センサ装置の製造方法
【課題】簡易な設備でセンサチップの入出力端子に接続されるボンディングワイヤを保護し得るセンサ装置の製造方法を提供する。
【解決手段】第２工程にて凹部２３内に組み付けられたセンサチップ４０の各パッド４２ａ〜４２ｆおよび回路チップ５０の各パッド５１ａ〜５１ｈやボンディングパッド２１ａ〜２１ｄを、第３工程にてボンディングワイヤ６１〜６９によりそれぞれ電気的に接続する。そして、第４工程にて、有機溶媒に帯電粒子を分散させたコロイド溶液８０を、ボンディングワイヤ６１〜６９等が浸漬するように凹部２３内に注入し、第５工程にて、各ターミナル２１に所定の電圧を印加することでコロイド溶液８０内に電位勾配を発生させて、帯電粒子を電気泳動によりボンディングワイヤ６１〜６９の表面に付着させて、保護膜７１〜７９を成膜する。
【解決手段】第２工程にて凹部２３内に組み付けられたセンサチップ４０の各パッド４２ａ〜４２ｆおよび回路チップ５０の各パッド５１ａ〜５１ｈやボンディングパッド２１ａ〜２１ｄを、第３工程にてボンディングワイヤ６１〜６９によりそれぞれ電気的に接続する。そして、第４工程にて、有機溶媒に帯電粒子を分散させたコロイド溶液８０を、ボンディングワイヤ６１〜６９等が浸漬するように凹部２３内に注入し、第５工程にて、各ターミナル２１に所定の電圧を印加することでコロイド溶液８０内に電位勾配を発生させて、帯電粒子を電気泳動によりボンディングワイヤ６１〜６９の表面に付着させて、保護膜７１〜７９を成膜する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサチップが被測定媒体にさらされるセンサ装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサチップが被測定媒体にさらされるセンサ装置では、センサチップの入出力端子に接続されるボンディングワイヤ等を被測定媒体から保護する必要がある。そのため、下記特許文献１に開示される圧力センサ装置では、ボンディングワイヤを介してターミナルに電気的に接続された圧力検出素子がケースの凹部内にダイボンディングされており、この凹部内にフッ素ゲルやフッ素ゴムなどからなる保護部材を充填することで、ボンディングワイヤ等を封止して保護している。
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に開示されるようなセンサ装置の構成では、例えば、高圧の被測定媒体の圧力等の物理量を測定する場合、高圧環境下のために空気が保護部材に溶け込んで当該保護部材中に気泡が発生する場合がある。このように保護部材中に気泡が発生した後に減圧されて気泡が膨張すると、この気泡にクラックが生じることとなり、ボンディングワイヤ近傍に発生した気泡にクラックが生じると、ボンディングワイヤが断線してしまうという懸念がある。
【０００４】
このため、下記特許文献２に開示される半導体圧力センサでは、センサチップと導体部とを電気的に接続するボンディングワイヤとして金とパラジウムから構成された合金を採用している。これにより、アルミ基材からなるボンディングパッドからボンディングワイヤ中へのアルミの拡散が抑制されて、ボンディングワイヤを極力太くすることなく、当該ボンディングワイヤの強度を向上させている。
【０００５】
また、下記特許文献３に開示される半導体圧力センサ装置では、センサチップ及びボンディングワイヤを被覆するために凹部に充填された保護部材が、下層側の第１の保護部材とこの第１の保護部材よりも上層側の第２の保護部材との２層構造となっている。そして、下層側の第１の保護部材は、電気的絶縁性を有し且つ比較的高いヤング率のフッ素系の接着性ゴム材料により構成され、上層側の第２の保護部材は、電気的な絶縁性を有し且つ比較的低いヤング率のフッ素系のゲル材料により構成され、両保護部材は、２０℃のガソリンに浸漬されたときの飽和膨潤率が７重量％以下に設定されている。これにより、環境中の薬品や水分による保護部材内の気泡発生を防止している。
【０００６】
また、下記特許文献４に開示される半導体圧力センサ装置では、パッドを構成するＡｌ膜の表面に第１保護膜を成膜し、この第１保護膜のコンタクトホール部分を除去した後に、さらに第２保護膜を形成してこの第２保護膜のコンタクトホール部分を除去する。そして、スパッタ法により第２保護膜の表面にＡｕ膜を成膜した後、Ａｕ膜および第２保護膜の上部を削り取ることで、第２保護膜の開口部の側壁面と第２保護膜の開口部から露出した第１保護膜およびＡｌ膜との表面にのみ、Ａｕ膜が形成された構成となる。このように構成されるＡｕ膜の表面にボンディングワイヤを接合することで、腐食媒体がＡｌで構成されたボンディング用のパッドに浸入することを防止して、ボンディング箇所での電気的な接続構造の耐久性能の劣化を防止している。
【０００７】
また、下記特許文献５に開示される半導体装置では、電極配線を含む基板全面にプラズマ窒化膜およびＣＶＤ酸化膜を形成した後、電極配線上の所定の位置を開口し、蒸着法により金を蒸着した後に金膜のボンディングパッド部以外をエッチングすることで、ボンディングパッド部における水の侵入を抑制するとともに当該ボンディングパッド部の腐食を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１９４６８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２５７９５０号公報
【特許文献３】特開２００５−２８３５８７号公報
【特許文献４】特開２００７−０２４７７７号公報
【特許文献５】特開平０１−３１８２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２に開示されるような構成のセンサ装置では、上述のようにボンディングワイヤの材料として金とパラジウムから構成された合金を採用するため、単一材料のボンディングワイヤを採用する場合と比較して、専用のワイヤ成形設備が必要となり、製造コストの低減を図ることが困難になるという問題がある。また、上記特許文献３に開示されるような構成のセンサ装置では、飽和膨潤率が特定された２種類の保護部材を採用するため、単一の保護部材を採用する場合と比較して、材料費が増大するだけでなく、２種類の保護部材を混ぜることなく充填する専用の設備が必要となり、製造コストの低減を図ることが困難になるという問題がある。