(57)【要約】【課題】物理量出力特性が初期状態から変動することを抑制することができる半導体物理量センサ装置の製造方法および半導体物理量センサ装置の試験方法を提供すること。【解決手段】半導体物理量センサ装置のセンサユニット１０は、接着剤層１３を介して樹脂ケース１の底面に固着され、かつゲル状保護材層５に覆われている。フリーオイルこの半導体物理量センサ装置を製造するにあたって、組立工程時に、フリーオイル濃度差の小さいゲル状保護材層５と接着剤層１３を用いて形成する。または、組立工程後、半導体圧力センサ装置の出力特性調整前に、半導体圧力センサ装置を室温または１３０℃以上の温度の雰囲気で放置し、ゲル状保護材層５と接着剤層１３との間でフリーオイルを拡散させて、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル濃度差を小さくする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を電気信号に変換するセンサチップを有するセンサユニットを、フリーオイルを含む接着剤層を介して樹脂ケースの内部に接合して収納する第１工程と、
前記接着剤層を構成する材料と同系統のゲル材料からなり、かつフリーオイルを含む保護材層を、前記樹脂ケースの内部に充填して当該保護材層で前記センサユニットを覆う第２工程と、
前記第２工程の後、前記センサチップの出力特性を調整する第３工程と、
を含むことを特徴とする半導体物理量センサ装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２工程では、前記接着剤層と同じフリーオイル濃度を有する前記保護材層を前記樹脂ケースの内部に充填することを特徴とする請求項１に記載の半導体物理量センサ装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２工程の後、前記第３工程の前に、前記接着剤層と前記保護材層との間において前記接着剤層へ前記保護材層からフリーオイルを拡散させて、前記接着剤層と前記保護材層とのフリーオイル濃度差を前記第２工程の終了後の時点よりも小さくする第４工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体物理量センサ装置の製造方法。
【請求項４】
前記第４工程では、予め求めた半導体物理量センサ装置の出力変動量が、前記第２工程の終了後の時点から５０％以上増大させる所定温度で所定時間放置することを特徴とする請求項３に記載の半導体物理量センサ装置の製造方法。
【請求項５】
前記第４工程では、予め求めた半導体物理量センサ装置の出力変動量が、前記第２工程の終了後の時点から９０％以上増大させる所定温度で所定時間放置することを特徴とする請求項３に記載の半導体物理量センサ装置の製造方法。
【請求項６】
前記第４工程では、前記接着剤層の重量変化率を、前記第２工程の終了後の時点よりも増大させて、前記接着剤層と前記保護材層とのフリーオイル濃度を同じにすることを特徴とする請求項３に記載の半導体物理量センサ装置の製造方法。
【請求項７】
前記第４工程では、前記樹脂ケースに収納され前記保護材層で覆われた前記センサユニットを、所定温度の雰囲気で所定時間放置することを特徴とする請求項３または６に記載の半導体物理量センサ装置の製造方法。
【請求項８】
前記所定温度は、室温であることを特徴とする請求項７に記載の半導体物理量センサ装置の製造方法。
【請求項９】
前記所定温度は、１３０℃以上であることを特徴とする請求項４、５、７のいずれか一つに記載の半導体物理量センサ装置の製造方法。
【請求項１０】
前記所定温度は、前記物理量を受ける環境の温度以上の雰囲気であることを特徴とする請求項４、５、７のいずれか一つに記載の半導体物理量センサ装置の製造方法。
【請求項１１】
前記所定温度において、
前記センサユニットの放置時間に対する前記接着剤層の重量変化率を取得する第１取得工程と、
前記第１取得工程の結果に基づいて、前記接着剤層の重量変化が飽和したときの重量変化率を飽和値ＭSと規定し、前記センサチップの出力変動量が前記第２工程の終了後の時点からＹ％になるまでの前記接着剤層の重量変化率を、前記飽和値ＭSを基準とした割合（＝ＭS×Ｚ、Ｚ＜１）で取得する第２取得工程と、
を予め行っておき、
前記第４工程では、
前記第２取得工程の結果に基づいて、前記第１取得工程により得られた放置時間を所定時間とすることを特徴とする請求項４または５に記載の半導体物理量センサ装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１取得工程では、１５０℃で５００時間加熱後の前記接着剤層の重量変化率を前記飽和値ＭSと規定することを特徴とする請求項１１に記載の半導体物理量センサ装置の製造方法。
【請求項１３】
物理量を電気信号に変換するセンサチップを有するセンサユニットと、接着剤層を介して前記センサユニットを内部に接合して収納する樹脂ケースと、前記樹脂ケースの内部に充填されて前記センサユニットを覆う保護材層と、を備えた半導体物理量センサ装置の試験方法であって、
前記接着剤層は、フリーオイルを含み、
前記保護材層は、前記接着剤層を構成する材料と同系統のゲル材料からなり、前記接着剤層と異なる濃度でフリーオイルを含み、かつ前記接着剤層に接触しており、
前記樹脂ケースに収納され前記保護材層で覆われた前記センサユニットを所定温度の雰囲気で所定時間放置して、前記接着剤層と前記保護材層との間において前記接着剤層へ前記保護材層からフリーオイルを拡散させ、放置時間に対する前記接着剤層の重量変化率を取得する第１取得工程と、
前記第１取得工程の結果に基づいて、前記接着剤層の重量変化が飽和したときの重量変化率を飽和値ＭSと規定し、前記センサチップの出力変動量が初期状態からＹ％になるまでの前記接着剤層の重量変化率を、前記飽和値ＭSを基準とした割合（＝ＭS×Ｚ、Ｚ＜１）で取得する第２取得工程と、
を含むことを特徴とする半導体物理量センサ装置の試験方法。
【請求項１４】
前記第１取得工程では、１５０℃で５００時間加熱後の前記接着剤層の重量変化率を前記飽和値ＭSと規定することを特徴とする請求項１３に記載の半導体物理量センサ装置の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体物理量センサ装置の製造方法および半導体物理量センサ装置の試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や産業用機器には多数の半導体物理量センサ装置が用いられている。例えば、自動車用の半導体圧力センサ装置では、一般にセンサ素子としてピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力センサチップが用いられる。半導体圧力センサ装置は、単結晶シリコン（Ｓｉ）など、ピエゾ抵抗効果を有する材料からなるダイアフラムに複数の半導体歪ゲージを形成し、これらの半導体歪ゲージをブリッジ接続した構成となっている。この半導体圧力センサ装置は、圧力変化に応じたダイアフラムの変形により半導体歪ゲージのゲージ抵抗が変化し、その変化量をブリッジ回路から電圧信号として取り出すことにより、圧力を検出する。
【０００３】
