JPH0961271A - 半導体式センサ及びその製造方法 - Google Patents

半導体式センサ及びその製造方法

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JPH0961271A
JPH0961271A JP7220296A JP22029695A JPH0961271A JP H0961271 A JPH0961271 A JP H0961271A JP 7220296 A JP7220296 A JP 7220296A JP 22029695 A JP22029695 A JP 22029695A JP H0961271 A JPH0961271 A JP H0961271A
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semiconductor
sensor
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sensor element
substrate
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Hiroshi Otani
浩 大谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体式センサのパッケージの材料に熱可塑
性樹脂を用いた場合に、パッケージの接着部の接着性を
高めることができ、もって信頼性が高く製造コストの低
い半導体式センサを得ることができる手段を提供する。 【解決手段】 シリコンからなるセンサ素子１と、ボン
ディングワイヤ４を介してセンサ素子１に電気的に接続
されたリードフレーム２とからなる組立体が、それぞれ
ＰＰＳ樹脂又はＰＢＴ樹脂からなるキャップ５とベース
６とで構成されるプラスチックパッケージによって覆わ
れている。ここで、キャップ下面接着部５ａ及びベース
上面接着部６ａが紫外線照射により改質されてその接着
性が高められた上で、接着剤３を用いてリードフレーム
２に接着され、これによって該センサＰ1の信頼性が高
められ、かつその製造コストが低減されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体式圧力セン
サ、半導体式加速度センサ等の半導体式センサ及びその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体式圧力センサ、半導体式加
速度センサ等の各種半導体式センサが広く用いられてい
るが、かかる従来の半導体式センサは、一般に、半導体
からなるセンサ素子例えばシリコンチップが樹脂製のパ
ッケージ（プラスチックパッケージ）によって覆われた
構造とされている。ここで、該センサ素子に圧力がかか
りあるいは加速度が生じると、これに伴って該センサ素
子に弾性的な歪みが生じてその電気特性が変化する。そ
して、この電気特性の変化が電気信号として出力され、
換言すれば上記の弾性的な歪みが電気信号に変換され、
該電気信号から上記圧力、加速度等が検知されるように
なっている。
【０００３】そして、かかる従来の半導体式センサにお
いては、その組み立て時にセンサ素子とパッケージとの
間の線膨張係数（熱膨張率）の差（一般に、樹脂の線膨
張係数はセンサ素子の線膨張係数よりも大きい）に起因
して発生する熱応力、あるいは組み立て後の温度変化に
伴って発生する熱応力により、センサ素子に不正な歪み
が発生することがある。そして、センサ素子にかかる不
正な歪みが発生した場合、該半導体式センサの圧力ある
いは加速度の検出精度が低下してしまうといった問題が
あった。
【０００４】そこで、センサ素子がパッケージ内に配置
されている従来の半導体式センサにおいては、パッケー
ジが、センサ素子（例えば、シリコンチップ）と線膨張
係数が比較的近い低線膨張係数のエポキシ樹脂又はフェ
ノール樹脂で形成され、これにより組み立て時あるいは
組み立て後に生じる熱応力が低減されて、上記問題が解
決されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来よ
り用いられているこれらのエポキシ樹脂あるいはフェノ
ール樹脂は、いずれもトランスファー成形あるいはコン
プレッション成形等の複雑な（コストのかかる）成形手
法を必要とする熱硬化性樹脂であるため、インジェクシ
ョン成形等の簡素な（コストのかからない）成形手法を
用いることが可能な熱可塑性樹脂に比べて、パッケージ
の製造コストがかなり高くなるといった問題がある。
【０００６】そこで、パッケージの製造コストを低減す
べく、インジェクション成形等の簡素な成形手法を用い
ることができる熱可塑性樹脂の中で比較的線膨張係数が
小さいポリフェニレンサルファイド樹脂（以下、これを
「ＰＰＳ樹脂」という。）、ポリブチレンテレフタレー
ト樹脂（以下、これを「ＰＢＴ樹脂」という。）等をパ
ッケージ材料として用いるといった対応が検討されてい
るが、これらの熱可塑性樹脂はいずれも極性が低く、ま
た結晶性が高いので、センサ素子、リードフレーム等の
他の部材との接着性が乏しく、このため半導体式センサ
の接着部の信頼性が低下するという問題が生じる。ま
た、センサ素子が、ポッティング樹脂でもってパッケー
ジの中空部に封入される形式の半導体式センサ例えば半
導体式加速度センサでは、ポッティング樹脂とパッケー
ジとの間の接着性（密着性）が乏しいと、センサ素子が
封入されている閉空間部の気密性が低下するといった問
題が生じる。
【０００７】ここで、パッケージと、リードフレームな
いしはポッティング樹脂との間の接着性ないしは密着性
の向上を図るために、プラズマ処理、コロナ放電処理、
火炎処理、サンドブラスト処理などといった従来より一
般に知られている表面前処理手法を用いて、接着表面を
改質してその接着性ないしは密着性を高めるといった対
応が考えられる。しかしながら、かかる従来の表面前処