また、上記特許文献４，５に開示されるような構成のセンサ装置では、蒸着等により金属薄膜を形成するため、大掛かりな真空設備が必要となるだけでなく、ランニングコストが増加し、製造コストの低減を図ることが困難になるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡易な設備でセンサチップの入出力端子に接続されるボンディングワイヤを保護し得るセンサ装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１のセンサ装置の製造方法では、被測定媒体にさらされてこの被測定媒体の物理量に応じた信号をターミナルを介して出力するセンサチップを有するセンサ装置の製造方法であって、前記センサチップを組み付けるための凹部が形成されてこの凹部内に前記ターミナルの一部が露出するケースを用意する第１工程と、前記凹部内に前記センサチップを組み付ける第２工程と、前記センサチップの入出力端子と対応する前記ターミナルの一部とをボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続する第３工程と、溶媒に帯電粒子を分散させたコロイド溶液を、前記ボンディングワイヤが浸漬するように前記凹部内に注入する第４工程と、前記ターミナルに所定の電圧を印加することで前記コロイド溶液内に電位勾配を発生させて、前記帯電粒子を電気泳動により前記ボンディングワイヤの表面に付着させる第５工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載のセンサ装置の製造方法において、前記センサチップは、前記被測定媒体の圧力に応じた信号を出力する圧力センサチップであることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のセンサ装置の製造方法において、前記第２工程では、前記センサチップからの信号を処理する回路チップと当該センサチップとを前記凹部内に組み付け、前記第３工程では、前記回路チップの入出力端子と、対応する前記センサチップの入出力端子および前記ターミナルの一部とをボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ装置の製造方法において、前記溶媒が揮発性の有機溶媒であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ装置の製造方法において、前記帯電粒子が二酸化チタンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明では、第２工程にて凹部内に組み付けられたセンサチップの入出力端子と対応するターミナルの一部とを、第３工程にてボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続する。そして、第４工程にて、溶媒に帯電粒子を分散させたコロイド溶液を、ボンディングワイヤが浸漬するように凹部内に注入し、第５工程にて、ターミナルに所定の電圧を印加することでコロイド溶液内に電位勾配を発生させて、帯電粒子を電気泳動によりボンディングワイヤの表面に付着させる。
【００１７】
このように、ターミナルに所定の電圧を印加するだけで、ボンディングワイヤの表面に帯電粒子の付着による保護膜が成膜されるので、ボンディングワイヤを容易に保護することができる。特に、従来、ボンディングワイヤを保護するために使用していたフッ素ゲル等の保護部材が不要になるだけでなく、スパッタや蒸着等のための大掛かりな専用設備等が不要になり、ボンディングワイヤ等を保護するための設備が簡易化されるので、センサ装置の製造コストの低減を図ることができる。
したがって、簡易な設備でセンサチップの入出力端子に接続されるボンディングワイヤを保護することができる。
【００１８】
請求項２の発明では、センサチップは、被測定媒体の圧力に応じた信号を出力する圧力センサチップであるため、高圧の被測定媒体が測定対象となるセンサ装置であっても、センサチップの入出力端子に接続されるボンディングワイヤを簡易な設備で容易に保護することができる。
【００１９】
請求項３の発明では、第２工程にて凹部内に組み付けられた回路チップの入出力端子と、対応するセンサチップの入出力端子およびターミナルの一部とを、第３工程にてボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続する。これにより、第４工程にて、溶媒に帯電粒子を分散させたコロイド溶液を、ボンディングワイヤが浸漬するように凹部内に注入し、第５工程にて、ターミナルに所定の電圧を印加することで、センサチップおよび回路チップを電気的に接続するボンディングワイヤと、回路チップおよびターミナルを電気的に接続するボンディングワイヤとの表面に帯電粒子が付着する。
【００２０】
このため、センサチップからの信号を処理する回路チップを被測定媒体にさらされる凹部に配置する場合であっても、回路チップの入出力端子に接続されるボンディングワイヤを簡易な設備で容易に保護することができる。
【００２１】
請求項４の発明では、溶媒が揮発性の有機溶媒であるため、第５工程にて帯電粒子をボンディングワイヤの表面に付着させた後の溶媒の蒸発、すなわち、溶媒の除去を容易に実施することができる。
【００２２】
請求項５の発明では、帯電粒子が二酸化チタンであるため、他の帯電粒子と比べて分散性が良好であって入手性および安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る圧力センサの構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１のケースをポート側端面側から見た図である。
【図３】図２の凹部近傍を拡大して示す図である。
【図４】図３に示す４−４線の切断面に相当する断面図である。
【図５】圧力センサの製造工程の流れを示す工程図である。
【図６】図５の第２工程を説明するための説明図である。
【図７】図５の第３工程を説明するための説明図である。
【図８】図５の第４工程を説明するための説明図である。
【図９】図５の第５工程を説明するための説明図である。
【図１０】第５工程の変形例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係るセンサ装置を圧力センサに適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る圧力センサ１０の構成を概略的に示す断面図である。図２は、図１のケース２０をポート側端面２２側から見た図である。図３は、図２の凹部２３を拡大して示す図である。図４は、図３に示す４−４線の切断面に相当する断面図である。なお、図３および図４では、説明の便宜上、各保護膜７１〜７９等の太さを誇張して図示している。また、図２，図３および後述する図６，図７，図９，図１０では、説明の便宜上、保護部材２５の図示を省略している。
【００２５】
本実施形態に係る圧力センサ１０は、自動車のインテークマニホールドに取り付けられて、このインテークマニホールド内の被測定媒体の物理量としてその圧力を検出するセンサ装置として用いられる。この圧力センサ１０は、図１に示すように、主に、外部と接続される複数のターミナル２１がインサート成形されたケース２０と、圧力検出用のセンサチップ（圧力センサチップ）４０と、このセンサチップ４０から出力される信号の増幅等の処理を行う回路チップ５０と、センサチップ４０へ被測定媒体を導入する圧力導入孔３４を有するポート部３０とを備えている。
【００２６】
ケース２０は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やエポキシ樹脂等の樹脂材料を、金型を用いて成形してなるものである。このケース２０のポート側端面２２には、センサチップ４０および回路チップ５０を設置するための凹部２３が設けられている。
【００２７】
各ターミナル２１は、例えば銅などの導電材料により構成されており、一側端部が凹部２３内に露出し、他側端部が図略の外部機器に接続可能に開口部２４内に突出するように、それぞれ配置されている。図３に示すように、各ターミナル２１の凹部２３内に露出する一側端部は、金メッキなどが施されることで、ボンディングパッド２１ａ〜２１ｄとして機能するように構成されている。なお、ボンディングパッド２１ａは、電気トリム用パッドであり、ボンディングパッド２１ｂは、電源用パッドであり、ボンディングパッド２１ｃは、出力用パッドであり、ボンディングパッド２１ｄは、GND用パッドである。
