JP2003254988A - 力学量センサおよびその製造方法 - Google Patents
力学量センサおよびその製造方法Info
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Abstract
製の蓋部を貼り合わせたものを樹脂でモールドしてなる
力学量センサにおいて、モールド時における蓋部の強度
を確保しつつモールド材の流れを制御し、安定したモー
ルドパッケージ構造を得る。 【解決手段】 一面側に力学量を検出するための可動部
11を有する基板10と、基板10の一面側に対して可
動部11を覆うように貼り合わせられた樹脂からなる蓋
部20とを備え、基板10および蓋部20を包み込むよ
うに樹脂40でモールドしてなる力学量センサS1にお
いて、蓋部20は可動部11とは離間しており、蓋部2
0のうち可動部11に対応する外面は、外方に凸となっ
た凸曲面部21となっている。
Description
の可動部を有する力学量センサおよびその製造方法に関
する。
力学量センサとしては、例えば、加速度センサ、ヨーレ
ートセンサ等がある。このような力学量センサとして
は、特開2000−340526号公報に記載のものが
提案されている。このものは、一面側に可動部が形成さ
れた半導体基板と、半導体基板の一面側に対して可動部
を覆うように貼り合わせられた樹脂からなる蓋部とを備
えるものである。
されるように、蓋部のうち可動部と対向する部位は、段
差を有した凸部が形成されて該可動部と接触しないよう
に離間しており、さらに、その凸部の外面は平面部とな
っている。
センサを樹脂にてモールドしようとする場合、蓋部にお
ける凸部は、モールド時のモールド材(樹脂)による圧
力に対する強度が不十分であり、また、当該凸部におけ
る段差部にてモールド材の流れが阻害されるなどの問題
が生じる。
センサとしては、特開平2000−31349号公報に
記載のものが提案されている。このものでは、蓋部全体
が平板形状となっているが、このような蓋部を可動部を
有する基板に貼り合わせてさらに樹脂でモールドする場
合、モールド時におけるモールド材の圧力により、蓋部
が可動部側に変形して可動部と接触する可能性がある。
蓋部のうち可動部と対向する内面をエキシマレーザ等に
より一部除去して凹部を形成することで、蓋部と可動部
との接触を回避するようにしている。しかしながら、こ
の場合、エキシマレーザ設備およびその製造プロセスの
追加によるコストアップを招く。さらに、蓋部の一部を
除去して凹部を形成することから、その部分が薄くな
り、強度が低下してしまう。
に可動部を有する基板の一面側に対して可動部とは離間
しつつ可動部を覆うように樹脂製の蓋部を貼り合わせた
後、基板および蓋部を包み込むように樹脂でモールドし
てなる力学量センサにおいて、モールド時における蓋部
の強度を確保しつつモールド材の流れを制御し、安定し
たモールドパッケージ構造を得ることを目的とする。
め、請求項1に記載の発明では、一面側に力学量を検出
するための可動部(11)を有する基板(10)と、基
板の一面側に対して可動部を覆うように貼り合わせられ
た樹脂からなる蓋部(20)とを備え、基板および蓋部
を包み込むように樹脂(40)でモールドしてなる力学
量センサにおいて、蓋部は可動部とは離間しており、蓋
部のうち可動部に対応する外面は、外方に凸となった凸
曲面部(21)となっていることを特徴とする。
部位は、上記した従来の凸部とは異なり、段差部を持た
ないなだらかなドーム形状となる。そのため、従来に比
べて、応力が局所的に集中するのを抑制できることから
強度が向上し、且つ、モールド材の流れが阻害されな
い。
ける蓋部の強度を確保しつつモールド材の流れを制御
し、安定したモールドパッケージ構造を得ることができ
る。
ては、請求項2に記載の発明のように、球面形状をなす
ものや、請求項3に記載の発明のように、樹脂(40)
のモールド時における樹脂の流れに沿った流線形状をな
すものとすることができる。
の樹脂シート(200)の一面側に、当該一面から凸と
なった複数個の凸曲面部(21)を形成する工程と、一
面側にチップ単位毎に可動部(11)が形成されている
ウェハ(100)を用意し、このウェハの一面側に対し
て、各々の可動部と凸曲面部とが一致するように、樹脂
シートの他面側を貼り合わせて一体化する工程と、一体
化されたウェハと樹脂シートとをダイシングカットして
