(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感圧ダイヤフラムを形成したシリコン素子の感圧ダイヤフラム側と、シリコン素子と近似した線膨張率係数を有する貫通孔を有するガラス台座を接合したチップを、貫通孔を有する金属パイプに接合することによって構成される半導体圧力センサーの製造方法において、合成樹脂を介してリードフレームに多数の金属パイプを接続させることにより、１つのリードフレームから多数の半導体圧力センサーを製造するに当たり、
（１）所定形状にリードフレームを加工する工程、
（２）合成樹脂と金属パイプをリードフレームに同時成形する工程、
（３）金属パイプ上にチップを接合する工程、
（４）チップとリードフレームをワイヤにより接続する工程、
（５）リードフレームを分断する工程、
の（１）〜（５）の工程を有することを特徴とする半導体圧力センサーの製造方法。
【請求項２】
チップと金属パイプをガラス台座の接合面積よりも小さい面積のハンダ板材を用いて接合することを特徴とする請求項１記載の半導体圧力センサーの製造方法。
【請求項３】
少なくとも３個以上の開口部を有する炉内で、非酸化性ガスを流しながら金属パイプを加熱し、開口部からハンダ並びにチップを金属パイプ上に設置することによってチップと金属パイプを接合するとき、ハンダあるいはチップを供給する開口部に煙突を設置することを特徴とする請求項１記載の半導体圧力センサーの製造方法。
【請求項４】
少なくとも３個以上の開口部を有する炉内で、非酸化性ガスを流しながら金属パイプを加熱し、開口部からハンダ並びにチップを金属パイプ上に設置することによってチップと金属パイプを接合するとき、チップ接合部の孔位置と金属パイプの孔位置を、撮像装置で観察認識し、チップ接合部の孔の中心位置と金属パイプの孔の中心位置を合致させて接合することを特徴とする請求項１記載の半導体圧力センサーの製造方法。
【請求項５】
チップ接合部の孔位置を撮像装置で観察認識する際にチップの欠けや成膜の剥がれを同時に観察判別することを特徴とする請求項４記載の半導体圧力センサーの製造方法。
【請求項６】
少なくとも３個以上の開口部を有する炉内で、非酸化性ガスを流しながら金属パイプを加熱し、開口部からハンダ並びにチップを金属パイプ上に設置することによってチップと金属パイプを接合するとき、炉内ヒータ部から金属パイプへの熱伝導によってリードフレームに合成樹脂を介して結合した金属パイプを加熱することを特徴とする請求項１記載の半導体圧力センサーの製造方法。
【請求項７】
キャリアテープにリードフレームを設置して炉内を通過させるに当たってキャリアテープがリードフレームの金属パイプだけに接していることを特徴とする請求項２記載の半導体圧力センサーの製造方法。
【請求項８】
キャリアテープの金属パイプを保持する部分が、キャリアテープ内で設置する金属パイプの中心軸と垂直な方向に自由動自在となっていることを特徴とする請求項７記載の半導体圧力センサーの製造方法。
【請求項９】
請求項１記載の半導体圧力センサーの製造方法に用いる装置であって、少なくとも３個以上の開口部を有し且つ非酸化性ガスを流しながら金属パイプを加熱し且つ開口部からハンダ並びにチップを金属パイプ上に設置することによってチップと金属パイプを接合するための炉を形成し、この炉においてハンダあるいはチップを供給する開口部に煙突を設置して成ることを特徴とする半導体圧力センサーの製造装置。
【請求項１０】
請求項１記載の半導体圧力センサーの製造方法に用いる装置であって、少なくとも３個以上の開口部を有し且つ非酸化性ガスを流しながら金属パイプを加熱し且つ開口部からハンダ並びにチップを金属パイプ上に設置することによってチップと金属パイプを接合するための炉を形成し、この炉内ヒータ部から金属パイプへの熱伝導によってリードフレームに合成樹脂を介して結合した金属パイプを加熱する熱伝導手段を設けて成ることを特徴とする半導体圧力センサーの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体圧力センサーを効率的に製造する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から図１６に示すような半導体圧力センサーが特開平２−２７２３３９号公報により知られている。すなわち図１６に示す半導体圧力センサーは、感圧ダイヤフラムを形成したシリコン素子１を、一方の面に金属膜を形成した、検出圧力を導入する貫通孔を具備したパイレックスガラス台座２の金属膜が存在しない面とシリコン素子１の感圧ダイヤフラムが開口するようにして、陽極接合によって接合した接合体（チップ３）を、半田などでガラス台座２の貫通孔に圧力を導入する通路である金属パイプ４を有する金属台座４０に気密接合することにより構成してある。図１６において、３０は封止材、３１は信号引出しピンであり、信号引出しピン３１とシリコン素子１とがワイヤ８で接続してある。