【００２８】
ポート部３０は、センサチップ４０に被測定媒体を導くものであり、ケース２０のポート側端面２２を覆うようにケース２０に対して一端３１が接着剤等によって連結されている。これに伴い、ケース２０のポート側端面２２とポート部３０との間に圧力検出室３３が形成されている。また、ポート部３０の他端３２は、ケース２０とは反対側の方向へ突出しており、その内部には突出先端から上記圧力検出室３３に通じる圧力導入孔３４が形成されている。そして、インテークマニホールド内の吸気などの被測定媒体が、圧力導入孔３４を介して圧力検出室３３に導入されて、この被測定媒体の圧力がセンサチップ４０によって検出されるようになっている。
【００２９】
このように形成されるポート部３０は、上記ケース２０と同様に、ＰＢＴ、ＰＰＳなどの樹脂材料を、金型を用いて成形してなるものである。また、ポート部３０は、その外周部には図略のＯリングが設けられており、このＯリングを介してインテークマニホールドの吸気管に対して気密に取り付け可能に構成されている。
【００３０】
センサチップ４０は、シリコン半導体チップであって、図４に示すように、歪み部としてのダイアフラム４１と、このダイアフラム４１に拡散抵抗などにより形成されたブリッジ回路などを備えており、被測定媒体の圧力に応じたダイアフラム４１の変位（歪み）に基づく圧力信号を回路チップ５０へ出力するように構成されている。また、センサチップ４０の表面には、入出力端子として、パッド４２ａ〜４２ｆなどが形成されている。このように構成されるセンサチップ４０は、ケース２０の凹部２３に固定されたガラス台座４３上に接着固定されている。
【００３１】
回路チップ５０は、ＭＯＳトランジスタ素子などが形成されたシリコン半導体チップとして構成されるチップで、センサチップ４０に対する駆動信号を出力し、センサチップ４０から入力される圧力信号を演算・増幅処理して外部へ出力する等の機能を有する制御回路を備えたものである。また、回路チップ５０の表面には、入出力端子として、パッド５１ａ〜５１ｈなどが形成されている。このように構成される回路チップ５０は、ケース２０の凹部２３内のセンサチップ４０の近傍に配置されている。
【００３２】
そして、センサチップ４０のパッド４２ａ〜４２ｅと回路チップ５０のパッド５１ａ〜５１ｅとは、ボンディングワイヤ６１〜６５を介して電気的に接続されている。また、センサチップ４０のパッド４２ｆとターミナル２１のボンディングパッド２１ａは、ボンディングワイヤ６６を介して電気的に接続されている。また、回路チップ５０のパッド５１ｆ〜５１ｈとターミナル２１のボンディングパッド２１ｂ〜２１ｄは、ボンディングワイヤ６７〜６９を介して電気的に接続されている。なお、各ボンディングワイヤ６１〜６９は、金線から構成されている。
【００３３】
そして、これら各ボンディングワイヤ６１〜６９と、センサチップ４０のパッド４２ａ〜４２ｆと、回路チップ５０のパッド５１ａ〜５１ｈとは、被測定媒体等からの保護や防食などを目的として、その表面が、後述する保護膜７１〜７９等により被覆保護されている。
【００３４】
また、ケース２０の凹部２３の底部には、圧力検出室３３の気密性を確保するために、フッ素ゴムからなる保護部材２５が充填されている（図４参照）。
【００３５】
次に、上述のように構成される圧力センサ１０の製造工程について、図５〜図９を用いて説明する。図５は、圧力センサ１０の製造工程の流れを示す工程図である。図６は、図５の第２工程を説明するための説明図である。図７は、図５の第３工程を説明するための説明図である。図８は、図５の第４工程を説明するための説明図である。図９は、図５の第５工程を説明するための説明図である。
【００３６】
まず、上述したケース２０、ポート部３０、センサチップ４０および回路チップ５０をそれぞれ用意する（第１工程）。次に、図６に示すように、第１工程によって用意したケース２０の凹部２３内に、センサチップ４０および回路チップ５０を組み付ける（第２工程）。
【００３７】
続いて、ワイヤボンディングによって、図７に示すように、センサチップ４０のパッド４２ａ〜４２ｅと回路チップ５０のパッド５１ａ〜５１ｅとを、ボンディングワイヤ６１〜６５により電気的に接続し、センサチップ４０のパッド４２ｆとターミナル２１のボンディングパッド２１ａとを、ボンディングワイヤ６６により電気的に接続し、回路チップ５０のパッド５１ｆ〜５１ｈとターミナル２１のボンディングパッド２１ｂ〜２１ｄとを、ボンディングワイヤ６７〜６９により電気的に接続する（第３工程）。
【００３８】
次に、酸性の揮発性有機溶媒に、帯電粒子として二酸化チタンのナノコロイド粒子を分散させて界面動電電位を発生させたコロイド溶液８０を作製し、このコロイド溶液８０を、図８に示すように、各ボンディングワイヤ６１〜６９および各パッド４２ａ〜４２ｆ，５１ａ〜５１ｈが浸漬するように、凹部２３内に注入する（第４工程）。
【００３９】
続いて、コロイド粒子（帯電粒子）を電気泳動により各ボンディングワイヤ６１〜６９等の表面に付着させて成膜するために、各ターミナル２１に所定の電圧を印加する（第５工程）。具体的には、まず、ボンディングパッド２１ａ，２１ｂに正電圧が印加されるとともにボンディングパッド２１ｃ，２１ｄに負電圧が印加されるように、各ターミナル２１に所定の電圧を印加する。
【００４０】
コロイド溶液８０内には各ボンディングワイヤ６１〜６９およびパッド４２ａ〜４２ｆ，５１ａ〜５１ｈが浸漬しているので、当該コロイド溶液８０内に電位勾配が発生する。このため、コロイド粒子が、帯電している極性と逆の電圧が印加された導電部、すなわち、ボンディングワイヤ６４〜６７と、センサチップ４０のパッド４２ｄ〜４２ｆと、回路チップ５０のパッド５１ｄ，５１ｅ，５１ｇと、ボンディングパッド２１ａ，２１ｂとの表面に電気泳動により付着することとなる。このコロイド粒子の付着により、図９に示すように、ボンディングワイヤ６４〜６７の表面が保護膜７４〜７７により被覆保護されるとともに、各パッド４２ｄ〜４２ｆ、５１ｄ，５１ｅ，５１ｇ、２１ａ，２１ｃの表面が保護膜（図示略）により被覆保護される。
【００４１】
保護膜７４〜７７等が成膜されると、ボンディングパッド２１ａ，２１ｂに負電圧が印加されるとともにボンディングパッド２１ｃ，２１ｄに正電圧が印加されるように、すなわち、上記成膜時と逆の極性の電圧が印加されるように、各ターミナル２１に所定の電圧を印加する。
【００４２】
これにより、コロイド粒子が、ボンディングワイヤ６１〜６３，６８，６９と、センサチップ４０のパッド４２ａ〜４２ｃと、回路チップ５０のパッド５１ａ〜５１ｃ，５１ｆ，５１ｈと、ボンディングパッド２１ｂ，２１ｄとの表面に電気泳動により付着することとなる。このコロイド粒子の付着により、ボンディングワイヤ６１〜６３，６８，６９の表面が保護膜７１〜７３，７８，７９により被覆保護されるとともに、各パッド４２ａ〜４２ｃ，５１ａ〜５１ｃ，５１ｆ，５１ｈ，２１ｃ，２１ｄの表面が保護膜（図示略）により被覆保護される。なお、上記所定の電圧は、例えば、各ボンディングワイヤ６１〜６９の表面に成膜される保護膜７１〜７９の厚さが、１〜４μｍとなる程度に設定されている。
【００４３】
次に、凹部２３内の溶媒（コロイド溶液８０）を蒸発させることで当該溶媒を除去する（第６工程）。ここで、本実施形態では、溶媒を高温環境にさらすことで蒸発させているが、これに限らず、例えば、溶媒を直接加熱することで蒸発させてもよいし、送風機等による送風により溶媒の蒸発させてもよい。
