JP2000227439A - Semiconductor dynamic quantity sensor, and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor dynamic quantity sensor, and manufacture thereof

Info

Publication number
JP2000227439A
JP2000227439A JP11028663A JP2866399A JP2000227439A JP 2000227439 A JP2000227439 A JP 2000227439A JP 11028663 A JP11028663 A JP 11028663A JP 2866399 A JP2866399 A JP 2866399A JP 2000227439 A JP2000227439 A JP 2000227439A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chip
sensor
sensor chip
electrode
circuit chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11028663A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4003335B2 (en
Inventor
Tameji Ota
為治 太田
Yasuki Shimoyama
泰樹 下山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP02866399A priority Critical patent/JP4003335B2/en
Publication of JP2000227439A publication Critical patent/JP2000227439A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4003335B2 publication Critical patent/JP4003335B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an extension dimension of a bonding wire for connecting electrically a space between a circuir chip and a sensor chip from getting long excessively, in the case where the sensor chip is arranged on the ciurcuit chip. SOLUTION: A sensor chip 1 having one-dimensional dynamic quantity detecting axis X parallel to a chip main surface is mounted on a chip mounting area 27 set on a circuit chip 19. The mounting area 27 is set as an area to mount selectively the sensor chip 1 in a condition where the sensor chip 1 is directed to either of the first direction in which the detecting axis X of the sensor chip 1 forms 45 deg. with respect to a reference edge part SE of the circuit chip 19 and the second direction (each direction forming 0 deg. or 90 deg.) different from the first direction. Plural electrode pads 28 connected via electrode pads 3b, 6c, 7c, 13a in a sensor chip 1 side and bonding wires 24 are provided in positions adjacent to the chip mounting area 27 in the circuit chip 19.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、センサチップ及び
このセンサチップからの信号を電気的に処理するための
回路チップを備えた半導体力学量センサ及びその製造方
法に関する。
The present invention relates to a semiconductor dynamic quantity sensor having a sensor chip, a circuit chip for electrically processing signals from the sensor chip, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】例えば、車両用エアバ
ッグなどに用いられる半導体加速度センサにあっては、
作用する加速度の大きさに応じた信号を発生するセンサ
チップと、このセンサチップからの信号を電気的に処理
するための回路チップとを外部端子が設けられたセラミ
ックパッケージ内に収納し、当該パッケージをプリント
基板に実装して車両に搭載する構成となっており、この
ものでは、センサチップ及び回路チップ間、並びに回路
チップ及びパッケージ間をボンディングワイヤを介して
電気的に接続することが一般的となっている。このよう
な半導体加速度センサにおいて、センサチップ及び回路
チップをパッケージ内に横に並べて収納する構成とした
場合には、実装用面積が大きいパッケージが必要となっ
て、全体の大型化が避けられないという事情がある。こ
のため、従来では、回路チップ上にセンサチップを段積
み状に搭載する構成とし、以て全体の小型化を図ること
が考えられている。
For example, in a semiconductor acceleration sensor used for a vehicle airbag or the like,
A sensor chip for generating a signal corresponding to the magnitude of the acting acceleration, and a circuit chip for electrically processing a signal from the sensor chip are housed in a ceramic package provided with external terminals. Is mounted on a printed circuit board and mounted on a vehicle. In this case, it is generally assumed that the sensor chip and the circuit chip and the circuit chip and the package are electrically connected via bonding wires. Has become. In such a semiconductor acceleration sensor, when the sensor chip and the circuit chip are arranged side by side in a package, a package having a large mounting area is required, and it is inevitable that the entire size is increased. There are circumstances. For this reason, conventionally, it has been considered to adopt a configuration in which sensor chips are mounted in a stacked manner on a circuit chip, thereby reducing the size of the whole.

【0003】上記のような半導体加速度センサを例えば
サイドエアバッグに適用しようとすると、車両の正面方
向に加わる加速度の検出に加え、側面方向に加わる加速
度の検出も必要であり、各検出方向にセンサチップの加
速度検出軸が向くように2つのパッケージを基板実装方
向(位置)を適宜変更して基板に実装する必要があっ
た。この場合、基板側に形成する配線の設計が複雑にな
り、場合によっては、配線のための領域を大きくする必
要も生じる。従って、加速度検出軸が異なる場合であっ
ても、基板に対するパッケージ実装向きを変えないで基
板実装可能とすること、換言すれば、センサチップに設
定された加速度検出軸をパッケージ内で任意に且つ容易
に変更できるようにすることが要望されている。
When the above-described semiconductor acceleration sensor is applied to, for example, a side airbag, it is necessary to detect not only the acceleration applied in the front direction of the vehicle but also the acceleration applied in the side direction. It has been necessary to mount the two packages on the board by appropriately changing the board mounting direction (position) so that the acceleration detection axis of the chip is oriented. In this case, the design of the wiring formed on the substrate side becomes complicated, and in some cases, the area for the wiring needs to be increased. Therefore, even when the acceleration detection axes are different, the board can be mounted on the board without changing the package mounting direction with respect to the board. In other words, the acceleration detection axes set on the sensor chip can be arbitrarily and easily set in the package. It is desired to be able to change to.

【0004】しかしながら、上記のように回路チップ上
にセンサチップを段積み状に搭載することにより全体の
小型化を図ったものにおいて、前記要望を踏まえて単純
にセンサチップの配置向きを変えて加速度検出軸の方向
を変更しようとすると、センサチップ上の電極パッドと
回路チップ上の電極パッドとの間の距離が長短変化する
ことになるため、場合によってはボンディングワイヤの
延長寸法が極端に長くなることがある。このような状態
では、ボンディングワイヤが垂れてショートする恐れ
や、センサチップが容量検出型の場合にワイヤ長が長く
なることに起因する浮遊容量や寄生容量などの影響によ
って加速度検出特性が悪化するという問題点が出てく
る。また、このような問題点に対処するために、センサ
チップ及び回路チップを1チップに集積化することも考
えられているが、このような構成では、その製造プロセ
スが複雑になってコストが大幅に上昇するという新たな
問題点が出てくる。
However, as described above, the sensor chip is mounted on the circuit chip in a stacked manner to reduce the overall size. In view of the above demand, the orientation of the sensor chip is simply changed and the acceleration is changed. If the direction of the detection axis is to be changed, the distance between the electrode pad on the sensor chip and the electrode pad on the circuit chip will change, so that the extended dimension of the bonding wire becomes extremely long in some cases. Sometimes. In such a state, the acceleration detection characteristics may be deteriorated due to the possibility that the bonding wires are dripped and short-circuited, or if the sensor chip is a capacitance detection type, the wire length is increased, and the stray capacitance or parasitic capacitance is caused by the influence. Problems come up. In order to cope with such a problem, it has been considered to integrate the sensor chip and the circuit chip into one chip. However, such a configuration complicates the manufacturing process and increases the cost. The new problem that rises.

【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、回路チップ上にセンサチップを配置した半導体力
学量センサにおいて、力学量検出軸の方向を変更する際
にボンディングワイヤの延長寸法が無闇に長くなること
のない半導体力学量センサ及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a semiconductor dynamic quantity sensor in which a sensor chip is arranged on a circuit chip, when a direction of a dynamic quantity detection axis is changed, an extension dimension of a bonding wire is indeterminate. It is an object of the present invention to provide a semiconductor dynamic quantity sensor which does not become too long and a method for manufacturing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載した手段を採用できる。この手段によ
れば、回路チップ上に設けられたチップマウント領域に
センサチップを搭載する構成となっているから、それら
センサチップ及び回路チップによる占有面積を小さくで
きて全体の小型化を実現できるようになる。また、上記
チップマウント領域は、上記センサチップを、当該セン
サチップが有する所定の力学量検出軸を少なくとも第1
の方向及び該第1の方向と異なる第2の方向の何れか1
つに向けて選択的に搭載可能な領域として設定されてい
ると共に、回路チップ側の電極パッド、つまり上記セン
サチップ側の電極部とボンディングワイヤを介して電気
的に接続される電極パッドは、そのセンサチップが選択
される全ての搭載状態に合わせて当該センサチップ側の
電極部と近接するように配置されてなるものであるか
ら、ボンディングワイヤの延長寸法が無闇に長くなる恐
れがなくなり、しかも力学量検出軸の方向を容易に変更
できるようになる。さらに、チップマウント領域及び電
極パッドのレイアウトを変更した状態の回路チップを複
数種類用意するだけで済むから、コストの高騰を抑制で
きるようになる。
To achieve the above object, the means described in claim 1 can be adopted. According to this means, since the sensor chip is mounted on the chip mounting area provided on the circuit chip, the area occupied by the sensor chip and the circuit chip can be reduced, and the overall size can be reduced. become. In addition, the chip mount area is provided at least with a predetermined physical quantity detection axis of the sensor chip.
Any one of the first direction and the second direction different from the first direction.
The electrode pad on the circuit chip side, that is, the electrode pad electrically connected to the electrode portion on the sensor chip side via a bonding wire, is set as an area that can be selectively mounted on one side. Since the sensor chip is arranged so as to be close to the electrode portion on the sensor chip side in accordance with all mounting states to be selected, there is no danger that the extended dimension of the bonding wire becomes unnecessarily long, and furthermore, dynamics The direction of the quantity detection axis can be easily changed. Furthermore, since it is only necessary to prepare a plurality of types of circuit chips in a state where the layout of the chip mount area and the electrode pads is changed, a rise in cost can be suppressed.