半導体圧力センサ装置は、半導体圧力センサユニットを収納容器本体に形成された凹状のセンサ搭載部に収納した構成となっている。半導体圧力センサユニットは、半導体圧力センサチップをガラス台座の一方の面に接合した構造を備え、ガラス台座の他方の面が収納容器本体のセンサ搭載部の底面に接着されることで当該センサ搭載部に収納されている。また、半導体圧力センサユニットは、収納容器本体の内部に充填されたゲル状保護材で被覆され、被測定圧力媒体に含まれる汚染物質などの付着物から保護されている（例えば、下記特許文献１（第０００３〜０００５段落、第５図）参照。）。
【０００４】
また、別の半導体圧力センサ装置として、複数の保護材のうち、少なくとも、センサチップの圧力受圧面に接する第１保護材に含まれるフリーオイルの量よりも、この第１保護材に接する第２保護材に含まれるフリーオイルの量を多くした装置が提案されている（例えば、下記特許文献２（第０００８，０００４５段落）参照。）。下記特許文献２では、第１，２保護材層間において第１，２保護材層に含まれる硬化防止のためのフリーオイルに濃度勾配を設けて、第２保護材層を第１保護材層のオイル供給源とすることで、第１保護材層のオイル混合量が減少することを防止している。
【０００５】
また、別の半導体圧力センサ装置として、少なくともターミナルの上部をフッ素接着剤で被覆し、フッ素接着剤、センサチップおよびボンディングワイヤのすべてが埋没するように、収納容器本体の内部にフッ素系接着剤と同種のフッ素系ゲルを充填した装置が提案されている（例えば、下記特許文献３参照。）。下記特許文献３では、ターミナルの上部をフッ素系接着剤で被覆することで、ガソリン蒸気、水蒸気、酸性排気ガス等の雰囲気の悪影響を受けにくくしている。また、温度変化や圧力変化を受ける状況下に置かれても、封止剤中に気泡の発生やクラック発生を防止して耐久寿命を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５８８４９２１号公報
【特許文献２】特許第４８９３５２９号公報
【特許文献３】特開２００１−０９９７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の半導体圧力センサ装置では、半導体圧力センサユニットと収納容器本体とを接着する接着剤層と、半導体圧力センサユニットを保護するゲル状保護材層と、が接触する構成となる場合がある。この場合、ゲル状保護材層に含まれるフリーオイル（無官能のオイル）が接着剤層へ拡散し、接着剤層は当該拡散したフリーオイルを吸収して膨潤することがある。
【０００８】
このフリーオイルの拡散により、接着剤層およびゲル状保護材層の弾性率、針入度および硬度などの物性が経時的に変化することが想定される。これによって、半導体圧力センサユニットの周辺部材間の応力バランスが初期状態から変化し、半導体圧力センサ装置の圧力検知精度に悪影響をもたらす虞がある。この問題は、当該半導体圧力センサ装置と同じ構成を備えた他の半導体物理量センサ装置にも同様に生じる。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、物理量出力特性が初期状態から変動することを抑制することができる半導体物理量センサ装置の製造方法および半導体物理量センサ装置の試験方法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】
【００１０】
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法は、次の特徴を有する。まず、物理量を電気信号に変換するセンサチップを有するセンサユニットを、フリーオイルを含む接着剤層を介して樹脂ケースの内部に接合して収納する第１工程を行う。次に、前記接着剤層を構成する材料と同系統のゲル材料からなり、かつフリーオイルを含む保護材層を、前記樹脂ケースの内部に充填して当該保護材層で前記センサユニットを覆う第２工程を行う。次に、前記第２工程の後、前記センサチップの出力特性を調整する第３工程を行う。
【００１１】
また、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２工程では、前記接着剤層と同じフリーオイル濃度を有する前記保護材層を前記樹脂ケースの内部に充填することを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２工程の後、前記第３工程の前に、前記接着剤層と前記保護材層との間において前記保護材層から前記接着剤層へフリーオイルを拡散させて、前記接着剤層と前記保護材層とのフリーオイル濃度差を前記第２工程の終了後の時点よりも小さくする第４工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
また、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記第４工程では、予め求めた半導体物理量センサ装置の出力変動量が、前記第２工程の終了後の時点から５０％以上増大させる所定温度で所定時間放置することを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記第４工程では、予め求めた半導体物理量センサ装置の出力変動量が、前記第２工程の終了後の時点から９０％以上増大させる所定温度で所定時間放置することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記第４工程では、前記接着剤層の重量変化率を、前記第２工程の終了後の時点よりも増大させて、前記接着剤層と前記保護材層とフリーオイル濃度を同じにすることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記第４工程では、前記樹脂ケースに収納され前記保護材層で覆われた前記センサユニットを、所定温度の雰囲気で所定時間放置することを特徴とする。
【００１７】
また、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記所定温度は、室温であることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記所定温度は、１３０℃以上であることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記所定温度は、前記物理量を受ける環境の温度以上の雰囲気であることを特徴とする。
【００２０】
また、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記第４工程では、まず、予め所定温度において、前記センサユニットの放置時間に対する前記接着剤層の重量変化率を予め取得する第１取得工程を行う。次に、前記第１取得工程の結果に基づいて、前記接着剤層の重量変化が飽和したときの重量変化率を飽和値ＭSと規定し、前記センサチップの出力変動量が前記第２工程の終了後の時点からＹ％になるまでの前記接着剤層の重量変化率を、前記飽和値ＭSを基準とした割合（＝ＭS×Ｚ、Ｚ＜１）で取得する第２取得工程を行う。次に、前記第４工程では、前記第２取得工程の結果に基づいて、前記第１取得工程により得られた放置時間を所定時間とすることを特徴とする。
【００２１】
また、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２取得工程では、１５０℃で５００時間加熱後の前記接着剤層の重量変化率を前記飽和値ＭSと規定することを特徴とする。