【０００３】
上記の構造の半導体圧力センサーは図１７に示すようにして製造される。すなわち、（ａ）多数の貫通孔を有するガラス台座２の一方の面に金属膜を形成する工程、（ｂ）第１の工程が終了したガラス台座２の他方の面にシリコンウエハよりなる圧力センサーウエハ３２を陽極接合する工程、（ｃ）第２の工程によって形成された接合体３４を切断してチップ化する工程、（ｄ）チップ化された接合体（チップ３）をハンダ４５によって金属台座４０の金属パイプ４に接合する工程、（ｅ）ワイヤ８によりワイヤボンディングをする工程、（ｆ）ハウジング３３を装着する工程という（ａ）〜（ｆ）の６段階の工程により製造される。ここで、一般にガラス台座２の貫通孔は超音波ホーンによって加工が行われる。
【０００４】
また、従来における別の製造方法として、特開平９−１７８５８８号公報が知られている。この従来例にあっては、図１８、図１９に示すように、（ａ）多数の貫通孔を有するガラス台座２の一方の面に金属膜を形成する工程、（ｂ）第１の工程が終了したガラス台座２の他方の面にシリコンウエハよりなる圧力センサーウエハ３２を陽極接合する工程、（ｃ）第２の工程によって形成された接合体３４を切断してチップ化する工程、（ｄ）チップ化された接合体（チップ３）を金属パイプ４に接合する工程、（ｅ）金属パイプ４に接合した接合体（チップ３）をセンサー本体３５に接合する工程、（ｆ）ワイヤ８によりワイヤボンディングをする工程、（ｇ）ハウジング３３を装着する工程という、（ａ）〜（ｇ）の７段階の工程により製造される。
【０００５】
上記の各従来例のうち、特開平２−２７２３３９号公報に示された従来例においては、ガラス台座２を金属台座４０の金属パイプ４にハンダ４５によって接合しているものの、その具体的な接合方法については言及されていない。また、特開平９−１７８５８８号公報では、あらかじめガラス台座２を金属パイプ４に接合し、上記接合体（チップ３）をセンサー本体３５に接続するという製造方法が提案されているが、接合体（チップ３）を個々にセンサー本体３５に接合しなければならず、各部品を個々に保持する必要がある上、正確に位置決めしなければならず、生産が非効率となるという問題があった。
【０００６】
一方、従来の製造方法における接合工程では、供給するハンダ材料の酸化によって、チップ３と金属パイプ４の接合部の信頼性（気密性や強度）が大きく影響を受けるという問題があった。更に、ガラス台座２の孔位置が公差を有しているため、ガラス台座２の孔と金属パイプ４の孔に位置ずれが生じ、金属パイプ４がハンダにより詰まるというおそれがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、生産性が高く、信頼性に優れた半導体圧力センサーの製造方法及びその装置を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に係る半導体圧力センサーの製造方法は、感圧ダイヤフラムを形成したシリコン素子１の感圧ダイヤフラム側と、シリコン素子１と近似した線膨張率係数を有する貫通孔を有するガラス台座２を接合したチップ３を、貫通孔を有する金属パイプ４に接合することによって構成される半導体圧力センサー５の製造方法において、合成樹脂６を介してリードフレーム７に多数の金属パイプ４を接続させることにより、１つのリードフレーム７から多数の半導体圧力センサー５を製造するに当たり、
（１）所定形状にリードフレーム７を加工する工程、
（２）合成樹脂６と金属パイプ４をリードフレーム７に同時成形する工程、
（３）金属パイプ４上にチップ３を接合する工程、
（４）チップ３とリードフレーム７をワイヤ８により接続する工程、
（５）リードフレーム７を分断する工程、
の（１）〜（５）の工程を有することを特徴とするものである。
