(57)【要約】【課題】  弾性体と歪ゲージとで構成された圧力センサにおいて、両者を接合する接合層に繰り返し変形に耐えうる柔軟性を付与することができる新規な手段を提供すること。【解決手段】  金属又は合金でなる弾性体の表面に接合層を介して歪ゲージが接合された圧力センサであって、接合層が、低融点ガラスと、低融点ガラスの軟化温度よりも高い軟化温度を有するガラスビーズとを含み、接合層１００質量部に含まれるガラスビーズの割合が、３．５質量部を超え１１．５質量部以下である。ガラスビーズの直径が２０μｍ未満であることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属又は合金でなる弾性体の表面に接合層を介して歪ゲージが接合された圧力センサであって、
前記接合層が、低融点ガラスと、前記低融点ガラスの軟化温度よりも高い軟化温度を有するガラスビーズとを含み、
前記接合層１００質量部に含まれる前記ガラスビーズの割合が、３．５質量部を超え１１．５質量部以下である
圧力センサ。
【請求項２】
前記ガラスビーズの直径が、２０μｍ未満である
請求項１記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記接合層の厚さが、前記ガラスビーズの直径よりも厚い
請求項１又は２記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記低融点ガラスが、ビスマス系又はバナジウム系の低融点ガラスを含む
請求項１から３いずれか記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記ガラスビーズが、低アルカリガラスを含む
請求項４に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記弾性体が、ダイアフラム又は前記ダイアフラムに接続されたビームである
請求項１から５いずれか記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記歪ゲージが、シリコン基板上に形成された半導体チップでなり、前記半導体チップの前記接合層と接する面にチタン及び／又はアルミニウムでなるコーティングが施された
請求項１から６いずれか記載の圧力センサ。
【請求項８】
金属又は合金でなる弾性体の表面に設けられ、低融点ガラスと、前記低融点ガラスの軟化温度よりも高い軟化温度を有するガラスビーズとを含み、前記低融点ガラスの軟化温度以上、前記ガラスビーズの軟化温度以下の温度に加熱された接合層に、歪ゲージを接合した後、冷却する
圧力センサの製造方法。
【請求項９】
請求項１から７いずれか記載の圧力センサを備えた
質量流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧力センサ、圧力センサの製造方法及び質量流量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体の圧力の変化に応じて弾性変形するダイアフラムの歪を検出することによって、流体の圧力を測定することができる圧力センサが知られている。例えば、特許文献１及び２には、歪ゲージ又は歪ゲージを備える半導体チップが鋼製のダイアフラムの表面に接合された圧力センサの発明が記載されている。
【０００３】
ダイアフラムへの半導体チップの接合には、低融点ガラスを含むガラスペーストが用いられる。接合の際は、軟化温度以上に加熱されたガラスペーストを用いて半導体チップをダイアフラムと接合させた後、冷却する。
【０００４】
ガラスペーストの軟化による接合では、軟化状態のガラスの粘度が低いため、接合層の厚さが不均一になったり、厚さが極端に薄くなったりする場合がある。接合層の厚さが不均一だと圧力センサの感度が低下する。接合層の厚さが極端に薄いと接合が剥がれやすくなったり、ダイアフラムと半導体チップとの間の電気的な絶縁を維持するのが困難になったりする。
【０００５】
接合体の接合層の厚さを均一にする手段として、接合層に粒体を混合する方法が知られている。例えば、特許文献３には、銅系リードフレームにシリコンチップを接合する接合層として、熱硬化性樹脂バインダ及び銀粉末でなる導電性ペースト中に球状フィラーを所定の割合で混合した接合層を用いることによって、接合層の厚さを一定にすることができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−９００９３号公報
【特許文献２】特開２００５−２２７２８３号公報
