JP2006112886A - 加速度センサチップパッケージ及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 より小型化された加速度センサチップパッケージ及びその製造方法。
【解決手段】 加速度センサチップパッケージ10は、上面から下面に至る開口部16を画成するフレーム部13、フレーム部から開口部内に延在している梁部14a及び梁部により可動に支持されている可動部14bを含む可動構造体15、可動構造体の変位を検出する検出素子19、及びフレーム部の上面から露出して設けられている複数の電極パッド18を有する加速度センサチップ11と、その一端側が電極パッドに電気的に接続されている複数の配線部17bを有する再配線層17と、配線部の他端側に接続されている複数の外部端子70と、複数の外部端子それぞれの一部分を露出させて、加速度センサチップ上に設けられていて、電極パッド及び再配線層を封止する、閉環状の第1封止部20と、加速度センサチップの下面に接して、開口部を下面側から封止する基板12とを具えている。
【選択図】図1

Description

この発明は、加速度センサチップパッケージ及びその製造方法に関する。
半導体微細加工技術を応用したマイクロマシニング技術を用いて、数百μm程度の微小構造体を製造する技術が発展してきている。例えば、各種のセンサ、光通信分野における光スイッチ、高周波(RF)部品等への応用が始まっている。
このような微小構造体は、従来の半導体製造プロセスにより製造することができるため、単一のチップに集積することができる。
上述した微小構造体を含む、特定の機能を有するシステムが構築されているチップは、Micro−Electrical−Mechanical−Systems:MEMS、又はMicro−System−Technology:MISTと称されている(以下、単にMEMSデバイスと称する。)。このようなMEMSデバイスとしては、いわゆる加速度センサが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この文献に開示されているピエゾ型加速度センサチップの構成によれば、枠状のフレームを具えている。このフレームは、中央部及び梁部を含んでいる。この梁部はフレームの内周側面の少なくとも一部分と中央部との間で延在している。重り(可動)部は、この中央部に揺動自在に支持されている。支持部材は、フレームの下面側を支持して、重り部の外周縁を切り込み部を介して包囲している。
この可動部は、外力(応力)を受けて運動する構成部分であるので、可動部とも称せられ、可動部と梁部とは、一体的な微小構造体として作り込まれている。この梁部は肉薄で、しかも細幅で形成されている。
このような構成を有するセンサチップは、一般にパッケージ化されたデバイスとされる。
以下、図17を参照して、従来の加速度センサチップパッケージの構成例につき、説明する。
図17(A)は、従来の加速度センサチップパッケージを上面側からみた、構成要素を説明するための概略的な平面図である。なお、内部の構成を示すため、保護カバー(後述する)の上面側の図示を省略して、透過的な図としてある。
図17(B)は、(A)図のA−A’で示した一点鎖線で切断した切り口を示す模式的な図である。
この加速度センサチップパッケージ100は、加速度センサチップ110を具えている。加速度センサチップ110は、電極パッド112を有している。電極パッド112は、加速度センサチップ110から信号を出力するか、又は加速度センサチップ110に信号を入力するためのパッドである。また、加速度センサチップ110には、機械的に動作する可動構造体114が作り込まれている。
さらに、加速度センサチップ110は、可動構造体114を封止して、その動作を規制する封止基板116を有している。この封止基板116は、接着材122により、基板120に接合されている。
基板120には、保護カバー130の解放口の端縁が接着されている。保護カバー130は、加速度センサチップ110を封止する閉空間140を画成する。
また基板120の端縁には、外部端子150が設けられている。外部端子150は、保護カバー130と相俟って形成される閉空間140内部から、その外部へ導出される。閉空間140内では、センサチップ110の電極パッド112と外部端子150とがボンディングワイヤ160により、電気的に接続されている。
特開平11−135804号公報
上述した従来の加速度センサチップパッケージによれば、加速度センサチップと外部端子とがボンディングワイヤにより電気的に接続されている。そして、このボンディングワイヤを納めつつ、加速度センサチップを封止するために、保護カバーを用いている。従って、トランスファモールドや、液状樹脂を用いたポッティングによる封止が行えず、パッケージの占める体積が大きくなってしまっている。
また、従来の加速度センサチップパッケージの製造方法においては、加速度センサチップをダイシングしてから、パッケージ化していたため、ダイシング時の切削屑が、可動(錘)部の周辺に付着して、可動部が作動しなくなってしまう恐れがあった。
このように、加速度センサチップパッケージのより一層の小型化を図るための技術、また、加速度センサチップパッケージを製造するに当たり、特に可動部の破損を防止して、歩留まりを向上させることができる、より簡易な製造工程を実現するための技術が嘱望されている。
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。上述した課題を解決するにあたり、この発明の加速度センサチップパッケージは、主として、下記のような構成を具えている。
すなわち、加速度センサチップパッケージは、上面及びこの上面と対向する下面を有していて、上面から下面に至る開口部を画成するフレーム部、このフレーム部から開口部内に延在している梁部及び開口部内に納められていて、梁部により可動に支持されている可動部を含む可動構造体、この可動構造体の変位を検出する検出素子、この検出素子と電気的に接続されていて、フレーム部の上面から露出して設けられている複数の電極パッドを有する加速度センサチップを具えている。
さらに加速度センサチップには、再配線層が設けられている。この再配線層は、フレーム部上に延在させて設けられていて、その一端側が電極パッドに電気的に接続されている複数の配線部を有している。
複数の外部端子は、配線部の他端側に接続されていて、フレーム部の上面上に設けられている。
加速度センサチップパッケージは、電極パッド及び再配線層を封止する、第1封止部を具えている。第1封止部は、複数の外部端子それぞれの一部分を露出させて、加速度センサチップ上に設けられている。この第1封止部は、閉環状の形状を有している。
さらに、基板は、加速度センサチップの下面に接して、開口部を下面側から封止している。
また、この発明の加速度センサチップパッケージの製造方法は、主として下記のような工程を含んでいる。
すなわち、はじめに、スクライブラインによって区画される複数のチップ領域がマトリクス状に設定されていて、かつ当該チップ領域の内側に開口部が設けられている半導体基板であって、当該チップ領域内それぞれに、複数の電極パッド及び開口部内に納められた可動構造体を含む複数の前駆加速度センサを作り込んだ半導体基板を準備する。
複数の可動構造体の下面側を封止する、基板を接合する。
チップ領域内それぞれに延在し、一端側が電極パッドに電気的に接続されている複数の配線部を有する再配線層を形成する。
チップ領域上に、配線部の他端側に接続して、複数の外部端子を形成する。
チップ領域毎に、複数の外部端子それぞれの一部分を露出させて、電極パッド及び再配線層を封止する、複数の閉環状の第1封止部を形成する。
最後に、スクライブラインに沿って、第1封止部、半導体基板及び基板を切断して、個片化する。
この発明の加速度センサチップパッケージの構成によれば、外形サイズを、加速度センサチップとほぼ同等の大きさとすることができる。すなわち、加速度センサチップパッケージの顕著な小型化が実現される。
この発明の加速度センサチップパッケージの構成によれば、外部端子が、パッケージから突出するので、この突出する外部端子により、特に、移動(輸送)中である、製造途中又は完成後の加速度センサチップパッケージを、外部から加わる応力等から効果的に保護することができる。
また、この発明の加速度センサチップパッケージの製造方法によれば、上述した構成を有する加速度センサチップパッケージを極めて効率的に製造することができる。
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図面には、この発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び配置関係が概略的に示されているに過ぎず、従って、この発明は、特に図示例にのみ限定されるものではない。
また、以下の説明において、特定の材料、条件及び数値条件等を用いることがあるが、これらは好適例の1つに過ぎず、従って、この発明は、何らこれら好適例に限定されるものではない。
さらに、以下の説明に用いる各図において、同様の構成成分については、同一の符号を付して示し、その重複する説明を省略する場合もあることを理解されたい。
〈第1の実施の形態〉
(加速度センサチップパッケージの構成)