【0007】請求項2に記載した手段によれば、回路チ
ップ側には、複数存在する電極パッドを1グループとし
た電極パッド群が前記チップマウント領域を囲むように
複数配置されているから、センサチップを、その力学量
検出軸が前記第1の方向及び第2の方向の何れか1つに
向いた状態となるように上記チップマウント領域に搭載
した場合には、当該センサチップ側の電極部とこれに近
い距離にある電極パッド群との間をボンディングワイヤ
により接続すれば良いことになる。この結果、力学量検
出軸の方向を容易に変更できるようになり、しかも、こ
のような変更が行われた場合でもボンディングワイヤの
延長寸法が無闇に長くなる恐れがなくなるものである。
また、回路チップの構造が複雑になるものの、1種類の
回路チップを用意するだけで済むからコストの高騰を極
力防止できるようになる。
According to the second aspect of the present invention, a plurality of electrode pads, each including a plurality of electrode pads, are arranged on the circuit chip side so as to surround the chip mount area. When the chip is mounted on the chip mounting area such that the physical quantity detection axis is oriented in one of the first direction and the second direction, the electrode portion on the sensor chip side It suffices to connect the electrode pad group and the electrode pad group located at a distance close to this by a bonding wire. As a result, the direction of the physical quantity detection axis can be easily changed, and even if such a change is made, there is no possibility that the extension dimension of the bonding wire will be lengthened unnecessarily.
Further, although the structure of the circuit chip becomes complicated, it is possible to prevent a rise in cost as much as possible because only one kind of circuit chip is required.

【0008】請求項3に記載した手段によれば、回路チ
ップ側にはリング状電極パッドが前記チップマント領域
を包囲した状態で同心円状に配置されているから、セン
サチップが、その力学量検出軸の向きが任意の方向に設
定された状態で上記チップマウント領域に搭載されたと
きには、当該センサチップ側の電極部と電極パッドとの
間をボンディングワイヤにより最短距離で接続できるよ
うになる。この結果、力学量検出軸の方向を容易に変更
できると共に、ボンディングワイヤの延長寸法を最短に
できるものである。また、回路チップの構造が複雑にな
るものの、1種類の回路チップを用意するだけで済むか
らコストの高騰を極力防止できるようになる。
According to the third aspect of the present invention, since the ring-shaped electrode pads are arranged concentrically on the circuit chip side so as to surround the chip cap region, the sensor chip detects the physical quantity of the sensor chip. When the sensor is mounted on the chip mount area in a state where the direction of the axis is set to an arbitrary direction, the electrode portion on the sensor chip side and the electrode pad can be connected in the shortest distance by a bonding wire. As a result, the direction of the physical quantity detection axis can be easily changed, and the extension dimension of the bonding wire can be minimized. Further, although the structure of the circuit chip becomes complicated, it is possible to prevent a rise in cost as much as possible because only one kind of circuit chip is required.

【0009】前記目的を達成するために請求項6に記載
した製造方法を採用できる。この製造方法によれば、所
定の力学量検出軸を備えたセンサチップからの信号を電
気的に処理するための回路チップの表面に、少なくとも
第1の方向または該第1の方向と異なる第2の方向に前
記力学量検出軸が向くように前記センサチップを選択的
に搭載可能なチップマウント領域と複数の電極パッドと
を形成した上で、そのチップマウント領域に対して、前
記力学量検出軸の向きを前記第1の方向及び前記第2の
方向の何れか1つに合わせた状態で前記センサチップを
搭載することになる。そして、上記回路チップの複数の
電極パッドのうち、前記センサチップの電極部に近接す
る電極パッドを選択して前記電極部と当該選択した電極
パッドとをボンディングワイヤにて接続することにな
る。
In order to achieve the above object, a manufacturing method according to claim 6 can be adopted. According to this manufacturing method, at least a first direction or a second direction different from the first direction is provided on a surface of a circuit chip for electrically processing a signal from a sensor chip having a predetermined physical quantity detection axis. After forming a chip mount area and a plurality of electrode pads on which the sensor chip can be selectively mounted so that the physical quantity detection axis is oriented in the direction of, the physical quantity detection axis is The sensor chip is mounted in a state where the direction of the sensor chip is adjusted to one of the first direction and the second direction. Then, among the plurality of electrode pads of the circuit chip, an electrode pad close to the electrode portion of the sensor chip is selected, and the electrode portion and the selected electrode pad are connected by a bonding wire.

【0010】従って、回路チップ上に設けられたチップ
マウント領域にセンサチップが搭載されることになるか
ら、それらセンサチップ及び回路チップによる占有面積
を小さくできて全体の小型化を実現できるようになる。
この場合、回路チップ表面に形成されるチップマウント
領域は、センサチップの力学量検出軸が少なくとも第1
の方向または該第1の方向と異なる第2の方向に向くよ
うに当該センサチップを選択的に搭載可能な状態とされ
るものであり、また、センサチップの電極部を回路チッ
プ側の複数の電極パッドにボンディングワイヤにて接続
する際には、回路チップの複数の電極パッドのうち、当
該センサチップの電極部に近接するものが選択されて接
続されることになるから、力学量検出軸の方向を容易に
変更できるようになると共に、ボンディングワイヤの延
長寸法が無闇に長くなる恐れがなくなり、スムーズなワ
イヤボンディングを実施できる。
Therefore, since the sensor chip is mounted on the chip mounting area provided on the circuit chip, the area occupied by the sensor chip and the circuit chip can be reduced, and the overall size can be reduced. .
In this case, the chip mount area formed on the surface of the circuit chip has at least the first physical quantity detection axis of the sensor chip.
Or the sensor chip can be selectively mounted so as to face a second direction different from the first direction. When connecting to the electrode pad with a bonding wire, one of the plurality of electrode pads of the circuit chip that is close to the electrode portion of the sensor chip is selected and connected. The direction can be easily changed, and the extension of the bonding wire does not have to be lengthened unnecessarily, so that smooth wire bonding can be performed.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明を容量式の半導体加速度センサ及びその製造方法に適
用した第1実施例について図1ないし図7を参照しなが
ら説明する。図5には半導体加速度センサのためのセン
サチップ1の平面構造が示され(但し、図5中の斜線帯
は断面を示すものではなく、各構造要素の区別を容易に
認識可能にするためのものである)、図6には図5中の
A−A線に沿った模式的な断面構造が示されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment in which the present invention is applied to a capacitive semiconductor acceleration sensor and a method of manufacturing the same will be described below with reference to FIGS. FIG. 5 shows a planar structure of a sensor chip 1 for a semiconductor acceleration sensor (however, the hatched band in FIG. 5 does not show a cross section, and is used to make it possible to easily recognize the distinction between structural elements. FIG. 6 shows a schematic cross-sectional structure along the line AA in FIG.

【0012】これら図5及び図6において、例えば単結
晶シリコンにより構成された支持基板2(図6にのみ図
示)は、矩形状の開口部2aを備えた正方形状に形成さ
れており、その上面には、不純物拡散により比抵抗が比
較的低い状態とされた単結晶シリコン層3が、絶縁膜4
(図6にのみ図示)を介して形成されている。この単結
晶シリコン層3には、梁構造体5並びに一対の固定電極
構造体6、7がマイクロマシニング技術を利用して形成
されている。
In FIGS. 5 and 6, a support substrate 2 (shown only in FIG. 6) made of, for example, single-crystal silicon is formed in a square shape having a rectangular opening 2a. A single-crystal silicon layer 3 having a relatively low specific resistance due to impurity diffusion;
(Shown only in FIG. 6). In this single-crystal silicon layer 3, a beam structure 5 and a pair of fixed electrode structures 6, 7 are formed using a micromachining technique.

