JP2010021225A - 電子部品およびその製造方法、並びに、電子部品を備えた電子装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】金属キャップで覆う必要が無く、ＭＥＭＳ構造が破壊されず、ＭＥＭＳ構造が露出している。
【解決手段】基板４１上にダイボンドされたＭＥＭＳチップ４２と電子回路チップ４３とを１次モールド樹脂４６で１次モールドし、さらに導電性の２次モールド樹脂４７で２次モールドしている。こうして、高価な金属キャップで覆う必要を無くして、コストアップを抑制する。また、基板実装品を１次モールド用のトランスファー金型内に配置した際には、上記トランスファー金型の突起が緩衝材４５の上面に当接する。こうして、上記トランスファー金型がＭＥＭＳ可動部(振動板)に直接当接しないようして、ＭＥＭＳ構造の破壊を防止する。また、ＭＥＭＳチップ４２のＭＥＭＳ可動部(振動板)が開口部４８および開口部５０を介して、外部に露出している。こうして、上記ＭＥＭＳ可動部がモールド樹脂によって覆われないようにし、確実に動作させる。
【選択図】図１
【解決手段】基板４１上にダイボンドされたＭＥＭＳチップ４２と電子回路チップ４３とを１次モールド樹脂４６で１次モールドし、さらに導電性の２次モールド樹脂４７で２次モールドしている。こうして、高価な金属キャップで覆う必要を無くして、コストアップを抑制する。また、基板実装品を１次モールド用のトランスファー金型内に配置した際には、上記トランスファー金型の突起が緩衝材４５の上面に当接する。こうして、上記トランスファー金型がＭＥＭＳ可動部(振動板)に直接当接しないようして、ＭＥＭＳ構造の破壊を防止する。また、ＭＥＭＳチップ４２のＭＥＭＳ可動部(振動板)が開口部４８および開口部５０を介して、外部に露出している。こうして、上記ＭＥＭＳ可動部がモールド樹脂によって覆われないようにし、確実に動作させる。
【選択図】図１
Description
この発明は、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems：微小電気機械システム)半導体チップにおけるＭＥＭＳ可動部が封止樹脂から露出している電子部品およびその製造方法、並びに、上記電子部品を備えた電子装置に関する。
近年、コンデンサマイクに代わって、マイクロマシン製造技術を応用したシリコンマイクと呼ばれるＭＥＭＳセンサーが販売され、対ノイズ性能の向上が見込まれることと安価なこととから携帯電話に採用されつつある。図８に、市販されているシリコンマイク(以下、第１従来例と言う)の外観図を示す。さらに、図９に、上記シリコンマイクの断面構造図を示す。
上記第１従来例においては、図９に示すように、金属キャップ１は、基板２のグラウンドライン(図示せず)に電気的に接続されており、電子回路チップ３およびＭＥＭＳチップ４等の内部素子の電磁シールドを兼ねている。
一方、上記金属キャップ１には、開口部１aが設けられており、この開口部１aから外部の音が入射され、ＭＥＭＳチップ４上の振動板(図示せず)を振動させる。そうすると、ＭＥＭＳチップ４は、上記振動板の振動を静電容量の変化に変換し、静電容量の変化を表す信号をワイヤー線５を介して電子回路チップ３に伝送する。そうすると、電子回路チップ３は、上記静電容量の変化を電圧の変化に変換し、基板２の底面２aに設けられた電極６,７から外部へ電気信号として送出する。その場合、電子回路チップ３は、気密封止が必要であるため、エポキシ樹脂等のポッティング樹脂８によって覆われている。
また、表面実装型の電子部品として、特開２００７‐２７５５９号公報(特許文献１)に開示された「表面実装型電子部品、その製造方法および光学電子機器」(以下、第２従来例と言う)がある。以下、図１０に従って、上記特許文献１に開示された上記第２従来例の表面実装型電子部品の製造方法について説明する。
図１０において、先ず、図１０(a)に示すように、基板１１上に受光部１２aを有する半導体チップ１２を銀ペースト等によってダイボンドし、ワイヤー線１３によって基板１１上のランド(図示せず)と電気的に接続される。次に、図１０(b)に示すように、先端側にシリコーンゴム製の突起を有する封止樹脂防止部材１４の先端部を、半導体チップ１２の受光部１２aに押し当てる。次に、図１０(c)に示すように、封止樹脂防止部材１４を受光部１２aの表面に載置した状態で、基板１１上および半導体チップ１２上に封止樹脂１５を注入する。次に、図１０(d)に示すように、封止樹脂１５が硬化した後に、封止樹脂防止部材１４を取り除くことによって、半導体チップ１２の受光部１２a上に開口部１５aを有する封止樹脂１５が形成される。
また、磁気ノイズの多い環境下でも使用可能な受光センサとして、特開２００４‐２４１５３２号公報(特許文献２)に開示された「受光センサ」(以下、第３従来例と言う)がある。上記特許文献２に開示された上記第３従来例の受光センサは、図１１に示すように、受光チップ２１を透光性樹脂２２で樹脂封止し、透光性樹脂２２上におけるレンズ部２３を除く領域を導電性樹脂２４で覆うことによって、電磁シールドを得るようにしている。尚、図１１は、インサート成型金型２５a,２５b内に、受光チップ２１を透光性樹脂２２で封止してなる１次モールド品を設置し、導電性樹脂２４を金型内に射出した状態を示している。
また、リモートコントロール受信機として、特開２００８‐５４０１７号公報(特許文献３)に開示された「リモートコントロール受信機およびそれを備えた電子機器」(以下、第４従来例と言う)がある。上記特許文献３に開示された上記第４従来例のリモートコントロール受信機は、図１２に示すように、光方向センサでなるリモートコントロール受信機３１,３２を２つ用いることによって、図１２に示す座標系において、リモートコントロール受信機３１に対するリモートコントロール信号発信源(以下、リモコン送信機と言う)Ｐ１の位置(Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0)が、下記の式で求められる。
しかしながら、上記各従来例には、以下のような問題がある。
すなわち、上記第１従来例においては、高価な金属キャップ１を使用しているためコストアップの要因となる。さらに、上記シリコンマイクを、発光チップおよび受光チップと組み合わせて使用する場合には、発光チップおよび受光チップ用の別付のレンズが必要となるため、小型化が難しいという問題がある。
また、上記第２従来例においては、上記半導体チップ１２を封止樹脂１５で樹脂封止する際に、シリコーンゴム製の封止樹脂防止部材１４で半導体チップ１２の受光部１２aを押さえるので、封止樹脂防止部材１４がＭＥＭＳ構造を有する半導体チップ１２を破壊する恐れがあるという問題がある。
