(57)【要約】【課題】リードフレームを有するケースの上にセンサチップを搭載し、センサチップとリードフレームとをボンディングワイヤにて結線してなる圧力センサにおいて、接合剤を用いずにセンサチップをケースに搭載した状態で適切にワイヤボンディングを行うことができるようにする。【解決手段】ケース１０におけるチップ搭載面１１にケース１０を貫通する穴部１２を設け、この穴部１２を覆うようにセンサチップ３０を搭載し、吸引ポンプ１００によって穴部１２からセンサチップ３０を吸引することでセンサチップ３０をケース１０に固定した状態で、センサチップ３０とリードフレーム２０とをワイヤボンディングする。それにより、センサチップ３０は、穴部１２からの吸引力によってケース１０に固定された状態となりワイヤボンディングの際にセンサチップ３０が動くことを防止できる。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リード部材（２０）を有するケース（１０）の上にチップ（３０）を搭載し、前記チップと前記リード部材とをボンディングワイヤ（５０）にて結線してなる電子装置を製造する方法において、
前記ケースにおける前記チップの搭載面（１１）に前記ケースを貫通する穴部（１２）を設け、この穴部を覆うように前記チップを搭載し、前記穴部から前記チップを吸引することで前記チップを前記ケースに固定した状態で、前記チップと前記リード部材とをワイヤボンディングすることを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項２】
リード部材（２０）を有するケース（１０）の上にチップ（３０）を搭載し、前記チップと前記リード部材とをボンディングワイヤ（５０）にて結線してなる電子装置において、
前記ケースにおける前記チップの搭載面に（１１）は前記ケースを貫通する穴部（１２）が設けられており、
この穴部を覆うように前記チップが搭載されており、
前記チップは、前記チップの搭載面には接着されておらず前記ボンディングワイヤを介して前記ケースに固定されていることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リード部材を有するケースの上にチップを搭載し、チップとリード部材とをボンディングワイヤにて結線してなる電子装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電子装置としては、圧力センサや加速度センサ等、様々なものがあるが、従来では、センサチップや回路チップ等のチップはケースのチップ搭載面に対して接着剤やはんだにより固定されていた。そして、このような接着剤やはんだといった接合剤によってチップをケースに固定した状態でワイヤボンディングを行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような接合剤を用いる場合、この接合剤が硬化した際に生じる内部応力や、チップ、ケース、接合剤の３者の熱膨張係数の差により、チップに応力が発生し、その特性が変動してしまう。この現象は、特に微小な圧力を検出する微圧センサや小さな加速度を検出する低Ｇセンサなどの微小な変位をセンシングするものなどに多く発生する。
【０００４】
そこで、本発明者は、チップとケースとを接合剤を用いないでワイヤボンディングを行うことを考えた。しかし、この場合、ワイヤボンディングの際にチップが動いてワイヤが滑りボンディングできないという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑み、リード部材を有するケースの上にチップを搭載し、チップとリード部材とをボンディングワイヤにて結線してなる電子装置において、接合剤を用いずにチップをケースに搭載した状態で適切にワイヤボンディングを行うことができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、リード部材（２０）を有するケース（１０）の上にチップ（３０）を搭載し、チップとリード部材とをボンディングワイヤ（５０）にて結線してなる電子装置を製造する方法において、ケースにおけるチップの搭載面（１１）にケースを貫通する穴部（１２）を設け、この穴部を覆うようにチップを搭載し、穴部からチップを吸引することでチップをケースに固定した状態で、チップとリード部材とをワイヤボンディングすることを特徴とする。
【０００７】
それによれば、ケースに搭載されたチップは、穴部からの吸引力によってケースに固定された状態となる。そのため、ワイヤボンディングの際にチップが動くことを防止できる。したがって、接合剤を用いずにチップをケースに搭載した状態で適切にワイヤボンディングを行うことができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明では、リード部材（２０）を有するケース（１０）の上にチップ（３０）を搭載し、チップとリード部材とをボンディングワイヤ（５０）にて結線してなる電子装置において、ケースにおけるチップの搭載面に（１１）はケースを貫通する穴部（１２）が設けられており、この穴部を覆うようにチップが搭載されており、チップは、チップの搭載面には接着されておらずボンディングワイヤを介してケースに固定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明は、請求項１に記載の製造方法によって製造される電子装置であり、その効果は請求項１の発明と同様である。
【００１０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係る電子装置としての圧力センサＳ１の概略断面構成を示す図である。この圧力センサＳ１は高圧測定用の絶対圧センサである。