【０００９】
このような方法を採用することで、１つのリードフレーム７から多数の半導体圧力センサー５を製造することができ、組み立て時の部品点数の削減や各工程間の搬送や位置決めが容易となるものである。また、チップ３付きの金属パイプ３を合成樹脂６と接続させる必要がないので、シリコン表面の清浄性を保つことが容易となる。
【００１０】
また、請求項２に係る半導体圧力センサー５の製造方法は、上記請求項１において、チップ３と金属パイプ４をガラス台座２の接合面積よりも小さい面積のハンダ板材９を用いて接合することを特徴とするものである。このような方法を採用することで、ハンダ接合時にハンダ板材９の内側から流出する酸化膜で覆われていないピュアなハンダで接合する部分がチップ３の周囲に存在することとなる。
【００１１】
また、請求項３に係る半導体圧力センサーの製造方法は、上記請求項１において、少なくとも３個以上の開口部１０を有する炉１１内で、非酸化性ガスを流しながら金属パイプ４を加熱し、開口部１０からハンダ並びにチップ３を金属パイプ４上に設置することによってチップ３と金属パイプ４を接合するとき、ハンダあるいはチップ３を供給する開口部１０に煙突１２を設置することを特徴とするものである。また、接合部近傍の酸素濃度を低下させることができ、また、ハンダ及びチップ３設置時の大気巻き込みによるハンダの酸化を防ぐことが可能となるものである。
【００１２】
また、請求項４に係る半導体圧力センサーの製造方法は、上記請求項１において、少なくとも３個以上の開口部１０を有する炉１１内で、非酸化性ガスを流しながら金属パイプ４を加熱し、開口部１０からハンダ並びにチップ３を金属パイプ４上に設置することによってチップ３と金属パイプ４を接合するとき、チップ３接合部の孔３ａ位置と金属パイプ４の孔４ａ位置を、撮像装置１３で観察認識し、チップ３接合部の孔３ａの中心位置と金属パイプ４の孔４ａの中心位置を合致させて接合することを特徴とするものである。このような方法を採用することで、チップ３の孔３ａ位置がチップ３の中央からずれていても、孔３ａと孔４ａとを合致させて接合することができ、ハンダによる孔詰まりの発生を防ぐことができるものである。
【００１３】
また、請求項５に係る半導体圧力センサーの製造方法は、上記請求項４において、チップ３接合部の孔位置を撮像装置１３で観察認識する際にチップ３の欠けや成膜の剥がれを同時に観察判別することを特徴とするものである。このような方法を採用することで、簡単に不良品のチェックができるものである。
【００１４】
また、請求項６に係る半導体圧力センサーの製造方法は、上記請求項１において、少なくとも３個以上の開口部１０を有する炉１１内で、非酸化性ガスを流しながら金属パイプ４を加熱し、開口部１０からハンダ並びにチップ３を金属パイプ４上に設置することによってチップ３と金属パイプ４を接合するとき、炉１１内ヒータ部から金属パイプ４への熱伝導によってリードフレーム７に合成樹脂６を介して結合した金属パイプ４を加熱することを特徴とするものである。また、合成樹脂６の温度上昇を抑えながら金属パイプ４を加熱してチップ３と金属パイプ４をハンダ接合することができるものである。
【００１５】
また、請求項７に係る半導体圧力センサーの製造方法は、上記請求項２において、キャリアテープ１４にリードフレーム７を設置して炉１１内を通過させるに当たってキャリアテープ１４がリードフレーム７の金属パイプ４だけに接していることを特徴とするものである。このような方法を採用することで、キャリアテープ７の形状変更のみで、他品種に対応可能となるものである。
【００１６】
また、請求項８に係る半導体圧力センサーの製造方法は、上記請求項７において、キャリアテープ１４の金属パイプ４を保持する部分が、キャリアテープ１４内で設置する金属パイプ４の中心軸と垂直な方向に自由動自在となっていることを特徴とするものである。このような方法を採用することで、リードフレーム７の温度上昇による膨張をキャリアテープ１４で吸収することが可能となり、リードフレーム７とキャリアテープ１４の脱着が容易となる。
【００１７】
