JPH079995B2 - 半導体用ステムの製造法 - Google Patents
半導体用ステムの製造法Info
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- JPH079995B2 JPH079995B2 JP24477289A JP24477289A JPH079995B2 JP H079995 B2 JPH079995 B2 JP H079995B2 JP 24477289 A JP24477289 A JP 24477289A JP 24477289 A JP24477289 A JP 24477289A JP H079995 B2 JPH079995 B2 JP H079995B2
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は例えば圧力センサとして使用される半導体用ス
テムの製造法に関するものである。
テムの製造法に関するものである。
（従来の技術） 圧力センサ等に使用される半導体用ステムは第３図に示
されるような構造のものであり、ダイヤフラムを有する
シリコンチップ（１）と、これと熱膨脹係数が近いガラ
ス、シリコン等からなる基台（２）と、ステム台座
（３）と、ピン（４）と、キャップ（５）とから構成さ
れている。
されるような構造のものであり、ダイヤフラムを有する
シリコンチップ（１）と、これと熱膨脹係数が近いガラ
ス、シリコン等からなる基台（２）と、ステム台座
（３）と、ピン（４）と、キャップ（５）とから構成さ
れている。
従来、このような半導体用ステムを製造するには、まず
シリコンチップ（１）と基台（２）とをガラス接合、陽
極接合、ハンダ接合、金共晶接合等の方法により接合し
て素子（７）を製造する。またこれとは別にステム台座
（３）にピン（４）を封着用ガラス（６）によりハーメ
チック接合しておき、このステム台座（３）に対して上
記の素子（７）をハンダ接合、有機接合、金共晶接合等
により接合し、更にキャップ（５）を接合するという方
法が取られていた。
シリコンチップ（１）と基台（２）とをガラス接合、陽
極接合、ハンダ接合、金共晶接合等の方法により接合し
て素子（７）を製造する。またこれとは別にステム台座
（３）にピン（４）を封着用ガラス（６）によりハーメ
チック接合しておき、このステム台座（３）に対して上
記の素子（７）をハンダ接合、有機接合、金共晶接合等
により接合し、更にキャップ（５）を接合するという方
法が取られていた。
ところがこのような従来の方法は、素子（７）とステム
台座（３）との有機接合が可能な絶対圧タイプの圧力セ
ンサ用の場合には特に大きい問題はないが、有機接合で
は気密性、接着強度、絶縁性等の点で問題がある差圧タ
イプの場合には加熱接合型のハンダ接合や金共晶接合を
行う必要があるため、素子（７）をステム台座（３）に
接合する際に素子（７）の基台（２）が不可避的に加熱
されて歪み、出力が不安定となり易い欠点があった。
台座（３）との有機接合が可能な絶対圧タイプの圧力セ
ンサ用の場合には特に大きい問題はないが、有機接合で
は気密性、接着強度、絶縁性等の点で問題がある差圧タ
イプの場合には加熱接合型のハンダ接合や金共晶接合を
行う必要があるため、素子（７）をステム台座（３）に
接合する際に素子（７）の基台（２）が不可避的に加熱
されて歪み、出力が不安定となり易い欠点があった。
またこのような従来の方法は、シリコンチップ（１）と
基台（２）との接合、ステム台座（３）とピン（４）と
の接合、素子（７）とステム台座（３）との接合、ステ
ム台座（３）とキャップ（５）との接合という４段階の
接合工程を必要とし、しかも素子（７）とステム台座
（３）という異質の材料どうしの接合には、まず素子
（７）にスパッタリングによりクロム、ニッケル、金の
皮膜を順次形成したうえでハンダ付けを行っており、接
合工程の工数が多いために製造コストが高くなることが
避けられないという欠点があった。
基台（２）との接合、ステム台座（３）とピン（４）と
の接合、素子（７）とステム台座（３）との接合、ステ
ム台座（３）とキャップ（５）との接合という４段階の
接合工程を必要とし、しかも素子（７）とステム台座
（３）という異質の材料どうしの接合には、まず素子
（７）にスパッタリングによりクロム、ニッケル、金の
皮膜を順次形成したうえでハンダ付けを行っており、接
合工程の工数が多いために製造コストが高くなることが
避けられないという欠点があった。
（発明が解決しようとする課題） 本発明はこのような従来の問題点を解決して、接合工程
の工数を減少でき、しかもセンサとして使用される素子
の出力の安定化をはかることができる半導体用ステムの
製造法を提供するために完成されたものである。
の工数を減少でき、しかもセンサとして使用される素子
の出力の安定化をはかることができる半導体用ステムの
製造法を提供するために完成されたものである。
（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するために完成された本発明は、ステ
ム台座にピンをハーメチック接合する際に、ステム台座
の上面に結晶化ガラス、セラミック、又はシリコンから
なる基台を同時にガラス接合し、その後にこの基台上に
シリコンチップを接合することを特徴とするものであ
る。
ム台座にピンをハーメチック接合する際に、ステム台座
の上面に結晶化ガラス、セラミック、又はシリコンから
