專利名稱：傳感器裝置及半導體傳感元件的安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有半導體傳感元件的傳感器裝置，以及半導體傳感元件的安裝方法。
背景技術(shù)：
圖1 (a)是安裝有涉及相關(guān)技術(shù)的例子的半導體壓力傳感元件111的安裝基板112 的俯視圖。圖1(b)是涉及相關(guān)技術(shù)的例子的安裝基板112及安裝在安裝基板112上的半導體壓力傳感元件111的剖視圖。如圖1(a)、圖1(b)所示，當將檢測應力的半導體壓力傳感元件111固定在安裝基板112上時，為了吸收、緩和從外部施加到安裝基板112上的應力或因半導體壓力傳感元件111和安裝基板112的熱膨脹率之差而產(chǎn)生的應力，通常將低彈性模量(即，柔軟)的芯片接合用樹脂115用作粘接劑?？墒牵粼谕ㄟ^低彈性模量的芯片接合用樹脂115固定(芯片接合)的半導體壓力傳感元件111上對用于與安裝基板112進行電連接的接合引線113進行球焊，則由于該芯片接合用樹脂115成為緩沖材料，使引線接合力(引線接合強度)降低。例如，如圖2所示，接合引線113與半導體壓力傳感元件111的連接通過向從毛細管100供給的接合引線 113的前端的引線球113a傳遞超聲波、負荷及熱量來進行。此時，若半導體壓力傳感元件 111通過低彈性模量的芯片接合用樹脂115固定在安裝基板112上，則由于半導體壓力傳感元件111因引線接合時的負荷而傾斜地陷入，使得超聲波或負荷不能充分地進行傳遞，因此會產(chǎn)生引線接合強度的降低等的麻煩。如圖3所示，為了抑制這種引線接合力的降低，作為試圖通過在低彈性模量的芯片接合用樹脂115內(nèi)混合有孔玻璃珠(填充物)11 來提高引線接合力的現(xiàn)有技術(shù)文獻， 已知有例如專利文獻1(日本特開平7-45642號公報)及專利文獻2 (日本特開昭63-233342 號公報)?？墒?，混合有孔玻璃珠的芯片接合用樹脂，有可能容易使供給芯片接合用樹脂的調(diào)合器的針堵塞。另外，將有孔玻璃珠混入芯片接合用樹脂內(nèi)，會使芯片接合用樹脂的涂布性降低。再有，因管理的困難性(例如，芯片接合用樹脂的保存的困難性或有孔玻璃珠的分散的控制的困難性)及將有孔玻璃珠混入芯片接合用樹脂內(nèi)而引起的成本的增加，有可能會使作業(yè)性及生產(chǎn)性降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種即使在芯片接合用樹脂內(nèi)沒有混合有孔玻璃珠，也可以提高引線接合強度的傳感器裝置及半導體傳感元件的安裝方法。為了達到上述目的，本發(fā)明所涉及的傳感器裝置，包含具有第一安裝面的半導體傳感元件；具有第二安裝面的基部；以及被夾持在上述第一安裝面與上述第二安裝面之間的襯墊；
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上述半導體傳感元件與上述基部進行引線接合，其特征在于，上述襯墊具有通過芯片接合用樹脂與上述第一安裝面和第二安裝面的至少一個面進行粘結(jié)的被安裝面，上述被安裝面的總面積比上述第一安裝面的總面積還小。另外，為了達到上述目的，本發(fā)明所涉及的半導體傳感元件的安裝方法，其用于將半導體傳感元件安裝在基部上，其特征在于，被夾持在上述半導體傳感元件的第一安裝面與上述基部的第二安裝面之間的襯墊具有總面積比上述第一安裝面的總面積還小的被安裝面，所述安裝方法具有以下工序在上述被安裝面上涂布芯片接合用樹脂的工序；用上述芯片接合用樹脂將上述第一安裝面和上述第二安裝面的至少一個面與上述被安裝面進行芯片接合的工序；以及將上述半導體傳感元件與上述基部進行引線接合的工序。本發(fā)明的效果為根據(jù)本發(fā)明，即使在芯片接合用樹脂內(nèi)沒有混合有孔玻璃珠也可以提高引線接合強度。


