[发明专利]传感器芯片的接合构造以及压力传感器

说明书

本发明提供传感器芯片的接合构造，在按压夹具(56)的前端的移动距离例如为50μm、30μm的情况下，对形成于厚度x设定在0.3mm～2.5mm的范围内的玻璃台座的粘接剂层(50)作用的载荷(剪切力)(N)的特性线在特性线Lt1(y＝1.3889x³)以及特性线Lt2(y＝0.463x³)上，或者在大于零且在特性线Lt1或特性线Lt2以下的区域内。

技术领域

本发明涉及传感器芯片的接合构造以及压力传感器。

背景技术

例如如专利文献1所示，构成液封型半导体压力传感器的一部分的传感器单元配设在形成于基座与膜片之间的液封室(受压空间)内。这样的传感器单元例如构成为包括以下部件作为主要构件：夹在基座与承接部件之间的膜片；形成于膜片的上方并存积作为压力传递介质的油的作为液封室的受压空间；配设在受压空间内并经由膜片来检测油的压力变动的传感器芯片(专利文献1中被称作半导体压力检测元件)；支撑传感器芯片的基座；以及送出来自传感器芯片的输出信号、向传感器芯片供电的多个引线脚。

例如如专利文献2所示，这样的传感器芯片有时经由由有机硅系粘接剂构成的粘接剂层而粘接于形成凹部的底部的底壁部(芯片安装部件)，其中，该凹部形成于封装部件。该粘接剂层具有预定的杨氏模量，粘接剂层的厚度设定为预定厚度以上。这样设定粘接剂层的厚度的理由在于：粘接剂层的厚度越大，从封装部件施加给传感器元件的力越容易被粘接剂层缓和，并且越能够极力抑制温度变化所引起的传感器特性的变动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-45172号公报

专利文献2：日本特开2003-247903号公报

发明内容

对于上述的压力传感器所使用的传感器芯片而言，在压力传感器的周围的温度变化了的情况下，基于传感器芯片的线膨胀系数以及粘接剂层的线膨胀系数与底壁部(芯片安装部件)的线膨胀系数的差，在传感器芯片及底壁部彼此之间产生热应力。由此，传感器芯片形变，从而传感器芯片的输出特性与该形变相应地变化，其结果，有时压力检测精度产生误差。例如，如图5所示，有时总压力检测精度(％FS)伴随压力传感器的周围温度的变化而变化。图5中，纵轴为总压力检测精度(％FS)，横轴为温度(℃)，并示出表示伴随总压力检测精度的温度变化产生的变动的特性线La1及La2。特性线La1示出伴随周围温度变化产生的总压力检测精度的误差较大的传感器芯片的特性，特性线La2示出伴随周围温度变化产生的总压力检测精度的误差较小的传感器芯片的特性。

并且，在因粘接剂层的粘弹性的性质而上述的热应力变化了的情况下，在该热应力变成平衡状态之前需要预定的时间，从而有时也因温度响应所引起的检测精度偏差的恶化而产生压力检测精度(％FS)的误差。图6中，纵轴为压力检测精度(％FS)，横轴为时间(t)，示出表示有温度响应延迟的传感器芯片的输出特性的特性线Lb2、和表示没有温度响应延迟的传感器芯片的输出特性的特性线Lb1。此外，图6中，特性线Lt示出从试验装置的恒温槽内的预定高温Ta变化至预定低温Tb的温度循环。图6中的特性线Lb2的输出随温度变化而延迟地变动，特性线Lb1的输出追随温度变化而变动。由此，在预定的时刻t1，精度的偏差ΔD在特性线Lb1中较小，而在特性线Lb2中较大。这样的输出随温度变化而延迟地变动的响应延迟的要因之一是粘接剂层的特性。

现今，对于是否是上述的传感器芯片的压力检测精度(输出特性)的误差在预定范围内的合格的传感器芯片的评价，在制作出组装有传感器芯片的压力传感器后，通过在恒温层内遵从预定的温度循环并测定该压力传感器(以下也称作工件)的输出特性来进行上述评价。

然而，为了确认制作出的压力传感器的温度特性，在恒温槽内需要花费时间使工件适应，从而作业效率恶化。