JP2007033185A - Sensor module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce effect of heat history on a sensor element and reduce the profile of a sensor module in the sensor module having a weight. <P>SOLUTION: The sensor module 1 comprises the sensor element 11 which has the weight G displaced in the thickness direction, a circuit board 12 which has a through space 12a for housing the sensor element 11, a plate-shaped semiconductor device 13 which is connected to the circuit board 12 through a bump 23 so that an upper opening of the through space 12a is blocked, and an interposer 14 made of a thin board member connected to the circuit board 12 and the sensor element 11 through bumps 22, 21, respectively, so that a lower opening of the through space 12a housing the sensor element 11 is blocked. The upper surface of the interposer 14 facing the sensor element 11 functions as a stopper for preventing the weight G from being displaced downwardly beyond a certain extent. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、厚み方向に変位する重錘体が形成されたセンサ素子を有するセンサモジュールに関する。   The present invention relates to a sensor module having a sensor element in which a weight body that is displaced in the thickness direction is formed.

従来から、厚み方向に変位する重錘体が形成されたセンサ素子によって、例えば加速度を検出する加速度検出用のセンサモジュールがある。このようなセンサモジュールにおいて、センサ素子を絶縁基板に実装するためのボンディングワイヤの長さを短くしてモジュールの小型化を図ると共に、センサ素子を実装する絶縁基板の熱膨張係数をセンサ素子の熱膨張係数と合わせることにより、センサ素子への熱歪みの影響の低減を図るものが知られている（例えば、特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is an acceleration detection sensor module that detects, for example, acceleration by a sensor element in which a weight body that is displaced in the thickness direction is formed. In such a sensor module, the length of the bonding wire for mounting the sensor element on the insulating substrate is shortened to reduce the size of the module, and the thermal expansion coefficient of the insulating substrate on which the sensor element is mounted is set to the thermal resistance of the sensor element. It is known to reduce the influence of thermal strain on the sensor element by combining with the expansion coefficient (see, for example, Patent Document 1).

また、ワイヤボンディングの代わりにバンプを用いるセンサモジュールが知られており、これを、図５を参照して説明する。このセンサモジュールは、厚み方向に変位する重錘体Ｇが形成されたセンサ素子９１を、実装基板９４の凹部９４ａの底面に実装し、凹部９４ａの開口を板状の半導体素子９６で封止して形成されている。センサ素子９１の上下には、重錘体Ｇの上下移動をそれぞれ制限するストッパ９２，９３が設けられている。センサ素子９１は、センサ素子９１からの出力信号を取り出すバンプ９５を介して実装基板９４に実装されている。半導体素子９６は、バンプ９７を介して実装基板９４に電気的に接合され、そのバンプ９７の周辺には、絶縁樹脂９８が充填されて、凹部９４ａが封止されている。
特開平４−３３２８６９号公報 Also, sensor modules that use bumps instead of wire bonding are known and will be described with reference to FIG. In this sensor module, a sensor element 91 formed with a weight body G that is displaced in the thickness direction is mounted on the bottom surface of a recess 94a of a mounting substrate 94, and the opening of the recess 94a is sealed with a plate-like semiconductor element 96. Is formed. Above and below the sensor element 91 are provided stoppers 92 and 93 for restricting the vertical movement of the weight body G, respectively. The sensor element 91 is mounted on the mounting substrate 94 through bumps 95 that take out output signals from the sensor element 91. The semiconductor element 96 is electrically bonded to the mounting substrate 94 via the bump 97, and the periphery of the bump 97 is filled with an insulating resin 98 to seal the recess 94a.
JP-A-4-332869

しかしながら、上述した図５や特許文献１に示されるようなセンサモジュールにおいては、重錘体の可動範囲を制限する上下のストッパが可動範囲制限のためだけに専用に設けられており、このようなストッパの構造が、センサモジュールの小型化、特に低背化を妨げるという問題がある。   However, in the sensor module as shown in FIG. 5 and Patent Document 1 described above, upper and lower stoppers for limiting the movable range of the weight body are provided exclusively for limiting the movable range. There is a problem that the structure of the stopper hinders downsizing of the sensor module, in particular, reduction in height.