圖1是現(xiàn)有的壓力傳感器裝置的俯視圖及剖視圖。圖2是表示半導體壓力傳感元件111的現(xiàn)有的安裝方法的圖。圖3是現(xiàn)有的壓力傳感器裝置的剖視圖。圖4是電路板21及安裝在電路板21上的壓力傳感器裝置2的剖視圖。圖5是表示安裝基板12的具體例子的外觀圖。圖6是表示半導體壓力傳感元件11的安裝方法的流程圖。圖7是表示圖6的步驟SlO的芯片接合用樹脂15的涂布工序的圖。圖8是表示圖6的步驟S20的芯片接合工序和步驟S30的引線接合工序的圖。圖9是表示引線接合強度的測定結(jié)果的圖表。圖10是表示以方形環(huán)狀形成的抗蝕襯墊53的圖。圖11是表示形成在與框部Ila的安裝面Ilal的四角對置的位置上的抗蝕襯墊M 的圖。圖12是表示相當于一個被安裝面的面積小的抗蝕襯墊55的圖。圖13是表示從壓力導入口 18以放射狀延伸的抗蝕襯墊56的圖。圖14是表示以圓環(huán)狀形成的抗蝕襯墊57的圖。圖15是表示金屬襯墊58的圖。圖16是本發(fā)明的一個實施方式的壓力傳感器裝置3的剖視圖。圖17是本發(fā)明的一個實施方式的壓力傳感器裝置4的剖視圖。圖中2、3、4_壓力傳感器裝置，10、11、111-半導體壓力傳感元件，llaUlla-框部， Ilal-安裝面，IlbUllb-隔膜，llc、lllc-引線焊盤，12、112-安裝基板，12A、112A-搭載面， 12BU12B-安裝面，12A1、12B1、12B2、112A1-抗蝕膜，12DU12D-基材(襯底)，13,113-接合引線，13aU13a-引線球，14,114-引線焊盤，15,115-芯片接合用樹脂，15a-有孔玻璃珠 (填充物)，16-殼體，17-壓力供給口，18、118-壓力導入口，19-端子，21-電路板，2IA-被安裝面，21B-背面，22-壓力導入口，31-粘接劑，32-焊錫，51、151-抗蝕膜除去面，52 57、 52a 52d-抗蝕襯墊，58-金屬襯墊，5^il、52bl、52cl、52dl-被安裝面，60-MEMS傳感器芯片，61-玻璃襯底，61a-框部，61al-安裝面，61b_隔膜，61c-引線焊盤，62、62a、62b、62c、 62d-玻璃襯墊，6^il、62bl、62cl、62dl-被安裝面，73A、73B-接合引線，81-半導體電路元件襯底，8IA-搭載面，8IB-安裝面，82、83-引線焊盤，91-陶瓷封裝件，92.92a.92c-陶瓷襯墊， 100-毛細管。
具體實施例方式以下，參照附圖對用于實施本發(fā)明的方式說明。雖然在以下的實施例中以半導體壓力傳感元件為例進行說明，但是不言而喻，本發(fā)明并不限于此。例如，可以是使用加速度傳感器、半導體麥克風等使用半導體技術(shù)形成的傳感元件。圖4是電路板21及安裝在電路板21上的壓力傳感器裝置2的剖視圖。作為本發(fā)明的一個實施方式的壓力傳感器裝置2具有如下結(jié)構(gòu)以硅酮樹脂等的芯片接合用樹脂15 作為粘接劑而粘接在安裝基板12的搭載面12A上的半導體壓力傳感元件11用殼體16進行封裝。壓力傳感器裝置2通過利用焊錫32錫焊設(shè)置在安裝基板12的安裝面12B上的端子19與設(shè)置在電路板21的被安裝面21A上的未圖示的地線而固定在電路板21的被安裝面21A上。電路板21是使用由壓力傳感器裝置2檢測出的壓力信息的壓力計等的電子設(shè)備的基板。電路板21具有被安裝面21A和在被安裝面的21A的相反側(cè)的背面21B。安裝基板12是用于固定半導體壓力傳感元件11的、壓力傳感器裝置2的基部。安裝基板12具有安裝半導體壓力傳感元件11的搭載面12A。半導體壓力傳感元件11利用接合引線13引線接合在形成于搭載面12A上的引線焊盤14上。半導體壓力傳感元件11收放在由環(huán)氧樹脂等的粘接劑31粘接在安裝基板12的搭載面12A上的殼體16內(nèi)。半導體壓力傳感元件11將從形成于殼體16上的筒狀的壓力供給口 17供給的氣體等的流體的壓力作為被測壓力進行檢測。