JP3099584B2 - 表面加圧形半導体圧力センサの製造方法 - Google Patents
表面加圧形半導体圧力センサの製造方法Info
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Description
適用する表面加圧形半導体圧力センサの製造方法に関す
る。
て、シリコンウェーハのダイアフラム部に歪ゲージ抵抗
を拡散形成して製作した感圧ダイアフラムチップをステ
ム兼用の印刷基板に搭載し、かつチップの表面電極と印
刷基板との間をワイヤ接続した上で、チップをケースで
包囲して組立てた構成のものが知られている。
気圧センサとして使用する場合には、感圧ダイアフラム
チップを湿気などによる腐蝕から保護するために高い耐
環境性が要求されることから、感圧ダイアフラムチップ
の表面に耐湿,耐蝕性の高いシリコーンゲルを塗布して
封止するようにしている。図6は前記表面加圧形半導体
圧力センサの組立構造、および従来のシリコーンゲルの
塗布方法を示すものであり、図において、ガラス台座2
に固定された感圧ダイアフラムチップ1がガラス台座2
を支持する金属ベース4を介してステムを兼ねた厚膜印
刷基板3に搭載されており、感圧ダイアフラムチップ1
の表面電極と印刷基板3との間をアルミワイヤ5(ボン
ディングワイヤ)で接続されている。さらに感圧ダイア
フラムチップ1とアルミワイヤ5を包囲して印刷基板3
の上面にケース6が組み立てられている。このケース6
には図示されていないが導圧孔付きの保護キャップが取
り付けられる。
センサに対して感圧ダイアフラムチップ1に表面保護用
のシリコーンゲル8を塗布する方法として、従来ではノ
ズル7を通じてケース6の上方から感圧ダイアフラムチ
ップ1の上に適量のシリコーンゲル8を滴下して塗布す
る方法を一般的に採用している。
シリコーンゲルを上方から感圧ダイアフラムチップの上
に滴下する従来の塗布方法では次記のような問題点があ
る。すなわち図6に示すように感圧ダイアフラムチップ
の上にシリコーンゲルを滴下すると、シリコーンゲルは
感圧ダイアフラムチップの表面に凸面状に盛り上がる。
つまり、シリコーンゲルの厚さは感圧ダイアフラムチッ
プの中央部で厚く、周辺部分では薄くなる。このため
に、温度変化に伴って生じる応力が均一分布にならず、
このことが圧力検出の感度に悪影響を与える。
ダイアフラムチップと印刷基板との間を接続したアルミ
ワイヤは感圧ダイアフラムチップの上方にループ状に配
線されているために、前記した滴下方法ではアルミワイ
ヤの表面全体にシリコーンゲルが塗布されず、未塗布部
分が生じて腐蝕による断線の原因となる。なお、シリコ
ーンゲルの滴下量を増して感圧ダイアフラムチップおよ
びアルミワイヤの全体がシリコーンゲル内に埋没させる
ようにすることも考えられるが、シリコーンゲルの層厚
さが大であると、圧力測定時に外部からの圧力がシリコ
ーンゲルの層内を伝播する過程で大きく減衰して圧力セ
ンサの感度低下に及ぼす影響が大きくなる。
ものであり、その目的はシリコーンゲルの塗布工程でシ
リコーンゲルの塗布厚さを最小限に抑えて感圧ダイアフ
ラムチップおよびワイヤの表面全体に、シリコーンゲル
を均一かつ短時間で塗布できるようにする表面加圧形半
導体圧力センサの製造方法を提供することにある。
目的は、感圧ダイアフラムチップを印刷基板に搭載し、
感圧ダイアフラムチップの表面電極と印刷基板との間を
ワイヤで接続し、かつ感圧ダイアフラムチップおよびワ
イヤを包囲して印刷基板上にケースを組立てた状態のも
のに、ケース内で感圧ダイアフラムチップおよびワイヤ
がシリコーンゲル層に埋没するレベルまでシリコーンゲ
ルを注入し、しかる後にケースからシリコーンゲルを吸
出して感圧ダイアフラムチップおよびワイヤの表面全体
にシリコーンゲルを塗布することにより達成される。
に、壁面に空気孔を有するゲル排出用コレットを接続
し、ケースの開口部を下方に向けて、真空引き法により
ケースからシリコーンゲルを吸出し、さらには感圧ダイ
アフラムチップおよびワイヤの表面に付着したシリコー
ンゲルの塗布厚さが30〜80μmとなるようにシリコ
ーンゲルを吸出すこととする。
ムチップおよびワイヤの全体がシリコーンゲル層内に埋
没するようなレベルまでシリコーンゲルを過剰に注入し
た後、真空引き法によりシリコーンゲルをケース外に吸
出すと、感圧ダイアフラムチップおよびワイヤの表面に
付着した分を残して余剰のシリコーンゲルがケースから
排除される。ここで、ケースの開口部に、壁面に空気孔
を有するゲル排出用コレットを接続し、ケースの開口部
を下方に向けて、真空引き法によりケースからシリコー
ンゲルを吸出すこととしたため余剰のシリコーンゲルが
ケースの開口部の下方に流動し、さらに空気孔より外気