また、請求項９に係る半導体圧力センサーの製造装置は、上記請求項１の半導体圧力センサー５の製造方法に用いる装置であって、少なくとも３個以上の開口部１０を有し且つ非酸化性ガスを流しながら金属パイプ４を加熱し且つ開口部１０からハンダ並びにチップ３を金属パイプ４上に設置することによってチップ３と金属パイプ４を接合するための炉１１を形成し、この炉１１においてハンダあるいはチップ３を供給する開口部１０に煙突１２を設置して成ることを特徴とするものである。
【００１８】
このような請求項９の装置を採用することで、接合部近傍の酸素濃度を低下させることができ、また、ハンダ及びチップ３設置時の大気巻き込みによるハンダの酸化を防ぐことが可能となるものである。
【００１９】
また、請求項１０に係る半導体圧力センサーの製造装置は、上記請求項１記載の半導体圧力センサーの製造方法に用いる装置であって、少なくとも３個以上の開口部１０を有し且つ非酸化性ガスを流しながら金属パイプ４を加熱し且つ開口部１０からハンダ並びにチップ３を金属パイプ４上に設置することによってチップ３と金属パイプ４を接合するための炉１１を形成し、この炉１１内ヒータ部から金属パイプ４への熱伝導によってリードフレーム７に合成樹脂６を介して結合した金属パイプ３を加熱する熱伝導手段を設けて成ることを特徴とするものである。
【００２０】
このような請求項１０の装置を採用することで、合成樹脂６の温度上昇を抑えながら金属パイプ４を加熱してチップ３と金属パイプ４をハンダ接合することができるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２２】
図１には半導体圧力センサー５の製造工程を示している。図１（ａ）のようなリードフレーム７を図１（ｂ）のように打ち抜きなどにより所定形状に加工する。一方、チップ３を接合する貫通孔を有する金属パイプ４（例えば、コバール、４２アロイ製）と、前記所定形状に加工したリードフレーム７を、合成樹脂６（ガラス転移点が高いポリイミドなどが望ましい）を介して図１（ｃ）のように少なくとも２つ以上接着させた構造体を形成し、次に、図１（ｄ）のようにリードフレーム７とチップ３とをワイヤ８によって電気的に接続させ、次に、図１（ｅ）のように封止部材１５により封止し、次に、図１（ｆ）のように前記構造体を分断して多数の半導体圧力センサー５を製造するようになっている。このように１つのリードフレーム７から多数の半導体圧力センサー５を製造するので、組み立て時の部品点数の削減や各工程間の搬送や位置決めが容易となるものである。なお、本発明におけるチップ３とは、感圧ダイヤフラムを形成したシリコン素子１の感圧ダイヤフラム側と、シリコン素子１と近似した線膨張率係数を有する貫通孔を有するガラス台座２を接合したものを言う。
【００２３】
図２にはチップ３が接合される金属パイプ４とリードフレーム７とを合成樹脂６を介して接着した構造体を形成する方法の実施例が示してある。
【００２４】
本実施例の方法は、図２（ａ）のようにリードフレーム７をあらかじめ所定形状に加工し、次に図２（ｂ）のように金属パイプ４と合成樹脂６とをリードフレーム７に同時成形により成形し、次に、図２（ｃ）のように合成樹脂６を介してリードフレーム７に同時成形で結合した金属パイプ４にチップ３をハンダにより接合することで構造体を形成するようになっている。
【００２５】
なお、図３、図４には上記図１（ｃ）におけるチップ３が接合される金属パイプ４とリードフレーム７とを合成樹脂６を介して接着した構造体を形成する方法の参考例が示してある。
【００２６】
図３に示す参考例の方法は、図３（ａ）のようにあらかじめ所定形状に加工されたリードフレーム７に図３（ｂ）のように合成樹脂６を成形して嵌め込み孔１６を有する合成樹脂の成形部をリードフレーム７に一体化し、一方、図３（ｃ）のようにチップ３を金属パイプ４にハンダなどで接合した接合体を用意し、このチップ３を金属パイプ４に接合した接合体を上記リードフレーム７に一体に形成した合成樹脂６の嵌め込み孔１６に図３（ｄ）のように圧入または接着することにより接合することで構造体を形成する方法である。
【００２７】
また、図４に示す参考例の方法は、図４（ａ）のようにリードフレーム７をあらかじめ所定形状に加工し、一方、図４（ｂ）のようにチップ３を金属パイプ４にハンダなどで接合した接合体を用意し、このチップ３を金属パイプ４に接合した接合体を図４（ｃ）のようにリードフレーム７に焼結成形あるいはその他の成形により合成樹脂６により一体に接合することで構造体を形成する方法である。
【００２８】