半導體壓力傳感元件11是形成有檢測壓力的隔膜lib的元件，其既可以是將隔膜lib的變形作為電阻值的變化進行檢測的半導體變形測量方式的元件，也可以是將隔膜lib的移位作為靜電電容的變化而進行檢測的靜電電容方式的元件，還可以是以其它檢測方式檢測被測壓力的元件。半導體壓力傳感元件11以隔膜lib被夾持在殼體16的壓力供給口 17和安裝基板12的壓力導入口 18之間的方式設(shè)置在壓力供給口 17的下方且壓力導入口 18的上方。由于隔膜的變形(或者位移)隨著從壓力供給口 17施加的被測壓力與從壓力導入口 18施加的大氣壓的壓差產(chǎn)生變化，因此通過將其變形量(或者位移量)作為電阻值(或者靜電電容值)的變化量進行檢測，可以測定被測壓力。半導體壓力傳感元件11具有隔膜lib和從下方支撐隔膜lib的框部11a?？虿?Ila以包圍隔膜lib的壓力導入口 18側(cè)的下面的四周的方式向搭載面12A的方向延伸而形成在該下面的周緣上。通過利用芯片接合用樹脂15將方形環(huán)狀的框部Ila芯片接合在安裝基板12的搭載面12A上，由此安裝半導體壓力傳感元件11。對于將半導體壓力傳感元件 11安裝在安裝基板12上的詳細說明，在后面進行描述。
壓力導入口 18是形成在安裝基板12的搭載面12A與安裝面12B之間的第一貫通孔，壓力導入口 22是形成在電路板21的被安裝面21A與背面21B之間的第二貫通孔。壓力導入口 22的口徑比壓力導入口 18的口徑還大。壓力傳感器裝置2以安裝基板12的壓力導入口 18與電路板21的壓力導入口 22連通的方式，以安裝基板12的安裝面12B與電路板21的被安裝面2IA對置的狀態(tài)，通過在端子19上附著焊錫32來表面安裝在電路板21 上。由此，可以將殼體16外部的大氣壓引導至半導體壓力傳感元件11的隔膜lib上。壓力導入口 18以貫通安裝基板12的搭載面12A與安裝面12B的方式形成在半導體壓力傳感元件11的隔膜lib的下方。標記18A是壓力導入口 18的搭載面12A側(cè)的開口部，標記18B是壓力導入口 18的安裝面12B側(cè)的開口部。如圖4、圖5(c)所示，安裝基板12具有圓環(huán)凹狀的階梯部41。階梯部41通過除去形成在安裝面12B上的抗蝕膜12B1的一部分而形成在抗蝕膜除去部42 (與壓力導入口 18接觸的部位)與端子19之間。在圖5中作為端子19舉例表示了多個端子19a 19η。 通過這樣形成的階梯部41，當壓力傳感器裝置2錫焊在電路板21上時，可以防止附著在安裝面12Β的端子19上的焊錫內(nèi)的液態(tài)的焊劑在抗蝕膜12Β1的表面上流動而堵塞壓力導入口 18的開口部18Β。圖5是表示了安裝基板12的具體例子的外觀圖。圖5(a)是從安裝基板12的搭載面12Α側(cè)觀察的俯視圖。圖5(b)是從安裝基板12的側(cè)面12C側(cè)觀察的側(cè)視圖。圖5 (c) 是從安裝基板12的安裝面12B側(cè)觀察的仰視圖。該安裝基板12的材質(zhì)是FR4。在圖5中， 斑點部分是沒有抗蝕膜但實施了鍍金處理的電極部位。另外，網(wǎng)格部分是既沒有抗蝕膜也沒有銅箔的安裝基板12的基材12D(參照圖7(b))的部位。12A1、12B1、12B2是形成在基材12D的表面上的抗蝕膜。形成在安裝基板12的周緣部上的多個端子19 (19a 19η)通過未圖示的配線圖案與引線焊盤14電連接。各端子19通過側(cè)面12C橫跨搭載面12Α與安裝面12Β而形成。抗蝕襯墊52(5h、5^、52c、52d)是用于放置半導體壓力傳感元件11的框部Ila 的臺座?？刮g襯墊52是通過除去搭載面12A側(cè)的抗蝕膜12A1而形成在壓力導入口 18的開口部18A和端子19之間的凸部。標記51是通過除去抗蝕膜12A1而露出的抗蝕膜除去面。 即，抗蝕襯墊52相對于抗蝕膜除去面51而突出，并且在壓力導入口 18的開口部18A的周圍與開口部18A隔著間隔而形成。通過與開口部18A隔著間隔設(shè)置抗蝕襯墊52，從而使為將半導體壓力傳感元件11粘接在抗蝕襯墊52上而涂布在抗蝕襯墊52上的芯片接合用樹脂難以流到開口部18A。