まず、図1及び図2を参照して、この発明の第1の実施の形態の構成例につき説明する。ここでは機能素子として、いわゆるピエゾ抵抗素子を備えたピエゾ型加速度センサチップを含む加速度センサチップパッケージを例にとって説明する。
ここでいう加速度センサチップとは、所定の加速度を計測することができる半導体チップであり、また、加速度センサチップパッケージとは、かかる加速度センサチップを含む、パッケージ化されたデバイスである。
図1(A)は、この発明の加速度センサチップパッケージを上面側からみた、構成要素を説明するための概略的な平面図である。なお、構成要素の説明のため、最も表面に位置している封止部(後述する。)の図示を省略してある。図1(B)は、図1(A)のA−A’で示した一点鎖線で切断した切り口を示す模式的な図である。
図2(A)及び(B)は、加速度センサチップパッケージを上面側からみた、構成要素を説明するための概略的な平面図である。
図1(A)及び(B)に示すように、加速度センサチップパッケージ10は、加速度センサチップ11を含んでいる。加速度センサチップ11は、フレーム部13を含んでいる。フレーム部13は、上面13a及び上面13aと対向する下面13bを有している。フレーム部13は、この例では、加速度センサチップ11の外形(輪郭)を画成する四角枠状の外枠である。
加速度センサチップ11には、開口部16が設けられている。この例では、開口部16は、四角枠状のフレーム部13に囲まれていて、フレーム部13の上面13aから下面13bに至る貫通孔として設けられている。
加速度センサチップ11は、可動構造体15を具えている。この可動構造体15は、梁部14aと可動部14bとを有している。可動部14bは、梁部14aと一体的につながって可動に設けられている。
フレーム部13からは、この梁部14aが、開口部16内に突出延在している。この梁部14aは肉薄で、しかも細幅にされている。梁部14aは、可動部14bの運動時に撓む可撓部である。
梁部14aの開口部16内に突出する先端側には、上述した可動部14bが設けられている。可動部14bは、梁部14aにより開口部16内に吊り下げられていて、かつ開口部16内に納められている。
この可動部14bの上面14baの高さは、フレーム部13及び梁部14aの高さとほぼ同一としてあり、また、可動部14bの厚さAは、フレーム部13の厚さBよりも小さくしてある。すなわち、可動部14bは、梁部14aにより、開口部16の中空に支持されている。
可動構造体15は、例えば、シリコンウェハに作り込まれている。フレーム部13と梁部14aとは、一体的につながって形成されている。このつながっている部分により、フレーム部13は梁部14aを支持し、かつ、梁部14aは可動部14bを支持している。
可動部14bは、加速度の計測のため、図1(B)に示す矢印a及びb方向に運動(変位)できるよう構成する必要がある。従って、可動部14bがフレーム部13と直接的に接触しないようにするために、及び梁部14aによって当該運動が抑制されないようにするために、可動部14bとフレーム部13との間、及びフレーム部13及び可動部14bとのつながり部分を除いた梁部14aの側縁と可動部14bとの間は、間隙16aを以って切り離してある。
この例では、可動構造体15を、4つの部分からなる梁部14aと、この梁部14aの4つの部分により4方向から支持される可動部14bとを含む構成として説明した。しかしながら、この発明の加速度センサチップパッケージの構成は、上述の構成例に限定されず、従来公知の加速度センサが具えるあらゆる可動構造体の構成に適用することができる。例えば、一方向のみから可動部14bを支持する、いわゆる片持ち式等の構成に適用することができる。
この加速度センサチップパッケージ10は、加速度センサチップ11の上面(又は下面)方向からみた平面的な外形寸法と同一サイズのパッケージとされている。その形状は、この例では四角柱状としてあるが、これに限定されるものではない。
図1(A)及び(B)に示す構成例では、四角枠状のフレーム部13の上面13a側の各辺の中心から開口部16内に直角に突出した4つの部分からなる梁部14aが設けられている。
可動部14bは、梁部14aの突出した4つの部分の先端側で支持されている。可動部14bは、この例では立方体状としてある。すなわち、可動部14bの平面的形状は四角形であって、梁部14aは、立方体の上面に相当する四角形の4辺の中央部分でそれぞれつながっている。
図示例では、可動部14bの形状を立方体状とした。しかしながら、これに限定されず想定される加速度、測定条件等に応じた、任意好適な所望の形状とすることができる。
梁部14aには、検出素子19が設けられている。この検出素子19は、この例ではピエゾ抵抗素子としてある。
この検出素子19は、測定目的とする加速度が測定できる、設計に応じた適当な個数で、好適な位置に設けておけばよい。これら検出素子19は、この可動構造体15の変位量を検出するための素子である。
検出素子19は、例示したピエゾ抵抗素子に限定されない。例えば静電容量型等の任意のタイプの加速度センサに適用される、任意好適な検出素子を選択して適宜適用することができる。
さらにピエゾ抵抗素子19のそれぞれには、信号を外部に出力するか、又はピエゾ抵抗素子19に信号を入力するための配線が接続されている(図示せず。)。この配線には、例えば、従来公知の配線構造を適用できる。また、配線材料としては、アルミニウム(Al)等の一般的な材料を適用することができる。
フレーム部13の表面13aには、複数の電極パッド18が設けられている。この電極パッド18は、フレーム部13の表面13aから露出して設けられている。
一般に、加速度センサチップ11の表面には、いわゆるパッシベーション膜等の絶縁膜が設けられている。すなわち、この電極パッド18は、このような絶縁膜から露出して、設けられている。
電極パッド18は、梁部14aの検出素子19に、上述した図示しない配線を経て、電気的に接続されている。
再配線層17は、フレーム部13の上面13a上に延在して、設けられている。再配線層17は、好ましくは、銅(Cu)等の金属配線とするのがよい。この再配線層17は、複数の配線部17aを含んでいる。これら配線部17aの一端側には、上述した電極パッド18が電気的に接続されている。また、配線部17aの他端側、すなわち、フレーム部13の上面13a上には、外部端子70が電気的に接続されている。
従って、外部端子70は、再配線層17、この再配線層17に接続されている電極パッド18、この電極パッド18に接続されている、図示しない配線を経て、検出素子19と、電気的に接続されている。
この例では、外部端子70は、配線部17aの他端側に電気的に接続されている電極ポスト40と、この電極ポスト40の頂面40aに電気的に接続されている半田ボール60とにより構成してある。半田ボール60としては、任意好適なものを使用することができる。半田ボール60は、例えば、鉛フリー半田ボール、いわゆるコアボール等を適用することもできる。
また、外部端子70は、半田ボール60を搭載しない、いわゆるランド状の形態とすることもできる。すなわち、外部端子70の形状は、加速度センサチップパッケージ10が実装される実装基板の要求に合わせて、任意好適な形態とすることができる。例えば、電極ポスト40が銅を材料として形成される場合には、まず、電極ポスト40の頂面40aにニッケル(Ni)の薄膜を成膜し、次いで、このニッケルの薄膜上に、さらに金(Au)の薄膜を成膜してもよい。また、例えば半田ペーストを、頂面40aに平面的に塗布することにより、ランドを形成してもよい。
図2(A)に示すように、加速度センサチップ11上、すなわちフレーム部13上には、第1封止部20が設けられている。第1封止部20は、開口部16、すなわち間隙16aを囲んで、かつフレーム部13が開口部16を画成する端縁から離間して設けられている。第1封止部は、閉じた環(以下、単に閉環とも称する。)状の形状を有している。その外側の輪郭は、この例では加速度センサチップ11の外側の輪郭と一致している。
第1封止部20は、複数の外部端子70それぞれの一部分を露出させて設けられている。この例では、外部端子70として、電極ポスト40の頂面40a及び半田ボール60を露出させてある。このとき、第1封止部20は、電極パッド18及び再配線層17を封止している。第1封止部20のA−A’一点鎖線に沿って切断した切断面の形状は、この例では、外部端子70の露出点を頂点として、加速度センサチップ11の開口部側及び外側の端縁側に向かう2つの斜面を有する山形となっている。
詳細は後述するが、このように、第1封止部20を一続きの閉環状に形成すれば、実装基板に対する実装時に、上述した可動構造体15を、気密の空間内に封止する構成とすることができる。
しかしながら、可動部15を気密の空間内に封止する要求がない場合には、図2(B)に示すように、封止部20は、櫛歯状に間隙を形成する複数の第1部分封止部20aとして設けてもよい。このとき、第1部分封止部20aの形状は、斜面を有する山状の形態となる。この例では、複数が設けられている第1部分封止部20aは、1つの外部端子70、この外部端子70に接続されている配線部17a及びこの配線部17aに接続されている電極パッド18を一組として、組毎に個別に封止する。
外部端子70の高さEは、上述した可動構造体15が、実装時に、図1(B)に示す矢印a方向に、所定の加速度を測定可能な程度に変位できる高さとすればよい。