理は、その設備コストが高くつくといった問題があり、
また成形品には対応しにくいといった問題があり、かか
る半導体式センサへの適用は困難である。
【０００８】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたものであって、半導体式センサのパッケージ
の材料に、線膨張係数が小さくかつ成形が容易な熱可塑
性樹脂、例えばＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等を用いた場合
に、パッケージと、該パッケージに接着される他の部材
との間の接着性を十分に高めることができ、もって信頼
性が高く製造コストの低い半導体式センサを得ることが
できる手段を提供することを解決すべき課題とする。さ
らには、センサ素子がポッティング樹脂でもってパッケ
ージの中空部に封入される形式の半導体式センサにおい
ては、センサ素子が封入された閉空間部の気密性を高め
ることができる手段を提供することを解決すべき課題と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべく
なされた本発明の第１の態様は、半導体からなるセンサ
素子と、該センサ素子を覆う樹脂製のパッケージとを備
えている半導体式センサにおいて、上記パッケージが、
該パッケージに接着される部材との接着部が紫外線照射
により改質されてその接着性が高められた上で、上記部
材と接着していることを特徴とするものである。この第
１の態様にかかる半導体式センサにおいては、紫外線が
照射されたパッケージの接着部で、紫外線のエネルギに
より該接着部を構成する分子鎖が切断されて該接着部が
改質され、該接着部の接着性が高められる。さらに、紫
外線によって上記接着部付近にオゾン（Ｏ3）が生成さ
れ、このオゾンないし該オゾンの分解に伴って生じる活
性酸素（Ｏ）によって上記接着部に付着している有機質
が除去されて、該接着部の接着性がさらに高められる。
このため、パッケージと、該パッケージに接着される部
材とが強固に接着する。
【００１０】本発明の第２の態様は、半導体からなるセ
ンサ素子と、該センサ素子に電気的に接続されたリード
フレームと、該リードフレームに接着される一方上記セ
ンサ素子を覆う樹脂製のパッケージとを備えている半導
体式センサにおいて、上記パッケージと上記リードフレ
ームとが、上記パッケージの上記リードフレームとの接
着部と上記リードフレームの上記パッケージとの接着部
とがそれぞれ紫外線照射により改質されてその接着性が
高められた上で、相互に接着していることを特徴とする
ものである。この第２の態様にかかる半導体式センサに
おいては、紫外線が照射されたパッケージの接着部及び
リードフレームの接着部で、第１の態様にかかる半導体
式センサの場合と同様のメカニズムにより、該接着部の
接着性が高められる。このため、パッケージとリードフ
レームとが強固に接着する。
【００１１】本発明の第３の態様は、本発明の第２の態
様にかかる半導体式センサにおいて、上記リードフレー
ムの表面に金メッキが施されていることを特徴とするも
のである。この第３の態様にかかる半導体式センサにお
いては、リードフレームの表面に本質的には接着性の乏
しい金メッキが施されるが、金メッキが施されたリード
フレームの接着部の接着性が、第２の態様にかかる半導
体式センサの場合と同様に十分に高められるので、パッ
ケージとリードフレームとが強固に接着する。
【００１２】本発明の第４の態様は、基板と、半導体か
らなり上記基板上に搭載されたセンサ素子と、上記セン
サ素子を覆うようにして上記基板に接着された樹脂製の
パッケージとを備えている半導体式センサにおいて、上
記パッケージが、その上記基板との接着部が紫外線照射
により改質されてその接着性が高められた上で、上記基
板と接着していることを特徴とするものである。この第
４の態様にかかる半導体式センサにおいては、紫外線が
照射されたパッケージの接着部で、第１の態様にかかる
半導体式センサの場合と同様のメカニズムにより、該接
着部の接着性が十分に高められる。このため、パッケー
ジと基板とが強固に接着する。
【００１３】本発明の第５の態様は、半導体からなるセ
ンサ素子と、該センサ素子を支持する基板と、一端が外
部に開口する中空部を備えていて該中空部を画成する内
壁部に上記基板が接着されている樹脂製のパッケージ
と、上記センサ素子と上記基板とが上記中空部内に封入
されるようにして該中空部を外部に対して閉じるポッテ
ィング樹脂とを備えている半導体式センサにおいて、上
記パッケージが、その中空部を画成する内壁部が紫外線
照射により改質されてその接着性が高められた上で、上
記基板及び上記ポッティング樹脂と接着していることを
特徴とするものである。この第５の態様にかかる半導体
式センサにおいては、紫外線が照射されたパッケージの
中空部を画成する内壁部で、第１の態様にかかる半導体
式センサの場合と同様のメカニズムにより、該内壁部の
接着性が十分に高められる。このため、パッケージと基
板とが強固に接着する。また、パッケージとポッティン
グ樹脂とが強固に接着し、センサ素子が封入された閉空
間部の気密性が高められる。
【００１４】本発明の第６の態様は、本発明の第５の態
様にかかる半導体式センサにおいて、上記パッケージの
中空部を画成する内壁部が開口側に向かって広がるテー
パ状に形成されていることを特徴とするものである。こ
の第６の態様にかかる半導体式センサにおいては、基本
的には本発明の第５の態様にかかる半導体式センサの場
合と同様の作用が生じる。さらに、中空部を画成する内
壁部がテーパ状に形成されているので、開口側から上記
内壁部に紫外線を照射したときに、該内壁部への紫外線
の照射量が増え、すなわち紫外線の照射効率が高まり、
該内壁部の接着性が一層高められる。
【００１５】本発明の第７の態様は、本発明の第１〜第
６の態様のいずれか１つにかかる半導体式センサにおい
て、上記パッケージが、上記センサ素子に近い線膨張係