【００２２】
また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の試験方法は、センサユニット、樹脂ケースおよび保護材層を備えた半導体物理量センサ装置の試験方法であって、次の特徴を有する。前記センサユニットは、物理量を電気信号に変換するセンサチップを有する。前記樹脂ケースは、接着剤層を介して前記センサユニットを内部に接合して収納する。前記接着剤層は、フリーオイルを含む。前記保護材層は、前記樹脂ケースの内部に充填されて前記センサユニットを覆う。前記保護材層は、前記接着剤層を構成する材料と同系統のゲル材料からなり、前記接着剤層と異なる濃度でフリーオイルを含む。前記保護材層は、前記接着剤層に接触している。まず、前記樹脂ケースに収納され前記保護材層で覆われた前記センサユニットを所定温度の雰囲気で所定時間放置して、前記接着剤層と前記保護材層との間において前記接着剤層へ前記保護材層からフリーオイルを拡散させ、放置時間に対する前記接着剤層の重量変化率を取得する第１取得工程を行う。次に、前記第１取得工程の結果に基づいて、前記接着剤層の重量変化が飽和したときの重量変化率を飽和値ＭSと規定し、前記センサチップの出力変動量が初期状態からＹ％になるまでの前記接着剤層の重量変化率を、前記飽和値ＭSを基準とした割合（＝ＭS×Ｚ、Ｚ＜１）で取得する第２取得工程を行う。
【００２３】
また、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の試験方法は、上述した発明において、前記第２取得工程では、１５０℃で５００時間加熱後の前記接着剤層の重量変化率を前記飽和値ＭSと規定することを特徴とする。
【００２４】
上述した発明によれば、接着剤層と保護材層との間でのフリーオイルの単位時間当たりの拡散量を低減することができる。このため、フリーオイルの拡散により、接着剤層および保護材層の弾性率、針入度および硬度などの物性が経時的に変化することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法および半導体物理量センサ装置の試験方法によれば、物理量出力特性が初期状態から変動することを抑制することができ、物理量検知精度を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一般的な半導体物理量センサ装置の構造を示す断面図である。
【図２】図１の半導体物理量センサ装置を上方から見たレイアウトを示す平面図である。
【図３】実施の形態にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。
【図４】実施例１の検証に用いた試験片を模式的に示す断面図である。
【図５】実施例１の接着剤層の重量変化率の時間依存性を示す特性図である。
【図６】実施例１の接着剤層の重量変化率のフリーオイル配合比率依存性を示す特性図である。
【図７Ａ】実施例１の接着剤層の重量変化率の温度依存性を示す特性図である。
【図７Ｂ】実施例１の接着剤層の重量変化率の温度依存性を示す特性図である。
【図８】実施例２の半導体物理量センサ装置の出力変動量の時間依存性を示す特性図である。
【図９】実施例３の接着剤層の重量変化率の時間依存性を示す特性図である。
【図１０】図９の経過時間初期の特性を拡大して示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法および半導体物理量センサ装置の試験方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２８】
（実施の形態）
実施の形態にかかる半導体物理量センサ装置の構成について説明する。図１は、一般的な半導体物理量センサ装置の構造を示す断面図である。図２は、図１の半導体物理量センサ装置を上方から見たレイアウトを示す平面図である。図１に示す半導体物理量センサ装置は、樹脂ケース１、センサ搭載部２、外部導出用のリード端子（リードフレーム）３、ボンディングワイヤ４、ゲル状保護材層５およびセンサユニット１０を備えた一般的な構成の例えば半導体圧力センサ装置である。センサユニット１０は、半導体センサチップ１１および台座部材１２を備える。
【００２９】
樹脂ケース１は、センサユニット１０を収納する収納容器本体であり、内部にセンサユニット１０を収納する凹状のセンサ搭載部２を有する。樹脂ケース１には、複数のリード端子３が一体的にインサート成形されている。リード端子３の一方の端部は樹脂ケース１の内部に露出され、他方の端部は樹脂ケース１の外側に露出されている。センサユニット１０は、半導体センサチップ１１が台座部材１２の一方の面に接合されてなり、接着剤層１３を介して台座部材１２の他方の面がセンサ搭載部２の底面にダイボンディング（固着）されている。
【００３０】
半導体センサチップ１１は、圧力によって撓む感圧部（ダイアフラム）１１ａと、抵抗ブリッジ（不図示）と、抵抗ブリッジの出力を増幅および補正する回路部（不図示）と、を備える。ダイアフラム１１ａは、半導体センサチップ１１の裏面の例えば中央部に設けた凹部１１ｂにより薄板化された部分である。抵抗ブリッジは、ピエゾ抵抗効果を有する材料（例えばイオン注入等によりダイアフラム１１ａに形成した拡散領域）で形成された複数の半導体歪ゲージをブリッジ接続したブリッジ回路である。なお、回路部は半導体センサチップ１１に集積しなくてもよい。この場合、別の半導体チップ（不図示）に形成し、複数のリード端子３により半導体センサチップ１１と電気的に接続する。
【００３１】
半導体センサチップ１１は、ダイアフラム１１ａを配置した部分に形成された凹部１１ｂを台座部材１２で塞ぐように、台座部材１２の一方の面に例えば静電接合（陽極接合）されている。台座部材１２は、例えば耐熱ガラスでできている。台座部材１２の他方の面は、樹脂ケース１のセンサ搭載部２の底面に接着剤層１３を介してダイボンディングされている。接着剤層１３は、フリーオイルを含む高分子材料からなる。フリーオイルは、弾性率、針入度および硬度などの物性を調整するための添加剤である。接着剤層１３は、例えば、耐薬品性の高いフッ素系接着剤であってもよい。
【００３２】
半導体センサチップ１１のおもて面上の電極パッド６（図２参照）は、ボンディングワイヤ４を介してリード端子３に電気的に接続されている。半導体センサチップ１１、リード端子３の樹脂ケース１の内部に露出された部分、およびボンディングワイヤ４は、ゲル状保護材層５に埋設され、ゲル状保護材層５により被測定圧力媒体に含まれる汚染物質などの付着から保護されている。ゲル状保護材層５は、凹状のセンサ搭載部２を埋め込むように、樹脂ケース１の内部に充填され、接着剤層１３の側面１３ａに接触している。ゲル状保護材層５は、センサユニット１０に圧力を伝達する圧力媒体である。
【００３３】
ゲル状保護材層５は、フリーオイルを含むゲルからなる。また、本発明においては、ゲル状保護材層５は、接着剤層１３と同系統の材料からなる。本発明において同系統の材料とは、構成する成分の主鎖が同じ材料である。かつ、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル濃度差は、半導体圧力センサ装置の出力特性を調整する前に予め可能な限り小さく設定される。好ましくは、ゲル状保護材層５のフリーオイル濃度および接着剤層１３のフリーオイル濃度は、半導体圧力センサ装置の出力特性を調整する前に予め同程度に設定されることがよい。例えば、組立工程時に、フリーオイル濃度差の小さいまたはほぼ同じゲル状保護材層５および接着剤層１３を形成してもよい。ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル濃度差が小さいほど、ゲル状保護材層５と接着剤層１３との間でのフリーオイルの単位時間当たりの拡散量を低減することができ、圧力センサ装置の出力特性の経時的変化を抑制することができる。