【0013】上記梁構造体5は、矩形棒状のマス部8の
両端を、矩形枠状の梁部9a及び9bを介してアンカー
部10a及び10bに一体に連結した構成となってお
り、これらアンカー部10a及び10bが支持基板2に
おける対向辺部上に前記絶縁膜4を介して支持されてい
る。これにより、上記マス部8及び梁部9a、9bは、
支持基板2の開口部2aに臨んだ状態となっている。こ
の場合、センサチップ1の加速度検出軸(本発明でいう
力学量検出軸に相当)は、センサチップ1の主表面と平
行した一次元方向となるものであり、前記梁部9a及び
9bは、図5中矢印Xで示されたセンサチップ1の加速
度検出軸の成分を含む加速度を受けたときにマス部8を
当該方向へ変位させると共に、加速度の消失に応じて元
の状態に復元させるというバネ機能を備えた構成となっ
ている。
The beam structure 5 has a structure in which both ends of a rectangular rod-shaped mass 8 are integrally connected to anchors 10a and 10b via rectangular frame-shaped beams 9a and 9b. The portions 10 a and 10 b are supported on the opposite sides of the support substrate 2 via the insulating film 4. Thereby, the mass portion 8 and the beam portions 9a and 9b are
It is in a state facing the opening 2a of the support substrate 2. In this case, the acceleration detection axis (corresponding to the physical quantity detection axis in the present invention) of the sensor chip 1 is a one-dimensional direction parallel to the main surface of the sensor chip 1, and the beam portions 9a and 9b are When receiving acceleration including a component of the acceleration detection axis of the sensor chip 1 indicated by an arrow X in FIG. 5, the mass unit 8 is displaced in the direction, and is restored to the original state according to the disappearance of the acceleration. It has a configuration with a spring function.

【0014】さらに、梁構造体5は、マス部8の両側面
から当該マス部8と直交した方向へ一体的に突出された
複数個ずつの可動電極11a及び11bを備えており、
これら可動電極11a及び11bも支持基板2の開口部
2aに臨んだ状態となっている。尚、これら可動電極1
1a及び11bは、実際には多数個ずつ設けられるもの
であるが、図5では簡略化のため2個ずつのみ示してい
る。また、可動電極11a及び11bは、断面矩形の棒
状に形成されていると共に、矩形状の貫通孔12が複数
個形成されており、この貫通孔12により複数の矩形枠
状体を直線状に連結した形態の所謂ラーメン構造を備え
た形状とされている。
Further, the beam structure 5 includes a plurality of movable electrodes 11a and 11b integrally protruding from both side surfaces of the mass portion 8 in a direction orthogonal to the mass portion 8,
These movable electrodes 11a and 11b also face the opening 2a of the support substrate 2. Note that these movable electrodes 1
Although 1a and 11b are actually provided in large numbers, only two are shown in FIG. 5 for simplification. The movable electrodes 11a and 11b are each formed in a rod shape having a rectangular cross section, and a plurality of rectangular through holes 12 are formed. The plurality of rectangular frame members are linearly connected by the through holes 12. It has a shape having a so-called ramen structure in the form described above.

【0015】支持基板2上には、梁構造体5における一
方のアンカー部10bと一体に連結された状態の可動電
極用配線部13が前記絶縁膜4を介して形成されてお
り、この配線部13上の所定位置、具体的にはセンサチ
ップ1のエッジ部寄りの部位には、ワイヤボンディング
用の電極パッド13a(本発明でいう電極部に相当)が
例えばアルミニウムにより形成されている。
A movable electrode wiring portion 13 integrally formed with one anchor portion 10b of the beam structure 5 is formed on the support substrate 2 via the insulating film 4. An electrode pad 13a for wire bonding (corresponding to an electrode portion in the present invention) is formed of, for example, aluminum at a predetermined position on the sensor chip 13, specifically at a portion near the edge of the sensor chip 1.

【0016】前記固定電極構造体6は、支持基板2上に
絶縁膜4を介して形成された固定電極用配線部6aと、
前記可動電極11aの一方の側面と所定の検出空隙を存
して平行した状態で配置された複数個の第1の固定電極
6bとを一体に有した構成となっており、各固定電極6
bは、上記固定電極用配線部6aに片持ち状に支持され
た状態となっている。これにより、上記第1の固定電極
6bは、支持基板2の開口部2aに臨んだ状態となって
いる。
The fixed electrode structure 6 includes a fixed electrode wiring portion 6 a formed on the support substrate 2 via the insulating film 4,
One side surface of the movable electrode 11a and a plurality of first fixed electrodes 6b arranged in parallel with a predetermined detection gap are provided integrally with each other.
“b” is in a state supported by the fixed electrode wiring portion 6a in a cantilever manner. As a result, the first fixed electrode 6b faces the opening 2a of the support substrate 2.

【0017】また、前記固定電極構造体7は、支持基板
2上に絶縁膜4を介して形成された固定電極用配線部7
aと、前記可動電極11bの一方の側面(前記可動電極
11aにおける前記検出空隙側と反対側の面)と所定の
検出空隙を存して平行した状態で配置された複数個の第
2の固定電極7bとを一体に有した構成となっており、
各固定電極7bは、上記配線部7aに片持ち状に支持さ
れた状態となっている。これにより、上記第2の固定電
極7bは、支持基板2の開口部2aに臨んだ状態となっ
ている。
The fixed electrode structure 7 includes a fixed electrode wiring portion 7 formed on the support substrate 2 with the insulating film 4 interposed therebetween.
a and a plurality of second fixed members arranged in parallel with one side surface of the movable electrode 11b (the surface of the movable electrode 11a opposite to the detection gap side) with a predetermined detection gap. It is configured to have the electrode 7b integrally,
Each fixed electrode 7b is in a state of being cantilevered by the wiring portion 7a. Thus, the second fixed electrode 7b faces the opening 2a of the support substrate 2.

【0018】尚、上記第1及び第2の固定電極6b及び
7bは、実際には多数個ずつ設けられるものであるが、
図5では簡略化のため2個ずつのみ示している。また、
第1及び第2の固定電極6b及び7bは、断面矩形の棒
状に形成されていると共に、矩形状の貫通孔14が複数
個形成されており、この貫通孔14により複数の矩形枠
状体を直線状に連結した形態の所謂ラーメン構造を備え
た形状とされている。さらに、上記固定電極用配線部6
a及び7a上の所定位置、具体的にはセンサチップ1の
エッジ部寄りの部位には、ワイヤボンディング用の電極
パッド6c及び7c(本発明でいう電極部に相当)がア
ルミニウムにより形成されている。
The first and second fixed electrodes 6b and 7b are actually provided in large numbers.
FIG. 5 shows only two pieces for simplification. Also,
Each of the first and second fixed electrodes 6b and 7b is formed in a rod shape having a rectangular cross section, and a plurality of rectangular through holes 14 are formed. The shape has a so-called ramen structure in a form of linear connection. Further, the fixed electrode wiring section 6
Electrode pads 6c and 7c (corresponding to the electrode portions in the present invention) for wire bonding are formed of aluminum at predetermined positions on a and 7a, specifically at a portion near the edge of the sensor chip 1. .

【0019】支持基板2の周縁部に残存した単結晶シリ
コン層3は、シールド用薄膜3aとして機能するもので
あり、そのシールド用薄膜3aと梁構造体5及び可動電
極用配線部13との隣接部位には絶縁分離トレンチ15
が形成され、シールド用薄膜3aと固定電極用配線部6
a及び7aとの各隣接部位には絶縁分離トレンチ16及
び17がそれぞれ形成されている。また、シールド用薄
膜3a上におけるセンサチップ1のエッジ部寄りの部位
には、ワイヤボンディング用の電極パッド3b(本発明
でいう電極部に相当)がアルミニウムにより形成されて
いる。
The single crystal silicon layer 3 remaining on the periphery of the support substrate 2 functions as a shielding thin film 3a, and is adjacent to the shielding thin film 3a, the beam structure 5, and the movable electrode wiring portion 13. Insulated trench 15
Are formed, and the shielding thin film 3a and the fixed electrode wiring portion 6 are formed.
Isolation trenches 16 and 17 are respectively formed at adjacent portions to a and 7a. An electrode pad 3b for wire bonding (corresponding to an electrode portion in the present invention) is formed of aluminum at a position near the edge of the sensor chip 1 on the shielding thin film 3a.