ところで、金属パイプ４とチップ３との接合は、少なくとも３個以上の開口部１０（金属パイプ４の出入り口と、ハンダ、チップの供給口）を有する炉１１内で、非酸化性ガスを流しながら金属パイプ４を加熱し、開口部１０の１つからハンダ並びにチップ３を金属パイプ４上に設置する装置、すなわち市販のダイボンダーによって行うことができるものである。接合に用いるハンダはＳｎ−Ｐｂなどの一般のハンダ材料や、Ｓｎ系、Ｐｂ系、Ａｕ系のハンダを用いることが可能である。
【００２９】
ここで、ハンダとしては図５に示すように、チップ３のガラス台座２の接合面積よりも小さい面積のハンダ板材９を用いるのが望ましい。図５においてａ＜ｂ。このように、チップ３のガラス台座２の接合面積よりも小さい面積のハンダ板材９を用いてチップ３と金属パイプ４を接合することで、ハンダによる接合がハンダ表面の酸化膜部分における接合だけでなく、ハンダ接合時にハンダ板材９の内側から流出する酸化膜で覆われていないピュアなハンダで接合され、この酸化していないピュアなハンダで接合される部分がチップ３の周囲に存在することで、気密性や強度といった接合信頼性を向上させることができるものである。
【００３０】
また、金属パイプ４の孔詰まりを防止するために、図６に示すようにハンダ板材９に孔１７を設けたり、図７に示すようにハンダ板材９を複数個（図７の実施形態では４個）に分割してもよいものである。
【００３１】
ところで、一般にリードフレーム７のハンダダイボンドは、既に述べたように市販のハンダダイボンダーで行われる。このハンダダイボンダーは大略図８に示すようなもので、搬入部１８から供給されるリードフレーム７が炉１１の加熱通路部１９に送られ、ハンダ供給用の開口部１０ａからハンダが供給され、更に、チップ供給用の開口部１０ｂからチップ３が供給されてハンダを介して接合され、次に冷却通路２０に送られて冷却され、このようにしてハンダ接合が完了したのちに搬出部２１に送られるようになっている。しかしながら、炉１１内に送られるリードフレーム７にハンダ及びチップ３を供給するに当たっては、図９（ｂ）のようにハンダやチップ３を供給するための開口部１０からリードフレーム７の接合部までの寸法Ａを長く取ることができるが、圧力センサーの場合、金属パイプ４を具備しているため、図９（ａ）のように接合部がハンダやチップ３を供給するための開口部１０に近づき、開口部１０から接合部までの寸法Ｂを長く取ることができない。このため、圧力センサーの場合、ハンダ及びチップ３の設置時に、空気の巻き込みによる溶融ハンダの酸化が発生し、接合部の信頼性を損なうおそれがある。これを防ぐため、図１０に示すように、ハンダ及びチップ３を供給する開口部１０に煙突１２を設置することで、大気の巻き込みを抑えるようになっている。このように、炉１１内で非酸化性ガスを流しながら金属パイプ４を加熱し、開口部１０からハンダ並びにチップ３を金属パイプ４上に設置することによってチップ３と金属パイプ４を接合するとき、ハンダあるいはチップ３を供給する開口部１０に煙突１２を設置することで、接合部近傍の酸素濃度を低下させることができ、また、ハンダ及びチップ３設置時の大気巻き込みによるハンダの酸化を防ぐことが可能となるものである。
【００３２】
チップ３の孔３ａ位置と金属パイプ４の孔４ａ位置とのずれにより金属パイプ４の孔４ａがハンダで詰まることを防ぐために、チップ３設置時の金属パイプ４の孔４ａ位置と、チップ３におけるガラス台座２の孔３ａ位置を、ＣＣＤカメラのような撮像装置１３によって観察認識し、チップ３接合部の孔３ａの中心位置と金属パイプ４の孔４ａの中心位置を合致させて接合するのが好ましい。図１１にはその一例が示してあり、図１１（ａ）のように撮像装置１３である固定カメラ位置に対する金属パイプ４の孔４ａ位置を測定し、次に、図１１（ｂ）のようにチップ３中心に対するガラス台座２の孔３ａ位置のずれを撮像装置１３で観察し、次に、図１１（ｃ）のようにチップ３設置位置の補正量を算出し、この補正に基づいて図１１（ｄ）のようにチップ３を設置するのである。このようにすることで、チップ３の孔３ａ位置がチップ３の中央からずれていても、孔３ａと孔４ａとを合致させて接合することができ、ハンダによる孔詰まりの発生を防ぐことができるものである。
【００３３】
また、上記のようにしてチップ３接合部の孔位置を撮像装置１３で観察認識する際に図１２に示すように、チップ３の接合面の欠けや成膜の剥がれ等の不良を撮像装置１３で撮像して同時に観察判別するようにしてもよい。これにより簡単に不良品のチェックができるものである。