を巻き込むことにより短時間でシリコーンゲルをケース
外に吸出すことができる。
を行えば、感圧ダイアフラムチップおよびワイヤの表面
全体に塗布厚さ30〜80μm程度(好ましくは50μ
m)にシリコーンゲルが均一に塗布されるようになる。
この塗布厚さ(30〜80μm)は、シリコーンゲル材
料自身の粘性、表面張力で決まる最小限の厚さであり、
後述する表面加圧形半導体圧力センサの特性試験の結果
からも、感圧ダイアフラムチップ特性の零点傾き,出力
変動誤差におよぼす影響が最小となることが確認されて
いる。
づいて説明する。図6と同一部材には同じ符号を付して
ある。なおこの発明は表面加圧形半導体圧力センサに限
定されるものでなく、半導体チップを印刷基板に搭載し
チップの表面電極と印刷基板との間をワイヤで接続して
構成される半導体素子内部の表面保護のために、全面に
コーテング剤を均一に塗布する場合にも有効である。 〔実施例1〕まず、図6で述べたと同様な組立方法で圧
力センサを組立てた後に、感圧ダイアフラムチップ1お
よびアルミワイヤ5の表面にシリコーンゲル8を塗布す
る場合は図1に示すように感圧ダイアフラムチップ1お
よびアルミワイヤ5がゲル層内に埋没するようなレベル
までケース6の中にシリコーンゲル8を過剰に注入す
る。なお、この実施例ではワイヤにアルミを使用してい
るが、ボンデングワイヤとして市販されているものなら
何でもよい。またシリコーンゲル8としては、キュア後
の針入度が80〜120程度になるものを使用するのが
よい。
吸出装置を用いケース6の開口部6aに、壁面に空気孔
10を有するゲル排出用コレット9を接続し、ケース6
の開口部6aを下方に向けて、真空引き法によりケース
6からシリコーンゲル8を吸出する。なお空気孔10の
直径は1mm前後のごく小さいもので充分である。これ
により、図3で表すように感圧ダイアフラムチップ1お
よびアルミワイヤ5の表面に付着残留した分を残して余
剰のシリコーンゲルが全てケース外に排出され、最終的
に感圧ダイアフラムチップ1およびアルミワイヤ5の表
面全体に均一な厚さのシリコーンゲル8が塗布される。
シリコーンゲルの塗布作業が終了するとケース6からゲ
ル排出用コレット9を取り外し、次の組立工程でケース
6に導圧孔付きの保護キャップを被着して表面加圧形半
導体圧力センサを製作する。
ル吸出装置について説明する。この装置はゲル排出用コ
レット9、真空圧力計14および三方バルブ15を有す
る複数の配管系と真空ポンプ11およびバルブ12を有
する配管系が吸出されたシリコーンゲル8を溜めるトラ
ップ13を介して連結されたものである。シリコーンゲ
ル8を吸出する時はバルブ12を開き、真空ポンプ11
を作動させる。なお三方バルブ15はゲル排出用コレッ
ト9部を真空または大気圧に切り換える機能を持ってい
るため、三方バルブ15の開閉により個々のゲル排出用
コレット9部を容易に真空または大気圧に切り換えるこ
とが可能なため、ランダムに連続で稼働することができ
ると同時に型式の異なる半製品のシリコーンゲル8を吸
出できる特徴を有している。 〔実施例2〕この実施例は実施例1に基づいて製作した
表面加圧形半導体圧力センサの特性試験をしたものであ
る。
とチップ表面に塗布したシリコーンゲルの厚さとの関係
を表す特性図、また図5は圧力センサの高温高湿試験
(温度85℃,湿度85%RH)結果から求めた出力変
動誤差とゲルの厚さとの関係を表す特性図であり、図
4、図5から判るように、シリコーンゲルの塗布厚さが
30〜80μmの範囲に収まるように感圧ダイアフラム
チップの表面にシリコーンゲルを塗布することにより、
感圧ダイアフラムチップの零点傾きは僅小であり(図4
参照)、また出力変動誤差も最小(図5参照)であっ
て、これにより高い測定精度が得られる。
厚さが30〜80μm、好ましくは50μmとなるよう
に真空圧を設定すれば良いことが確認された。 〔比較例1〕ケース6の開口部6aを下方に向けたもの
と上方に向けたものとにつき比較実験をしたところ、ケ
ース6の開口部6aを下方に向けたものが30sec前
後でシリコーンゲル8を吸出することができ量産に耐え
うる時間であったが、上方に向けたものは時間が長く量
産向きではなかった。
数個セットし回転させ遠心力を用いてシリコーンゲルを
分離させたところ袋部にあたるところに、液溜まりがで
き手直しが必要となった。
よる問題点を解消して、感圧ダイアフラムチップおよび
ワイヤの表面全体にシリコーンゲルを適正な厚さで均一
に塗布することができ、これにより高い測定精度を確保
しつつ、湿度,腐蝕などに対して耐環境性の高い表面加
圧形半導体圧力センサを提供することができる。
程の途中状態を表す表面加圧形半導体圧力センサの構成
断面図
置の構成図
塗布状態を示す図