【0020】上記のように構成されたセンサチップ1に
あっては、図5中に矢印で示す加速度検出軸X方向の成
分を含む加速度が印加されると、マス部8が当該加速度
検出軸X方向へ変位するようになり、その加速度に応じ
た変位量は、マス部8の質量と梁部9a、9bの復元
力、並びに電圧印加状態において可動電極11a及び1
1bと第1及び第2の固定電極6b及び7bとの各間に
作用する静電気力によって決定される。この場合、可動
電極11aと第1の固定電極6bとの間に第1のコンデ
ンサが形成され、また、可動電極11bと第2の固定電
極7bとの間に第2のコンデンサが形成されるものであ
り、これら第1及び第2のコンデンサの各静電容量は、
上記のようにマス部8に加速度が作用したときの可動電
極11a及び11bの変位に応じて差動的に変化するも
のである。従って、斯様な静電容量の変化を、電極パッ
ド6c、7c、13aを通じて電荷量の変化として取り
出すことにより加速度を検出できることになる。
In the sensor chip 1 configured as described above, when an acceleration including a component in the direction of the acceleration detection axis X indicated by an arrow in FIG. The displacement amount according to the acceleration depends on the mass of the mass portion 8 and the restoring force of the beam portions 9a and 9b, and the movable electrodes 11a and 1a in the voltage applied state.
1b and the first and second fixed electrodes 6b and 7b. In this case, a first capacitor is formed between the movable electrode 11a and the first fixed electrode 6b, and a second capacitor is formed between the movable electrode 11b and the second fixed electrode 7b. And the respective capacitances of the first and second capacitors are:
As described above, it changes differentially according to the displacement of the movable electrodes 11a and 11b when the acceleration acts on the mass portion 8. Therefore, the acceleration can be detected by extracting such a change in the capacitance as a change in the amount of charge through the electrode pads 6c, 7c, and 13a.

【0021】図4には、上記センサチップ1を含んで構
成された半導体加速度センサ(半導体力学量センサ)1
8の概略的な縦断面構造が示されている。この図4にお
いて、センサチップ1は、当該センサチップ1からの信
号を電気的に処理するための回路チップ19に載置状に
搭載されるものであり、これらセンサチップ1及び回路
チップ19の一体物を、図示しない外部端子を備えたケ
ース状のパッケージ20に形成された凹部20a内に収
納すると共に、その凹部20aを蓋21によって気密に
封止した構成となっている。即ち、センサチップ1は、
回路チップ19に対し可撓性接着剤22を介して接着さ
れ、また、回路チップ19は、パッケージ20に対し同
じく可撓性接着剤23を介して接着される。この場合、
センサチップ1と回路チップ19との間、並びに回路チ
ップ19とパッケージ20との間は、それぞれボンディ
ングワイヤ24及び25を介して電気的に接続される。
さらに、蓋21は、パッケージ20に対し金属製シール
リング26を介して後述のように取り付けられる。
FIG. 4 shows a semiconductor acceleration sensor (semiconductor dynamic quantity sensor) 1 including the sensor chip 1.
8 shows a schematic longitudinal sectional structure. In FIG. 4, the sensor chip 1 is mounted on a circuit chip 19 for electrically processing a signal from the sensor chip 1, and is integrated with the sensor chip 1 and the circuit chip 19. An object is accommodated in a concave portion 20a formed in a case-shaped package 20 having an external terminal (not shown), and the concave portion 20a is hermetically sealed by a lid 21. That is, the sensor chip 1
The circuit chip 19 is adhered to the package 20 via the flexible adhesive 22, and the circuit chip 19 is adhered to the package 20 via the flexible adhesive 23. in this case,
The sensor chip 1 and the circuit chip 19 and the circuit chip 19 and the package 20 are electrically connected via bonding wires 24 and 25, respectively.
Further, the lid 21 is attached to the package 20 via a metal seal ring 26 as described later.

【0022】さて、以下においては、センサチップ1及
び回路チップ19の関係について具体的に説明する。図
1(a)ないし図3(a)には、上記回路チップ19の
平面図が示され、図1(b)ないし図3(b)には、当
該回路チップ19上にセンサチップ1を搭載した状態の
平面図が示されている。但し、これら図1ないし図3
は、ワイヤボンディング用の電極パッドのレイアウト、
前記ボンディングワイヤ24及びセンサチップ1の加速
度検出軸Xのみを図示した概略的なものである。
The relationship between the sensor chip 1 and the circuit chip 19 will be specifically described below. 1 (a) to 3 (a) are plan views of the circuit chip 19, and FIGS. 1 (b) to 3 (b) show the mounting of the sensor chip 1 on the circuit chip 19. The plan view of the state shown is shown. However, FIGS. 1 to 3
Is the layout of the electrode pads for wire bonding,
This is a schematic diagram illustrating only the bonding wire 24 and the acceleration detection axis X of the sensor chip 1.

【0023】即ち、回路チップ19は、センサチップ1
を載置状に搭載するための正方形状のチップマウント領
域27、センサチップ1が有する前記電極パッド3b、
6c、7c及び13aと前記ボンディングワイヤ24を
介して接続される4個の電極パッド28、パッケージ2
0が有する図示しない電極パッド群と前記ボンディング
ワイヤ25を介して接続される複数個(例えば13個)
の電極パッド29を有するもので、図1(a)、図2
(a)、図3(a)に示すように、それらチップマウン
ト領域19a、電極パッド19b及び19cを異なるレ
イアウトで設けたものが3種類用意される。そこで、以
下においては、各回路チップ19のレイアウトについて
説明する。尚、以下の説明では、便宜上、図1(a)の
回路チップ19に添字A、図2(a)の回路チップ19
に添字B、図3(a)の回路チップ19に添字Cを必要
に応じて付すことにする。
That is, the circuit chip 19 includes the sensor chip 1
A chip mount area 27 having a square shape for mounting the sensor pad in a mounting state, the electrode pads 3b of the sensor chip 1,
6c, 7c and 13a and four electrode pads 28 connected via the bonding wires 24, package 2
A plurality (for example, thirteen) connected to an electrode pad group (not shown) of the device 0 via the bonding wire 25.
FIG. 1A, FIG.
(A), as shown in FIG. 3 (a), three types in which the chip mount area 19a and the electrode pads 19b and 19c are provided in different layouts are prepared. Therefore, the layout of each circuit chip 19 will be described below. In the following description, for convenience, the circuit chip 19 in FIG. 1A is denoted by a suffix A, and the circuit chip 19 in FIG.
, A subscript B, and a subscript C to the circuit chip 19 in FIG.

【0024】図1(a)に示す回路チップ19Aは、チ
ップマウント領域27の所定のエッジ部27aを当該回
路チップ19Aの基準エッジ部SEと45°の角度を存
した状態、換言すれば、センサチップ1の力学量検出軸
Xが基準エッジ部SEに対し45°となる方向(第1の
方向)へ向いた状態となるように配置すると共に、上記
エッジ部27aと沿った領域に、センサチップ1側の電
極パッド6c、13a、7cとそれぞれ近接した状態と
なる3個の電極パッド28を一列状に配置し、さらに、
チップマウント領域27における上記エッジ部27aと
対向したエッジ部27bと沿った領域に、センサチップ
1側の電極パッド3bと近接した状態となる1個の電極
パッド28を配置した構成となっている。
The circuit chip 19A shown in FIG. 1A has a state in which a predetermined edge 27a of the chip mount area 27 has an angle of 45 ° with the reference edge SE of the circuit chip 19A, in other words, a sensor. The chip 1 is arranged so that the physical quantity detection axis X of the chip 1 is oriented in a direction (first direction) at 45 ° with respect to the reference edge SE, and a sensor chip is provided in a region along the edge 27a. The three electrode pads 28 that are in close proximity to the one-side electrode pads 6c, 13a, and 7c, respectively, are arranged in a line.
In the chip mounting area 27, one electrode pad 28 which is in a state close to the electrode pad 3b on the sensor chip 1 side is arranged in a region along the edge part 27b facing the edge part 27a.

【0025】図2(a)に示す回路チップ19Bは、チ
ップマウント領域27の所定のエッジ部27aを当該回
路チップ19Bの基準エッジ部SEと平行させた状態
(基準エッジ部SEと0°の角度を存した状態)、換言
すれば、センサチップ1の力学量検出軸Xが基準エッジ
部SEに対し90°となる方向(第2の方向)へ向いた
状態となるように配置すると共に、上記エッジ部27a
と沿った領域に、センサチップ1側の電極パッド6c、
13a、7cとそれぞれ近接した状態となる3個の電極
パッド28を一列状に配置し、さらに、チップマウント
領域27における上記エッジ部27aと対向したエッジ
部27bと沿った領域に、センサチップ1側の電極パッ
ド3bと近接した状態となる1個の電極パッド28を配
置した構成となっている。
The circuit chip 19B shown in FIG. 2A has a state in which a predetermined edge 27a of the chip mount area 27 is parallel to the reference edge SE of the circuit chip 19B (an angle of 0 ° with the reference edge SE). In other words, the sensor chip 1 is arranged so that the physical quantity detection axis X of the sensor chip 1 is oriented in a direction (second direction) at which the axis X is 90 ° with respect to the reference edge SE. Edge 27a
The electrode pad 6c on the sensor chip 1 side
The three electrode pads 28 that are in close proximity to 13a and 7c, respectively, are arranged in a line. Further, in the chip mounting area 27, along the edge 27b facing the edge 27a, the sensor chip 1 One electrode pad 28 that is in close proximity to the electrode pad 3b is arranged.