【００３４】
リードフレーム７に合成樹脂６を介して金属パイプ４を結合した構造体にチップ３をダイボンドする場合、リードフレーム７と合成樹脂６との接続部がダイボンドのための加熱により劣化するおそれがある。これを防ぐため、本発明においてはダイボンダーのヒータ（図示せず）からの熱伝導を金属パイプ４に伝える構造をとっている。この場合、図１３に示すように、炉１１にリードフレーム７に合成樹脂６を介して金属パイプ４を結合した構造体をガイドして通すための通路部２２を形成し、この通路部２２に金属パイプ４が差し込こまれて移動するための溝部２２ａと、溝部２２ａの上開口端に突設した金属パイプ４の段部２３を載置して支持するための突条部２２ｂを形成する。そして、リードフレーム７に合成樹脂６を介して結合した金属パイプ４を溝部２２ａ内に差し込んで金属パイプ４を溝部２２ａ内面に摺接させるとともに金属パイプ４の段部２３を突条部２２ｂに摺接させて炉１１内を移動させるのであるが、この場合、通路部２２が熱伝導手段を構成するものであって、ダイボンダーのヒータからの熱伝導を通路部２２を介して通路部２２に接している金属パイプ４にのみ接触部分から伝えるのである。これにより、リードフレーム７と合成樹脂６との接続部がダイボンドのための加熱により劣化するおそれがないようにできるものである。
【００３５】
また、リードフレーム７を乗せるトレイを構成するキャリアテープ１４が金属パイプ４とだけ接するような構造とし、リードフレーム７をキャリアテープ１４に設置して炉１１内を通過、加熱するようにしてもよいものである。すなわち、図１４（ａ）に示すようにキャリアテープ１４の金属パイプ嵌め込み孔部１４ａの上開口部に支持突起１４ｂを設け、リードフレーム７に合成樹脂６を介して結合した金属パイプ４を金属パイプ嵌め込み孔部１４ａに嵌め込んで接触させるとともに支持突起１４ｂに金属パイプ４の段部２３を当接支持させ、この状態で炉１１内を通過、加熱させることで、トレイであるキャリアテープ１４が熱伝導手段を構成してこのキャリアテープ１４が加熱されることで伝導熱がキャリアテープ１４から金属パイプ４にのみ伝わり、リードフレーム７と合成樹脂６との接続部がダイボンドのための加熱により劣化するおそれがないようにできる。
【００３６】
ここで、キャリアテープ１４はリードフレーム７の熱膨張を吸収できるように、図１５に示すように、金属パイプ４を保持する部分が、キャリアテープ１４内で設置する金属パイプ４の中心軸と垂直な方向に自由動自在となっていてもよい。図１５においてキャリアテープ１４には多数のスライド用孔１４ｃが設けてあり、このスライド用孔１４ｃに金属パイプ嵌め込み孔部１４ａを有する保持部材１４ｄを金属パイプ嵌め込み孔部１４ａの中心軸方向と垂直な方向にスライド自在に嵌め込み支持してある。そして、リードフレーム７に合成樹脂６を介して結合した金属パイプ４を保持部材１４ｄの金属パイプ嵌め込み孔部１４ａに嵌め込んで接触させるとともに保持部材１４ｄに設けた支持突部１４ｂに金属パイプ４の段部２３を当接支持させ、この状態で炉１１内を通過、加熱させることで、トレイであるキャリアテープ１４が加熱されて伝導熱がキャリアテープ１４から金属パイプ４にのみ伝わるようにしてあるが、リードフレーム７の熱膨張は保持部材１４ｄがスライド用孔１４ｃに対して金属パイプ４の軸方向と垂直な方向にスライドすることにより吸収するのである。
【００３７】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、感圧ダイヤフラムを形成したシリコン素子の感圧ダイヤフラム側と、シリコン素子と近似した線膨張率係数を有する貫通孔を有するガラス台座を接合したチップを、貫通孔を有する金属パイプに接合することによって構成される半導体圧力センサーの製造方法において、合成樹脂を介してリードフレームに多数の金属パイプを接続させることにより、１つのリードフレームから多数の半導体圧力センサーを製造するので、１つのリードフレームから多数の半導体圧力センサーを製造することができ、組み立て時の部品点数の削減や各工程間の搬送や位置決めが容易となり、この結果、部品点数が少なくて生産性が向上するものである。しかも、（１）所定形状にリードフレームを加工する工程、（２）合成樹脂と金属パイプをリードフレームに同時成形する工程、（３）金属パイプ上にチップを接合する工程、（４）チップとリードフレームをワイヤにより接続する工程、（５）リードフレームを分断する工程、の（１）〜（５）の工程を有するので、チップ付きの金属パイプを合成樹脂と接続させる必要がなくて、シリコン表面の清浄性を保つことが容易となり、この結果、高品質の半導体圧力センサーを製造することができるものである。