数（熱膨張率）の熱可塑性樹脂で形成されていることを
特徴とするものである。この第７の態様にかかる半導体
式センサにおいては、基本的には本発明の第１〜第６の
態様のいずれか１つにかかる半導体式センサの場合と同
様の作用が生じる。さらに、センサ素子の線膨張係数と
パッケージの線膨張係数とが近い値とされるので、該半
導体式センサの組み立て時あるいは組み立て後における
熱応力の発生が低減され、センサ素子に不正な歪みが生
じない。
【００１６】本発明の第８の態様は、本発明の第７の態
様にかかる半導体式センサにおいて、上記熱可塑性樹脂
が、ポリフェニレンサルファイド樹脂又はポリブチレン
テレフタレート樹脂であることを特徴とするものであ
る。この第８の態様にかかる半導体式センサにおいて
は、基本的には本発明の第７の態様にかかる半導体式セ
ンサの場合と同様の作用が生じる。さらに、熱可塑性樹
脂として、成形が容易でかつ安価なポリフェニレンサル
ファイド樹脂又はポリブチレンテレフタレート樹脂が用
いられるので、該半導体式センサの製造が容易となる。
【００１７】本発明の第９の態様は、半導体からなるセ
ンサ素子と、該センサ素子に電気的に接続されたリード
フレームと、該リードフレームに接着される一方上記セ
ンサ素子を覆う樹脂製のパッケージとを備えている半導
体式センサの製造方法であって、上記センサ素子を上記
リードフレームに電気的に接続する工程と、上記パッケ
ージの上記リードフレームとの接着部を紫外線照射によ
り改質してその接着性を高めるとともに、上記リードフ
レームの上記パッケージとの接着部を紫外線照射により
改質してその接着性を高める工程と、上記パッケージと
上記リードフレームとを接着する工程とを含むことを特
徴とするものである。この第９の態様にかかる半導体式
センサの製造方法においては、紫外線が照射されたパッ
ケージの接着部及びリードフレームの接着部で、第１の
態様にかかる半導体式センサの場合と同様のメカニズム
により、該接着部の接着性が十分に高められる。このた
め、パッケージとリードフレームとが強固に接着する。
【００１８】本発明の第１０の態様は、基板と、半導体
からなり上記基板上に搭載されたセンサ素子と、上記セ
ンサ素子を覆うようにして上記基板に接着された樹脂製
のパッケージとを備えている半導体式センサの製造方法
であって、上記基板に上記センサ素子を取り付ける工程
と、上記パッケージの上記基板との接着部を紫外線照射
により改質してその接着性を高める工程と、上記パッケ
ージを、上記センサ素子を覆うようにして上記基板に接
着する工程とを含むことを特徴とするものである。この
第１０の態様にかかる半導体式センサの製造方法におい
ては、紫外線が照射されたパッケージの接着部で、第１
の態様にかかる半導体式センサの場合と同様のメカニズ
ムにより、該接着部の接着性が十分に高められる。この
ため、パッケージと基板とが強固に接着する。
【００１９】本発明の第１１の態様は、半導体からなる
センサ素子と、該センサ素子を支持する基板と、一端が
外部に開口する中空部を備えていて該中空部を画成する
内壁部に上記基板が接着されている樹脂製のパッケージ
と、上記センサ素子と上記基板とが上記中空部内に封入
されるようにして該中空部を外部に対して閉じるポッテ
ィング樹脂とを備えている半導体式センサの製造方法で
あって、上記センサ素子を上記基板に取り付ける工程
と、上記パッケージの中空部を画成する内壁部を紫外線
照射により改質してその接着性を高める工程と、上記基
板を上記中空部を画成する内壁部に接着する工程と、上
記センサ素子と上記基板とが上記中空部内に封入される
ようにして上記ポッティング樹脂を上記パッケージの中
空部に充填する工程とを含むことを特徴とするものであ
る。この第１１の態様にかかる半導体式センサの製造方
法においては、紫外線が照射されたパッケージの中空部
を画成する内壁部で、第１の態様にかかる半導体式セン
サの場合と同様のメカニズムにより、該内壁部の接着性
が十分に高められる。このため、パッケージと基板とが
強固に接着する。また、パッケージとポッティング樹脂
とが強固に接着し、センサ素子が封入された閉空間部の
気密性が高められる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。 ＜実施の形態１＞図１は、センサ素子１がプラスチック
パッケージ（キャップ５及びベース６）によって覆われ
ている半導体式センサＰ1の立面断面構造を示す図であ
る。この半導体式センサＰ1は、大気圧を検出する半導
体式圧力センサである。なお、以下では便宜上、図１中
での位置関係においてキャップ５が位置する側を「上」
といい、ベース６が位置する側を「下」ということにす
る。しかしながら、該半導体式圧力センサＰ1が所望の
構造体に装着された状態においては、上記「上下」は、
構造体の実際の上下方向と必ずしも一致するものではな
い。なぜなら、半導体式圧力センサＰ1は、構造体に対
してどのような向きにでも装着されることができるから
である。
【００２１】図１に示すように、大気圧を検出するため
の半導体式圧力センサＰ1においては、シリコン（半導
体）で形成された圧力（又は加速度）を検出するセンサ
素子１が、導電性の高い金属材料からなるリードフレー
ム２に接着剤３を用いて接着（ダイボンド）されてい
る。そして、センサ素子１とリードフレーム２とは、導
電性の高い金属材料からなるボンディングワイヤ４を介
して電気的に接続されている。さらに、実質的にセンサ
素子１とリードフレーム２とボンディングワイヤ４とか
らなる組立体は、キャップ５とベース６とで構成される
プラスチックパッケージによって覆われている。ここ
で、キャップ５及びベース６は、その線膨張係数がセン
サ素子１の線膨張係数に近い、熱可塑性のＰＰＳ樹脂又
はＰＢＴ樹脂で形成されている。なお、プラスチックパ
ッケージを構成する熱可塑性樹脂には、線膨張係数が小
さく安価であれば、ＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂以外のもの