【００３４】
ゲル状保護材層５と接着剤層１３との間でのフリーオイルの拡散が抑制されることで、拡散したフリーオイルを吸収して接着剤層１３が膨潤することが抑制される。このため、この膨潤現象により接着剤層１３およびゲル状保護材層５の物性が経時的に変化することを防止することができ、半導体圧力センサ装置の圧力検知精度を向上させることができる。ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル濃度差を小さくするには、例えば、ゲル状保護材層５と同程度のフリーオイル濃度となるようにフリーオイルを配合した接着剤を用いてセンサユニット１０と樹脂ケース１とを接着する。
【００３５】
さらに、フリーオイル濃度の異なるゲル状保護材と接着剤を用いて、半導体圧力センサ装置を組立工程後、半導体圧力センサ装置の出力特性調整前に、ゲル状保護材層５と接着剤層１３との間でフリーオイルの拡散を予め進行させることで、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル濃度差を小さくしてもよい。この拡散現象は、接着剤層１３およびゲル状保護材層５の重量変化が飽和する（膨潤した部材の重量増大率を１００％にする）程度に進行させることが好ましいが、この拡散現象による重量変化が半導体圧力センサ装置の出力特性調整前に初期状態（重量変化率＝０％）から少しでも進行していれば、接着剤層１３にフリーオイルを含まない構成の従来構造よりも半導体圧力センサ装置の出力特性変動を抑制することができる。
【００３６】
この拡散現象において、ゲル状保護材層５および接着剤層１３のうち、相対的にフリーオイル濃度の低い接着剤層１３は、ゲル状保護材層５から拡散したフリーオイルを吸収して膨潤する。このため、当該相対的にフリーオイル濃度の低い接着剤層１３の重量は、急速に増大した後、緩やかに増大して飽和しほぼ変化しなくなる。ゲル状保護材層５のフリーオイルは、接着剤層１３へ拡散される。このため、ゲル状保護材層５の重量は、急速に減少した後、緩やかに減少して飽和しほぼ変化しなくなる。
【００３７】
このようにゲル状保護材層５と接着剤層１３との間でフリーオイルの拡散による重量変化が生じる。このため、半導体圧力センサ装置の出力特性調整前に、ゲル状保護材層５および接着剤層１３の重量変化が急速に進行する期間を経過させて、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル濃度差を小さくすることが好ましい。例えば、接着剤層１３の重量増大率は、半導体圧力センサ装置の出力特性調整前に初期状態（＝０％）から少なくとも５０％以上にすることがよく、好ましくは９０％以上にすることがよい。
【００３８】
図２に示すように、センサユニット１０および接着剤層１３は、例えば、略同一寸法の略矩形状の平面形状を有する。樹脂ケース１のセンサ搭載部２は、センサユニット１０を収納可能な程度にセンサユニット１０よりも一回り大きい寸法の例えば略矩形状の平面形状を有する。ゲル状保護材層５（ハッチング部分）は、半導体センサチップ１１のおもて面を覆うとともに、センサ搭載部２の側壁２ａとセンサユニット１０の側面１０ａとの間に充填され、センサユニット１０の側面１０ａおよび接着剤層１３の側面１３ａに接触している。すなわち、ゲル状保護材層５は、例えば略矩形状の平板状の接着剤層１３の４辺に相当する側面１３ａに接触している。
【００３９】
この図１に示す半導体圧力センサ装置において、樹脂ケース１のゲル状保護材層５側の空間部分が圧力検出部であり、ゲル状保護材層５の表面に被測定圧力媒体が接触して、半導体センサチップ１１に圧力が印加される。圧力変化に応じたダイアフラム１１ａの変形により、半導体歪ゲージが変形して半導体歪ゲージのゲージ抵抗が変化し、このゲージ抵抗の変化量をブリッジ回路から電圧信号として取り出すことで圧力が検出される。上述したように、半導体圧力センサ装置の出力特性調整前に、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル濃度差が予め調整されるため、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とが接触していても、出力特性調整後の半導体圧力センサ装置の出力特性変動は小さい。
【００４０】
次に、実施の形態にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法について説明する。図３は、実施の形態にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。まず、半導体ウエハ（不図示）のおもて面の、個々の半導体センサチップ１１となる各領域に、それぞれ抵抗ブリッジや当該抵抗ブリッジの出力を増幅および補正する回路部等の集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を形成する（ステップＳ１）。次に、半導体ウエハの裏面を研磨する（ステップＳ２）。
【００４１】
次に、半導体ウエハの裏面の、個々の半導体センサチップ１１となる各領域にそれぞれウエハ裏面から所定深さの凹部１１ｂを形成することで、半導体センサチップ１１となる各領域の一部をそれぞれ薄板化してダイアフラム１１ａを形成する（ステップＳ３）。次に、台座部材１２となる例えばガラスウエハ（不図示）を半導体ウエハの凹部１１ｂを塞ぐように配置し、当該ガラスウエハの一方の面に、半導体ウエハの裏面を接合（静電接合）する（ステップＳ４）。
【００４２】
次に、ガラスウエハに静電接合した状態の半導体ウエハに対して、一般的な電気特性試験を行う（ステップＳ５）。次に、半導体ウエハをガラスウエハごとダイシング（切断）して個々の半導体センサチップ１１に個片化する（ステップＳ６）。このステップＳ１〜Ｓ６までの処理により、台座部材１２の一方の面に半導体センサチップ１１を静電接合したセンサユニット１０が作製される。次に、センサユニット１０の外観検査を行う（ステップＳ７）。
【００４３】
次に、センサユニット１０の台座部材１２の他方の面を、接着剤層１３により樹脂ケース１のセンサ搭載部２の底面にダイボンディングする（ステップＳ８）。次に、ワイヤボンディングにより、半導体センサチップ１１のおもて面の電極パッド６と、樹脂ケース１に一体成形されたリード端子３と、をボンディングワイヤ４で電気的に接続する（ステップＳ９）。ステップＳ８の処理とステップＳ９の処理とは、自動搬送による連続処理が可能である。
【００４４】
次に、樹脂ケース１の内部にゲル状保護材を塗布して、ゲル状保護材の内部にセンサユニット１０、リード端子３およびボンディングワイヤ４を埋設する（ステップＳ１０）。次に、熱処理（キュア）により、ゲル状保護材を硬化することでゲル状保護材層５を形成する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１までの処理で、実施の形態にかかる半導体圧力センサ装置の組立工程が終了する。次に、センサユニット１０に温度および電圧の負荷をかけて初期不良チップを選別して取り除くバーンイン試験を行う（ステップＳ１２）。