本発明は、上記課題を解消するものであって、センサ素子への熱履歴影響の低減を実現すると共に、低背化を実現する重錘体を有するセンサモジュールを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a sensor module having a weight body that realizes a reduction in the influence of thermal history on the sensor element and a reduction in height.

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、厚み方向に変位する重錘体が形成されたセンサ素子と、前記センサ素子を収納するための貫通空間が形成された回路基板と、前記貫通空間の上方の開口を閉塞するように、前記回路基板にバンプを介して接合される板状の半導体素子と、前記センサ素子を収納した前記貫通空間の下方の開口を閉塞するように、前記回路基板及びセンサ素子にバンプを介して接合される薄板状部材からなるインターポーザと、を備え、前記インターポーザは、前記重錘体の一定以上の下方への変位を規制するストッパ部を前記センサ素子との対向面上に備えていることを特徴とするセンサモジュールである。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a sensor element in which a weight body that is displaced in the thickness direction is formed, a circuit board in which a through space for housing the sensor element is formed, and A plate-like semiconductor element joined to the circuit board via a bump so as to close the opening above the through space, and the opening below the through space containing the sensor element so as to close the opening. An interposer made of a thin plate-like member joined to the circuit board and the sensor element via a bump, and the interposer has a stopper portion for regulating downward displacement of the weight body above a certain level as the sensor element. It is provided on the opposite surface of the sensor module.

請求項２の発明は、請求項１に記載のセンサモジュールにおいて、前記ストッパ部は、前記対向面から前記センサ素子に向かって突出する凸部からなるものである。   According to a second aspect of the present invention, in the sensor module according to the first aspect, the stopper portion includes a convex portion protruding from the facing surface toward the sensor element.

請求項３の発明は、請求項１に記載のセンサモジュールにおいて、前記ストッパ部は、前記対向面上に形成したバンプによって構成されているものである。   A third aspect of the present invention is the sensor module according to the first aspect, wherein the stopper portion is constituted by a bump formed on the facing surface.

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のセンサモジュールにおいて、前記半導体素子は、前記重錘体の一定以上の上方への変位を規制するものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the sensor module according to any one of the first to third aspects, the semiconductor element regulates upward displacement of the weight body above a certain level.

請求項１の発明によれば、回路基板の貫通空間に半導体素子とインターポーザとによりセンサ素子を収納閉塞するので、センサモジュールの低背化が可能となる。インターポーザがストッパ部を兼ねるので、重錘体従ってセンサ素子の劣化を防止できる。また、回路基板をその内部及び／又は表面に配線が形成されたいわゆる立体回路基板とすることにより、この立体回路基板、センサ素子、半導体素子、及びインターポーザを接合するバンプによって相互の電気接続を行うことができ、ワイヤボンディングによる電気接続に比してセンサモジュールを小型化できる。また、インターポーザが薄板状部材からなるので、その可撓性によりセンサ素子との接合部における低応力化が可能となる。また、バンプによる接合は常温により行うことができるので、センサ素子とインターポーザの接合を残留応力の小さい状態で実施でき、センサ素子への熱履歴影響の低減を実現できる。   According to the first aspect of the present invention, since the sensor element is housed and closed in the through space of the circuit board by the semiconductor element and the interposer, the height of the sensor module can be reduced. Since the interposer also serves as a stopper portion, it is possible to prevent deterioration of the weight body and hence the sensor element. Further, by making the circuit board a so-called three-dimensional circuit board having wiring formed therein and / or on the surface thereof, mutual electrical connection is performed by bumps that join the three-dimensional circuit board, the sensor element, the semiconductor element, and the interposer. Therefore, the sensor module can be downsized as compared with electrical connection by wire bonding. Further, since the interposer is made of a thin plate-like member, it is possible to reduce the stress at the joint with the sensor element due to its flexibility. In addition, since the bonding with the bumps can be performed at room temperature, the bonding between the sensor element and the interposer can be performed in a state where the residual stress is small, and the influence of the thermal history on the sensor element can be reduced.