用いてもよいのはもちろんである。
【００２２】そして、キャップ５の下面の一部に形成さ
れたキャップ下面接着部５ａと、リードフレーム２の上
面の一部に形成されたリードフレーム上面接着部２ａと
は接着剤３を用いて接着されている。また、ベース６の
上面の一部に形成されたベース上面接着部６ａと、リー
ドフレーム２の下面の一部に形成されたリードフレーム
下面接着部２ｂとは接着剤３を用いて接着されている。
なお、キャップ５には穴部７が形成され、プラスチック
パッケージ内に形成された空間部８は、該穴部７を介し
て大気に開放されている。そして、後で詳しく説明する
ように、キャップ下面接着部５ａとベース上面接着部６
ａとは紫外線照射により改質されてその接着性が高めら
れた上で、それぞれリードフレーム上面接着部２ａとリ
ードフレーム下面接着部２ｂとに、強固に接着してい
る。
【００２３】このように、キャップ下面接着部５ａ及び
ベース上面接着部６ａを紫外線照射により改質してその
接着性を高める所以はおよそ次のとおりである。すなわ
ち、半導体式圧力センサＰ1は、前記のとおり、センサ
素子１とリードフレーム２とが接着されるとともに、リ
ードフレーム２とプラスチックパッケージ（キャップ５
及びベース６）とが接着された構造である。このため、
従来の技術の欄にも記載したように、プラスチックパッ
ケージの材料として線膨張係数がセンサ素子１の線膨張
係数と大きく異なる樹脂を用いると、接着後の熱応力に
よりセンサ素子１に不正な歪みが生じ、あるいは半導体
式圧力センサＰ1の完成後の外部の温度変化に起因する
熱応力によりセンサ素子１に不正な歪みが生じることが
ある。その結果、センサ素子１の不正な歪みが、半導体
式圧力センサＰ1の出力（以下、これを「オフセット出
力」という。）として検出され、測定しようとしている
圧力（あるいは加速度）の測定精度を低下させる。
【００２４】この問題を解決するために、この実施の形
態１においては、プラスチックパッケージの材料とし
て、低コストで成形することが可能であり、かつその線
膨張係数が小さくしたがってオフセット出力を小さくす
ることができるＰＰＳ樹脂又はＰＢＴ樹脂を用い、さら
にキャップ下面接着部５ａ及びベース上面接着部６ａを
紫外線照射により改質してその接着性を高め、もってプ
ラスチックパッケージとリードフレーム２との接着部分
の信頼性を高めるようにしている。この紫外線照射によ
る表面改質手法は、プラズマ処理、コロナ放電処理、火
炎処理、サンドブラスト処理等の従来より知られている
表面改質方法とは異なり、短波長の紫外線をキャップ下
面接着部５ａ及びベース上面接着部６ａに照射すること
により、該接着部５ａ、６ａの表面を改質し、接着性な
いしは密着性を大きく向上させるといった手法である。
この手法を用いることにより、信頼性の高いすなわち品
質の高い半導体式センサを、低コストでかつ容易に提供
することができる。
【００２５】以下、図２（ａ）に示すフローチャートに
従って、適宜図１を参照しつつ、半導体式圧力センサＰ
1の具体的な製造方法を説明する。図２（ａ）に示すよ
うに、この半導体式圧力センサＰ1の製造においては、
まずセンサ素子１をリードフレーム２に、適当な接着剤
３を用いて接着する（ステップＳ１）。続いて、ボンデ
ィングワイヤ４で、センサ素子１とリードフレーム２と
を電気的に接続する（ステップＳ２）。
【００２６】次に、プラスチックパッケージのリードフ
レーム２との接着部、すなわちキャップ下面接着部５ａ
及びベース上面接着部６ａに紫外線を照射して両接着部
５ａ、６ａを改質する（ステップＳ３）。ここで照射さ
れる紫外線は一般に遠紫外線と呼ばれている種類の紫外
線であるが、該紫外線としては短波長光の紫外線、とく
に１８４.９ｎｍの波長の紫外線と、２５３.７ｎｍの波
長の紫外線とを用いるのが好ましい。
【００２７】このような紫外線照射によるキャップ下面
接着部５ａ及びベース上面接着部６ａの改質は、紫外線
（とくに上記の２つの波長光の紫外線）により接着部５
ａ、６ａ付近に生成されるオゾン（Ｏ3）あるいはその
分解によって生じる活性酸素（Ｏ）の強力な酸化作用
と、短波長紫外線の強いエネルギーによる分子鎖の切断
とによって生じる。前記の２つの波長光の紫外線によっ
て、酸素（Ｏ2）の分解と、オゾン（Ｏ3）の生成及びそ
の分解反応とが起こり、活性酸素（Ｏ）が発生する。こ
の活性酸素（Ｏ）によって、キャップ下面接着部５ａ及
びベース上面接着部６ａに付着している汚れ成分の分子
が酸化され、さらに接着部５ａ、６ａの表面が紫外線吸
収により活性化され、両者相まって接着部５ａ、６ａの
表面の有機質が除去される。また、接着部５ａ、６ａの
表面で分子鎖の切断が起これば、そこに酸素が結合して
カルボキシル基やカルボニル基などの極性基が導入さ
れ、その接着性が高められる。かくして、紫外線照射に
よる表面浄化と極性基の増大とにより、ＰＰＳ樹脂又は
ＰＢＴ樹脂からなるキャップ５及びベース６の、リード
フレーム２との接着強度が向上する。
【００２８】この後、キャップ５あるいはベース６とリ
ードフレーム２とを適当な接着剤３を用いて接着する
（ステップＳ４）。より具体的には、キャップ下面接着
部５ａとリードフレーム上面接着部２ａとが接着剤３を
用いて接着され、ベース上面接着部６ａとリードフレー
ム下面接着部２ｂとが接着剤３を用いて接着され、半導
体式圧力センサＰ1が完成する。かくして、圧力の検出
精度が高く、接着性ないしは信頼性（すなわち品質）が
高く、かつ安価な半導体式圧力センサＰ1が得られる。
【００２９】＜実施の形態２＞前記の実施の形態１にか
かる半導体式圧力センサでは、キャップ下面接着部５ａ
及びベース上面接着部６ａが紫外線照射により改質され
ているが、この実施の形態２にかかる半導体式圧力セン
サでは、さらにリードフレーム上面接着部２ａ及びリー
ドフレーム下面接着部２ｂも紫外線照射により改質さ
れ、その接着性が高められている。かくして、実施の形