また、上記第３従来例においては、ＭＥＭＳ構造を有する受光チップ２１を透光性樹脂２２で覆ってしまうため、動作しなくなる恐れがあるという問題がある。
また、上記第４従来例においては、２つのリモートコントロール受信機３１,３２間の距離Ｌが近い場合には、Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0の値が小さくなり、Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0の値の誤差が大きくなるという問題がある。
特開２００７‐２７５５９号公報
特開２００４‐２４１５３２号公報
特開２００８‐５４０１７号公報
そこで、この発明の課題は、製造の課程でＭＥＭＳ構造が破壊されることが無く、上記ＭＥＭＳ構造有する半導体チップが外部に露出している電子部品およびその製造方法、並びに、上記電子部品を備えた電子装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の電子部品は、
可動部および非可動部を有するＭＥＭＳ部が設けられた半導体チップと、
上記半導体チップが実装された基板あるいはフレームと、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを封止する封止樹脂と
を備え、
上記封止樹脂は、上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記可動部を露出させる開口部を有しており、
上記封止樹脂における上記開口部の周縁部と上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記非可動部との間に挟持された緩衝材
を備えたことを特徴としている。
可動部および非可動部を有するＭＥＭＳ部が設けられた半導体チップと、
上記半導体チップが実装された基板あるいはフレームと、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを封止する封止樹脂と
を備え、
上記封止樹脂は、上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記可動部を露出させる開口部を有しており、
上記封止樹脂における上記開口部の周縁部と上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記非可動部との間に挟持された緩衝材
を備えたことを特徴としている。
上記構成によれば、上記封止樹脂には、上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記可動部を露出させる開口部が設けられている。したがって、上記ＭＥＭＳ部の上記可動部が上記封止樹脂によって覆われることが無く、動作しなくなる恐れが無い。
さらに、上記封止樹脂における上記開口部の周縁部と上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記非可動部との間には、上記緩衝材が挟持されている。したがって、上記封止樹脂を形成する場合において、樹脂封止用の金型の内面に突出して設けられた突起によって上記可動部を覆う際に、上記金型の突起の先端面を上記緩衝材の上面に当接させることによって、上記突起が上記可動部に直接当接することがなく、製造の課程においてＭＥＭＳ構造が破壊されることを防止できる。
また、１実施の形態の電子部品では、
上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記可動部は、音によって振動する振動板あるいはダイヤフラムである。
上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記可動部は、音によって振動する振動板あるいはダイヤフラムである。
この実施の形態によれば、上記ＭＥＭＳ部の上記振動板あるいは上記ダイヤフラムが上記封止樹脂によって覆われることが無く、動作しなくなる恐れが無い。
さらに、上記封止樹脂を形成する場合に、上記樹脂封止用の金型の内面に突出して設けられた上記突起が上記振動板あるいは上記ダイヤフラムに直接当接することがなく、製造の課程においてＭＥＭＳ構造が破壊されることを防止できる。
また、１実施の形態の電子部品では、
上記可動部は、上記振動板であり、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを上記封止樹脂で封止してなる１次封止品を２次封止すると共に、導電性を有する２次封止樹脂を備え、
上記２次封止樹脂は、上記封止樹脂の上記開口部に対向する位置に、上記半導体チップの上記振動板を露出させる開口部を有しており、
上記２次封止樹脂は、当該２次封止樹脂の上記開口部を取り囲んで、上記開口部の中心軸に沿って突出した筒状体に形成されると共に、この筒状体の内周面が上記中心軸上に焦点を有する放物面になっている集音部を含んでおり、
上記半導体チップは、上記集音部から取り込まれた音波を電気信号に変換するようになっており、
マイクロフォンとして機能する。
上記可動部は、上記振動板であり、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを上記封止樹脂で封止してなる１次封止品を２次封止すると共に、導電性を有する２次封止樹脂を備え、
上記２次封止樹脂は、上記封止樹脂の上記開口部に対向する位置に、上記半導体チップの上記振動板を露出させる開口部を有しており、
上記２次封止樹脂は、当該２次封止樹脂の上記開口部を取り囲んで、上記開口部の中心軸に沿って突出した筒状体に形成されると共に、この筒状体の内周面が上記中心軸上に焦点を有する放物面になっている集音部を含んでおり、
上記半導体チップは、上記集音部から取り込まれた音波を電気信号に変換するようになっており、
マイクロフォンとして機能する。
この実施の形態によれば、上記１次封止品を２次封止する２次封止樹脂は、導電性を有している。したがって、磁気シールドのために、上記１次封止品を高価な金属キャップで覆う必要が無く、コストアップを抑制することができる。
さらに、上記２次封止樹脂における上記封止樹脂の上記開口部に対向する位置には上記半導体チップの上記振動板を露出させる開口部が形成されており、この開口部を取り囲んで、上記開口部の中心軸に沿って突出した集音部が形成されている。したがって、上記ＭＥＭＳ部の上記振動板が動作しなくなることは無く、上記集音部から取り込まれた音波によって確実に振動することができる。