請求項２の発明によれば、インターポーザの凸部により重錘体の変位を小さくできるので、重錘体の過度の変位を抑制でき、その劣化を押さえて長寿命化が図れる。   According to the invention of claim 2, since the displacement of the weight body can be reduced by the convex portion of the interposer, the excessive displacement of the weight body can be suppressed, and the deterioration can be suppressed and the life can be extended.

請求項３の発明によれば、バンプ形成により凸部を容易に形成できる。   According to invention of Claim 3, a convex part can be easily formed by bump formation.

請求項４の発明によれば、半導体素子を上部ストッパにするので、別途に専用の上部ストッパを設ける必要がなく、センサモジュールの低コスト化、低背化ができ、また、重錘体従ってセンサ素子の劣化を防止してセンサモジュールの長寿命化ができる。   According to the invention of claim 4, since the semiconductor element is the upper stopper, there is no need to separately provide a dedicated upper stopper, the cost and the height of the sensor module can be reduced, and the weight body and therefore the sensor It is possible to extend the life of the sensor module by preventing the deterioration of the element.

以下、本発明の重錘体を有するセンサモジュールについて、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a sensor module having a weight body according to the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）、図２は本発明の第１の実施形態に係るセンサモジュール１を示す。このセンサモジュール１は、厚み方向に変位する重錘体Ｇが形成されたセンサ素子１１と、センサ素子１１を収納するための貫通空間１２ａが形成された回路基板１２と、貫通空間１２ａの上方の開口を閉塞するように、回路基板１２にバンプ２３を介して接合される板状の半導体素子１３と、センサ素子１１を収納した貫通空間１２ａの下方の開口を閉塞するように、回路基板１２及びセンサ素子１１にそれぞれバンプ２２，２１を介して接合される薄板状部材からなるインターポーザ１４と、を備えている。インターポーザ１４は、センサ素子１１との対向面である上面が、重錘体Ｇの一定距離以上の下方への変位を規制するストッパ部となっている。 (First embodiment)
1A, 1B, 1C and 2 show a sensor module 1 according to a first embodiment of the present invention. The sensor module 1 includes a sensor element 11 having a weight body G that is displaced in the thickness direction, a circuit board 12 having a through space 12a for housing the sensor element 11, and an upper portion of the through space 12a. The circuit board 12 and the plate-like semiconductor element 13 bonded to the circuit board 12 via the bumps 23 so as to close the opening, and the opening below the through space 12a containing the sensor element 11 are closed. And an interposer 14 made of a thin plate member joined to the sensor element 11 via bumps 22 and 21, respectively. In the interposer 14, the upper surface, which is the surface facing the sensor element 11, serves as a stopper portion that regulates the downward displacement of the weight body G by a certain distance or more.

上述のセンサ素子１１は、例えば、シリコン基板からＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて形成され、外形が正方形であり、その外形寸法と厚さは、例えば、□２ｍｍ×０．５ｍｍｔである。センサ素子１１は、例えば、内部に有する重錘体Ｇに作用する慣性力による重錘体Ｇの変位を静電容量や電気抵抗の変化により電気的に検出して、加速度を検出することができる。   The sensor element 11 described above is formed from, for example, a silicon substrate using a MEMS (Micro Electro Mechanical System) technique, and has an outer shape of square, and the outer size and thickness are, for example, □ 2 mm × 0.5 mmt. . The sensor element 11 can detect the acceleration by electrically detecting the displacement of the weight G due to the inertial force acting on the weight G inside of the sensor element 11 based on a change in capacitance or electric resistance, for example. .