加速度センサチップ11は、従来公知の任意好適な例えば接着材(図示せず。)により基板12に接合されている。基板12は、上面12aと、この上面12aと対向する下面12bとを有している。
基板12の接合は、具体的には、加速度センサチップ11の下面、すなわちフレーム部13の下面13bに、開口部16(間隙16a)を下面13b側から覆うように基板12の上面12aが接合されることにより行われている。
基板12の材質は、この発明の目的を損なわない範囲で特に限定されないが、好ましくは、ガラス基板等とするのがよい。この基板12は、可動構造体15を封止して保護するとともに、特に図1(B)に示した矢印b方向への可動構造体15の作動量(変位量)を規定している。
この基板12の上面12aのうち、加速度センサチップ11に対する接着面ではない領域、すなわち可動部14bの底面14bbとは離間している。この離間した高さDは、加速度センサチップ11の可動構造体15の所定の変位量を確保できる程度とすればよい。
この発明の加速度センサチップパッケージ10によれば、従来、加速度センサチップ及びボンディングワイヤを封止するために用いられていた保護カバーを用いることなく、外部端子をチップサイズ内に納めたチップサイズのパッケージとしてある。従って、パッケージの外形サイズを、極めて小型化することができる。また、外部端子の配置の自由度を向上させることができる。
また、外部端子が、加速度センサチップの上面から突出するので、例えば輸送中の可動構造体の破損を、効果的に防止することができる。
次に、この加速度センサチップパッケージ10の動作について簡単に説明する。
加速度センサチップパッケージ10に加速度がかかると、可動部14bが変位する。すなわち、可動部14bを支持する梁部14aには、可動部14bの変位量に応じた大きさの撓みが発生する。この撓みの大きさを、梁部14aに設けられている検出素子19の電気的な抵抗値の変化量として計測する。計測された抵抗値の変化量は、検出素子19と電気的に接続されている電極パッド18、外部端子70、すなわちこの例では電極ポスト40及び半田ボール60を介して、検出回路等に出力される。このようにして、加速度センサチップパッケージ10に加わる加速度が定量的に検出される。
(加速度センサチップパッケージの製造方法)
次に、図3〜図7を参照して、上述した加速度センサチップパッケージ10の製造方法について説明する。
この発明の加速度センサチップパッケージの製造方法は、いわゆるW−CSP(Wafer Level Chip Size Package)のプロセス技術を用いて、ウェハレベルで、再配線し、外部端子を形成し、封止し、最後に個片化する点に特色を有している。
以下、具体的な製造工程につき説明する。
なお、この発明の構成例の説明では、説明を容易にするために、いわゆるウェハレベルで、すなわち、格子状に多数が配列された状態で同時に形成される加速度センサチップパッケージのうち、隣接する2つの加速度センサチップ(パッケージ)が形成される領域のみを図示して説明する。
図3(A)は、ウェハレベルで製造途中の加速度センサチップパッケージの概略的な平面図であり、図3(B)は、ウェハレベルで製造途中の加速度センサチップパッケージを、図3(A)のA−A’で示した一点鎖線で切断した切り口を示す概略的な図である。
図4(A)及び(B)は、図3から続く模式的な説明図である。
図5(A)及び(B)は、図4から続く模式的な説明図である。
図6(A)及び(B)は、図5から続く模式的な説明図である。
図7(A)〜(C)は、図6から続く模式的な説明図である。
尚、図4(B)は図4(A)の、図5(B)は図5(A)の、図7(A)及び(B)は図6(A)及び(B)の、A−A’で示した一点鎖線で切断した切り口を示す概略的な図である。
はじめに、図3(A)及び(B)に示すように、シリコンウェハ80を準備する。シリコンウェハ80は、第1の面80aと、この第1の面80aと対向する第2の面80bとを有している。
シリコンウェハ80には、予め、複数のチップ領域80cを区画して設定しておく。このチップ領域80cは、後述する個片化工程により、最終的に加速度センサチップパッケージ10となる領域である。なお、図中、このチップ領域80cを画成する点線L1は、スクライブライン(ダイシングライン)となる。また、以下の説明において、図3(A)及び(B)に示す、隣接する2つのチップ領域80cを区別する場合には、これらを第1及び第2チップ領域とする場合もある。
次いで、図4(A)及び(B)に示すように、可動構造体15を、従来公知のホトリソグラフィ工程、エッチング工程等によって、シリコンウェハ80を加工することにより、一体的に形成する。すなわち、チップ領域80c内に、加速度センサの本質的な機能を担う可動構造体15を作り込む。このように、シリコンウェハに作り込まれた状態の可動構造体を前駆可動構造体とも称する。この可動構造体15は、上述したように、開口部16内に納められた可動部14bと、この可動部14bを支持する梁部14aとを含む構造を有している。このとき、チップ領域80c内の、開口部16よりも外側の領域が、後述するフレーム部13となる。可動部14bの底面14bb側も、従来公知のホトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、可動部14bが任意好適な厚さとなり、かつ上述した高さDが、加速度センサチップ11の可動構造体15の所定の変位量を確保できるように、任意好適な形状(底面形状)に成形される。
かかる前駆可動構造体15を含む加速度センサチップ11の具体的な構成要素の形成工程は、任意好適な従来公知のプロセスを用いて実施することができる。従って、かかる形成工程は、この実施の形態の要旨ではないので、その詳細な説明は省略する。
梁部14aの所定の位置には、通常のウェハプロセスにより、加速度を検出するための素子である検出素子19、すなわち、この例ではピエゾ抵抗素子19を作り込む。
また、ピエゾ抵抗素子19には、例えばアルミニウム(Al)を材料とし、常法に従って、その一端が電気的に接続される配線を作り込む(図示せず。)。この配線の他端は、チップ領域80c内であって、前駆可動構造体15よりも外側の領域、すなわち、後述するフレーム部13の任意好適な位置にまで延在するように導出しておく。この配線は、上述したように、絶縁膜により覆われる。
この図示しない配線の他端には、フレーム部13の表面から露出する電極パッド18が電気的に接続されるように形成される。この電極パッド18は、例えば、加速度センサチチップ11のフレーム部13の最表面に設けられた絶縁膜から、配線の一部分を露出させて形成してもよい。
次に、図4(B)に示すように、シリコンウェハ80の残存している第2の面80bに対して、マトリクス状に配置されている複数の開口部16(間隙16a)を一体として覆うように、基板12を接合する。この場合には、残存する第2の面80bは、フレーム部13及び隣接するチップ領域80c間の領域である。基板12は、常法に従って、接着材等により接着固定する。
次に、図5(A)及び(B)に示すように、フレーム部13上に、いわゆるW−CSPの製造工程における再配線層の製造工程と同様に、再配線層17を形成する。再配線層17は、同一層内に、複数の配線部17aを含んで形成される。
再配線層17は、銅(Cu)か或いは銅を含む合金のいずれかを材料として用いて、形成するのがよい。
具体的には、まず、フレーム部13上に、金属膜を設ける。この金属膜を、公知のホトリソグラフィ技術により、任意好適な配線パターンとしてパターニングする。
配線部17aは、チップ領域80c内で、延在するように設ける。配線部17aの一端側は、露出している電極パッド18に、電気的に接続するようにパターニングする。
続いて、形成された再配線層17上に、電極ポスト40を形成する。この工程は、公知のホトリソグラフィ技術によりパターニングされたレジストをマスクにして、例えば導体である銅を従来公知の方法によりメッキした後、レジストを除去して形成すればよい。
なお、このホトリソグラフィ工程の際、レジストはドライ現像用レジストを用い、ドライ現像を行うのが好ましい。
また、この例では、電極ポスト40は、延在方向(図5(A)において、紙面の上下方向)に対して垂直方向の断面形状が円となる円柱状としてある。
その後、図6(A)及び(B)に示すように、例えば、エポキシ系のモールド樹脂や液状封止材といった封止樹脂を用いて、第1封止部20を形成する。この封止工程は、従来公知の例えば、ディスペンサによる注入方式、トランスファモールド方式又は印刷方式にて行うのがよい。このとき、第1封止部20を電極ポスト40の頂面40aを覆うように厚く設けておき、研削等を行って電極ポスト40の頂面40aが、第1封止部20から露出するように形成してもよい。
また、第1封止部20の形成に、いわゆるフィルム成形等の方法を適用することもできる。この場合には、封止工程において、電極ポスト40に実質的に負荷をかけることがない。また、この場合には、封止部に対する研削工程を要せずに、電極ポスト40の頂面40aを第1封止部20の表面に露出するように形成することができる。
具体的には、図6(A)に示す例では、第1封止部20は、チップ領域80c毎に、一続きの閉環状に形成する。