態２にかかる半導体式圧力センサでは、実施の形態１に
かかる半導体式圧力センサに比べて、キャップ５あるい
はベース６とリードフレーム２とが一層強固に接着さ
れ、該半導体式圧力センサの接着性ないしは信頼性（す
なわち品質）が一層高められる。
【００３０】ところで、一般にリードフレーム２には金
メッキが施されることがあるが、この場合、従来の接着
手法では、キャップ５あるいはベース６とリードフレー
ム２との接着性がとくに低下するといった問題があっ
た。しかしながら、この実施の形態２にかかる半導体式
圧力センサでは、前記したとおりキャップ５あるいはベ
ース６とリードフレーム２との接着性が大幅に高められ
るので、リードフレーム２に金メッキが施されていて
も、キャップ５あるいはベース６とリードフレーム２と
が十分強固に接着する。したがって、この実施の形態２
は、リードフレーム２に金メッキが施されている半導体
式圧力センサに対してとくに有効となる。
【００３１】図２（ｂ）に示すように、この実施の形態
２にかかる半導体式圧力センサを製造する場合は、実施
の形態１にかかるフローチャートのステップＳ３とステ
ップＳ４との間に、リードフレーム上部接着部２ａ及び
リードフレーム下面接着部２ｂを紫外線照射により改質
するステップＳ５を挿入すればよい。その他の工程は実
施の形態１の場合と同様である。
【００３２】＜実施の形態３＞以下、本発明の実施の形
態３を説明する。図３は、センサ素子１が基板９の上面
に直接搭載され、キャップ５（プラスチックパッケー
ジ）がセンサ素子１を覆うようにして基板９の上面に接
着された、ＣＯＢタイプの半導体式圧力センサＰ2の立
面断面構造を示す図である。図３に示す半導体式圧力セ
ンサＰ2において、図１に示す半導体式圧力センサＰ1と
共通な部材には図１と同一番号が付されている。なお、
以下では便宜上、図３中での位置関係において、キャッ
プ５が位置する側を「上」といい、基板９が位置する側
を「下」ということにする。しかしながら、該半導体式
圧力センサＰ2が所望の構造体に装着された状態におい
ては、上記「上下」が、構造体の実際の上下方向と必ず
しも一致するものではない。なぜなら、半導体式圧力セ
ンサＰ2は、構造体に対してどのような向きにでも装着
されることができるからである。
【００３３】図３に示すように、大気圧を検出するため
の半導体式圧力センサＰ2においては、シリコン（半導
体）で形成された圧力（又は加速度）を検出するセンサ
素子１が基板９の上面に接着剤３を用いて接着（ダイボ
ンド）されている。そして、センサ素子１と基板９と
は、ボンディングワイヤ４を介して電気的に接続されて
いる。さらに、センサ素子１とボンディングワイヤ４と
は、基板９の上面に接着されたキャップ５（プラスチッ
クパッケージ）によって覆われている。ここで、キャッ
プ５は、その線膨張係数がセンサ素子１の線膨張係数に
近い、熱可塑性のＰＰＳ樹脂又はＰＢＴ樹脂で形成され
ている。また、基板９の両端にはそれぞれ導電性の金属
材料からなる外部リード１０が電気的に接続されてい
る。なお、キャップ５には穴部７が形成され、キャップ
５内に形成された空間部８は、該穴部７を介して大気に
開放されている。なお、プラスチックパッケージを構成
する熱可塑性樹脂には、線膨張係数が小さく安価であれ
ば、ＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂以外のもの用いてもよいの
はもちろんである。
【００３４】そして、キャップ５の下面の一部に形成さ
れたキャップ下面接着部５ａと基板９とは接着剤３を用
いて接着されている。ここで、キャップ下面接着部５ａ
は、実施の形態１の場合と同様に、紫外線照射により改
質されてその接着性が高められた上で、基板９に強固に
接着している。
【００３５】以下、図４に示すフローチャートに従っ
て、適宜図３を参照しつつ、半導体式圧力センサＰ2の
具体的な製造方法を説明する。図４に示すように、この
半導体式圧力センサＰ2の製造においては、まずセンサ
素子１を基板９に適当な接着剤３を用いて接着する（ス
テップＳ１１）。続いて、ボンディングワイヤ４で、セ
ンサ素子１と基板９とを電気的に接続する（ステップＳ
１２）。
【００３６】次に、キャップ５（プラスチックパッケー
ジ）の基板９との接着部すなわちキャップ下面接着部５
ａに紫外線を照射して該接着部５ａを改質する（ステッ
プＳ１３）。この紫外線の照射方法あるいはその作用・
効果は、実施の形態１の場合と同様である。この後、キ
ャップ下面接着部５ａが、適当な接着部３を用いて基板
９に接着され、半導体式圧力センサＰ2が完成する（ス
テップＳ１４）。この実施の形態３にかかる半導体式圧
力センサＰ2においても、実施の形態１にかかる半導体
式圧力センサＰ1の場合と同様に、圧力（又は加速度）
の検出精度が高められ、接着部分の接着性ないしは信頼
性（すなわち品質）が高められ、さらに製造コストが低
減される。
【００３７】＜実施の形態４＞以下、本発明の実施の形
態４を説明する。図５は、センサ素子１２と、該センサ
素子１２を支持する基板１３とが、プラスチックパッケ
ージ１４の中空部１９内に、ポッティング樹脂２２によ
って封入されている、密閉タイプの半導体式加速度セン
サＱ1の立面断面構造を示す図である。なお、以下では
便宜上、図５中での位置関係において、プラスチックパ
ッケージ１４が開口する側を「上」といい、閉じられた
側を「下」ということにする。しかしながら、該半導体
式加速度センサＱ1が所望の可動体に装着された状態に
おいては、上記「上下」が、可動体の実際の上下方向と
必ずしも一致するものではない。なぜなら、半導体式加
速度センサＱ1は、可動体に対してどのような向きにで
も装着されることができるからである。
【００３８】図５に示すように、加速度を検出するため
の半導体式加速度センサＱ1においては、シリコン（半
導体）で形成された加速度を検出するセンサ素子１２が
基板１３の下面に取り付けられ、この基板１３がプラス