回路基板１２は、その表面や必要に応じて内部に配線（不図示）を有する立体回路基板であり、シリコン、セラミックス、樹脂等で形成される。樹脂製の場合、特にＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ）基板が好適に用いられる。回路基板１２は、外形が正方形の直方体であり、外形寸法と厚さは、例えば、□４ｍｍ×０．５ｍｍｔであり、内部に正方形の貫通空間１２ａ（例えば、□２．５ｍｍ）を有する。   The circuit board 12 is a three-dimensional circuit board having wiring (not shown) on its surface and, if necessary, inside, and is formed of silicon, ceramics, resin, or the like. In the case of resin, an MID (Molded Interconnect Device) substrate is particularly preferably used. The circuit board 12 is a rectangular parallelepiped having an outer shape, and the outer dimensions and thickness are, for example, □ 4 mm × 0.5 mmt, and have a square through space 12a (for example, □ 2.5 mm) inside.

半導体素子１３は、シリコン基板から半導体製造技術を用いて形成され、外形寸法と厚みは、例えば、□３〜４ｍｍ×２００μｍｔである。   The semiconductor element 13 is formed from a silicon substrate using a semiconductor manufacturing technique, and the outer dimensions and thickness are, for example, □ 3-4 mm × 200 μmt.

インターポーザ１４は、シリコンからなる可撓性を有する薄板形状の基板であり、センサモジュール１を外部実装基板に実装する際にセンサモジュール１と外部実装基板との間で電気接続するための外部端子（不図示）を備えている。インターポーザ１４は、外形が正方形であり、その外形寸法と厚さは、例えば、□３〜４ｍｍ×５０μｍｔである。   The interposer 14 is a flexible thin plate substrate made of silicon. When the sensor module 1 is mounted on an external mounting substrate, an external terminal (for external connection) between the sensor module 1 and the external mounting substrate ( (Not shown). The outer shape of the interposer 14 is square, and the outer dimensions and thickness thereof are, for example, □ 3-4 mm × 50 μmt.

バンプ２１（第１バンプ２１とも称する、以下同様）は、上述のように、センサ素子１１とインターポーザ１４を接合する。バンプ２２（第２バンプ２２）は、上述のように、回路基板１２とインターポーザ１４を接合する。また、バンプ２３（第３バンプ２３）は、上述のように、回路基板１２と半導体素子１３を接合する。これらのバンプ２１，２２，２３は、例えば、外径と高さがφ５０〜１００μｍ×８０μｍのスタッドバンプを、インターポーザ１４及び半導体素子１３に形成し、それぞれバンプ接合時に、例えば、１００ｇ／ｂｕｍｐの荷重をかけて接合して高さ約４０μｍとされている。   The bump 21 (also referred to as the first bump 21, hereinafter the same) joins the sensor element 11 and the interposer 14 as described above. The bump 22 (second bump 22) joins the circuit board 12 and the interposer 14 as described above. Further, the bump 23 (third bump 23) joins the circuit board 12 and the semiconductor element 13 as described above. These bumps 21, 22, and 23 are formed, for example, by forming stud bumps having an outer diameter and height of φ50 to 100 μm × 80 μm on the interposer 14 and the semiconductor element 13, and for example, a load of 100 g / bump at the time of bump bonding. And the height is about 40 μm.

また、回路基板１２の上面及び下面に配置してバンプ２２，２３で接合した半導体素子１３、インターポーザ１４に対し、その第２バンプ２２、第３バンプ２３の周辺に、それぞれ第１絶縁材料３１、第２絶縁材料３２を充填することにより、貫通空間１２ａを封止し、低背かつ気密構造を有するセンサモジュール１を実現できる。   Further, the semiconductor element 13 and the interposer 14 disposed on the upper surface and the lower surface of the circuit board 12 and joined by the bumps 22 and 23 are arranged around the second bump 22 and the third bump 23, respectively, with the first insulating material 31, By filling the second insulating material 32, the through space 12a is sealed, and the sensor module 1 having a low profile and an airtight structure can be realized.