図6(B)に示す例では、第1封止部20は、複数の第1部分封止部20aとして形成する。このとき、複数の第1部分封止部20aは、1つの外部端子70、この外部端子70に接続されている配線部17a及びこの配線部17aに接続されている電極パッド18を一組として、組毎に個別に封止して形成する。
また、図7(B)に示すように、第1封止部20の形成工程は、あるチップ領域(第1チップ領域)80c内の外部端子70と、当該外部端子70に接続されている配線部17及び電極パッド18に加えて、スクライブラインL1を挟んで対向する、隣接するチップ領域(第2チップ領域)80cに設けられている外部端子70、当該外部端子70に接続されている配線部17及び当該配線部17に接続されている電極パッド18とを他方の1組とするとき両組を一続きに封止する工程としてもよい。
このとき、第1封止部20は、隣接する第1及び第2チップ領域80c同士の間のスクライブラインL1をまたいで、両方のチップ領域80cの電極パッド18まで封止し、かつスクライブラインL1の延在方向に沿った線状に形成してもよい。この例では、第1封止部20は、互いに交差して、全体として格子状に形成される。
このように封止部20を形成すれば、封止工程をより簡略な工程とすることができる。また、スクライブラインL1を挟んだ外部端子70同士の間隔を狭める構成とすることができる。従って、封止工程に必要な樹脂量をより減らすことができるので、製造コストの削減にも寄与する。
さらに、第1封止部20の形成工程は、図6(B)を用いて既に説明した工程と図2(B)を用いて既に説明した工程を組み合わせて、第1チップ領域80cにに形成されていて、互いに電気的に接続関係にある1組の外部端子70、この外部端子70に接続されている配線部17a及び電極パッド18と、別の隣接する他の第2チップ領域80cに形成されていて、互いに電気的に接続関係にある1組の外部端子70、配線部17a及び電極パッド18とを1対として、当該1対毎に、隣接する第1及び第2のチップ領域80c同士の間のスクライブラインL1をまたいで、最短距離で対向するそれぞれの外部端子70の一部分をそれぞれ露出させる複数の第1部分封止部20aを含む第1封止部20を形成する工程としてもよい。
このような製造工程とすれば、複数の第1部分封止部20aを形成するので、封止樹脂材料の使用量のさらなる低減が可能となる。
電極ポスト40の露出した頂面40aに対しては、設計上必要な任意好適な処理を行ってもよい。例えば電極ポスト40の材料を銅とした場合には、電極ポスト40の頂面40aに、薄いニッケル(Ni)膜及び金(Au)膜を形成してもよい。
続いて、常法に従って、電極ポスト40の頂面40a上に半田ボール60を搭載する。この例では電極ポスト40と半田ボール60をもって、外部端子70とする例を説明した。しかしながら、外部端子70は、例えば電極ポスト40を適用せずに、第1封止部20から配線部17aの一部分を露出させ、いわゆるランド等の平面的な構造として形成してもよい。また、第1封止部20から露出している電極ポスト40の頂面40a自体を外部端子としてもよい。
この時点で、ウェハレベルでの加速度センサチップパッケージ10のパッケージングが終了する。
次いで、図7(A)及び(B)中、隣接するチップ領域80c間の領域に対して、すなわち、スクライブラインL1に沿って、常法に従い、従来公知のダイシング装置を用いてダイシングを行う。
このようにして、図7(C)に示すように、同一の構造を有する複数の加速度センサチップパッケージ10を1枚のウェハから製造することができる。なお、図7(B)に示した構成例をダイシングした場合には、第1封止部20(第1部分封止部20a)の外部端子70より外側の形状は、フレーム部13の外側の側面と揃った、フラットな形状となる(図示しない。)。
以上説明した、この実施の形態の加速度センサチップパッケージ10の製造方法によれば、W−CSPプロセスによって、加速度センサチップ11の電極パッド18に対して再配線を行い、任意好適な位置に外部端子70の形成を行う。すなわち、外部端子の配置位置を任意好適な位置に配置することができる。また、加速度センサチップ11の上面からみた場合の平面的なサイズと同等のサイズの加速度センサチップパッケージ10を効率的に製造することができる。このとき、新たな製造ラインを導入する必要は無く、従来の半導体装置の製造に要するコストと同等のコストで、加速度センサチップパッケージ10を製造することができる。
(実装構造体)
次に、加速度センサチップパッケージが実装基板に実装されている実装構造体につき説明する。この実装形態(実装構造体)及び実装方法につき、図8及び図9を参照して説明する。なお、加速度センサチップパッケージは、既に説明した加速度センサチップパッケージ10の構成を有するものとし、構成要素それぞれについては、同一番号を付してその詳細な説明は省略する。
図8(A)及び(B)は、上述の加速度センサチップパッケージ10の上面からみた平面図におけるA−A’で示す一点鎖線と同じ位置で切断した切断面を示す実装構造体の説明図であり、図9(A)及び(B)は、実装構造体を側方からみた平面的な側面図である。
図8(A)に示すように、実装構造体90は、上述した構造を具える加速度センサチップパッケージ10が、実装基板30に搭載されて構成されている。
実装基板30は、その表面から露出する実装基板電極パッド32を具えている。実装基板電極パッド32には、半田ペーストが塗布されているか、又はバンプといった接続用の構成が予め設けてあってもよい(図示しない。)。
この実装基板電極パッド32には、加速度センサチップパッケージ10、すなわち加速度センサチップ11から突出する外部端子70が接続されている。
図示例では、半田ボール60を実装基板電極パッド32と対向させて、かつこれらを互いに接触させて接続してある。
実装構造体90は、外部端子70を覆う実装基板30側の第1封止部20の一部分、外部端子70、及び実装基板電極パッド32を覆って封止する第2封止部34を具えている。
図示例では、第2封止部34は、半田ボール60、及び実装基板電極パッド32を封止している。
このとき、図9(A)に示すように、第2封止部34は、一続きに全ての外部端子70を封止する閉環状とすることができる。図示例のように、第1封止部20も上述したように閉環状の形状としてある場合には、可動構造体15を、実装基板30、第1及び第2封止部20及び34、基板12によって画成される気密の空間内に封止することができる。また、第1封止部20が、櫛歯状に設けられている、複数の第1部分封止部20aを有する場合には、第1部分封止部20a同士の間に間隙を設ける形態とすることもできる。
また、図9(B)に示すように、第2封止部34は、1つの外部端子70及びこれと接続されている1つの実装基板電極パッド32を一組として、当該一組毎に封止する複数の第2部分封止部34aを含む形態とすることができる。図示例のように、第1封止部20も既に説明したように、一続きの閉環状の形状としてある場合には、第1封止部20及びこれと連接される第2部分封止部34a同士の間に、又は第1封止部20が複数の第1部分封止部20aを有する場合には、複数の第1部分封止部20a同士の間に、間隙を設ける形態とすることもできる。
(実装方法)
この発明の加速度センサチップパッケージ10の実装基板30への具体的な実装工程につき、図8及び図9を参照して説明する。
まず、上述で既に説明した構成を有する加速度センサチップパッケージ10と、複数の実装基板電極パッド32を有している実装基板30とを準備する。
次に、外部端子70と実装基板電極パッド32との接続工程、及び封止工程が行われるが、ここでは2通りの実装方法を説明する。
(1)第1の方法
図8(A)に示すように、複数の外部端子70、すなわちこの例では半田ボール60それぞれと、実装基板電極パッド34とを、1対1の対応関係で対向させて、加速度センサチップパッケージ10を、実装基板30上に載置する。なお、この例では、実装基板電極パッド34には、図示しない半田ペーストが予め塗布してあるものとする。
次に、従来公知のリフロー槽を使用し、常法に従って、いわゆるリフロー工程を行う。この工程により、外部端子70、すなわちこの例では半田ボール60と、実装基板電極パッド34とが溶融接合される。
次に、第2封止部34を、例えば、従来公知のディスペンサを用いたいわゆるディスペンス法により、樹脂材料を供給することにより形成する。第2封止部34は、加速度センサチップパッケージ10の第1封止部20の一部分、外部端子70、すなわちこの例では、半田ボール60及びこれと接続されている実装基板電極パッド34を覆うように供給する。
この場合の樹脂材料としては、従来公知のいわゆるノーフロータイプの液状樹脂を適用するのがよい。
このとき、図9(A)に示すように、第2封止部34は、閉環状に樹脂材料を供給して形成してもよいし、図9(B)に示すように、外部端子70毎に樹脂材料を供給してもよい。
なお、樹脂材料の供給に際して、外部端子70及び実装基板電極パッド32より内側のフレーム部13及び可動構造体15の直下に位置する実装基板面に、樹脂材料が流入するおそれがあるが、例え流入したとしても、可動構造体15の動作を妨げない量であれば、特に問題ない。
最後に、使用した樹脂材料に好適な条件で、樹脂材料を硬化して第2封止部34を形成する。
以上の工程により、図8(A)に示す加速度センサチップパッケージ10を含む実装構造体90が完成する。
(第2の方法)