【0026】図3(a)に示す回路チップ19Cは、チ
ップマウント領域27の所定のエッジ部27aを当該回
路チップ19Cの基準エッジ部SEと直交させた状態
(基準エッジ部SEと90°の角度を存した状態)、換
言すれば、センサチップ1の力学量検出軸Xが基準エッ
ジ部SEに対し0°となる方向(第2の方向)へ向いた
状態となるように配置すると共に、上記エッジ部27a
と沿った領域に、センサチップ1側の電極パッド6c、
13a、7cとそれぞれ近接した状態となる3個の電極
パッド28を一列状に配置し、さらに、チップマウント
領域27における上記エッジ部27aと対向したエッジ
部27bと沿った領域に、センサチップ1側の電極パッ
ド3bと近接した状態となる1個の電極パッド28を配
置した構成となっている。
The circuit chip 19C shown in FIG. 3A has a state in which a predetermined edge 27a of the chip mount area 27 is orthogonal to the reference edge SE of the circuit chip 19C (an angle of 90 ° with the reference edge SE). In other words, the sensor chip 1 is arranged so that the physical quantity detection axis X of the sensor chip 1 is oriented in a direction (a second direction) at which it is 0 ° with respect to the reference edge SE. Edge 27a
The electrode pad 6c on the sensor chip 1 side
The three electrode pads 28 that are in close proximity to 13a and 7c, respectively, are arranged in a line. Further, in the chip mounting area 27, along the edge 27b facing the edge 27a, the sensor chip 1 One electrode pad 28 that is in close proximity to the electrode pad 3b is arranged.

【0027】そして、回路チップ19のチップマウント
領域27にセンサチップ1を搭載するときには、回路チ
ップ19A、19B、19Cの中からセンサチップ1の
加速度検出軸Xと回路チップ19の基準エッジ部SEと
の間に設定される検出角度(45°、0°、90°の何
れか)に対応したものを選択するものである。
When the sensor chip 1 is mounted on the chip mounting area 27 of the circuit chip 19, the acceleration detection axis X of the sensor chip 1 and the reference edge SE of the circuit chip 19 are selected from the circuit chips 19A, 19B and 19C. Is selected corresponding to the detection angle (any of 45 °, 0 °, and 90 °) set between the above.

【0028】図7には、半導体加速度センサ18の製造
手順が概略的な断面図により示されており、以下これに
ついて説明する。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a manufacturing procedure of the semiconductor acceleration sensor 18, which will be described below.

【0029】即ち、まず、図7(a)に示すように、セ
ンサチップ1の下面に液状の可撓性接着剤22を塗布
し、この後、図7(b)に示すように、そのセンサチッ
プ1を上述のように選択した回路チップ19のチップマ
ウント領域27にその形状に合致させた状態で搭載して
接着する。次いで、図7(c)に示すように、回路チッ
プ19の下面に液状の可撓性接着剤23を塗布し、この
後、図7(d)に示すように、当該回路チップ19及び
センサチップ1の一体物を、シールリング26が例えば
ロー付けにより取り付けられたパッケージ20の凹部2
0a内に搭載して接着する。
That is, first, as shown in FIG. 7A, a liquid flexible adhesive 22 is applied to the lower surface of the sensor chip 1, and then, as shown in FIG. The chip 1 is mounted and adhered to the chip mount area 27 of the circuit chip 19 selected as described above in a state of conforming to the shape. Next, as shown in FIG. 7 (c), a liquid flexible adhesive 23 is applied to the lower surface of the circuit chip 19, and thereafter, as shown in FIG. 7 (d), the circuit chip 19 and the sensor chip 1 is inserted into the recess 2 of the package 20 to which the seal ring 26 is attached, for example, by brazing.
0a and mounted.

【0030】尚、上記のような各接着工程を行う場合、
チップマウント領域27側に可撓製接着剤22を塗布し
ておく構成、或いは、凹部20aにおける回路チップ1
9の搭載領域側に可撓製接着剤23を塗布しておく構成
も可能である。また、接着剤22、23として液状のも
のを使用したが、シート状、固体状、ゲル状などの各種
接着剤を使用することもできる。
When performing each of the above bonding steps,
A configuration in which the flexible adhesive 22 is applied to the chip mount region 27 side, or the circuit chip 1 in the concave portion 20a
A configuration is also possible in which the flexible adhesive 23 is applied to the mounting region side of the substrate 9. In addition, liquid adhesives are used as the adhesives 22 and 23, but various adhesives such as a sheet, a solid, and a gel may be used.

【0031】この後には、図7(e)に示すように、セ
ンサチップ1の電極パッド3b、6c、7c、13a
(図1〜図3参照)と回路チップ19の電極パッド28
群(図1〜図3参照)との間をボンディングワイヤ24
により電気的に接続すると共に、当該回路チップ19の
電極パッド29群(図1〜図3参照)とパッケージ20
側の図示しない電極パッド群との間をボンディングワイ
ヤ25により電気的に接続する。尚、このボンディング
の順序はどちらが先でも良い。そして、図7(f)に示
すように、シールリング26上に蓋21を置き、シーム
ウェルド法により蓋21及びシールリング26間を気密
に封止することにより、半導体加速度センサ18を完成
させる。
Thereafter, as shown in FIG. 7E, the electrode pads 3b, 6c, 7c, 13a of the sensor chip 1 are formed.
(See FIGS. 1 to 3) and the electrode pads 28 of the circuit chip 19
Bonding wires 24 between the group (see FIGS. 1 to 3);
And the package 20 is connected to the electrode pads 29 of the circuit chip 19 (see FIGS. 1 to 3).
And an electrode pad group (not shown) on the side is electrically connected by a bonding wire 25. The order of the bonding may be either order. Then, as shown in FIG. 7F, the lid 21 is placed on the seal ring 26, and the gap between the lid 21 and the seal ring 26 is hermetically sealed by a seam welding method, thereby completing the semiconductor acceleration sensor 18.

【0032】上記した本実施例の構成によれば、回路チ
ップ19上に設けられたチップマウント領域27にセン
サチップ1を搭載する構成となっているから、それらセ
ンサチップ1及び回路チップ19による占有面積を小さ
くできる。従って、パッケージ20に必要な実装用面積
を小さくできて、当該パッケージ20を小型化できるか
ら、センサ全体の小型化を実現できるようになる。
According to the configuration of the present embodiment, the sensor chip 1 is mounted on the chip mount area 27 provided on the circuit chip 19, so that the sensor chip 1 and the circuit chip 19 occupy the sensor chip 1. The area can be reduced. Accordingly, the mounting area required for the package 20 can be reduced, and the size of the package 20 can be reduced, so that the size of the entire sensor can be reduced.

【0033】また、チップマント領域27及び電極パッ
ド28及び29群のレイアウトが異なる3種類の回路チ
ップ19(19A、19B、19C)の中から、これに
搭載されるセンサチップ1側の電極パッド3b、6c、
7c、13aに対し近接した配置状態の電極パッド28
群を有するものを選択して使用することになるから、電
極パッド3b、6c、7c、13aと4個の電極パッド
28との間を電気的に接続するボンディングワイヤ24
の延長寸法が無闇に長くなる恐れがなくなる。この結
果、ボンディングワイヤ24が垂れて他のボンディング
ワイヤ24などとショートする恐れがなくなる共に、本
実施例のようにセンサチップ1が容量検出型の場合に問
題となるワイヤ長の延長に起因した浮遊容量や寄生容量
などの影響によって、加速度検出特性が悪化する事態を
未然に防止できるようになる。
Further, among the three types of circuit chips 19 (19A, 19B, 19C) having different layouts of the chip cloak region 27 and the electrode pads 28 and 29, the electrode pads 3b on the sensor chip 1 side mounted thereon are selected. , 6c,
Electrode pad 28 arranged close to 7c, 13a
Since one having a group is selected and used, a bonding wire 24 for electrically connecting between the electrode pads 3b, 6c, 7c, 13a and the four electrode pads 28 is used.
There is no danger that the length of the extension will become unnecessarily long. As a result, there is no danger that the bonding wire 24 hangs down and short-circuits with other bonding wires 24, etc., and floating caused by extension of the wire length, which is a problem when the sensor chip 1 is of the capacitance detection type as in this embodiment. It is possible to prevent the acceleration detection characteristics from being deteriorated due to the influence of the capacitance and the parasitic capacitance.