其結(jié)果，可以使壓力導入口 18不容易被芯片接合用樹脂堵塞。另外，通過在壓力導入口 18的開口部18A的圓周方向上等間隔地配置各抗蝕襯墊52，可以使半導體壓力傳感元件11穩(wěn)定地粘接在各抗蝕襯墊52上?？紤]到芯片接合用樹脂的粘度等，抗蝕襯墊52的高度(厚度)最好是通常進行芯片接合時的樹脂層的厚度(例如，20μπι以上30μπι以下的厚度)以下，但是也可以根據(jù)使用的芯片接合用樹脂的粘度或可濕性、以及芯片接合負荷而變化。其次，參照圖6、圖7及圖8，對將半導體壓力傳感元件11安裝在設(shè)置有抗蝕襯墊 52的安裝基板12上的方法進行說明。圖6是表示半導體壓力傳感元件11的安裝方法的流程圖。圖7是表示圖6的步驟SlO的芯片接合用樹脂涂布工序的圖。圖8是表示圖6的步驟S20的芯片接合工序和步驟S30的引線接合工序的圖。圖7(a)及圖8(a)表示安裝基板12的俯視圖。圖7(b)及圖8(b)表示安裝基板12的剖視圖如圖7所示，在芯片接合用樹脂涂布工程(圖6的步驟S10)中，以覆蓋整個抗蝕襯墊52的方式從抗蝕襯墊52的上方涂布芯片接合用樹脂15。在這種情況下，可以以與通常的涂布條件相同的條件進行涂布。圖7(a)的斜線部分表示涂布有芯片接合用樹脂15的范圍。通過這樣涂布芯片接合用樹脂15，使芯片接合用樹脂15堆積在作為各個抗蝕襯墊 52的上側(cè)平面的被安裝面52aU52bU52cU52dl上。其次，如圖8所示，在芯片接合工序(圖6的步驟S20)中，將作為半導體壓力傳感元件11的框部Ila的下側(cè)平面的安裝面llal，以夾持芯片接合用樹脂15的方式粘接在被安裝面 52al、52bl、52cl、52dl 上。其次，如圖8所示，在引線接合工序(圖6的步驟S30)中，利用接合引線13對形成在半導體壓力傳感元件11的上面的引線焊盤IlC和形成在安裝基板12的搭載面12A上的引線焊盤14進行引線接合。最初，在使從毛細管供給的接合引線13的前端的引線球13a與引線焊盤Ilc接觸的狀態(tài)下，通過向引線球13a傳遞超聲波、負荷及熱量來焊接引線球13a和引線焊盤11c。 然后，使毛細管移動至引線焊盤14上，通過向接合引線13傳遞超聲波、負荷及熱量來焊接接合引線13和引線焊盤14。引線焊盤Ilc形成在半導體壓力傳感元件11上面的隔膜lib的周緣部上。引線焊盤Ilc配置在如下位置若從半導體壓力傳感元件11的上面對引線焊盤Ilc的外形進行投影，則抗蝕襯墊52的被安裝面52al等重疊在其投影范圍內(nèi)。S卩，引線焊盤Ilc以半導體壓力傳感元件11安裝在安裝基板12上的狀態(tài)，以位于抗蝕襯墊52的被安裝面52al、52bl、 52cl、52dl中的至少一個被安裝面的法線上的方式，形成在隔膜lib的周緣部上。就提高芯片合接強而言，比起僅僅使抗蝕襯墊52的被安裝面52al等的一部分重疊在其投影范圍內(nèi)， 最好完全包含在其中。在此，若安裝面Ilal與被安裝面52al等之間的低彈性模量(例如IMPa以下)的芯片接合用樹脂15過于厚，則當在引線接合工序中向引線球13a傳遞超聲波、負荷及熱量時，會產(chǎn)生半導體壓力傳感元件11的傾斜陷入、引線接合強度的降低等的麻煩。相對于此，在本實施例中，由于抗蝕襯墊52采用臺座的形狀(結(jié)構(gòu))，即使在芯片接合用樹脂涂布工序中，向抗蝕襯墊52的被安裝面52al、52bl、52cl、52dl供給了過剩的芯片接合用樹脂15，也可以使多余的芯片接合用樹脂15流落到低于被安裝面52al、52bl、 52cl、52dl位置的抗蝕膜除去面51上，躲到抗蝕襯墊52的腋部。其結(jié)果，由于不會使堆積在被安裝面52al、52bl、52cl、52dl上的芯片接合用樹脂15的厚度厚于所需厚度以上，因此即使在引線接合工序中向引線球13a傳遞超聲波、負荷及熱量，也可以抑制半導體壓力傳感元件11的陷入和引線接合強度的降低。