【００４４】
続いて、上述のように各保護膜７１〜７９等が成膜された状態の凹部２３の底部にフッ素ゴムからなる保護部材２５を充填する（第７工程）。これにより、凹部２３の底部におけるケース本体とターミナルとの隙間等が保護部材２５により塞がれて、圧力検出室３３の気密性が確保される。なお、本第７工程は、充填する保護部材の特性に応じて、ワイヤボンディング処理を実施する第３工程の後であって、コロイド溶液８０を凹部２３内に注入する第４工程の前に実施してもよい。
【００４５】
そして、このようにセンサチップ４０および回路チップ５０が組み付けられたケース２０に対して、そのポート側端面２２を覆うようにポート部３０を組み付けることで、図１に示す圧力センサ１０が完成する。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る圧力センサ１０の製造方法では、第２工程にて凹部２３内に組み付けられたセンサチップ４０の各パッド４２ａ〜４２ｆおよび回路チップ５０の各パッド５１ａ〜５１ｈやボンディングパッド２１ａ〜２１ｄを、第３工程にてボンディングワイヤ６１〜６９によりそれぞれ電気的に接続する。そして、第４工程にて、有機溶媒に帯電粒子を分散させたコロイド溶液８０を、ボンディングワイヤ６１〜６９等が浸漬するように凹部２３内に注入し、第５工程にて、各ターミナル２１に所定の電圧を印加することでコロイド溶液８０内に電位勾配を発生させて、帯電粒子を電気泳動によりボンディングワイヤ６１〜６９の表面に付着させて、保護膜７１〜７９を成膜する。
【００４７】
このように、各ターミナル２１に所定の電圧を印加するだけで、ボンディングワイヤ６１〜６９の表面に帯電粒子の付着による保護膜７１〜７９が成膜されるので、ボンディングワイヤ６１〜６９を容易に保護することができる。特に、従来、ボンディングワイヤを保護するために使用していたフッ素ゲル等の保護部材が不要になるだけでなく、スパッタや蒸着等のための大掛かりな専用設備等が不要になり、ボンディングワイヤ等を保護するための設備が簡易化されるので、圧力センサ１０の製造コストの低減を図ることができる。
したがって、センサチップ４０や回路チップ５０を被測定媒体にさらされる凹部２３に配置する場合であっても、簡易な設備でセンサチップ４０や回路チップ５０の各パッドに接続されるボンディングワイヤ６１〜６９等を保護することができる。
【００４８】
特に、センサチップ４０は、被測定媒体の圧力に応じた信号を出力する圧力センサチップであるため、高圧の被測定媒体が測定対象となる圧力センサ１０であっても、センサチップ４０の各パッドに接続されるボンディングワイヤを簡易な設備で容易に保護することができる。
【００４９】
また、帯電粒子を分散させる溶媒が揮発性の有機溶媒であるため、第５工程にて帯電粒子をボンディングワイヤ６１〜６９等の表面に付着させた後の第７工程における溶媒の蒸発、すなわち、溶媒の除去を容易に実施することができる。なお、製造設備等に応じて、揮発性の有機溶媒に代えて、帯電粒子を分散させて界面動電電位を発生させることが可能な溶媒を採用してもよい。
【００５０】
さらに、帯電粒子が二酸化チタンであるため、他の帯電粒子と比べて分散性が良好であって入手性および安全性を高めることができる。なお、製造設備等に応じて、例えば、酸化亜鉛等を帯電粒子として採用してもよい。
【００５１】
図１０は、第５工程の変形例を説明するための説明図である。
上述した第５工程では、ボンディングパッド２１ａ，２１ｂに負電圧を、ボンディングパッド２１ｃ，２１ｄに正電圧を印加することで、図１０に示すように、ボンディングワイヤ６１〜６３，６８，６９等の表面に保護膜７１〜７３，７８，７９等を成膜した後、ボンディングパッド２１ａ，２１ｂに正電圧を、ボンディングパッド２１ｃ，２１ｄに負電圧を印加することで、残りのボンディングワイヤ６４〜６７等の表面に保護膜７４〜７等を成膜してもよい。
【００５２】
本実施形態の変形例として、本実施形態に係る圧力センサの製造方法を、回路チップ５０を除いた圧力センサ１０に適用してもよい。
このように構成される圧力センサ１０であっても、第２工程にて凹部２３内に組み付けられたセンサチップ４０の各パッドと対応するボンディングパッドとを、第３工程にてボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続し、第４工程にてコロイド溶液８０をボンディングワイヤ等が浸漬するように凹部２３内に注入し、第５工程にて各ターミナル２１に所定の電圧を印加することで、ボンディングワイヤ等の表面に保護膜を成膜することができる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
（１）本実施形態に係るセンサ装置の製造方法は、インテークマニホールド内の被測定媒体の圧力を検出する圧力センサの製造方法に適用されることに限らず、他の被測定媒体の圧力を検出する圧力センサの製造方法に適用されてもよいし、温度センサ等、被測定媒体の物理量を測定するセンサチップ等が当該被測定媒体や腐食雰囲気など保護すべき雰囲気中にさらされるセンサ装置の製造方法に適用されてもよい。
【００５４】
（２）各ボンディングワイヤ６１〜６９は、金線から構成されることに限らず、上述した保護膜が表面に成膜可能な導電部材から構成されてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０…圧力センサ（センサ装置）
２０…ケース
２１…ターミナル
２１ａ〜２１ｄ…ボンディングパッド（ターミナルの一部）
２３…凹部
３０…ポート部
４０…センサチップ
４２ａ〜４２ｆ…パッド（入出力端子）
５０…回路チップ
５１ａ〜５１ｈ…パッド（入出力端子）
６１〜６９…ボンディングワイヤ
７１〜７９…保護膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサチップが被測定媒体にさらされるセンサ装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサチップが被測定媒体にさらされるセンサ装置では、センサチップの入出力端子に接続されるボンディングワイヤ等を被測定媒体から保護する必要がある。そのため、下記特許文献１に開示される圧力センサ装置では、ボンディングワイヤを介してターミナルに電気的に接続された圧力検出素子がケースの凹部内にダイボンディングされており、この凹部内にフッ素ゲルやフッ素ゴムなどからなる保護部材を充填することで、ボンディングワイヤ等を封止して保護している。
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に開示されるようなセンサ装置の構成では、例えば、高圧の被測定媒体の圧力等の物理量を測定する場合、高圧環境下のために空気が保護部材に溶け込んで当該保護部材中に気泡が発生する場合がある。このように保護部材中に気泡が発生した後に減圧されて気泡が膨張すると、この気泡にクラックが生じることとなり、ボンディングワイヤ近傍に発生した気泡にクラックが生じると、ボンディングワイヤが断線してしまうという懸念がある。
【０００４】
このため、下記特許文献２に開示される半導体圧力センサでは、センサチップと導体部とを電気的に接続するボンディングワイヤとして金とパラジウムから構成された合金を採用している。これにより、アルミ基材からなるボンディングパッドからボンディングワイヤ中へのアルミの拡散が抑制されて、ボンディングワイヤを極力太くすることなく、当該ボンディングワイヤの強度を向上させている。