【0034】しかも、上記のような回路チップ19の種
類選択に応じて、センサチップ1の力学量検出軸Xと回
路チップ19の基準エッジ部SEとの間の角度を、45
°、0°、90°の何れかに変更できるから、その力学
量検出軸Xの方向の変更(加速度検出軸Xとパッケージ
20との絶対的な位置関係の変更)を任意且つ容易に行
い得るようになる。この結果、本実施例による半導体加
速度センサを例えばエアバッグ用として用いる場合、2
以上のパッケージ20を、その実装向きを変えないで、
車両の正面方向に加わる加速度や側面方向に加わる加速
度などの各検出方向にセンサチップ1の加速度検出軸が
向くようにセンサチップ1の向きを任意且つ容易に変更
して基板に実装するという要求にも確実に応え得るよう
になる。また、上記のように、チップマウント領域27
及び電極パッド28及び29群のレイアウトを変更した
状態の回路チップ19を3種類用意するだけで済むか
ら、コストの高騰を抑制できるようになる。
Further, according to the selection of the type of the circuit chip 19 as described above, the angle between the physical quantity detection axis X of the sensor chip 1 and the reference edge SE of the circuit chip 19 is set to 45 degrees.
Since the angle can be changed to any one of 0 °, 0 °, and 90 °, the change of the direction of the physical quantity detection axis X (change of the absolute positional relationship between the acceleration detection axis X and the package 20) can be arbitrarily and easily performed. Become like As a result, when the semiconductor acceleration sensor according to the present embodiment is used for an airbag, for example, 2
Without changing the mounting direction of the above package 20,
In response to the requirement that the orientation of the sensor chip 1 is arbitrarily and easily changed so that the acceleration detection axis of the sensor chip 1 is oriented in each of the detection directions such as the acceleration applied in the front direction and the acceleration applied in the side direction of the vehicle, and mounted on the board. Will surely be able to respond. Also, as described above, the chip mount area 27
In addition, it is only necessary to prepare three types of circuit chips 19 in a state where the layout of the group of electrode pads 28 and 29 is changed, so that an increase in cost can be suppressed.

【0035】(第2の実施の形態)図8及び図9には本
発明の第2実施例が示されており、以下これについて前
記第1実施例と異なる部分のみ説明する。図8には、本
実施例による回路チップ30の平面図が示され、図9に
は、当該回路チップ30上にセンサチップ1を搭載した
状態の平面図が示されている。但し、これら図8及び図
9は、ワイヤボンディング用の電極パッドのレイアウ
ト、ボンディングワイヤ及びセンサチップ1の加速度検
出軸Xのみを図示した概略的なものである。
(Second Embodiment) FIGS. 8 and 9 show a second embodiment of the present invention. Only the portions different from the first embodiment will be described below. FIG. 8 is a plan view of the circuit chip 30 according to the present embodiment, and FIG. 9 is a plan view of a state where the sensor chip 1 is mounted on the circuit chip 30. However, FIGS. 8 and 9 are schematic diagrams illustrating only the layout of the electrode pads for wire bonding, the bonding wires and the acceleration detection axis X of the sensor chip 1.

【0036】即ち、回路チップ30は、その上面中央部
にセンサチップ1を載置状に搭載するための円形状のチ
ップマウント領域31を有し、センサチップ1が有する
電極パッド3b、6c、7c及び13aと接続される4
個の電極パッド28を1グループとした例えば8群の電
極パッド群が上記チップマウント領域を包囲した形態で
同心状に配置すると共に、それらの周囲にパッケージが
有する図示しない電極パッド群と接続される複数個の電
極パッド29を配置したレイアウトとなっている。尚、
回路チップ30は多層配線を使用することが可能であ
り、このような場合には、電極パッド28からの配線に
内層配線を利用できるものである。
That is, the circuit chip 30 has a circular chip mount area 31 for mounting the sensor chip 1 in the center of the upper surface thereof, and the electrode pads 3b, 6c, 7c of the sensor chip 1 And 13a connected to 4
For example, eight electrode pad groups each including one of the electrode pads 28 are arranged concentrically so as to surround the chip mount area, and are connected to an electrode pad group (not shown) included in a package around them. The layout is such that a plurality of electrode pads 29 are arranged. still,
The circuit chip 30 can use a multilayer wiring, and in such a case, the inner wiring can be used for the wiring from the electrode pad 28.

【0037】そして、回路チップ30のチップマウント
領域31にセンサチップ1を搭載するときには、そのセ
ンサチップ1の加速度検出軸Xと回路チップ30の基準
エッジ部SEとの間の角度を任意に設定するものであ
り、このように搭載した状態では、図9(a)、
(b)、(c)に示すように、当該センサチップ1側の
電極パッド3b、6c、7c及び13aとこれに最も近
い距離にある電極パッド28群との間をボンディングワ
イヤ24により接続することになる。尚、図9(a)、
(b)、(c)は、加速度検出軸Xと基準エッジ部SE
との間の角度をそれぞれ45°、0°、90°に設定し
た例であるが、その角度は0°〜360°の範囲で任意
に設定できるものである。
When the sensor chip 1 is mounted on the chip mounting area 31 of the circuit chip 30, the angle between the acceleration detection axis X of the sensor chip 1 and the reference edge SE of the circuit chip 30 is set arbitrarily. FIG. 9 (a),
(B) As shown in (c), connecting between the electrode pads 3b, 6c, 7c and 13a on the sensor chip 1 side and the group of electrode pads 28 which is the closest to the electrode pads 3b, 6c, 7c and 13a. become. In addition, FIG.
(B) and (c) show the acceleration detection axis X and the reference edge SE.
Are set to 45 °, 0 °, and 90 °, respectively, but the angles can be arbitrarily set in the range of 0 ° to 360 °.

【0038】このような構成とした本実施例によれば、
加速度検出軸Xの方向を容易に変更できるようになるか
ら、2以上のパッケージ20を、その実装向きを変えな
いで、複数の検出方向にセンサチップ1の加速度検出軸
が向くようにセンサチップ1の向きを任意且つ容易に変
更して基板に実装するという要求にも確実に応え得るよ
うになる。しかも、このような加速度検出軸Xの方向の
変更が行われた場合でもボンディングワイヤ24の延長
寸法が無闇に長くなる恐れがなくなるから、ボンディン
グワイヤ24が垂れて他のボンディングワイヤ24など
とショートする恐れがなくなる共に、ワイヤ長の延長に
起因した浮遊容量や寄生容量などの影響によって、加速
度検出特性が悪化する事態を未然に防止できるようにな
る。また、回路チップ30の構造が複雑になるものの、
1種類の回路チップ30を用意するだけで済むからコス
トの高騰を極力防止できるものである。
According to this embodiment having such a configuration,
Since the direction of the acceleration detection axis X can be easily changed, the sensor chip 1 is mounted so that the acceleration detection axes of the sensor chip 1 are oriented in a plurality of detection directions without changing the mounting direction of the two or more packages 20. It is possible to reliably meet the demand for arbitrarily and easily changing the direction of mounting on a substrate. In addition, even when the direction of the acceleration detection axis X is changed, there is no possibility that the extension dimension of the bonding wire 24 becomes unnecessarily long, so that the bonding wire 24 hangs down and short-circuits with another bonding wire 24 or the like. In addition to eliminating the fear, it is possible to prevent the acceleration detection characteristics from deteriorating due to the influence of stray capacitance or parasitic capacitance due to the extension of the wire length. Further, although the structure of the circuit chip 30 becomes complicated,
Since only one type of circuit chip 30 is required, a rise in cost can be prevented as much as possible.

【0039】(第3の実施の形態)図10には本発明の
第3実施例が示されており、以下これについて前記第1
実施例と異なる部分のみ説明する。図10には、本実施
例による回路チップ32上にセンサチップ1を搭載した
状態の平面図が示されている。但し、この図10は、ワ
イヤボンディング用の電極パッドのレイアウト、ボンデ
ィングワイヤ及びセンサチップ1の加速度検出軸Xのみ
を図示した概略的なものである。また、図10中の斜線
帯は断面を示すものではなく、各電極パッドの区別を容
易に認識可能にするためのものである即ち、回路チップ
32は、その上面中央部にセンサチップ1を載置状に搭
載するための円形状のチップマウント領域(図示せず)
を有し、センサチップ1が有する電極パッド3b、6
c、7c及び13aと接続される4個の電極パッド33
を、上記チップマウント領域を包囲した異なる大きさの
リング状に形成すると共に、これらを互いに同心円状に
配置したレイアウトとなっている。尚、回路チップ30
は多層配線を使用することが可能であり、電極パッド3
3のための配線は内層配線を利用することになる。
(Third Embodiment) FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention.
Only parts different from the embodiment will be described. FIG. 10 is a plan view showing a state where the sensor chip 1 is mounted on the circuit chip 32 according to the present embodiment. However, FIG. 10 is a schematic diagram illustrating only the layout of the electrode pads for wire bonding, the bonding wires, and the acceleration detection axis X of the sensor chip 1. Further, the hatched band in FIG. 10 does not show a cross section, but is for making it possible to easily recognize the distinction of each electrode pad. That is, the circuit chip 32 has the sensor chip 1 mounted on the center of the upper surface thereof. Circular chip mount area (not shown) for mounting
And the electrode pads 3b and 6 of the sensor chip 1.
Four electrode pads 33 connected to c, 7c and 13a
Are formed in rings of different sizes surrounding the chip mount area, and are arranged concentrically with each other. The circuit chip 30
Can use a multilayer wiring, and the electrode pad 3
The wiring for 3 will use the inner layer wiring.