チックパッケージ１４の内壁部に接着されている。具体
的には、プラスチックパッケージ１４は、上端が外部に
開口する中空部１９を備えた半開中空状の部材であっ
て、該中空部１９は、大径内壁部１５と、台状内壁部１
６と、小径内壁部１７と、底面内壁部１８とによって画
成されている。ここで、プラスチックパッケージ１４
は、その線膨張係数がセンサ素子１２の線膨張係数に近
い、熱可塑性のＰＰＳ樹脂又はＰＢＴ樹脂で形成されて
いる。なお、プラスチックパッケージを構成する熱可塑
性樹脂には、線膨張係数が小さく安価であれば、ＰＰＳ
樹脂、ＰＢＴ樹脂以外のもの用いてもよいのはもちろん
である。
【００３９】基板１３は、センサ素子１２が下側に位置
するようにして台状内壁部１６の上面に適当な接着剤２
０を用いて接着されている。そして、基板１３の上面に
は、導電性の金属材料からなる外部リード２１が電気的
に接続されている。さらに、基板１３ないしは台状内壁
部１６の上側において、中空部１９にはポッティング樹
脂２２が充填され、その結果基板１３より下側の中空部
は、センサ素子１２が封入された閉空間部２３となって
いる。
【００４０】ここで、プラスチックパッケージ１４の内
壁部１５〜１８は、矢印Ｌ方向の紫外線照射により改質
されてその接着性が高められた上で、基板１３及びポッ
ティング樹脂２２と接着している。このため、この半導
体式加速度センサＱ1においては、実施の形態１の場合
と同様に、プラスチックパッケージ１４の台状内壁部１
６と基板１３との接着性が十分に高められ、プラスチッ
クパッケージ１４と基板１３とが強固に接着する。ま
た、プラスチックパッケージ１４の大径内壁部１５とポ
ッティング樹脂２２とが強固に接着（密着）し、センサ
素子１２が封入された閉空間部２３の気密性が高められ
る。なお、紫外線照射は、該照射が不要な内壁部１７、
１８にはマスクをかけて、大径内壁部１５及び台状内壁
部１６のみに照射を行うようにしてもよい。かくして、
半導体式加速度センサＱ1は、その加速度の検出精度が
高められ、接着性及び気密性が高められてその信頼性
（すなわち品質）が高められ、さらに製造コストが低減
される。
【００４１】以下、図７に示すフローチャートに従っ
て、適宜図５を参照しつつ、半導体式加速度センサＱ1
の具体的な製造方法を説明する。図７に示すように、こ
の半導体式加速度センサＱ1の製造においては、まずセ
ンサ素子１２を基板１３に取り付ける（ステップＳ２
１）。続いて、プラスチックパッケージ１４の内壁部１
５〜１８に紫外線を照射して該内壁部を改質する（ステ
ップＳ２２）。この紫外線の照射方法及びその作用・効
果は、実施の形態１の場合と同様である。なお、紫外線
を内壁部１５、１６のみに照射するようにしてもよいの
は、前記したとおりである。
【００４２】次に、基板１３の下面を適当な接着剤２０
を用いてプラスチックパッケージ１４の台状内壁部１６
の上面に接着する（ステップＳ２３）。そして、基板１
３の上面に外部リード２１を電気的に接続する（ステッ
プＳ２４）。なお、この外部リード２１の基板１３への
接続を、ステップＳ２３より前に行うようにしてもよ
い。
【００４３】この後、基板１３ないしは台状内壁部１６
の上側において、中空部１９にポッティング樹脂２２を
充填する（ステップＳ２５）。その結果、基板１３より
下側の中空部が、センサ素子１２が封入された閉空間部
２３となる。かくして、半導体式加速度センサＱ1が完
成する。かくして、加速度の検出精度が高く、接着部分
の接着性及びセンサ素子１２が封入された閉空間部２３
の気密性が高められ、かつ製造コストの低い半導体式加
速度センサＱ1が得られる。
【００４４】＜実施の形態５＞前記の実施の形態４にか
かる半導体式加速度センサＱ1では、プラスチックパッ
ケージ１４の大径内壁部１５が上下方向のどの位置でも
等径とされている。これに対して、図６に示すように、
この実施の形態５にかかる半導体式加速度センサＱ2で
は、大径内壁部２４が開口側すなわち上方に向かって広
がるテーパ状に形成されている。なお、その他の構造
は、実施の形態４にかかる半導体式加速度センサＱ1と
同様である。
【００４５】この実施の形態５にかかる半導体式加速度
センサＱ2においては、大径内壁部２４がテーパ状に形
成されているので、矢印Ｌで示すように大径内壁部２４
に紫外線を照射したときに、該大径内壁部２４への紫外
線の照射量が増え、すなわち紫外線の照射効率が高めら
れ、該大径内壁部２４のポッティング樹脂２２との接着
性が一層高められる。かくして、半導体式加速度センサ
Ｑ2においては、センサ素子１２が封入された閉空間部
２３の気密性が一層高められ、該センサＱ2の信頼性
（すなわち品質）が一層高められる。この実施の形態５
にかかる半導体式加速度センサＱ2の製造方法は、実質
的には、実施の形態４にかかる半導体式加速度センサＱ
1の場合と同様である（図７参照）。
【００４６】
【発明の効果】第１の態様にかかる半導体式センサによ
れば、パッケージと、該パッケージに接着される部材と
が強固に接着するので、該半導体式センサの信頼性すな
わち品質が高められる。また、このように接着性が高め
られるので、本質的には接着性の低い熱可塑性のＰＰＳ
樹脂、ＰＢＴ樹脂等を用いてパッケージを形成すること
が可能となり、該半導体式センサの製造コストを低減す
ることが可能となる。
【００４７】第２の態様にかかる半導体式センサによれ
ば、パッケージとリードフレームとが強固に接着するの
で、半導体式センサの信頼性が高められる。また、この
ように接着性が高められるので、本質的には接着性の低
い熱可塑性のＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等を用いてパッケ
ージを形成することが可能となり、該半導体式センサの
製造コストを低減することが可能となる。
【００４８】第３の態様にかかる半導体式センサによれ
ば、リードフレームの表面に接着性の乏しい金メッキが
