(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスセンサが誤動作を起こすことがないガスセンサチップの固定方法を提供する。【解決手段】ガスセンサチップの固定方法は、断面がコの字形状になるように裏面に凹部が形成された支持体１１と、支持体の表面に配置されたガスセンサ１２とからなるガスセンサチップ１を基板に固定する方法であって、基板上２にガスセンサチップを配置する工程と、底面に接着剤３が塗布された枠状の固定部材４をガスセンサチップに被せて固定部材と基板とを接着する工程とを含むように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面がコの字形状になるように裏面に凹部が形成された支持体と、前記支持体の表面に配置されたガスセンサとからなるガスセンサチップを基板に固定する方法であって、
前記基板上に前記ガスセンサチップを配置する工程と、底面に接着剤が塗布された枠状の固定部材を前記ガスセンサチップに被せて前記固定部材と前記基板とを接着する工程とを含むことを特徴とするガスセンサチップの固定方法。
【請求項２】
断面がコの字形状になるように裏面に凹部が形成された支持体と、前記支持体の表面に配置されたガスセンサとからなるガスセンサチップを基板に固定する方法であって、
前記基板上に前記ガスセンサチップを配置する工程と、前記支持体の外周に沿って前記基板上に接着剤を塗布する工程と、枠状の固定部材を前記ガスセンサチップに被せて前記固定部材と前記基板とを接着する工程とを含むことを特徴とするガスセンサチップの固定方法。
【請求項３】
前記接着剤が、導電性粒子を含むものである請求項３に記載のガスセンサチップの固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサチップの固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスセンサチップとして、断面がコの字形状になるように裏面に凹部が形成された支持体と、支持体上に配置されたガスセンサとからなるものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。支持体はシリコンなどの半導体をエッチングして形成される。ガスセンサチップを基板に固定する方法としては、まず基板５上のガスセンサチップ４の端面４１ｂが置かれる箇所に接着剤６を塗布する（図７（ａ）参照）。次に、ガスセンサチップ４の端面４１ｂと接着剤６とを接触させ、ガスセンサチップを基板に固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６５９９０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、従来のガスセンサチップの固定方法では、凹部４１ｃ内に接着剤の一部が入り込んでしまう（図７（ｂ）参照）。この状態でガスセンサを使用すると、ガスセンサのヒータは接着剤の溶媒の沸点以上の温度（たとえば２００〜４００℃）に昇温し、凹部４１ｃ内の温度も上がるため、凹部４１ｃ内に入り込んだ接着剤から揮発ガスが発生する。つまり、揮発ガスによってガスセンサが誤動作を起こすという問題がある。
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、ガスセンサが誤動作を起こすことがないガスセンサチップの固定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】
【０００６】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は必要に応じて任意に組み合わせることができる。
【０００７】
本発明のガスセンサチップの固定方法は、断面がコの字形状になるように裏面に凹部が形成された支持体と、支持体の表面に配置されたガスセンサとからなるガスセンサチップを基板に固定する方法であって、基板上にガスセンサチップを配置する工程と、底面に接着剤が塗布された枠状の固定部材をガスセンサチップに被せて固定部材と基板とを接着する工程とを含むことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のガスセンサチップの固定方法は、断面がコの字形状になるように裏面に凹部が形成された支持体と、支持体の表面に配置されたガスセンサとからなるガスセンサチップを基板に固定する方法であって、基板上にガスセンサチップを配置する工程と、支持体の外周に沿って基板上に接着剤を塗布する工程と、枠状の固定部材をガスセンサチップに被せて固定部材と基板とを接着する工程とを含むことを特徴とするものである。
【０００９】
好ましくは、接着剤が、導電性粒子を含むものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のガスセンサチップの固定方法は、断面がコの字形状になるように裏面に凹部が形成された支持体と、支持体の表面に配置されたガスセンサとからなるガスセンサチップを基板に固定する方法であって、基板上にガスセンサチップを配置する工程と、底面に接着剤が塗布された枠状の固定部材をガスセンサチップに被せて固定部材と基板とを接着する工程とを含むように構成した。