なる基台を同時にガラス接合し、その後にこの基台上に
シリコンチップを接合することを特徴とするものであ
る。
以下に本発明を図面を参照しつつ更に詳細に説明する。
本発明においては、第１図に示すようにコバール等の合
金からなるステム台座（３）に同材質のピン（４）を封
着用ガラス（６）によりハーメチック接合する際に、結
晶化ガラス、セラミック（ジルコニア、コージライ
ト）、又はシリコンからなる基台（２）を同じ封着用ガ
ラス（６）により同時にステム台座（３）の上面にガラ
ス接合する。
金からなるステム台座（３）に同材質のピン（４）を封
着用ガラス（６）によりハーメチック接合する際に、結
晶化ガラス、セラミック（ジルコニア、コージライ
ト）、又はシリコンからなる基台（２）を同じ封着用ガ
ラス（６）により同時にステム台座（３）の上面にガラ
ス接合する。
基台（２）の材料として結晶化ガラス、セラミック、又
はシリコンを選択したのは、これらの熱膨脹係数が25〜
35×10-7／℃でありシリコンチップ（１）の熱膨脹係数
とよく一致することと、例えば硼珪酸ガラス系の封着用
ガラス（６）によるガラス接合の温度に対して十分な耐
熱性を持つためである。βスポジウメン系の結晶化ガラ
スは29.5×10-7／℃の熱膨脹係数を持つ。またセラミッ
クとしては熱膨脹係数の点で特にジルコニアやコージラ
イトが好適である。なお硼珪酸ガラス系の封着用ガラス
（６）によるガラス接合は例えば980℃×15分の条件で
行われる。
はシリコンを選択したのは、これらの熱膨脹係数が25〜
35×10-7／℃でありシリコンチップ（１）の熱膨脹係数
とよく一致することと、例えば硼珪酸ガラス系の封着用
ガラス（６）によるガラス接合の温度に対して十分な耐
熱性を持つためである。βスポジウメン系の結晶化ガラ
スは29.5×10-7／℃の熱膨脹係数を持つ。またセラミッ
クとしては熱膨脹係数の点で特にジルコニアやコージラ
イトが好適である。なお硼珪酸ガラス系の封着用ガラス
（６）によるガラス接合は例えば980℃×15分の条件で
行われる。
このようにステム台座（３）に対するピン（４）及び基
台（２）の接合は同一の封着用ガラス（６）により同時
に行われるため、各接合部の気密性や接合強度は十分に
優れたものとなる。なお、シリコン製の基台（２）を用
いる場合にはその表面に500Å程度の酸化膜を形成して
おいた方が接合性が良好となる。
台（２）の接合は同一の封着用ガラス（６）により同時
に行われるため、各接合部の気密性や接合強度は十分に
優れたものとなる。なお、シリコン製の基台（２）を用
いる場合にはその表面に500Å程度の酸化膜を形成して
おいた方が接合性が良好となる。
その後、第２図に示されるように、ステム台座（３）に
ガラス接合された基台（２）上にシリコンチップ（１）
を接合する。シリコンチップ（１）の接合は従来と同様
に例えばガラス接合、陽極接合、金共晶接合等の方法に
よって行われる。本発明においては基台（２）が耐熱性
のある結晶化ガラス又はシリコンにより形成されている
ので、シリコンチップ（１）の接合の際に基台（２）に
歪が生ずることはない。
ガラス接合された基台（２）上にシリコンチップ（１）
を接合する。シリコンチップ（１）の接合は従来と同様
に例えばガラス接合、陽極接合、金共晶接合等の方法に
よって行われる。本発明においては基台（２）が耐熱性
のある結晶化ガラス又はシリコンにより形成されている
ので、シリコンチップ（１）の接合の際に基台（２）に
歪が生ずることはない。
そしてシリコンチップ（１）とピン（４）との間を金、
アルミニウム等のリード線（９）でワイヤボンドした後
に、従来と同様にステム台座（３）に対してキャップ
（５）の接合が行われ、第３図に示されるような半導体
用ステムが完成することとなる。
アルミニウム等のリード線（９）でワイヤボンドした後
に、従来と同様にステム台座（３）に対してキャップ
（５）の接合が行われ、第３図に示されるような半導体
用ステムが完成することとなる。
このように本発明においては、ステム台座（３）にピン
（４）をハーメチック接合すると同時に結晶化ガラス、
セラミック、又はシリコンからなる基台（２）を同時に
ガラス接合し、その後にこの基台（２）上にシリコンチ
ップ（１）を接合して素子（７）とする方法を採用した
ので、従来のように完成された素子をステム台座（３）
へ接合する方法とは異なり、接合のために素子（７）を
加熱する必要がない。このため、素子（７）の出力を安
定させることができる。
（４）をハーメチック接合すると同時に結晶化ガラス、
セラミック、又はシリコンからなる基台（２）を同時に
ガラス接合し、その後にこの基台（２）上にシリコンチ
ップ（１）を接合して素子（７）とする方法を採用した
ので、従来のように完成された素子をステム台座（３）
へ接合する方法とは異なり、接合のために素子（７）を
加熱する必要がない。このため、素子（７）の出力を安
定させることができる。
また本発明においては、ステム台座（３）と基台（２）
との間の接合強度を十分に大きくすることができる。例
えば、３×３×2.5tのシリコン製の基台（２）と、同寸
のβスポジウメン系の結晶化ガラス製の基台（２）とを
鏡面研摩し、硼珪酸ガラス系の封着用ガラス（６）によ
りコバール製のステム台座（３）に窒素雰囲気中でガラ
ス接合（980℃×15分）したところ、その接合強度は10
個の平均でシリコン製の基台の場合2.30kg/mm2、結晶化