また、１実施の形態の電子部品では、
上記基板あるいは上記フレームには、発光チップと、この発光チップから出射されて被測定物で反射された光が入射されると共に上記被測定物までの距離を表す電気信号を出力する光位置センサとを、含む測距センサ部が、さらに搭載されており、
上記封止樹脂は、上記測距センサ部をも封止して上記１次封止品と成すと共に、上記発光チップからの出射光および上記光位置センサへの入射光の通過位置にレンズが形成されており、
上記２次封止樹脂は、上記測距センサ部を含む上記１次封止品を２次封止すると共に、上記レンズに対向する位置には当該レンズを外部に突出させる穴が形成されている。
上記基板あるいは上記フレームには、発光チップと、この発光チップから出射されて被測定物で反射された光が入射されると共に上記被測定物までの距離を表す電気信号を出力する光位置センサとを、含む測距センサ部が、さらに搭載されており、
上記封止樹脂は、上記測距センサ部をも封止して上記１次封止品と成すと共に、上記発光チップからの出射光および上記光位置センサへの入射光の通過位置にレンズが形成されており、
上記２次封止樹脂は、上記測距センサ部を含む上記１次封止品を２次封止すると共に、上記レンズに対向する位置には当該レンズを外部に突出させる穴が形成されている。
この実施の形態によれば、上記基板あるいは上記フレームに上記半導体チップおよび上記測距センサ部を搭載し、上記封止樹脂で封止して上記１次封止品と成している。したがって、上記半導体チップによるマイクロフォン機能と上記測距センサ部による光を用いた測距機能とを併せ持つ電気部品を構成することができる。
その際に、上記半導体チップおよび上記測距センサ部を搭載した上記基板あるいは上記フレームを、レンズが形成された上記封止樹脂によって封止している。したがって、上記測距センサ部用の別付のレンズは必要なく、容易に小型化を図ることができる。
また、１実施の形態の電子部品では、
上記基板あるいは上記フレームには、光が入射されると共にこの入射光の入射方向を表す電気信号を出力する分割受光チップを含む光方向センサ部が、さらに搭載されており、
上記封止樹脂は、上記光方向センサ部をも封止して上記１次封止品と成すと共に、上記分割受光チップへの入射光の通過位置にレンズが形成されており、
上記２次封止樹脂は、上記光方向センサ部を含む上記１次封止品を２次封止するとともに、上記レンズに対向する位置には当該レンズを外部に突出させる穴が形成されている。
上記基板あるいは上記フレームには、光が入射されると共にこの入射光の入射方向を表す電気信号を出力する分割受光チップを含む光方向センサ部が、さらに搭載されており、
上記封止樹脂は、上記光方向センサ部をも封止して上記１次封止品と成すと共に、上記分割受光チップへの入射光の通過位置にレンズが形成されており、
上記２次封止樹脂は、上記光方向センサ部を含む上記１次封止品を２次封止するとともに、上記レンズに対向する位置には当該レンズを外部に突出させる穴が形成されている。
この実施の形態によれば、上記基板あるいは上記フレームに上記半導体チップおよび上記光方向センサ部を搭載し、上記封止樹脂で封止して上記１次封止品と成している。したがって、上記半導体チップによるマイクロフォン機能と上記光方向センサ部による光方向センシング機能とを併せ持つ電気部品を構成することができる。
その際に、上記半導体チップおよび上記光方向センサ部を搭載した上記基板あるいは上記フレームを、レンズが形成された上記封止樹脂によって封止している。したがって、上記光方向センサ部用の別付のレンズは必要なく、容易に小型化を図ることができる。
また、１実施の形態の電子部品では、
上記可動部は、上記ダイヤフラムであり、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを上記封止樹脂で封止してなる１次封止品を２次封止すると共に、導電性を有する２次封止樹脂を備え、
上記２次封止樹脂は、上記封止樹脂の上記開口部に対向する位置に、上記半導体チップの上記可動部を露出させる開口部を有しており、
上記２次封止樹脂は、当該２次封止樹脂の上記開口部を取り囲んで、上記開口部の中心軸に沿って突出した筒状体に形成されると共に、チューブが接続されるニップルを含んでおり、
上記半導体チップは、上記ニップルから取り込まれた気体の圧力変化を電気信号に変換するようになっており、
圧力センサーとして機能する。
上記可動部は、上記ダイヤフラムであり、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを上記封止樹脂で封止してなる１次封止品を２次封止すると共に、導電性を有する２次封止樹脂を備え、
上記２次封止樹脂は、上記封止樹脂の上記開口部に対向する位置に、上記半導体チップの上記可動部を露出させる開口部を有しており、
上記２次封止樹脂は、当該２次封止樹脂の上記開口部を取り囲んで、上記開口部の中心軸に沿って突出した筒状体に形成されると共に、チューブが接続されるニップルを含んでおり、
上記半導体チップは、上記ニップルから取り込まれた気体の圧力変化を電気信号に変換するようになっており、
圧力センサーとして機能する。
この実施の形態によれば、上記１次封止品を２次封止する２次封止樹脂は、導電性を有している。したがって、磁気シールドのために、上記１次封止品を高価な金属キャップで覆う必要が無く、コストアップを抑制することができる。
さらに、上記２次封止樹脂における上記封止樹脂の上記開口部に対向する位置には上記半導体チップの上記ダイヤフラムを露出させる開口部が形成されており、この開口部を取り囲んで上記開口部の中心軸に沿って突出したニップルが形成されている。したがって、上記ＭＥＭＳ部の上記ダイヤフラムが動作しなくなることは無く、上記ニップルから取り込まれた気体の圧力によって確実に変位することができる。
また、この発明は、
請求項１に記載の電子部品の製造方法であって、
基板上あるいはフレーム上に、可動部および非可動部を有するＭＥＭＳ部が設けられた半導体チップを実装する工程と、
上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記可動部の周囲に位置する上記非可動部にシリコーン樹脂を塗布すると共に、硬化させて弾性を持たせることによって緩衝材を形成する工程と、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを樹脂封止用の金型内に配置し、上記金型内に封止樹脂を充填した後硬化させる工程と