【特許文献３】特公平４−３０１２２号公報
【特許文献４】国際公開第２０１６／０５６５５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ダイアフラムと歪ゲージとで構成された圧力センサにおいては、流体の圧力の変化に応じてダイアフラムが繰り返し弾性変形する。したがって、ダイアフラムと歪ゲージとを接合する低融点ガラスでなる接合層は、繰り返し変形を受けても割れたり剥離したりしない柔軟性を備えることが求められる。しかし、接合層に球状フィラーを混合して単に厚さを一定にしただけでは、接合層自体に柔軟性を付与することはできない。
【０００８】
また、低融点ガラスを用いて接合を行う際に、軟化した低融点ガラスの内部に細かな気泡が発生する場合がある。気泡は界面エネルギーを低下させようとして互いに合体し、時間の経過と共に大きなボイドを形成する。接合層に大きなボイドが含まれると、接合が剥がれやすくなったり、ダイアフラムと半導体チップとの間の電気的な絶縁を維持するのが困難になったりする。
【０００９】
本発明は、これらの諸課題に鑑みてなされたものであり、圧力センサを構成するダイアフラムと歪ゲージとの間に、柔軟性を備え、ボイドの少ない接合層を容易に形成することができる新規な手段を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る圧力センサは、金属又は合金でなる弾性体の表面に接合層を介して歪ゲージが接合された圧力センサであって、接合層が、低融点ガラスと、低融点ガラスの軟化温度よりも高い軟化温度を有するガラスビーズとを含み、接合層１００質量部に含まれるガラスビーズの割合が、３．５質量部を超え１１．５質量部以下である圧力センサである。本発明に係る圧力センサでは、接合層中に軟化温度の異なる２種類のガラスが混在しているので、繰り返し変形に耐える柔軟性を備える。また、軟化した低融点ガラスの内部に細かな気泡が発生した場合であっても、気泡がガラスビーズの表面に吸着されるため、ボイドの形成が妨げられる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態において、ガラスビーズの直径が２０μｍ未満である。このようなガラスビーズを用いた場合、上記の効果がより顕著に現れる。また、本発明に係る圧力センサの製造方法は、金属又は合金でなる弾性体の表面に設けられ、低融点ガラスと、低融点ガラスの軟化温度よりも高い軟化温度を有するガラスビーズとを含み、低融点ガラスの軟化温度以上、ガラスビーズの軟化温度以下の温度に加熱された接合層に、歪ゲージを接合した後、冷却する圧力センサの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明よれば、比較的に簡単な構成によって、繰り返し変形に対する柔軟性を備え、かつ、ボイドの少ない接合層を有する圧力センサを実現することができる。これによって、繰り返し変形に対する耐久性に優れ長寿命の圧力センサを少ないコストで供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る圧力センサの接合層の断面を示す図面代用写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態につき、図を参照しながら以下に詳細に説明する。なお、ここに記載された実施の形態はあくまで例示に過ぎず、本発明を実施するための形態はここに記載された形態に限定されない。
【００１５】
本発明に係る圧力センサは、金属又は合金でなる弾性体の表面に接合層を介して歪ゲージが接合された圧力センサである。金属又は合金でなる弾性体は、流体の圧力の変化に応じて弾性変形するように構成される。弾性体の表面に接合された歪みゲージを用いて弾性体の歪量を測定することにより、弾性体の変形をもたらした流体の圧力を知ることができる。弾性体と歪ゲージの接合は、接合層を介して行われる。
【００１６】
本発明に係る圧力センサにおいては、接合層が、低融点ガラスと、低融点ガラスの軟化温度よりも高い軟化温度を有するガラスビーズとを含む。低融点ガラスとは、主としてデバイスを組み立てる際のシール剤又は接着剤として開発されたガラス系の材料であって、軟化温度が概ね４００℃以下のものをいう。本発明で用いられる低融点ガラスとしては、例えば、ビスマス系（主成分：Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ）、鉛系（主成分：ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＰｂＯ）及びバナジウム系（主成分：ＴｅＯ２、Ｖ２Ｏ５）などの低融点ガラスがあるが、これらに限定されない。
