(57)【要約】【課題】高精度で、製造コストを低減できる圧力センサを提供する。【解決手段】圧力センサは、半導体基板をエッチングすることにより形成されたダイアフラム部２１を有し、ダイアフラム部２１の歪みに基づいて圧力を検知するセンサチップ２と、センサチップ２を収容する箱状の本体１１と本体１１に圧力を導入する圧力導入部１２とを有するパッケージ１と、本体１１の内壁面とセンサチップ２とを接着する接着剤３と、センサチップ２及び接着剤３の周囲を被覆する高耐湿性樹脂４１と、高耐湿性樹脂４１より低い耐湿性を有し、高耐湿性樹脂４１の周囲を被覆する低耐湿性樹脂４２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板をエッチングすることにより形成されたダイアフラム部を有し、前記ダイアフラム部の歪みに基づいて圧力を検知するセンサチップと、
前記センサチップを収容する本体と前記本体に圧力を導入する圧力導入部とを有するパッケージと、
前記本体の内壁面と前記センサチップとを接着する接着剤と、
前記センサチップ及び前記接着剤の周囲を被覆する高耐湿性樹脂と、
前記高耐湿性樹脂より低い耐湿性を有し、前記高耐湿性樹脂の周囲を被覆する低耐湿性樹脂と
を備えることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記接着剤は、前記低耐湿性樹脂の硬化を阻害する物質が含まれることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記高耐湿性樹脂及び前記低耐湿性樹脂は、６０以上の針入度をそれぞれ有することを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記本体は、貫通孔を有する底部を有し、
前記センサチップは、前記ダイアフラム部が前記貫通孔を塞ぐように、前記接着剤により前記本体の底部に接着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記低耐湿性樹脂は、前記本体に、少なくとも前記高耐湿性樹脂を覆うまで充填されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力を検知する圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板に形成された薄膜部の表面に、４つのゲージ抵抗から構成されるホイートストンブリッジを形成し、ゲージ抵抗のピエゾ効果を用いて圧力を検知するセンサチップが知られている。このようなセンサチップを用いる圧力センサでは、センサチップが、接着剤によりパッケージに固定される。更に、圧力センサは、湿度に対するセンサチップの保護と、センサチップの配線部の気密性を確保するため、高価なジャンクションコートレジン（ＪＣＲ）が使用され、高精度が担保される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８２９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、センサチップをパッケージに固定する接着剤には、ＪＣＲの硬化を阻害する材料が含まれるため、ＪＣＲが完全に硬化することができず、安価な低耐湿性のＪＣＲを使用する場合、センサの精度が低下する恐れがあった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を鑑み、高精度で、製造コストを低減できる圧力センサ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の態様は、半導体基板をエッチングすることにより形成されたダイアフラム部を有し、ダイアフラム部の歪みに基づいて圧力を検知するセンサチップと、センサチップを収容する本体と本体に圧力を導入する圧力導入部とを有するパッケージと、本体の内壁面とセンサチップとを接着する接着剤と、センサチップ及び接着剤の周囲を被覆する高耐湿性樹脂と、高耐湿性樹脂より低い耐湿性を有し、高耐湿性樹脂の周囲を被覆する低耐湿性樹脂とを備える圧力センサであることを要旨とする。
【０００７】
また、本発明の態様に係る圧力センサにおいては、接着剤は、低耐湿性樹脂の硬化を阻害する物質が含まれることができる。
【０００８】
また、本発明の態様に係る圧力センサにおいては、高耐湿性樹脂及び低耐湿性樹脂は、６０以上の針入度をそれぞれ有することができる。
【０００９】
また、本発明の態様に係る圧力センサにおいては、本体は、貫通孔を有する底部を有し、センサチップは、ダイアフラム部が貫通孔を塞ぐように、接着剤により本体の底部に接着されることができる。
【００１０】
また、本発明の態様に係る圧力センサにおいては、低耐湿性樹脂は、本体に、少なくとも高耐湿性樹脂を覆うまで充填されることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高精度で、製造コストを低減できる圧力センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧力センサの基本的な構成を説明する模式的な断面図である。
【図２】単層構造のＪＣＲを有する圧力センサを説明する模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略する。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。
【００１４】
（圧力センサ）
本発明の実施の形態に係る圧力センサは、図１に示すように、センサチップ２と、センサチップ２を包容するパッケージ１と、高耐湿性樹脂４１と、高耐湿性樹脂４１より低い耐湿性を有する低耐湿性樹脂４２とを備える。センサチップ２は、ダイアフラム部２１を有し、ダイアフラム部２１に印加される圧力を検知する。
【００１５】