を含み、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを樹脂封止用の金型内に配置する場合に、上記金型の内面に突出して設けられた突起の先端面を上記緩衝材の上面に当接させることによって、上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記可動部を上記突起で覆って、当該可動部上に上記封止樹脂が充填されないようにする
ことを特徴としている。
請求項１に記載の電子部品の製造方法であって、
基板上あるいはフレーム上に、可動部および非可動部を有するＭＥＭＳ部が設けられた半導体チップを実装する工程と、
上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記可動部の周囲に位置する上記非可動部にシリコーン樹脂を塗布すると共に、硬化させて弾性を持たせることによって緩衝材を形成する工程と、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを樹脂封止用の金型内に配置し、上記金型内に封止樹脂を充填した後硬化させる工程と
を含み、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを樹脂封止用の金型内に配置する場合に、上記金型の内面に突出して設けられた突起の先端面を上記緩衝材の上面に当接させることによって、上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記可動部を上記突起で覆って、当該可動部上に上記封止樹脂が充填されないようにする
ことを特徴としている。
上記構成によれば、上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを樹脂封止用の金型内に配置する場合に、上記金型の内面に突出して設けられた突起の先端面を上記緩衝材の上面に当接させることにより、上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記可動部を上記突起で覆って、当該可動部上に上記封止樹脂が充填されないようにしている。したがって、上記金型の内面に設けられた突起の先端面を、上記ＭＥＭＳ部の上記可動部に直接当接させる必要が無く、製造の課程においてＭＥＭＳ構造が破壊されるのを防止できる。
その際に、上記半導体チップの厚みがばらついていても、上記緩衝材は弾性を有しているため、上記半導体チップが損傷を受けたり、上記金型の突起が上記緩衝材から離間したりすることはない。
さらに、上記ＭＥＭＳ部の上記可動部上に上記封止樹脂が充填されないので、上記封止樹脂には上記可動部を露出させる開口部が形成される。したがって、上記ＭＥＭＳ部の上記可動部が上記封止樹脂によって覆われることが無く、動作しなくなる恐れが無い。
また、この発明の電子装置は、
請求項４に記載の電子部品を備え、
上記被測定物は音発生源であり、
上記測距センサ部における上記光位置センサから出力される上記音発生源までの距離を表す電気信号に基づいて、上記音発生源までの距離に応じて、マイクロフォンとして機能する上記半導体チップにおける音波の上記電気信号への変換率を制御することによって、上記マイクロフォンの感度を制御する感度制御手段を含む
ことを特徴としている。
請求項４に記載の電子部品を備え、
上記被測定物は音発生源であり、
上記測距センサ部における上記光位置センサから出力される上記音発生源までの距離を表す電気信号に基づいて、上記音発生源までの距離に応じて、マイクロフォンとして機能する上記半導体チップにおける音波の上記電気信号への変換率を制御することによって、上記マイクロフォンの感度を制御する感度制御手段を含む
ことを特徴としている。
上記構成によれば、上記半導体チップおよび上記測距センサ部を搭載した上記基板あるいは上記フレームを、レンズが形成された上記封止樹脂によって封止して、容易に小型化を図ることができる電子部品を備えている。したがって、音発生源までの距離に応じてマイクロフォンの感度を制御できる電子装置の小型化を図ることができ、携帯電話等に容易に搭載することが可能になる。
さらに、上記電子部品は、上記ＭＥＭＳ部の上記可動部が上記封止樹脂によって覆われることが無く確実に動作することができ、製造の課程においてＭＥＭＳ構造が破壊されることがない。そのため、小型で高精度な電子装置を実現することが可能になる。
また、この発明の電子装置は、
請求項５に記載の電子部品を備え、
上記電子部品は、信号出力手段から同時に出力された音信号と光信号とを受信するようになっており、
上記半導体チップから出力される上記信号出力手段からの音信号を表す電気信号と、上記光方向センサ部における上記分割受光チップから出力される上記信号出力手段からの光信号の入射方向を表す電気信号とに基づいて、上記信号出力手段の位置を演算する信号出力位置演算手段を含む
ことを特徴としている。
請求項５に記載の電子部品を備え、
上記電子部品は、信号出力手段から同時に出力された音信号と光信号とを受信するようになっており、
上記半導体チップから出力される上記信号出力手段からの音信号を表す電気信号と、上記光方向センサ部における上記分割受光チップから出力される上記信号出力手段からの光信号の入射方向を表す電気信号とに基づいて、上記信号出力手段の位置を演算する信号出力位置演算手段を含む
ことを特徴としている。
上記構成によれば、上記半導体チップおよび上記光方向センサ部を搭載した上記基板あるいは上記フレームを、レンズが形成された上記封止樹脂によって封止して、容易に小型化を図ることができる電子部品を備えている。したがって、音信号と光信号とを同時に出力する信号出力手段の位置を、上記音信号と上記光信号とに基づいて演算できる電子装置の小型化を図ることができる。
さらに、上記電子部品は、上記ＭＥＭＳ部の上記可動部が上記封止樹脂によって覆われることが無く確実に動作することができ、製造の課程においてＭＥＭＳ構造が破壊されることがない。そのため、小型で高精度な電子装置を実現することが可能になる。
以上より明らかなように、この発明の電子部品は、可動部および非可動部を有するＭＥＭＳ部が設けられた半導体チップとこの半導体チップが実装された基板あるいはフレームとを封止する封止樹脂には、上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記可動部を露出させる開口部が設けられているので、上記ＭＥＭＳ部の上記可動部が上記封止樹脂によって覆われることが無く、動作しなくなる恐れが無い。