チップに分断する工程と、しかる後、チップを樹脂(4
0)にてモールドする工程とを備えることを特徴とす
る。
の力学量センサをウェハ状態で一括して製造することの
可能な力学量センサの製造方法を提供することができ
る。
4に記載の製造方法において、平板状の樹脂シート(2
00)をプレス成型することにより、複数個の凸曲面部
(21)を形成することを特徴とする。それによれば、
複数個の凸曲面部を一括して容易に形成することができ
る。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。
について説明する。図1は本発明の実施形態に係る樹脂
40にてモールドされた力学量センサS1の概略断面構
成を示す図である。また、図2、図3は、蓋部20の平
面形状の一例を示すために、センサチップ10および蓋
部20を樹脂40を除いた状態にて示す平面図である。
り、例えばシリコン基板等からなる。センサチップ10
の一面側には、加速度や角速度等の力学量を受けて変位
する梁構造体等からなる可動部11が形成されている。
また、センサチップ10の一面における所定領域12a
には、外部との電気的な接続を行うためのパッド12が
形成されている(図2、図3参照)。なお、図1ではパ
ッド12は省略してある。
を含むセンサチップ10の一面側を保護するための樹脂
からなるシート状の蓋部20が接着剤30を介して貼り
合わせられている。ここで、蓋部20としては、例えば
ポリイミド等の耐熱性樹脂等を採用することができ、接
着剤30としては例えば耐熱性を有するシリコーン系の
接着剤を採用することができる。
おいて可動部11とは離間しており、蓋部20のうち可
動部11に対応する外面は、外方に凸となった凸曲面部
21となっている。つまり、図1に示すように、凸曲面
部21は、可動部11から離れる方向へ段差部を持たず
に凸となったなだらかなドーム形状をなしている。
プ10を蓋部20の上方から見たときの平面構成を示し
ている。上記の凸曲面部21としては、図2に示すよう
に、球面構造をなすものや、図3に示すように、樹脂4
0をモールド成形するときの樹脂40の流れ方向Yに沿
った流線形の凸曲面構造をなすものとすることができ
る。
一面の所定領域12aに形成されたパッド12を露出さ
せるための開口部として窓部22が形成されており、こ
の窓部22を介して、パッド12は、ボンディングワイ
ヤ50によりリードフレーム60と結線され電気的に接
続されている。
ム60の上にAgペースト等の接着剤70を介して接着
固定されている。そして、これらセンサチップ10、蓋
部20、ボンディングワイヤ50およびリードフレーム
60が包み込まれるように、エポキシ樹脂等からなる樹
脂40でモールドされている。
方法について説明する。図4にその製造工程を示す。
(a)に示すように、蓋部20を形成するための蓋材と
して平板状の樹脂シート200を用意し、図4(b)に
示すように、この樹脂シート200の一面側に、当該一
面から凸となった複数個の凸曲面部21を形成する。
することにより、樹脂シート200に複数個の凸曲面部
21を形成する。具体的には、図4(b)に示すよう
に、凸曲面部21に対応した凹曲面形状を有する凹部3
10が作製された下型300と、図示しないが、凸曲面
部21と同様の凸曲面形状を有する凸部が作製された上
型とを用意して、樹脂シート200をプレス成型する。
ト200のうち将来ワイヤボンディング領域となる部分
をカットして除去することで上記窓部22を形成する。
ここで、プレスを容易にするため、プレス型は樹脂シー
ト200が変形しやすいように、高温にしておいても良
い。
00に孔320を設け、この孔320から真空引きを行
うことで、樹脂シート200の固定および変形を容易化
しても良い。また、真空引きだけでなく、成型後の離型
を容易化するためにこの孔320から圧力を加えれば、
プレス作業の効率化を図ることができる。
プ単位毎に可動部11および所定領域12aにパッド1
2が形成されているウェハ100を用意する。このよう
なウェハ100は、シリコンウェハ等の半導体ウェハに
対してフォトグラフ技術やエッチング技術を用いた周知
の半導体製造技術を施すことにより製造することができ
る。
の一面側に対して、各々の可動部11と凸曲面部21と
が一致するように、樹脂シート200の他面側を貼り合
わせて一体化する。具体的には、ウェハ100と樹脂シ