第2の方法は、いわゆる圧接工法による実装方法である。
まず、第1の方法と同様に、実装基板30を準備する。次いで、図8(B)に示すように、この例では実装基板電極パッド32上に、バンプ36を形成して設けておく。次に、実装基板電極パッド32及びバンプ36を覆うように、第2封止部34を形成するための樹脂材料を、上述した図9(A)又は図9(B)の構成にそれぞれなるように、閉環状に、又は実装基板電極パッド32及びバンプ36毎に個別に設ける。
この樹脂材料としては、従来公知のいわゆる圧接ペーストとして、NCP(Non−Conductive Paste)又はACP(異方導電性ペースト)を用いるのがよい。また、従来公知のいわゆる圧接フィルムを使用することもできる。例えば、NCF(Non−Conductive Film)又はACF(異方導電性フィルム)を使用することができる。
次いで、バンプ36を介して、外部端子70と、実装基板電極パッド32とを、1対1の対応関係となるように、常法に従って、圧接する。このとき、外部端子70は、樹脂材料を貫通して、バンプ36と接触して、実装基板電極パッド32と電気的に接続される。次いで、樹脂材料を硬化処理して、第2封止部34(第2部分封止部34a)を形成することにより、これら外部端子70及び実装基板電極パッド32を固定接続する。この例では、バンプ36を実装基板電極パッド32側に設ける例を説明したが、外部端子70側に予め設けておく構成としてもよい。
以上の工程により、図8(B)に示す加速度センサチップパッケージ10を含む実装構造体90が完成する。
〈第2の実施の形態〉
(加速度センサチップパッケージの構成)
図10及び図11を参照して、この発明の第2の実施の形態の構成例につき説明する。
第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージ10は、第1の実施の形態で説明した外部端子70が加速度センサチップパッケージ10の側面、すなわち封止部20の側面から露出する露出面を有する構成例である。
第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージ10の構成例は、外部端子70の形態及びこれを封止する第1封止部20の形態以外には、上述した第1の実施の形態の構成例と実質的な差異がない。従って、ここでは、第1の実施の形態と同一の構成については、同一番号を付して、その詳細な説明を省略する。
図10(A)は、第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージを上面側からみた、構成要素を説明するための概略的な平面図である。なお、構成要素の説明のため、実際には最も表面側に位置している封止部の図示を省略してある。
図10(B)は、図10(A)のA−A’で示した一点鎖線で切断した切り口を示す模式的な図である。
図11(A)は、第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージを上面側からみた、構成要素を説明するための概略的な平面図であり、図11(B)は、パッケージを側方からみた平面的な側面図である。
図10(A)及び(B)に示すように、加速度センサチップパッケージ10は、加速度センサチップ11を含んでいる。加速度センサチップ11は、フレーム部13を含んでいる。フレーム部13は、加速度センサチップ11の外形(輪郭)を画成する四角枠状の外枠である。
フレーム部13の表面13aには、複数の電極パッド18が設けられている。この電極パッド18は、フレーム部13の表面13aから露出して設けられている。
電極パッド18は、梁部14aの検出素子19に、上述した図示しない配線を経て、電気的に接続されている。
再配線層17は、フレーム部13の表面13a上に延在して、設けられている。この再配線層17は、複数の配線部17aを含んでいる。これら配線部17aの一端側には、上述した電極パッド18が電気的に接続されている。また、配線部17aの他端側には、外部端子70が電気的に接続されている。
図10(A)及び(B)に示すように、この例では、外部端子70は、配線部17aの他端側に電気的に接続されている柱状の突起電極である。この例では、柱状の外部端子70の複数の面からなる側面のうち、フレーム部13の外側の輪郭を画成する端縁側の面、すなわち、加速度センサチップ11の側面と同一平面内にある、上述した側面のうちの1つである露出面70bを有している。
また、この実施の形態の外部端子70は、その頂面70aに、半田ボール60を搭載しない、平面的な形態としてある。
図10(B)、図11(A)及び(B)に示すように、加速度センサチップ11上、すなわちフレーム部13上には、第1封止部20が設けられている。第1封止部20は、開口部16、すなわち間隙16aを囲んで、かつフレーム部13が開口部16を画成する端縁から離間して設けられている。
第1封止部20は、複数の外部端子70それぞれの一部分を露出させて設けられている。この例では、外部端子70の頂面70a及び露出面70bを露出させてある。また、このとき、第1封止部20は、電極パッド18及び再配線層17を封止している。
図10(B)に示すように、第1封止部20の図10(A)に示すA−A’一点鎖線で切断した切断面の形状は、この例では、外部端子70の頂面70aを頂点として、加速度センサチップ11の開口部側端縁側に向かう1つの斜面を有する形状となっている。
上述したように、第1封止部20を一続きの閉環状に形成すれば、実装基板に対する実装時に、上述した可動構造体15を、気密の空間内に封止する構成とすることができる。
しかしながら、可動部15を気密の空間内に封止する要求がない場合には、封止部20は、櫛歯状に間隙を形成する複数の第1部分封止部20aとして設けてもよい。すなわち、この場合には、複数が設けられている第1部分封止部20aは、1つの外部端子70、この外部端子70に接続されている配線部17a及びこの配線部17aに接続されている電極パッド18を一組として、組毎に個別に封止される。
この第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージの構成によっても、第1の実施の形態の加速度センサチップパッケージと同等の効果を得ることができる。
この第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージ10の動作については、第1の実施の形態の加速度センサチップパッケージと、何ら変わるところがないので、その説明は省略する。
(加速度センサチップパッケージの製造方法)
次に、図12、図13及び図14を参照して、第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージ10の製造方法について説明する。
なお、第1の実施の形態と同様の工程については、その詳細な説明を省略する場合もある。
図12(A)は、ウェハレベルで製造途中の加速度センサチップパッケージの概略的な平面図であり、図12(B)は、ウェハレベルで製造途中の加速度センサチップパッケージを、図12(A)のA−A’で示した一点鎖線で切断した切り口を示す概略的な図である。
図13(A)及び(B)は、図12から続く模式的な説明図である。
図14(A)及び(B)は、図13から続く模式的な説明図である。
可動構造体15、検出素子19、電極パッド18、複数の配線部17aを含む再配線層17は、その形成工程を、既に説明した第1の実施の形態と同様にして、形成する。
続いて、形成された再配線層17上に、前駆外部端子70Xを形成する。この工程は、第1の実施の形態の電極ポスト40の形成工程と同様にして形成すればよい。
前駆外部端子70Xは、図12(A)において、紙面の上下方向に対して垂直方向の断面形状が、2本の平行な直線(以下、単に長軸と称する。)の直近の2つの端縁同士を曲線で結んだ略楕円形状となる柱状としてある。
前駆外部端子70Xは、長軸がスクライブラインL1に対して直交する方向に、かつ隣接するチップ領域80c同士の間のスクライブラインL1をまたいで、かつスクライブラインL1が前駆外部端子70Xの長軸を均等に分割するように、延在させてある。
その後、図13(A)及び(B)に示すように、第1の実施の形態と同様にして、前駆外部端子70Xの頂面70aを露出させてこれを封止する第1封止部20を形成する。
具体的には、図13(A)に示す例では、第1の実施の形態と同様に、第1封止部20は、隣接するチップ領域80c同士に、スクライブラインL1を挟んでまたがる前駆外部端子70X、当該前駆外部端子70Xに接続されている配線部17a及び当該配線部17aに接続されている電極パッド18を一続きに封止する工程とする。このとき、第1封止部20は、隣接するチップ領域80c同士の間のスクライブラインL1をまたいで、両方のチップ領域80cの電極パッド18まで封止し、かつスクライブラインL1の延在方向に沿った線状に形成する。従って、この例では、第1封止部20は、互いに交差して、全体として格子状に形成する。
図13(B)に示す例では、第1封止部20は、スクライブラインL1をまたぐ複数の第1部分封止部20aとして形成する。このとき、複数の第1部分封止部20aは、前駆外部端子70X、この外部端子70に接続されている、隣接する2つのチップ領域80cそれぞれから延在する配線部17a及びこの配線部17aに接続されている電極パッド18を一組として、組毎に個別に封止して形成する。