另外，被安裝面52al、52bl、52cl、52dl以安裝面Ilal的面積Sl大于被安裝面 52al、52bl、52cl、52dl的總面積S2 ( S卩，被安裝面52al、52bl、52cl、52dl的面積的總和)的方式形成。換言之，被安裝面52al、52bl、52cl、52dl的總面積S2比安裝面Ilal的總面積 Sl還要小。安裝面Ilal為方形環(huán)狀，具有均勻的平面。如圖7(a)所示的點劃線所包圍的方形環(huán)狀區(qū)域Sl表示安裝面Ilal的面積。以被安裝面52al、52bl、52cl、52dl的總面積S2 小于安裝面Ilal的面積Sl的方式形成被安裝面52al、52bl、52cl、52dl，由此可以在安裝
7面Ilal的下方形成空間。即，由于被安裝面52al、52bl、52cl、52dl的總面積S2小于安裝面Ilal的面積Si，因此在芯片接合工序中，當安裝面Ilal隔著芯片接合用樹脂15而與被安裝面52al、52bl、52cl、52dl接觸時，可以容易使芯片接合用樹脂15流落到抗蝕膜除去面 51上而躲到抗蝕襯墊52的腋部(即，安裝面Ilal下方的空間)。其結(jié)果，不會使被夾持在安裝面Ilal和被安裝面52al、52bl、52cl、52dl之間的芯片接合用樹脂15的厚度成為所需厚度以上的厚度。因此，即使在引線接合工序中向引線球13a傳遞超聲波、負荷及熱量，也可以抑制半導體壓力傳感元件11的陷入和引線接合強度的降低。另外，在芯片接合工序中，對被夾在安裝面Ilal與被安裝面5hl、52bl、52cl、 52dl之間的芯片接合用樹脂15施加的負荷，比起總面積S2大于總面積Sl的情況、總面積 S2小于總面積Sl的情況的負荷還要大。這是因為，若在芯片接合工序中使半導體壓力傳感元件11安裝在安裝基板12上時的安裝負荷在總面積S2小于總面積Sl的情況的負荷與總面積S2大于總面積Sl的情況的負荷相同，則施加在被安裝面52al等上的應力會增加。從而，由于可以通過使總面積S2小于總面積Sl來使被夾持在安裝面Ilal與被安裝面52al 等之間的芯片接合用樹脂15的厚度變薄，因此即使在引線接合工序中向引線球13a傳遞超聲波、負荷及熱量，也可以抑制半導體壓力傳感元件11的陷入和引線接合強度的降低。圖9是表示引線接合強度的測試結(jié)果的圖表。將半導體壓力傳感元件11以相互相同的條件安裝在具有抗蝕襯墊52的情況(參照圖7、圖8)及不具有抗蝕襯墊52的情況 (參照圖1)的兩種安裝基板12上，由此測定半導體壓力傳感元件11與安裝基板12的粘接強度(芯片剪切強度Die shear strength)及半導體壓力傳感元件11與引線球13a的接合強度(引線球剪切強度Ball shear strength)。圖9所示的測定結(jié)果是表示將不具有抗蝕襯墊52的情況下的芯片剪切強度及引線球剪切強度設(shè)定為1時的具有抗蝕襯墊52的情況下的芯片剪切強度及引線球剪切強度。如圖9所示，具有抗蝕襯墊52的情況比起不具有抗蝕襯墊52的情況，芯片剪切強度提高至大約8倍，引線球剪切強度提高至大約4倍。另外，如文字所述，通過使被安裝面52al、52bl、52cl、52dl的總面積S2小于安裝面Ilal的總面積Si，使得半導體壓力傳感元件11的安裝面Ilal與安裝基板12的搭載面 12A的接觸面的面積變小。從而，由于其接觸面的面積變小，因此可以使吸收、緩和從外部施加到安裝基板12上的應力或者因半導體壓力傳感元件11與安裝基板12的熱膨脹率之差而產(chǎn)生的應力的效果變大，能夠提高半導體壓力傳感元件11的檢測精度。另外，無需在芯片接合用樹脂15中混合有孔玻璃珠，因此不會產(chǎn)生附加的成本。 由于沒有混合有孔玻璃珠，因此芯片接合用樹脂的涂布條件可以沿用現(xiàn)有的通常的涂布條件。另外，在使用混合了有孔玻璃珠的樹脂的情況下，由于存在于涂布在基板上的樹脂中的有孔玻璃珠成為不確定因素，因此沒有混合有孔玻璃珠的情況比起混合了有孔玻璃珠的情況，能夠得到穩(wěn)定且可靠的作為襯墊(臺座)的效果。