上述の構成により、インターポーザ１４とセンサ素子１１が、いずれもシリコンで構成され、線膨張率を同じにできるので、また、インターポーザ１４が可撓性の薄板状であり、応力歪みを吸収することができるので、他の構成による場合に比べて、センサ素子１１の接合部（第１バンプ２１）にかかる応力を低滅でき、センサモジュールの性能と寿命を向上できる。   With the above-described configuration, the interposer 14 and the sensor element 11 are both made of silicon and can have the same linear expansion coefficient, and the interposer 14 has a flexible thin plate shape and can absorb stress strain. Therefore, compared to other configurations, the stress applied to the joint portion (first bump 21) of the sensor element 11 can be reduced, and the performance and life of the sensor module can be improved.

ここで、バンプ２１，２２，２３による接合を常温で行うことと、常温接合の効果を説明する。バンプ２１，２２，２３は、例えば、ワイヤボンダを用いてスタッドバンプとして形成される。これらのバンプ２１，２２，２３は、バンプ接合の前に、接合箇所とともに、バンプを形成した接合部材を含めて、プラズマ照射による表面活性化の前処理が行われる。この前処理は、例えば、Ａｒプラズマを用いて、プラズマ照射強度５０Ｗ、プラズマ照射時間８０ｓ、Ａｒガス内圧５Ｐａの条件下で行われる。このような、表面活性化により、常温下におけるバンプ接合が可能となり、接合部に熱負荷がかからないので低応力の接合が可能となる。   Here, the bonding by the bumps 21, 22, and 23 is performed at room temperature, and the effect of the room temperature bonding will be described. The bumps 21, 22, and 23 are formed as stud bumps using, for example, a wire bonder. These bumps 21, 22, and 23 are subjected to a pretreatment for surface activation by plasma irradiation, including the bonding member on which the bumps are formed, together with the bonding portions, before the bump bonding. This pretreatment is performed using, for example, Ar plasma under conditions of a plasma irradiation intensity of 50 W, a plasma irradiation time of 80 s, and an Ar gas internal pressure of 5 Pa. Such surface activation makes it possible to perform bump bonding at room temperature and to apply a low stress since a thermal load is not applied to the bonded portion.

センサモジュール１は、回路基板１２の貫通空間１２ａにセンサ素子１１を収納し、半導体素子１３とインターポーザ１４とにより閉塞して構成するので、その背高は、それぞれ必要最小の高さに構成された回路基板１２、半導体素子１３、インターポーザ１４、第２バンプ２２、及び第３バンプ２３の和によって与えられる。また、半導体素子１３が上部ストッパを兼ねることができ、インターポーザ１４が下部ストッパを兼ねることができるので、センサモジュール１は、最小限度の構成部材で構成されることになる。これらのことにより、センサモジュール１の低背化が実現されている。   Since the sensor module 1 is configured by housing the sensor element 11 in the through space 12a of the circuit board 12 and closing it with the semiconductor element 13 and the interposer 14, the height of the sensor module 1 is set to the minimum necessary height. It is given by the sum of the circuit board 12, the semiconductor element 13, the interposer 14, the second bump 22, and the third bump 23. Further, since the semiconductor element 13 can also serve as an upper stopper and the interposer 14 can also serve as a lower stopper, the sensor module 1 is configured with a minimum number of components. As a result, a reduction in the height of the sensor module 1 is realized.