塗布したシリコーンゲル厚との関係を表す特性図
シリコーンゲル厚との関係を表す特性図
表面加圧形半導体圧力センサの構成断面図
Claims (3)
- 【請求項1】感圧ダイアフラムチップを印刷基板に搭載
し、感圧ダイアフラムチップの表面電極と印刷基板との
間をワイヤで接続し、かつ感圧ダイアフラムチップおよ
びワイヤを包囲して印刷基板上にケースを組立てた状態
のものに、ケース内で感圧ダイアフラムチップおよびワ
イヤがシリコーンゲル層に埋没するレベルまでシリコー
ンゲルを注入し、しかる後にケースからシリコーンゲル
を吸出して感圧ダイアフラムチップおよびワイヤの表面
全体にシリコーンゲルを塗布することを特徴とする表面
加圧形半導体圧力センサの製造方法。 - 【請求項2】請求項1記載の製造方法において、ケース
の開口部に、壁面に空気孔を有するゲル排出用コレット
を接続し、ケースの開口部を下方に向けて、真空引き法
によりケースからシリコーンゲルを吸出すことを特徴と
する表面加圧形半導体圧力センサの製造方法。 - 【請求項3】請求項1ないし2記載の製造方法におい
て、感圧ダイアフラムチップおよびワイヤの表面に付着
したシリコーンゲルの塗布厚さが30〜80μmとなる
ようにシリコーンゲルを吸出すことを特徴とする表面加
圧形半導体圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05117492A JP3099584B2 (ja) | 1992-06-26 | 1993-05-20 | 表面加圧形半導体圧力センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4-168039 | 1992-06-26 | ||
JP16803992 | 1992-06-26 | ||
JP05117492A JP3099584B2 (ja) | 1992-06-26 | 1993-05-20 | 表面加圧形半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0674847A JPH0674847A (ja) | 1994-03-18 |
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Family
ID=26455588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05117492A Expired - Fee Related JP3099584B2 (ja) | 1992-06-26 | 1993-05-20 | 表面加圧形半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3099584B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3255402A1 (en) | 2016-06-09 | 2017-12-13 | Nagano Keiki Co., Ltd. | Strain detector and manufacturing method thereof |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005056760A1 (de) * | 2005-11-29 | 2007-06-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips und entsprechende Halbleiterchipanordnung |
-
1993
- 1993-05-20 JP JP05117492A patent/JP3099584B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3255402A1 (en) | 2016-06-09 | 2017-12-13 | Nagano Keiki Co., Ltd. | Strain detector and manufacturing method thereof |
US10067010B2 (en) | 2016-06-09 | 2018-09-04 | Nagano Keiki Co., Ltd. | Strain detector and manufacturing method thereof |
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---|---|
JPH0674847A (ja) | 1994-03-18 |
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