另外，沒有混合有孔玻璃珠的情況比起混合了有孔玻璃珠的情況，容易確保接合強度。另外，由于無需考慮有孔玻璃珠的壓壞或破碎，因此可以降低芯片接合時的負荷控制的所要求的精度。另外，由于通過除去安裝基板12的抗蝕膜來生成臺座，因此不需要例如玻璃襯墊的其它部件。由此，可以以簡單的結(jié)構(gòu)制造半導體壓力傳感元件11。以上，雖然對本發(fā)明的最優(yōu)的實施例進行了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下可以對上述實施例進行各種變形及置換。
例如，對于具有通過芯片接合用樹脂15粘接在半導體壓力傳感元件11的框部Ila 的安裝面Ilal上的被安裝面的臺座的形狀，可以考慮圖10 圖15所示的變形例。就圖 10 圖15所示的任意一個臺座而言，臺座的被安裝面的總面積也小于半導體壓力傳感元件11的框部Ila的安裝面Ilal的總面積。圖10是表示以方形環(huán)狀形成的抗蝕襯墊53的圖。通過做成圖10的形狀，可以提高引線接合強度。另外，由于芯片接合用樹脂15沿著抗蝕襯墊53進行附著，因此容易對流向大氣導入口 18的芯片接合用樹脂15的流動進行調(diào)整。圖11是表示形成在與框部Ila 的安裝面Ilal的四角相對置的位置上的抗蝕襯墊M的圖。圖12是表示相當于一個被安裝面的面積比例如上述抗蝕襯墊52的被安裝面的面積還小的抗蝕襯墊55的圖。圖13是表示從壓力導入口 18以放射狀延伸的抗蝕襯墊56的圖。通過做成圖13所示的形狀，可以使半導體壓力傳感元件11與預定的安裝位置相比錯開的情況下的容許誤差變大。圖14是表示以圓環(huán)狀形成的抗蝕襯墊57的圖。通過做成圖14的形狀，由于芯片接合用樹脂15沿著抗蝕襯墊57進行附著，因此容易對流向大氣導入口 18的芯片接合用樹脂15的流動進行調(diào)整。圖15是表示金屬襯墊58的圖。金屬襯墊58不是由抗蝕膜形成，也可以由安裝基板 12內(nèi)層的銅箔形成?；蛘?，金屬襯墊58還可以通過在安裝基板12上涂布鍍金等的金屬而形成。圖16是本發(fā)明的一個實施方式的壓力傳感器裝置3的剖視圖。對于與上述的實施方式相同的結(jié)構(gòu)省略其說明。壓力傳感器裝置3具有如下結(jié)構(gòu)半導體壓力傳感元件10 與半導體電路元件襯底81的層疊結(jié)構(gòu)(堆積結(jié)構(gòu))通過芯片接合用樹脂15粘接在安裝基板12上。半導體壓力傳感元件10具有微電子力學系統(tǒng)(MEMS-Micro Electro Mechanical Systems)傳感芯片60和玻璃襯底61。通過對MEMS傳感芯片60的框部61a的底面與玻璃襯底61的上表面進行陽極接合，用玻璃襯底61封裝被MEMS傳感芯片60的框部61a包圍的空間。MEMS傳感芯片60是具有與上述的半導體壓力傳感元件11相同結(jié)構(gòu)的壓力傳感部。與上述的抗蝕襯墊52等相同地，在玻璃襯底61的安裝面61al與半導體電路元件襯底81的搭載面81A之間夾持有玻璃襯墊62。玻璃襯墊62具有與抗蝕襯墊52等相同的結(jié)構(gòu)即可，例如由在X軸方向上相互對向配置的兩個玻璃襯墊62a、62c與在Y軸方向上相互對向配置的兩個玻璃襯墊62b、62d(未圖示)構(gòu)成。玻璃襯墊62例如在MEMS傳感芯片60的框部61a的底面與玻璃襯底61的接合工序之前，一體形成在玻璃襯底61的安裝面61al上。具體地講，玻璃襯墊62通過蝕刻、噴砂等的方法直接形成在安裝面61al上即可。玻璃襯墊62具有通過芯片接合用樹脂15與搭載面81A粘接的被安裝面62al、 62bl、62cl、62dl。在圖16中，圖示了玻璃襯墊62a的被安裝面62al與玻璃襯墊62c的被安裝面62cl，省略了玻璃襯墊62b的被安裝面62bl與玻璃襯墊62d的被安裝面62dl。另外，被安裝面62al、62bl、62cl、62dl以安裝面61al的面積S3大于被安裝面 62al、62bl、62cl、62dl的總面積54(8卩，被安裝面62&1、62131、62(；1、62(11的面積的總和)的方式形成。換言之，被安裝面62al、62bl、62cl、62dl的總面積S4比安裝面61al的總面積 S3還要小。安裝面61al為方形，具有均勻的平面。以被安裝面62al、62bl、62cl、62dl的