また、第１バンプ２１は、インターポーザ１４とセンサ素子１１との間のスベーサとしての機能を有し、上述のように、インターポーザ１４が重錘体Ｇの一定以上の下方への変位を規制する下部ストッパとして機能する。なお、センサ素子１１における重錘体Ｇは、センサ素子１１の中央部に形成されており、従って、第１バンプ２１は、センサ素子１１の底面周辺部に配置されている。また、同様に、第３バンプ２３もスペーサとして機能させることができ、半導体素子１３を、重錘体Ｇの変位を規制する上部ストッパとして機能させることができる。   Further, the first bump 21 has a function as a spacer between the interposer 14 and the sensor element 11, and as described above, the lower portion where the interposer 14 regulates the downward displacement of the weight body G beyond a certain level. Functions as a stopper. Note that the weight body G in the sensor element 11 is formed at the center of the sensor element 11, and therefore, the first bump 21 is disposed at the periphery of the bottom surface of the sensor element 11. Similarly, the third bump 23 can also function as a spacer, and the semiconductor element 13 can function as an upper stopper that regulates the displacement of the weight body G.

また、回路基板１２をその内部及び／又は表面に配線が形成されたいわゆる立体回路基板で構成し、この回路基板１２、センサ素子１１、半導体素子１３、及びインターポーザ１４をバンプ２１，２２，２３によって電気的に接合するので、ワイヤボンディングによる電気接続に比してセンサモジュール１を小型化できる。   Further, the circuit board 12 is constituted by a so-called three-dimensional circuit board in which wiring is formed inside and / or on the surface thereof, and the circuit board 12, the sensor element 11, the semiconductor element 13, and the interposer 14 are formed by bumps 21, 22, and 23. Since the electrical connection is performed, the sensor module 1 can be reduced in size as compared with the electrical connection by wire bonding.

（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態に係るセンサモジュール１を示す。この実施形態に係るセンサモジュール１は、上述の第１の実施形態におけるセンサモジュール１とは、インターポーザ１４の厚み方向の形状、回路基板１２の厚み、及び第１バンプ２１の高さが異なり、その他の点は同様である。すなわち、インターポーザ１４は、センサ素子１１の重錘体Ｇの下部に対向する部分に四角形の凸部１４ａを備えており、その凸部１４ａの形状（外形と高さ）は、例えば、□２ｍｍ×５〜３５μｍｍである。また、回路基板１２の厚みは、センサ素子１１の厚みよりも、例えば、１０μｍ厚くなっている。また、第１バンプ２１は、その高さが他のバンプよりも高くなっており、例えば、約５０μｍである。 (Second Embodiment)
FIG. 3 shows a sensor module 1 according to the second embodiment of the present invention. The sensor module 1 according to this embodiment differs from the sensor module 1 according to the first embodiment described above in the shape of the interposer 14 in the thickness direction, the thickness of the circuit board 12, and the height of the first bump 21. The point of is the same. That is, the interposer 14 includes a quadrangular convex portion 14a at a portion facing the lower portion of the weight body G of the sensor element 11, and the shape (outer shape and height) of the convex portion 14a is, for example, □ 2 mm × 5 to 35 μm. Further, the thickness of the circuit board 12 is, for example, 10 μm thicker than the thickness of the sensor element 11. The height of the first bump 21 is higher than that of the other bumps, and is about 50 μm, for example.

上述のような構成により、センサモジュール１において、インターポーザ１４の凸部１４ａの上面が、重錘体Ｇの変位の範囲を規制し、下部ストッパとして機能する。これにより、センサモジュール１は、第１の実施形態におけるセンサモジュールと同様に、重錘体Ｇの長寿命化、センサモジュール１の低背化を実現している。   With the configuration as described above, in the sensor module 1, the upper surface of the convex portion 14a of the interposer 14 regulates the range of displacement of the weight body G and functions as a lower stopper. Thereby, the sensor module 1 implement | achieves the life extension of the weight body G, and the shortening of the sensor module 1 similarly to the sensor module in 1st Embodiment.