【００１２】
ケース１０は樹脂や金属、セラミック等からなり、このケース１０にはＣｕ合金等からなるリード部材としてのリードフレーム２０が固定されている。リードフレーム２０は例えばケース１０にインサート成形されたり接着される等によりケース１０に一体化されている。
【００１３】
ケース１０の底部がチップ搭載面１１として構成されており、このチップ搭載面１１の上には、チップとしてのセンサチップ３０がシール剤４０を介して搭載されている。このセンサチップ３０は、シリコン基板等の半導体基板３１にキャビティ３２を形成し、半導体基板３１とガラス等からなる台座３３とを接合したものである。
【００１４】
台座３３には貫通孔３４が形成され、さらにケース１０のチップ搭載面１１にはケース１０を貫通する穴部１２が形成されている。これらキャビティ１２、貫通孔３４、穴部１２は連通しており、ケース１０の穴部１２はケース１０の外面にて栓部材１３によって気密に封止されている。
【００１５】
それにより、キャビティ３２、貫通孔３４、穴部１２の内部は例えば真空もしくは真空に近い一定の圧力を有した基準圧力室を構成している。ここで、栓部材１３は金属、樹脂等、材質は何でも良く、ケース１０に対して接着や溶接等にて接合されている。
【００１６】
また、シール剤４０は、シリコーンゴム等の液状のゴム剤を室温あるいは加熱することによって弾性を帯びた固体にしたものであり、センサチップ３０に対しては接着力のないものである。シール剤４０は気密性が必要であるため、例えば弾性係数が１ＭＰａ以下のものを使用する。
【００１７】
なお、シール剤４０としては、液状のゴム剤を硬化させたものでなくても、例えば適正な板状のゴムシートを用いても良い。さらには、ケース１０のチップ搭載面１１とセンサチップ３０の合わせ面（本例では台座３３の面）が鏡面であれば、シール剤４０を介在させずに直接チップ搭載面１１にセンサチップ３０を載せても良い。
【００１８】
また、センサチップ３０において、半導体基板３１のうちキャビティ３２に対応した部分に形成されたダイアフラム３５に、ブリッジ回路を構成するようにゲージ抵抗（図示せず）が形成されている。そして、ダイアフラム３５が圧力を受けたときに歪み変形し、その歪み変形に基づく上記ブリッジ回路からの電気信号（電圧）を出力できるようになっている。
【００１９】
このように本例のセンサチップ３０は、ダイアフラム３５の裏面すなわちキャビティ３２部分を基準圧力室としてダイアフラム３５の表面に圧力を受けることで圧力検出を行う絶対圧型の圧力センサ素子として構成されている。
【００２０】
そして、図１では示さないが、センサチップ３０における半導体基板３１にはワイヤボンディング用のパッド（図３中のパッド３６参照）が形成されており、このパッドとリードフレーム２０とが金やアルミ等からなるボンディングワイヤ５０により結線され電気的に接続されている。
【００２１】
このように本圧力センサＳ１においては、センサチップ３０はチップ搭載面１１には接着されておらず、ボンディングワイヤ５０を介してリード部材２０に固定されている。さらに、センサチップ３０は、上記基準圧力室内が真空雰囲気であることからそれによる吸引力によってチップ搭載面１１（ここではシール剤４０）に押しつけられている。
【００２２】
また、ケース１０の内部にはフッ素系オイル等からなるオイル６０が充填され、チップ搭載面１１上のセンサチップ３０、ボンディングワイヤ５０等を封止して保護している。さらに、このオイル６０を封止するためのメタルダイアフラム７０がケース１０の開口縁部に溶接や接着等により取り付けられている。
【００２３】
このような圧力センサＳ１においては、測定圧力はメタルダイアフラム７０に受圧されてオイル６０によりセンサチップ３０に伝達される。そして、センサチップ３０からは印加された測定圧力に基づく信号が出力され、この信号はボンディングワイヤ５０、リード部材２０を介して外部へ出力されるようになっている。
【００２４】
次に本実施形態の圧力センサＳ１の製造方法について述べる。図２は圧力センサＳ１の製造方法を示す工程図であり、上記図１に対応した断面にて示してある。
【００２５】
［図２（ａ）に示す工程］
まず、インサート成形等によりリードフレーム２０が一体化され穴部１２が形成されたケース１０を用意し、ケース１０におけるチップ搭載面１１に液状のシール剤４０を薄く塗り硬化させる。
【００２６】
ここで、シール剤４０の厚みは０．３ｍｍ程度以下が望ましい。厚すぎると、後のワイヤボンディングの際にセンサチップ３０が超音波振動で過大変位を生じるため、接合が困難になる恐れがある。
【００２７】
次に、チップ搭載面１１において穴部１２を覆うように、センサチップ３０をシール剤４０の上に搭載する。このとき、台座３３の貫通孔３４と穴部１２とを一致させて両穴が連通するようにする。なお、上述したように、シール剤４０としてはシート状のものを敷いた形でも良いし、不要ならばシール剤４０を設けなくても良い。
【００２８】
［図２（ｂ）に示す工程］
次に、ケース１０の外面から穴部１２に対して真空ポンプ等の吸引ポンプ１００を取り付ける。そして、穴部１２からセンサチップ３０を吸引することでセンサチップ３０をケース１０に固定する。
【００２９】
このとき、センサチップ３０を吸着しやすくするために押さえ部材１１０にてセンサチップ３０を押さえながら吸引しても良い。この押さえ部材１１０は、チップの押さえを可能とするものであれば金属や樹脂、セラミックなど材質は何でも良いが、センサチップ３０に特性的にダメージを与えないような形状とすることが必要である。
【００３０】
そのような押さえ部材１１０の押さえ面（図２（ｂ）中のＡ−Ａ線に沿った面）の形状例を図３に示しておく。図３中、２点鎖線にてセンサチップ３０の外形およびセンサチップ３０に設けられている上記パッド３６を示してある。