前駆外部端子70Xの露出した頂面70aに対しては、設計上必要な任意好適な処理を行ってもよい。例えば電極ポスト40の材料を銅とした場合には、電極ポスト40の頂面40aにバリアメタル層として、薄いニッケル(Ni)膜及び金(Au)膜を形成してもよい。
この例では、頂面70a上に半田ボール60を搭載しない、平面的な構造としておく。また、頂面70aに対しては、半田ペーストを塗布しておく等の、実装工程に応じた処理を行っておいてもよい。
この時点で、ウェハレベルでの加速度センサチップパッケージ10のパッケージングが終了する。
次いで、図14(A)中、隣接するチップ領域80c間の領域に対して、すなわち、上述したスクライブラインL1に沿って、常法に従って、従来公知のダイシング装置を用いてダイシングを行う。
このようにして、図14(B)に示すように、同一の構造を有する複数の加速度センサチップパッケージ10を1枚のウェハから製造することができる。なお、この例では、この段階で、前駆外部端子70Xは、外部端子70として完成し、露出面70bが併せて形成される。すなわち、外部端子70の露出面70bは、フレーム部13の外側の側面と揃った、フラットな形状となる。
以上説明した、この実施の形態の加速度センサチップパッケージ10の製造方法によれば、W−CSPプロセスによって、加速度センサチップ11の電極パッド18に対して再配線を行い、任意好適な位置に外部端子70の形成を行う。すなわち、外部端子の配置位置を任意好適な位置に配置することができる。また、加速度センサチップ11の上面からみた場合の平面的なサイズと同等のサイズの加速度センサチップパッケージ10を効率的に製造することができる。このとき、新たな製造ラインを導入する必要は無く、従来の半導体装置の製造に要するコストと同等のコストで、加速度センサチップパッケージ10を製造することができる。
前駆外部端子70Xを、2つのチップ領域80cにまたがるように形成するので、チップ領域80cの面積をより小さくすることができる。
(実装構造体)
次に、加速度センサチップパッケージが実装基板に実装されている実装構造体につき説明する。この実装形態(実装構造体)につき、図15及び図16を参照して説明する。なお、加速度センサチップパッケージは、既に説明した第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージ10の構成を有するものとし、構成要素それぞれについては、同一番号を付してその詳細な説明は省略する。
図15(A)及び(B)は、上述の第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージ10の上面からみた平面図におけるA−A’で示す一点鎖線で切断した切断面を示す実装構造体の説明図である。
図16(A)及び(B)は、実装構造体90を側方からみた平面的な側面図である。
図15(A)に示すように、実装構造体90は、上述した構造を具える加速度センサチップパッケージ10が、実装基板30に搭載されて構成されている。
実装基板30は、その表面から露出する実装基板電極パッド32を具えている。実装基板電極パッド32には、半田ペーストが塗布されているか、又はバンプといった接続用の構成が予め設けておいてもよい(図示しない。)。
この実装基板電極パッド32には、加速度センサチップパッケージ10、すなわち加速度センサチップ11から突出する外部端子70が接続されている。
図示例では、いわゆるリフロー工程により、フィレット72を挟んで、かつ露出面70bを覆うように、外部端子70と実装基板電極パッド32とを接続してある。
このように、フィレットを形成して、導通をとる構成とすれば、より耐応力に優れた強固な接続として実装することができる。
実装構造体90は、外部端子70を覆う実装基板30側の第1封止部20の一部分、外部端子70、特にその露出面70bの全面、及び実装基板電極パッド32を覆って封止する第2封止部34を具えている。
このとき、図16(A)に示すように、第2封止部34は、一続きに全ての外部端子70を封止する閉環状とすることができる。図示例のように、第1封止部20も閉環状の形状としてある場合には、可動構造体15を、実装基板30、第1及び第2封止部20及び34、基板12によって画成される気密の空間内に封止することができる。また、第1封止部20が、櫛歯状に設けられている、複数の第1部分封止部20aを有する場合には、第1部分封止部20a同士の間に間隙を設ける形態とすることもできる。
また、図16(B)に示すように、第2封止部34は、1つの外部端子70及びこれと接続されている1つの実装基板電極パッド32を一組として、当該一組毎に封止する複数の第2部分封止部34aを含む形態とすることができる。図示例のように、第1封止部20が、一続きの閉環状の形状としてある場合には、第1部分封止部20a及びこれと連接される第2部分封止部34a同士の間に、又は第1封止部20が複数の第1部分封止部20aを有する場合には、複数の第1部分封止部20a同士の間に、間隙を設ける形態とすることもできる。
(実装方法)
第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージ10の実装基板30への具体的な実装工程につき、図15及び図16を参照して説明する。
まず、上述で既に説明した構成を有する加速度センサチップパッケージ10と、複数の実装基板電極パッド32を有している実装基板30とを準備する。
次に、外部端子70との実装基板電極パッド32との接続工程、及び封止工程が行われるが、第1の実施の形態で既に説明した方法と同様に、2通りの実装方法がある。
以下、これらにつき、説明するが、第1の実施の形態と同様の工程及び条件等についてはその説明を省略する。
(1)第1の方法
図15(A)に示すように、複数の外部端子70の頂面70aそれぞれと、実装基板電極パッド32とを、1対1の対応関係で対向させて、加速度センサチップパッケージ10を、実装基板30上に載置する。なお、この例では、実装基板電極パッド32には、半田ペーストが予め塗布してあるものとする。
次に、従来公知のリフロー槽を使用して、常法に従って、いわゆるリフロー工程を行う。この工程により、外部端子70と、実装基板電極パッド32とは、半田ペーストによりが溶融接合される。
このとき、実装基板電極パッド32の表面に塗布されていた半田ペーストは、露出面70bを覆うように這い上って、フィレット72が形成される。
次に、第2封止部34を、従来公知のディスペンサを用いたいわゆるディスペンス法により、樹脂材料を供給することにより形成する。第2封止部34は、加速度センサチップパッケージ10の第1封止部20の一部分、外部端子70、特に露出面70bの全面及び外部端子70と接続されている実装基板電極パッド32を覆うように供給する。
このとき、図16(A)に示すように、第2封止部34は、一続きの閉環状に樹脂材料を供給して形成してもよいし、図16(B)に示すように、外部端子70毎に樹脂材料を供給してもよい。
なお、樹脂材料の供給に際して、外部端子70及び実装基板電極パッド32より内側のフレーム部13及び可動構造体15の直下に位置する実装基板30面に、樹脂材料が流入するおそれがあるが、例え流入したとしても、可動構造体15の動作を妨げない量であれば、特に問題ない。
最後に、使用した樹脂材料に好適な条件で、樹脂材料を硬化して第2封止部34を形成する。
以上の工程により、図15(A)に示す加速度センサチップパッケージ10を含む実装構造体90が完成する。
(第2の方法)
第2の方法は、いわゆる圧接工法による実装方法である。
まず、第1の方法と同様に、実装基板30を準備する。次に、図15(B)に示すように、この例では実装基板電極パッド32上に、バンプ36を形成して設けておく。次に、実装基板電極パッド32及びバンプ36を覆うように、第2封止部34を形成するための樹脂材料を、上述した図16(A)又は図16(B)の構成にそれぞれなるように、一続きの閉環状に、又は実装基板電極パッド32及びバンプ36毎に個別に設ける。
次いで、バンプ36を介して、外部端子70と、実装基板電極パッド32とを、1対1の対応関係となるように、常法に従って、圧接する。このとき、露出面70bが、樹脂材料により覆われるように行う。次いで、樹脂材料を硬化処理して、第2封止部34(第2部分封止部34a)を形成することにより、これら外部端子70及び実装基板電極パッド32を固定接続する。この例では、バンプ36を実装基板電極パッド32側に設ける例を説明したが、外部端子70側に予め設けておく構成としてもよい。
以上の工程により、図15(B)に示す構成を具える加速度センサチップパッケージ10を含む実装構造体90が完成する。