（第３の実施形態）
図４は本発明の第３の実施形態に係るセンサモジュール１を示す。この実施形態に係るセンサモジュール１は、上述の第２の実施形態におけるセンサモジュール１とは、インターポーザ１４における下部ストッパの構造が異なり、その他の点は第２の実施形態と同様である。すなわち、インターポーザ１４は、上述の凸部１４ａに相当する部分を、複数のバンプ２４により形成して備えている。インターポーザ１４は、上述のように、シリコンからなる可撓性を有する薄坂形状で、外形寸法と厚みが、例えば、□３〜４ｍｍ×５０μｍｔ（第１の実施形態と同様）であり、その上面における重錘体Ｇの下部に対向する部分に、直径が、例えば、φ５０〜１００μｍ、高さが、例えば、４０μｍのバンプ２４を１００個ほど形成して備えている。この多数のバンプ２４が、第２の実施形態におけるインターポーザ１４の凸部１４ａに対応する。 (Third embodiment)
FIG. 4 shows a sensor module 1 according to the third embodiment of the present invention. The sensor module 1 according to this embodiment is different from the sensor module 1 according to the second embodiment described above in the structure of the lower stopper in the interposer 14, and the other points are the same as those in the second embodiment. That is, the interposer 14 is provided with a portion corresponding to the above-described convex portion 14 a formed by a plurality of bumps 24. As described above, the interposer 14 has a flexible thin slope shape made of silicon and has an outer dimension and a thickness of, for example, □ 3 to 4 mm × 50 μmt (similar to the first embodiment), and its upper surface. In the portion facing the lower part of the weight body G, about 100 bumps 24 having a diameter of, for example, φ50 to 100 μm and a height of, for example, 40 μm are formed. The numerous bumps 24 correspond to the convex portions 14a of the interposer 14 in the second embodiment.

上述のような構成により、センサモジュール１において、インターポーザ１４のバンプ２４を用いた凸部により、第２の実施形態と同様に、重錘体Ｇの変位を規制し、これを下部ストッパとして機能させることで重錘体Ｇの長寿命化が図られる。なお、第２の実施形態と第３の実施形態における第２バンプ２２は、上述のように、他のバンプより高く形成される。このようなバンプを形成は、例えば、スタッドバンプの場合、二段重ねにしたり、接合時の実装荷重を変えたり、又は、バンプサイズを変えたりして行うことができる。   With the configuration as described above, in the sensor module 1, the convex portion using the bumps 24 of the interposer 14 regulates the displacement of the weight body G as in the second embodiment, and this functions as a lower stopper. Thus, the life of the weight body G can be extended. Note that the second bumps 22 in the second and third embodiments are formed higher than the other bumps as described above. For example, in the case of a stud bump, such a bump can be formed by stacking two steps, changing the mounting load at the time of joining, or changing the bump size.

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。センサモジュール１やその構成要素は、外形が正方形とは限らなく、例えば、長方形であってもよい。また、センサ素子１１は、例えば、上述の図２における配置において上下逆転した配置（重錘体Ｇがぶら下がった状態）として、インターポーザ１４にバンプ接合するようにしてもよい。また、上述した図や説明文中の上下は、説明の便宜のためのものであり、センサモジュール１の使用時の上下位置を限定するものではない。   The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made. The sensor module 1 and its components are not necessarily square in outer shape, and may be rectangular, for example. Further, the sensor element 11 may be bump-bonded to the interposer 14 in, for example, an arrangement that is inverted upside down in the arrangement in FIG. 2 described above (a state in which the weight body G is suspended). In addition, the top and bottom in the above-described drawings and explanations are for convenience of explanation, and do not limit the top and bottom positions when the sensor module 1 is used.