【００３１】
図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、押さえ部材１１０の押さえ面は十字型をなしており、パッド３６に当たらないようにしている。また、図中の斜線ハッチング部分すなわち十字型の押さえ面のうち端部のみがセンサチップ３０に当たるように突出し、その他はダイアフラム３５には当たらないように凹んでいる。
【００３２】
図３（ｃ）に示す例では、押さえ部材１１０の押さえ面はセンサチップ３０よりもひとまわり大きい矩形であり、その四隅部（図中の斜線ハッチング部分）のみがセンサチップ３０に当たるように突出している。この場合も、上記図３（ａ）、（ｂ）の例と同様の効果を奏する。
【００３３】
［図２（ｃ）に示す工程］
前工程にて穴部１２からセンサチップ３０を吸引することでセンサチップ３０をケース１０に固定した。本工程では、この固定した状態でセンサチップ３０とリードフレーム（リード部材）２０とをワイヤボンディングする。なお、前工程で押さえ部材１１０を用いた場合は、ボンディングの邪魔になるので押さえ部材１１０ははずしておく。
【００３４】
ワイヤボンディング装置（ボンダー）のボンディングツール１２０により、金やアルミ等のワイヤ５０を、センサチップ３０のパッド３６とリードフレーム２０との間に結線する。
【００３５】
このとき、センサチップ３０は、穴部１２からの吸引力によってケース１０に固定された状態となるため、ワイヤボンディングの際の超音波振動等によりセンサチップ３０が動くことを防止でき、適切にワイヤボンディングを行うことができる。
【００３６】
［図２（ｄ）に示す工程］
そして、ケース１０内にオイル６０を注入して充填し、メタルダイアフラム７０をケース１０に接合することでオイル６０を封止する。また、一定の減圧雰囲気下でケース１０の穴部１２に栓部材１３を接合する。このとき、キャビティ１２、貫通孔３４、穴部１２の内部は一定の圧力にて封止され、上記基準圧力室を形成する。こうして上記圧力センサＳ１が完成する。
【００３７】
以上のように、本実施形態によれば、はんだや接着剤のような接合剤を用いずにチップ３０をケース１０に搭載した状態で適切にワイヤボンディングを行うことのできる電子装置およびその製造方法が提供される。
【００３８】
（他の実施形態）
図４は他の実施形態としての圧力センサＳ２の概略断面構成を示す図である。この圧力センサＳ２は大気圧測定用の圧力センサ（大気圧センサ）である。
【００３９】
このものでは、センサチップ３０においてキャビティ３２は台座３３によって封止され基準圧力室となっている。これは、例えばキャビティ３２が形成された半導体基板３１と台座３３とを真空雰囲気中で陽極接合する等により形成することができる。
【００４０】
そのため、本例では上記した栓部材は不要であり、ケース１０の穴部１２はケース１０の外面側では開放されている。また、ケース１０内には上記オイルは無く、上記メタルダイアフラムの代わりに大気圧導入口８１を有する蓋部８０がケース１０に取り付けられ、ケース１０の内部空間を覆っている。
【００４１】
この大気圧センサＳ２では、蓋部８０の大気圧導入口８１から大気が導入され、センサチップ３０のダイアフラム３５に受圧される。そして、キャビティ３２部分を基準圧力室としてダイアフラム３５が歪み、その歪み変形に基づく信号がボンディングワイヤ５０、リード部材２０を介して外部へ出力されるようになっている。
【００４２】
この大気圧センサＳ２では、栓部材やオイル、メタルダイアフラムを取り付けることは行わないが、それ以外は、上記実施形態と同様の製造方法により製造することができる。したがって、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００４３】
以上、圧力センサについて本発明を説明してきたが、本発明は圧力センサ以外にも、加速度センサ、角速度センサ、フローセンサ、ガスセンサ、赤外線センサ等のセンサ装置に適用可能である。
【００４４】
さらには、チップとしては上記センサ装置に用いられるセンサチップ以外にも、ＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタなどの回路素子が形成された回路チップ（ＩＣチップ）などでも良い。このような回路チップでも、チップに発生する応力によりオペアンプの特性がくずれるなど特性変動が生じることから、本発明の適用は有効である。
【００４５】
要するに本発明は、リード部材を有するケースの上にチップを搭載し、チップとリード部材とをボンディングワイヤにて結線してなる電子装置であれば適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電子装置としての圧力センサの概略断面構成を示す図である。
【図２】図１に示す圧力センサの製造方法を示す工程図である。
【図３】チップをケースに吸着する際に用いる押さえ部材の押さえ面の形状を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態としての圧力センサの概略断面構成を示す図である。
【符号の説明】
１０…ケース、１１…チップ搭載面、１２…穴部、２０…リードフレーム、
３０…センサチップ、５０…ボンディングワイヤ。
【図１】
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【図２】
2004028812.tif 000004
【図３】
2004028812.tif 000005
【図４】
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