【００４５】
次に、ゲル状保護材層５のフリーオイル濃度と接着剤層１３のフリーオイル濃度とが異なる場合、ゲル状保護材層５と接着剤層１３との間で生じるフリーオイルの拡散を進行させて、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル濃度差を小さくする（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の処理においては、例えば、室温（例えば２５℃程度）または高温（例えば実使用時の半導体圧力センサ装置の周囲の環境の温度）の雰囲気中でセンサユニット１０を所定時間保管することで、ゲル状保護材層５と接着剤層１３との間でフリーオイルの拡散を進行させる。
【００４６】
実使用時の半導体圧力センサ装置の周囲の環境の温度とは、例えば半導体圧力センサ装置を自動車のエンジンの排気系部品として用いる場合、自動車の排気ガスの温度である１３０℃〜１５０℃程度であってもよい。ゲル状保護材層５のフリーオイル濃度と接着剤層１３のフリーオイル濃度とが異なる場合に、半導体物理量センサ装置に与える熱履歴条件を決定する方法や、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル配合比率については後述する。
【００４７】
ステップＳ１３の処理は、ステップＳ１１の処理の後、ステップＳ１２の処理の前に行ってもよい。また、ステップＳ１３の処理はステップＳ１２の処理と同時に行ってもよい。すでにゲル状保護材層５のフリーオイル濃度と接着剤層１３のフリーオイル濃度とがほぼ同じ場合には、ステップＳ１３の処理を省略して、ステップＳ１４の処理へ進む。
【００４８】
次に、半導体圧力センサ装置の所定の出力特性が得られるトリミングデータに調整してから当該トリミングデータをＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリに書き込む（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の処理においては、ステップＳ１３の処理後の半導体圧力センサ装置の出力変動量（ゲル状保護材層５および接着剤層１３の重量変化率）を基準（＝０）として出力特性を調整することができる。
【００４９】
なお、ステップＳ１２をステップＳ１４の後に行うこともできる。この場合、ステップＳ１３は、ステップＳ１１終了後、ステップＳ１４を行う前に行う。よって、ステップＳ１１終了後、ステップＳ１４を行う前に、所定温度で所定時間放置する必要がある。
【００５０】
次に、半導体圧力センサ装置の周囲の温度変化に対する出力特性試験（温度特性試験）を行う（ステップＳ１５）。ステップＳ１４の処理とステップＳ１５の処理とは、自動搬送による連続処理が可能である。次に、半導体圧力センサ装置の周囲の気圧変動に対する出力特性検査（大気圧出力検査）を行う（ステップＳ１６）。次に、半導体圧力センサ装置の最終的な外観検査を行うことで（ステップＳ１７）、半導体圧力センサ装置が完成する。
【００５１】
（実施例１）
次に、ゲル状保護材層５および接着剤層１３の重量変化率の時間依存性および温度依存性について検証した。図４は、実施例１の検証に用いた試験片を模式的に示す断面図である。図４に示すように、硬化済みの接着剤片２１の両面（両平板面）それぞれを覆うように硬化済みのゲル状保護材シート２２を接触させた状態の試験片２０について、接着剤片２１の重量変化を検証した。接着剤片２１は、薄板状で略矩形状の平面形状を有する。ゲル状保護材シート２２は、シート状で略矩形状の平面形状を有する。接着剤片２１およびゲル状保護材シート２２は、それぞれ図１の接着剤層１３およびゲル状保護材層５に相当する。試験片２０は、図１において接着剤層１３の対向する２辺に相当する側面をゲル状保護材層５で覆った状態に相当する。
【００５２】
まず、接着剤片２１およびゲル状保護材シート２２の材料について検証した。試験片２０について、接着剤片２１とゲル状保護材シート２２とが同じ系統の材料で構成されている場合の、接着剤片２１の重量変化率を図５に示す（ゲル−接着剤：同種）。この試験片２０は、接着剤片２１およびゲル状保護材シート２２ともに主鎖中にパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素系化合物（合成高分子化合物）とした。フッ素系化合物としては、例えば、信越化学工業株式会社製ＳＩＦＥＬ（登録商標）を用いることができる。また、比較として、試験片２０について、接着剤片２１とゲル状保護材シート２２とが異なる系統の材料で構成されている場合の、接着剤片２１の重量変化率も示す（ゲル−接着剤：異種）。この試験片２０は、接着剤片２１をフッ素系接着剤として、ゲル状保護材シート２２をシリコーンとした。半導体物量センサ装置においてゲル状保護材層５の重量が接着剤層１３の重量に比べて十分大きい場合、ゲル状保護材層５は接着剤層１３に対してフリーオイルの無限供給源であると考えられる。試験片２０においても無限供給源を実現するために、ゲル状保護材シート２２の厚さは接着剤片２１の１０倍以上とすることが望ましい。また、接着剤片２１の厚さを変えた場合の試験片２０を複数作成し、接着剤片２１の重量変化率の接着剤片厚さ依存性から、各接着剤片厚さにおける所定の重量変化率に達するまでの時間を取得する。前記取得データを用いて、半導体物理量センサ装置の接着剤層１３の平面形状において、その中心を通り２つの端部を結ぶ直線の最短距離における接着剤の重量変化率の時間依存性を取得する（図５）。
【００５３】
図５は、実施例１の接着剤の重量変化率の時間依存性を示す特性図である。図５の横軸は、接着剤片２１とゲル状保護材シート２２とを接触させた時点（経過時間＝０ｈ：初期状態）から、試験片２０を放置した経過時間（ｈ：ｈｏｕｒ）である。図５の縦軸は、ゲル状保護材シート２２のフリーオイル濃度が接着剤片２１のフリーオイル濃度よりも高い場合における接着剤片２１の重量変化率（％）である。図５の縦軸は、重量変化率＝０％を境に上側が重量増大を示し、下側が重量減少を示している（図６，７Ａ，７Ｂの横軸・縦軸も図５と同様）。すなわち、重量変化率＝０％とは、ゲル状保護材シート２２と接触させる前の接着剤片２１を示している。試験片２０の周囲の温度は１５０℃とした。
【００５４】
図５に示す結果より、接着剤片２１とゲル状保護材シート２２とが同じ系統の材料で構成されている場合、時間経過に伴ってフリーオイルの拡散による膨潤が生じ、相対的にフリーオイル濃度の低い部材の重量が増大することが確認された。ここでは、接着剤片２１が膨潤して、接着剤片２１の重量が増大した。一方、接着剤片２１とゲル状保護材シート２２とが異なる系統の材料で構成されている場合、時間経過に依らず接着剤片２１の重量はほぼ変化しないことが確認された。したがって、フリーオイルの拡散によるゲル状保護材層５および接着剤層１３の重量変化は、同じ系統の材料で構成されたゲル状保護材層５と接着剤層１３との間に生じることがわかる。
【００５５】