上記のバンプ２１，２２，２３等は、スタッドバンプに限らず、めっきバンプやその他の方法により形成されたバンプを用いることができる。また、上記では、第１バンプ２１、第２バンプ２２をインターポーザ１４に形成し、第３バンプ２３を半導体素子１３に形成する旨説明したが、これに限らず、第１バンプ２１をセンサ素子１１に形成し、第２バンプ２２、第３バンプ２３を回路基板１２に形成するようにしてもよい。回路基板１２にバンプを設ける場合は、回路基板１２としてのＭＩＤ基板における一体成形された突起を用いる、いわゆる成形バンプの方法を用いることができる。   The bumps 21, 22, 23, etc. are not limited to stud bumps, and plating bumps or bumps formed by other methods can be used. In the above description, the first bump 21 and the second bump 22 are formed on the interposer 14 and the third bump 23 is formed on the semiconductor element 13. However, the present invention is not limited thereto, and the first bump 21 is formed on the sensor element 11. The second bumps 22 and the third bumps 23 may be formed on the circuit board 12. In the case where bumps are provided on the circuit board 12, a so-called molded bump method using an integrally formed protrusion on an MID board as the circuit board 12 can be used.

（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るセンサモジュールの分解斜視図、（ｂ）は同センサモジュールの半導体素子を外した状態の斜視図、（ｃ）は同センサモジュールの斜視図。(A) is a disassembled perspective view of the sensor module which concerns on the 1st Embodiment of this invention, (b) is a perspective view of the state which removed the semiconductor element of the sensor module, (c) is a perspective view of the sensor module. 同上センサモジュールの断面図。Sectional drawing of a sensor module same as the above. 本発明の第２の実施形態に係るセンサモジュールの断面図。Sectional drawing of the sensor module which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係るセンサモジュールの断面図。Sectional drawing of the sensor module which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 従来のセンサモジュールの断面図。Sectional drawing of the conventional sensor module.

符号の説明Explanation of symbols

１ センサモジュール
１１ センサ素子
１２ 回路基板
１３ 半導体素子
１４ インターポーザ
２１ 第１バンプ
２２ 第２バンプ
２３ 第３バンプ
２４ バンプ（ストッパ部）
１２ａ 貫通空間
１４ａ 凸部（ストッパ部）
Ｇ 重錘体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor module 11 Sensor element 12 Circuit board 13 Semiconductor element 14 Interposer 21 1st bump 22 2nd bump 23 3rd bump 24 Bump (stopper part)
12a Through space 14a Convex part (stopper part)
G weight body

Claims (4)

厚み方向に変位する重錘体が形成されたセンサ素子と、
前記センサ素子を収納するための貫通空間が形成された回路基板と、
前記貫通空間の上方の開口を閉塞するように、前記回路基板にバンプを介して接合される板状の半導体素子と、
前記センサ素子を収納した前記貫通空間の下方の開口を閉塞するように、前記回路基板及びセンサ素子にバンプを介して接合される薄板状部材からなるインターポーザと、を備え、
前記インターポーザは、前記重錘体の一定以上の下方への変位を規制するストッパ部を前記センサ素子との対向面上に備えていることを特徴とするセンサモジュール。 A sensor element formed with a weight body displaced in the thickness direction;
A circuit board having a through space for housing the sensor element;
A plate-like semiconductor element joined to the circuit board via a bump so as to close an opening above the through space;
An interposer made of a thin plate-like member joined to the circuit board and the sensor element via a bump so as to close an opening below the through space containing the sensor element,
The interposer is provided with a stopper portion for restricting downward displacement of the weight body above a certain level on a surface facing the sensor element. 前記ストッパ部は、前記対向面から前記センサ素子に向かって突出する凸部からなることを特徴とする請求項１に記載のセンサモジュール。   The sensor module according to claim 1, wherein the stopper portion includes a convex portion protruding from the facing surface toward the sensor element. 前記ストッパ部は、前記対向面上に形成したバンプによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサモジュール。   The sensor module according to claim 1, wherein the stopper portion is configured by a bump formed on the facing surface. 前記半導体素子は、前記重錘体の一定以上の上方への変位を規制することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセンサモジュール。
The sensor module according to claim 1, wherein the semiconductor element regulates upward displacement of the weight body above a certain level.
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