【0040】そして、回路チップ32のチップマウント
領域にセンサチップ1を搭載するときには、そのセンサ
チップ1の加速度検出軸Xと回路チップ32の基準エッ
ジ部SEとの間の角度を任意に設定するものであり、こ
のように搭載した状態では、図10に示すように、当該
センサチップ1側の電極パッド3b、6c、7c及び1
3aと4個の電極パッド33との間をボンディングワイ
ヤ24により最短距離で接続できるようになる。
When the sensor chip 1 is mounted in the chip mounting area of the circuit chip 32, the angle between the acceleration detection axis X of the sensor chip 1 and the reference edge SE of the circuit chip 32 is arbitrarily set. In such a mounted state, as shown in FIG. 10, the electrode pads 3b, 6c, 7c and 1 on the sensor chip 1 side.
The connection between 3a and the four electrode pads 33 can be made in the shortest distance by the bonding wire 24.

【0041】このような構成とした本実施例によって
も、加速度検出軸Xの方向を容易に変更できるようにな
るから、2以上のパッケージ20を、その実装向きを変
えないで、複数の検出方向にセンサチップ1の加速度検
出軸が向くように、そのセンサチップ1の向きを任意且
つ容易に変更して基板に実装するという要求にも確実に
応え得るようになる。しかも、このような加速度検出軸
Xの方向の変更が行われた場合でもボンディングワイヤ
24の延長寸法を最短にできるから、ボンディングワイ
ヤ24が垂れて他のボンディングワイヤ24などとショ
ートする恐れがなくなる共に、ワイヤ長の延長に起因し
た浮遊容量や寄生容量などの影響によって、加速度検出
特性が悪化する事態を未然に防止できるようになる。ま
た、回路チップ32の構造が複雑になるものの、1種類
の回路チップ32を用意するだけで済むからコストの高
騰を極力防止できるものである。
According to the present embodiment having such a configuration, the direction of the acceleration detection axis X can be easily changed. Therefore, two or more packages 20 can be mounted in a plurality of detection directions without changing the mounting direction. Thus, it is possible to reliably respond to a request to arbitrarily and easily change the orientation of the sensor chip 1 so that the acceleration detection axis of the sensor chip 1 is oriented and mount the sensor chip 1 on a substrate. Moreover, even when the direction of the acceleration detection axis X is changed, the extension dimension of the bonding wire 24 can be minimized, so that there is no danger that the bonding wire 24 hangs down and short-circuits with another bonding wire 24 or the like. In addition, it is possible to prevent the acceleration detection characteristic from being deteriorated due to the influence of stray capacitance or parasitic capacitance caused by extension of the wire length. In addition, although the structure of the circuit chip 32 is complicated, it is only necessary to prepare one kind of circuit chip 32, so that a rise in cost can be prevented as much as possible.

【0042】(その他の実施の形態)尚、本発明は上記
した実施例に限定されるものではなく、次のような変形
または拡張が可能である。第1実施例では、回路チップ
19の電極パッドなどのレイアウトを3種類としたが、
センサチップ1の力学量検出軸Xと回路チップ19の基
準エッジ部SEとの間の角度の多様な変更に対応できる
ように、さらに多種類のレイアウトを設定することがで
きる。半導体加速度センサに限らず、例えばヨーレート
センサなど、他の半導体力学量センサにも広く適用でき
るものである。また、上記各実施例では、センサチップ
1の検出軸は1つとしているが、一次元方向の検出軸を
同一チップ面に複数有するものでも本発明は適用でき
る。
(Other Embodiments) The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be modified or expanded as follows. In the first embodiment, three layouts such as the electrode pads of the circuit chip 19 are used.
Various types of layouts can be set so as to cope with various changes in the angle between the physical quantity detection axis X of the sensor chip 1 and the reference edge SE of the circuit chip 19. The present invention can be widely applied not only to the semiconductor acceleration sensor but also to other semiconductor dynamic quantity sensors such as a yaw rate sensor. In each of the above embodiments, the sensor chip 1 has one detection axis. However, the present invention can be applied to a sensor chip having a plurality of one-dimensional detection axes on the same chip surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示す回路チップの概略的
平面図並びに回路チップ上にセンサチップを搭載した状
態での概略的平面図その1
FIG. 1 is a schematic plan view of a circuit chip showing a first embodiment of the present invention and a schematic plan view with a sensor chip mounted on the circuit chip, part 1

【図2】回路チップの概略的平面図並びに回路チップ上
にセンサチップを搭載した状態での概略的平面図その2
FIG. 2 is a schematic plan view of a circuit chip and a schematic plan view with a sensor chip mounted on the circuit chip, part 2

【図3】回路チップの概略的平面図並びに回路チップ上
にセンサチップを搭載した状態での概略的平面図その3
FIG. 3 is a schematic plan view of a circuit chip and a schematic plan view of a state where a sensor chip is mounted on the circuit chip.

【図4】半導体加速度センサの概略的な縦断面図FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of a semiconductor acceleration sensor.

【図5】センサチップの平面図FIG. 5 is a plan view of a sensor chip.

【図6】図5中のA−A線に沿った模式的な断面図FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG.

【図7】製造手順を示す概略的な断面図FIG. 7 is a schematic sectional view showing a manufacturing procedure.

【図8】本発明の第2実施例を示す回路チップの概略的
平面図
FIG. 8 is a schematic plan view of a circuit chip showing a second embodiment of the present invention.

【図9】回路チップ上にセンサチップを搭載した状態で
の概略的平面図
FIG. 9 is a schematic plan view in a state where a sensor chip is mounted on a circuit chip.

