(57)【要約】      （修正有）【課題】サポートガラスと封止ガラスの機能が一体化された半導体装置を提供する。【解決手段】圧力測定器は、センサチップ３０とセンサチップ３０を内包する内径をゆうする円筒状の金属部材のボディ６０と、複数のピン７０と、ボディ６０と複数のピン７０のハーメチックシールとセンサチップ３０のサポートを兼ねるように一体化されたガラス８０とで構成されており、複数の配線用にピン７０が封止ガラスを介してハーメチックシールされたボディ６０の上面に、サポートガラスを介してセンサチップ３０が設けられた半導体装置において、前記封止ガラスと前記サポートガラスとが焼結処理された共通のガラスフリット８０で一体形成されたことを特徴とするもの。【選択図】図１
2010014577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線用にピンが封止ガラスを介してハーメチックシールされたボディの上面に、サポートガラスを介してセンサチップが設けられた半導体装置において、
前記封止ガラスと前記サポートガラスとが焼結処理された共通のガラスフリットで一体形成されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記焼結処理された共通のガラスフリットにより、前記ボティの熱歪みが前記センサチップに及ばないように機械的に分離する溝が設けられることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ボディは、金属で形成されたことを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記溝は、リング状に形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体装置は圧力測定器であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
複数の配線用にピンが封止ガラスを介してハーメチックシールされたボディの上面に、サポートガラスを介してセンサチップが設けられた半導体装置の製造方法であって、
前記ボディに圧力導入穴と前記ピンの挿入穴を形成するステップと、
前記穴に前記ピンを挿入し、前記空間に封止ガラスフリットを注入するステップと、
前記ボディの圧力導入穴をガイドとして前記封止ガラスフリットの注入部分に金型を挿入し前記封止ガラスフリットを焼結するステップと、
前記封止ガラスフリットを焼結した後前記金型を取り外して焼結された封止ガラスフリットの表面を研磨するステップ、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記半導体装置は圧力測定器であることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、詳しくは、半導体装置におけるハーメチックシールを形成する封止ガラスとセンサチップを支持するサポートガラスとの一体化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は従来の半導体装置の一例として圧力測定器を示す構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の簡略断面図である。ボディ１０はたとえばコバールあるいはステンレスなどの金属部材が円柱状に形成されたものであり、その上面の中心部分には突起部１１が形成されている。この突起部１１には、サポートガラス２０を介してセンサチップ３０が設けられている。ボディ１０の長手方向には、サポートガラス２０およびセンサチップ３０を囲む円周上に位置するように、ピン４０を挿入して封止ガラス５０によりハーメチックシールして固定するための複数の穴１２が設けられている。これらのピン４０は、センサチップ３０に設けられている電極との間を図示しないリード線で電気的に接続するために用いられる。
【０００３】
サポートガラス２０のボディ１０との対向面には、ボディ１０の突起部１１との接合部分を切り出し形成するように、センサチップ３０との対向面に向かって溝２１が設けられている。この溝２１は、ボディ１０の熱歪をセンサチップ３０に伝えない機械的な分離部として機能する。これらボディ１０とサポートガラス２０の中心部分には、センサチップ３０の接合面に測定圧力を導入するための貫通穴１３および２２が形成されている。ボディ１０の突起部１１とサポートガラス２０は低融点ガラスで接合され、サポートガラス２０とセンサチップ３０は陽極接合されている。
【０００４】
非特許文献１には、単結晶シリコン振動式センサが搭載された差圧測定器の構成が記載されている。
【０００５】
【非特許文献１】横河テクニカルブックレットＰｒｏｊｅｃｔ  Ｙ  Ｎｏ．３          ミクロの竪琴  ［ＤＰｈａｒｐ］−シリコン振動式圧力センサの開発−            ２００４年２月２０日発行  横河電機株式会社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような圧力測定器の製造にあたっては、ボディ１０の突起部１１とサポートガラス２０を低融点ガラスで接合し、サポートガラス２０とセンサチップ３０を陽極接合し、複数のピン４０を封止ガラス５０によりボディ１０の穴１２にハーメチックシールするために、それぞれに適した所定の昇温プロセスを実施しなければならない。一般的には、昇温プロセスは、電気代にかなりのコストがかかる。一方、温度を下げるのにあたり、低融点ガラスの場合にのみ接合後は温度制御をしながらゆっくり冷やすため（除冷）、自然冷却よりも、時間と電力コストがかかる。
【０００７】
また、ボディ１０の熱歪がセンサチップ３０に伝わらないように機械的に分離するために、サポートガラス２０のボディ１０との対向面には溝２１を設けなければならない。
【０００８】
また、低融点ガラス接合は、温度ヒステリシスの一因とも考えられる。
【０００９】
さらに、センサチップと図示しないマグネットの間隙を揃えるために、ボディ１０の上面の平坦度を高めなければならず、ボディ１０とサポートガラス２０が接合される突起部１１の高さや、ピン４０の高さにもかなりの高精度が求められる。
【００１０】
本発明は、これらの問題点を解決するものであり、サポートガラスと封止ガラスの機能が一体化された半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１では、複数の配線用にピンが封止ガラスを介してハーメチックシールされたボディの上面に、サポートガラスを介してセンサチップが設けられた半導体装置において、