次に、接着剤片２１とゲル状保護材シート２２とが同じ系統の材料で構成されている場合の、接着剤片２１とゲル状保護材シート２２とのフリーオイルの配合比率について検証した。図６は、実施例１の接着剤の重量変化率のフリーオイル配合比率依存性を示す特性図である。試験片２０について、フリーオイルを含まない従来の接着剤Ａで構成した接着剤片２１と、ゲル状保護材シート２２と、のフリーオイル濃度差が生じている場合において、接着剤片２１の重量変化率を図６に示す。この試験片２０では、［ゲル状保護材シート２２に含まれるフリーオイル］：［接着剤Ａで構成された接着剤片２１に含まれるフリーオイル］＝Ｘ：０である（Ｘは正数）。
【００５６】
また、比較として、試験片２０について、ゲル状保護材シート２２と同じ分量でフリーオイルを含む接着剤Ｂで接着剤片２１を構成した場合の、接着剤片２１の重量変化率を示す。この試験片２０では、［ゲル状保護材シート２２に含まれるフリーオイル］：［接着剤Ｂで構成された接着剤片２１に含まれるフリーオイル］＝Ｘ：Ｘである（Ｘは正数）。接着剤片２１を接着剤Ａ，Ｂで構成した試験片２０ともに、接着剤片２１およびゲル状保護材シート２２は同じ系統の材料で構成されている。試験片２０の周囲の温度は１５０℃とした。
【００５７】
図６に示す結果より、接着剤片２１が従来の接着剤Ａで構成されている場合、時間経過に伴ってフリーオイルの拡散による膨潤が生じ、相対的にフリーオイル濃度の低い部材の重量が増大することが確認された。ここでは、接着剤片２１が膨潤して、接着剤片２１の重量が増大した。一方、ゲル状保護材シート２２とのフリーオイル濃度差のない接着剤Ｂで構成された接着剤片２１においては、時間経過に依らず接着剤片２１の重量はほぼ変化しないことが確認された。したがって、同じ系統の材料で構成されたゲル状保護材層５と接着剤層１３とにフリーオイル濃度差がない場合、フリーオイルの拡散はほぼ生じないことがわかる。
【００５８】
次に、試験片２０を放置する環境の温度について検証した。図７Ａ，７Ｂは、実施例１の接着剤の重量変化率の温度依存性を示す特性図である。試験片２０を放置する環境の温度を−４０℃、２５℃および１５０℃としたときの、接着剤片２１の重量変化率を図７Ａに示す。また、試験片２０を放置する環境の温度を１３０℃、１５０℃および１７０℃としたときの、接着剤片２１の重量変化率を図７Ｂに示す。各試験片２０ともに、接着剤片２１およびゲル状保護材シート２２は同じ系統の材料で構成され、かつゲル状保護材層５のフリーオイル濃度を接着剤層１３のフリーオイル濃度よりも高くしている。
【００５９】
図７Ａに示す結果より、試験片２０を放置する環境の温度が高いほど、時間経過に伴ってフリーオイルの拡散による膨潤が速く進行し、接着剤片２１の重量増大が速く進行することが確認された。また、試験片２０を放置する環境の温度が−４０℃と低すぎる場合、時間が経過しても接着剤片２１の重量はほぼ変化しないことが確認された。また、図７Ｂに示す結果より、試験片２０を放置する環境の温度が１３０℃以上である場合、試験片２０を放置した環境の温度によらず、接着剤片２１の重量増大の進行度はほぼ同じになることが確認された。このため、上述したステップＳ１３の処理における熱履歴条件を、１３０℃以上とすることが好ましい。
【００６０】
なお、接着剤片２１のフリーオイル濃度がゲル状保護材シート２２のフリーオイル濃度よりも高い場合には、実施例１において接着剤片２１とゲル状保護材シート２２とを入れ替えた内容の特性が得られる。
【００６１】
（実施例２）
次に、上述したステップＳ１３の処理において実施の形態にかかる半導体物理量センサ装置に与える熱履歴条件を決定する方法について説明する。ここでは、ゲル状保護材層５のフリーオイル濃度を接着剤層１３のフリーオイル濃度よりも高くしている。半導体物理量センサ装置を保管する環境の温度を１５０℃とし、接着剤層１３の膨潤が生じない−４０℃で半導体物理量センサ装置の出力特性を測定した。このときの半導体物理量センサ装置の出力特性の一例を図８に示す。図８は、実施例２の半導体物理量センサ装置の出力変動量の時間依存性を示す特性図である。
【００６２】
図８の横軸は、ステップＳ１１終了時点（経過時間＝０ｈ：初期状態）から、半導体物理量センサ装置を放置した経過時間（ｈ：ｈｏｕｒ）である。図８の縦軸は、実施例２にかかる半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutである。図８の縦軸は、ステップＳ１１終了時点の出力変動量（以下、初期出力変動量とする）ΔＶ0から下側に向かうほど、ステップＳ１３の処理直後の半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが大きくなっていることを示している。ステップＳ１３の処理直後の半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutを大きくするほど、ステップＳ１３の処理以降の半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが小さくなる。
【００６３】
まず、半導体物理量センサ装置を保管する環境の温度を決定し、この温度環境で半導体物理量センサ装置を放置したときの半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutを取得する（図８参照）。そして、ｎ時間後の出力変動量ΔＶnと（ｎ−１）時間後の出力変動量ΔＶ(n-1)との差がΔＶnに対して１％以下（（ΔＶn−ΔＶ(n-1)）／ΔＶn≦１％）となった時点の出力変動量ΔＶoutを１００％とし、その時の出力変動量をΔＶ4と規定する。例えば、図８に示す一例においては、熱履歴条件を１５０℃の温度環境で１５時間放置としたときの半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutを１００％と規定する。
【００６４】
この半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが１００％となる熱履歴条件は、ステップＳ１３の処理以降（１５時間超）に、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutがほぼ生じない最も好適な熱履歴条件である。この最も好適な熱履歴条件を基準にして、ステップＳ１３の処理において半導体物理量センサ装置に与える熱履歴条件を決定する。例えば、ステップＳ１３の処理後の半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutを１００％に設定する場合には、上述した最も好適な熱履歴条件でステップＳ１３の処理を行えばよい。
【００６５】
また、ステップＳ１３の処理直後の半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが１００％未満となるような熱履歴条件でステップＳ１３の処理を行ってもよい。この場合、ステップＳ１３の処理以降に、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが１００％になるまで出力変動することになるが、ステップＳ１３の処理を行っているため、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutは従来よりも小さい。
【００６６】