【００３８】
また、請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、チップと金属パイプをガラス台座の接合面積よりも小さい面積のハンダ板材を用いて接合するので、ハンダ接合時にハンダ板材の内側から流出する酸化膜で覆われていないピュアなハンダで接合する部分がチップの周囲に存在することとなり、接合部の信頼性、特に気密性が向上し、この結果、高品質の半導体圧力センサーを製造することができるものである。
【００３９】
また、請求項３記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、少なくとも３個以上の開口部を有する炉内で、非酸化性ガスを流しながら金属パイプを加熱し、開口部からハンダ並びにチップを金属パイプ上に設置することによってチップと金属パイプを接合するとき、ハンダあるいはチップを供給する開口部に煙突を設置するので、接合部近傍の酸素濃度を低下させることができ、また、ハンダ及びチップ設置時の大気巻き込みによるハンダの酸化を防ぐことができて、接合部の信頼性を向上させることができ、この結果、高品質の半導体圧力センサーを製造することができるものである。
【００４０】
また、請求項４記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、少なくとも３個以上の開口部を有する炉内で、非酸化性ガスを流しながら金属パイプを加熱し、開口部からハンダ並びにチップを金属パイプ上に設置することによってチップと金属パイプを接合するとき、チップ接合部の孔位置と金属パイプの孔位置を、撮像装置で観察認識し、チップ接合部の孔の中心位置と金属パイプの孔の中心位置を合致させて接合するので、チップの孔位置がチップの中央からずれていても、孔と孔とを合致させて接合することができ、ハンダによる孔詰まりの発生を防ぐことができ、この結果、高品質の半導体圧力センサーを製造することができるものである。
【００４１】
また、請求項５記載の発明にあっては、上記請求項４記載の発明の効果に加えて、チップ接合部の孔位置を撮像装置で観察認識する際にチップの欠けや成膜の剥がれを同時に観察判別するので、簡単に不良品のチェックができるものである。
【００４２】
また、請求項６記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、少なくとも３個以上の開口部を有する炉内で、非酸化性ガスを流しながら金属パイプを加熱し、開口部からハンダ並びにチップを金属パイプ上に設置することによってチップと金属パイプを接合するとき、炉内ヒータ部から金属パイプへの熱伝導によってリードフレームの金属パイプを加熱するので、合成樹脂の温度上昇を抑えながら金属パイプを加熱してチップと金属パイプをハンダ接合することができ、合成樹脂とリード線や金属台座と合成樹脂の接続劣化を防ぐことができ、この結果、高品質の半導体圧力センサーを製造することができるものである。
【００４３】
また、請求項７記載の発明にあっては、上記請求項２記載の発明の効果に加えて、キャリアテープにリードフレームを設置して炉内を通過させるに当たってキャリアテープがリードフレームの金属パイプだけに接しているので、キャリアテープの形状変更のみで、他品種に対応可能となり、他品種対応が容易となるものである。
【００４４】
また、請求項８記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、キャリアテープの金属パイプを保持する部分が、キャリアテープ内で設置する金属パイプの中心軸と垂直な方向に自由動自在となっているので、リードフレームの温度上昇による膨張をキャリアテープで吸収することが可能となり、リードフレームとキャリアテープの脱着が容易となり、この結果、生産性が向上するものである。
【００４５】