ート200とをシリコーン系接着剤等の接着剤30を介
して接着する。
ウェハ100と樹脂シート200とを、ダイシングブレ
ード300を用いてスクライブラインに沿ってダイシン
グカットを行い、ウェハ100をチップに分断する。な
お、図4(e)では、各センサチップ10および蓋部2
0の間には、ダイシングブレード400によってダイシ
ングカットされた切断部410が示されている。
化され蓋部20と一体化したセンサチップ10を、上記
図1に示すように、リードフレーム60の上に銀ペース
ト等の接着剤70で接着固定し、さらに、ワイヤボンデ
ィングを行って、ワイヤ50によりパッド12とリード
フレーム60とを結線する。
たセンサチップ10および蓋部20を、モールド金型の
内部にセットし、溶融状態の樹脂40を当該金型内に注
入、充填して硬化させる。こうして、上記図1に示され
る樹脂40でモールドされた力学量センサS1が完成す
る。
は可動部11とは離間しており、蓋部21のうち可動部
11に対応する外面は、外方に凸となった凸曲面部21
となっていることを特徴とする。
上を覆う部位は、上記した従来の凸部とは異なり、段差
部を持たないなだらかなドーム形状となる。そのため、
従来に比べて、応力が局所的に集中するのを抑制できる
ことから強度が向上し、且つ、モールド材である樹脂の
流れが阻害されない。
における蓋部20の強度の確保およびモールド材の流れ
を制御し、安定したモールドパッケージ構造を得ること
ができる。
に示すような球面構造や、上記図3に示すような流線形
構造とすることができる。さらに、図3中の矢印Y’に
示すように、ワイヤボンディングの方向も、モールド時
の樹脂の流れ方向と合わせることで、いっそう安定した
モールドパッケージ構造が可能となる。
3中の矢印Yに示すようなセンサチップ10の側面方向
からだけでなく、センサチップ10の上面方向すなわち
蓋部20の上方から樹脂を注入するようにしても良い。
この場合も、蓋部20の凸曲面部21に沿ってスムーズ
な樹脂の流れが実現できる。
よれば、本実施形態の力学量センサS1をウェハ状態で
一括して製造することができる。また、図4(b)に示
すように、平板状の樹脂シート200をプレス成型する
ことによって複数個の凸曲面部21を形成することによ
り、複数個の凸曲面部21を一括して容易に形成するこ
とができる。
の半導体基板以外にも、例えばセラミック等の基板から
構成されるものでも良い。
面図である。
る。
ある。
工程図である。
…凸曲面部、40…樹脂、100…ウェハ、200…樹
脂シート。
Claims (5)
- 【請求項1】 一面側に力学量を検出するための可動部
(11)を有する基板(10)と、 前記基板の一面側に対して前記可動部を覆うように貼り
合わせられた樹脂からなる蓋部(20)とを備え、 前記基板および前記蓋部を包み込むように樹脂(40)
でモールドしてなる力学量センサにおいて、 前記蓋部は前記可動部とは離間しており、 前記蓋部のうち前記可動部に対応する外面は、外方に凸
となった凸曲面部(21)となっていることを特徴とす
る力学量センサ。 - 【請求項2】 前記凸曲面部(21)は球面構造をなす
ものであることを特徴とする請求項1に記載の力学量セ
ンサ。 - 【請求項3】 前記凸曲面部(21)は、前記樹脂(4
0)のモールド時における樹脂の流れに沿った流線形形
状をなすものであることを特徴とする請求項1に記載の
力学量センサ。 - 【請求項4】 平板状の樹脂シート(200)の一面側
に、当該一面から凸となった複数個の凸曲面部(21)
を形成する工程と、 一面側にチップ単位毎に可動部(11)が形成されてい
るウェハ(100)を用意し、このウェハの一面側に対
して、各々の前記可動部と前記凸曲面部とが一致するよ
うに、前記樹脂シートの他面側を貼り合わせて一体化す
る工程と、 一体化された前記ウェハと前記樹脂シートとをダイシン
グカットしてチップに分断する工程と、 しかる後、前記チップを樹脂(40)にてモールドする
工程とを備えることを特徴とする力学量センサの製造方
法。 - 【請求項5】 前記平板状の樹脂シート(200)をプ
レス成型することにより、前記複数個の凸曲面部(2
1)を形成することを特徴とする請求項4に記載の力学
量センサの製造方法。
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