具体的には、例えば、ステップＳ１３の処理直後の半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutを５０％にするとする。すなわち、ステップＳ１３の処理以降に、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが最大５０％変動する（出力変動量ΔＶoutが５０％から１００％になる）とする。この場合、例えば、１５０℃以上の温度環境において、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが初期出力変動量ΔＶ0に対して５０％（ΔＶout／ΔＶ4＝５０％）の出力変動量ΔＶ1となるのは、ステップＳ１３の処理において半導体物理量センサ装置を２時間放置したときである。このため、ステップＳ１３の処理における熱履歴条件（以下、第１条件とする）を、温度環境を１５０℃以上とし、かつ経過時間を２時間以上とすればよい。
【００６７】
さらに、ステップＳ１３の処理直後の半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutを７５％にするとする。すなわち、ステップＳ１３の処理以降に、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが最大２５％変動する（出力変動量ΔＶoutが７５％から１００％になる）とする。この場合、例えば、１５０℃以上の温度環境において、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが初期出力変動量ΔＶ0に対して７５％（ΔＶout／ΔＶ4＝７５％）の出力変動量ΔＶ2となるのは、ステップＳ１３の処理において半導体物理量センサ装置を４時間放置したときである。このため、ステップＳ１３の処理における熱履歴条件（以下、第１条件とする）を、温度環境を１５０℃以上とし、かつ経過時間を４時間以上とすればよい。図８に示すように、４時間以上（出力変動量７５％以上）とするとその後の変動量の傾きが小さくなるため好ましい。
【００６８】
また、ステップＳ１３の処理以降に生じる半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutを上記第１条件の場合よりも小さくするには、ステップＳ１３の処理直後の半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutを上記第１条件の場合よりも高く設定すればよい。例えば、ステップＳ１３の処理直後の半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutを９０％にまで高くするとする。すなわち、ステップＳ１３の処理以降に、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが最大１０％変動する（出力変動量ΔＶoutが９０％から１００％になる）とする。この場合、例えば、１５０℃以上の温度環境において、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが初期出力変動量ΔＶ0に対して９０％（ΔＶout／ΔＶ4＝９０％）の出力変動量ΔＶ3となるのは、ステップＳ１３の処理において半導体物理量センサ装置を１０時間放置したときである。このため、ステップＳ１３の処理における熱履歴条件（以下、第２条件とする）を、温度環境を１５０℃以上とし、かつ経過時間を１０時間以上とすればよい。
【００６９】
このように、ステップＳ１３の処理以降に許容され得る半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutを考慮して、ステップＳ１３の処理直後の半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutを設定し、当該出力変動量ΔＶoutに基づいて、ステップＳ１３の処理における熱履歴条件を決定すればよい。
【００７０】
（実施例３）
次に、製品として許容される半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶout（仕様）を考慮して、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル配合比率を決定するための試験方法について説明する。図９は、実施例３の接着剤の重量変化率の時間依存性を示す特性図である。図１０は、図９の経過時間初期（経過時間＝０ｈ〜１６ｈ）の特性を拡大して示す特性図である。図９，１０では、ゲル状保護材層５のフリーオイル濃度は、接着剤層１３のフリーオイル濃度よりも高くしている。
【００７１】
図９，１０の横軸は、接着剤層１３とゲル状保護材層５とを接触させた時点（経過時間＝０ｈ）から、半導体物理量センサ装置を放置した経過時間（ｈ：ｈｏｕｒ）である。図９，１０の縦軸は、接着剤層１３の重量変化率（％）である。図９，１０の縦軸は、重量変化率＝０％を境に上側が重量増大を示し、下側が重量減少を示している。すなわち、重量変化率＝０％とは、ゲル状保護材層５と接触させる前の接着剤層１３を示している。図８〜１０の時間依存性は、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル配合比率を取得するための基準となるものであり、当該試験を行う前にシミュレーションまたは上記試験片２０を用いた測定により予め取得される。
【００７２】
まず、半導体物理量センサ装置を例えば品質保証規格に基づく所定温度で所定時間の熱履歴条件で放置したときの、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutの時間依存性（図８）と、接着剤層１３の重量変化率の時間依存性（図９，１０）と、を取得する。次に、図９から、上記熱履歴条件における接着剤層１３の重量変化率が飽和したときの数値を、接着剤層１３の重量変化率の飽和値ＭSと規定する。ここでは、１５０℃の温度環境で５００時間の熱履歴条件のときの接着剤層１３の重量変化率を飽和値ＭSと規定している。
【００７３】
次に、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが初期出力変動量ΔＶ0に対してＹ％に達したときの接着剤層１３の重量変化率を、飽和値ＭSを基準とした割合（＝飽和値ＭS×Ｚ、Ｚ＜１）で取得する。接着剤層１３の重量変化率が飽和するまでに（１００−Ｙ）％以下の出力変動量ΔＶoutで変動する半導体物理量センサ装置を作製するには、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル配合比率を、［ゲル状保護材層５に含まれるフリーオイル］：［接着剤層１３に含まれるフリーオイル］＝Ｘ：ＺＸに設定する。このゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル配合比率は、半導体物理量センサ装置の組立工程時にゲル状保護材層５および接着剤層１３の構成材料の配合により設定してもよいし、当該組立工程後のステップＳ１３の処理により設定してもよい。
【００７４】
半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが飽和するまでに要する経過時間は、例えば図８に示す半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutの時間依存性から取得する。時間経過に対する接着剤層１３の重量変化率の値は、時間経過に対する半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutの値Ｆ％と等しい。このため、図９，１０に示す接着剤層１３の重量変化率の時間依存性から、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが初期出力変動量ΔＶ0に対してＦ％に到達したときの放置時間を取得してもよい。
【００７５】
具体的には、例えば、図８に示す基準となる半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutの時間依存性から、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが初期出力変動量ΔＶ0に対して５０％に到達したときの放置時間（経過時間＝２時間）を取得する。そして、図９，１０に示す基準となる接着剤層１３の重量変化率の時間依存性から、半導体物理量センサ装置の放置時間が２時間であるときの接着剤層１３の重量変化率を、飽和値ＭSを基準とした割合（＝０．１５ＭS）で取得する（すなわちＹ＝５０％、Ｚ＝０．１５）。したがって、半導体物理量センサ装置の残りの出力変動量ΔＶoutを５０％程度にする場合、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル配合比率は、［ゲル状保護材層５に含まれるフリーオイル］：［接着剤層１３に含まれるフリーオイル］＝Ｘ：０．１５Ｘとなる。
【００７６】
また、図８に示す基準となる半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutの時間依存性から、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが初期出力変動量ΔＶ0に対して７５％にまで到達したときの放置時間（経過時間＝４時間）を取得する。そして、図９，１０に示す基準となる接着剤層１３の重量変化率の時間依存性から、半導体物理量センサ装置の放置時間が４時間であるときの接着剤層１３の重量変化率を、飽和値ＭSを基準とした割合（＝０．３２ＭS）で取得する（すなわちＹ＝７５、Ｚ＝０．３２）。したがって、半導体物理量センサ装置の残りの出力変動量ΔＶoutを２５％程度にする場合、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル配合比率は、［ゲル状保護材層５に含まれるフリーオイル］：［接着剤層１３に含まれるフリーオイル］＝Ｘ：０．３２Ｘとなる。
【００７７】
また、図８に示す基準となる半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutの時間依存性から、半導体物理量センサ装置の出力変動量ΔＶoutが初期出力変動量ΔＶ0に対して９０％にまで到達したときの放置時間（経過時間＝１０時間）を取得する。そして、図９，１０に示す基準となる接着剤層１３の重量変化率の時間依存性から、半導体物理量センサ装置の放置時間が１０時間であるときの接着剤層１３の重量変化率を、飽和値ＭSを基準とした割合（＝０．５５ＭS）で取得する（すなわちＹ＝９０、Ｚ＝０．５５）。したがって、半導体物理量センサ装置の残りの出力変動量ΔＶoutを１０％程度にする場合、ゲル状保護材層５と接着剤層１３とのフリーオイル配合比率は、［ゲル状保護材層５に含まれるフリーオイル］：［接着剤層１３に含まれるフリーオイル］＝Ｘ：０．５５Ｘとなる。
【００７８】
なお、接着剤層１３のフリーオイル濃度がゲル状保護材層５のフリーオイル濃度よりも高い場合には、実施例２，３において接着剤層１３とゲル状保護材層５とを入れ替えた内容の特性が得られる。
【００７９】
以上、説明したように、実施の形態によれば、センサユニットを樹脂ケースに接着する接着剤層にフリーオイルが含まれていることで、当該接着剤層と、樹脂ケースの内部に充填されたフリーオイルを含むゲル状保護材層と、の間でのフリーオイルの拡散を抑制することができる。このため、フリーオイルの拡散による接着剤層またはゲル状保護材層の膨潤により、接着剤層およびゲル状保護材層の弾性率、針入度および硬度などの物性が経時的に変化することを抑制することができる。このため、接着剤層にフリーオイルを含まない構成の従来構造よりも半導体圧力センサ装置の出力特性変動を抑制することができ、半導体圧力センサ装置の物理量検知精度を向上させることができる。
【００８０】
また、実施の形態によれば、フリーオイル濃度の同じ接着剤層およびゲル状保護材層を形成することで、半導体物理量センサ装置の組立工程後に、接着剤層とゲル状保護材層との間でのフリーオイルの拡散がほぼ生じない。または、半導体物理量センサ装置の出力特性調整前に室温または高温環境で半導体物理量センサ装置を放置することで、接着剤層とゲル状保護材層との間のフリーオイル濃度差を調整することができる。このため、半導体物理量センサ装置の出力特性調整後に、接着剤層とゲル状保護材層との間でのフリーオイルの拡散を抑制することができる。これによって、半導体圧力センサ装置の出力特性変動をさらに抑制することができる。
【００８１】
また、実施の形態によれば、ゲル状保護材層と接着剤層とが同系統の材料で構成することができるため、ゲル状保護材層と接着剤層との劣化度合いをほぼ等しくすることができ、安定して半導体物理量センサ装置の出力特性を維持することができる。
【００８２】
以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施例２，３では、半導体物理量センサ装置を１５０℃の温度環境で放置する場合を例に説明しているが、これに限らず、半導体物理量センサ装置を放置する温度環境は種々変更可能であり、半導体物理量センサ装置を室温で放置してもよい。また、上述した実施の形態に限らず、加速度、ジャイロ（角度や角速度）および流量など温度および圧力以外の物理量を検出する場合にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、本発明にかかる半導体物理量センサ装置の製造方法および半導体物理量センサ装置の試験方法は、ゲル状保護材層と接着剤層とが同系統の材料からなる半導体物理量センサ装置に有用であり、特に半導体圧力センサ装置に適している。
【符号の説明】
【００８４】
１  樹脂ケース
２  センサ搭載部
２ａ  センサ搭載部の側壁
３  リード端子
４  ボンディングワイヤ
５  ゲル状保護材層
６  電極パッド
１０  センサユニット
１０ａ  センサユニットの側面
１１  半導体センサチップ
１１ａ  ダイアフラム
１１ｂ  半導体センサチップの凹部
１２  台座部材
１３  接着剤層
１３ａ  接着剤の側面
２０  試験片
２１  接着剤片
２２  ゲル状保護材シート
ΔＶ0  半導体物理量センサ装置の初期出力変動量
ΔＶ1〜ΔＶ4  半導体物理量センサ装置の出力変動量
【図１】
2018132484.tif 000003
【図２】
2018132484.tif 000004
【図３】
2018132484.tif 000005
【図４】
2018132484.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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