【０００５】
また、下記特許文献３に開示される半導体圧力センサ装置では、センサチップ及びボンディングワイヤを被覆するために凹部に充填された保護部材が、下層側の第１の保護部材とこの第１の保護部材よりも上層側の第２の保護部材との２層構造となっている。そして、下層側の第１の保護部材は、電気的絶縁性を有し且つ比較的高いヤング率のフッ素系の接着性ゴム材料により構成され、上層側の第２の保護部材は、電気的な絶縁性を有し且つ比較的低いヤング率のフッ素系のゲル材料により構成され、両保護部材は、２０℃のガソリンに浸漬されたときの飽和膨潤率が７重量％以下に設定されている。これにより、環境中の薬品や水分による保護部材内の気泡発生を防止している。
【０００６】
また、下記特許文献４に開示される半導体圧力センサ装置では、パッドを構成するＡｌ膜の表面に第１保護膜を成膜し、この第１保護膜のコンタクトホール部分を除去した後に、さらに第２保護膜を形成してこの第２保護膜のコンタクトホール部分を除去する。そして、スパッタ法により第２保護膜の表面にＡｕ膜を成膜した後、Ａｕ膜および第２保護膜の上部を削り取ることで、第２保護膜の開口部の側壁面と第２保護膜の開口部から露出した第１保護膜およびＡｌ膜との表面にのみ、Ａｕ膜が形成された構成となる。このように構成されるＡｕ膜の表面にボンディングワイヤを接合することで、腐食媒体がＡｌで構成されたボンディング用のパッドに浸入することを防止して、ボンディング箇所での電気的な接続構造の耐久性能の劣化を防止している。
【０００７】
また、下記特許文献５に開示される半導体装置では、電極配線を含む基板全面にプラズマ窒化膜およびＣＶＤ酸化膜を形成した後、電極配線上の所定の位置を開口し、蒸着法により金を蒸着した後に金膜のボンディングパッド部以外をエッチングすることで、ボンディングパッド部における水の侵入を抑制するとともに当該ボンディングパッド部の腐食を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１９４６８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２５７９５０号公報
【特許文献３】特開２００５−２８３５８７号公報
【特許文献４】特開２００７−０２４７７７号公報
【特許文献５】特開平０１−３１８２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２に開示されるような構成のセンサ装置では、上述のようにボンディングワイヤの材料として金とパラジウムから構成された合金を採用するため、単一材料のボンディングワイヤを採用する場合と比較して、専用のワイヤ成形設備が必要となり、製造コストの低減を図ることが困難になるという問題がある。また、上記特許文献３に開示されるような構成のセンサ装置では、飽和膨潤率が特定された２種類の保護部材を採用するため、単一の保護部材を採用する場合と比較して、材料費が増大するだけでなく、２種類の保護部材を混ぜることなく充填する専用の設備が必要となり、製造コストの低減を図ることが困難になるという問題がある。また、上記特許文献４，５に開示されるような構成のセンサ装置では、蒸着等により金属薄膜を形成するため、大掛かりな真空設備が必要となるだけでなく、ランニングコストが増加し、製造コストの低減を図ることが困難になるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡易な設備でセンサチップの入出力端子に接続されるボンディングワイヤを保護し得るセンサ装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１のセンサ装置の製造方法では、被測定媒体にさらされてこの被測定媒体の物理量に応じた信号をターミナルを介して出力するセンサチップを有するセンサ装置の製造方法であって、前記センサチップを組み付けるための凹部が形成されてこの凹部内に前記ターミナルの一部が露出するケースを用意する第１工程と、前記凹部内に前記センサチップを組み付ける第２工程と、前記センサチップの入出力端子と対応する前記ターミナルの一部とをボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続する第３工程と、溶媒に帯電粒子を分散させたコロイド溶液を、前記ボンディングワイヤが浸漬するように前記凹部内に注入する第４工程と、前記ターミナルに所定の電圧を印加することで前記コロイド溶液内に電位勾配を発生させて、前記帯電粒子を電気泳動により前記ボンディングワイヤの表面に付着させる第５工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載のセンサ装置の製造方法において、前記センサチップは、前記被測定媒体の圧力に応じた信号を出力する圧力センサチップであることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のセンサ装置の製造方法において、前記第２工程では、前記センサチップからの信号を処理する回路チップと当該センサチップとを前記凹部内に組み付け、前記第３工程では、前記回路チップの入出力端子と、対応する前記センサチップの入出力端子および前記ターミナルの一部とをボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ装置の製造方法において、前記溶媒が揮発性の有機溶媒であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ装置の製造方法において、前記帯電粒子が二酸化チタンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明では、第２工程にて凹部内に組み付けられたセンサチップの入出力端子と対応するターミナルの一部とを、第３工程にてボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続する。そして、第４工程にて、溶媒に帯電粒子を分散させたコロイド溶液を、ボンディングワイヤが浸漬するように凹部内に注入し、第５工程にて、ターミナルに所定の電圧を印加することでコロイド溶液内に電位勾配を発生させて、帯電粒子を電気泳動によりボンディングワイヤの表面に付着させる。
【００１７】
このように、ターミナルに所定の電圧を印加するだけで、ボンディングワイヤの表面に帯電粒子の付着による保護膜が成膜されるので、ボンディングワイヤを容易に保護することができる。特に、従来、ボンディングワイヤを保護するために使用していたフッ素ゲル等の保護部材が不要になるだけでなく、スパッタや蒸着等のための大掛かりな専用設備等が不要になり、ボンディングワイヤ等を保護するための設備が簡易化されるので、センサ装置の製造コストの低減を図ることができる。
したがって、簡易な設備でセンサチップの入出力端子に接続されるボンディングワイヤを保護することができる。
【００１８】
請求項２の発明では、センサチップは、被測定媒体の圧力に応じた信号を出力する圧力センサチップであるため、高圧の被測定媒体が測定対象となるセンサ装置であっても、センサチップの入出力端子に接続されるボンディングワイヤを簡易な設備で容易に保護することができる。
【００１９】