【００１１】
また、本発明のガスセンサチップの固定方法は、断面がコの字形状になるように裏面に凹部が形成された支持体と、支持体の表面に配置されたガスセンサとからなるガスセンサチップを基板に固定する方法であって、基板上にガスセンサチップを配置する工程と、支持体の外周に沿って基板上に接着剤を塗布する工程と、枠状の固定部材をガスセンサチップに被せて固定部材と基板とを接着する工程とを含むように構成した。
【００１２】
したがって、本発明によれば、ガスセンサが誤動作を起こすことがない基板に固定されたガスセンサチップを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のガスセンサチップの固定方法の一実施形態を示す断面図である。
【図２】固定されたガスセンサチップの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明のガスセンサチップの固定方法の別の実施形態を示す断面図である。
【図４】枠状の固定部材をガスセンサチップに被せる方法の一例を示す断面図である。
【図５】ワイヤボンディングをするための方法の一例を示す平面図と断面図である。
【図６】固定部材の変形例を示す平面図である。
【図７】従来のガスセンサチップの固定方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のガスセンサチップの固定方法について、実施形態の一例を説明する。
【００１５】
本発明のガスセンサチップの固定方法は、断面がコの字形状になるように裏面に凹部が形成された支持体と、支持体の表面に配置されたガスセンサとからなるガスセンサチップを基板に固定する方法であって、基板上にガスセンサチップを配置する工程と、底面に接着剤が塗布された枠状の固定部材をガスセンサチップに被せて固定部材と基板とを接着する工程とを含むことを特徴とするものである（図１参照）。
【００１６】
支持体１１の材料としては、たとえばシリコン単結晶基板を用いることができる。支持体１１の寸法は、縦幅１ｍｍ〜１０ｍｍ、横幅１ｍｍ〜１０ｍｍ、厚さ２００μｍ〜１３００μｍとすることができる。縦幅および横幅が１０ｍｍであれば、ガスセンサの他に加速度センサ、温度センサなど複数のセンサを配置してもよい。支持体１１の裏面には、断面がコの字形状になるように凹部１１ｃを形成する。凹部１１ｃは、たとえば、シリコン単結晶基板の裏面からエッチングをすることで形成することができる。支持体１１は、支持体の表面側に、凹部１１ｃに通じる複数の開口部１１ｅと、連結部１１ｄとを有している（図２参照）。図１（ｃ）や図３（ｃ）に示した断面図は、図２のＡ−Ａ断面である。
【００１７】
ガスセンサ１２は、たとえば、絶縁膜上にガス検出用の感ガス部を形成したものを用いる。ガスセンサ１２は、支持体１１の表面側の肉厚が薄くなっている箇所（図１参照）、または連結部１１ｄの交差する箇所（図２参照）に配置する。感ガス部は、一酸化炭素（ＣＯ）、メタン（ＣＨ４）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、水素（Ｈ２）などのガスを吸収することにより電気的な抵抗値が変化する材料からなるものである。そのような材料としては、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）などの金属酸化物半導体などを挙げることができる。また、感ガス部の下には電極層があり、電極層の下にヒータ層がある。電極層とヒータ層のそれぞれからは配線電極が伸びている。
【００１８】
基板２は、特に限定されるものではなく、たとえば、ガス検出機能を要する機器類を構成する部品の一部である。
【００１９】
接着剤３は、加熱硬化型接着剤、冷却硬化型接着剤、常温硬化型接着剤などを用いることができる。特に、銀などの導電性粒子を含む接着剤を用いることが好ましい。ガスセンサチップの裏面から導通を取ることができるためであり、またはアースを取って電気的に安定化することができるためである。
【００２０】
本実施形態のガスセンサチップの固定方法は、まず、ガスセンサチップ１を、チップピッカーなどを用いて搬送し、基板２上に配置する（図１（ａ）参照）。次に、底面に接着剤３が塗布された枠状の固定部材４をガスセンサチップ１に被せ（図１（ｂ）参照）、固定部材４と基板２とを接着する（図１（ｃ）参照）。
【００２１】
枠状の固定部材４の材質は、樹脂、金属、およびそれらの複合体を用いることができる。ただし、支持体１１の材質であるシリコンと熱膨張係数が大きく異なるものは、後工程や使用環境中の温度変化でガスセンサチップの破損などを引き起こす可能性があるため、好ましくない。枠状の固定部材４の内側の形状は、支持体１１の外周面の形状と同一であることが好ましい（図１（ｃ）参照）。このようにすると、固定部材４が支持体１１に密着して固定強度を上げることができる。
【００２２】
接着剤３は、固定の強度の観点から、固定部材４の底面全体に塗布することが好ましい。接着剤３の塗布には、たとえば、ディスペンサなどを用いることができる。また、接着剤が平面状に形成されたシートに固定部材４の底面を押し付けることで、固定部材４の底面に接着剤３を塗布することもできる。
【００２３】
基板２にガスセンサチップ１を固定した後に、ガスセンサ１２を導通させるため電極パッドにワイヤボンディングを行う。そのため、枠状の固定部材４には、支持体１１に形成された電極パッド７の位置に対応する箇所に貫通穴４ａを形成しておくとよい（図５参照）。このようにすると、枠状の固定部材４によって電極パッド７が覆われても、ワイヤボンディングが可能となる。なお、ワイヤボンディングは、ガスセンサ１２に形成された電極パッドに行ってもよい。この場合は、枠状の固定部材４に貫通穴４ａを形成する必要はない。
【００２４】
なお、枠状の固定部材４の底面の表面粗さを大きくしてもよい。このようにすると、底面の表面積が増え、接着剤３の固定部材４への接着強度を上げることができる。
【００２５】
本実施形態の固定方法によれば、あらかじめ枠状の固定部材４の底面に接着剤３を塗布し、基板２上のガスセンサチップ１に被せて固定部材４と基板２とを接着することにより、ガスセンサチップ１を固定する。したがって、接着剤３が支持体１１の凹部１１ｃ内に入り込むことがない。したがって、ガスセンサが誤動作を起こすことがない。
【００２６】
次に、本発明の別の実施形態について説明するが、すでに述べた実施形態と共通する点については、詳細な説明を省略する。
【００２７】
本発明のガスセンサチップの固定方法は、断面がコの字形状になるように裏面に凹部が形成された支持体と、支持体の表面に配置されたガスセンサとからなるガスセンサチップを基板に固定する方法であって、基板上にガスセンサチップを配置する工程と、支持体の外周に沿って基板上に接着剤を塗布する工程と、枠状の固定部材をガスセンサチップに被せて固定部材と基板とを接着する工程とを含むことを特徴とするものである（図３参照）。
【００２８】
本実施形態のガスセンサチップの固定方法は、まず、ガスセンサチップ１を、チップピッカーなどを用いて搬送し、基板２上に配置する（図３（ａ）参照）。次に、支持体１１の外周に沿って基板２上に接着剤３を塗布する（図３（ｂ）参照）。接着剤３は、固定の強度の観点から、支持体１１を囲むように塗布するのが好ましい。接着剤３の塗布には、たとえば、ディスペンサなどを用いることができる。次に、たとえばチップピッカーなどを用いて、枠状の固定部材４をガスセンサチップ１の上方へ搬送する（図３（ｂ）参照）。なお、搬送は基板２への接着剤３の塗布と同時でもよい。搬送後、接着剤３が支持体１１の外周に沿って塗布された基板２上に枠状の固定部材４を、ガスセンサチップ１の上方から被せて、固定部材４と基板２とを接着する（図３（ｃ）参照）。
【００２９】
なお、枠状の固定部材４をガスセンサチップ１に被せる方法としてチップピッカーを例に挙げたが、これに限定されるものではない。たとえば、図４に示すような機器を用いることができる。枠状の固定部材４の底面を上に向けて機器の治具に配置し、治具に設けられた吸引孔から固定部材４を吸引して治具に保持する。治具が図の矢印方向へ回転し、所定の位置で吸引を遮断することで枠状の固定部材４が治具から離れ、ガスセンサチップ１に被せることができる。
【００３０】
本実施形態の固定方法によれば、ガスセンサチップ１を基板２上に配置した後に支持体１１の外周に沿って接着剤３を塗布するため、枠状の固定部材４をガスセンサチップ１に被せるときに支持体１１が堰のはたらきをする。すなわち、接着剤３が支持体１１の凹部１１ｃ内に入り込むことがない。したがって、ガスセンサが誤動作を起こすことがない。
【００３１】
上記の２つの実施形態では枠状の固定部材を用いたが、これに限定されない。たとえば、爪状の固定部材８を複数用いて固定することができる（図６参照）。爪状の固定部材８は、チップピッカーまたは図４に示すような機器を用いてガスセンサチップ１に被せることができる。
【００３２】
以上のようにして、ガスセンサチップを基板に固定することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１、４        ：ガスセンサチップ
１１、４１    ：支持体
１１ｃ、４１ｃ：凹部
１１ｄ        ：連結部
１１ｅ        ：開口部
１２、４２    ：ガスセンサ
２、５        ：基板
３、６        ：接着剤
４            ：枠状の固定部材
４ａ          ：貫通穴
７            ：電極パッド
８            ：爪状の固定部材
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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