【００１７】
ガラスの軟化温度とは、軟化点ともいい、ガラスが自重によって軟化変形を開始する温度をいう。ガラスの軟化温度は、さまざまな方法によって測定することができる。本発明における軟化温度には、例えば、所定の形状を有するガラスの外形が変化を開始する温度や、示差熱分析計によって測定された曲線の変曲点の温度などを使用することができるが、本発明における軟化温度はこれらの方法によって測定された温度に限定されない。
【００１８】
ガラスビーズとは、ガラス系の材料で構成された略球状の粒体をいう。本発明で用いられるガラスビーズが有する軟化温度は、接合層に含まれる低融点ガラスの軟化温度よりも高い。本発明において、低融点ガラスの軟化温度とガラスビーズの軟化温度との比較は、同一の方法により測定された軟化温度を用いて行う。本発明で用いられるガラスビーズを構成するガラス材料としては、例えば、ソーダ石灰ガラス（主成分：ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、ＣａＯ）及び低アルカリガラス（主成分：ＳｉＯ２、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３）などがあるが、これらに限定されない。
【００１９】
本発明に係る圧力センサにおいては、ガラスビーズの軟化温度が、低融点ガラスの軟化温度より高い。このため、接合層を、低融点ガラスの軟化温度よりも高く、ガラスビーズの軟化温度よりも低い温度に加熱することができる。このような加熱温度において、接合層は軟化した低融点ガラスの中に軟化しないガラスビーズが混ざった状態となる。この状態の接合層を用いて弾性体と歪ゲージとを接合した後、冷却することによって、低融点ガラスのみで構成された接合層に比べて厚さが均一な接合層を容易に形成することができる。なお、歪ゲージの耐熱温度が低融点ガラスの軟化温度よりも高く、ガラスビーズの軟化温度よりも低い場合には、接合層を加熱する温度を、低融点ガラスの軟化温度よりも高く、歪みゲージの耐熱温度よりも低くすればよい。
【００２０】
本発明で用いられる接合層は、軟化温度の異なる２種類のガラス材料を含む複合材料である。これら軟化温度の異なる２種類のガラス材料では機械的性質も異なる。一般に、軟化温度の高いガラス材料はそれよりも軟化温度の低いガラス材料に比べて硬度が高く割れにくい性質を有する。仮に、本発明で用いられる接合層を構成する低融点ガラスの一部に微小なクラックが発生した場合であっても、硬度が高く割れにくいガラスビーズの存在によって接合層におけるクラックの伝播が妨げられる。このため、本発明で用いられる接合層は、繰り返し変形に耐えうる柔軟性を有する。
【００２１】
本発明で用いられる接合層は、軟化した低融点ガラスの中に軟化しないガラスビーズが混ざった状態である。軟化した低融点ガラスの内部に細かな気泡が発生した場合、気泡は界面エネルギーを低下させようとしてその近傍のガラスビーズの表面に付着する。ガラスビーズの表面に付着した気泡は再びガラスビーズから離れることがない。また、ガラスビーズ同士は互いに離れているため、気泡が互いに合体することもない。このため、気泡の合体によって大きなボイドが形成されることはなく、接合強度に優れた接合層を実現することができる。
【００２２】
本発明に係る圧力センサは、接合層１００質量部に含まれるガラスビーズの割合が、３．５質量部を超え１１．５質量部以下である。接合層１００質量部に含まれるガラスビーズの割合が３．５質量部を超えると、繰り返し変形に対する柔軟性向上の効果が得られる。１１．５質量部以下だと、１１．５質量部を超える場合と比べて、接合層に必要な接着強度の確保及び仮焼成前の流動性向上の効果が得られる。
【００２３】
本発明に係る圧力センサの好ましい実施形態においては、ガラスビーズの直径が、２０μｍ未満である。ガラスビーズの直径とは、ガラスビーズの形状が球形である場合はその直径をいい、ガラスビーズの形状が球形でない場合はその最大径をいう。ガラスビーズの直径が２０μｍ未満であるとは、ガラスビーズの直径がある範囲に分布している場合に、その分布範囲の最大値が２０μｍに達しないことをいう。ガラスビーズの直径を２０μｍ未満に調整する方法としては、例えば、低融点ガラスと混合する前のガラスビーズを目の開きが２０μｍのふるいに通して、ふるいを通過したガラスビーズだけを低融点ガラスと混合するなどの方法があるが、本発明の実施形態はこれに限定されない。