請求項３の発明では、第２工程にて凹部内に組み付けられた回路チップの入出力端子と、対応するセンサチップの入出力端子およびターミナルの一部とを、第３工程にてボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続する。これにより、第４工程にて、溶媒に帯電粒子を分散させたコロイド溶液を、ボンディングワイヤが浸漬するように凹部内に注入し、第５工程にて、ターミナルに所定の電圧を印加することで、センサチップおよび回路チップを電気的に接続するボンディングワイヤと、回路チップおよびターミナルを電気的に接続するボンディングワイヤとの表面に帯電粒子が付着する。
【００２０】
このため、センサチップからの信号を処理する回路チップを被測定媒体にさらされる凹部に配置する場合であっても、回路チップの入出力端子に接続されるボンディングワイヤを簡易な設備で容易に保護することができる。
【００２１】
請求項４の発明では、溶媒が揮発性の有機溶媒であるため、第５工程にて帯電粒子をボンディングワイヤの表面に付着させた後の溶媒の蒸発、すなわち、溶媒の除去を容易に実施することができる。
【００２２】
請求項５の発明では、帯電粒子が二酸化チタンであるため、他の帯電粒子と比べて分散性が良好であって入手性および安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る圧力センサの構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１のケースをポート側端面側から見た図である。
【図３】図２の凹部近傍を拡大して示す図である。
【図４】図３に示す４−４線の切断面に相当する断面図である。
【図５】圧力センサの製造工程の流れを示す工程図である。
【図６】図５の第２工程を説明するための説明図である。
【図７】図５の第３工程を説明するための説明図である。
【図８】図５の第４工程を説明するための説明図である。
【図９】図５の第５工程を説明するための説明図である。
【図１０】第５工程の変形例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係るセンサ装置を圧力センサに適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る圧力センサ１０の構成を概略的に示す断面図である。図２は、図１のケース２０をポート側端面２２側から見た図である。図３は、図２の凹部２３を拡大して示す図である。図４は、図３に示す４−４線の切断面に相当する断面図である。なお、図３および図４では、説明の便宜上、各保護膜７１〜７９等の太さを誇張して図示している。また、図２，図３および後述する図６，図７，図９，図１０では、説明の便宜上、保護部材２５の図示を省略している。
【００２５】
本実施形態に係る圧力センサ１０は、自動車のインテークマニホールドに取り付けられて、このインテークマニホールド内の被測定媒体の物理量としてその圧力を検出するセンサ装置として用いられる。この圧力センサ１０は、図１に示すように、主に、外部と接続される複数のターミナル２１がインサート成形されたケース２０と、圧力検出用のセンサチップ（圧力センサチップ）４０と、このセンサチップ４０から出力される信号の増幅等の処理を行う回路チップ５０と、センサチップ４０へ被測定媒体を導入する圧力導入孔３４を有するポート部３０とを備えている。
【００２６】
ケース２０は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やエポキシ樹脂等の樹脂材料を、金型を用いて成形してなるものである。このケース２０のポート側端面２２には、センサチップ４０および回路チップ５０を設置するための凹部２３が設けられている。
【００２７】
各ターミナル２１は、例えば銅などの導電材料により構成されており、一側端部が凹部２３内に露出し、他側端部が図略の外部機器に接続可能に開口部２４内に突出するように、それぞれ配置されている。図３に示すように、各ターミナル２１の凹部２３内に露出する一側端部は、金メッキなどが施されることで、ボンディングパッド２１ａ〜２１ｄとして機能するように構成されている。なお、ボンディングパッド２１ａは、電気トリム用パッドであり、ボンディングパッド２１ｂは、電源用パッドであり、ボンディングパッド２１ｃは、出力用パッドであり、ボンディングパッド２１ｄは、GND用パッドである。
【００２８】
ポート部３０は、センサチップ４０に被測定媒体を導くものであり、ケース２０のポート側端面２２を覆うようにケース２０に対して一端３１が接着剤等によって連結されている。これに伴い、ケース２０のポート側端面２２とポート部３０との間に圧力検出室３３が形成されている。また、ポート部３０の他端３２は、ケース２０とは反対側の方向へ突出しており、その内部には突出先端から上記圧力検出室３３に通じる圧力導入孔３４が形成されている。そして、インテークマニホールド内の吸気などの被測定媒体が、圧力導入孔３４を介して圧力検出室３３に導入されて、この被測定媒体の圧力がセンサチップ４０によって検出されるようになっている。
【００２９】
このように形成されるポート部３０は、上記ケース２０と同様に、ＰＢＴ、ＰＰＳなどの樹脂材料を、金型を用いて成形してなるものである。また、ポート部３０は、その外周部には図略のＯリングが設けられており、このＯリングを介してインテークマニホールドの吸気管に対して気密に取り付け可能に構成されている。
【００３０】
センサチップ４０は、シリコン半導体チップであって、図４に示すように、歪み部としてのダイアフラム４１と、このダイアフラム４１に拡散抵抗などにより形成されたブリッジ回路などを備えており、被測定媒体の圧力に応じたダイアフラム４１の変位（歪み）に基づく圧力信号を回路チップ５０へ出力するように構成されている。また、センサチップ４０の表面には、入出力端子として、パッド４２ａ〜４２ｆなどが形成されている。このように構成されるセンサチップ４０は、ケース２０の凹部２３に固定されたガラス台座４３上に接着固定されている。
【００３１】
回路チップ５０は、ＭＯＳトランジスタ素子などが形成されたシリコン半導体チップとして構成されるチップで、センサチップ４０に対する駆動信号を出力し、センサチップ４０から入力される圧力信号を演算・増幅処理して外部へ出力する等の機能を有する制御回路を備えたものである。また、回路チップ５０の表面には、入出力端子として、パッド５１ａ〜５１ｈなどが形成されている。このように構成される回路チップ５０は、ケース２０の凹部２３内のセンサチップ４０の近傍に配置されている。
【００３２】
そして、センサチップ４０のパッド４２ａ〜４２ｅと回路チップ５０のパッド５１ａ〜５１ｅとは、ボンディングワイヤ６１〜６５を介して電気的に接続されている。また、センサチップ４０のパッド４２ｆとターミナル２１のボンディングパッド２１ａは、ボンディングワイヤ６６を介して電気的に接続されている。また、回路チップ５０のパッド５１ｆ〜５１ｈとターミナル２１のボンディングパッド２１ｂ〜２１ｄは、ボンディングワイヤ６７〜６９を介して電気的に接続されている。なお、各ボンディングワイヤ６１〜６９は、金線から構成されている。
【００３３】
そして、これら各ボンディングワイヤ６１〜６９と、センサチップ４０のパッド４２ａ〜４２ｆと、回路チップ５０のパッド５１ａ〜５１ｈとは、被測定媒体等からの保護や防食などを目的として、その表面が、後述する保護膜７１〜７９等により被覆保護されている。
【００３４】
また、ケース２０の凹部２３の底部には、圧力検出室３３の気密性を確保するために、フッ素ゴムからなる保護部材２５が充填されている（図４参照）。
【００３５】
次に、上述のように構成される圧力センサ１０の製造工程について、図５〜図９を用いて説明する。図５は、圧力センサ１０の製造工程の流れを示す工程図である。図６は、図５の第２工程を説明するための説明図である。図７は、図５の第３工程を説明するための説明図である。図８は、図５の第４工程を説明するための説明図である。図９は、図５の第５工程を説明するための説明図である。
【００３６】
まず、上述したケース２０、ポート部３０、センサチップ４０および回路チップ５０をそれぞれ用意する（第１工程）。次に、図６に示すように、第１工程によって用意したケース２０の凹部２３内に、センサチップ４０および回路チップ５０を組み付ける（第２工程）。
【００３７】
続いて、ワイヤボンディングによって、図７に示すように、センサチップ４０のパッド４２ａ〜４２ｅと回路チップ５０のパッド５１ａ〜５１ｅとを、ボンディングワイヤ６１〜６５により電気的に接続し、センサチップ４０のパッド４２ｆとターミナル２１のボンディングパッド２１ａとを、ボンディングワイヤ６６により電気的に接続し、回路チップ５０のパッド５１ｆ〜５１ｈとターミナル２１のボンディングパッド２１ｂ〜２１ｄとを、ボンディングワイヤ６７〜６９により電気的に接続する（第３工程）。
【００３８】
次に、酸性の揮発性有機溶媒に、帯電粒子として二酸化チタンのナノコロイド粒子を分散させて界面動電電位を発生させたコロイド溶液８０を作製し、このコロイド溶液８０を、図８に示すように、各ボンディングワイヤ６１〜６９および各パッド４２ａ〜４２ｆ，５１ａ〜５１ｈが浸漬するように、凹部２３内に注入する（第４工程）。
【００３９】
続いて、コロイド粒子（帯電粒子）を電気泳動により各ボンディングワイヤ６１〜６９等の表面に付着させて成膜するために、各ターミナル２１に所定の電圧を印加する（第５工程）。具体的には、まず、ボンディングパッド２１ａ，２１ｂに正電圧が印加されるとともにボンディングパッド２１ｃ，２１ｄに負電圧が印加されるように、各ターミナル２１に所定の電圧を印加する。
【００４０】
コロイド溶液８０内には各ボンディングワイヤ６１〜６９およびパッド４２ａ〜４２ｆ，５１ａ〜５１ｈが浸漬しているので、当該コロイド溶液８０内に電位勾配が発生する。このため、コロイド粒子が、帯電している極性と逆の電圧が印加された導電部、すなわち、ボンディングワイヤ６４〜６７と、センサチップ４０のパッド４２ｄ〜４２ｆと、回路チップ５０のパッド５１ｄ，５１ｅ，５１ｇと、ボンディングパッド２１ａ，２１ｂとの表面に電気泳動により付着することとなる。このコロイド粒子の付着により、図９に示すように、ボンディングワイヤ６４〜６７の表面が保護膜７４〜７７により被覆保護されるとともに、各パッド４２ｄ〜４２ｆ、５１ｄ，５１ｅ，５１ｇ、２１ａ，２１ｃの表面が保護膜（図示略）により被覆保護される。
【００４１】
保護膜７４〜７７等が成膜されると、ボンディングパッド２１ａ，２１ｂに負電圧が印加されるとともにボンディングパッド２１ｃ，２１ｄに正電圧が印加されるように、すなわち、上記成膜時と逆の極性の電圧が印加されるように、各ターミナル２１に所定の電圧を印加する。
【００４２】
これにより、コロイド粒子が、ボンディングワイヤ６１〜６３，６８，６９と、センサチップ４０のパッド４２ａ〜４２ｃと、回路チップ５０のパッド５１ａ〜５１ｃ，５１ｆ，５１ｈと、ボンディングパッド２１ｂ，２１ｄとの表面に電気泳動により付着することとなる。このコロイド粒子の付着により、ボンディングワイヤ６１〜６３，６８，６９の表面が保護膜７１〜７３，７８，７９により被覆保護されるとともに、各パッド４２ａ〜４２ｃ，５１ａ〜５１ｃ，５１ｆ，５１ｈ，２１ｃ，２１ｄの表面が保護膜（図示略）により被覆保護される。なお、上記所定の電圧は、例えば、各ボンディングワイヤ６１〜６９の表面に成膜される保護膜７１〜７９の厚さが、１〜４μｍとなる程度に設定されている。
【００４３】
次に、凹部２３内の溶媒（コロイド溶液８０）を蒸発させることで当該溶媒を除去する（第６工程）。ここで、本実施形態では、溶媒を高温環境にさらすことで蒸発させているが、これに限らず、例えば、溶媒を直接加熱することで蒸発させてもよいし、送風機等による送風により溶媒の蒸発させてもよい。
【００４４】
続いて、上述のように各保護膜７１〜７９等が成膜された状態の凹部２３の底部にフッ素ゴムからなる保護部材２５を充填する（第７工程）。これにより、凹部２３の底部におけるケース本体とターミナルとの隙間等が保護部材２５により塞がれて、圧力検出室３３の気密性が確保される。なお、本第７工程は、充填する保護部材の特性に応じて、ワイヤボンディング処理を実施する第３工程の後であって、コロイド溶液８０を凹部２３内に注入する第４工程の前に実施してもよい。
【００４５】
そして、このようにセンサチップ４０および回路チップ５０が組み付けられたケース２０に対して、そのポート側端面２２を覆うようにポート部３０を組み付けることで、図１に示す圧力センサ１０が完成する。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る圧力センサ１０の製造方法では、第２工程にて凹部２３内に組み付けられたセンサチップ４０の各パッド４２ａ〜４２ｆおよび回路チップ５０の各パッド５１ａ〜５１ｈやボンディングパッド２１ａ〜２１ｄを、第３工程にてボンディングワイヤ６１〜６９によりそれぞれ電気的に接続する。そして、第４工程にて、有機溶媒に帯電粒子を分散させたコロイド溶液８０を、ボンディングワイヤ６１〜６９等が浸漬するように凹部２３内に注入し、第５工程にて、各ターミナル２１に所定の電圧を印加することでコロイド溶液８０内に電位勾配を発生させて、帯電粒子を電気泳動によりボンディングワイヤ６１〜６９の表面に付着させて、保護膜７１〜７９を成膜する。
【００４７】
このように、各ターミナル２１に所定の電圧を印加するだけで、ボンディングワイヤ６１〜６９の表面に帯電粒子の付着による保護膜７１〜７９が成膜されるので、ボンディングワイヤ６１〜６９を容易に保護することができる。特に、従来、ボンディングワイヤを保護するために使用していたフッ素ゲル等の保護部材が不要になるだけでなく、スパッタや蒸着等のための大掛かりな専用設備等が不要になり、ボンディングワイヤ等を保護するための設備が簡易化されるので、圧力センサ１０の製造コストの低減を図ることができる。
したがって、センサチップ４０や回路チップ５０を被測定媒体にさらされる凹部２３に配置する場合であっても、簡易な設備でセンサチップ４０や回路チップ５０の各パッドに接続されるボンディングワイヤ６１〜６９等を保護することができる。
【００４８】
特に、センサチップ４０は、被測定媒体の圧力に応じた信号を出力する圧力センサチップであるため、高圧の被測定媒体が測定対象となる圧力センサ１０であっても、センサチップ４０の各パッドに接続されるボンディングワイヤを簡易な設備で容易に保護することができる。
【００４９】
また、帯電粒子を分散させる溶媒が揮発性の有機溶媒であるため、第５工程にて帯電粒子をボンディングワイヤ６１〜６９等の表面に付着させた後の第７工程における溶媒の蒸発、すなわち、溶媒の除去を容易に実施することができる。なお、製造設備等に応じて、揮発性の有機溶媒に代えて、帯電粒子を分散させて界面動電電位を発生させることが可能な溶媒を採用してもよい。
【００５０】
さらに、帯電粒子が二酸化チタンであるため、他の帯電粒子と比べて分散性が良好であって入手性および安全性を高めることができる。なお、製造設備等に応じて、例えば、酸化亜鉛等を帯電粒子として採用してもよい。
【００５１】
図１０は、第５工程の変形例を説明するための説明図である。
上述した第５工程では、ボンディングパッド２１ａ，２１ｂに負電圧を、ボンディングパッド２１ｃ，２１ｄに正電圧を印加することで、図１０に示すように、ボンディングワイヤ６１〜６３，６８，６９等の表面に保護膜７１〜７３，７８，７９等を成膜した後、ボンディングパッド２１ａ，２１ｂに正電圧を、ボンディングパッド２１ｃ，２１ｄに負電圧を印加することで、残りのボンディングワイヤ６４〜６７等の表面に保護膜７４〜７等を成膜してもよい。
【００５２】
本実施形態の変形例として、本実施形態に係る圧力センサの製造方法を、回路チップ５０を除いた圧力センサ１０に適用してもよい。
このように構成される圧力センサ１０であっても、第２工程にて凹部２３内に組み付けられたセンサチップ４０の各パッドと対応するボンディングパッドとを、第３工程にてボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続し、第４工程にてコロイド溶液８０をボンディングワイヤ等が浸漬するように凹部２３内に注入し、第５工程にて各ターミナル２１に所定の電圧を印加することで、ボンディングワイヤ等の表面に保護膜を成膜することができる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
（１）本実施形態に係るセンサ装置の製造方法は、インテークマニホールド内の被測定媒体の圧力を検出する圧力センサの製造方法に適用されることに限らず、他の被測定媒体の圧力を検出する圧力センサの製造方法に適用されてもよいし、温度センサ等、被測定媒体の物理量を測定するセンサチップ等が当該被測定媒体や腐食雰囲気など保護すべき雰囲気中にさらされるセンサ装置の製造方法に適用されてもよい。
【００５４】
（２）各ボンディングワイヤ６１〜６９は、金線から構成されることに限らず、上述した保護膜が表面に成膜可能な導電部材から構成されてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０…圧力センサ（センサ装置）
２０…ケース
２１…ターミナル
２１ａ〜２１ｄ…ボンディングパッド（ターミナルの一部）
２３…凹部
３０…ポート部
４０…センサチップ
４２ａ〜４２ｆ…パッド（入出力端子）
５０…回路チップ
５１ａ〜５１ｈ…パッド（入出力端子）
６１〜６９…ボンディングワイヤ
７１〜７９…保護膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定媒体にさらされてこの被測定媒体の物理量に応じた信号をターミナルを介して出力するセンサチップを有するセンサ装置の製造方法であって、
前記センサチップを組み付けるための凹部が形成されてこの凹部内に前記ターミナルの一部が露出するケースを用意する第１工程と、
前記凹部内に前記センサチップを組み付ける第２工程と、
前記センサチップの入出力端子と対応する前記ターミナルの一部とをボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続する第３工程と、
溶媒に帯電粒子を分散させたコロイド溶液を、前記ボンディングワイヤが浸漬するように前記凹部内に注入する第４工程と、
前記ターミナルに所定の電圧を印加することで前記コロイド溶液内に電位勾配を発生させて、前記帯電粒子を電気泳動により前記ボンディングワイヤの表面に付着させる第５工程と、
を備えることを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項２】
前記センサチップは、前記被測定媒体の圧力に応じた信号を出力する圧力センサチップであることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２工程では、前記センサチップからの信号を処理する回路チップと当該センサチップとを前記凹部内に組み付け、
前記第３工程では、前記回路チップの入出力端子と、対応する前記センサチップの入出力端子および前記ターミナルの一部とをボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続することを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項４】
前記溶媒が揮発性の有機溶媒であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項５】
前記帯電粒子が二酸化チタンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項１】
被測定媒体にさらされてこの被測定媒体の物理量に応じた信号をターミナルを介して出力するセンサチップを有するセンサ装置の製造方法であって、
前記センサチップを組み付けるための凹部が形成されてこの凹部内に前記ターミナルの一部が露出するケースを用意する第１工程と、
前記凹部内に前記センサチップを組み付ける第２工程と、
前記センサチップの入出力端子と対応する前記ターミナルの一部とをボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続する第３工程と、
溶媒に帯電粒子を分散させたコロイド溶液を、前記ボンディングワイヤが浸漬するように前記凹部内に注入する第４工程と、
前記ターミナルに所定の電圧を印加することで前記コロイド溶液内に電位勾配を発生させて、前記帯電粒子を電気泳動により前記ボンディングワイヤの表面に付着させる第５工程と、
を備えることを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項２】
前記センサチップは、前記被測定媒体の圧力に応じた信号を出力する圧力センサチップであることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２工程では、前記センサチップからの信号を処理する回路チップと当該センサチップとを前記凹部内に組み付け、
前記第３工程では、前記回路チップの入出力端子と、対応する前記センサチップの入出力端子および前記ターミナルの一部とをボンディングワイヤによりそれぞれ電気的に接続することを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項４】
前記溶媒が揮発性の有機溶媒であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項５】
前記帯電粒子が二酸化チタンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−２４８２４（Ｐ２０１３−２４８２４Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２８１９（Ｐ２０１１−１６２８１９）
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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