さらに、上記封止樹脂における上記開口部の周縁部と上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記非可動部との間には、上記緩衝材が挟持されているので、上記封止樹脂を形成する場合において、樹脂封止用の金型の内面に突出して設けられた突起によって上記可動部を覆う際に、上記金型の突起の先端面を上記緩衝材の上面に当接させている。したがって、上記突起が上記可動部に直接当接することがなく、製造の課程においてＭＥＭＳ構造が破壊されることを防止できる。
また、この発明の電子部品の製造方法は、上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを樹脂封止用の金型内に配置する場合に、上記金型の内面に突出して設けられた突起の先端面を上記緩衝材の上面に当接させることにより、上記半導体チップにおける上記ＭＥＭＳ部の上記可動部を上記突起で覆って、当該可動部上に上記封止樹脂が充填されないようにするので、上記金型の内面に設けられた突起の先端面を、上記ＭＥＭＳ部の上記可動部に直接当接させる必要が無い。したがって、製造の課程においてＭＥＭＳ構造が破壊されるのを防止できる。
さらに、上記ＭＥＭＳ部の上記可動部上に上記封止樹脂が充填されないので、上記封止樹脂には上記可動部を露出させる開口部が形成される。したがって、上記ＭＥＭＳ部の上記可動部が上記封止樹脂によって覆われることが無く、動作しなくなる恐れが無い。
また、この発明の電子装置は、上記半導体チップおよび上記測距センサ部を搭載した上記基板あるいは上記フレームを、レンズが形成された上記封止樹脂によって封止して容易に小型化を図ることができる電子部品を備えているので、音発生源までの距離に応じてマイクロフォンの感度を制御できる電子装置の小型化を図ることができる。したがって、携帯電話等に搭載することが可能になる。
さらに、上記電子部品は、上記ＭＥＭＳ部の上記可動部が上記封止樹脂によって覆われることが無く確実に動作することができ、製造の課程においてＭＥＭＳ構造が破壊されることがない。そのため、小型で高精度な電子装置を実現することが可能になる。
また、この発明の電子装置は、上記半導体チップおよび上記光方向センサ部を搭載した上記基板あるいは上記フレームを、レンズが形成された上記封止樹脂によって封止して容易に小型化を図ることができる電子部品を備えているので、音信号と光信号とを同時に出力する信号出力手段の位置を、上記音信号と上記光信号とに基づいて演算できる電子装置の小型化を図ることができる。
さらに、上記電子部品は、上記ＭＥＭＳ部の上記可動部が上記封止樹脂によって覆われることが無く確実に動作することができ、製造の課程においてＭＥＭＳ構造が破壊されることがない。そのため、小型で高精度な電子装置を実現することが可能になる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
・第１実施の形態
図１は、本実施の形態の電子部品としてのシリコンマイクにおける断面図である。図１に従って、本実施の形態のシリコンマイクについて詳細を説明する。
図１は、本実施の形態の電子部品としてのシリコンマイクにおける断面図である。図１に従って、本実施の形態のシリコンマイクについて詳細を説明する。
図１において、基板４１上には、入力された音波を上記ＭＥＭＳ可動部としての振動板(図示せず)によって静電容量の変化に変換する上記半導体チップとしてのＭＥＭＳチップ４２と、上記静電容量の変化を表す電圧信号を生成する電子回路チップ４３とが、銀ペースト等によってダイボンドされている。さらに、ワイヤー線４４によってＭＥＭＳチップ４２と電子回路チップ４３とが電気的に接続されている。ＭＥＭＳチップ４２上面における上記振動板の周囲には緩衝材４５としてのシリコーン樹脂が塗布されている。
上記ＭＥＭＳチップ４２と電子回路チップ４３とは、透光性樹脂でなる１次モールド樹脂４６によって封止されており、１次モールド樹脂４６の周囲が導電性を有する遮光性樹脂でなる２次モールド樹脂４７によって封止されている。その場合、１次モールド樹脂４６におけるＭＥＭＳチップ４２の上記振動板上には開口部４８が形成されており、１次モールド樹脂４６によって封止されてはいない。したがって、ＭＥＭＳチップ４２における上記振動板の部分は、１次モールド樹脂４６から露出しているのである。
また、上記２次モールド樹脂４７における１次モールド樹脂４６の開口部４８に対向する箇所には、音波を集めるための集音部４９が形成されている。この集音部４９は、１次モールド樹脂４６の開口部４８と同じ中心軸を有する２次モールド樹脂４７の開口部５０を取り囲むように、上記中心軸に沿って突出して筒状に形成されている。そして、集音部４９の内周面は、上記中心軸上に焦点を有する放物線を上記中心軸の回りに回転させて得られる放物面となっている。
上記構成において、上記集音部４９によって集められた音波は、集音部４９の開口部５０および１次モールド樹脂４６の開口部４８を通ってＭＥＭＳチップ４２に入射され、ＭＥＭＳチップ４２上の上記振動板を振動させる。そうすると、ＭＥＭＳチップ４２は、上記振動板の振動を静電容量の変化に変換し、上記静電容量の変化を表す電気信号をワイヤー線４４を介して電子回路チップ４３に伝送する。そうすると、電子回路チップ４３は、上記電気信号に基づいて上記静電容量の変化を表す電圧信号を生成し、基板４１の底面４１aに設けられた電極５１,５２から外部へ、入力音を表す電気信号として送出する。
図２および図３は、本実施の形態におけるシリコンマイクの製造方法を説明するための図１に相当する断面図である。以下、図２および図３に従って、本シリコンマイクの製造方法について順次説明する。
先ず、図２(a)に示すように、上記基板４１上に、ＭＥＭＳチップ４２と電子回路チップ４３とを、銀ペースト等によってダイボンドする。さらに、基板４１の底面４１aに電極５１,５２を形成する。
次に、図２(b)に示すように、上記基板４１上の電極(図示せず)とＭＥＭＳチップ４２および電子回路チップ４３との間、および、ＭＥＭＳチップ４２と電子回路チップ４３との間を、ワイヤー線４４によって電気的に接続する。さらに、ＭＥＭＳチップ４２上面における上記振動板の上部以外の領域に、ディスペンサー５３を用いて、上記振動板の周囲を取り囲む四角形状に、シリコーン樹脂が線引塗布される。このシリコーン樹脂は、熱や紫外線によって硬化されて弾性体となる。こうして、上記振動板の周囲に緩衝材４５が形成されるのである。
次に、図２(c)に示すように、上記図２(a)および図２(b)に示すようにして形成された基板実装品５４が、１次モールド用のトランスファー金型５５内に配置される。ここで、トランスファー金型５５の内面におけるＭＥＭＳチップ４２の上記振動板と対向する箇所には、四角柱状の突起５６が形成されている。そして、この突起５６の先端面における周囲部は、四角形状の緩衝材４５の上面に当接するようになっている。