また、請求項９記載の発明にあっては、請求項１の半導体圧力センサーの製造方法に用いる装置であって、少なくとも３個以上の開口部を有し且つ非酸化性ガスを流しながら金属パイプを加熱し且つ開口部からハンダ並びにチップを金属パイプ上に設置することによってチップと金属パイプを接合するための炉を形成し、この炉においてハンダあるいはチップを供給する開口部に煙突を設置してあるので、煙突を設けるという簡単な構成で、接合部近傍の酸素濃度を低下させることができ、また、ハンダ及びチップ設置時の大気巻き込みによるハンダの酸化を防ぐことができて、接合部の信頼性を向上させることができるものである。
【００４６】
また、請求項１０記載の発明にあっては、請求項１記載の半導体圧力センサーの製造方法に用いる装置であって、少なくとも３個以上の開口部を有し且つ非酸化性ガスを流しながら金属パイプを加熱し且つ開口部からハンダ並びにチップを金属パイプ上に設置することによってチップと金属パイプを接合するための炉を形成し、この炉内ヒータ部から金属パイプへの熱伝導によってリードフレーム合成樹脂を介して結合した金属パイプを加熱する熱伝導手段を設けてあるので、炉内ヒータ部から金属パイプへの熱伝導によってリードフレーム合成樹脂を介して結合した金属パイプを加熱する熱伝導手段を設けるという簡単な構成により合成樹脂の温度上昇を抑えながら金属パイプを加熱してチップと金属パイプをハンダ接合することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体圧力センサーの製造工程を示す説明図である。
【図２】同上の製造方法の一実施例を示す説明図である。
【図３】同上の製造方法の参考例を示す説明図である。
【図４】同上の製造方法の他の参考例を示す説明図である。
【図５】同上の金属パイプにチップをハンダ板材で接合するに当たって、チップのガラス台座の接合面積とハンダ板材との大きさの関係を示す説明のための分解斜視図である。
【図６】同上の同上の金属パイプにチップをハンダ板材で接合するに当たって、ハンダ板材に孔を形成した例を示す説明のための分解斜視図である。
【図７】同上の金属パイプにチップをハンダ板材で接合するに当たって、ハンダ板材を複数個に分割した例を示す説明のための分解斜視図である。
【図８】ハンダダイボンダーを示す概略説明図である。
【図９】（ａ）は圧力センサーのダイボンドの説明図であり、（ｂ）はリードフレームのダイボンドの説明図である。
【図１０】本発明におけるダイボンドにおいて開口部に煙突を設けた例を示す説明図である。
【図１１】本発明においてチップ接合部の孔位置と金属パイプの孔位置を撮像装置で観察認識して両孔の中心位置を合致させて接合する例を示す説明図である。
【図１２】同上の撮像装置によりチップ接合面の不良を観察判別する例を示す説明図である。
【図１３】（ａ）は本発明において炉内ヒータ部から金属パイプへの熱伝導によってリードフレームの金属パイプを加熱する例を示す断面図であり、（ｂ）は炉内における金属パイプへの熱伝導部の斜視図である。
【図１４】（ａ）は本発明においてキャリアテープにリードフレームの金属パイプ部分のみを設置している例の断面図であり、（ｂ）は同上に用いるキャリアテープの斜視図である。
【図１５】（ａ）は同上の異なる例のキャリアテープにリードフレームの金属パイプ部分のみを設置している例の断面図であり、（ｂ）は同上に用いるキャリアテープの斜視図である。
【図１６】従来の半導体圧力センサーを示す断面図である。
【図１７】図１６に示す半導体圧力センサーを製造する従来の製造工程を示す説明図である。
【図１８】従来の他の半導体圧力センサーを示す断面図である。
【図１９】図１８に示す半導体圧力センサーを製造する従来の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１  シリコン素子
２  ガラス台座
３  チップ
３ａ  孔
４  金属パイプ
４ａ  孔
５  半導体圧力センサー
６  合成樹脂
７  リードフレーム
８  ワイヤ
９  ハンダ板材
１０  開口部
１１  炉
１２  煙突
１３  撮像装置
１４  キャリアテープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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