の上面側に位置する。また、センサ用リード部４１の下面及び側面は基台５１に封止される。センサ用リード部４１の上面は基台５１に封止されず、基台５１の上面と同一平面上に位置する。
ただし、本実施形態では、複数（図示例では四つ）のセンサ用リード部４１が、窪み部５１Ａの周囲に等間隔で配列されている。

環状壁部５２は、前述した基台５１の窪み部５１Ａと共に収容凹部１１を画成する。環状壁部５２は、第一実施形態と同様に、センサ用リード部４１の上面のうち、基台５１の径方向外側の部分を覆っている。
ただし、本実施形態では、環状壁部５２の外径寸法が基台５１よりも小さく設定されている。また、環状壁部５２の上端面は、基台５１の上面に対して階段状に高く位置する。さらに、本実施形態では、環状壁部５２の内縁側に位置する基台５１の上面が、本実施形態における収容凹部１１の露出面１１ｂに対応する。

図４，５には図示されていないが、本実施形態の圧力センサ１Ａは、例えば、第一実施形態と同様の制御素子や、リードフレームの端子リード部や搭載部などを備えてもよい。本実施形態の圧力センサ１Ａでは、例えば、端子リード部の第一延出部や搭載部の上面が、基台５１の上面に露出しないように、基台５１内部に埋設されればよい。

上記した本実施形態の圧力センサ１Ａは、上記した第一実施形態と同様の製造方法により製造することが可能である。

そして、本実施形態の圧力センサ１Ａによれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。

以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

例えば、配線構成部は、リードフレームに限らず、配線パターンを有するＰＣＢ（Printed Circuit Board）、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などのプリント配線基板であってもよい。

また、圧力センサ素子３の搭載面１１ａは、支持体によって構成されることに限らず、リードフレーム、プリント配線基板等の配線構成部によって構成されてもよい。例えば、圧力センサ素子３の搭載面１１ａは、リードフレームの実装部の上面や、プリント配線基板の上面であってもよい。

１，１Ａ…半導体圧力センサ、２…基体部、３…圧力センサ素子、３ａ…回路形成面（接合面）、４…センサ素子用ワイヤ（ボンディングワイヤ）、５…保護剤、５ａ…表面、１１…収容凹部、１２…接続端子部、１２ａ…接合面、ＢＰ１，ＢＰ２…接合位置、Ｃ１…中心軸（収容凹部１１の中央）

Claims (2)

1. 上方に開口する収容凹部、及び、前記収容凹部の底部に露出する接続端子部を有する基体部と、
   前記収容凹部の底部に設けられる圧力センサ素子と、
   前記圧力センサ素子及び前記接続端子部を相互に電気接続するボンディングワイヤと、
   前記収容凹部に充填され、前記圧力センサ素子、前記接続端子部及び前記ボンディングワイヤを覆う保護剤と、を備え、
   前記収容凹部の開口側から見て、前記圧力センサ素子における前記ボンディングワイヤの接合位置が、前記接続端子部における前記ボンディングワイヤの接合位置よりも前記収容凹部の中央の近くに位置し、
   前記ボンディングワイヤが、前記接続端子部に第一ボンディングで接合されると共に、前記圧力センサ素子に第二ボンディングで接合されることを特徴とする半導体圧力センサ。
2. 前記ボンディングワイヤの第一端を接合する前記接続端子部の接合面が、前記ボンディングワイヤの第二端を接合する前記圧力センサ素子の接合面よりも低く位置することを特徴とする請求項１に記載の半導体圧力センサ。

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