(A)は、この発明の加速度センサチップパッケージを上面側からみた、構成要素を説明するための概略的な平面図であり、(B)は、(A)のA−A’で示した一点鎖線で切断した切り口を示す模式的な図である。 (A)及び(B)は、加速度センサチップパッケージを上面側からみた、構成要素を説明するための概略的な平面図である。 (A)は、ウェハレベルで製造途中の加速度センサチップパッケージの概略的な平面図であり、(B)は、(A)のA−A’で示した一点鎖線で切断した切り口を示す概略的な図である。 (A)及び(B)は、図3から続く模式的な説明図である。 (A)及び(B)は、図4から続く模式的な説明図である。 (A)及び(B)は、図5から続く模式的な説明図である。 (A)〜(C)は、図6から続く模式的な説明図である。 (A)及び(B)は、上述の加速度センサチップパッケージの上面からみた平面図におけるA−A’で示す一点鎖線で切断した切断面を示す実装構造体の説明図である。 (A)及び(B)は、実装構造体を側方からみた平面的な側面図である。 (A)は、第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージを上面側からみた、構成要素を説明するための概略的な平面図であり、(B)は、(A)のA−A’で示した一点鎖線で切断した切り口を示す模式的な図である。 (A)は、第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージを上面側からみた、構成要素を説明するための概略的な平面図であり、(B)は、加速度センサチップパッケージを側方からみた平面的な側面図である。 (A)は、ウェハレベルで製造途中の加速度センサチップパッケージの概略的な平面図であり、(B)は、(A)のA−A’で示した一点鎖線で切断した切り口を示す概略的な図である。 (A)及び(B)は、図12から続く模式的な説明図である。 (A)及び(B)は、図13から続く模式的な説明図である。 (A)及び(B)は、第2の実施の形態の加速度センサチップパッケージの上面からみた平面図におけるA−A’で示す一点鎖線で切断した切断面を示す実装構造体の説明図である。 (A)及び(B)は、実装構造体を側方からみた平面的な側面図である。 従来技術の説明図である。
符号の説明
10、100:加速度センサチップパッケージ
11、110:加速度センサチップ
12、120:基板
12a:上面
12b:下面
13:フレーム部
13a:上面
13b:下面
14a:梁部
14b:可動(錘)部
14ba:上面
14bb:底面
15、114:可動構造体
16:開口部
16a:間隙
17:再配線層
17a:配線部
18、112:電極パッド
19:検出素子(ピエゾ抵抗素子)
20:第1封止部
20a:第1部分封止部
30:実装基板
32:実装基板電極パッド
34:第2封止部
34a:第2部分封止部
36:バンプ
40:電極ポスト
40a:頂面
60:半田ボール
70X:前駆外部端子
70、150:外部端子
70a:頂面
70b:露出面
72:フィレット(半田ペースト)
80:シリコンウェハ
80a:第1の面(表面)
80b:第2の面(裏面)
80c:チップ領域
90:実装構造体
116:封止基板
122:接着剤
130:保護カバー
140:閉空間

Claims (19)

  1. 上面及び該上面と対向する下面を有していて、前記上面から前記下面に至る開口部を画成するフレーム部、該フレーム部から前記開口部内に延在している梁部及び前記開口部内に納められていて、前記梁部により可動に支持されている可動部を含む可動構造体、当該可動構造体の変位を検出する検出素子、該検出素子と電気的に接続されていて、前記フレーム部の前記上面から露出して設けられている複数の電極パッドを有する加速度センサチップと、
    前記フレーム部上に延在させて設けられていて、一端側が前記電極パッドに電気的に接続されている複数の配線部を有する再配線層と、
    前記配線部の他端側に接続されていて、前記フレーム部の前記上面上に設けられている複数の外部端子と、
    複数の前記外部端子それぞれの一部分を露出させて、前記加速度センサチップ上に設けられていて、前記電極パッド及び前記再配線層を封止する閉環状の第1封止部と、
    前記加速度センサチップの下面に接して、前記開口部を前記下面側から封止する基板と
    を具えていることを特徴とする加速度センサチップパッケージ。
  2. 上面及び該上面と対向する下面を有していて、前記上面から前記下面に至る開口部を画成するフレーム部、該フレーム部から前記開口部内に延在している梁部及び前記開口部内に納められていて、前記梁部により可動に支持されている可動部を含む可動構造体、当該可動構造体の変位を検出する検出素子、該検出素子と電気的に接続されていて、前記フレーム部の前記上面から露出して設けられている複数の電極パッドを有する加速度センサチップと、
    前記フレーム部上に延在させて設けられていて、一端側が前記電極パッドに電気的に接続されている複数の配線部を有する再配線層と、
    前記配線部の他端側に接続されていて、前記フレーム部の前記上面上に設けられている複数の外部端子と、
    1つの前記外部端子、当該外部端子に接続されている配線部、及び当該配線部に接続されている電極パッドを1組として封止して、複数の前記外部端子毎に設けられている、複数の第1部分封止部を含む第1封止部と、
    前記加速度センサチップの下面に接して、前記開口部を前記下面側から封止する基板と
    を具えていることを特徴とする加速度センサチップパッケージ。
  3. 前記外部端子は、頂面、及び側面の一部分が前記第1封止部から露出する柱状の外部端子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の加速度センサチップパッケージ。
  4. 前記外部端子は、前記配線部の他端側に電気的に接続され、頂面が前記封止部から露出している電極ポストと、露出した前記電極ポストの頂面上に電気的に接続されている半田ボールとで構成してあることを特徴とする請求項1又は2に記載の加速度センサチップパッケージ。
  5. 上面及び該上面と対向する下面を有していて、前記上面から前記下面に至る開口部を画成するフレーム部、該フレーム部から前記開口部内に延在している梁部及び前記開口部内に納められていて、前記梁部により可動に支持されている可動部を含む可動構造体、当該可動構造体の変位を検出する検出素子、及び該検出素子と電気的に接続されていて、前記フレーム部の前記上面から露出して設けられている複数の電極パッドを有する加速度センサチップ、前記フレーム部上に延在させて設けられていて、その一端側が前記電極パッドに電気的に接続されている複数の配線部を有する再配線層、前記配線部の他端側に接続されていて、前記フレーム部の前記上面上に設けられている複数の外部端子、複数の前記外部端子それぞれの一部分を露出させて、前記加速度センサチップ上に設けられていて、前記電極パッド及び前記再配線層を封止する、閉環状の第1封止部、及び前記加速度センサチップの下面に接して、前記開口部を前記下面側から封止する基板を具えている加速度センサチップパッケージと、
    前記加速度センサチップパッケージの外部端子が接続されている、複数の実装基板電極パッドを有している実装基板と、
    前記第1封止部の一部分、及び前記外部端子を覆って封止する第2封止部と
    を具えることを特徴とする実装構造体。
  6. 上面及び該上面と対向する下面を有していて、前記上面から前記下面に至る開口部を画成するフレーム部、該フレーム部から前記開口部内に延在している梁部及び前記開口部内に納められていて、前記梁部により可動に支持されている可動部を含む可動構造体、当該可動構造体の変位を検出する検出素子、及び該検出素子と電気的に接続されていて、前記フレーム部の前記上面から露出して設けられている複数の電極パッドを有する加速度センサチップ、前記フレーム部上に延在させて設けられていて、その一端側が前記電極パッドに電気的に接続されている複数の配線部を有する再配線層、前記配線部の他端側に接続されていて、前記フレーム部の前記上面上に設けられている複数の外部端子、1つの前記外部端子、当該外部端子に接続されている配線部及び当該配線部に接続されている電極パッドを1組として封止して、複数の前記外部端子毎に設けられている、複数の第1部分封止部を含む第1封止部、及び加速度センサチップの下面に接して、前記開口部を前記下面側から封止する基板を具えている加速度センサチップパッケージと、
    前記加速度センサチップパッケージの外部端子が接続されている、複数の実装基板電極パッドを有している実装基板と、
    前記第1封止部の一部分に接触して、前記外部端子及び当該外部端子と接続されている複数の実装基板電極パッドを覆って封止する第2封止部と
    を具えていることを特徴とする実装構造体。
  7. 前記第2封止部は、複数の前記外部端子及び当該外部端子と接続されている複数の前記実装基板電極パッドを一続きに封止する、閉環状であることを特徴とする請求項5又は6に記載の実装構造体。
  8. 前記第2封止部は、複数の前記外部端子及び当該外部端子と接続されている複数の前記実装基板電極パッドのうち、1つの前記外部端子及びこれと接続されている1つの前記実装基板電極パッドを一組として、当該一組毎に封止する複数の第2部分封止部を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の実装構造体。
  9. 前記外部端子は、頂面、及び側面の一部分が前記第1封止部から露出する柱状の外部端子であり、前記第2封止部は、前記第1封止部から露出する前記外部端子の露出面を封止している封止部であることを特徴とする請求項5又は6に記載の実装構造体。