【００２４】
ガラスビーズの直径が２０μｍ未満であると、低融点ガラスと、低融点ガラスの軟化温度よりも高い軟化温度を有するガラスビーズを含む接合層によって得られる効果がより顕著になる。すなわち、ガラスビーズの直径を２０μｍ未満に制限することによって、そうでない場合に比べて、接合層の厚さを均一にする効果、微少なクラックの伝播を妨げる効果及び気泡の合体を防止する効果がいずれも増大する。
【００２５】
本発明に係る圧力センサの好ましい実施形態においては、接合層の厚さが、ガラスビーズの直径よりも厚い。接合層の厚さがガラスビーズの直径よりも厚いと、接合層の厚さがガラスビーズの直径に近い場合と比べて、接合層のうち弾性体又は歪ゲージと接している部分に低融点ガラスが存在する割合が増える。接合機能を有する低融点ガラスが存在する割合が増え、接合機能を有さないガラスビーズが存在する割合が減ることによって、弾性体と歪ゲージとの接合強度をより高めることができる。
【００２６】
本発明に係る圧力センサの好ましい実施形態においては、低融点ガラスが、ビスマス系又はバナジウム系の低融点ガラスを含む。これらのガラス材料は、環境に対する負荷が比較的少ないので、好ましい。
【００２７】
本発明に係る圧力センサの好ましい実施形態においては、ガラスビーズが、低アルカリガラスを含む。低アルカリガラスは、一般的なソーダ石英ガラスに比べて軟化温度が高いため、本発明の効果がより顕著となり、好ましい。
【００２８】
本発明に係る圧力センサの好ましい実施形態においては、弾性体が、ダイアフラム又は前記ダイアフラムに接続されたビームである。ダイアフラムとは、厚さが薄い金属又は合金で構成された隔膜をいう。ダイアフラムの一方の面に圧力を測定したい流体を接触させることによって、流体の圧力に応じた変形を起こさせることができる。本発明の一形態において、歪ゲージはダイアフラムの表面に接合層を介して接合される。この形態においては、圧力センサ全体の構造を単純にすることができるので、好ましい。
【００２９】
本発明の他の実施形態において、歪ゲージは、例えば特許文献４などに記載されているように、ダイアフラムに接続されたビームの表面に接合層を介して接合される。この実施形態においては、ビームとダイアフラムが機械的に接続されているため、ビームの歪を測定することによってダイアフラムの変形を間接的に測定することができる。この実施形態は、ダイアフラムとビームとを、それぞれの機能に適した異なる材料で構成することができる点で、好ましい。
【００３０】
本発明に係る圧力センサの好ましい実施形態においては、弾性体の表面に金属又は合金のめっき層が設けられる。めっき層によって弾性体の腐食が防止され、接合層との接着強度をより高めることができるので、好ましい。この実施形態で用いられるめっき層の材料としては、例えば、ニッケル、ニッケルとリンの合金などがあるが、これらに限定されない。
【００３１】
本発明に係る圧力センサの好ましい実施形態においては、歪ゲージが、シリコン基板上に形成された半導体チップでなり、半導体チップの接合層と接する面にチタン及び／又はアルミニウムでなるコーティングが施される。半導体チップでなる歪ゲージとは、例えば、特許文献４などに記載されているような、シリコン基板の表面に半導体製造技術を用いて複数の歪ゲージ及び制御回路などを形成したものをいう。この形態においては、半導体チップの接合層と接する面にチタン及び／又はアルミニウムでなるコーティングが施されることによって、接合層との密着性が向上するので、好ましい。
【００３２】
本発明に係る圧力センサの好ましい実施形態においては、半導体チップと弾性体との間には接合層が隙間なく存在しており、さらに、半導体チップの側面付近にも接合層が接合面からはみ出す形で存在している。これにより、半導体チップと弾性体の電気的絶縁を確実に実現することができ、半導体チップの安定な動作が可能になる。
【００３３】
本発明に係る圧力センサの製造方法は、金属又は合金でなる弾性体の表面に設けられ、低融点ガラスと、低融点ガラスの軟化温度よりも高い軟化温度を有するガラスビーズとを含み、低融点ガラスの軟化温度以上、ガラスビーズの軟化温度以下の温度に加熱された接合層に、歪ゲージを接合した後、冷却する圧力センサの製造方法である。本発明においては、接合層に含まれるガラスビーズの軟化温度が低融点ガラスの軟化温度よりも高いので、接合層を低融点ガラスの軟化温度以上、ガラスビーズの軟化温度以下の温度に加熱することができる。
【００３４】
本発明に係る圧力センサの製造方法において、接合層の加熱と弾性体と歪ゲージとの接合とはどのような順序で実施してもよい。すなわち、接合層を予め所定の温度に加熱した後に弾性体と歪ゲージを接合してもよく、あるいは、室温において、弾性体と歪ゲージとを接合層を介して接合する位置に配置した後に、接合層の加熱を開始してもよい。
【００３５】
本発明に係る圧力センサの製造方法において、接合層の厚さは、基本的に接合層を加熱した状態における弾性体と歪ゲージとの接合距離によって決まる。接合層には転位点の高いガラスビーズが含まれているので、接合層が加熱された状態において歪ゲージを弾性体の方向に加圧しても、歪ゲージが弾性体に押し付けられて密着するまでには至らず、接合層の厚さはガラスビーズの直径よりも厚い状態に維持される。これにより、接合層の接合強度及び繰返し変形に対する柔軟性が向上する。
【００３６】
本発明に係る圧力センサの製造方法を実施することにより、弾性体と歪ゲージとが低融点ガラスと、低融点ガラスの軟化温度よりも高い軟化温度を有するガラスビーズとを含む接合層によって接合される。このような接合層を有する圧力センサが、本発明に係る圧力センサが有する従来技術にない優れた効果と同じ効果を奏することは言うまでもない。
【００３７】
本発明に係る質量流量制御装置は、本発明に係る圧力センサを備えた質量流量制御装置である。本発明に係る質量流量制御装置では、圧力センサによって測定された流体の圧力に基づいて、流体の流量を制御することができる。本発明に係る圧力センサは耐久性に優れているので、本発明によれば、全体として耐久性に優れた質量流量制御装置を構成することができる。
【実施例】
【００３８】
＜実施例１＞
厚さ０．２５ｍｍ、幅２．８ｍｍのコバール製のビーム１０を用意した。ビーム１０の表面には厚さ５μｍのニッケルでなるめっき層１１が形成されていた。
【００３９】
次に、ビスマス系の低融点ガラスを含むガラスペースト（旭硝子株式会社製、品名：ＡＰ４１１５ＡＢ、軟化温度：４０２℃）及び低アルカリガラス製のガラスビーズ（ポッターズ・バロティーニ株式会社製、品名：ＥＪ−１２００、軟化温度：８３０℃）を用意した。ガラスビーズは、目の開きが２０μｍのふるいを通過させたものである。次に、有機溶剤を含むガラスペーストに、ガラスビーズを添加、混合し、泡が消えるまでよく攪拌した。ガラスビーズの添加量は、接合層を脱脂、仮焼成して有機溶剤を除去した後の接合層１００質量部に含まれるガラスビーズの含有量が７．０質量部となるように配合した。
【００４０】
次に、ビーム１０の表面のうち、ダイアフラムと接続した面と反対側の面で、中央から離れた位置に、ガラスペーストとガラスビーズとの混合物をスクリーン印刷によって縦横２．７ｍｍのサイズで塗布した。次に、混合物が塗布された組立品を、１２０℃で１０分間乾燥した後、３００℃で３０分間脱脂し、さらに４３０℃で１０分間仮焼成して、有機溶剤が除去された接合層２０を形成した。接合層２０の表面は平面又は凸面で、その平坦度は±１０μｍ以下であった。
【００４１】
次に、歪ゲージを４個備えた縦横２．５ｍｍの半導体チップ３０を用意した。半導体チップ３０はシリコン基板上に形成されており、半導体チップ３０の接合層２０と接する面は、厚さ０．２５μｍのチタン層と、その外側に位置する厚さ１．２５μｍのアルミニウム層からなるコーティング層３１を備えていた。次に、ダイアフラムとビーム１０の組立品をチップ接合機の下部側にセットし、半導体チップ３０をチップ接合機の上部側にセットし、両者の位置をモニタで確認しながら、ビーム１０の表面の接合層２０を塗布した位置に半導体チップ３０を押し当てた。このときの力は０．９８Ｎであった。
【００４２】
次に、チップ接合機に備えられた上下のヒータの間に接合層２０をはさんで加熱し、２分間保持した後、徐々に冷却した。半導体チップ３０と接触する上ヒータの加熱温度は半導体チップ３０の耐熱温度よりも低い４００℃とし、ビーム１０と接触する下ヒータの加熱温度は４４０℃以上４７０℃以下とした。この間、力は加えたままであった。接合が完了した後の接合層２０は、半導体チップ３０とビーム１０との間に隙間なく存在しており、さらに、半導体チップ３０の側面付近にも接合層２０が接合面からはみ出す形で存在していた。
【００４３】
次に、厚さ０．１ｍｍのステンレス鋼板を加工して、受圧部の直径が８．４ｍｍ、外径が９．８ｍｍのダイアフラムを作製した。ダイアフラムの受圧面と反対側の面に、半導体チップ３０が接合されたビーム１０を配置し、ダイアフラムの中心とビーム１０の中心とをスポット溶接により接続した。
【００４４】
図１に、接合層２０の断面を撮影した光学顕微鏡写真の例を示す。接合層２０の厚さは約３４μｍであった。接合層２０には、低融点ガラスと、その中に分散されたガラスビーズの断面とが観察され、大きなボイドは見られなかった。接合層２０とめっき層１１を有するビーム１０との間及び接合層２０とコーティング層３１を有する半導体チップ３０との間に、それぞれ緻密な接合面が形成されていた。また、接合層２０の厚さはガラスビーズの直径よりも厚く、接合層２０のうちビーム１０又は半導体チップ３０と接している部分にはガラスビーズだけではなく低融点ガラスが多く存在していた。
【００４５】
表１に、作製した圧力センサの接合層２０の断面を観察して測定した接合層２０の厚さを示す。接合層２０の厚さは、半導体チップ３０の両端及び中央の３箇所で測定した。また、ひとつの圧力センサにおける接合層２０の厚さの差の最大値及び平均値を計算した。表１に示すように、４個の試料について測定された厚さの差の平均は４．３μｍ、厚さの平均値の平均は３３．５μｍであった。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
表２に、試験温度が５０℃の条件で、作製した圧力センサに圧力１ＭＰａの窒素ガスを供給した後、放出する操作を繰り返してダイアフラムを繰り返し弾性変形させ、繰り返し回数２５万回ごとに半導体チップ３０とビーム１０との間の剥離の有無をテストした結果を示す。剥離の有無は、半導体チップ３０とビーム１０との間の絶縁抵抗と、圧力センサの圧力値とを測定し、抵抗値が６００ＭΩを超えており、かつ、圧力センサの測定値が正常であれば合格（ＰＡＳＳ）、そうでなければ不合格（ＦＡＩＬ）とした。加圧を１００万回繰り返した後でも、テストした７個の試料は全て合格であった。
【００４８】
【表２】
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【００４９】
＜実施例２＞
接合層１００質量部に含まれるガラスビーズの割合を１１．５質量％にした以外は実施例１と同じ条件で圧力センサを作製した。表１に、作製した圧力センサの接合層２０の断面を観察して測定した接合層の厚さを示す。１個の試料について測定された厚さの差は５．０μｍ、厚さの平均値は３８．０μｍであった。
【００５０】
接合層２０の内部にはボイドが見られず、接合層２０とビーム１０及び半導体チップ３０との間に緻密な接合面が形成されていた。また、接合層２０の厚さはガラスビーズの直径よりも厚く、接合層２０のうちビーム１０又は半導体チップ３０と接している部分にはガラスビーズだけではなく低融点ガラスが多く存在していた。
【００５１】
＜比較例１＞
接合層中にガラスビーズの混合しなかったこと以外は実施例１と同じ条件で圧力センサを作製した。表１に、作製した圧力センサの接合層２０の断面を観察して測定した接合層２０の厚さを示す。４個の試料について測定された厚さの差は５．０μｍ、厚さの平均値は２４．８μｍであった。接合層２０の内部には細かな気泡が合体して形成されたボイドが多く見られた。
【００５２】
＜比較例２＞
接合層１００質量部に含まれるガラスビーズの割合を３．５質量％にした以外は実施例１と同じ条件で圧力センサを作製した。表１に、作製した圧力センサの接合層２０の断面を観察して測定した接合層の厚さを示す。３個の試料について測定された厚さの差は３．３μｍ、厚さの平均値は２９．３μｍであった。
【００５３】
接合層の内部にはボイドが見られず、接合層２０とビーム１０及び半導体チップ３０との間に緻密な接合面が形成されていた。また、接合層２０の厚さはガラスビーズの直径よりも厚く、接合層２０のうちビーム１０又は半導体チップ３０と接している部分にはガラスビーズだけではなく低融点ガラスが多く存在していた。
【００５４】
表２に、実施例１と同じ条件で半導体チップとビームとの間の剥離の有無をテストした結果を示す。テストした６個の試料のうち３個は、加圧回数が２５万回のときに半導体チップ３０とビーム１０との間の絶縁抵抗が６００ＭΩ未満となり、不合格となった。また、１個は、加圧回数が１００万回のときに不合格となった。
【００５５】
以上に説明した実施例及び比較例を対比すると、本発明に係る圧力センサでは、１００万回の繰り返し変形に耐えうる柔軟性を有する接合層が実現されていることが分かる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ビーム
１１  めっき層
２０  接合層
３０  半導体チップ
３１  コーティング層
【図１】
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