【図10】本発明の第3実施例を示す回路チップ上にセ
ンサチップを搭載した状態での概略的平面図
FIG. 10 is a schematic plan view showing a third embodiment of the present invention with a sensor chip mounted on a circuit chip.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1はセンサチップ、3b、6c、7c、13aは電極パ
ッド(電極部)、6bは第1の固定電極、7bは第2の
固定電極、11a、11は可動電極、18は半導体加速
度センサ(半導体力学量センサ)、19、19A、19
B、19Cは回路チップ、20はパッケージ、24、2
5はボンディングワイヤ、27はチップマウント領域、
28、29は電極パッド、30は回路チップ、31はチ
ップマウント領域、32は回路チップ、33は電極パッ
ドを示す。
1 is a sensor chip, 3b, 6c, 7c and 13a are electrode pads (electrode portions), 6b is a first fixed electrode, 7b is a second fixed electrode, 11a and 11 are movable electrodes, and 18 is a semiconductor acceleration sensor (semiconductor). Mechanical quantity sensor), 19, 19A, 19
B and 19C are circuit chips, 20 is a package, 24 and 2,
5 is a bonding wire, 27 is a chip mounting area,
28 and 29 are electrode pads, 30 is a circuit chip, 31 is a chip mounting area, 32 is a circuit chip, and 33 is an electrode pad.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の力学量検出軸を有し電極部を備え
たセンサチップと、前記センサチップを搭載するための
チップマウント領域とボンディングワイヤを介して前記
電極部と電気的に接続される電極パッドが設けられ、前
記センサチップからの信号を電気的に処理するための回
路チップとを備えた半導体力学量センサにおいて、 前記回路チップにおけるチップマウント領域は、前記力
学量検出軸を少なくとも第1の方向及び該第1の方向と
異なる第2の方向の何れか1つに向けて前記センサチッ
プを選択的に搭載可能な領域として設定され、 前記回路チップにおける電極パッドは、前記センサチッ
プが選択される全ての搭載状態に合わせて前記センサチ
ップ側の電極部と近接するように配置されてなることを
特徴とする半導体力学量センサ。
1. A sensor chip having a predetermined physical quantity detection axis and having an electrode portion, a chip mount area for mounting the sensor chip, and electrically connected to the electrode portion via a bonding wire. A semiconductor chip provided with an electrode pad and a circuit chip for electrically processing a signal from the sensor chip, wherein a chip mount region in the circuit chip has at least a first And a second direction different from the first direction is set as an area where the sensor chip can be selectively mounted, and the electrode pad in the circuit chip is selected by the sensor chip. Characterized in that the sensor is arranged so as to be close to the electrode portion on the sensor chip side in accordance with all mounting states to be performed.
【請求項2】 前記電極パッドは複数存在し、これらを
1グループとした電極パッド群が前記チップマウント領
域を囲むように複数配置され、 前記センサチップが前記チップマウント領域に搭載され
た状態で、当該センサチップ側の電極部とこれに近い距
離にある電極パッド群との間を前記ボンディングワイヤ
により接続可能に構成したことを特徴とする請求項1記
載の半導体力学量センサ。
2. A method according to claim 1, wherein a plurality of electrode pads are provided, and a plurality of electrode pads are arranged so as to surround the chip mount area, and the sensor chip is mounted on the chip mount area. 2. The semiconductor dynamic quantity sensor according to claim 1, wherein the electrode portion on the sensor chip side and an electrode pad group located close to the electrode portion can be connected by the bonding wire.
【請求項3】 前記複数個の電極パッドは、前記チップ
マウント領域を包囲するリング状にそれぞれ形成される
と共に、互いに同心円状に配置されることを特徴とする
請求項1記載の半導体力学量センサ。
3. The semiconductor dynamic quantity sensor according to claim 1, wherein the plurality of electrode pads are each formed in a ring shape surrounding the chip mount area, and are arranged concentrically with each other. .
【請求項4】 前記センサチップは、力学量の作用に応
じて変位する可動電極と、この可動電極と所定空隙を存
して対向配置された固定電極とを備え、力学量を前記可
動電極及び固定電極間に形成されるコンデンサの静電容
量の変化として取り出す容量式センサとして構成された
ものであることを特徴とする請求項1ないし3の何れか
に記載の半導体力学量センサ。
4. The sensor chip includes a movable electrode that is displaced in response to the action of a physical quantity, and a fixed electrode that is disposed to face the movable electrode with a predetermined gap therebetween. 4. The semiconductor dynamic quantity sensor according to claim 1, wherein the sensor is configured as a capacitance type sensor that takes out a change in capacitance of a capacitor formed between fixed electrodes.
【請求項5】 前記センサチップ及び回路チップを収納
するためのパッケージが設けられることを特徴とする請
求項1ないし4の何れかに記載の半導体力学量センサ。
5. The semiconductor dynamic quantity sensor according to claim 1, further comprising a package for accommodating the sensor chip and the circuit chip.
【請求項6】 所定の力学量検出軸を備えたセンサチッ
プと、このセンサチップからの信号を電気的に処理する
ための回路チップとを備えた半導体力学量センサの製造
方法において、 前記回路チップ表面に、少なくとも第1の方向または該
第1の方向と異なる第2の方向に前記力学量検出軸が向
くように前記センサチップを選択的に搭載可能なチップ
マウント領域と複数の電極パッドとを形成し、 前記力学量検出軸の向きを前記第1の方向及び前記第2
の方向の何れか1つに合わせて前記チップマウント領域
に前記センサチップを搭載し、 前記回路チップの複数の電極パッドのうち、前記センサ
チップの電極部に近接する電極パッドを選択して前記電
極部と前記選択した電極パッドとをボンディングワイヤ
にて接続したことを特徴とする半導体力学量センサの製
造方法。
6. A method of manufacturing a semiconductor dynamic quantity sensor comprising: a sensor chip having a predetermined physical quantity detection axis; and a circuit chip for electrically processing a signal from the sensor chip. A chip mount area and a plurality of electrode pads on the surface, on which the sensor chip can be selectively mounted so that the physical quantity detection axis is oriented in at least a first direction or a second direction different from the first direction. Forming the physical quantity detection axis in the first direction and the second direction.
The sensor chip is mounted on the chip mount area in accordance with any one of the directions, and an electrode pad close to an electrode portion of the sensor chip is selected from among a plurality of electrode pads of the circuit chip, and the electrode is selected. A method for manufacturing a semiconductor dynamic quantity sensor, comprising: connecting a portion and the selected electrode pad with a bonding wire.
【請求項7】 前記ボンディングワイヤのボンディング
実行前若しくは実行後に、前記センサチップ及び回路チ
ップの一体物をパッケージ内に収納することを特徴とす
る請求項6記載の半導体力学量センサの製造方法。
7. The method according to claim 6, wherein the integrated sensor chip and the circuit chip are housed in a package before or after the bonding of the bonding wire.
JP02866399A 1999-02-05 1999-02-05 Semiconductor dynamic quantity sensor and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP4003335B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02866399A JP4003335B2 (en) 1999-02-05 1999-02-05 Semiconductor dynamic quantity sensor and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02866399A JP4003335B2 (en) 1999-02-05 1999-02-05 Semiconductor dynamic quantity sensor and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000227439A true JP2000227439A (en) 2000-08-15
JP4003335B2 JP4003335B2 (en) 2007-11-07

Family

ID=12254757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02866399A Expired - Fee Related JP4003335B2 (en) 1999-02-05 1999-02-05 Semiconductor dynamic quantity sensor and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4003335B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007040950A (en) * 2005-06-29 2007-02-15 Denso Corp Sensor device
US7268435B2 (en) 2003-03-07 2007-09-11 Denso Corporation Capacitive semiconductor sensor
US7339265B2 (en) 2004-09-08 2008-03-04 Denso Corporation Capacitance type semiconductor sensor
JP2008096374A (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Denso Corp Sensor device
JP2009145317A (en) * 2007-11-21 2009-07-02 Tamagawa Seiki Co Ltd Fluid rate gyro
JP2009229189A (en) * 2008-03-21 2009-10-08 Denso Corp Capacitive physical quantity sensor
JP2011508894A (en) * 2008-01-07 2011-03-17 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Sensor device
US8039941B2 (en) 2008-05-26 2011-10-18 Panasonic Corporation Circuit board, lead frame, semiconductor device, and method for fabricating the same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7268435B2 (en) 2003-03-07 2007-09-11 Denso Corporation Capacitive semiconductor sensor
US7339265B2 (en) 2004-09-08 2008-03-04 Denso Corporation Capacitance type semiconductor sensor
JP2007040950A (en) * 2005-06-29 2007-02-15 Denso Corp Sensor device
JP4544107B2 (en) * 2005-06-29 2010-09-15 株式会社デンソー Sensor device
EP1739439B1 (en) * 2005-06-29 2017-01-18 Denso Corporation Sensing apparatus
JP2008096374A (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Denso Corp Sensor device
JP2009145317A (en) * 2007-11-21 2009-07-02 Tamagawa Seiki Co Ltd Fluid rate gyro
JP2011508894A (en) * 2008-01-07 2011-03-17 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Sensor device
JP2009229189A (en) * 2008-03-21 2009-10-08 Denso Corp Capacitive physical quantity sensor
US8039941B2 (en) 2008-05-26 2011-10-18 Panasonic Corporation Circuit board, lead frame, semiconductor device, and method for fabricating the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP4003335B2 (en) 2007-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6580804B2 (en) Integrated structure of MEMS pressure sensor and MEMS inertial sensor
EP2514713B1 (en) A micro-electromechanical system (MEMS) device
CN102313820A (en) Element structure, inertial sensor and electronic equipment
JP2004170390A (en) Sensor for dynamic quantity
US6876093B2 (en) Capacitance type dynamic quantity sensor device
JP2003240797A (en) Semiconductor acceleration sensor
US6935176B2 (en) Capacitive dynamic quantity sensor device
US20030047804A1 (en) Semiconductor device
US10408619B2 (en) Composite sensor
JPH0367177A (en) Semiconductor acceleration sensor
JP4003335B2 (en) Semiconductor dynamic quantity sensor and manufacturing method thereof
JP2004333133A (en) Inertial force sensor
JPH09292409A (en) Accelerometer
JP2006078249A (en) Capacity type semiconductor sensor
KR20040097952A (en) Capacitance type dynamic quantity sensor
JP4428210B2 (en) Mounting structure of physical quantity sensor
JP3282570B2 (en) Semiconductor acceleration sensor
CN108341394B (en) Micro-electro-mechanical system device
JP4665733B2 (en) Sensor element
JP4706634B2 (en) Semiconductor sensor and manufacturing method thereof
JP2004294071A (en) Capacity type semiconductor sensor device
JP5651977B2 (en) Method for manufacturing acceleration sensor
US20200371130A1 (en) Inertial sensor
JP2007147408A (en) Sensor element
CN116952225A (en) MEMS inertial device, sensor, detection device and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070410

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070529

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070731

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070813

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100831

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100831

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120831

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130831

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees