DE19547783C1 - Halbleiter-Sensor und zugehöriges Herstellungsverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiter- Sensor wie beispielsweise einen Halbleiter-Drucksensor, einen Halbleiter-Beschleunigungssensor usw. sowie auf ein Herstel­ lungsverfahren zur Herstellung des Halbleiter-Sensors.

In jüngerer Vergangenheit wurden verschiedene Halbleiter-Sen­ soren wie beispielsweise ein Halbleiter-Drucksensor, ein Halbleiter-Beschleunigungssensor usw. weit verbreitet. Im folgenden ist mit Halbleiter-Sensor ein Sensor bezeichnet, bei dem ein Halbleiter verwendet ist. Bei einem derartigen herkömmlichen Halbleiter-Sensor ist ein aus einem Halbleiter, beispielsweise einem Siliziumhalbleiterplättchen bzw. Silizi­ umchip ausgebildetes Sensorelement mit einem aus Harz bzw. Kunstharz bzw. Kunststoff bestehenden Gehäuse (einem Kunst­ stoffgehäuse) bedeckt bzw. von einem derartigen Gehäuse umge­ ben. Wenn das Sensorelement mit einem Druck oder einer Be­ schleunigung beaufschlagt wird, wird somit eine elastische Verwindung bzw. Verwerfung in dem Sensorelement hervorgeru­ fen, so daß sich dessen elektrische Eigenschaft (z. B. der elektrische Widerstand usw. verändert). Dann wird die Ände­ rung der elektrischen Eigenschaft als ein elektrisches Signal ausgegeben, das heißt, die elastische Verwindung wird in das elektrische Signal umgewandelt, und dann wird bzw. ist der Druck oder die Beschleunigung entsprechend dem elektrischen Signal erfaßt.

Somit ist es bei dem herkömmlichen Halbleiter-Sensor möglich, daß eine irreguläre Verwindung des Sensorelements entspre­ chend einer thermischen Belastung hervorgerufen wird, die durch eine Differenz eines linearen Ausdehnungskoeffizienten (thermischer Ausdehnungskoeffizient) zwischen dem Sensorele­ ment und dem Gehäuse zum Zeitpunkt des Montageschritts davon erzeugt wird (im allgemeinen ist der lineare Ausdehnungskoef­ fizient von Harz größer als der des Sensorelements) oder ent­ sprechend einer thermischen Belastung, die durch eine Tempe­ raturänderung nach dem Montageschritt auftritt. Wenn die zu­ vor erwähnte irreguläre Verwindung in dem Sensorelement her­ vorgerufen wird, entsteht dann ein Problem, daß die Genauig­ keit des dadurch erfaßten Druckes oder der Beschleunigung verringert ist.

Deshalb besteht bei dem herkömmlichen Halbleiter-Sensor, bei dem das Sensorelement innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, das Gehäuse im allgemeinen aus einem Epoxyharz oder Phenol­ harz mit einem relativ kleinen linearen Ausdehnungskoeffi­ zienten, wobei der lineare Ausdehnungskoeffizient im wesent­ lichen dem des Sensorelements (beispielsweise dem eines Sili­ ziumhalbleiterplättchens) ähnlich ist. Demzufolge wird die zum Zeitpunkt des oder nach dem Montageschritt hervorgerufene thermische Belastung verringert, so daß das vorstehend er­ wähnte Problem gelöst ist.

Jedoch handelt es sich sowohl bei dem Epoxyharz als auch dem Phenolharz, die herkömmlicherweise bei dem Halbleiter-Sensor verwendet werden, um in Wärme aushärtende bzw. thermisch aus­ härtende Kunstharze bzw. Harze, welche ein äußerst kompli­ ziertes (daher teueres) Überzugsverfahren bzw. Gußverfahren bzw. Formungsverfahren wie beispielsweise Preßspritzen, ein Formpressen oder dergleichen erfordern. Wenn das vorstehend erwähnte thermisch aushärtende Harz bei den Halbleiter-Sensor verwendet wird, entsteht deshalb ein Problem, daß die Her­ stellungskosten des Gehäuses (und daher folglich die Her­ stellungskosten des Halbleiter-Sensors) merklich erhöht sind, verglichen mit dem Verfahren, bei dem ein thermoplastisches Harz verwendet ist, das durch ein einfaches (deshalb preis­ wertes) Gußverfahren wie beispielsweise ein Spritzgußver­ fahren geformt werden kann.

Um die Herstellungskosten des Gehäuses zu verringern, wurde daher ein derartiges Verfahren untersucht, bei dem (nach­ stehend als "PPS-Harz" bezeichnetes) Polyphenylensulfid-Harz oder (nachstehend als "PBT-Harz" bezeichnetes) Polybutylen­ terephtalat-Harz als ein Rohmaterial des Gehäuses verwendbar ist, wobei sowohl das PPS-Harz als auch das PBT-Harz thermo­ plastische Harze mit einem relativ kleinen linearen Aus­ dehnungskoeffizienten sind. Da sowohl das PPS-Harz als auch das PBT-Harz eine geringere Polarität und eine höhere Kri­ stallisationsneigung aufweisen, ist jedoch die Adhäsions­ stärke bzw. Haftfestigkeit zwischen dem Harz und anderen Tei­ len wie z. B. dem Sensorelement, einem Anschlußrahmen bzw. Stützrahmen usw. gering. Deshalb entsteht ein derartiges Pro­ blem, daß die Zuverlässigkeit des Verbindungsabschnitts des Halbleiter-Sensors verringert ist.

Ferner ist bei einem Halbleiter-Sensor, bei dem das Sensor­ element in einem hohlen Abschnitt bzw. Hohlraum des Gehäuses durch ein Vergußharz eingeschlossen ist, beispielsweise bei einem Halbleiter-Beschleunigungssensor, wenn die adhäsive Stärke (Adhäsion) zwischen dem Vergußharz und dem Gehäuse ge­ ring ist, ein derartiges Problem vorhanden, daß die Luftun­ durchlässigkeit des geschlossenen hohlen Abschnitts, in dem das Sensorelement eingeschlossen ist, verringert ist.

Daraufhin kann zum Verbessern der Adhäsionskraft bzw. des Haftvermögens oder der Adhäsion zwischen dem Gehäuse und dem Anschlußrahmen oder dem Vergußharz usw. eine derartige Gegen­ maßnahme vorgeschlagen werden, um die Oberfläche des Gehäuses oder des Anschlußrahmens usw. umzuwandeln, um die Adhäsions­ kraft oder die Adhäsion davon zu verbessern, indem ein her­ kömmlicherweise allgemein bekanntes Oberflächenvorbehand­ lungsverfahren wie beispielsweise eine Plasmabehandlung, eine Corona-Entladungsbehandlung, eine Flamm- bzw. Feuerbehandlung oder eine Sandstrahlbehandlung eingesetzt wird. Jedoch gibt es bei jeder der herkömmlichen Oberflächenvorbehandlungen derartige Probleme, daß Ausrüstungskosten zum Durchführen der Behandlung sehr hoch sind, und die Behandlung ebenfalls nicht für Formteile bzw. Preßteile bzw. Gußteile geeignet ist, so daß die Behandlung kaum bei dem Halbleiter-Sensor Anwendung findet.

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die vorstehend beschriebenen herkömmlichen Probleme zu lösen, und hat zur Aufgabe, einen Halbleiter-Sensor sowie ein zugehöriges Her­ stellungsverfahren zu schaffen, wobei sowohl der Sensor als auch das Verfahren die Adhäsionskraft zwischen einem Gehäuse des Halbleiter-Sensors und anderen daran haftenden bzw. die­ sen zugehörigen Teilen verbessern kann, um die Zuverlässig­ keit des Halbleiter-Sensors zu verbessern und um gleichfalls die Herstellungskosten des Halbleiter-Sensors zu verringern, selbst wenn das Gehäuse des Halbleiter-Sensors aus einem thermoplastischen Harz, beispielsweise PPS-Harz oder PBT-Harz usw. besteht, das einen kleineren linearen Ausdehnungskoeffi­ zienten hat und leicht geformt, bzw. gegossen werden kann.

Zudem besteht ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung darin, einen Halbleiter-Sensor, bei dem das Sensorelement in einem hohlen Abschnitt bzw. Hohlraum des Gehäuses durch ein Vergußharz eingeschlossen ist, sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren dafür zu schaffen, wobei sowohl der Sensor als auch das Verfahren die Luftundurchlässigkeit des geschlossenen Hohlraums, in dem das Sensorelement einge­ schlossen ist, verbessern kann.

Somit ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfin­ dung, die zum Verwirklichen der vorstehend erwähnten Ziele entwickelt wurde, ein Halbleiter-Sensor geschaffen, mit einem aus einem Halbleiter ausgebildeten Sensorelement und einem Gehäuse aus Harz, wobei das Gehäuse das Sensorelement umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse unter der Vorausset­ zung mit einem anderen den Halbleiter-Sensor bildenden Teil zusammengefügt wird, daß ein Berührungsabschnitt des Gehäu­ ses, das mit dem Teil zusammengefügt wird, durch Einwirkung ultravioletter Strahlen darauf umgewandelt ist, um ein Haft­ vermögen davon zu verbessern.

Bei dem Halbleiter-Sensor gemäß dem ersten Aspekt wurden in dem Kontaktabschnitt bzw. Berührungsabschnitt des Gehäuses, das dem anderen Teil anhaftet, wobei der Berührungsabschnitt ultravioletten Strahlen ausgesetzt wurde, durch die Energie der ultravioletten Strahlen Molekülketten aufgetrennt, bzw. zerstört, so daß der Berührungsabschnitt vorzugsweise umge­ wandelt bzw. transformiert wird, und als Ergebnis die adhäsi­ ven Eigenschaften des Berührungsabschnitts verbessert sind. Weiterhin wurden organische Substanzen an dem Berührungsab­ schnitt durch Ozon oder durch aufgrund der Zersetzung des Ozons erzeugtem aktiven Sauerstoff (O) entfernt oder zer­ stört, wobei das Ozon um den Berührungsabschnitt herum durch die ultravioletten Strahlen erzeugt wurde, so daß die adhä­ sive Eigenschaft des Berührungsabschnitts weiter verbessert ist. Demzufolge haften bzw. kleben das Gehäuse und das Teil fest aneinander, so daß die Zuverlässigkeit des Halbleiter- Sensors, nämlich die Qualität desselben verbessert ist. Da die adhäsive Eigenschaft des Berührungsabschnitts wie zuvor erwähnt verbessert ist, kann weiterhin das Gehäuse aus PPS- Harz oder PBT-Harz usw. ausgebildet sein, wobei es sich bei jedem davon um ein thermoplastisches Harz bzw. Kunstharz mit einer wesentlich bzw. grundsätzlich geringeren adhäsiven Ei­ genschaft handelt, so daß die Herstellungskosten des Halblei­ ter-Sensors verringert werden können.

Ferner ist gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfin­ dung ein Halbleiter-Sensor geschaffen, mit einem aus einen Halbleiter ausgebildeten Sensorelement, einem mit dem Sensor­ element elektrisch verbundenen Anschlußrahmen und einem aus Harz gebildeten Gehäuse, wobei das Gehäuse das Sensorelement umgibt und an den Anschlußrahmen geklebt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse und der Anschlußrahmen unter der Voraussetzung zusammengeklebt werden, daß jeder Berührungs­ abschnitt des Gehäuses, das an den Anschlußrahmen geklebt wird und Berührungsabschnitt des Anschlußrahmens, der an das Gehäuse geklebt wird, durch Einwirkung ultravioletter Strah­ len darauf umgewandelt wird, um ein Haftvermögen davon zu verbessern.

Bei dem Halbleiter-Sensor gemäß dem zweiten Aspekt ist die adhäsive Eigenschaft von jedem, dem Berührungsabschnitt des Gehäuses und dem Berührungsabschnitt des Anschlußrahmens ent­ sprechend der gleichen Wirkungsweise wie bei dem ersten Aspekt verbessert, wobei beide Berührungsabschnitte ultravio­ letten Strahlen ausgesetzt wurden. Demzufolge haften das Ge­ häuse und der Anschlußrahmen fest aneinander, so daß die Zu­ verlässigkeit (Qualität des Halbleiter-Sensors) verbessert ist. Ferner kann das Gehäuse aus PPS-Harz oder PBT-Harz usw. ausgebildet sein, so daß die Herstellungskosten des Halb­ leiter-Sensors verringert werden können, genauso wie ent­ sprechend dem ersten Aspekt.

Weiterhin ist gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Er­ findung eine Oberfläche des Anschlußrahmens vorzugsweise goldbeschichtet. Dabei ist eine adhäsive Eigenschaft des mit Gold beschichteten Anschlußrahmens grundsätzlich (anfänglich) gering. Da jedoch bei dem Halbleiter-Sensor die adhäsive Ei­ genschaft des Anschlußrahmens ausreichend verbessert wird, genauso wie gemäß dem zweiten Aspekt, haften das Gehäuse und der Anschlußrahmen fest aneinander, so daß die Zuverlässig­ keit (Qualität) des Halbleiter-Sensors verbessert ist und ebenfalls die Herstellungskosten des Halbleiter-Sensors ver­ ringert werden können.

Weiterhin ist gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Er­ findung ein Halbleiter-Sensor geschaffen, mit einem Substrat, einem aus einem Halbleiter ausgebildeten Sensorelement, das an dem Substrat angebracht ist, und einem aus Harz gebildeten Gehäuse, welches an das Substrat geklebt ist, um das Sensor­ element zu umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse unter der Voraussetzung an das Substrat geklebt wird, daß ein Berührungsabschnitt des Gehäuses, das an das Substrat geklebt wird, durch Einwirken ultravioletter Strahlen darauf umgewan­ delt wird, um ein Haftvermögen davon zu verbessern.

Bei dem Halbleiter-Sensor gemäß dem vierten Aspekt ist die adhäsive Eigenschaft bzw. das Haftvermögen des Berührungsab­ schnitts des Gehäuses, wobei der Abschnitt ultravioletten Strahlen ausgesetzt wurde, entsprechend der gleichen Wir­ kungsweise wie bei dem ersten Aspekt verbessert. Demzufolge haften das Gehäuse und das Substrat fest aneinander, so daß die Zuverlässigkeit (Qualität des Halbleiter-Sensors) ver­ bessert ist. Ferner kann das Gehäuse aus PPS-Harz oder PBT- Harz usw. ausgebildet sein, so daß die Herstellungskosten des Halbleiter-Sensors genauso wie gemäß dem ersten Aspekt ver­ ringert werden können.

Zusätzlich ist gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Halbleiter-Sensor geschaffen, mit einem aus ei­ nem Halbleiter ausgebildeten Sensorelement, einem das Sensor­ element tragenden Substrat und einem aus Harz ausgebildeten Gehäuse, das einen hohlen Abschnitt darin aufweist, wobei ein Ende des hohlen Abschnitts zum Äußeren des Gehäuses hin offen ist, das Substrat an eine innere Wandung des Gehäuses geklebt ist, wobei die innere Wandung den hohlen Abschnitt ausbildet, und der Halbleiter-Sensor zudem ein Vergußharz umfaßt, das den hohlen Abschnitt nach außen hin abschließt, um so das Sensorelement und das Substrat innerhalb eines geschlossenen hohlen Abschnitts einzuschließen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse unter der Voraussetzung an das Substrat und das Vergußharz geklebt wird, daß die innere Wandung durch Einwir­ kung ultravioletter Strahlen darauf umgewandelt wird, um so ein Haftvermögen davon zu verbessern.

Bei dem Halbleiter-Sensor gemäß dem fünften Aspekt ist die adhäsive Eigenschaft der den hohlen Abschnitt in dem Gehäuse ausbildenden inneren Wandung, wobei die innere Wandung ultra­ violetten Strahlen ausgesetzt war, gemäß der gleichen Wir­ kungsweise wie bei dem ersten Aspekt verbessert. Demzufolge haften das Gehäuse und das Substrat fest aneinander, so daß die Zuverlässigkeit (Qualität) des Halbleiter-Sensors verbes­ sert ist. Weiterhin ist die Luftundurchlässigkeit des ge­ schlossenen hohlen Abschnitts verbessert, da das Gehäuse und das Vergußharz fest aneinander haften, so daß die Zuverläs­ sigkeit des Halbleiter-Sensors noch weiter verbessert ist. Darüber hinaus kann das Gehäuse aus PPS-Harz oder PBT-Harz usw. ausgebildet sein, so daß die Herstellungskosten des Halbleiter-Sensors genauso wie gemäß dem ersten Aspekt verringert werden können.

Weiterhin ist gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung bei dem Halbleiter-Sensor gemäß dem fünften Aspekt die innere Wandung in Form eines sich nach außen hin erwei­ ternden Konus ausgebildet. Bei dem Halbleiter-Sensor werden im wesentlichen die gleichen Funktionen und Wirkungen wie bei dem gemäß des fünften Aspekts erzielt. Zudem steigt die Menge ultravioletter Strahlen an, die auf die innere Wandung ein­ wirken, da sich der hohle Abschnitt nach außen hin erweitert, nämlich der Anwendungswirkungsgrad der ultravioletten Strah­ len ist im Vergleich zu dem fünften Aspekt in Bezug auf die Zeit bzw. Dauer des Schrittes des Einwirkens ultravioletter Strahlen von außen an die innere Wandung verbessert. Demzu­ folge ist die adhäsive Eigenschaft der inneren Wandung noch weiter verbessert, so daß die Zuverlässigkeit des Halbleiter- Sensors weiter verbessert ist.

Ferner besteht gemäß einem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung bei jedem der zuvor erwähnten Halbleiter-Sensoren das Gehäuse vorzugsweise aus einem thermoplastischen Harz mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten ähnlich dem des Sen­ sorelements. Bei dem Halbleiter-Sensor sind im wesentlichen die gleichen Funktionen und Wirkungen wie bei irgendeinem ge­ mäß des ersten bis sechsten Aspekts erzielt. Da der lineare Ausdehnungskoeffizient des Gehäuses ähnlich dem des Sensorele­ ments ist, ist zudem eine zum Zeitpunkt des oder nach dem Schritt des Zusammenbaus des Halbleiter-Sensors auftretende thermische Belastung verringert. Demzufolge wird keine irre­ guläre Verwindung bei dem Sensorelement hervorgerufen, so daß die Erfassungsgenauigkeit des Halbleiter-Sensors verbessert ist.

Weiterhin handelt es sich gemäß einem achten Aspekt der vor­ liegenden Erfindung bei dem thermoplastischen Harz um Poly­ phenylensulfid-Harz (PPS) oder Polybutylenterephtalat-Harz (PBT). Bei dem Halbleiter-Sensor sind im wesentlichen die gleichen Funktionen und Wirkungen wie jene gemäß des sieben­ ten Aspekts erzielt. Zudem besteht das Gehäuse aus PPS-Harz oder PBT-Harz, von denen jeder leicht gegossen bzw. geformt werden kann und preiswert ist, das Herstellungsverfahren das Halbleiter-Sensors ist vereinfacht, so daß die Herstellungs­ kosten des Halbleiter-Sensors noch weiter verringert sind.

Zudem ist gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfin­ dung ein Herstellungsverfahren des Halbleiter-Sensors gemäß dem zweiten Aspekt geschaffen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Sensorelement und dem Anschlußrahmen; Umwandeln eines jeden Berührungsabschnitts des Gehäuses, das an den An­ schlußrahmen zu kleben ist, und eines jeden Berührungsab­ schnitts des Anschlußrahmens, der an das Gehäuse zu kleben ist, indem diese ultravioletten Strahlen ausgesetzt werden, um so ein Haftvermögen davon zu verbessern; und Zusammenfügen des Gehäuses und des Anschlußrahmens.

Bei dem Herstellungsverfahren gemäß dem neunten Aspekt werden beide Berührungsabschnitte mit ultravioletten Strahlen be­ strahlt. Als Ergebnis werden Molekülketten in jedem der Be­ rührungsbereiche durch die Energie der ultravioletten Strah­ len aufgetrennt, so daß beide Berührungsabschnitte bzw. Kon­ taktbereiche vorzugsweise umgewandelt werden, und demzufolge die adhäsive Eigenschaft bzw. das Haftvermögen jedes der Be­ rührungsabschnitte verbessert ist. Ferner werden organische Substanzen an jedem der Berührungsabschnitte durch Ozon oder aktiven Sauerstoff bzw. Aktivsauerstoff (O) wie im Fall gemäß dem ersten Aspekt entfernt oder zerstört, so daß die adhäsive Eigenschaft jedes der Berührungsabschnitte weiter verbessert ist. Demzufolge haften das Gehäuse und der Anschlußrahmen fest aneinander, so daß die Zuverlässigkeit (Qualität) des Halbleiter-Sensors verbessert ist. Da die adhäsive Eigen­ schaft jedes der Berührungsabschnitte verbessert ist, kann zudem das Gehäuse aus PPS-Harz oder PBT-Harz usw. ausgebildet sein, so daß die Herstellungskosten des Halbleiter-Sensors verringert werden können.

Weiterhin ist gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Er­ findung ein Herstellungsverfahren des Halbleiter-Sensors ge­ mäß dem vierten Aspekt geschaffen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Verbinden des Sensorelements mit dem Sub­ strat; Umwandeln eines Berührungsabschnitts des an das Sub­ strat zu klebenden Gehäuses durch Einwirkung ultravioletter Strahlen auf diesen, um so ein Haftvermögen davon zu verbes­ sern; und Zusammenfügen des Gehäuses und des Substrats, um das Sensorelement zu umgeben.

Bei dem Herstellungsverfahren gemäß dem zehnten Aspekt wird der Berührungsabschnitt des Gehäuses mit ultravioletten Strahlen bestrahlt bzw. ultravioletten Strahlen ausgesetzt.

Als Ergebnis ist die adhäsive Eigenschaft des Berührungsab­ schnitts entsprechend der gleichen Wirkungsweise wie gemäß dem neunten Aspekt verbessert. Demzufolge haften das Gehäuse und das Substrat fest aneinander; so daß die Zuverlässigkeit (Qualität) des Halbleiter-Sensors verbessert ist. Weiterhin kann das Gehäuse aus PPS-Harz oder PBT-Harz usw. ausgebildet sein, so daß die Herstellungskosten des Halbleiter-Sensors verringert werden können.

Darüber hinaus ist gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Herstellungsverfahren des Halbleiter-Sensors gemäß dem fünften Aspekt geschaffen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Anbringen des Sensorelements an dem Sub­ strat; Umwandeln der inneren Wandung durch Einwirkung ultra­ violetter Strahlen darauf, um so ein Haftvermögen davon zu verbessern; Zusammenfügen des Substrats und der inneren Wan­ dung; und Vergießen des Vergußharzes in den hohlen Abschnitt, um so das Sensorelement und das Substrat innerhalb des hohlen Abschnitts einzuschließen.

Bei dem Herstellungsverfahren gemäß dem elften Aspekt wird die innere Wandung ultravioletten Strahlen ausgesetzt. Als Ergebnis ist die adhäsive Eigenschaft der den hohlen Ab­ schnitt in dem Gehäuse ausbildenden inneren Wandung entspre­ chend der gleichen Wirkungsweise wie bei dem neunten Aspekt verbessert. Demzufolge haften das Gehäuse und das Substrat fest aneinander, so daß die Zuverlässigkeit (Qualität) des Halbleiter-Sensors verbessert ist. Da das Gehäuse und das Vergußharz fest aneinander anhaftend sind, ist zudem die Luftundurchlässigkeit des geschlossenen hohlen Abschnitts verbessert, so daß die Zuverlässigkeit des Halbleiter-Sensors noch weiter verbessert ist. Zudem kann das Gehäuse aus PPS- Harz oder PBT-Harz usw. ausgebildet sein, so daß die Her­ stellungskosten des Halbleiter-Sensors verringert werden kön­ nen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrie­ ben, in welcher ähnliche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Halbleiter-Sensors ge­ mäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung;

Fig. 2A ein Flußdiagramm eines Herstellungsverfahrens des Halbleiter-Sensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2B ein Flußdiagramm eines Herstellungsverfahrens des Halbleiter-Sensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Halbleiter-Sensors ge­ mäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Herstellungsverfahrens des Halbleiter-Sensors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines Halbleiter-Sensors ge­ mäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines Halbleiter-Sensors ge­ mäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung; und

Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Herstellungsverfahrens des Halbleiter-Sensors gemäß dem vierten oder fünften Ausführungsbeispiel.

Nachstehend sind einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung konkret mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt die Anordnung eines Halbleiter-Sensors P₁ im Querschnitt, bei dem ein Sensorelement 1 von einem aus einer Abdeckung 5 und einer Basis 6 bestehenden Kunststoffgehäuse umgeben ist. Bei dem Halbleiter-Sensor P₁ handelt es sich um einen Halbleiter-Drucksensor, der atmosphärischen Druck er­ fassen kann. Nachfolgend ist aus Gründen der Einfachheit die Abdeckungsseite in Fig. 1 lediglich als "oberhalb" oder "obere" bezeichnet, wohingegen die Seite der Basis bzw. der Grundfläche bzw. die Basisseite in Fig. 1 lediglich als "unterhalb" oder "untere" bezeichnet ist. Falls der Halblei­ ter-Sensor P₁ tatsächlich in irgendeiner gewünschten Anord­ nung (Gerät) eingesetzt ist, entspricht jedoch die zuvor er­ wähnte Oberhalb-Unterhalb-Richtung nicht stets der tatsächli­ chen Oberhalb-Unterhalb-Richtung der Anordnung, da der Halb­ leiter-Sensor P₁ in irgendeiner gewünschten Konfiguration bzw. Position an der Anordnung angebracht sein kann.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist bei dem Halbleiter-Druck­ sensor P₁ zum Erfassen des atmosphärischen Druckes das aus Silizium (Halbleiter) ausgebildete Sensorelement 1, das Druck erfassen kann, an einem Anschlußrahmen bzw. Stützrahmen 2 be­ festigt bzw. an diesen geklebt, wobei vorzugsweise ein adhä­ sives Material bzw. Klebemittel 3 verwendet ist (Aufkleben des Halbleiterplättchens bzw. Chips, "die bonding"), wobei der Anschlußrahmen 2 aus einem metallischen Material mit ho­ her elektrischer Leitfähigkeit besteht. Somit sind das Senso­ relement 1 und der Anschlußrahmen 2 über einen aus einem me­ tallischen Material mit einer hohen elektrischen Leitfähig­ keit ausgebildeten Verbindungsanschlußdraht bzw. Bond-Draht 4 elektrisch miteinander verbunden. Weiterhin ist eine Bau­ gruppe, die im wesentlichen aus dem Sensorelement 1, dem An­ schlußrahmen 2 und dem Bond-Draht 4 besteht, von dem aus der Abdeckung 5 und der Basis 6 bestehenden Kunststoffgehäuse um­ geben. Dabei besteht sowohl die Abdeckung 5 als auch die Ba­ sis bzw. Grundplatte 6 aus einem PPS-Harz oder PBT-Harz, das jeweils ein thermoplastisches Harz mit einem linearen Ausdeh­ nungskoeffizienten ähnlich dem des Sensorelements 1 ist.

Somit ist es selbstverständlich, daß ein beliebiges anderes Harz außer PPS-Harz und PBT-Harz als das das Kunststoffge­ häuse ausbildende thermoplastische Harz verwendet werden kön­ nen, wenn das Harz nur einen relativ kleinen linearen Aus­ dehnungskoeffizienten hat und preiswert ist.

Daher wird ein unterer Abdeckungs-Berührungsabschnitt 5a, der an einem Teil der unteren Oberfläche der Abdeckung 5 ausge­ bildet ist, an bzw. mit einem an einem Teil der oberen Ober­ fläche des Anschlußrahmens 2 ausgebildeten oberen Anschluß­ rahmen-Berührungsabschnitt 2a befestigt bzw. zusammengefügt, wobei das adhäsive Material bzw. Klebemittel 3 verwendet wird. Dabei ist eine Durchgriffsöffnung 7 in der Abdeckung 5 vorgesehen, und dann ist ein in dem Kunststoffgehäuse ausge­ bildeter Hohlraum 8 durch die Durchgangsöffnung 7 zur Atmo­ sphäre bzw. Umgebeung hin geöffnet, nämlich zum Äußeren des Kunststoffgehäuses hin. Somit sind, wie nachfolgend ausführ­ lich beschrieben, der untere Abdeckungs-Berührungsabschnitt 5a und der obere Basis-Berührungsabschnitt 6a jeweils fest an dem oberen Anschlußrahmen-Berührungsabschnitt 2a und den un­ teren Anschlußrahmen-Berührungsabschnitt 2b angebracht, bzw. mit diesen verbunden. Dabei wurde jeder der Berührungsab­ schnitte 5a und 6a bereits durch Bestrahlung mit ultraviolet­ ten Strahlen transformiert bzw. umgewandelt, so daß die adhä­ sive Eigenschaft bzw. das Haftvermögen bzw. von jedem der Berührungsabschnitte 5a und 6a verbessert ist.

Der Grund dafür, daß es erforderlich ist, sowohl den unteren Abdeckungs-Berührungsabschnitt 5a als auch den oberen Basis- Berührungsabschnitt 6a durch ultraviolette Strahlen umzuwan­ deln, um das Haftvermögen davon zu verbessern, ist wie folgt.

Wie eingangs bereits erwähnt, hat der Halbleiter-Drucksensor P₁ eine derartige- Struktur bzw. Anordnung,- daß das Sensor­ element 1 und der Anschlußrahmen 2 aneinander anhaftend sind und ebenfalls der Anschlußrahmen 2 und das Kunststoffgehäuse (die Abdeckung 5 und die Basis 6) aneinander anhaftend sind.

Demzufolge ist es möglich, wie in dem den Stand der Technik beschreibenden Abschnitt der Beschreibung erwähnt, daß eine irreguläre Verwindung in dem Sensorelement 1 hervorgerufen wird, die auf eine thermische Belastung darin nach dem Befe­ stigungsschritt bzw. Klebeschritt und/oder auf eine durch eine äußere Temperaturänderung nach der Vervollständigung des Halbleiter-Sensors P₁ erzeugte thermische Belastung zurückzu­ führen ist, wenn das Kunststoffgehäuse aus Harz mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten ausgebildet ist, der stark von dem des Sensorelements 1 abweicht. Als Ergebnis bedingt die irreguläre Verwindung des Sensorelements 1 ein zusätz­ liches irreguläres Ausgangssignal (nachstehend ist dieses Ausgangssignal als ein Nullpunktverschiebungs- bzw. Offset- Ausgangssignal bezeichnet), so daß die Druckerfassungsgenau­ igkeit des Halbleiter-Drucksensors P₁ vermindert ist.

Zum Lösen eines derartigen Problems ist gemäß dem ersten Aus­ führungsbeispiel das Kunststoffgehäuse aus PPS-Harz oder PBT- Harz ausgebildet, das jeweils leicht geformt bzw. gegossen werden kann, nämlich bei geringen Kosten, und ebenfalls einem relativ kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten hat, um dessen Offset-Ausgangssignal zu verringern. Weiterhin wird sowohl der untere Abdeckungs-Berührungsabschnitt 5a als auch der obere Basis-Berührungsabschnitt 6a vorzugsweise durch Be­ strahlung mit ultravioletten Strahlen umgewandelt, bzw. transformiert, um das Haftvermögen davon zu verbessern, so daß die Zuverlässigkeit des anhaftenden bzw. angeklebten Ab­ schnitts zwischen dem Kunststoffgehäuse und dem Anschlußrah­ men bzw. Stützrahmen 2 verbessert ist.

Der zuvor erwähnte Oberflächenumwandlungsvorgang durch Be­ strahlung mit bzw. Einwirkung von ultravioletten Strahlen ist ein derartiger Vorgang, der dadurch gekennzeichnet ist, daß ultraviolette Strahlen mit kurzer Wellenlänge auf den unteren Abdeckungs-Berührungsabschnitt 5a und den oberen Basis-Berüh­ rungsabschnitt 6a einwirken, wodurch die Oberfläche von jedem der Berührungsabschnitte 5a und 6a umgewandelt wird, so daß das Haftvermögen oder die Adhäsion stark verbessert ist, im Gegensatz zu herkömmlichen allgemein bekannten Oberflächenum­ wandlungsvorgängen wie beispielsweise einer Plasmabehandlung, einer Corona-Entladungsbehandlung, einer Flamm-Behandlung oder einer Sandstrahlbehandlung usw. Somit ist leicht ein Halbleiter-Sensor mit einer hohen Zuverlässigkeit, nämlich einer hohen Qualität bei geringen Kosten geschaffen.

Nachfolgend ist ein Herstellungsverfahren für den Halbleiter- Drucksensor P₁ konkret mit Bezug auf Fig. 1 entsprechend dem in Fig. 2A wiedergegebenen Flußdiagramm beschrieben.

Wie in Fig. 2A dargestellt, wird bei dem Herstellungsverfah­ ren des Halbleiter-Drucksensors P₁ zuerst das Sensorelement 1 unter Verwendung des vorzugsweise adhäsiven Materials bzw. Klebemittels 3 mit dem Anschlußrahmen 2 verbunden (Schritt S1). Dann werden das Sensorelement 1 und der Anschlußrahmen 2 mit dem Bond-Draht 4 elektrisch miteinander verbunden (Schritt S2).

Als nächstes werden ultraviolette Strahlen auf die Oberfläche jedes der Abschnitte des Kunststoffgehäuses eingestrahlt, die mit dem Anschlußrahmen 2 zu verbinden (zusammenzukleben) sind, nämlich des unteren Abdeckungs-Berührungsabschnitts 5a und des oberens Basis-Berührungsabschnitts 6a, so daß beide Berührungsabschnitte 5a und 5b umgewandelt werden (Schritt S3). Die bei Schritt S3 verwendeten ultravioletten Strahlen sind von einem Typ ultravioletter Strahlen, der allgemein als ferne ultraviolette Strahlen bezeichnet ist ("far UV"). Dabei ist es vorzuziehen, daß als die im Bereich des fernen Ultra­ violett liegenden Strahlen ultraviolette Strahlen mit kurzer Wellenlänge, insbesondere ferne ultraviolette Strahlen mit Wellenlängen von 184,9 nm und/oder ferne ultraviolette Strah­ len mit einer Wellenlänge von 253,7 nm verwendet werden.

Die zuvor erwähnte Umwandlung bzw. Transformation jedes, des unteren Abdeckungs-Berührungsabschnitts 5a und des oberen Ba­ sis-Berührungsabschnitts 6a durch Anwenden bzw. Einwirkung ultravioletter Strahlen wird mittels eines starken Oxida­ tionsvorgangs durch Ozon (03) hervorgerufen, das um die Be­ rührungsabschnitte 5a und 6a herum durch ultraviolette Strah­ len (insbesondere die zwei Arten von fernen ultravioletten Strahlen mit Wellenlängen der oben erwähnten Werte) erzeugt wird, oder durch aktiven Sauerstoff bzw. Aktivsauerstoff (O), der aufgrund der Zersetzung des Ozons erzeugt wird, und mit­ tels des Auftrennens bzw. Zerlegens von Molekülketten, be­ dingt durch die hohe Energie der ultravioletten Strahlen mit kurzer Wellenlänge.

Genauer wird eine Zerlegung von Sauerstoff (O₂) und eine Bil­ dung von Ozon (O₃) und eine Zerlegung des selbigen durch die beiden Arten ultravioletter Strahlen mit Wellenlängen der oben erwähnten Werte bedingt, so daß der aktive Sauerstoff (O) erzeugt wird. Dann werden Moleküle kontaminierender bzw. verschmutzender Substanzen, die dem unteren Abdeckungs-Berüh­ rungsabschnitt 5a und dem oberen Basis-Berührungsabschnitt 6a anhaften, durch den aktiven Sauerstoff (O) oxidiert und wei­ terhin absorbiert die Oberfläche jedes der Berührungsab­ schnitte 5a und 6a ultraviolette Strahlen, um dadurch akti­ viert zu werden, so daß organische Substanzen an den Berüh­ rungsabschnitten 5a und 6a durch die Kombination der oben er­ wähnten Oxidation und Aktivierung entfernt oder zerstört wer­ den. Zudem reagiert oder verbindet sich Sauerstoff an der Oberfläche, so daß eine polare Gruppe wie beispielsweise eine Karboxyl-, eine Karbonylgruppe oder dergleichen erzeugt wird und dort eindringt, wenn die Molekülketten an der Oberfläche beider Berührungsabschnitte aufgetrennt sind, wodurch demzu­ folge die Klebeeigenschaft bzw. das Haftvermögen der Oberflä­ che verbessert wird. Somit wird die Adhäsionskraft zwischen dem Anschlußrahmen 2 und der Abdeckung 5 als auch der Basis 6, die jeweils aus PPS-Harz oder PBT-Harz bestehen, durch die Oberflächenreinigungsfunktion und den Anstieg bzw. die Ver­ mehrung der polaren Gruppen durch Einwirkung ultravioletter Strahlen verbessert.

Dann werden der Anschlußrahmen bzw. Stützrahmen 2 und das Kunststoffgehäuse (die Abdeckung 5 und die Basis 6) zusammen­ gefügt (zusammengeklebt bzw. verbunden), wobei das bevorzugte adhäsive Material bzw. Klebemittel 3 verwendet wird (Schritt 54). Genauer, werden der untere Abdeckungs-Berührungsab­ schnitt 5a und der obere Anschlußrahmen-Berührungsabschnitt 2a jeweils unter Verwendung des Klebemittels 3 zusammenge­ fügt, und dann werden der obere Basis-Berührungsabschnitt 6a und der untere Anschlußrahmen-Berührungsabschnitt 2b jeweils unter Verwendung des Klebemittels 3 zusammengefügt, so daß der Halbleiter-Drucksensor P₁ vervollständigt ist.

Somit ist ein preiswerter Halbleiter-Drucksensor geschaffen, der Druck mit hoher Erfassungsgenauigkeit erfassen kann und ebenfalls eine gute Zuverlässigkeit (nämlich eine gute Quali­ tät) und eine gute Adhäsionskraft hat.

Zweites Ausführungsbeispiel

Bei dem zuvor erwähnten Halbleiter-Drucksensor gemäß dem er­ sten Ausführungsbeispiel wird jeweils der untere Abdeckungs- Berührungsabschnitt 5a und der obere Basis-Berührungsab­ schnitt 6a durch Bestrahlen mit ultravioletten Strahlen umge­ wandelt. Im Gegensatz zu dem obigen wird bei dem Halbleiter- Drucksensor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weiterhin jeder, der obere Anschlußrahmen-Berührungsabschnitt 2a und der untere Anschlußrahmen-Berührungsabschnitt 2b ebenfalls durch Bestrahlen mit ultravioletten Strahlen umgewandelt, so daß das Haftvermögen verbessert wird.

Somit sind bei dem Halbleiter-Drucksensor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, im Vergleich zu dem Halbleiter-Drucksen­ sor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, der Anschlußrahmen 2 und das Kunststoffgehäuse (die Abdeckung 5 und die Basis 6) noch fester miteinander verbunden (verklebt), so daß die Ad­ häsionskraft bzw. die Haftkraft und demzufolge die Zuverläs­ sigkeit (Qualität) des Halbleiter-Drucksensors noch weiter verbessert ist.

Übrigens ist es im allgemeinen möglich, daß der Anschlußrah­ men 2 mit Gold beschichtet ist. In diesem Fall gibt es entsprechend dem herkömmlichen Zusammenfügungsverfahren bzw. Klebeverfahren ein derartiges Problem, daß das Haftvermögen zwischen dem Anschlußrahmen 2 und dem Kunststoffgehäuse (der Abdeckung 5 und der Basis 6) besonders verringert ist. Bei dem Halbleiter-Drucksensor gemäß dem zweiten Ausführungsbei­ spiel jedoch sind beide Teile ausreichend-und fest miteinan­ der verbunden (verklebt), da das Haftvermögen zwischen dem Anschlußrahmen 2 und dem Kunststoffgehäuse (der Abdeckung 5 und der Basis 6) wie zuvor beschrieben stark verbessert ist, selbst wenn der Anschlußrahmen 2 mit Gold beschichtet ist.

Deshalb wird insbesondere das zweite Ausführungsbeispiel wirksam bei dem Halbleiter-Drucksensor angewendet werden, bei dem der Anschlußrahmen 2 mit Gold beschichtet ist.

Wie in Fig. 2B dargestellt, kann beim Herstellen des Halblei­ ter-Drucksensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein zusätzlicher Schritt (S5) zwischen Schritt S3 und Schritt S4 in dem Flußdiagramm gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 2A) eingefügt werden, in welchem sowohl der obere Anschlußrahmen-Berührungsabschnitt 2a als auch der untere An­ schlußrahmen-Berührungsabschnitt 2b durch Einwirkung ultra­ violetter Strahlen umgewandelt wird. Dann sind die weiteren Schritte außer Schritt S5 die gleichen wie die des ersten Ausführungsbeispiels.

Drittes Ausführungsbeispiel

Nachstehend ist das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung beschrieben.

Fig. 3 zeigt den Aufbau eines Halbleiter-Drucksensors P₂ ei­ nes COB-Typs als Schnittansicht, wobei ein Sensorelement 1 direkt an der oberen Oberfläche eines Substrats 9 angebracht ist, und dann eine Abdeckung 5 (Kunststoffgehäuse) mit der oberen Oberfläche des Substrates 9 verbunden (angeklebt) wird, um das Sensorelement 1 zu umgeben bzw. abzudecken. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Halbleiter-Drucksensor P₂ sind Teile, die jenen in dem in Fig. 1 dargestellten Halbleiter- Drucksensor P₁ ähnlich bzw. gleich sind, mit den gleichen Be­ zugszeichen bezeichnet.

Nachstehend ist aus Gründen der Einfachheit die Abdeckungs­ seite in Fig. 3 lediglich als "oberhalb" oder "obere" be­ zeichnet, während die Substratseite in Fig. 3 lediglich als "unterhalb" oder "untere" bezeichnet ist. Falls jedoch der Halbleiter-Drucksensor P₂ tatsächlich bei einer beliebigen gewünschten Anordnung verwendet ist, entspricht die oben er­ wähnte Aufwärts-/Abwärtsrichtung nicht immer der tatsächli­ chen Aufwärts-/Abwärtsrichtung der Anordnung, da der Halblei­ ter-Sensor P₂ an der Anordnung mit einer beliebigen gewünsch­ ten Position vorgesehen sein kann.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3 ist bei dem Halbleiter-Druck­ sensor P₂ zum Erfassen atmosphärischen Druckes das aus Sili­ zium (Halbleiter) ausgebildete Sensorelement 1, das Druck er­ fassen kann, an der oberen Oberfläche des Substrates 9 unter Verwendung eines adhäsiven Materials bzw. Klebemittels 3 be­ festigt bzw. angeklebt ("die bonding"). Somit sind das Sen­ sorelement 1 und das Substrat 9 über einen Bond-Draht 4 elek­ trisch miteinander verbunden. Danach wird das Sensorelement 1 und der Bond-Draht 4 mit der Abdeckung 5 (Kunststoffgehäuse) abgedeckt, die an die obere Oberfläche des Substrates 9 ange­ klebt wird. Dabei ist die Abdeckung 5 aus PPS-Harz oder PBT- Harz ausgebildet, wobei es sich bei jedem um ein thermo­ plastisches Harz mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten ähnlich dem des Sensorelements 1 ist. Ferner ist jedes entge­ gengesetzte Ende des Substrats 9 jeweils mit einem aus einem elektrisch leitfähigen Metall ausgebildeten äußeren Anschluß 10 verbunden. Weiterhin ist in der Abdeckung 5 eine Durch­ gangsöffnung 7 vorgesehen, und dann ist ein in der Abdeckung 5 ausgebildeter Hohlraum 8 durch die Durchgangsöffnung 7 zur Atmosphäre hin geöffnet.

Es ist selbstverständlich, daß irgendein anderes Harz außer PPS-Harz oder PBT-Harz als das die Abdeckung 5 ausbildende thermoplastische Harz verwendet werden kann, wenn das Harz nur einen relativ kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten hat und preiswert ist.

Somit wird ein unterer Abdeckungs-Berührungsabschnitt 5a, der an einem Teil der unteren Oberfläche der Abdeckung 5 ausge­ bildet ist, unter Verwendung des adhäsiven Materials bzw. des Klebemittels 3 an das Substrat 9 angeklebt bzw. angefügt. Daraufhin wird der untere Abdeckungs-Berührungsabschnitt 5a durch Anwenden ultravioletter Strahlen umgewandelt, um dessen Klebeeigenschaft bzw. Adhäsionsvermögen zu verbessern, wie im Fall des ersten Ausführungsbeispiels, so daß der Berührungs­ abschnitt 5a fest an das Substrat 9 angefügt bzw. geklebt ist.

Nachstehend ist ein Herstellungsverfahren des Halbleiter- Drucksensors P₂ konkret mit Bezug auf Fig. 3 entsprechend ei­ nem in Fig. 4 wiedergegebenen Flußdiagramm beschrieben.

Gemäß der Darstellung in Fig. 4 wird bei dem Herstellungsver­ fahren des Halbleiter-Drucksensors P₂ zuerst das Sensorele­ ment 1 mit dem Substrat 9 unter Verwendung des bevorzugten Klebemittels 3 verbunden (Schritt S11). Dann werden das Sen­ sorelement 1 und das Substrat 9 mit dem Bond-Draht 4 elek­ trisch miteinander verbunden (Schritt S12).

Als nächstes werden ultraviolette Strahlen auf die Oberfläche eines Abschnitts der Abdeckung 5 (Kunststoffgehäuse) einge­ strahlt, die mit dem Substrat 9 zusammenzufügen (zu verkle­ ben) ist, nämlich dem unteren Abdeckungs-Berührungsabschnitt 5a, so daß der Berührungsabschnitt 5a umgewandelt wird (Schritt 513). Das Verfahren zum Anwenden ultravioletter Strahlen und die Funktionen und Wirkungsweisen davon sind die gleichen wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Dann wird der untere Abdeckungs-Berührungsabschnitt 5a mit dem Substrat 9 unter Verwendung des bevorzugten Klebemittels 3 verbunden, so daß der Halbleiter-Drucksensor P₂ vervoll­ ständigt ist (Schritt S14).

Somit ist auch bei dem Halbleiter-Drucksensor P₂ gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel dessen Druck-Erfassungsgenauig­ keit verbessert, die Adhäsionskraft bzw. das Haftvermögen und demzufolge die Zuverlässigkeit (Qualität) desselben sind ver­ bessert, und weiterhin sind die Herstellungskosten desselben verringert, wie bei dem Halbleiter-Drucksensor P₁ gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

Viertes Ausführungsbeispiel

Nachstehend ist das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung beschrieben.

Fig. 5 zeigt im Querschnitt die Anordnung eines Halbleiter- Beschleunigungssensors Q₁ einer geschlossenen Bauart, bei dem ein Sensorelement 12 und ein das Sensorelement 12 stützendes Substrat 13 innerhalb eines hohlen Abschnitts 19 eingeschlos­ sen sind, der in einem Kunststoffgehäuse 14 durch ein Verguß­ harz 22 ausgebildet ist. Im folgenden ist aus Gründen der Einfachheit die offene Endseite des Kunststoffgehäuses 14 in Fig. 5 lediglich als "oberhalb" oder "obere" bezeichnet, wäh­ rend die geschlossene Endseite des Kunststoffgehäuses 14 in Fig. 5 lediglich als "unterhalb" oder "untere" bezeichnet ist. Jedoch entspricht im Fall, daß der Halbleiter-Beschleu­ nigungssensor Q₁ tatsächlich an irgendeinem gewünschten be­ weglichen Körper befestigt ist, die zuvor erwähnte oben/unten Richtung nicht immer der tatsächlichen oben/unten Richtung des beweglichen Körpers, da der Halbleiter-Beschleunigungs­ sensor Q₁ in irgendeiner gewünschten Position bzw. Anordnung an dem beweglichen Körper angebracht sein kann.

Wie in Fig. 5 dargestellt, ist bei dem Halbleiter-Beschleuni­ gungssensor Q₁ zum Erfassen der Beschleunigung eines (nicht gezeigten) beweglichen Körpers das aus Silizium (Halbleiter) ausgebildete Sensorelement 12, das die Beschleunigung erfas­ sen kann, an der unteren Oberfläche des Substrates 13 ange­ bracht (mit diesem verbunden). Und dann wird das Substrat 13 an eine innere Wandung des Kunststoffgehäuses 14 geklebt bzw. angebracht bzw. angefügt. Genauer, handelt es sich bei dem Kunststoffgehäuse 14 um ein hohles Teil einer halboffenen Bauart mit einem hohlen Abschnitt 19, dessen oberes Ende nach außen (zur Atmosphäre bzw. Umgebung) hin geöffnet ist, wobei der hohle Abschnitt 19 aus einem inneren Wandungsabschnitt 15 mit größerem Radius, einem sockelförmigen inneren Wandungsab­ schnitt 16, einem inneren Wandungsabschnitt 17 mit kleinerem Radius sowie einem inneren Wandabschnitt des Bodens 18 ausge­ bildet ist. Dabei besteht das Kunststoffgehäuse 14 aus einem PPS-Harz oder PBT-Harz, wobei jedes davon ein thermoplasti­ sches Harz ist und einen linearen Ausdehnungskoeffizienten ähnlich dem des Sensorselementes 12 hat. Somit ist es selbst­ verständlich, daß irgendein anderes Harz außer PPS-Harz und PBT-Harz als das thermoplastisches Harz verwendet werden kann, das das Kunststoffgehäuse 14 ausbildet, wenn das Harz ledig­ lich einen relativ kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten hat und preiswert ist.

Somit wird das Substrat 13 an die obere Oberfläche der soc­ kelförmigen inneren Wandung 16 unter Verwendung eines bevor­ zugten adhäsiven Materials bzw. Klebemittels 20 angefügt, wenn das Sensorelement 12 an der unteren Seite angeordnet ist. Weiterhin wird ein äußerer Anschluß 21, der aus einem elektrisch leitfähigen Metall ausgebildet ist, elektrisch mit der oberen Oberfläche des Substrates 13 verbunden. Darüber­ hinaus wird ein Teil des hohlen Abschnitts 19, der oberhalb des Substrates 13 oder der sockelförmigen inneren Wandung 16 angeordnet ist, mit dem Vergußharz 22 gefüllt (vergossen), so daß ein geschlossener hohler Abschnitt 23 unter dem Substrat 13 ausgebildet wird, in welchem das Sensorelement 12 einge­ schlossen ist, wobei der geschlossene hohle Abschnitt 23 ein Teil des hohlen Abschnitts 19 ist.

Dabei wird die innere Wandung (nämlich die inneren Wandungs­ abschnitte 15-18) des Kunststoffgehäuses 14 durch Einwir­ kung ultravioletter Strahlen umgewandelt, die in die durch einen Pfeil L angedeutete Richtung orientiert sind, um deren adhäsive Eigenschaft bzw. Haftvermögen zu verbessern, so daß die innere Wandung dem Substrat 13 und dem Vergußharz 22 fest anhaftet. Demzufolge ist bei dem Halbleiter-Beschleunigungs­ sensor Q₁ wie auch im Fall des ersten Ausführungsbeispiels das Haftvermögen zwischen dem sockelförmigen inneren Wan­ dungsabschnitt 16 des Kunststoffgehäuses 14 und dem Substrat 13 ausreichend verbessert, so daß beide Teile fest aneinander gefügt sind bzw. fest zusammengeklebt sind. Weiterhin sind der innere Wandungsabschnitt 15 mit größerem Radius des Kunststoffgehäuses 14 und das Vergußharz 22 fest zusammen­ gefügt, so daß die Luftundurchlässigkeit des geschlossenen hohlen Abschnitts 23, in dem das Sensorelement 12 einge­ schlossen ist, verbessert ist.

Dabei können ultraviolette Strahlen lediglich an den inneren Wandungsabschnitt 15 mit größerem Radius und dem sockelförmi­ gen inneren Wandungsabschnitt 16 eingestrahlt werden bzw. auf diese angewendet werden, indem die anderen inneren Wandungs­ abschnitte 17 und 18, für die jeweils keine ultravioletten Strahlen erforderlich sind, maskiert werden. Somit ist bei dem Halbleiter-Beschleunigungssensor Q₁ dessen Erfassungs­ genauigkeit in Bezug auf eine Beschleunigung verbessert, sein Haftvermögen und seine Luftundurchlässigkeit sind verbessert, um so seine Zuverlässigkeit (nämlich Qualität) zu erhöhen, und zudem sind die Herstellungskosten dafür verringert.

Nachfolgend ist ein Herstellungsverfahren für den Halbleiter- Beschleunigungssensor Q₁ ausführlich mit Bezug auf Fig. 5 ge­ mäß dem in Fig. 7 wiedergebenen Flußdiagramm beschrieben.

Wie in Fig. 7 dargestellt, wird bei dem Herstellungsverfahren des Halbleiter-Beschleunigungssensors Q₁ zuerst das Sensor­ element 12 an dem Substrat 13 angebracht (Schritt 521). Dann werden ultraviolette Strahlen auf die Oberfläche der inneren Wandungsabschnitte 15 bis 18 des Kunststoffgehäuses 14 ange­ wendet bzw. aufgestrahlt, so daß die inneren Wandungsab­ schnitte 15-18 umgewandelt werden (Schritt S22). Das Ver­ fahren bzw. die Vorgehensweise zum Bestrahlen mit ultravio­ letten Strahlen sowie die Funktionen und Wirkungsweisen davon sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Es ist selbstverständlich, daß ultraviolette Strahlen nur, wie vorstehend beschrieben, an die inneren Wandungsabschnitte 15 und 16 angelegt werden können bzw. auf diese eingestrahlt werden können.

Dann wird das Substrat 13 (untere Oberfläche) mit der oberen Oberfläche des sockelförmigen inneren Wandungsabschnitts 16 des Kunststoffgehäuses 14 unter Verwendung des bevorzugten Klebemittels 20 zusammengefügt (aneinandergefügt) bzw. zu­ sammengeklebt (Schritt S23). Daraufhin wird der äußere An­ schluß 21 mit der oberen Oberfläche des Substrats 13 elek­ trisch verbunden (Schritt S24). Dabei kann der äußere An­ schluß 21 bereits vor Schritt S23 mit dem Substrat 13 verbun­ den sein, bzw. verbunden werden.

Dann wird ein Teil des hohlen Abschnitts 19, der oberhalb des Substrats 13 oder des sockelförmigen inneren Wandungsab­ schnittes 16 angeordnet ist, mit dem Vergußharz 22 gefüllt (vergossen) (Schritt S25). Als ein Ergebnis wird ein Teil des hohlen Abschnitts 19, der unterhalb des Substrats 13 angeord­ net ist, zu dem geschlossenen hohlen Abschnitt 23, in dem das Sensorelement 12 eingeschlossen ist. Somit ist der Halblei­ ter-Beschleunigungssensor Q₁ vervollständigt.

Somit ist ein Halbleiter-Beschleunigungssensor Q₁ bei gerin­ gen Kosten realisiert, bei dem die Erfassungsgenauigkeit der Beschleunigung verbessert ist, das Haftvermögen des Klebeab­ schnitts bzw. Zusammenfügungsabschnitts verbessert ist, und ebenfalls die Luftundurchlässigkeit des geschlossenen hohlen Abschnitts 23, in dem das Sensorelement 12 eingeschlossen ist, verbessert ist.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Bei dem vorstehend beschriebenen Halbleiter-Beschleunigungs­ sensor Q₁ gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel hat der in­ nere Wandungsabschnitt 15 mit größerem Radius des Kunststoff­ gehäuses 14 die Form eines Zylinders, dessen Radius an allen Stellen der senkrechten Richtung bzw. aufwärts/abwärts Rich­ tung identisch ist. Im Gegensatz dazu ist bei dem Halbleiter- Beschleunigungssensor Q₂ gemäß dem fünften Ausführungsbei­ spiel, wie in Fig. 6 dargestellt, eine innere Wandung 24 mit größerem Radius in Form einer Verjüngung bzw. eines Konus ausgebildet, der sich in Richtung der Öffnung davon, nämlich aufwärts oder nach außerhalb erweitert. Dann ist der übrige Aufbau bzw. die weitere Anordnung des Halbleiter-Beschleuni­ gungssensors Q₂ der gleiche wie jener des Halbleiter-Be­ schleunigungssensors Q₁ gemäß dem vierten Ausführungsbei­ spiel. Bei dem Halbleiter-Beschleunigungssensor Q₂ gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel steigt die Menge ultravioletter Strahlen an, mit denen der innere Wandungsabschnitt 24 mit größerem Radius beaufschlagt wird, wenn ultraviolette Strah­ len auf den inneren Wandungsabschnitt 24 mit größerem Radius wie durch den Pfeil L angedeutet auftreffen, da der innere Wandungsabschnitt 24 mit größerem Radius in Form eines Konus ausgebildet ist, das heißt, der Anwendungswirkungsgrad bzw. Einwirkungs-Wirkungsgrad der ultravioletten Strahlen wird verbessert, so daß das Haftvermögen bzw. die Klebeeigenschaft zwischen dem inneren Wandungsabschnitt 24 mit größerem Radius und dem Vergußharz 22 weiterhin verbessert ist. Somit ist bei dem Halbleiter-Beschleunigungssensor Q₂ die Luftundurchläs­ sigkeit des geschlossenen hohlen Abschnitts 23, in dem das Sensorelement 12 eingeschlossen ist, noch weiter verbessert, so daß die Zuverlässigkeit (Qualität) noch weiter verbessert ist.

Das Herstellungsverfahren des Halbleiter-Beschleunigungssen­ sors Q₂ ist im wesentlichen das gleiche wie jenes des Halb­ leiter-Beschleunigungssensors Q₁ gemäß dem vierten Ausfüh­ rungsbeispiel (vgl. Fig. 7).

Ein Halbleiter-Drucksensor P₁ mit einem aus Silizium ausge­ bildeten Sensorelement 1, einem elektrisch mit dem Sensore­ lement 1 verbundenen Anschlußrahmen 2 und einem aus PPS-Harz oder PBT-Harz bestehenden Gehäuse 5, 6, wobei das Gehäuse 5, 6 das Sensorelement 1 umgibt und an den Anschlußrahmen 2 ge­ klebt ist, wobei das Gehäuse 5, 6 und der Anschlußrahmen 2 unter der Voraussetzung aneinander geklebt sind, daß jeder Berührungsabschnitt des Gehäuses 5, 6 mit dem Anschlußrahmen 2 durch Einwirkung kurzwelliger ultravioletter Strahlen dar­ auf umgewandelt ist, um so ein Haftvermögen davon zu ver­ bessern.

Claims (14)

1. Halbleiter-Sensor, mit einem aus einem Halbleiter ausgebildeten Sensorele­ ment (1) und einem Gehäuse (5, 6) aus Harz, wobei das Gehäuse (5, 6) das Sensorelement (1) umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5, 6) unter der Voraussetzung mit einem anderen den Halbleiter-Sensor bildenden Teil (2) zusammenge­ fügt wird, daß ein Berührungsabschnitt (5a, 6a) des Gehäuses (5, 6), das mit dem Teil (2) zusammengefügt wird, durch Ein­ wirkung ultravioletter Strahlen darauf umgewandelt ist, um ein Haftvermögen davon zu verbessern.

2. Halbleiter-Sensor, mit einem aus einen Halbleiter ausgebildeten Sensorele­ ment (1), einem mit dem Sensorelement (1) elektrisch verbun­ denen Anschlußrahmen (2) und einem aus Harz gebildeten Ge­ häuse (5, 6), wobei das Gehäuse (5, 6) das Sensorelement (1) umgibt und an den Anschlußrahmen (2) geklebt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5, 6) und der Anschlußrahmen (2) unter der Voraussetzung zusammengeklebt werden, daß jeder Berührungsabschnitt (5a, 6a) des Gehäuses (5, 6), das an den Anschlußrahmen (2) geklebt wird und Berührungsabschnitt (2a, 2b) des Anschlußrahmens (2), der an das Gehäuse (5, 6) ge­ klebt wird, durch Einwirkung ultravioletter Strahlen darauf umgewandelt wird, um ein Haftvermögen davon zu verbessern.

3. Halbleiter-Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche des Anschlußrahmens (2) mit Gold beschichtet ist.

4. Halbleiter-Sensor, mit einem Substrat (9), einem aus einem Halbleiter ausge­ bildeten Sensorelement (1), das an dem Substrat (9) ange­ bracht ist, und einem aus Harz gebildeten Gehäuse (5), wel­ ches an das Substrat (9) geklebt ist, um das Sensorelement (1) zu umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) unter der Voraussetzung an das Sub­ strat (9) geklebt wird, daß ein Berührungsabschnitt (5a) des Gehäuses (5), das an das Substrat (9) geklebt wird, durch Einwirken ultravioletter Strahlen darauf umgewandelt wird, um ein Haftvermögen davon zu verbessern.

5. Halbleiter-Sensor, mit einem aus einem Halbleiter ausgebildeten Sensorele­ ment (12), einem das Sensorelement (12) tragenden Substrat (13) und einem aus Harz ausgebildeten Gehäuse (14), das einen hohlen Abschnitt (19) darin aufweist, wobei ein Ende des hoh­ len Abschnitts (19) zum Äußeren des Gehäuses (14) hin offen ist, das Substrat (13) an eine innere Wandung (15, 16, 17, 18) des Gehäuses geklebt ist, wobei die innere Wandung den hohlen Abschnitt (19) ausbildet, und der Halbleiter-Sensor zudem ein Vergußharz (22) umfaßt, das den hohlen Abschnitt (19) nach außen hin abschließt, um so das Sensorelement (12) und das Substrat (13) innerhalb eines geschlossenen hohlen Abschnitts (23) einzuschließen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) unter der Voraussetzung an das Sub­ strat und das Vergußharz geklebt wird, daß die innere Wandung (15, 16, 17, 18) durch Einwirkung ultravioletter Strahlen darauf umgewandelt wird, um so ein Haftvermögen davon zu ver­ bessern.

6. Halbleiter-Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wandung (24, 16, 17, 18) in Form eines sich nach außen hin aufweitenden Konus ausgebildet ist.

7. Halbleiter-Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5, 6; 14) aus einem thermoplastischen Harz mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten ähnlich dem des Sensorelements (1; 12) besteht.

8. Halbleiter-Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem thermoplastischen Harz um Poly­ phenylensulfid-Harz (PPS) oder Polybutylenterephtalat-Harz (PBT) handelt.

9. Herstellungsverfahren für einen Halbleiter-Sensor, der ein aus einem Halbleiter ausgebildetes Sensorelement (1), einen mit dem Sensorelement (1) elektrisch verbundenen Anschluß­ rahmen (2) und ein-aus Harz bestehendes Gehäuse (5, 6) ent­ hält, wobei das Gehäuse (5, 6) das Sensorelement (1) umgibt und an den Anschlußrahmen (2) geklebt ist, wobei das Verfah­ ren die Schritte umfaßt:

Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Sensorelement (1) und dem Anschlußrahmen (2);
Umwandeln eines jeden Berührungsabschnitts (5a, 6a) des Gehäuses (5, 6), das an den Anschlußrahmen (2) zu kleben ist, und eines jeden Berührungsabschnitts (2a, 2b) des An­ schlußrahmens (2), der an das Gehäuse (5, 6) zu kleben ist, indem diese ultravioletten Strahlen ausgesetzt werden, um so ein Haftvermögen davon zu verbessern; und
Zusammenfügen des Gehäuses (5, 6) und des Anschluß­ rahmens (2).

10. Herstellungsverfahren für einen Halbleiter-Sensor, der ein Substrat (9), ein aus einem Halbleiter ausgebildetes Sen­ sorelement (1), das an dem Substrat (9) angebracht ist, sowie ein aus einem Harz ausgebildetes Gehäuse (5) enthält, das an das Substrat (9) geklebt ist, um das Sensorelement (1) zu um­ geben, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

Verbinden des Sensorelements (1) mit dem Substrat (9);
Umwandeln eines Berührungsabschnitts (5a) des an das Substrat (9) zu klebenden Gehäuses (5) durch Einwirkung ultravioletter Strahlen auf diesen, um so ein Haftvermögen davon zu verbessern; und
Zusammenfügen des Gehäuses (5) und des Substrats (9), um das Sensorelement (1) zu umgeben.

11. Herstellungsverfahren für einen Halbleiter-Sensor, mit einem aus einem Halbleiter ausgebildeten Sensorelement (12), einem das Sensorelement (12) tragenden Substrat (13) und ei­ nem aus Harz ausgebildeten Gehäuse (14), das einen hohlen Ab­ schnitt (19) darin aufweist, wobei ein Ende des hohlen Ab­ schnittes (19) zum Äußeren des Gehäuses hin offen ist, das Substrat (13) an eine innere Wandung (15, 16, 17, 18; 24) des Gehäuses (14) geklebt ist, die innere Wandung den hohlen Ab­ schnitt (19) ausbildet, und der Halbleiter-Sensor ferner ein Vergußharz (22) aufweist, welches den hohlen Abschnitt (19) gegen das Äußere abschließt, um das Sensorelement (12) und das Substrat (13) innerhalb eines geschlossenen hohlen Ab­ schnitts (23) einzuschließen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

Anbringen des Sensorelements (12) an dem Substrat (13);
Umwandeln der inneren Wandung (15, 16, 17, 18; 24) durch Einwirkung ultravioletter Strahlen darauf, um so ein Haftvermögen davon zu verbessern;
Zusammenfügen des Substrats (13) und der inneren Wan­ dung (15, 16, 17, 18; 24); und Vergießen des Vergußharzes (22) in den hohlen Ab­ schnitt (19), um so das Sensorelement (12) und das Substrat (13) innerhalb des hohlen Abschnitts (23) einzuschließen.