施されているのにもかかわらず、パッケージとリードフ
レームとが強固に接着し、半導体式センサの信頼性が高
められる。また、このように接着性が高められるので、
本質的には接着性の低い熱可塑性のＰＰＳ樹脂、ＰＰＳ
樹脂等を用いてパッケージを形成することが可能とな
り、該半導体式センサの製造コストを低減することが可
能となる。
【００４９】第４の態様にかかる半導体式センサによれ
ば、パッケージと基板とが強固に接着するので、半導体
式センサの信頼性が高められる。また、このように接着
性が高められるので、本質的には接着性の低い熱可塑性
のＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等を用いてパッケージを形成
することが可能となり、該半導体式センサの製造コスト
を低減することが可能となる。
【００５０】第５の態様にかかる半導体式センサによれ
ば、パッケージと基板とが強固に接着するので、該半導
体式センサの信頼性が高められる。さらに、パッケージ
とポッティング樹脂とが強固に接着し、センサ素子が封
入された閉空間部の気密性が高められるので、該半導体
式センサの信頼性が一層高められる。また、このように
接着性が高められるので、本質的には接着性の低い熱可
塑性のＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等を用いてパッケージを
形成することが可能となり、該半導体式センサの製造コ
ストを低減することが可能となる。
【００５１】第６の態様にかかる半導体式センサによれ
ば、基本的には本発明の第５の態様にかかる半導体式セ
ンサの場合と同様の効果が得られる。さらに、パッケー
ジの中空部を画成する壁面への紫外線の照射量が増え、
該壁面の接着性が一層高められるので、該半導体式セン
サの信頼性が一層高められる。
【００５２】第７の態様にかかる半導体式センサによれ
ば、基本的には本発明の第１〜第６の態様のいずれか１
つにかかる半導体式センサの場合と同様の効果が得られ
る。さらに、該半導体式センサの組み立て時あるいは組
み立て後における熱応力の発生が低減され、センサ素子
に不正な歪みが生じないので、該半導体式センサの検出
精度が高められる。
【００５３】第８の態様にかかる半導体式センサによれ
ば、基本的には本発明の第７の態様にかかる半導体式セ
ンサの場合と同様の効果が得られる。さらに、熱可塑性
樹脂として、成形が容易でかつ安価なＰＰＳ樹脂又はＰ
ＢＴ樹脂が用いられるので、該半導体式センサの製造が
容易となり、その製造コストが低減される。
【００５４】第９の態様にかかる半導体式センサの製造
方法によれば、パッケージとリードフレームとが強固に
接着するので、該半導体式センサの信頼性が高められ
る。また、このように接着性が高められるので、本質的
には接着性の低い熱可塑性のＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等
を用いてパッケージを形成することが可能となり、該半
導体式センサの製造コストを低減することが可能とな
る。
【００５５】第１０の態様にかかる半導体式センサの製
造方法によれば、パッケージと基板とが強固に接着する
ので該半導体式センサの信頼性が高められる。また、こ
のように接着性が高められるので、本質的には接着性の
低い熱可塑性のＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等を用いてパッ
ケージを形成することが可能となり、該半導体式センサ
の製造コストを低減することが可能となる。
【００５６】第１１の態様にかかる半導体式センサの製
造方法によれば、パッケージと基板とが強固に接着する
ので、該半導体式センサの信頼性が高められる。さら
に、パッケージとポッティング樹脂とが強固に接着し、
センサ素子が封入された閉空間部の気密性が高められる
ので該半導体式センサの信頼性が一層高められる。ま
た、このように接着性が高められるので、本質的には接
着性の低い熱可塑性のＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等を用い
てパッケージを形成することが可能となり、該半導体式
センサの製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１及び実施の形態２にか
かる半導体式圧力センサの立面断面図である。
【図２】 （ａ）は本発明の実施の形態１にかかる半導
体式圧力センサの製造方法を示すフローチャートであ
り、（ｂ）は本発明の実施の形態２にかかる半導体式圧
力センサの製造方法を示すフローチャートである。
【図３】 本発明の実施の形態３にかかる半導体式圧力
センサの立面断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態３にかかる半導体式圧力
センサの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】 本発明の実施の形態４にかかる半導体式加速
度センサの立面断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態５にかかる半導体式加速
度センサの立面断面図である。
【図７】 本発明の実施の形態４及び実施の形態５にか
かる半導体式加速度センサの製造方法を示すフローチャ
ートである。
【符号の説明】
Ｐ1 半導体式圧力センサ、Ｐ2 半導体式圧力センサ、
Ｑ1 半導体式加速度センサ、Ｑ2 半導体式加速度セン
サ、１ センサ素子、２ リードフレーム、２ａ リー
ドフレーム上面接着部、２ｂ リードフレーム下面接着
部、３ 接着剤、４ ボンディングワイヤ、５ キャッ
プ、５ａ キャップ下面接着部、６ベース、６ａ ベー
ス上面接着部、７ 穴部、８ 空間部、９ 基板、１０
外部リード、１２ センサ素子、１３ 基板、１４
プラスチックパッケージ、１５ 大径内壁部、１６ 台
状内壁部、１７ 小径内壁部、１８ 底面内壁部、１９