ガラス製の基台の場合3.12kg/mm2であった。これに対し
て素子（７）のガラス製の基台にスパッタリングにより
クロム、ニッケル、金の皮膜を順次形成したうえでハン
ダ付けを行っていた従来のものの接合強度は1.47kg/mm2
であり、本発明の優位性が明らかであることが確認され
た。
との間の接合強度を十分に大きくすることができる。例
えば、３×３×2.5tのシリコン製の基台（２）と、同寸
のβスポジウメン系の結晶化ガラス製の基台（２）とを
鏡面研摩し、硼珪酸ガラス系の封着用ガラス（６）によ
りコバール製のステム台座（３）に窒素雰囲気中でガラ
ス接合（980℃×15分）したところ、その接合強度は10
個の平均でシリコン製の基台の場合2.30kg/mm2、結晶化
ガラス製の基台の場合3.12kg/mm2であった。これに対し
て素子（７）のガラス製の基台にスパッタリングにより
クロム、ニッケル、金の皮膜を順次形成したうえでハン
ダ付けを行っていた従来のものの接合強度は1.47kg/mm2
であり、本発明の優位性が明らかであることが確認され
た。
（発明の効果） 本発明は以上の説明から明らかなように、接合工程の工
数減少、素子の出力の安定化、接合強度の向上等を図る
ことができるものであるから、従来の問題点を解決した
半導体用ステムの製造法として、産業の発展に寄与する
ところは極めて大きいものがある。
数減少、素子の出力の安定化、接合強度の向上等を図る
ことができるものであるから、従来の問題点を解決した
半導体用ステムの製造法として、産業の発展に寄与する
ところは極めて大きいものがある。
なお、本発明は圧力センサ用の半導体用ステムのみなら
ず、その他の半導体用ステムの製造にも適用できること
はいうまでもないことである。
ず、その他の半導体用ステムの製造にも適用できること
はいうまでもないことである。
第１図、第２図、第３図はいずれも本発明の方法による
半導体用ステムの製造工程を説明する断面図である。 （１）：シリコンチップ、（２）：基台、（３）：ステ
ム台座、（４）：ピン、（５）：キャップ。
半導体用ステムの製造工程を説明する断面図である。 （１）：シリコンチップ、（２）：基台、（３）：ステ
ム台座、（４）：ピン、（５）：キャップ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 布施 英貞 岐阜県大垣市横曽根町５丁目145番地 株 式会社平井精密大垣工場内
Claims (1)
- 【請求項１】ステム台座（３）にピン（４）をハーメチ
ック接合する際に、ステム台座（３）の上面に結晶化ガ
ラス、セラミック、又はシリコンからなる基台（２）を
同時にガラス接合し、その後にこの基台（２）上にシリ
コンチップ（１）を接合することを特徴とする半導体用
ステムの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24477289A JPH079995B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 半導体用ステムの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24477289A JPH079995B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 半導体用ステムの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03106077A JPH03106077A (ja) | 1991-05-02 |
| JPH079995B2 true JPH079995B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=17123684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24477289A Expired - Lifetime JPH079995B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 半導体用ステムの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079995B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0483139A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Nippondenso Co Ltd | 半導体歪みセンサ |
| JPH06137979A (ja) * | 1992-03-18 | 1994-05-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧力センサおよびそれを用いた圧力検出装置 |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP24477289A patent/JPH079995B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03106077A (ja) | 1991-05-02 |
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