DE10054964A1 - Beschleunigungssensor - Google Patents

Beschleunigungssensor

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Abstract

Es wird ein Beschleunigungssensor mit einem Beschleunigungsdetektorchip (ACa) und einem Signalverarbeitungschip (SCa) angegeben, bei dem sich eine Reduzierung der Größe durch eine verbesserte Anordnung der beiden Chips erzielen läßt. Genauer gesagt, der Beschleunigungsdetektorchip (ACa) ist in einem Durchgangsloch (HL1) angeordnet, das in dem Signalverarbeitungschip (SCa) ausgebildet ist. Eine Abdeckung (CPa) ist vorgesehen, um ein Fließen von Harzmaterial in einen Beschleunigungsdetektionsbereich (AS) hinein bei der Bildung eines Harzumkapselungsgehäuses (PK) zu verhindern.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Beschleuni­ gungssensor, wie er bei Airbag-, Antiblockier-Bremssystemen sowie Navigationssystemen in Kraftfahrzeugen oder anderen Ver­ brauchergerätschaften verwendet wird.
In der letzten Zeit sind viele Kraftfahrzeuge mit einem Air­ bagsystem ausgestattet worden. Bei einer der wesentlichen Vor­ richtungen, aus denen das Airbagsystem gebildet ist, handelt es sich um einen Beschleunigungssensor zum Detektieren eines Aufpralls. Bei dem Beschleunigungssensor handelt es sich um eine Sensorvorrichtung, die die auf ein Objekt wirkende Be­ schleunigung in ein elektrisches Signal umwandelt und dieses dann abgibt.
Zur Zeit sind Beschleunigungssensoren meist als elektronische Vorrichtung ausgebildet, die ein Halbleitersubstrat enthält, das durch fotolithografische Verfahren, Ätzen, Mikrobearbei­ tung sowie anderen Techniken gebildet wird. Im allgemeinen be­ inhaltet ein solcher Beschleunigungssensor einen Beschleuni­ gungsdetektorchip, der eine Beschleunigung mißt bzw. detek­ tiert und diese als elektrisches Signal abgibt, sowie einen Signalverarbeitungschip, der das Ausgangssignal von dem Be­ schleunigungsdetektorchip verarbeitet, die Beschleunigung in numerische Daten oder dergleichen umwandelt und diese abgibt.
Zum Erfüllen der bestehenden Anforderungen hinsichtlich der Miniaturisierung und geringer Kosten wird in der Zwischenzeit ein Beschleunigungssensor-Baustein verwendet, der als Ersatz für ein Metallgehäuse in Harzmaterial eingekapselt ist.
Die Fig. 22 und 23 zeigen einen Beschleunigungsdetektor­ chip, der in einem Beschleunigungssensor vorgesehen ist. Dabei zeigt Fig. 22 eine Draufsicht von oben, und Fig. 23 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie C-C der Fig. 22. Ein Be­ schleunigungsdetektorchip ACg weist ein Halbleitersubstrat SB auf, das auf seiner Oberfläche einen Beschleunigungsdetek­ tionsbereich AS besitzt. Dabei wird zum Beispiel ein Silizium­ substrat für das Halbleitersubstrat SB verwendet.
Der Beschleunigungsdetektionsbereich AS beinhaltet eine beweg­ liche Elektrode sowie zwei feststehende Elektroden FE1 und FE2, die die bewegliche Elektrode ME umgebend angeordnet sind. Jede Seite sowie der Boden der feststehenden Elektroden FE1 und FE2 sind an der Oberfläche des Halbleitersubstrat SB befe­ stigt, damit diese Elektroden nicht einfach schwingen bzw. verlagert werden, wenn ein Aufprall auf den Beschleunigungs­ detektorchip ACg einwirkt.
Andererseits ist die bewegliche Elektrode ME an ihrem Boden größtenteils nicht fixiert, sondern nur an ihrer Seite an dem Halbleitersubstrat SB fixiert, so daß sie bei einem Aufprall in der durch den Pfeil "P" in Fig. 22 dargestellten Richtung in einfacher Weise schwingen kann.
Auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats SB sind eine mit der feststehenden Elektrode FE1 verbundene Verdrahtungsschicht ILc, eine mit der feststehenden Elektrode FE2 verbundene Ver­ drahtungsschicht ILd, eine mit der beweglichen Elektrode ME verbundene Verdrahtungsschicht ILe sowie kontaktinselartige Elektroden bzw. Flächenelektroden PDa zum Drahtbonden ausge­ bildet, die mit den jeweiligen Verdrahtungsschichten ILc bis ILe verbunden sind.
Wenn der auf diese Weise ausgebildete Beschleunigungsdetektor­ chip ACg einen Aufprall in der in Fig. 22 durch den Pfeil "P" dargestellten Richtung erfährt, wird die Distanz zwischen der beweglichen Elektrode ME und der feststehenden Elektrode FE1 oder FE2 vergrößert oder vermindert. Dies führt zu Schwankun­ gen in dem elektrostatischen Kapazitätswert zwischen der be­ weglichen Elektrode ME und der feststehenden Elektrode FE1 so­ wie dem elektrostatischen Kapazitätswert zwischen der bewegli­ chen Elektrode ME und der feststehenden Elektrode FE2. In Ab­ hängigkeit von dem Wert der Schwankungen in den Kapazitätswer­ ten läßt sich somit die Beschleunigung detektieren.
Fig. 24 veranschaulicht einen Beschleunigungssensor, der durch Einkapseln eines Montageträgers DPc (d. h. eines Trägersitzes für die Montage von Chips) in ein Harzgehäuse PK gebildet ist, wobei auf dem Montageträger DPc ein Beschleunigungsdetektor­ chip ACg und ein Signalverarbeitungschip SCg zusammen mit Lei­ tungen LD angebracht sind.
Der Beschleunigungsdetektorchip ACg und der Signalverarbei­ tungschip SCg sind auf dem Montageträger DPc mit einem isolie­ renden Klebstoff befestigt, wobei es sich zum Beispiel um Si­ likonharz, Epoxyharz oder um bei niedriger Temperatur schmel­ zendes Glasmaterial handelt.
Der Signalverarbeitungschip SCg ist mit einem Halbleitersub­ strat ausgestattet, das an seiner einen Oberfläche eine Si­ gnalverarbeitungs-Verdrahtungsschicht, Schaltungselemente und dergleichen aufweist (nicht gezeigt). Das heißt, Fig. 24 ver­ anschaulicht einen Beschleunigungssensor eines Typs nach Art eines Bausteins mit kleinem Umriß (Small Outline Package-Typ oder SOP-Typ).
Auf der Oberfläche des Signalverarbeitungschips SCg sind Flä­ chenelektroden PDb, die das Ausgangssignal von Flächenelektro­ den PDa des Beschleunigungsdetektorchips ACg erhalten, sowie Flächenelektroden PDc ausgebildet, die das verarbeitete Si­ gnal über die Leitungen LD nach außen abgeben. Ferner sind Bondverbindungsdrähte WR vorgesehen, die aus Au oder derglei­ chen bestehen und die die Flächenelektroden mit den Leitungen LD sowie die Flächenelektroden miteinander verbinden.
Eine Schutzabdeckung CPd ist auf dem Beschleunigungsdetektor­ chip ACg angeordnet, um zu verhindern, daß das Harzmaterial beim Einkapseln mit dem Harzgehäuse PK an die Stelle der be­ weglichen Elektrode ME fließt. Die Schutzabdeckung CPd ist leitfähig und bewirkt auch eine Abschirmung des Beschleuni­ gungsdetektionsbereichs AS, wobei ein Erdungspotential von außen her über Flächenelektroden PDf angelegt wird, die an einer anderen Stelle als die Schutzabdeckung CPd an dem Be­ schleunigungsdetektorchip ACg angeordnet sind.
Bei dem herkömmlichen Beschleunigungssensor, wie er in Fig. 24 dargestellt ist, sind der Beschleunigungsdetektorchip ACg und der Signalverarbeitungschip SCg in einer parallelen Anordnung nebeneinander auf dem Montageträger DPc vorgesehen, so daß ein großer Montageträger verwendet werden muß, so daß es schwierig wird, die Größe des Beschleunigungssensors zu reduzieren.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Be­ schleunigungssensor mit einem Beschleunigungsdetektorchip und einem Signalverarbeitungschip mit reduzierter Größe sowie einer verbesserten Anordnung dieser Chips anzugeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Beschleunigungssensor daher folgendes auf: einen Beschleuni­ gungsdetektorchip mit einem Beschleunigungsdetektionsbereich, der ein bewegliches Teil aufweist, das sich in Abhängigkeit von einer Beschleunigung verschiebt, so daß der Chip ein elek­ trisches Signal in Abhängigkeit von der Verschiebung des be­ weglichen Teils abgibt; einen Signalverarbeitungschip mit einem Durchgangsloch und einer Schaltung zum Verarbeiten des elektrischen Signals von dem Beschleunigungsdetektorchip; so­ wie einen Montageträger, mit dem der Beschleunigungsdetektor­ chip und der Signalverarbeitungschip haftend verbunden sind, wobei der Beschleunigungsdetektorchip in dem Durchgangsloch des Signalverarbeitungschips an dem Montageträger angeordnet ist.
Da der Beschleunigungsdetektorchip in dem Durchgangsloch des Signalverarbeitungschips angeordnet ist, läßt sich die Fläche des Montageträgers im Vergleich zu einer Anordnung des Be­ schleunigungsdetektorchips und des Signalverarbeitungschips parallel nebeneinander auf dem Montageträger reduzieren. Da­ durch wird eine Reduzierung der Größe des Beschleunigungssen­ sors ermöglicht.
Gemäß einem zweiten Aspekt weist der Beschleunigungssensor ferner eine Abdeckung, die mit dem Signalverarbeitungschip derart haftend verbunden ist, daß sie das Durchgangsloch über­ deckt, sowie ein Harzumkapselungsgehäuse auf, das zumindest einen Haftverbindungsbereich zwischen dem Signalverarbeitungs­ chip und der Abdeckung bedeckt bzw. umschließt.
Aufgrund des Harzumkapselungsgehäuses lassen sich eine stär­ kere Miniaturisierung sowie geringere Kosten als mit einem Me­ tallgehäuse realisieren. Ferner ist aufgrund der Abdeckung bei der Bildung des Harzumkapselungsgehäuses keine Möglichkeit ge­ geben, daß das Harzmaterial in den Beschleunigungsdetektions­ bereich des Beschleunigungsdetektorchips hineinfließt.