中空部、２０ 接着剤、２１ 外部リード、２２ ポ
ッティング樹脂、２３閉空間部、２４ 大径内壁部。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体からなるセンサ素子と、該センサ
    素子を覆う樹脂製のパッケージとを備えている半導体式
    センサにおいて、 上記パッケージが、該パッケージに接着される部材との
    接着部が紫外線照射により改質されてその接着性が高め
    られた上で、上記部材と接着していることを特徴とする
    半導体式センサ。
  2. 【請求項２】 半導体からなるセンサ素子と、該センサ
    素子に電気的に接続されたリードフレームと、該リード
    フレームに接着される一方上記センサ素子を覆う樹脂製
    のパッケージとを備えている半導体式センサにおいて、 上記パッケージと上記リードフレームとが、上記パッケ
    ージの上記リードフレームとの接着部と上記リードフレ
    ームの上記パッケージとの接着部とがそれぞれ紫外線照
    射により改質されてその接着性が高められた上で、相互
    に接着していることを特徴とする半導体式センサ。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載された半導体式センサに
    おいて、 上記リードフレームの表面に金メッキが施されているこ
    とを特徴とする半導体式センサ。
  4. 【請求項４】 基板と、半導体からなり上記基板上に搭
    載されたセンサ素子と、上記センサ素子を覆うようにし
    て上記基板に接着された樹脂製のパッケージとを備えて
    いる半導体式センサにおいて、 上記パッケージが、その上記基板との接着部が紫外線照
    射により改質されてその接着性が高められた上で、上記
    基板と接着していることを特徴とする半導体式センサ。
  5. 【請求項５】 半導体からなるセンサ素子と、該センサ
    素子を支持する基板と、一端が外部に開口する中空部を
    備えていて該中空部を画成する内壁部に上記基板が接着
    されている樹脂製のパッケージと、上記センサ素子と上
    記基板とが上記中空部内に封入されるようにして該中空
    部を外部に対して閉じるポッティング樹脂とを備えてい
    る半導体式センサにおいて、 上記パッケージが、その中空部を画成する内壁部が紫外
    線照射により改質されてその接着性が高められた上で、
    上記基板及び上記ポッティング樹脂と接着していること
    を特徴とする半導体式センサ。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載された半導体式センサに
    おいて、 上記パッケージの中空部を画成する内壁部が開口側に向
    かって広がるテーパ状に形成されていることを特徴とす
    る半導体式センサ。
  7. 【請求項７】 請求項１〜請求項６のいずれか１つに記
    載された半導体式センサにおいて、 上記パッケージが、上記センサ素子に近い線膨張係数の
    熱可塑性樹脂で形成されていることを特徴とする半導体
    式センサ。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載された半導体式センサに
    おいて、 上記熱可塑性樹脂が、ポリフェニレンサルファイド樹脂
    又はポリブチレンテレフタレート樹脂であることを特徴
    とする半導体式センサ。
  9. 【請求項９】 半導体からなるセンサ素子と、該センサ
    素子に電気的に接続されたリードフレームと、該リード
    フレームに接着される一方上記センサ素子を覆う樹脂製
    のパッケージとを備えている半導体式センサの製造方法
    であって、 上記センサ素子を上記リードフレームに電気的に接続す
    る工程と、 上記パッケージの上記リードフレームとの接着部を紫外
    線照射により改質してその接着性を高めるとともに、上
    記リードフレームの上記パッケージとの接着部を紫外線
    照射により改質してその接着性を高める工程と、 上記パッケージと上記リードフレームとを接着する工程
    とを含むことを特徴とする半導体式センサの製造方法。
  10. 【請求項１０】 基板と、半導体からなり上記基板上に
    搭載されたセンサ素子と、上記センサ素子を覆うように
    して上記基板に接着された樹脂製のパッケージとを備え
    ている半導体式センサの製造方法であって、 上記基板に上記センサ素子を取り付ける工程と、 上記パッケージの上記基板との接着部を紫外線照射によ
    り改質してその接着性を高める工程と、 上記パッケージを、上記センサ素子を覆うようにして上
    記基板に接着する工程とを含むことを特徴とする半導体
    センサの製造方法。
  11. 【請求項１１】 半導体からなるセンサ素子と、該セン
    サ素子を支持する基板と、一端が外部に開口する中空部
    を備えていて該中空部を画成する内壁部に上記基板が接
    着されている樹脂製のパッケージと、上記センサ素子と
    上記基板とが上記中空部内に封入されるようにして該中
    空部を外部に対して閉じるポッティング樹脂とを備えて
    いる半導体式センサの製造方法であって、 上記センサ素子を上記基板に取り付ける工程と、 上記パッケージの中空部を画成する内壁部を紫外線照射
    により改質してその接着性を高める工程と、 上記基板を上記中空部を画成する内壁部に接着する工程
    と、 上記センサ素子と上記基板とが上記中空部内に封入され
    るようにして上記ポッティング樹脂を上記パッケージの
    中空部に充填する工程とを含むことを特徴とする半導体
    式センサの製造方法。
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