次に、図２(d)に示すように、上記トランスファー金型５５内にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が充填(１次モールド)される。そして、図３(e)に示すように、トランスファー金型５５を取り外すことによって、エポキシ樹脂等からなる１次モールド樹脂４６が形成される。その場合、トランスファー金型５５の突起５６の部分には１次モールド樹脂４６が形成されないので、１次モールド樹脂４６におけるＭＥＭＳチップ４２の上記振動板上の箇所には開口部４８が形成される。
次に、図３(f)に示すように、上記基板実装品５４が１次モールドされてなる１次モールド品５７が、２次モールド用のインサート金型５８内に配置される。その際に、インサート金型５８の内面におけるＭＥＭＳチップ４２の上記振動板と対向する箇所は、１次モールド樹脂４６の開口部４８を塞いでいる。
次に、図３(g)に示すように、上記インサート金型５８内にポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂が充填(２次モールド)される。ここで、上記熱可塑性樹脂にはカーボンが含まれており、導電性が付加されている。そして、図３(h)に示すように、インサート金型５８を取り外すことによって、導電性ポリカーボネート樹脂等からなる２次モールド樹脂４７が形成される。こうして、１次モールド品５７が２次モールドされてなる２次モールド品５９が得られる。その場合、インサート金型５８が１次モールド樹脂４６の開口部４８を塞いでいるので、開口部４８が２次モールド樹脂４７で塞がれることが無く、ＭＥＭＳチップ４２における上記振動板の部分は外部に露出している。
上記図２(a)〜図３(h)では説明していないが、通常、トランスファー金型５５内には複数の基板実装品５４が配列され、インサート金型５８内には複数の１次モールド品５７が配列されて、複数の１次モールド品５７あるいは複数の２次モールド品５９が同時に成型される。そして、複数並列に形成された２次モールド品５９は、ダイシングによって図１に示すような個別の製品(シリコンマイク)に切り出される。
以上のごとく、本実施の形態におけるシリコンマイクは、基板４１上にダイボンドされたＭＥＭＳチップ４２と電子回路チップ４３とが１次モールド樹脂４６で１次モールドされてなる１次モールド品５７を、導電性を有する２次モールド樹脂４７で２次モールドして構成されている。したがって、磁気シールドのために１次モールド品５７を高価な金属キャップで覆う必要が無く、コストアップを抑制することができる。
さらに、上記ＭＥＭＳチップ４２上面における上記振動板上の周囲には緩衝材４５を形成し、基板実装品５４を１次モールド用のトランスファー金型５５内に配置した際には、トランスファー金型５５の内面に設けられた四角柱状の突起５６の先端面が緩衝材４５の上面に当接するようにしている。したがって、トランスファー金型５５の突起５６がＭＥＭＳ可動部である上記振動板に直接当接することがなく、製造の課程においてＭＥＭＳ構造が破壊されることを防止できる。
その際に、上記ＭＥＭＳチップ４２の厚みが、厚い側にばらついている場合には、緩衝材４５は弾性を有しているため、トランスファー金型５５の突起５６によってＭＥＭＳチップ４２が損傷を受けることがない。逆に、ＭＥＭＳチップ４２の厚みが、薄い側にばらついている場合には、予め、ＭＥＭＳチップ４２の厚みが正常な場合のトランスファー金型５５とＭＥＭＳチップ４２との位置関係を、トランスファー金型５５の突起５６が緩衝材４５を押し気味に当接するように設定しておけば、緩衝材４５は弾性を有しているために、トランスファー金型５５の突起５６は緩衝材４５の上面に当接することができる。
さらに、上記ＭＥＭＳ構造を有するＭＥＭＳチップ４２の上記ＭＥＭＳ可動部である上記振動板は、１次モールド樹脂４６に設けられた開口部４８および２次モールド樹脂４７の集音部４９に設けられた開口部５０を介して、外部に露出している。したがって、上記振動板が１次モールド樹脂４６と２次モールド樹脂４７とによって覆われることが無く、確実に動作することができる。
・第２実施の形態
図４は、本実施の形態の電子部品としてのシリコン圧力センサにおける断面図である。
図４は、本実施の形態の電子部品としてのシリコン圧力センサにおける断面図である。
本実施の形態においては、上記第１実施の形態の場合と同じ部材に対しては同じ番号を付して、詳細な説明は省略する。以下、上記第１実施の形態の場合とは異なる部分について説明する。
本実施の形態におけるＭＥＭＳチップ６１は、上記ＭＥＭＳ可動部としてのダイヤフラム(図示せず)が設けられており、空気の圧力を上記ダイヤフラムによって静電容量の変化に変換し、上記静電容量の変化を表す電気信号をワイヤー線４４を介して電子回路チップ４３に伝送する。
１次モールド樹脂４６の周囲を封止する導電性の遮光性樹脂でなる２次モールド樹脂６２は、１次モールド樹脂４６の開口部４８に対向する箇所には、エアチューブを接続することができるニップル６３が形成されている。このニップル６３は、１次モールド樹脂４６の開口部４８と同じ中心軸を有する２次モールド樹脂６２の開口部６４を取り囲むように、上記中心軸に沿って突出して筒状に形成されている。
上記構成を有するシリコン圧力センサは、空気の圧力の変化をＭＥＭＳチップ６１の上記ダイヤフラムによって静電容量の変化に変換し、電子回路チップ４３によって静電容量の変化を表す電圧信号を生成して電極５１,５２から外部へ送出する。そして、このシリコン圧力センサは、上記第１実施の形態におけるシリコンマイクの場合と全く同じ製造方法によって製造することができる。但し、２次モールド用のインサート金型は、本実施の形態における２次モールド樹脂６２の外側形状に合わせた内側形状を有していることは言うまでもない。
以上のことより、本実施の形態の電子部品としてのシリコン圧力センサにおいても、１次モールド品を導電性の２次モールド樹脂６２で２次モールドしているので、１次モールド品を高価な金属キャップで覆う必要が無くコストアップを抑制できる。
さらに、上記ＭＥＭＳチップ６１における上記ダイヤフラムの周囲には緩衝材４５を形成し、１次モールドの際には、１次モールド用のトランスファー金型の内面に設けられた四角柱状の突起の先端面を緩衝材４５の上面に当接させるので、上記トランスファー金型の突起がＭＥＭＳ可動部である上記ダイヤフラムに直接当接することがなく、製造の課程においてＭＥＭＳ構造が破壊されることを防止できる。