Vorzugsweise weist der Beschleunigungsdetektorchip ferner eine Elektrode zum Abgeben des elektrischen Signals auf, und der Signalverarbeitungschip weist ferner eine Elektrodeneinrich­ tung auf, die über eine Bondverbindungsdrahteinrichtung mit der Elektrodeneinrichtung des Beschleunigungsdetektorchips verbunden ist.
Gemäß einem dritten Aspekt ist bei dem Beschleunigungssensor die Abdeckung plattenartig ausgebildet und weist um ihren Um­ fang eine Kerbung auf; eine elektrische Verbindung zwischen dem Beschleunigungsdetektorchip und dem Signalverarbeitungs­ chip ist an der Kerbung gebildet, und ferner ist die Kerbung mit einem isolierenden Material gefüllt.
Auf diese Weise ist es möglich, einen Beschleunigungssensor mit geringerer Dicke zu verwirklichen, da die elektrische Ver­ bindung zwischen dem Beschleunigungsdetektorchip und dem Si­ gnalverarbeitungschip an der Kerbung gebildet wird, die um den Umfang der plattenartigen Abdeckung herum angeordnet ist.
Gemäß einem vierten Aspekt weist der Beschleunigungssensor ferner folgendes auf: eine Abdeckung, die mit dem Beschleuni­ gungsdetektorchip derart haftend verbunden ist, daß sie den Beschleunigungsdetektionsbereich des Beschleunigungsdetektor­ chips überdeckt; und ein Harzumkapselungsgehäuse, das zumin­ dest einen Haftverbindungsbereich zwischen dem Beschleuni­ gungsdetektorchip und der Abdeckung abdeckt.
Aufgrund des Harzumkapselungsgehäuses lassen sich eine stär­ kere Miniaturisierung sowie geringere Kosten erzielen als bei einem Metallgehäuse. Außerdem besteht aufgrund der Abdeckung bei der Bildung des Harzumkapselungsgehäuses keine Möglich­ keit, daß das Harzmaterial in den Beschleunigungsdetektions­ bereich des Beschleunigungsdetektorchips hineinfließt.
Vorzugsweise weist der Beschleunigungsdetektorchip ferner eine Elektrodeneinrichtung zum Abgeben des elektrischen Signals auf, und der Signalverarbeitungschip weist ferner eine Elek­ trode auf, die über einen Bondingdraht mit der Elektrode des Beschleunigungsdetektorchips verbunden ist.
Gemäß einem fünften Aspekt weist ein Beschleunigungssensor folgendes auf: einen Beschleunigungsdetektorchip mit einer ersten Hauptfläche, einer der ersten Hauptfläche gegenüber­ liegenden zweiten Hauptfläche und einem in der ersten Hauptfläche ausgebildeten Beschleunigungsdetektionsbereich, der ein bewegliches Teil aufweist, dass sich in Abhängigkeit von einer Beschleunigung verschiebt, so daß der Chip ein elek­ trisches Signal in Abhängigkeit von der Verschiebung des be­ weglichen Teils abgibt; einen Signalverarbeitungschip mit einer ersten Hauptfläche, einer der ersten Hauptfläche gegen­ überliegenden zweiten Hauptfläche und einer Schaltung, die das elektrische Signal von dem Beschleunigungsdetektorchip verar­ beitet; einen Montageträger, der mit der zweiten Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips haftend verbunden ist; sowie ein Harzumkapselungsgehäuse.
Bei diesem Beschleunigungssensor überdeckt die zweite Hauptfläche des Signalverarbeitungschips den Beschleunigungs­ detektionsbereich, und die zweite Hauptfläche ist mit der er­ sten Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips haftend ver­ bunden, wobei das Harzumkapselungsgehäuse zumindest einen Haftverbindungsbereich zwischen dem Beschleunigungsdetektor­ chip und dem Signalverarbeitungschip abdeckt.
Da der Beschleunigungsdetektorchip an seiner zweiten Hauptflä­ che mit dem Montageträger haftend verbunden ist und die zweite Hauptfläche des Signalverarbeitungschips mit der ersten Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips haftend verbunden ist, läßt sich die Fläche des Montageträgers im Vergleich zu einer Anordnung des Beschleunigungsdetektorchips und des Si­ gnalverarbeitungschips parallel nebeneinander auf dem Montage­ träger reduzieren. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Größe des Beschleunigungssensors.
Ferner können aufgrund des Harzumkapselungsgehäuses eine stär­ kere Miniaturisierung sowie geringere Kosten als im Fall eines Metallgehäuses realisiert werden. Ferner überdeckt die zweite Hauptfläche des Signalverarbeitungschips den Beschleunigungs­ detektionsbereich, und die zweite Hauptfläche ist mit der er­ sten Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips haftend ver­ bunden.
Bei der Bildung des Harzumkapselungsgehäuses besteht somit keine Möglichkeit, daß das Harzmaterial in den Beschleuni­ gungsdetektionsbereich des Beschleunigungsdetektorchips hin­ einfließt. Es ist daher nicht notwendig, eine Abdeckung vorzu­ sehen, die den Beschleunigungsdetektionsbereich überdeckt, so daß sich die Anzahl der Bauteile und damit die Kosten reduzie­ ren lassen.
Gemäß einem sechsten Aspekt ist bei einem Beschleunigungs­ sensor die zweite Hauptfläche des Signalverarbeitungschips mit einer konkaven Vertiefung oder Aussparung ausgebildet, und der Beschleunigungsdetektionsbereich des Beschleunigungsdetektor­ chips ist in der konkaven Vertiefung des Signalverarbeitungs­ chips überdeckt.
Da der Beschleunigungsdetektionsbereich in der konkaven Ver­ tiefung der zweiten Hauptfläche des Signalverarbeitungschips angeordnet ist, läßt sich der bewegliche Teil des Beschleuni­ gungsdetektionsbereichs von der zweiten Hauptfläche des Si­ gnalverarbeitungschips entfernt halten.
Vorzugsweise weist der Beschleunigungsdetektorchip ferner an der ersten Hauptfläche eine Elektrode zum Abgeben des elektri­ schen Signals auf, und der Signalverarbeitungschip weist fer­ ner an der ersten Hauptfläche eine Elektrode auf, die über einen Bondingdraht mit der Elektrode des Beschleunigungsdetek­ torchips verbunden ist.
Gemäß einem siebten Aspekt weist bei dem Beschleunigungssensor der Beschleunigungsdetektorchip an der ersten Hauptfläche eine erste Elektrode zum Abgeben des elektrischen Signals, eine zweite Elektrode sowie eine dritte Elektrode auf, die mit der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist und von dem Signal­ verarbeitungschip nicht bedeckt ist; und der Signalverarbei­ tungschip weist ferner an der zweiten Hauptfläche eine mit der ersten Elektrode des Beschleunigungsdetektorchips verbundene erste Elektrode sowie eine mit der zweiten Elektrode des Be­ schleunigungsdetektorchips verbundene zweite Elektrode auf.
Bei diesem Beschleunigungssensor ist die zweite Hauptfläche des Signalverarbeitungschips mit der ersten Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips durch Klebstoff haftend verbun­ den, der in Form eines Rahmens bzw. einer Umrahmung auf die erste Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips derart auf­ gebracht ist, daß er zumindest den Beschleunigungsdetektions­ bereich umschließt.
Da der Signalverarbeitungschip ferner mit der ersten Elek­ trode, die mit der ersten Elektrode des Beschleunigungsdetek­ torchips verbunden ist, sowie mit der zweiten Elektrode verse­ hen ist, die mit der zweiten Elektrode des Beschleunigungsde­ tektorchips verbunden ist, sind keine Bondingdrähte zum Her­ stellen der elektrischen Verbindungen zwischen den beiden Chips erforderlich.
Dies ermöglicht eine Verbesserung in der Produktivität, ohne daß es zu einer Drahtverlagerung kommt, die bei der Verwendung von Bondingdrähten auftreten kann. Ferner ist die zweite Hauptfläche des Signalverarbeitungschips an der ersten Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips mittels Kleb­ stoffs angebracht, der in Form eines Rahmens auf die erste Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips derart aufge­ bracht ist, daß er zumindest den Beschleunigungsdetektions­ bereich umschließt.
Selbst wenn diese Chips durch das Vorhandensein der jeweiligen Elektroden nicht eng zusammen angeordnet werden können, be­ steht bei der Herstellung eines Harzumkapselungsgehäuses somit keine Möglichkeit, daß das Harzmaterial in den Beschleuni­ gungsdetektionsbereich hineinfließt. Es ist daher nicht not­ wendig, eine den Beschleunigungsdetektionsbereich überdeckende Abdeckung vorzusehen, so daß sich die Anzahl der Komponenten und somit die Kosten reduzieren lassen.
Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung weist ein Beschleuni­ gungssensor folgendes auf: einen Beschleunigungsdetektorchip mit einer ersten Hauptfläche, einer der ersten Hauptfläche ge­ genüberliegenden zweiten Hauptfläche und einem Beschleuni­ gungsdetektionsbereich, der in der ersten Hauptfläche ausge­ bildet ist, wobei der Beschleunigungsdetektionsbereich ein be­ wegliches Teil aufweist, das sich in Abhängigkeit von einer Beschleunigung verschiebt, so daß der Chip ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der Verschiebung des beweglichen Teils abgibt; einen Signalverarbeitungschip mit einer Schal­ tung zum Verarbeiten des elektrischen Signals von dem Be­ schleunigungsdetektorchip; einen Montageträger mit einer er­ sten Hauptfläche, die mit der ersten Hauptfläche des Beschleu­ nigungsdetektorchips haftend verbunden ist, und mit einer der ersten Hauptfläche gegenüberliegenden Hauptfläche; und ein Harzumkapselungsgehäuse, das zumindest einen Haftverbindungs­ bereich zwischen dem Beschleunigungsdetektorchip und dem Mon­ tageträger umschließt.
Aufgrund des Harzumkapselungsgehäuses lassen sich eine stär­ kere Miniaturisierung und geringere Kosten als im Fall eines Metallgehäuses erzielen. Da der Beschleunigungsdetektorchip an seiner ersten Hauptfläche mit der ersten Hauptfläche des Mon­ tageträgers haftend verbunden ist, besteht somit bei der Bil­ dung des Harzumkapselungsgehäuses keine Möglichkeit, daß das Harzmaterial in den Beschleunigungsdetektionsbereich des Be­ schleunigungsdetektorchips hineinfließt. Aus diesem Grund ist es nicht notwendig, eine den Beschleunigungsdetektionsbereich überdeckende Abdeckung vorzusehen, so daß sich die Anzahl der Komponenten und somit die Kosten reduzieren lassen.
Gemäß einem neunten Aspekt ist bei dem Beschleunigungssensor der Signalverarbeitungschip mit der zweiten Hauptfläche des Montageträgers haftend verbunden, und der Montageträger weist ein Durchgangsloch auf, wobei der Beschleunigungsdetektorchip ferner auf der ersten Hauptfläche eine Elektrode aufweist, die in dem Durchgangsloch des Montageträgers freiliegt und das elektrische Signal an den Signalverarbeitungschip abgibt.
Da der Beschleunigungsdetektorchip an seiner ersten Hauptflä­ che mit der ersten Hauptfläche des Montageträgers haftend ver­ bunden ist, und da der Signalverarbeitungschip mit der zweiten Hauptfläche des Montageträgers haftend verbunden ist, läßt sich die Fläche des Montageträgers im. Vergleich zu einer An­ ordnung des Beschleunigungsdetektorchips und des Signalverar­ beitungschips parallel nebeneinander auf dem Montageträger re­ duzieren. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Größe des Be­ schleunigungssensors.
Außerdem weist der Beschleunigungsdetektorchip auf seiner er­ sten Hauptfläche die Elektrode zum Abgeben eines elektrischen Signals auf, die in dem Durchgangsloch des Montageträgers freiliegt. Dies ermöglicht die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Beschleunigungsdetektorchip und dem Signalverarbeitungschip.
Gemäß einem zehnten Aspekt weist bei dem Beschleunigungssensor der Beschleunigungsdetektorchip in der ersten Hauptfläche eine konkave Vertiefung auf, und der Beschleunigungsdetektionsbe­ reich ist in der konkaven Vertiefung ausgebildet.
Da der Beschleunigungsdetektionsbereich in der konkaven Ver­ tiefung ausgebildet ist, läßt sich das bewegliche Teil von der ersten Hauptfläche des Montageträgers entfernt halten.
Gemäß einem elften Aspekt ist bei dem Beschleunigungssensor der Signalverarbeitungschip mit der zweiten Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips haftend verbunden.
Da der Signalverarbeitungschip mit der zweiten Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips haftend verbunden ist, läßt sich die Fläche des Montageträgers im Vergleich zu einer Anordnung des Beschleunigungsdetektorchips und des Signalverarbeitungs­ chips parallel nebeneinander auf dem Montageträger reduzieren. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Größe des Beschleuni­ gungssensors.
Vorzugsweise besitzt bei dem Beschleunigungssensor gemäß dem elften Aspekt der Beschleunigungsdetektorchip ferner auf der ersten Hauptfläche eine Elektrode zum Abgeben des elektrischen Signals, und der Montageträger besitzt ferner auf der ersten Hauptfläche eine Verdrahtungsschicht, die mit der Elektroden­ einrichtung des Beschleunigungsdetekto rchips verbunden ist; außerdem weist der Signalverarbeitungschip eine Elektrode auf, die über einen Bondingdraht mit der Verdrahtungsschicht des Montageträgers verbunden ist.
Gemäß einem zwölften Aspekt ist bei dem Beschleunigungssensor die erste Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips mit der ersten Hauptfläche des Montageträgers durch Klebstoff haftend verbunden, der in Form eines Rahmens auf die erste Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips derart aufgebracht ist, daß er zumindest den Beschleunigungsdetektionsbereich umschließt.
Da die erste Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips mit der ersten Hauptfläche des Montageträgers durch den Klebstoff haftend verbunden ist, der in Form eines Rahmens auf die erste Hauptfläche des Beschleunigungsdetekto rchips derart aufge­ bracht ist, daß er zumindest den Beschleunigungsdetektions­ bereich umschließt, läßt sich das bewegliche Teil des Be­ schleunigungsdetektionsbereichs von der ersten Hauptfläche des Montageträgers um den Betrag der Dicke des Klebstoffs entfernt halten.
Diese sowie weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführli­ chen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den Begleit­ zeichnungen noch deutlicher. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 und 3 Schnittansichten des Beschleunigungssensors der Fig. 1;
Fig. 4 eine Perspektivansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 und 6 Schnittansichten des Beschleunigungssensors der Fig. 4;
Fig. 7 eine Perspektivansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 und 9 Schnittansichten des Beschleunigungssensors der Fig. 7;
Fig. 10 eine Perspektivansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 11 und 12 Schnittansichten des Beschleunigungssensors der Fig. 10;
Fig. 13 eine Perspektivansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 14 und 15 Schnittansichten des Beschleunigungssensors der Fig. 13;
Fig. 16 eine Perspektivansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem sechsten bevorzugten Ausführungsbei­ spiel;
Fig. 17 und 18 Schnittansichten des Beschleunigungssensors der Fig. 16;
Fig. 19 eine Perspektivansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem siebten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 20 und 21 Schnittansichten des Beschleunigungssensors der Fig. 19;
Fig. 22 eine Draufsicht auf einen Beschleunigungsdetektor­ chip;
Fig. 23 eine Schnittansicht des Beschleunigungsdetektor­ chips; und
Fig. 24 eine Draufsicht auf eine herkömmlichen Beschleuni­ gungssensor.
Nachfolgend werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung ausführlich beschrieben.
Erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
Die Fig. 1 bis 3 zeigen in schematischer Weise einen Be­ schleunigungssensor gemäß einem ersten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung. Dabei zeigt Fig. 1 eine Perspek­ tivansicht, Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A1-A1 der Fig. 1, und Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B1-B1 der Fig. 1.
Der Beschleunigungssensor weist einen Montageträger DPa und Leitungen LD auf. Wie bei dem eingangs beschriebenen Beschleu­ nigungsdetektorchip ACg sind ein Beschleunigungsdetektorchip ACa, der einen Beschleunigungsdetektionsbereich AS aufweist, sowie ein Signalverarbeitungschip SCa auf dem Montageträger DPa angebracht.
Der Beschleunigungsdetektorchip ACa und der Signalverarbei­ tungschip SCa sind auf dem Montageträger DPa mit einem isolie­ renden Klebstoff, wie zum Beispiel Silikonharz, Epoxyharz oder einem bei niedriger Temperatur schmelzenden Glasmaterial, be­ festigt. Der Montageträger DPa, die Leitungen LD, der Be­ schleunigungsdetektorchip ACa und der Signalverarbeitungschip SCa sind in ein Harzumkapselungsgehäuse PK eingekapselt.
Aus Gründen der Einfachheit sind die Leitungen LD, die mit den Leitungen LD verbundenen Bondingdrähte WR und das Harzumkapse­ lungsgehäuse PK in Fig. 1 nicht dargestellt. Dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt ebenfalls einen Beschleunigungssen­ sor nach Art eines Bausteins mit kleinem Umriß (SOP-Typ), wie dies auch bei dem in Fig. 24 gezeigten herkömmlichen Beschleu­ nigungssensor der Fall ist.
Der Beschleunigungsdetektorchip Aca weist auf seiner Oberflä­ che kontaktinselartige Elektroden bzw. Flächenelektroden PDa zum Abgeben des elektrischen Signals von dem Beschleunigungs­ detektionsbereich AS auf. Der Signalverarbeitungschip SCa weist auf seiner Oberfläche Flächenelektroden PDb zum Empfan­ gen des Ausgangssignals von den Flächenelektroden PDa des Be­ schleunigungsdetektorchips ACa sowie Flächenelektroden PDc zum Abgeben des verarbeiteten Signals über die Leitungen LD nach außen auf.
Wie bei dem eingangs beschriebenen Signalverarbeitungschip SCg sind eine Signalverarbeitungs-Verdrahtungsschicht, Schaltungs­ elemente usw. (nicht gezeigt) auf der Oberfläche des Signal­ verarbeitungschips SCa ausgebildet. Die Verbindung zwischen der Flächenelektrode PDa und der Flächenelektrode PDb sowie die Verbindung zwischen der Flächenelektrode PDc und den Lei­ tungen LD erfolgen durch Bondingdrähte WR, die zum Beispiel aus Au bestehen.
Der Beschleunigungssensor des vorliegenden Ausführungsbei­ spiels unterscheidet sich von dem in Fig. 24 gezeigten her­ kömmlichen Beschleunigungssensor in der Anordnung der beiden Chips. Genauer gesagt, es ist der Beschleunigungsdetektorchip ACa in einem Durchgangsloch HL1 angeordnet, das in dem Signal­ verarbeitungschip SCa ausgebildet ist.
Im Vergleich zu einer Anordnung des Beschleunigungsdetektor­ chips und des Signalverarbeitungschips parallel nebeneinander auf dem Montageträger läßt sich hierdurch die Fläche des Mon­ tageträgers reduzieren. Es besteht somit die Möglichkeit einer Reduzierung der Größe des Beschleunigungssensors.
Es ist darauf hinzuweisen, daß selbstverständlich keine Schal­ tung für die Signalverarbeitung in dem Bereich der Oberfläche des Signalverarbeitungschips SCa ausgebildet ist, in dem sich das Durchgangsloch HL1 befindet. Der Beschleunigungsdetektor­ chip ACa ist in Fig. 1 in einem gewissen Abstand von dem Si­ gnalverarbeitungschip SCa angeordnet. Selbst wenn diese Chips in Berührung miteinander angeordnet wären, tritt insofern kein Problem auf, als die Isoliereigenschaft zwischen ihren jewei­ ligen Schaltungen aufrechterhalten bleibt.
Das Durchgangsloch HL1 wird zum Beispiel folgendermaßen gebil­ det. Eine Schaltung für die Signalverarbeitung wird auf der Oberfläche des Signalverarbeitungschips SCa ausgebildet, und die Oberfläche wird mit einem Fotoresist oder dergleichen ge­ schützt, woraufhin ein Ätzvorgang von der Rückseite des Si­ gnalverarbeitungschips SCa her erfolgt.
Für diesen Ätzvorgang wird ein fotolithografisches Verfahren verwendet. Das heißt, mit dem Fotoresist wird eine Ätzmaske gebildet und dann strukturiert, woraufhin der Signalverarbei­ tungschip SCa einem Ätzmaterial ausgesetzt wird.
Gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Be­ schleunigungssensor auch eine Abdeckung CPa auf, die das Durchgangsloch HL1 überdeckt, um ein Fließen des Harzes in den Beschleunigungsdetektionsbereich AS hinein bei der Bildung des Harzumkapselungsgehäuses PK zu verhindern. In Fig. 1 ist die Abdeckung CPa in unterbrochener Linie dargestellt, um das In­ nere des Durchgangslochs HL1 zu zeigen.
Die Abdeckung CPa ist aus einem isolierenden Material gebil­ det, um keinen Kurzschluß der Verdrahtungsschichten und Schal­ tungen auf der Oberfläche des Signalverarbeitungschips SCa zu verursachen, und die Abdeckung CPa ist in der Nähe des Durch­ gangslochs HL1 mittels eines isolierenden Klebstoffs, wie zum Beispiel Silikonharz, Epoxyharz oder bei niedriger Temperatur schmelzendem Glasmaterial, auf der Oberfläche des Signalverar­ beitungschips SCa haftend angebracht.
Wenn es erwünscht ist, daß die Abdeckung CPa auch die Funktion einer Abschirmung des Beschleunigungsdetektionsbereichs AS übernimmt, kann die Oberfläche der Abdeckung CPa mit Ausnahme des mit dem Signalverarbeitungschip SCa in Berührung stehenden Bereichs mit einem leitfähigen Material überzogen werden, wo­ bei dies zum Beispiel durch Metallplattierung erfolgen kann.
Da somit bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Beschleunigungsdetektorchip ACa in dem Durchgangsloch HL1 des Signalverarbeitungschips SCa angeordnet ist, läßt sich die Größe des Beschleunigungssensors im Vergleich zu einer Anord­ nung der Chips parallel nebeneinander auf dem Montageträger reduzieren.
Zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel
Bei einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Modifizierung des Beschleunigungssensors des er­ sten bevorzugten Ausführungsbeispiels, wobei die Unterschiede in der Position der Flächenelektroden auf dem Beschleunigungs­ detektorchip und dem Signalverarbeitungschip sowie in der Formgebung der Abdeckung bestehen.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen in schematischer Weise einen Beschleu­ nigungssensor gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbei­ spiel der Erfindung. Dabei zeigt Fig. 4 eine Perspektivan­ sicht, Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A2-A2 der Fig. 4, und Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B2-B2 der Fig. 4. In den Fig. 4 bis 6 werden für Teile mit der gleichen Funktion wie bei dem Beschleunigungs­ sensor des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels wiederum die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Der Beschleunigungssensor weist einen Montageträger DPa sowie Leitungen LD auf. Wie bei dem vorstehend beschriebenen Be­ schleunigungsdetektorchip ACa sind ein Beschleunigungsdetek­ torchip ACb mit einem Beschleunigungsdetektionsbereich AS so­ wie ein Signalverarbeitungschip SCb auf dem Montageträger DPa angebracht. Der Beschleunigungsdetektorchip ACb und der Si­ gnalverarbeitungschip SCb sind mit Klebestoff, wie zum Bei­ spiel Silikonharz, auf dem Montageträger DPa befestigt.
Der Signalverarbeitungschip SCb weist ein Durchgangsloch HL1 auf, und der Beschleunigungsdetektorchip ACb ist in diesem an­ geordnet. Eine Abdeckung CPb ist auf der Oberfläche des Si­ gnalverarbeitungschips SCb derart ausgebildet, daß sie das Durchgangsloch HL1 überdeckt. Der Montageträger DPa, die Lei­ tungen LD, der Beschleunigungsdetektorchip ACb, der Signalver­ arbeitungschip SCb und die Abdeckung CPb sind in ein Harzum­ kapselungsgehäuse PK eingekapselt.
Aus Gründen der Einfachheit sind in Fig. 4 die Leitungen LD, die mit den Leitungen LD verbundenen Bondingdrähte WR sowie das Harzumkapselungsgehäuse PK nicht dargestellt, wobei die Abdeckung CPb in unterbrochenen Linien dargestellt ist. Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel veranschaulicht ebenso wie das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel einen Beschleuni­ gungssensor, der nach Art eines Bausteins mit kleinem Umriß (SOP-Typ) ausgebildet ist.
Der Beschleunigungsdetektorchip ACb weist auf seiner Oberflä­ che Flächenelektroden PDa zum Abgeben des elektrischen Signals von dem Beschleunigungsdetektionsbereich AS auf. Der Signal­ verarbeitunschip SCb weist auf seiner Oberfläche Flächenelek­ troden PDb zum Empfangen des Ausgangssignals von den Flächen­ elektroden PDa des Beschleunigungsdetektorchips ACb sowie Flä­ chenelektroden PDc zum Abgeben des verarbeiteten Signals über die Leitungen LD nach außen auf.
Wie bei dem Signalverarbeitungschip SCa sind eine Signalverar­ beitungs-Verdrahtungsschicht, Schaltungselemente usw. (nicht gezeigt) auf der Oberfläche des Signalverarbeitungschips SCb ausgebildet. Die Verbindung zwischen den Flächenelektroden PDa und den Flächenelektroden PDb sowie die Verbindung zwischen den Flächenelektroden PDc und den Leitungen LD werden mittels Bondingdrähten WR hergestellt, die zum Beispiel aus Au beste­ hen.
Im Gegensatz zu der Abdeckung CPa des ersten bevorzugten Aus­ führungsbeispiels handelt es sich bei der Abdeckung CPb des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels um eine plattenartige Abdeckung, und um den Umfang der Abdeckung CPb herum ist eine Vielzahl von Kerben NT angeordnet. An den Kerben NT sind die Flächenelektroden PDa und PDb durch die Bondingdrähte WR mit­ einander verbunden, und ein isolierendes Material IS mit hoher Viskosität füllt die Kerben NT aus.
Wie unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 zu sehen ist, sind die Flächenelektroden PDa jeweils an den vier Ecken des Be­ schleunigungsdetektorchips ACb vorgesehen, und die Flächen­ elektroden PDb des Signalverarbeitungschips SCb, die mit den Flächenelektroden PDa verbunden sind, sind jeweils in der Nähe der vier Ecken des Durchgangslochs HL1 vorgesehen.
Die plattenartige Abdeckung CPb, um deren Umfang herum die Kerben angeordnet sind, bewirkt eine effektive Reduzierung der Abdeckungshöhe im Vergleich zu der Abdeckung CPa des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels, so daß sich ein Beschleuni­ gungssensor mit geringerer Dicke ergibt.
Da die Kerben NT mit dem isolierenden. Material IS gefüllt sind, besteht bei der Bildung eines Harzumkapselungsgehäuses keine Möglichkeit, daß das Harzmaterial in den Beschleuni­ gungsdetektionsbereich des Beschleunigungsdetektorchips hin­ einfließt. Es ist darauf hinzuweisen, daß aufgrund der hohen Viskosität das isolierende Material IS den Beschleunigungsde­ tektionsbereich nicht erreicht.
Wie die Abdeckung CPa ist auch die Abdeckung CPb aus einem isolierenden Material gebildet, um keinen Kurzschluß zwischen den Verdrahtungsschichten oder Schaltungen auf dem Signalver­ arbeitungschip SCb zu verursachen, und ferner ist die Ab­ deckung CPb mittels Klebstoff, wie zum Beispiel Silikonharz, in der Nähe des Durchgangslochs HL1 auf der Oberfläche des Signalverarbeitungschips CB befestigt.
Falls es erwünscht ist, daß die Abdeckung CPb auch die Funk­ tion einer Abschirmung des Beschleunigungsdetektionsbereichs AS übernimmt, kann die Oberfläche der Abdeckung CPb mit Aus­ nahme des mit dem Signalverarbeitungschip SCb in Berührung stehenden Bereichs mit einem leitfähigen Material bedeckt wer­ den, wobei dies beispielsweise durch Metallplattierung erfol­ gen kann.
Weitere Konstruktionsmerkmale entsprechen denen des ersten be­ vorzugten Ausführungsbeispiels, so daß eine nochmalige Be­ schreibung derselben an dieser Stelle entbehrlich ist.
Drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
Bei einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Modifizierung des Beschleunigungssensors des er­ sten bevorzugten Ausführungsbeispiels, das sich von letzterem lediglich dadurch unterscheidet, daß eine nur einen Beschleu­ nigungsdetektionsbereich überdeckende Abdeckung die das Durch­ gangsloch überdeckende Abdeckung ersetzt.
Die Fig. 7 bis 9 veranschaulichen in schematischer Weise einen Beschleunigungssensor gemäß einem dritten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung. Dabei zeigt Fig. 7 eine Perspek­ tivansicht, Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A3-A3 der Fig. 7, und Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B3-B3 der Fig. 7. In den Fig. 7 bis 9 werden wie­ derum die gleichen Bezugszeichen für entsprechende Teile ver­ wendet, die die gleiche Funktion wie der Beschleunigungssensor des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels haben.
Im Gegensatz zu der Abdeckung CPa des Beschleunigungssensors des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels ist eine Abdeckung CPc des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels auf einem Be­ schleunigungsdetektorchip ACa derart angeordnet, daß sie nur einen Beschleunigungsdetektionsbereich AS überdeckt.
Selbst bei einer derartigen Ausbildung der Abdeckung besteht bei der Bildung eines Harzumkapselungsgehäuses keine Möglich­ keit, daß das Harzmaterial in den Beschleunigungsdetektions­ bereich AS des Beschleunigungsdetektorchips ACa hineinfließt.
Die Abdeckung CPc ist wie im Fall der Abdeckdung CPa aus einem isolierenden Material gebildet, um keinen Kurzschluß der Ver­ drahtungsschichten oder Schaltungen auf dem Beschleunigungsde­ tektorchip ACa hervorzurufen, und außerdem ist die Abdeckung mittels eines Klebstoffs, wie zum Beispiel Silikonharz, in der Nähe des Beschleunigungsdetektionsbereichs AS auf der Oberflä­ che des Beschleunigungsdetektorchips ACa befestigt.
Wenn es erwünscht ist, daß die Abdeckung CPc auch die Funktion einer Abschirmung des Beschleunigungsdetektionsbereichs AS übernimmt, kann die Oberfläche der Abdeckung CPc mit Ausnahme des mit dem Beschleunigungsdetektorchip ACa in Berührung ste­ henden Bereich in der gleichen Weise wie die Abdeckung CPa mit einem leitfähigen Material bedeckt werden, wobei dies zum Bei­ spiel durch Metallplattierung erfolgt.
Weitere Konstruktionsmerkmale entsprechen denen des ersten be­ vorzugten Ausführungsbeispiels, so daß eine nochmalige Be­ schreibung derselben entbehrlich ist.
Viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
Die Fig. 10 bis 12 veranschaulichen schematische Darstellungen eines Beschleunigungssensors gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei zeigt Fig. 10 eine Perspektivansicht, Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A4-A4 der Fig. 10, und Fig. 12 zeigt eine Schnittan­ sicht entlang der Linie B4-B4 der Fig. 10.
Der Beschleunigungssensor weist einen Montageträger DPa und Leitungen LD auf. Auf dem Montageträger DPa ist ein Beschleu­ nigungsdetektorchip ACc angeordnet, der einen Beschleunigungs­ detektionsbereich AS aufweist. Auf dem Beschleunigungsdetek­ torchip ACc ist ein Signalverarbeitungschip SCc angeordnet.
Der Beschleunigungsdetektorchip ACc und der Signalverarbei­ tungschip SCc sind mit einem isolierenden Klebstoff, wie zum Beispiel Silikonharz, auf dem Montageträger DPa bzw. dem Be­ schleunigungsdetektorchip ACc befestigt. Der Montageträger DPa, die Leitungen LD, der Beschleunigungsdetektorchip ACc und der Signalverarbeitungschip SCc sind in ein Harzumkapselungs­ gehäuse PK eingekapselt.
Aus Gründen der Einfachheit sind in Fig. 10 die Leitungen LD, die mit den Leitungen LD verbundenen Bondingdrähte WR und das Harzumkapselungsgehäuse PK nicht dargestellt, und der Signal­ verarbeitungschip SCc ist in unterbrochenen Linien darge­ stellt, um den Beschleunigungsdetektionsbereich AS zu veran­ schaulichen.
Das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel veranschaulicht wie auch das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel wiederum einen Beschleunigungssensor des Typs nach Art eines Bausteins mit kleinem Umriß (SOP-Typ).
Der Beschleunigungsdetektorchip ACc weist auf seiner Oberflä­ che Flächenelektroden PDa zum Abgeben des elektrischen Signals von dem Beschleunigungsdetektionsbereich AS auf. Der Signal­ verarbeitungschip SCc weist auf seiner Oberfläche Flächenelek­ troden PDb zum Empfangen des Ausgangssignals von den Flächen­ elektroden PDa des Beschleunigungsdetektorchips ACc sowie Flä­ chenelektroden PDc zum Abgeben des verarbeiteten Signals über die Leitungen LD nach außen auf.
Wie bei dem Signalverarbeitungschip SCa sind eine Signalverar­ beitungs-Verdrahtungsschicht, Schaltungselemente usw. (nicht gezeigt) auf der Oberfläche des Signalverarbeitungschips SCc ausgebildet. Die Verbindung zwischen den Flächenelektroden PDa und PDb sowie die Verbindung zwischen den Flächenelektroden PDc und den Leitungen LD sind durch Bondingdrähte WR gebildet, die zum Beispiel aus Au bestehen.
Im Gegensatz zu dem Beschleunigungssensor des ersten bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels liegt bei dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Signalverarbeitungschip SCc über dem Beschleunigungsdetektorchip ACc. Dies gestattet eine Reduzie­ rung der Fläche des Montageträgers im Vergleich zu einer An­ ordnung des Beschleunigungsdetektorchips und des Signalverar­ beitungschips parallel nebeneinander auf dem Montageträger, so daß sich die Größe des Beschleunigungssensors reduzieren läßt.
Da der Signalverarbeitungschip SCc auf dem Beschleunigungsde­ tektorchip ACc mit einem isolierenden Klebstoff befestigt ist, kann die Verdrahtungsschicht (nicht gezeigt), die das ausge­ hende elektrische Signal von dem Beschleunigungsdetektionsbe­ reich AS zu den Flächenelektroden PDa übermittelt, in demjeni­ gen Bereich der Oberfläche des Beschleunigungsdetektorchips ACc ausgebildet sein, der von dem Signalverarbeitungschip SCc überdeckt ist.
Eine konkave Aussparung oder Vertiefung CVa ist in der unteren Oberfläche des Signalverarbeitungschips SCc ausgebildet. Die konkave Vertiefung CVa ist derart ausgebildet, daß sie in die­ ser konkaven Vertiefung CVa denjenigen Bereich des Beschleuni­ gungsdetektorchips ACc überdeckt, in dem der Beschleunigungs­ detektionsbereich AS ausgebildet ist.
Bei dieser Ausbildung kann eine bewegliche Elektrode ME des Beschleunigungsdetektionsbereichs AS von dem Bodenbereich des Signalverarbeitungschips SCc entfernt. bzw. im Abstand von die­ sem gehalten werden.
Bei dem Beschleunigungssensor gemäß dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist somit der Boden des Beschleunigungsde­ tektorchips ACc auf dem Montageträger DPa festgeklebt, und der Boden des Signalverarbeitungschips SCc ist auf der Oberfläche des Beschleunigungsdetektorchips ACc festgeklebt. Dies gestat­ tet eine Reduzierung der Größe des Montageträgers im Vergleich zu einer Anordnung des Beschleunigungsdetektorchips und des Signalverarbeitungschips parallel nebeneinander auf dem Monta­ geträger.
Es ist somit möglich, die Größe des Beschleunigungssensors zu reduzieren. Durch Verwendung des Harzumkapselungsgehäuses PK, das den Beschleunigungsdetektorchip ACc, den Signalverarbei­ tungschip SCc und den Montageträger DPa überdeckt, läßt sich ferner eine stärkere Miniaturisierung erzielen, als dies mit einem Metallgehäuse möglich wäre.
Ferner ist der Beschleunigungsdetektionsbereich AS des Be­ schleunigungsdetektorchips ACc an der Oberfläche des Beschleu­ nigungsdetektorchips ACc angeordnet, und der Boden des Signal­ verarbeitungschips SCc ist auf die Oberfläche des Beschleuni­ gungsdetektorchips ACc geklebt, so daß der Beschleunigungsde­ tektionsbereich AS keinen äußeren Einflüssen ausgesetzt ist. Bei der Bildung eines Harzumkapselungsgehäuses besteht somit keine Möglichkeit, daß das Harzmaterial in den Beschleuni­ gungsdetektionsbereich AS hinein fließt.
Es ist nicht notwendig, eine den Beschleunigungsdetektionsbe­ reich AS überdeckende Abdeckung vorzusehen, so daß sich die Anzahl der Bauteile vermindert und sich dadurch wiederum die Kosten reduzieren. Da ferner der Beschleunigungsdetektionsbe­ reich AS von der konkaven Vertiefung CVa im Boden des Signal­ verarbeitungschips SCc überdeckt ist, läßt sich die bewegliche Elektrode ME von dem Boden des Signalverarbeitungschips SCc entfernt halten.
Die japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschriften Nr. 6-242141 (1994) und 8-15300 (1996) offenbaren Techniken, die für den Beschleunigungssensor des vierten bevorzugten Ausführungs­ beispiels von Relevanz sind. Diese Techniken unterscheiden sich jedoch von der vorliegenden Erfindung dadurch, daß keine Überlegungen angestellt werden, ein Fließen des Harzmaterials in den Beschleunigungsdetektionsbereich AS hinein bei der Bil­ dung eines Harzumkapselungsgehäuses zu verhindern.
Fünftes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
Die Fig. 13 bis 15 veranschaulichen in schematischer Weise einen Beschleunigungssensor gemäß einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei zeigt Fig. 13 eine Perspektivansicht, Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A5-A5 der Fig. 13, und Fig. 15 zeigt eine Schnittan­ sicht entlang der Linie B5-B5 der Fig. 13.
Der Beschleunigungssensor weist einen Montageträger DPa und Leitungen LD auf. Auf dem Montageträger DPa ist ein Beschleu­ nigungsdetektorchip ACd angeordnet, der einen Beschleunigungs­ detektionsbereich AS aufweist. Auf dem Beschleunigungsdetek­ torchip ACd ist ein Signalverarbeitungschip SCd angeordnet. Der Beschleunigungsdetektorchip ACd ist auf dem Montageträger DPa mit einem isolierenden Klebstoff BD, wie zum Beispiel Si­ likonharz, befestigt.
Der Signalverarbeitungschip SCd ist an dem Beschleunigungsde­ tektorchip ACd ebenfalls mit einem isolierenden Klebstoff BD, wie zum Beispiel Silikonharz, befestigt, der in Form eines Rahmens auf dem Beschleunigungsdetektorchip ACd derart aufge­ bracht wird, daß er den Beschleunigungsdetektionsbereich AS umschließt. Der Montageträger DPa, die Leitungen LD, der Be­ schleunigungsdetektorchip ACd und der Signalverarbeitungschip SCd sind in ein Harzumkapselungsgehäuse PK eingekapselt.
Aus Gründen der Einfachheit sind in Fig. 13 die Leitungen LD, die mit den Leitungen LD verbundenen Bondingdrähte WR sowie das Harzumkapselungsgehäuse PK nicht dargestellt, und der Si­ gnalverarbeitungschip SCd ist in unterbrochener Linie darge­ stellt, um den Beschleunigungsdetektionsbereich AS zu veran­ schaulichen. Wie bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbei­ spiel stellt auch das fünfte bevorzugte Ausführungsbeispiel einen Beschleunigungssensor des Typs nach Art eines Bausteins mit kleinem Umriß dar (SOP-Typ).
Der Beschleunigungsdetektorchip ACd weist auf seiner Oberflä­ che Flächenelektroden PDa zum Abgeben des elektrischen Signals von dem Beschleunigungsdetektionsbereich AS, Flächenelektroden PDd zum Empfangen des Ausgangssignals von dem Signalverarbei­ tungschip SCd, Flächenelektroden PDe zum Herstellen von Ver­ bindungen mit den Leitungen LD sowie Verdrahtungsschichten ILa zum Herstellen von Verbindungen zwischen den Flächenelektroden PDd und PDe auf.
Im Gegensatz zu dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind weder die Signalverarbeitungs-Verdrahtungsschicht, noch die Schaltungselemente usw. auf der oberen Oberfläche des Si­ gnalverarbeitungschips SCd vorgesehen, sondern diese Komponen­ ten befinden sich an der Bodenfläche des Signalverarbeitungs­ chips SCd.
Das heißt, am Boden des Signalverarbeitungschips SCd sind Flä­ chenelektroden PDb zum Empfangen des Ausgangssignals von den Flächenelektroden PDa des Beschleunigungsdetektorchips ACd, Flächenelektroden PDc zum Abgeben des verarbeiteten Signals, die Signalverarbeitungs-Verdrahtungsschicht sowie Schaltungs­ elemente (nicht gezeigt) vorgesehen.
Eine direkte Verbindung ist zwischen den Flächenelektroden PDa und PDb sowie zwischen den Flächenelektroden PDc und PDd ge­ bildet.
Bei dem Beschleunigungssensor des fünften bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels liegt somit der Signalverarbeitungschip SCd wie bei dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel über dem Be­ schleunigungsdetektorchip ACd. Die ermöglicht eine Reduzierung der Fläche des Montageträgers im Vergleich zu einer Anordnung des Beschleunigungsdetektorchips und des Signalverarbeitungs­ chips parallel nebeneinander auf dem Montageträger. Die Größe des Beschleunigungssensors läßt sich somit reduzieren.
Durch Verwendung des Harzumkapselungsgehäuses PK, das den Be­ schleunigungsdetektorchip ACd, den Signalverarbeitungschip SCd und den Montageträger DPa umschließt, läßt sich ferner eine stärkere Miniaturisierung erzielen als im Fall eines Metall­ gehäuses.
Außerdem sind die Flächenelektroden PDb und PDc am Boden und nicht an der oberen Oberfläche des Signalverarbeitungschips SCd angeordnet, so daß eine direkte Verbindung mit den Flä­ chenelektroden PDa und PDb des Beschleunigungsdetektorchips ACd hergestellt werden kann. Bei dieser Anordnung ist bei der Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen den beiden Chips keine Verbindung mittels Bondingdrähten erforderlich.
Dies ermöglicht eine Verbesserung der Produktivität, ohne daß irgendeine Drahtverlagerung hervorgerufen wird, die bei der Verwendung von Bondingdrähten auftreten kann (hierbei handelt es sich um das Phänomen, daß bei der Bildung eines Harzumkap­ selungsgehäuses die Bondingdrähte aufgrund des Fließens des Harzmaterials verlagert werden).
Ferner ist der Boden des Signalverarbeitungschips SCd an der Oberfläche des Beschleunigungsdetektorchips ACd mittels Kleb­ atoff BD befestigt, der in Form eines Rahmens auf den Be­ schleunigungsdetektorchip ACd aufgebracht wird, und zwar der­ art, daß er zumindest den Beschleunigungsdetektionsbereich AS umschließt. Selbst wenn diese Chips aufgrund des Vorhanden­ seins der jeweiligen Elektroden nicht eng zusammen angeordnet werden können, ist der Beschleunigungsdetektionsbereich AS somit keinen äußeren Einflüssen ausgesetzt.
Bei der Bildung eines Harzumkapselungsgehäuses besteht daher keine Möglichkeit, daß das Harzmaterial in den Beschleuni­ gungsdetektionsbereich AS hineinfließt. Es ist nicht notwen­ dig, eine den Beschleunigungsdetektionsbereich AS überdeckende Abdeckung vorzusehen, wodurch sich die Anzahl der Bauteile vermindert und sich hierdurch wiederum die Kosten reduzieren lassen.
Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 11-94506 (1999) offenbart eine Technik, die für den Beschleu­ nigungssensor des fünften bevorzugten Ausführungsbeispiels re­ levant ist. Diese Technik unterscheidet sich von der vorlie­ genden Erfindung jedoch dadurch, daß keine Überlegungen dahin­ gehend angestellt werden, eine Strömung des Harzmaterials in den Beschleunigungsdetektionsbereich AS bei der Bildung eines Harzumkapselungsgehäuses zu verhindern.
Sechstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
Die Fig. 16 bis 18 veranschaulichen in schematischer Weise einen Beschleunigungssensor gemäß einem sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 16 zeigt dabei eine Perspektivansicht, Fig. 17 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A6-A6 der Fig. 16, und Fig. 18 zeigt eine Schnittan­ sicht entlang der Linie B6-B6 der Fig. 16.
Der Beschleunigungssensor weist einen Montageträger DPb mit einem Durchgangsloch HL2 sowie Leitungen LD auf. Der Boden des Montageträgers DPb ist auf die Oberfläche eines Beschleuni­ gungsdetektorchips ACe geklebt, der an seiner Oberfläche einen Beschleunigungsdetektionsbereich AS aufweist.
Der Beschleunigungsdetektionsbereich AS ist in einer konkaven Aussparung oder Vertiefung CVb angeordnet, die in der Oberflä­ che des Beschleunigungsdetektorchips ACe ausgebildet ist. Mit dieser Anordnung läßt sich eine bewegliche Elektrode ME von dem Boden des Montageträgers DPb entfernt halten.
Auf dem Montageträger DPb ist ein Signalverarbeitungschip SCe angeordnet. Der Beschleunigungsdetektorchip ACe und der Si­ gnalverarbeitungschip SCe sind mit isolierendem Klebstoff, wie zum Beispiel Silikonharz, an dem Montageträger DPb befestigt. Der Montageträger DPb, die Leitungen LD, der Beschleunigungs­ detektorchip ACe, und der Signalverarbeitungschip SCe sind in ein Harzumkapselungsgehäuse PK eingekapselt.
Aus Gründen der Klarheit sind in Fig. 16 die Leitungen LD, die mit den Leitungen LD verbundenen Bondingdrähte WR und das Harzumkapselungsgehäuse PK nicht dargestellt, wobei ferner der Beschleunigungsdetektionsbereich AS und die konkave Vertiefung CVb in unterbrochenen Linien dargestellt sind. Wie bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt auch das sechste bevorzugte Ausführungsbeispiel einen Beschleunigungssensor des Typs nach Art eines Bausteins mit kleinem Umriß dar (SOP-Typ).
Der Beschleunigungsdetektorchip ACe weist an seiner oberen Oberfläche Flächenelektroden PDa zum Abgeben des elektrischen Signals von dem Beschleunigungsdetektionsbereich AS auf. Die Flächenelektroden PDa liegen in dem Durchgangsloch HL2 des Montageträgers DPb frei.
Der Signalverarbeitungschip SCe weist an seiner Oberfläche Flächenelektroden PDb zum Empfangen des Ausgangssignals von den Flächenelektroden PDa des Beschleunigungsdetektorchips ACe sowie Flächenelektroden PDc zum Abgeben des verarbeiteten Si­ gnals über die Leitungen LD nach außen auf. Da die Flächen­ elektroden PDa in dem Durchgangsloch HL2 des Montageträgers DPb freiliegen, läßt sich eine elektrische Verbindung zwi­ schen dem Beschleunigungsdetektorchip ACe und dem Signalverar­ beitungschip SCe herstellen.
Auf der Oberfläche des Signalverarbeitungschips SCe sind, wie bei dem Signalverarbeitungschip SCa, eine Signalverarbeitungs- Verdrahtungsschicht, Schaltungelemente usw. (nicht gezeigt) ausgebildet. Die Verbindung zwischen den Flächenelektroden PDa und den Flächenelektroden PDb sowie die Verbindung zwischen den Flächenelektroden PDc und den Leitungen LD werden durch Bondingdrähte WR gebildet, die zum Beispiel aus Au gebildet sind.
Die Anordnung der beiden Chips bei dem sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der des ersten be­ vorzugten Ausführungsbeispiels. Genauer gesagt, es ist der Si­ gnalverarbeitungschip SCe über dem Montageträger DPb angeord­ net, und der Beschleunigungsdetektorchip ACe ist unter dem Montageträger DPb angeordnet.
Dies ermöglicht eine Reduzierung der Fläche des Montageträgers im Vergleich zu einer Anordnung des Beschleunigungsdetektor­ chips und des Signalverarbeitungschips parallel nebeneinander auf dem Montageträger. Somit läßt sich wiederum die Größe des Beschleunigungssensors reduzieren.
Bei dem Beschleunigungssensor des sechsten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels ist die Oberfläche des Beschleunigungsdetektor­ chips ACe mit dem Boden des Montageträgers DPb haftend verbun­ den, und der Boden des Signalverarbeitungschips SCe ist mit der Oberfläche bzw. oberen Fläche des Montageträgers DPb haf­ tend verbunden.
Dies ermöglicht eine Reduzierung der Fläche des Montageträgers im Vergleich zu einer Anordnung, bei der der Beschleunigungs­ detektorchip und der Signalverarbeitungschip parallel neben­ einander auf dem Montageträger vorgesehen sind, so daß sich die Größe des Beschleunigungssensors reduzieren läßt.
Durch Verwendung des Harzumkapselungsgehäuses PK, das den Be­ schleunigungsdetektorchip ACe, den Signalverarbeitungschip SCe und den Montageträger DPb umschließt, läßt sich ferner eine stärkere Miniaturisierung erzielen als im Fall eines Metallge­ häuses.
Ferner ist der Beschleunigungsdetektionsbereich AS des Be­ schleunigungsdetektorchips ACe auf der Oberfläche des Chips ACe angeordnet, und die obere Fläche des Chips ACe ist mit dem Boden des Montageträgers DPb verbunden, so daß der Beschleuni­ gungsdetektionsbereich AS keinen externen Einflüssen ausge­ setzt ist. Bei der Bildung des Harzumkapselungsgehäuses be­ steht somit keine Möglichkeit, daß das Harzmaterial in den Be­ schleunigungsdetektionsbereich AS hineinfließt.
Es ist nicht notwendig, eine den Beschleunigungsdetektionsbe­ reich AS überdeckende Abdeckung vorzusehen, so daß sich die Anzahl der Bauteile und somit die Kosten vermindern. Da ferner der Beschleunigungsdetektionsbereich AS in der konkaven Ver­ tiefung CVb in der Oberfläche des Beschleunigungsdetektorchips ACe angeordnet ist, läßt sich die bewegliche Elektrode ME vom Boden des Montageträgers DPb entfernt halten.
Siebtes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
Die Fig. 19 bis 21 veranschaulichen in schematischer Weise einen Beschleunigungssensor gemäß einem siebten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei zeigt Fig. 19 eine Perspektivansicht, Fig. 20 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A7-A7 der Fig. 19, und Fig. 21 zeigt eine Schnittan­ sicht entlang der Linie B7-B7 der Fig. 19.
Der Beschleunigungssensor weist einen Montageträger DPa und Leitungen LD auf. Die Oberfläche des Montageträgers DPa ist mittels Klebstoff BD mit dem Boden eines Beschleunigungsdetek­ torchips ACf haftend verbunden, der an seinem Boden einen Be­ schleunigungsdetektionsbereich AS aufweist. Bei dem Klebstoff handelt es sich um einen isolierenden Klebstoff, wie zum Bei­ spiel Silikonharz, und er wird in Form eines Rahmens auf dem Boden des Beschleunigungsdetektorschips ACf derart aufge­ bracht, daß er zumindest den Beschleunigungsdetektionsbereich AS umschließt.
Bei dieser Anordnung läßt sich eine bewegliche Elektrode ME des Beschleunigungsdetektionsbereichs AS um den Betrag der Dicke des Klebstoffs BD von der Oberfläche des Montageträgers DPa entfernt halten.
Auf dem Beschleunigungsdetektorchip ACf ist ein Signalverar­ beitungschip SCf angeordnet, der an dem Beschleunigungsdetek­ torchip ACf mit einem isolierenden Klebstoff befestigt ist, wobei es sich zum Beispiel um Silikonharz handelt. Der Monta­ geträger DPa, die Leitungen LD, der Beschleunigungsdetektor­ chip ACf und der Signalverarbeitungschip SCf sind in ein Harzumkapselungsgehäuse eingeschlossen.
Aus Gründen der Einfachheit sind in Fig. 19 die Leitungen LD, die mit den Leitungen LD verbundenen Bondingdrähte WR und das Harzumkapselungsgehäuse PK nicht dargestellt, und der Be­ schleunigungsdetektorchip ACf ist in unterbrochenen Linien dargestellt. Wie auch das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel veranschaulicht das siebte bevorzugte Ausführungsbeispiel wie­ derum einen Beschleunigungssensor nach Art eines Bausteins mit kleinem Umriß (SOP-Typ).
Der Beschleunigungsdetektorchip ACf weist an seinem Boden Flä­ chenelektroden PDa zum Abgeben des elektrischen Signals von dem Beschleunigungsdetektionsbereich AS auf. Die Flächenelek­ troden PDa sind mit Verdrahtungsschichten ILb verbunden, die auf dem Montageträger DPa vorgesehen sind. Der Signalverarbei­ tungschip SCf weist an seiner Oberfläche Flächenelektroden PDb, mit denen die mit den Verdrahtungsschichten ILe verbunde­ nen Bondingdrähte WR verbunden sind, sowie Flächenelektroden PDc zum Abgeben des verarbeiteten Signals über die Leitungen LD nach außen auf.
Da die Flächenelektroden PDa mit den Verdrahtungsschichten ILb auf dem Montageträger DPa verbunden sind, läßt sich eine elek­ trische Verbindung zwischen dem Beschleunigungsdetektorchip ACf und dem Signalverarbeitungschip SCf herstellen.
Auf der Oberfläche des Signalverarbeitungschips SCf sind eine Signalverarbeitungs-Verdrahtungsschicht, Schaltungselemente usw. (nicht gezeigt) ausgebildet, wie dies auch bei dem Si­ gnalverarbeitungschip SCa der Fall ist. Die Verbindung zwi­ schen den Flächenelektroden PDc und den Leitungen LD erfolgt mittels Bondingdrähten WR, die zum Beispiel aus Au bestehen.
Die Anordnung der beiden Chips bei dem siebten bevorzugten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel. Genauer gesagt ist der Si­ gnalverarbeitungschip SCf über dem Beschleunigungsdetektorchip ACf angeordnet, und der Beschleunigungsdetektorchip ACf wie­ derum ist über dem Montageträger DPa angeordnet.
Dies ermöglicht eine Reduzierung der Fläche des Montageträgers im Vergleich zu einer Anordnung des Beschleunigungsdetektor­ chips und des Signalverarbeitungschips parallel nebeneinander auf dem Montageträger. Die Größe des Beschleunigungssensors läßt sich somit reduzieren.
Bei dem Beschleunigungssensor des siebten bevorzugten Ausführungsbeispiels ist der Boden des Beschleunigungs­ detektorchips ACf mit der Oberfläche des Montageträgers DPa haftend verbunden, und der Boden des Signalverarbeitungschips SCf ist mit der Oberfläche des Beschleunigungsdetektorchips ACf haftend verbunden.
Dies ermöglicht eine Reduzierung der Fläche des Montageträgers im Vergleich zu einer Anordnung des Beschleunigungsdetektor­ chips und des Signalverarbeitungschips parallel nebeneinander auf dem Montageträger, so daß sich die Größe des Beschleuni­ gungssensors vermindern läßt.
Durch Verwendung eines Harzumkapselungsgehäuses PK, das den Beschleunigungsdetektorchip ACf, den Signalverarbeitungschip SCf und den Montageträger DPa einschließt, läßt sich außerdem eine stärkere Miniaturisierung erzielen als bei Verwendung eines Metallgehäuses.
Ferner ist der Beschleunigungsdetektionsbereich AS des Beschleunigungsdetektorchips ACf am Boden des Chips ACf angeordnet, und der Boden des Chips ACf ist mit der oberen Oberfläche des Montageträgers DPa haftend verbunden, so daß der Beschleunigungsdetektionsbereich AS keinen äußeren Einflüssen ausgesetzt ist. Bei der Bildung eines Harzumkap­ selungsgehäuses besteht somit keine Möglichkeit, daß das Harzmaterial in den Beschleunigungsdetektionsbereich AS fließt.
Es ist nicht notwendig, eine den Beschleunigungsdetektions­ bereich AS überdeckende Abdeckung vorzusehen, so daß sich die Anzahl der Bauteile und somit die Kosten reduzieren lassen. Außerdem ist durch das Vorhandensein des Klebstoffs BD, der in Form eines Rahmens auf dem Boden des Beschleunigungsdetektor­ chips ACf derart aufgebracht wird, daß er zumindest den Be­ schleunigungsdetektionsbereich AS umschließt, der Boden des Beschleunigungsdetektorchips ACf mit der oberen Oberfläche des Montageträgers DPa haftend verbunden.
Eine bewegliche Elektrode ME des Beschleunigungsdetektions­ bereichs AS läßt sich somit um den Betrag der Dicke des Klebstoffs BD von der Oberfläche des Montageträgers DPa entfernt halten.

Claims (16)

1. Beschleunigungssensor, gekennzeichnet durch einen Beschleunigungsdetektorchip (ACa bis ACc), der einen Beschleunigungsdetektionsbereich (AS) mit einem bewegli­ chen Teil (ME) aufweist, das sich in Abhängigkeit von einer Beschleunigung verschiebt, so daß der Beschleuni­ gungsdetektorchip ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der Verschiebung des beweglichen Teils abgibt;
einen Signalverarbeitungschip (SCa bis SCc) mit einem Durchgangsloch (HL1) und einer Schaltung zum Verarbeiten des elektrischen Signals von dem Beschleunigungsdetektor­ chip; und
einen Montageträger (DPa), mit dem der Beschleunigungsde­ tektorchip und der Signalverarbeitungschip haftend verbun­ den sind, wobei der Beschleunigungsdetektorchip (ACa bis ACc) in dem Durchgangsloch (HL1) des Signalverarbeitungs­ chips (SCa bis SCc) auf dem Montageträger (DPa) angeordnet ist.
2. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Abdeckung (CPa, CPb), die mit dem Signalverarbeitungschip derart haftend verbunden ist, daß sie das Durchgangsloch überdeckt, und
ein Harzumkapselungsgehäuse (PK), das zumindest einen Haftverbindungsbereich zwischen dem Signalverarbeitungs­ chip und der Abdeckung umschließt.
3. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsdetektorchip ferner eine Elektrode (PDa) zum Abgeben des elektrischen Signals aufweist und daß der Signalverarbeitungschip ferner eine Elektrode (PDb) aufweist, die über einen Bondingdraht mit der Elek­ trode des Beschleunigungsdetektorchips verbunden ist.
4. Beschleunigungssensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abdeckung (CPd) plattenartig ausgebildet ist und um ihren Umfang herum eine Kerbung (NT) aufweist;
daß eine elektrische Verbindung zwischen dem Beschleuni­ gungsdetektorchip und dem Signalverarbeitungschip an der Kerbung gebildet ist;
und daß die Kerbung mit einem isolierenden Material (IS) gefüllt ist.
5. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch
eine Abdeckung (CPc), die mit dem Beschleunigungsdetektor­ chip derart haftend verbunden ist, daß sie den Beschleuni­ gungsdetektionsbereich des Beschleunigungsdetektorchips überdeckt; und
ein Harzumkapselungsgehäuse (PK), das zumindest einen Haftverbindungsbereich zwischen dem Beschleunigungsdetek­ torchip und der Abdeckung überdeckt.
6. Beschleunigungssensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsdetektorchip ferner eine Elektrode (PDa) zum Abgeben des elektrischen Signals aufweist,
und daß der Signalverarbeitungschip ferner eine Elektrode (PDb) aufweist, die über einen Bondingdraht mit der Elek­ trode des Beschleunigungsdetektorchips verbunden ist.
7. Beschleunigungssensor, gekennzeichnet durch
einen Beschleunigungsdetektorchip (ACc, ACd) mit einer er­ sten, z. B. oberen Hauptfläche, einer zweiten, z. B. unteren Hauptfläche, die der ersten Hauptfläche gegenüberliegt,
und mit einem in der ersten Hauptfläche ausgebildeten Be­ schleunigungsdetektionsbereich (AS), der ein bewegliches Teil (ME) aufweist, das sich in Abhängigkeit von einer Be­ schleunigung verschiebt, so daß der Beschleunigungsdetek­ torchip ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der Verschiebung des beweglichen Teils abgibt;
einen Signalverarbeitungschip (SCc, SCd) mit einer ersten, z. B. oberen Oberfläche, einer zweiten, z. B. unteren Ober­ fläche, die der ersten Hauptfläche gegenüberliegt, und mit einer Schaltung, die das elektrische Signal von dem Be­ schleunigungsdetektorchip verarbeitet;
einen Montageträger (DPa), der mit der zweiten Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips haftend verbunden ist; und
ein Harzumkapselungsgehäuse (PK),
wobei die zweite Hauptfläche des Signalverarbeitungschips (SCc, SCd) den Beschleunigungsdetektionsbereich (AS) über­ deckt und mit der ersten Hauptfläche des Beschleunigungs­ detektorchips (ACc, ACd) haftend verbunden ist;
wobei das Harzumkapselungsgehäuse (PK) zumindest einen Haftverbindungsbereich zwischen dem Beschleunigungsdetek­ torchip und dem Signalverarbeitungschips überdeckt.
8. Beschleunigungssensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Hauptfläche des Signalverarbeitungschips eine konkave Aussparung (CVa) aufweist,
und daß der Beschleunigungsdetektionsbereich des Beschleu­ nigungsdetektorchips von der konkaven Aussparung des Si­ gnalverarbeitungschips überdeckt ist.
9. Beschleunigungssensor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Beschleunigungsdetektorchip ferner auf der ersten Hauptfläche eine Elektrode (PDa) zum Abgeben des elektri­ schen Signals aufweist,
und daß der Signalverarbeitungschip ferner auf der ersten Hauptfläche eine Elektrode (PDb) aufweist, die über einen Bondingdraht mit der Elektrode des Beschleunigungsdetek­ torchips verbunden ist.
10. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Beschleunigungsdetektorchip ferner auf der ersten Hauptfläche eine erste Elektrode (PDa) zum Abgeben des elektrischen Signals, eine zweite Elektrode (PDd) sowie eine dritte Elektrode (PDe) aufweist, die mit der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist und nicht von dem Si­ gnalverarbeitungschip bedeckt ist;
daß der Signalverarbeitungschip ferner auf der zweiten Hauptfläche eine mit der ersten Elektrode (PDa) des Be­ schleunigungsdetektorchips verbundene erste Elektrode (PDb) sowie eine mit der zweiten Elektrode (PDd) des Be­ schleunigungsdetektorchips verbundene zweite Elektrode (PDc) aufweist,
und daß die zweite Hauptfläche des Signalverarbeitungs­ chips mit der ersten Hauptfläche des Beschleunigungsdetek­ torchips durch Klebstoff (BD) haftend verbunden ist, der in Form eines Rahmens auf die erste Hauptfläche des Be­ schleunigungsdetektorchips derart aufgebracht ist, daß er zumindest den Beschleunigungsdetektionsbereich (AS) über­ deckt.
11. Beschleunigungssensor, gekennzeichnet durch
einen Beschleunigungsdetektorchip (ACe, ACf) mit einer er­ sten, oberen oder unteren Hauptfläche, einer zweiten, un­ teren bzw. oberen Hauptfläche, die der ersten Hauptfläche gegenüberliegt, und mit einem in der ersten Hauptfläche ausgebildeten Beschleunigungsdetektionsbereich (AS), der ein bewegliches Teil (ME) aufweist, das sich in Abhängig­ keit von einer Beschleunigung verschiebt, so daß der Chip ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der Verschie­ bung des beweglichen Teils abgibt;
einen Signalverarbeitungschip (SCe, SCf), mit einer Schal­ tung zum Verarbeiten des elektrischen Signals von dem Be­ schleunigungsdetektorchip;
einen Montageträger (DPb) mit einer ersten, unteren oder oberen Hauptfläche, die mit der ersten Hauptfläche des Be­ schleunigungsdetektorchips haftend verbunden ist, und mit einer zweiten, oberen bzw. unteren Hauptfläche, die der ersten Hauptfläche gegenüberliegt; und
ein Harzumkapselungsgehäuse (PK), das zumindest einen Haftverbindungsbereich zwischen dem Beschleunigungsdetek­ torchip und dem Montageträger überdeckt.
12. Beschleunigungssensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Signalverarbeitungschip mit der zweiten Hauptflä­ che des Montageträgers haftend verbunden ist;
daß der Montageträger ein Durchgangsloch (HL2) aufweist; und daß der Beschleunigungsdetektorchip ferner auf der er­ sten Hauptfläche eine Elektrode (PDa) aufweist, die in dem Durchgangsloch des Montageträgers freiliegt und das elek­ trische Signal an den Signalverarbeitungschip abgibt.
13. Beschleunigungssensor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsdetektorchip in der ersten Hauptfläche eine konkave Aussparung (CVb) aufweist, und der Beschleunigungsdetektionsbereich in der konkaven Aussparung ausgebildet ist.
14. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverarbeitungschip mit der zweiten Hauptflä­ che des Beschleunigungsdetektorchips haftend verbunden ist.
15. Beschleunigungssensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Beschleunigungsdetektorchip ferner auf der ersten Hauptfläche eine Elektrode (PDa) zum Abgeben des elektri­ schen Signals aufweist;
daß der Montageträger ferner auf der ersten Hauptfläche eine Verdrahtungsschicht (ILb) aufweist, die mit der Elek­ trode des Beschleunigungsdetektorchips verbunden ist;
und daß der Signalverarbeitungschip ferner eine Elektrode (PDb) aufweist, die über einen Bondingdraht mit der Ver­ drahtungsschicht des Montageträgers verbunden ist.
16. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hauptfläche des Beschleunigungsdetektorchips mit der ersten Hauptfläche des Montageträgers durch Kleb­ stoff (BD) haftend verbunden ist, der in Form eines Rah­ mens auf die erste Hauptfläche des Beschleunigungsdetek­ torchips derart aufgebracht ist, daß er zumindest den Be­ schleunigungsdetektionsbereich überdeckt.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004051744A2 (en) * 2002-07-25 2004-06-17 Freescale Semiconductor, Inc. Mems control chip integration
FR2909656A1 (fr) * 2006-12-12 2008-06-13 Thales Sa Relais de cablage et boitier de protection de micro-systeme electromecanique.
DE102008003213A1 (de) 2007-10-15 2009-07-09 Nivag Handelsgesellschaft Mbh Nothammer mit weiteren Funktionen als Hülle eines Mehrzweckwerkzeugs mit Signalisierung
DE10351761B4 (de) * 2002-11-07 2012-08-09 Denso Corporation Sensor für eine dynamische Grösse

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4156946B2 (ja) * 2003-02-26 2008-09-24 三菱電機株式会社 加速度センサ
US7335971B2 (en) * 2003-03-31 2008-02-26 Robert Bosch Gmbh Method for protecting encapsulated sensor structures using stack packaging
US20040226373A1 (en) * 2003-05-12 2004-11-18 Hitachi Metals, Ltd. Acceleration sensor device
US6995462B2 (en) * 2003-09-17 2006-02-07 Micron Technology, Inc. Image sensor packages
JP4277079B2 (ja) * 2004-06-18 2009-06-10 Okiセミコンダクタ株式会社 半導体加速度センサ装置及びその製造方法
JP2006060178A (ja) * 2004-08-24 2006-03-02 Dainippon Printing Co Ltd センサーパッケージ
JP5014589B2 (ja) * 2005-05-19 2012-08-29 ローム株式会社 Memsパッケージ
WO2006123788A1 (ja) * 2005-05-19 2006-11-23 Rohm Co., Ltd. Mems素子、memsデバイス、およびmems素子の製造方法
JP2007078641A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Hitachi Metals Ltd 変位検出装置
KR100823469B1 (ko) 2005-09-16 2008-04-21 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 변위 검출 장치
JP2009063551A (ja) * 2007-09-10 2009-03-26 Rohm Co Ltd 半導体センサ装置
JP2009063550A (ja) * 2007-09-10 2009-03-26 Rohm Co Ltd 半導体センサ装置
DE102007057441B4 (de) 2007-11-29 2019-07-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelements mit einem volumenelastischen Medium und mikromechanischen Bauelement
DE102012013096A1 (de) * 2012-06-30 2014-01-02 X-Fab Semiconductor Foundries Ag Verfahren zur Herstellung von komplexen mikroelektromechanischen Systemen
US9250262B1 (en) * 2013-02-01 2016-02-02 Maxim Integrated Products, Inc. Method and apparatus for an integrated isolation mechanical filter with substrate based package
JP6263356B2 (ja) * 2013-09-09 2018-01-17 株式会社東芝 歪検知装置及びその製造方法
WO2016121453A1 (ja) * 2015-01-26 2016-08-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 半導体センサ装置
JP7010737B2 (ja) * 2018-03-15 2022-01-26 エイブリック株式会社 半導体装置およびその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04332868A (ja) * 1991-05-08 1992-11-19 Nec Corp 半導体加速度センサ
JPH06242141A (ja) 1993-02-22 1994-09-02 Tokai Rika Co Ltd 半導体加速度センサ
FR2710741B1 (fr) * 1993-09-30 1995-10-27 Commissariat Energie Atomique Capteur électronique destiné à la caractérisation de grandeurs physiques et procédé de réalisation d'un tel capteur.
JPH0815300A (ja) 1994-06-29 1996-01-19 Takata Kk 衝突検出センサ
JP3278363B2 (ja) * 1996-11-18 2002-04-30 三菱電機株式会社 半導体加速度センサ
DE69736630D1 (de) 1997-06-19 2006-10-19 St Microelectronics Srl Hermetisch abgeschlossener Sensor mit beweglicher Mikrostruktur
JP3962499B2 (ja) * 1999-01-27 2007-08-22 三菱電機株式会社 半導体加速度センサ及びその製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004051744A2 (en) * 2002-07-25 2004-06-17 Freescale Semiconductor, Inc. Mems control chip integration
WO2004051744A3 (en) * 2002-07-25 2005-01-13 Freescale Semiconductor Inc Mems control chip integration
DE10351761B4 (de) * 2002-11-07 2012-08-09 Denso Corporation Sensor für eine dynamische Grösse
FR2909656A1 (fr) * 2006-12-12 2008-06-13 Thales Sa Relais de cablage et boitier de protection de micro-systeme electromecanique.
WO2008071545A1 (fr) * 2006-12-12 2008-06-19 Thales Boitier de protection d'un micro-systeme electromecanique comportant un relais de cablage
DE102008003213A1 (de) 2007-10-15 2009-07-09 Nivag Handelsgesellschaft Mbh Nothammer mit weiteren Funktionen als Hülle eines Mehrzweckwerkzeugs mit Signalisierung

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JP2001235485A (ja) 2001-08-31
US6435028B1 (en) 2002-08-20
DE10054964B4 (de) 2005-03-03

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