[发明专利]物理量传感器和半导体器件

说明书

一种物理量传感器，包括：传感器芯片(3)，具有输出对应于物理量的信号的传感器部分；支撑构件(1)，传感器芯片安装到其上；粘合层(2)，设置在支撑构件的侧面(1a)上，所述粘合层支撑传感器芯片；以及导线(4)，在传感器芯片的侧面(3a)上电连接到传感器芯片，传感器芯片的侧面与粘合层相对。本文的粘合层包括表现出膨胀特性的材料，其中，随着剪切速率增大，剪切应力以多维函数增大。

技术领域

本公开内容涉及物理量传感器和半导体器件。

背景技术

传统上已知物理量传感器，其包括(i)传感器芯片，其具有用于输出对应于物理量的信号的传感器部分，(ii)支撑构件，其上安装有传感器芯片，(iii)粘合层，其设置在支撑构件上并支撑传感器芯片，以及(iv)导线，其电连接到传感器芯片。这种物理量传感器包括专利文献1中描述的传感器。

专利文献1中描述的物理量传感器具有如下配置，其中具有传感器部分的传感器芯片作为支撑构件安装在基板上，其间插入有粘合层，并且导线在传感器芯片的与面向粘合层的一个侧面相对的另一侧面上电连接到传感器芯片。

专利文献1：JP 2005-228777A

发明内容

此类物理量传感器例如可以通过在制备的支撑构件上涂敷含有粘合材料的涂层溶液以形成粘合层，将传感器芯片安装在粘合层上，然后执行导线与传感器芯片的引线键合以相互电连接来获得。

此处，当通过诸如超声波加压的方法执行引线键合时，为了稳定引线键合，优选的是，超声波的能量传递到传感器芯片，不会通过粘合层逸出。即，从确保引线键合的稳定性的观点来看，优选的是，粘合层由可变形性较小的材料制成，以防止传递到传感器芯片的能量从传感器芯片逸出。即，优选粘合层由具有高弹性的硬质材料制成。

另一方面，在此类物理量传感器中，支撑构件和传感器芯片由具有不同线性膨胀系数的材料制成；当发生温度变化时，通过粘合层在传感器芯片中产生由于线性膨胀系数的差异引起的热应力。为了减轻由支撑构件和传感器芯片之间的线性膨胀系数的差异引起的热应力并确保可靠性，优选的是，粘合层由易于弹性变形的并且不太可能会将由于支撑构件的热量引起的变形传递到传感器芯片的材料制成。即，优选地，粘合层被配置为包括具有低弹性的柔软材料。

换言之，用于此类物理量传感器的粘合层在确保引线键合的稳定性和确保温度变化的可靠性方面要求具有相反的特性；很难满足同时这两个要求。这不限于安装传感器芯片的情况，并且这同样适用于使用不输出对应于物理量的电信号的半导体芯片的半导体器件。

本公开内容的目的是提供物理量传感器和半导体器件，物理量传感器和半导体器件中的每者包括能够实现引线键合稳定性和温度变化可靠性的粘合层。

为了实现上述目的，根据本公开内容的第一示例，提供物理量传感器以包括(i)传感器芯片，其具有输出对应于物理量的信号的传感器部分，(ii)支撑构件，传感器芯片安装到其上，(iii)粘合层，其设置在支撑构件的侧面上以支撑传感器芯片，和(iv)导线，其在传感器芯片的与粘合层相对的侧面上电连接到传感器芯片。粘合层包括表现出膨胀特性的材料，其中，随着剪切速率增大，剪切应力以多维函数增大。

在这样的配置中，粘合层具有表现出膨胀特性的材料，随着剪切速率增大，剪切应力以多维函数增大。

结果，物理量传感器设置有粘合层，该粘合层具有表现出膨胀特性的材料，使得当施加更大的剪切速率时，剪切应力以多维函数变得更大。因此，当施加大的剪切速率(即，突然的外力)时，支撑传感器芯片的粘合层表现出高剪切应力，即，作为硬特性的高弹性；当施加小的剪切速率时，粘合层表现出作为软特性的低弹性。

因此，提供粘合层以当由于引线键合引起的突然外力施加到传感器芯片时表现出高弹性，并且在执行引线键合之后表现出低弹性。这实现了确保引线键合的稳定性并通过减轻热应力来确保可靠性的物理量传感器。