センサチップ２は、シリコン（Ｓｉ）等の半導体を含む半導体基板からなる。センサチップ２は、半導体基板の片面側が選択的にエッチングされることにより形成された薄板部であるダイアフラム部２１を有する。ダイアフラム部２１の周縁部は、ダイアフラム部２１より厚い厚さを有するフレーム部２２となる。センサチップ２は、ダイアフラム部２１の歪みに基づいて、印加された圧力を検知する。
【００１６】
ダイアフラム部２１のエッチングされた側の面と反対側の面には、不純物拡散により４つのゲージ抵抗が形成される。センサチップ２は、ダイアフラム部２１の歪みに応じて、ゲージ抵抗の抵抗値がピエゾ効果により変化し、４つのゲージ抵抗から構成されるホイートストンブリッジの出力から、印加される圧力を検知できる。
【００１７】
パッケージ１は、センサチップ２を収容する本体１１と、パッケージ１の内部に圧力Ｐを導入する圧力導入部１２を備える。本体１１は、例えば、底部及び側壁部を有し、上面が開口された箱状の容器である。本体１１の底部は、本体１１の内側から外側に貫通する貫通孔１０を有する。
【００１８】
圧力導入部１２は、例えば、パッケージ１の内側から外側に通じる管である。圧力導入部１２は、一端側に、本体１１の上面の開口部を塞ぐ蓋となる平板部１３が形成される。平板部１３は、圧力導入部１２に対して垂直に形成される。貫通孔１０は、本体１１の内側のうち、センサチップ２のエッチングにより形成された空隙部に、圧力導入部１２に導入される圧力Ｐに対する参照圧ＰＲを導入する。
【００１９】
パッケージ１は、本体１１の側壁部の上端に、平板部１３の縁部が固定されることにより、センサチップ２を内部に包容する。パッケージ１は、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ等からなる信号処理部（図示省略）等を内部に包容する。信号処理部は、センサチップ２のブリッジ回路の出力信号を増幅する増幅回路や増幅回路の出力を調整する調整抵抗等により構成される。
【００２０】
センサチップ２は、フレーム部２２のゲージ抵抗が形成される側の面に、ブリッジ回路入出力用のワイヤ（図示省略）の一端がそれぞれ接続される端子を備える。ワイヤの他端は、信号処理部の端子にそれぞれ電気的に接続される。
【００２１】
センサチップ２は、ダイアフラム部２１が本体１１の貫通孔１０を塞ぐように、パッケージ１の内側に設置される。センサチップ２は、フレーム部２２のエッチングされた側の面と、本体１１の底部の内壁面とが接着剤３により接着される。接着剤３は、パッケージ１から伝達され、センサチップ２に発生する応力を緩和することができる。
【００２２】
高耐湿性樹脂４１は、センサチップ２のエッチングされた側と反対側から、センサチップ２及び接着剤３の周囲を被覆する。すなわち、高耐湿性樹脂４１は、センサチップ２及び接着剤３の、貫通孔１０側と反対側の表面を被覆する。低耐湿性樹脂４２は、センサチップ２及び接着剤３に被覆された高耐湿性樹脂４１の周囲を被覆する。低耐湿性樹脂４２は、少なくとも高耐湿性樹脂４１を覆うまで本体１１に充填されることにより、高耐湿性樹脂４１を被覆する。
【００２３】
高耐湿性樹脂４１及び低耐湿性樹脂４２は、気密性を確保するポッティング加工により、センサチップ２、センサチップ２の端子接合部及び信号処理部等を保護するジャンクションコートレジン（ＪＣＲ）である。ＪＣＲは、シリコーン等を含む合成樹脂からなる。高耐湿性樹脂４１及び低耐湿性樹脂４２は、センサチップ２の正常な動作を確保できるように、例えば６０以上の針入度をそれぞれ有する。
【００２４】
接着剤３は、高耐湿性樹脂４１及び低耐湿性樹脂４２の付加反応を阻害する物質を含む。この為、高耐湿性樹脂４１のうち、接着剤３と接する領域Ｄは、硬化が阻害され、未硬化部分となる。
【００２５】
一般的に、圧力センサは、図２に示すように、単一の高耐湿性樹脂４１ａが本体１１ａに充填されることにより、接着剤３ａにより本体１１ａに接着されたセンサチップ２ａ等が高価な高耐湿性樹脂４１ａに被覆される。高耐湿性樹脂４１ａのうち、接着剤３ａと接する領域Ｄは未硬化部分である。図２に示す圧力センサは、高耐湿性樹脂４１ａが本体１１ａの略全体に充填されるため、未硬化部分に起因するセンサチップ２ａの精度の低下は生じないが、高価な高耐湿性樹脂４１ａを多量に使用する必要がある。
【００２６】
本発明の実施の形態に係る圧力センサによれば、センサチップ２、接着剤３等が、高価な高耐湿性樹脂４１に被覆され、高耐湿性樹脂４１が、高耐湿性樹脂４１に比べて安価な低耐湿性樹脂４２に被覆される多層構造を有する。この為、低耐湿性樹脂４２は、接着剤３による硬化の阻害を受けない。よって、本発明の実施の形態に係る圧力センサは、センサの精度を低減せず、安価な低耐湿性樹脂４２を用いることにより、製造コストを低減できる。
【００２７】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００２８】
例えば、既に述べた実施の形態において、センサチップ２は、圧力導入部１２を塞ぐように、平板部１３に接着されるようにしてもよい。具体的には、フレーム部２２のエッチングされた側の面と、平板部１３とが接着剤３により接着される。更に、高耐湿性樹脂４１は、センサチップ２のエッチングされた側と反対側から、センサチップ２及び接着剤３の周囲を被覆し、低耐湿性樹脂４２は、高耐湿性樹脂４１の周囲を被覆する。この場合、パッケージ１の平板部１３及び本体１１に相当する箇所等は、適宜変形されればよい。
【００２９】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１  パッケージ
２，２ａ  センサチップ
３，３ａ  接着剤
１０，１０ａ  貫通孔
１１，１１ａ  本体
１２，１２ａ  圧力導入部
２１，２１ａ  ダイアフラム部
４１，４１ａ  高耐湿性樹脂
４２  低耐湿性樹脂
【図１】
2014215064.tif 000003
【図２】
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