その際に、上記ＭＥＭＳチップ６１の厚みがばらついていても、緩衝材４５は弾性を有しているため、ＭＥＭＳチップ６１が損傷を受けたり、上記トランスファー金型の上記突起が緩衝材４５から離間したりすることはない。
さらに、上記ＭＥＭＳ構造を有するＭＥＭＳチップ６１における上記ＭＥＭＳ可動部である上記ダイヤフラムは外部に露出している。したがって、上記ダイヤフラムが１次モールド樹脂４６および２次モールド樹脂６２によって覆われることが無く、確実に動作することができる。
尚、上記第２実施の形態においては、空気の圧力を検知するシリコン圧力センサを例に説明した。しかしながら、この発明は、空気用のシリコン圧力センサに限定されるものではなく、他の気体用のシリコン圧力センサとしても使用可能である。
また、上記第１,第２実施の形態においては、上記ＭＥＭＳチップ４２,６１として、上記ＭＥＭＳ可動部として上記振動板あるいは上記ダイヤフラムの２種類を搭載したものを例示している。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、外部環境に接続させる必要があるＭＥＭＳ可動部(例えば、ＭＥＭＳポンプ)等を搭載したＭＥＭＳチップであっても差し支えない。
・第３実施の形態
図５は、本実施の形態の電子部品としての測距機能付シリコンマイクにおける断面図である。
図５は、本実施の形態の電子部品としての測距機能付シリコンマイクにおける断面図である。
本実施の形態は、上記第１実施の形態におけるシリコンマイクと同じ構成を有するマイク部７１と測距機能を有する測距センサ部７２とを、同一基板４１上に併設して構成されている。尚、本実施の形態においては、上記第１実施の形態の場合と同じ部材に対しては同じ番号を付して、詳細な説明は省略する。以下、上記第１実施の形態の場合とは異なる部分について説明する。
本実施の形態における電子回路チップ７３は、ＰＳＤ(Position Sensitive Detector：光位置センサ)部７４を有しており、ＭＥＭＳチップ４２からの静電容量の変化を表す電気信号に基づいて上記静電容量の変化を表す電圧信号を生成する機能に加えて、ＰＳＤ部７４による光測距機能を有している。そして、ＰＳＤ部７４は、基板４１の底面４１aに設けられた電極７６と、ワイヤー線７５によって電気的に接続されている。
また、上記基板４１上には、光測距用の光を照射する発光チップ(本実施の形態においては赤外線レーザチップ)７７がダイボンドされており、基板４１の底面４１aに設けられた電極７８とワイヤー線７９によって電気的に接続されている。
本実施の形態における１次モールド樹脂８０は、上述のように基板４１上にＭＥＭＳチップ４２,電子回路チップ７３および発光チップ７７を搭載してなる基板実装品を封止(１次モールド)する透明エポキシ樹脂等でなる透光性樹脂である。尚、１次モールド樹脂８０には、上記第１実施の形態における１次モールド樹脂４６の場合と同様に、ＭＥＭＳチップ４２の上記振動板上に開口部４８が形成されている。さらに、発光チップ７７から放射された光が外部に出射される位置には外側に突出して投光レンズ８１が形成され、外部から光が入射される位置には外側に突出して受光レンズ８２が形成されている。
本実施の形態における２次モールド樹脂８３は、上述のように上記基板実装品を１次モールドしてなる１次モールド品を、封止(２次モールド)する導電性ポリカーボネート樹脂等でなる遮光性樹脂である。尚、２次モールド樹脂８３には、上記第１実施の形態における２次モールド樹脂４７の場合と同様に、１次モールド樹脂８０の開口部４８に対向する箇所に集音部４９が形成されている。さらに、１次モールド樹脂８０の投光レンズ８１と受光レンズ８２とに対向する位置には、投光レンズ８１および受光レンズ８２を外部に突出させるための穴８４,８５が形成されている。
すなわち、上記発光チップ７７,投光レンズ８１,受光レンズ８２および電子回路チップ７３によって、測距センサ部７２を構成しているのである。
上記構成において、上記測距センサ部７２の発光チップ(赤外線レーザチップ)７７から放出された光(赤外線)は投光レンズ８１によって略平行光となり、被測定物８６を照射する。そして、被測定物８６で反射された散乱光の一部は受光レンズ８２で集光され、電子回路チップ７３のＰＳＤ部７４に集束する。そして、電子回路チップ７３によって、ＰＳＤ部７４における入射光の位置に基づいて、三角測量の原理を用いて被測定物８６までの距離が算出される。
また、上記マイク部７１によって、上記第１実施の形態のシリコンマイクの場合と同様にして、集音部４９で集められた音波がＭＥＭＳチップ４２によって静電容量の変化に変換され、電子回路チップ７３によって電圧の変化に変換されて電極５１,５２から外部へ電気信号として出力される。
本実施の形態における測距機能付シリコンマイクは、例えば携帯電話等に用いられる。人間の耳と口との距離には個人差がある。そのために、携帯電話においては、マイクと口との最適距離が使用者によってばらつく事になる。そこで、被測定物８６を使用者の口として測距センサ部７２によって「使用者の口」までの距離を算出することによって、マイク部７１と使用者の口との距離が分かる。そして、携帯電話搭載のマイクロコンピュータ等によって、その距離が遠い場合には、電子回路チップ７３による上記振動板の振動の静電容量の変化への変換率を上げることにより、マイク部７１の感度を上げる。一方、上記距離が近い場合にはマイク部７１の感度を下げるようにするのである。そうすることによって、携帯電話による通話相手との会話をスムースに行うことができるのである。
その場合、上記同一の基板４１上にＭＥＭＳチップ４２,電子回路チップ７３および発光チップ７７を搭載し、投光レンズ８１と受光レンズ８２とが形成され１次モールド樹脂８０によって一体に封止(１次モールド)している。したがって、発光チップおよび受光チップ用の別付のレンズは必要なく、容易に小型化を図ることができる。その結果、携帯電話の小型化も図ることができるのである。
勿論、上記マイク部７１として、上記第１実施の形態のシリコンマイクを用いているので、上記第１実施の形態の場合と同様に、高価な金属キャップで覆う必要が無くコストアップを抑制でき、ＭＥＭＳチップ４２の上記振動板の周囲には緩衝材４５を形成して製造の課程でＭＥＭＳ構造が破壊されるのを防止し、上記振動板をモールド樹脂８０,８３から露出させて不動作を無くすことができる。
尚、本実施の形態においては、上記ＰＳＤ部７４は電子回路チップ７３上に設けられている。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、ＰＳＤ部７４を電子回路チップ７３とは独立して別体に構成しても差し支えない。
・第４実施の形態