前記封止ガラスと前記サポートガラスとが焼結処理された共通のガラスフリットで一体形成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２では、請求項１記載の半導体装置において、
前記焼結処理された共通のガラスフリットにより、前記ボティの熱歪みが前記センサチップに及ばないように機械的に分離する溝が設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項３では、請求項１または２記載の半導体装置において、
前記ボディは、金属で形成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４では、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置において、
前記溝は、リング状に形成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５では、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置において、
前記半導体装置は圧力測定器であることを特徴とする。
【００１６】
請求項６では、複数の配線用にピンが封止ガラスを介してハーメチックシールされたボディの上面に、サポートガラスを介してセンサチップが設けられた半導体装置の製造方法であって、
前記ボディに圧力導入穴と前記ピンの挿入穴を形成するステップと、
前記穴に前記ピンを挿入し、前記空間に封止ガラスフリットを注入するステップと、
前記ボディの圧力導入穴をガイドとして前記封止ガラスフリットの注入部分に金型を挿入し前記封止ガラスフリットを焼結するステップと、
前記封止ガラスフリットを焼結した後前記金型を取り外して焼結された封止ガラスフリットの表面を研磨するステップ、
を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項７では、請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体装置は圧力測定器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
このようなハーメチックシール用の封止ガラスとサポートガラスを兼ねさせる構成とすることによりコスト削減、小型化を実現し、さらに低融点ガラス接合を陽極接合に変更することによりセンサ特性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を用いて、本発明の半導体装置を圧力測定器の例について説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の簡略断面図である。
【００２０】
図１において、圧力測定器は、センサチップ３０と、センサチップ３０を内包する内径を有する円筒状のコバールあるいはステンレスなどの金属部材のボディ６０と、複数のピン７０と、ボディ６０と複数のピン７０のハーメチックシールとセンサチップ３０のサポートを兼ねるように一体化されたガラス８０とで構成されている。なお、ガラス８０としてはたとえばパイレックス（登録商標）を用いる。
【００２１】
図２は、図１の圧力測定器の製造工程の説明図である。
まず工程（ａ）において、ボディ６０が機械加工により有底円筒状に作製される。ボディ６０の底面の中心部には次の工程で金型９０が挿入され、圧力導入穴としても用いられる穴６１が設けられるとともに、内周近傍にはピン７０を挿入するための複数の穴６２が設けられる。
【００２２】
次の工程（ｂ）では、前工程（ａ）でボディ６０の内周近傍に設けられた穴６２にそれぞれピン７０を挿入して封止ガラスフリット（粉末）８０を注入するとともに、中央の穴６１をガイドとして封止ガラスフリット８０の注入部分に金型９０を挿入し、封止ガラスフリット８０を焼結する。焼結後、金型９０を取り外すと、焼結されたガラス８０とボディ６０およびピン７０とでハーメチック構造が形成されるとともに、歪アイソレーションのためのリング状の溝８１が形成される。
【００２３】
続く工程（ｃ）では、工程（ｂ）で作製されたガラス８０の金型９０が取り付けられていた表面を研磨し、この研磨面には図示しない工程でセンサチップ３０を陽極接合させる。
【００２４】
このガラス８０の研磨面にセンサチップ３０を陽極接合することにより、図１のような圧力測定器が形成できる。
【００２５】
従来の構成では、昇温プロセスによる温度上昇を３回行っていたが、本発明では１回にすることができ、大幅なコスト削減が行える。
【００２６】
また、ボディ６０の熱歪をセンサチップ３０に伝えないようにするためのリング状の溝８１をガラス８０の焼結時に金型９０により一体形成するため小型化できる。
【００２７】
また、従来の構成では、低融点ガラス接合による温度ヒステリシスが生じていたが、本発明では低融点ガラス接合を陽極接合に変更したことにより温度ヒステリシスの発生を防止でき、センサ特性を改善できる。
【００２８】
また、本発明は、圧力測定器に限るものではなく、ピンを封止ガラスによりボディにハーメチックシールするとともにシリコンチップをサポートガラスを介してボディに固定する構造の半導体装置において、ボティの熱歪みに対するアイソレーションが必要になる場合に応用できる。
【００２９】
また、ボディ６０は、コバールあるいはステンレスに限るものではなく、その他の金属であってもよい。
【００３０】
また、封止ガラスとサポートガラスを兼ねたガラス８０は、パイレックス（登録商標）ガラス以外の材料でもよい。
【００３１】
なお、金型９０は、封止ガラスフリットを焼結する際に用いられるため、封止ガラスに接合されない材料あるいは、熱膨張係数がボディやガラスに近い材料であればよい。
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば、ハーメチックシールとサポートを兼ねたガラスを一体化することにより、コスト削減が図れるとともに小型化でき、さらに低融点ガラス接合を陽極接合に変更することで温度ヒステリシスの発生を防止できセンサ特性が改善された圧力測定器などの半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１の圧力測定器の製造工程の説明図である。
【図３】従来の差動伝送器の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
３０  センサチップ
６０  ボディ
７０  ピン
８０  封止ガラスフリット
９０  金型
【図３】
2010014577.tif 000003
【図１】
2010014577.tif 000004
【図２】
2010014577.tif 000005