9總面積S4小于安裝面61al的面積S3的方式形成被安裝面62al、62bl、62cl、62dl，由此可以在安裝面61al的下方形成空間。S卩，由于被安裝面62al、62bl、62cl、62dl的總面積S4 小于安裝面61al的面積S3，因此在芯片接合工序中，當搭載面81A隔著芯片接合用樹脂15 而與被安裝面62al、62bl、62cl、62dl接觸時，可以容易使芯片接合用樹脂15躲到玻璃襯墊 62的腋部(即，安裝面61al下方的空間)。其結(jié)果，不會使被夾持在安裝面61al與被安裝面62al、62bl、62cl、62dl之間的芯片接合用樹脂15的厚度成為所需厚度以上的厚度。因此，即使在引線接合工序中向引線球13a傳遞超聲波、負荷及熱量，也可以抑制半導體壓力傳感元件10的陷入和引線接合強度的降低。另外，在芯片接合工序中，對被夾持在安裝面61al與被安裝面6hl、62bl、62cl、 62dl之間的芯片接合用樹脂15施加的負荷，比起總面積S4大于總面積S3的情況、總面積 S4小于總面積S3的情況的負荷還要大。這是因為，若在芯片接合工序中將半導體壓力傳感元件10安裝在半導體電路元件襯底81上時的安裝負荷與總面積S4小于總面積S3的情況的負荷和總面積S4大于總面積S3的情況的負荷相同，則施加在被安裝面62al等上的應力會增加。從而，由于可以通過使總面積S4小于總面積S3來使被夾持在安裝面61al與被安裝面62al等之間的芯片接合用樹脂15的厚度變薄，因此即使在引線接合工序中向引線球13a傳遞超聲波、負荷及熱量，也可以抑制半導體壓力傳感元件10的陷入和引線接合強度的降低。此外，玻璃襯墊62可以不是與玻璃襯底61 —體形成的部位，而是與玻璃襯底61 不同的玻璃部件。另外，也可以將玻璃襯墊62置換成由玻璃以外的材質(zhì)形成的襯墊(例如，以凸狀形成在半導體電路元件襯底81的搭載面81A上的抗蝕襯墊)。這種情況的襯墊的被安裝面通過芯片接合用樹脂粘接在玻璃襯底61的安裝面61al上即可。這樣，可以通過玻璃襯墊62確保連結(jié)半導體電路元件襯底81的引線焊盤83和半導體壓力傳感元件10的引線焊盤61c的接合引線73A的接合力。另外，引線焊盤61c以半導體壓力傳感元件10安裝在半導體電路元件襯底81上的狀態(tài)，以位于玻璃襯墊62的被安裝面62al、62bl、62cl、62dl中的至少一個被安裝面的法線上的方式，形成在隔膜61b的周緣部上。由此，可以進一步提高接合引線73A的引線接合強度。另外，由于使抗蝕襯墊52的被安裝面的總面積比半導體電路元件襯底81的下側(cè)的安裝面81B的面積還要小，因此就連結(jié)半導體電路元件襯底81的引線焊盤82與安裝基板12的引線焊盤14的接合引線73B的引線接合力而言，可以通過抗蝕襯墊52確保引線接合力。另外，引線焊盤61c以半導體電路元件襯底81安裝在安裝基板12上的狀態(tài)，以位于抗蝕襯墊52的被安裝面中的至少一個被安裝面的法線上的方式，形成在隔膜61b的周緣部上。由此，可以進一步提高接合引線73A的引線接合強度。圖17是本發(fā)明的一個實施方式的壓力傳感器裝置4的剖視圖。對于與上述的實施方式相同的結(jié)構(gòu)省略其說明。壓力傳感器裝置4具有如下結(jié)構(gòu)半導體壓力傳感元件10 與半導體電路元件襯底81的層疊結(jié)構(gòu)(堆積結(jié)構(gòu))粘接在陶瓷封裝件91上。就半導體壓力傳感元件10與半導體電路元件襯底81的引線接合、半導體電路元件襯底81與陶瓷封裝件91的引線接合而言，與圖16的情況相同。就半導體電路元件襯底 81與陶瓷封裝件91的引線接合而言，可以通過一體形成在陶瓷封裝件91的內(nèi)部的陶瓷襯墊92(9 ,92c)確保半導體電路元件襯底81與陶瓷封裝件91的引線接合力。
由于陶瓷襯墊的情況也與抗蝕襯墊或玻璃襯墊的情況相同地不會使堆積在陶瓷襯墊的被安裝面上的芯片接合用樹脂15的厚度成為所需厚度以上的厚度，因此即使在引線接合工序中向引線球13a傳遞超聲波、負荷及熱量，也可以抑制半導體壓力傳感元件10 的陷入和引線接合強度的降低。
權(quán)利要求
1.一種傳感器裝置，包含 具有第一安裝面的半導體傳感元件； 具有第二安裝面的基部；以及被夾持在上述第一安裝面與上述第二安裝面之間的襯墊； 上述半導體傳感元件與上述基部進行引線接合，其特征在于，上述襯墊具有通過芯片接合用樹脂與上述第一安裝面和上述第二安裝面的至少一個面粘接的被安裝面，上述被安裝面的總面積比上述第一安裝面的總面積還小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，上述半導體傳感元件具有與上述基部引線接合的焊接區(qū)域， 該焊接區(qū)域位于上述被安裝面的法線方向上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器裝置，其特征在于，上述半導體傳感元件具有玻璃基板與接合在該玻璃基板上的傳感部， 上述玻璃基板具有上述第一安裝面， 上述傳感部具有上述焊接區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項所述的傳感器裝置，其特征在于， 上述襯墊為形成在上述基部上的部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器裝置，其特征在于，上述襯墊為通過涂布在上述基部上的抗蝕膜而形成的部位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項所述的傳感器裝置，其特征在于， 上述襯墊為形成在上述半導體傳感元件上的部位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的任一項所述的傳感器裝置，其特征在于， 上述半導體傳感元件為半導體壓力傳感元件，上述基部具有向上述半導體壓力傳感元件導入壓力的壓力導入口， 上述襯墊設(shè)置在上述壓力導入口的周圍。
8.一種半導體傳感元件的安裝方法，其用于將半導體傳感元件安裝在基部上，其特征在于，被夾持在上述半導體傳感元件的第一安裝面與上述基部的第二安裝面之間的襯墊具有總面積比上述第一安裝面的總面積還小的被安裝面， 所述安裝方法具有以下工序 在上述被安裝面上涂布芯片接合用樹脂的工序；用上述芯片接合用樹脂來將上述第一安裝面和上述第二安裝面的至少一個面與上述被安裝面進行芯片接合的工序；以及將上述半導體傳感元件與上述基部進行引線接合的工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及傳感器裝置及半導體傳感元件的安裝方法。本發(fā)明要解決的課題是即使在芯片接合用樹脂內(nèi)混合有孔玻璃珠也可以提高引線接合強度。本發(fā)明的技術(shù)方案是該傳感器裝置具有半導體壓力傳感元件(11)、安裝基板(12)以及被夾持在半導體壓力傳感元件與安裝基板之間的抗蝕襯墊(52a、52b、52c、52d)，半導體傳感元件與安裝基板進行引線接合，其特征在于，抗蝕襯墊具有通過芯片接合用樹脂(15)與半導體壓力傳感元件的安裝面(11a1)粘接的被安裝面(52a1、52b1、52c1、52d1)，被安裝面的總面積比安裝面的總面積還小。
文檔編號G01L9/12GK102386238SQ20111025981
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者山口真也, 瀧智仁, 臼井孝志, 鈴宗一郎 申請人:三美電機株式會社