図６は、本実施の形態の電子部品としての光方向センサ付シリコンマイクにおける断面図である。
図６は、本実施の形態の電子部品としての光方向センサ付シリコンマイクにおける断面図である。
本実施の形態は、上記第１実施の形態のシリコンマイクと同じ構成を有するマイク部９１と光方向センシング機能を有する光方向センサ部９２とを、同一基板４１上に併設して構成されている。尚、本実施の形態においては、上記第１実施の形態の場合と同じ部材に対しては同じ番号を付して、詳細な説明は省略する。以下、上記第１実施の形態の場合とは異なる部分について説明する。
４分割フォトダイオードチップ９３は、４分割受光部９４a,９４b,…(図６では２つのみが見えている)を有しており、４分割受光部９４a,９４b,…夫々からの受光信号(以下、４分割受光信号と言う)の増幅,フィルタリングおよび復調を行うとともに、光方向センシング機能を有している。そして、４分割フォトダイオードチップ９３は、基板４１の底面４１aに設けられた電極９５,９６と、ワイヤー線９７,９８によって電気的に接続されている。以下、４つの４分割受光部９４a,９４b,…を総称して４分割受光部９４と言うことにする。
本実施の形態における１次モールド樹脂は、上述のように基板４１上にＭＥＭＳチップ４２および電子回路チップ４３を搭載してなる第１の基板実装品を透明エポキシ樹脂等の透光性樹脂で封止(１次モールド)した第１の１次モールド樹脂９９と、上述のように基板４１上に４分割フォトダイオードチップ９３を搭載してなる第２の基板実装品を上記透光性樹脂で封止(１次モールド)した第２の１次モールド樹脂１００とでなる。尚、第１の１次モールド樹脂９９には、上記第１実施の形態における１次モールド樹脂４６の場合と同様に、ＭＥＭＳチップ４２の上記振動板上に開口部４８が形成されている。また、第２の１次モールド樹脂１００には、外部から光が入射される位置に外側に突出して受光レンズ１０１が形成されている。
本実施の形態における２次モールド樹脂は、上述のように上記第１の基板実装品を１次モールドしてなる第１の１次モールド品を、導電性ポリカーボネート樹脂等の遮光性樹脂で封止(２次モールド)した第１の２次モールド樹脂１０２と、上記第２の基板実装品を１次モールドしてなる第２の１次モールド品を、上記遮光性樹脂で封止(２次モールド)した第２の２次モールド樹脂１０３とでなる。尚、第１の２次モールド樹脂１０２には、上記第１実施の形態における２次モールド樹脂４７の場合と同様に、第１の１次モールド樹脂９９の開口部４８に対向する箇所に集音部４９が形成されている。また、第２の２次モールド樹脂１０３における第２の１次モールド樹脂１００の受光レンズ１０１に対向する位置には、受光レンズ１０１を外部に突出させるための穴１０４が形成されている。
すなわち、上記４分割フォトダイオードチップ９３,受光レンズ１０１および電子回路チップ４３によって、光方向センサ部９２を構成しているのである。
上記構成を有する光方向センサ付シリコンマイクは、例えばエアコン本体等に搭載される。以下、本光方向センサ付シリコンマイクの動作を、エアコン本体等に搭載されている場合を例に説明する。
エアコンの上記信号出力手段としてのリモコン送信器(図示せず)には、赤外線発光チップとスピーカーとが内蔵されている。そして、上記リモコン送信器の専用ボタンを押下すると、上記赤外線発光チップから赤外線コードが出射され、同時に上記スピーカーから発信音が出力される。この発信音の波長は人の可聴域内に無くてもよい。
そうすると、図７(a)に示すように、先ず、上記赤外線発光チップから出射された上記赤外線コードが本光方向センサ付シリコンマイクの受光レンズ１０１に入射され、４分割フォトダイオードチップ９３の４分割受光部９４に集光される。ここで、上記赤外線発光チップから上記赤外線コードが出射されてから４分割受光部９４に集光されるまでの時間とＴ0とする。
上述のように、上記赤外線コードが４分割受光部９４に集光されると、各４分割受光部９４a,９４b,…夫々からの上記４分割受光信号に基づいて、４分割フォトダイオードチップ９３によってγ軸出力とβ軸出力とが式(１)のごとく得られる。ここで、上記「γ軸」および「β軸」とは、図７(a)におけるｘｙｚ座標系におけるｚ軸回りの回転軸とｙ軸回りの回転軸とを示す。尚、γ軸出力とβ軸出力との生成原理は、上記特許文献３に示されている。
ここで、「Ｘ0」は、図７に示すような上記リモコン送信器の位置を原点「０」とするｘｙｚ座標において、上記リモコン送信器から本光方向センサ付シリコンマイクにおける集音部４９の開口部までのｘ方向への距離である。また、「Ｙ0」は、上記リモコン送信器からＭＥＭＳチップ４２における上記振動板の中心までのｙ方向への距離である。また、「Ｚ0」は、上記リモコン送信器から上記振動板の中心までのｚ方向への距離である。さらに、「Ｌ」は、上記振動板の中心から４分割受光部９４の中心までの距離である。
次に、上記リモコン送信器の上記スピーカーから出力された上記発信音が、本光方向センサ付シリコンマイクにおけるマイク部９１の集音部４９に入射され、ＭＥＭＳチップ４２の上記振動板を振動させる。そして、電子回路チップ７３によって、ＭＥＭＳチップ４２からの電気信号に基づいて、入力音を表す電圧信号が生成される。ここで、上記スピーカーから発信音が出力されからＭＥＭＳチップ４２の上記振動板が振動するまでの時間をＴ1とする。
そうすると、上記距離Ｘ0と距離Ｙ0と距離Ｚ0との関係が式(２)のごとく得られる。その場合、室温２５℃での音速を３５０ｍ/sとする。
したがって、上記式(１)から次式(３)が得られ、
上記式(２)と上記(３)とから式(４)〜式(６)が得られる。
そこで、当該エアコンに搭載されて、当該エアコンの動作を制御するマイクロコンピュータによって、電子回路チップ４３からの出力と４分割フォトダイオードチップ９３からの出力とから上記時間Ｔ1と上記時間Ｔ0との差「Ｔ1−Ｔ0」を求め、この「Ｔ1−Ｔ0」の値と、４分割フォトダイオードチップ９３の出力γ,βと、上記間隔Ｌとから、式(４)〜式(６)を用いて、上記リモコン送信器における上記距離Ｘ0,Ｙ0およびＺ0を算出するのである。
その場合、上記距離Ｘ0,Ｙ0およびＺ0を算出式(４),(５),(６)には「−(Ｌ2−３５０2(Ｔ1−Ｔ0)2)」の項がある。そして、上記振動板の中心から４分割受光部９４の中心までの距離である「Ｌ」は数mmから数cmの値であるのに対して、「３５０2(Ｔ1−Ｔ0)2)」は数ｍの値である。したがって、「Ｌ」の値が小さい場合でも「−(Ｌ2−３５０2(Ｔ1−Ｔ0)2)」の項の存在によって、上記距離Ｘ0,Ｙ0およびＺ0の値は小さくなることはないのである。
以後、上記算出された上記距離Ｘ0,Ｙ0およびