JP2000214177A - 半導体加速度センサ及びその製造方法 - Google Patents
半導体加速度センサ及びその製造方法Info
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Abstract
を保護して、良好な検出精度を確保することができる半
導体加速度センサを提供する。 【解決手段】 加速度センサチップ及び信号処理チップ
を含む構成要素がモールド樹脂で封止されてなる半導体
加速度センサにおいて、上記加速度センサチップに対す
るモールド樹脂からの応力を緩和するように、上記加速
度センサチップの外周面に沿って、緩衝部材を設けると
ともに、該緩衝部材の上端周縁部と加速度センサチップ
の上面周縁部とを覆う略平板状のカバー部材を取り付け
る。
Description
プ及び信号処理チップを含む構成要素がモールド樹脂で
封止されてなる半導体加速度センサ及びその製造方法に
関する。
ムとして、エアバックシステム,アンチロックブレーキ
ングシステム(ABS)及びナビゲーションシステムが
広く普及しつつあるが、これらのシステムは、共に、車
体に対する衝撃又は加速度を検出する半導体加速度セン
サを用いるものである。半導体加速度センサは、一般
に、加速度センサチップ及び信号処理チップを備え、こ
れらのチップがセンサ本体の外形をなすパッケージによ
って外部環境から保護されるような構造を有している。
このパッケージ構造として、かつては金属製のカバー体
が使用されていたが、上記各システムの低価格車への普
及が進むにつれて、より小型且つ低コストのものが要求
されるようになり、最近では、主として、モールド樹脂
でチップが封止されてなるパッケージ構造が採用されて
いる。
センサを示す。この半導体加速度センサ50では、加速
度センサチップ53がダイパッド61上にダイボンド樹
脂63を介して固着されるとともに、信号処理チップ5
5が加速度センサチップ53上に取り付けられ、金属ワ
イヤ59aを介して加速度センサチップ53と電気的に
接続されている。また、これらのチップ53,55の周
囲近傍には、外部端子となる複数のアウタリード57が
設けられ、各アウタリード57は、金属ワイヤ59bを
介して信号処理チップ55と電気的に接続されている。
そして、これらの構成要素は、各要素が所定位置に保持
されるとともに外部環境から保護されるように、モール
ド樹脂52により、上記アウタリード57の外側部分の
みが露出した状態で封止されている。
質量体の微量の変位により加速度又は衝撃を検出するた
め、検出の対象でない外部応力を受けることを好まな
い。前述したような樹脂封止型の半導体加速度センサに
ついては、特に外部環境の温度変化による封止用のモー
ルド樹脂の収縮又は膨張に起因する応力の影響が懸念さ
れる。かかる外部応力が所定以上加わった場合には、加
速度センサの温度特性に基づく出力感度・オフセットの
変化が大きくなり、検出対象である加速度又は衝撃を検
出する上で、実質的に、良好な精度を確保することが難
しくなる。このため、従来の半導体加速度センサ50で
は、例えばゴムなどの弾性材料からなる緩衝部材54
が、上記センサチップ53の外周面を取り囲むように設
けられており、これによって、センサチップ53に対す
るモールド樹脂52からの応力が吸収されて緩和される
ようになっている。この従来例において、上記緩衝部材
54は、上記加速度センサチップ53の外周面にダイボ
ンド樹脂63を介して固着されている。
の半導体加速度センサ50では、上記加速度センサチッ
プ53に対するモールド樹脂52からの応力を吸収して
緩和するために、加速度センサチップ53の外周面を取
り囲む緩衝部材54が採用され、上記加速度センサチッ
プ53及び信号処理チップ55とともにモールド樹脂で
封止される。しかしながら、このモールド工程に際し
て、図7からよく分かるように、上記緩衝部材54と加
速度センサチップ53との間に、モールド樹脂52が、
ダイボンド樹脂を押し退けるようにして入り込むことが
ある。上記緩衝部材54と加速度センサチップ53との
間に入り込んだモールド樹脂52aは、温度変化により
収縮又は膨張して、上記加速度センサチップ53に対し
て直接的に応力をもたらすようになる。
てなされたもので、封止用のモールド樹脂から加速度セ
ンサチップを保護して、良好な検出精度を確保すること
ができる半導体加速度センサを提供することを目的とす
る。
速度センサチップ及び信号処理チップを含む構成要素が
モールド樹脂で封止されてなる半導体加速度センサにお
いて、上記加速度センサチップに対するモールド樹脂か
らの応力を緩和するように、上記加速度センサチップの
外周面に沿って配置される緩衝部材と、該緩衝部材の上
端周縁部と加速度センサチップの上面周縁部とを覆うカ
バー部材とを有していることを特徴としたものである。
が、上記カバー部材と一体的に成形されていることを特
徴としたものである。
が、その高さ方向に沿って、中空層を有していることを
特徴としたものである。
空層内にゲル状の補強充填剤が充填されていることを特
徴としたものである。
強充填剤がシリコンゲルであることを特徴としたもので
ある。
及び信号処理チップを含む構成要素がモールド樹脂で封
止されてなる半導体加速度センサの製造方法において、
上記加速度センサチップに対するモールド樹脂からの応
力を緩和するように、上記加速度センサチップの外周面
に沿って、緩衝部材を設け、上記緩衝部材の上端周縁部
と加速度センサチップの上面周縁部とを覆うカバー部材
を取り付けることを特徴としたものである。
を上記カバー部材と一体的に成形することを特徴とした
ものである。
衝部材において、その高さ方向に沿って、中空層を形成
することを特徴としたものである。
空層内にゲル状の補強充填剤を充填することを特徴とし
たものである。
て、添付図面を参照しながら説明する。 実施の形態1.図1及び2は、それぞれ、本発明の実施
の形態1に係る樹脂封止型の半導体加速度センサの縦断
面説明図及び平面図である。尚、図2では、半導体加速
度センサの内部構造を示すために、パッケージである樹
脂を透明にしてその外形のみを仮想線(2点鎖線)であ
らわすようにした。この半導体加速度センサ10は、質
量体の変位量を検出する加速度センサチップ3(以下、
センサチップと略す)と、検出された変位量に基づき加
速度又は衝撃を算出する信号処理チップ5とを有してい
る。上記センサチップ3は、ガラス−シリコン−ガラス
の3層構造を有するもので、ダイパッド11上にダイボ
ンド樹脂13を介して固着されている。他方、信号処理
チップ5は、上記センサチップ3上に取り付けられてい
る。これらセンサチップ3及び信号処理チップ5は、例
えば金線などの金属ワイヤ9aで互いに電気的に接続さ
れている。また、この加速度センサ10では、図2から
よく分かるように、その長手方向に沿った周縁部の両側
(図2中の上下側)において、外部端子であるアウタリ
ード7が複数配列されており、各アウタリード7は、金
属ワイヤ9bで信号処理チップ5に対して電気的に接続
されている。
要素が所定位置に保持されるとともに外部環境から保護
されるように、モールド樹脂2によって、アウタリード
7の外側部分のみが外部に露出した状態で封止されてい
る。このモールド樹脂2の材料としては、例えばエポキ
シ樹脂が用いられる。モールド樹脂2は、図2中の仮想
線(2点鎖線)に示されるように、加速度センサ10の
本体の外形をなしている。
度変化によるモールド樹脂2の収縮又は膨張に起因する
応力を吸収して緩和するために、従来知られるように、
上記センサチップ3の外周面を取り囲む緩衝部材4が設
けられている。この緩衝部材4はリング状に形成される
もので、その内周面はダイボンド樹脂13を介してセン
サチップ3の外周面に固着されている。また、この緩衝
部材4の高さは、その上端部がセンサチップ3の上面と
略面一になるように設定されている。尚、この緩衝部材
4の材料としては、例えばゴムなどの弾性材料が用いら
れる。
上端周縁部とセンサチップ3の上面周縁部とを覆うよう
に、略平板状のカバー部材6が設けられている。このカ
バー部材6の材料としては、上記緩衝部材4と同様に、
ゴムなどの弾性材料が用いられる。なお、図2では、上
記緩衝部材4とセンサチップ3とが互いに接合する位置
を破線Pで示すようにした。
カバー部材6が上記緩衝部材4の上端周縁部とセンサチ
ップ3の上面周縁部とを覆うため、各構成要素をモール
ド樹脂2で封止するモールド工程において、上記緩衝部
材4とセンサチップ3との間に、モールド樹脂2が入り
込む惧れをなくすることができる。この結果、上記セン
サチップ3が、それに応力をもたらし得るモールド樹脂
2から保護されて、この加速度センサ10は、良好な検
出精度を確保することができる。
明する。尚、以下では、上記実施の形態1における場合
と同じものには、同一の符号を付し、それ以上の説明は
省略する。 実施の形態2.図3は、本発明の実施の形態2に係る樹
脂封止型の半導体加速度センサの縦断面説明図である。
この半導体加速度センサ20では、前述した実施の形態
1に係るカバー部材が一体的に成形された緩衝部材24
が設けられている。すなわち、この実施の形態2では、
外部環境の温度変化によるモールド樹脂2の収縮又は膨
張に起因する応力を吸収して緩和するために、上記実施
の形態1における場合と同様に、上記センサチップ3の
外周面に沿って、緩衝部材24が設けられるが、この緩
衝部材24は、その上端部から内方へ突出するフランジ
部24aを形成されて、略L字状の断面を有している。
なお、この緩衝部材24は、リング状に形成されるもの
で、この材料としては、例えばゴムなどの弾性材料が用
いられる。
4がセンサチップ3に取り付けられた状態において、そ
の先端側で上記センサチップ3の上面周縁部に当接す
る。これにより、各構成要素をモールド樹脂2で封止す
るモールド工程において、上記緩衝部材24とセンサチ
ップ3の外周面との間に、モールド樹脂2が入り込む惧
れをなくすることができる。この結果、上記センサチッ
プ3が、それに応力をもたらし得る封止用のモールド樹
脂2から保護されて、この加速度センサ20は、良好な
検出精度を確保することができる。更に、この実施の形
態2では、前述したようなカバー部材が緩衝部材24と
一体的に成形されるので、部品点数が少なくて済み、こ
れにより、製造工程を簡略化することができる。
態3に係る樹脂封止型の半導体加速度センサの縦断面説
明図である。この半導体加速度センサ30では、外部環
境の温度変化によるモールド樹脂2の収縮又は膨張に起
因する応力を吸収して緩和するために、上記センサチッ
プ3の外周面に沿って、緩衝部材34が設けられてお
り、この実施の形態3では、上記緩衝部材34の高さ方
向に沿って、中空層34aが形成されている。この中空
層34aは、その開口側で、上記緩衝部材34の上端部
とセンサチップ3の上面周縁部を覆うように取り付けら
れるカバー部材6により塞がれて、その内部にはエアが
閉じ込められている。
に沿って中空層34aが設けられることにより、緩衝部
材34の横方向の弾性が大きくなり、センサチップ3に
対してモールド樹脂から加わる応力を確実に吸収して緩
和することができるようになる。
態4に係る樹脂封止型の半導体加速度センサの縦断面説
明図である。この半導体加速度センサ40では、上記実
施の形態3に係る中空層34a内に、ゲル状の補強充填
剤42が充填されている。これにより、緩衝部材34の
横方向の弾性を大きく保ちつつ、エアが閉じ込められる
場合に比べて、緩衝部材34の強度を向上させることが
できる。かかる補強充填剤42としては、例えばシリコ
ンゲルを用いられるが、この場合には、耐老化性,耐熱
性に優れ、温度による粘性の変化が少なくて済み、緩衝
部材34において、安定した横方向の弾性及び強度を得
ることができる。
定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々の改良及び設計上の変更が可能であること
は言うまでもない。例えば、前述した実施の形態では、
緩衝部材及びカバー部材が、ゴムなどの弾性材料からな
るものであるが、これに限定されることなく、緩衝部材
及びカバー部材の材料として、モールド樹脂からの応力
を吸収して緩和するのに、あるいは、上記緩衝部材の上
端周縁部と加速度センサチップの上面周縁部とを覆うの
に適している限り、プラスチックなどの硬質樹脂を用い
てもよい。
のモールド樹脂からの応力を緩和するように加速度セン
サチップの外周面に沿って配置される緩衝部材と、該緩
衝部材の上端周縁部と加速度センサチップの上面周縁部
とを覆うカバー部材とを有しているので、各構成要素を
モールド樹脂で封止するモールド工程において、緩衝部
材と加速度センサチップの外周面との間に、モールド樹
脂が入り込む惧れをなくすることができる。この結果、
加速度センサチップが、それに応力をもたらし得る封止
用のモールド樹脂から保護されて、加速度センサは良好
な検出精度を確保することができる。
本的には、本願の請求項1の発明と同様の効果を奏し、
その上、緩衝部材がカバー部材と一体的に成形されるの
で、部品点数が少なくて済み、これにより、製造工程を
簡略化することができる。
衝部材が、その高さ方向に沿って、中空層を有している
ので、緩衝部材の横方向の弾性が大きく、センサチップ
に対してモールド樹脂から加わる応力を確実に吸収して
緩和することができる。
ば、緩衝部材の中空層内に、ゲル状の補強充填剤が充填
されているので、緩衝部材の横方向の弾性を大きく確保
しつつ、緩衝部材の強度を向上させることができる。
剤がシリコンゲルであるため、耐老化性,耐熱性に優
れ、温度による粘性の変化が少なくて済み、緩衝部材に
おいて、安定した横方向の弾性及び強度を得ることがで
きる。
ールド樹脂からの応力を緩和するように加速度センサチ
ップの外周面に沿って緩衝部材を配置するとともに、該
緩衝部材の上端周縁部と加速度センサチップの上面周縁
部とを覆う略平板状のカバー部材を取り付けるので、各
構成要素をモールド樹脂で封止するモールド工程におい
て、緩衝部材と加速度センサチップの外周面との間に、
モールド樹脂が入り込む惧れをなくすることができる。
この結果、加速度センサチップが、それに応力をもたら
し得る封止用のモールド樹脂から保護されて、加速度セ
ンサは良好な検出精度を確保することができる。
本的には、本願の請求項1の発明と同様の効果を奏し、
その上、緩衝部材をカバー部材と一体的に成形するの
で、部品点数が少なくて済み、これにより、製造工程を
簡略化することができる。
ば、緩衝部材において、その高さ方向に沿って、中空層
が形成されるので、緩衝部材の横方向の弾性が大きくな
り、センサチップに対してモールド樹脂から加わる応力
を確実に吸収して緩和することができる。
ば、緩衝部材の中空層内に、ゲル状の補強充填剤を充填
するので、緩衝部材の横方向の弾性を大きく確保しつ
つ、緩衝部材の強度を向上させることができる。
ンサの縦断面説明図である。
の平面図である。
ンサの縦断面説明図である。
ンサの縦断面説明図である。
ンサの縦断面説明図である。
ある。
て示す縦断面説明図である。
部材,5 信号処理チップ,6 カバー部材,10 半
導体加速度センサ,34a 中空層,42 補強充填剤
Claims (9)
- 【請求項1】 加速度センサチップ及び信号処理チップ
を含む構成要素がモールド樹脂で封止されてなる半導体
加速度センサにおいて、 上記加速度センサチップに対するモールド樹脂からの応
力を緩和するように、上記加速度センサチップの外周面
に沿って配置される緩衝部材と、 上記緩衝部材の上端周縁部と加速度センサチップの上面
周縁部とを覆うカバー部材とを有していることを特徴と
する半導体加速度チップ。 - 【請求項2】 上記カバー部材が、上記緩衝部材と一体
的に成形されていることを特徴とする請求項1記載の半
導体加速度チップ。 - 【請求項3】 上記緩衝部材が、その高さ方向に沿っ
て、中空層を有していることを特徴とする請求項1又は
2に記載の半導体加速度チップ。 - 【請求項4】 上記中空層内にゲル状の補強充填剤が充
填されていることを特徴とする請求項3記載の半導体加
速度チップ。 - 【請求項5】 上記補強充填剤がシリコンゲルであるこ
とを特徴とする請求項4記載の半導体加速度チップ。 - 【請求項6】 加速度センサチップ及び信号処理チップ
を含む構成要素がモールド樹脂で封止されてなる半導体
加速度センサの製造方法において、 上記加速度センサチップに対するモールド樹脂からの応
力を緩和するように、上記加速度センサチップの外周面
に沿って、緩衝部材を配置するとともに、 上記緩衝部材の上端周縁部と加速度センサチップの上面
周縁部とを覆うカバー部材を取り付けることを特徴とす
る半導体加速度チップの製造方法。 - 【請求項7】 上記カバー部材を上記緩衝部材と一体的
に成形することを特徴とする請求項6記載の半導体加速
度チップの製造方法。 - 【請求項8】 上記緩衝部材において、その高さ方向に
沿って、中空層を形成することを特徴とする請求項6又
は7に記載の半導体加速度チップの製造方法。 - 【請求項9】 上記中空層内にゲル状の補強充填剤を充
填することを特徴とする請求項8記載の半導体加速度チ
ップの製造方法。
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