  10. スクライブラインによって区画される複数のチップ領域がマトリクス状に設定されていて、かつ当該チップ領域の内側に開口部が設けられている半導体基板であって、当該チップ領域内それぞれに、複数の電極パッド及び前記開口部内に納められた可動構造体を含む複数の前駆加速度センサを作り込んだ半導体基板を準備する工程と、
    複数の前記可動構造体の下面側を封止する、基板を接合する工程と、
    前記チップ領域内それぞれに延在し、及び一端側が前記電極パッドに電気的に接続されている複数の配線部を有する再配線層を形成する工程と、
    前記チップ領域上に、前記配線部の他端側に接続して、複数の外部端子を形成する工程と、
    前記チップ領域毎に、複数の前記外部端子それぞれの一部分を露出させて、前記電極パッド、及び前記再配線層を封止する、複数の閉環状の第1封止部を形成する工程と、
    前記スクライブラインに沿って、前記第1封止部、前記半導体基板及び前記基板を切断して、個片化する工程と
    を含むことを特徴とする加速度センサチップパッケージの製造方法。
  11. 前記第1封止部の形成工程は、前記チップ領域に形成されていて、互いに電気的に接続関係にある1組の前記外部端子、当該外部端子に接続されている前記配線部及び前記電極パッドと、隣接する他のチップ領域に形成されていて、互いに電気的に接続関係にある1組の外部端子、配線部及び電極パッドとを1対として、当該1対毎に、隣接するチップ領域同士の間の前記スクライブラインをまたいで、それぞれの前記外部端子の一部分をそれぞれ露出させる複数の第1部分封止部を含む第1封止部を形成する工程であることを特徴とする請求項10に記載の加速度センサチップパッケージの製造方法。
  12. スクライブラインによって区画される複数のチップ領域がマトリクス状に設定されていて、かつ当該チップ領域の内側に開口部が設けられている半導体基板であって、当該チップ領域内それぞれに、複数の電極パッド及び前記開口部内に納められた可動構造体を含む複数の前駆加速度センサを作り込んだ半導体基板を準備する工程と、
    複数の前記可動構造体の下面側を封止する、基板を接合する工程と、
    前記開口部よりも外側である前記チップ領域内それぞれに延在し、その一端側が前記電極パッドに電気的に接続されている複数の配線部を有する再配線層を形成する工程と、
    隣接する2つの前記チップ領域の前記配線部それぞれの他端側に接続されていて、隣接する2つの前記チップ領域間に位置する前記スクライブラインをまたぐ、複数の前駆外部端子を形成する工程と、
    複数の前記前駆外部端子の頂面を露出させ、かつ前記スクライブラインを挟んで前記前駆外部端子に接続されている、隣接する2つの前記チップ領域それぞれの前記配線部、当該配線部に接続されている前記電極パッドを一続きに封止する、第1封止部を形成する工程と、
    前記スクライブラインに沿って、前記第1封止部、前記前駆外部端子、前記半導体基板及び前記基板を切断して、外部端子の形成及び個片化を行う工程と
    を含むことを特徴とする加速度センサチップパッケージの製造方法。
  13. 前記第1封止部の形成工程は、前記チップ領域に形成されていて、互いに電気的に接続関係にある1組の前記外部端子、当該外部端子に接続されている前記配線部及び前記電極パッドと、隣接する他のチップ領域に形成されていて、互いに電気的に接続関係にある1組の外部端子、配線部及び電極パッドとを1対として、当該1対毎に、隣接するチップ領域同士の間の前記スクライブラインをまたいで、それぞれの前記外部端子の一部分をそれぞれ露出させる複数の第1部分封止部を含む第1封止部を形成する工程であることを特徴とする請求項12に記載の加速度センサチップパッケージの製造方法。
  14. 上面及び該上面と対向する下面を有していて、前記上面から前記下面に至る開口部を画成するフレーム部、該フレーム部から前記開口部内に延在している梁部及び前記開口部内に納められていて、前記梁部により可動に支持されている可動部を含む可動構造体、当該可動構造体の変位を検出する検出素子、及び該検出素子と電気的に接続されていて、前記フレーム部の前記上面から露出して設けられている複数の電極パッドを有する加速度センサチップ、前記フレーム部上に延在させて設けられていて、その一端側が前記電極パッドに電気的に接続されている複数の配線部を有する再配線層、前記配線部の他端側に接続されていて、前記フレーム部上に設けられている複数の外部端子、複数の前記外部端子それぞれの一部分を露出させて、前記フレーム部の前記上面上に設けられていて、前記電極パッド及び前記再配線層を封止する、閉環状の第1封止部、及び前記加速度センサチップの下面に接して、前記開口部を前記下面側から封止する基板を具えている加速度センサチップパッケージを準備する工程と、
    複数の実装基板電極パッドを有している実装基板を準備する工程と、
    複数の前記外部端子と、複数の前記実装基板電極パッドとを対向させて、接続する工程と、
    前記第1封止部の一部分、及び前記外部端子及び当該外部端子と接続されている複数の実装基板電極パッドを覆って封止する、第2封止部を形成する工程と
    を含むことを特徴とする実装構造体の製造方法。
  15. 上面及び該上面と対向する下面を有していて、前記上面から前記下面に至る開口部を画成するフレーム部、該フレーム部から前記開口部内に延在している梁部及び前記開口部内に納められていて、前記梁部により可動に支持されている可動部を含む可動構造体、当該可動構造体の変位を検出する検出素子、及び該検出素子と電気的に接続されていて、前記フレーム部の前記上面から露出して設けられている複数の電極パッドを有する加速度センサチップ、前記フレーム部上に延在させて設けられていて、その一端側が前記電極パッドに電気的に接続されている複数の配線部を有する再配線層、前記配線部の他端側に接続されていて、前記フレーム部の前記上面上に設けられている複数の外部端子、1つの前記外部端子、当該外部端子に接続されている配線部及び当該配線部に接続されている電極パッドを1組として封止して、複数の前記外部端子毎に設けられている、複数の第1部分封止部を含む第1封止部、及び加速度センサチップの下面に接して、前記開口部を前記下面側から封止する基板を具えている加速度センサチップパッケージを準備する工程と、
    複数の実装基板電極パッドを有している実装基板を準備する工程と、
    複数の前記外部端子と、複数の前記実装基板電極パッドとを対向させて、接続する工程と、
    前記第1封止部の一部分、及び前記外部端子及び当該外部端子と接続されている複数の実装基板電極パッドを覆って封止する、第2封止部を形成する工程と
    を含むことを特徴とする実装構造体の製造方法。
  16. 前記第2封止部を形成する工程は、液状樹脂を、複数の前記外部端子及び当該外部端子と接続されている複数の前記実装基板電極パッドを一続きに封止する、閉環状の形状に注入した後、当該液状樹脂を硬化する工程であることを特徴とする請求項14又は15に記載の実装構造体の製造方法。
  17. 前記第2封止部を形成する工程は、複数の前記外部端子及び当該外部端子と接続されている複数の前記実装基板電極パッドのうち、1つの前記実装基板電極パッド及びこれと接続されている前記外部端子を一組として、当該一組毎に封止する複数の第2部分封止部を形成する工程であることを特徴とする請求項14又は15に記載の実装構造体の製造方法。
  18. 前記外部端子を形成する工程は、頂面、及び側面の一部分が前記第1封止部から露出する、露出面を有する柱状の外部端子であり、
    前記第2封止部を形成する工程は、前記第1封止部から露出する前記外部端子の露出面及び当該外部端子と接続されている複数の実装基板電極パッドを封止する工程であることを特徴とする請求項14又は15に記載の実装構造体の製造方法。
  19. 上面及び該上面と対向する下面を有していて、前記上面から前記下面に至る開口部を画成するフレーム部、該フレーム部から前記開口部内に延在している梁部及び前記開口部内に納められていて、前記梁部により可動に支持されている可動部を含む可動構造体、当該可動構造体の変位を検出する検出素子、及び該検出素子と電気的に接続されていて、前記フレーム部の前記上面から露出して設けられている複数の電極パッドを有する加速度センサチップ、前記フレーム部上に延在させて設けられていて、その一端側が前記電極パッドに電気的に接続されている複数の配線部を有する再配線層、前記配線部の他端側に接続されていて、前記フレーム部上に設けられている複数の外部端子、複数の前記外部端子それぞれの一部分を露出させて、前記フレーム部の前記上面上に設けられていて、前記電極パッド及び前記再配線層を封止する、閉環状の第1封止部、及び前記加速度センサチップの下面に接して、前記開口部を前記下面側から封止する基板を具えている加速度センサチップパッケージを準備する工程と、
    複数の実装基板電極パッドを有している実装基板を準備する工程と、
    前記実装基板上に、複数の前記実装基板電極パッドを一続きに封止する、閉環状の形状に、樹脂材料を供給する工程と、
    複数の前記外部端子を、前記樹脂材料を貫通させて、複数の前記実装基板電極パッドとを対向させて、圧着して接続する工程と、
    前記樹脂材料を硬化して、第2封止部を形成する工程と
    を含むことを特徴とする実装構造体の製造方法。
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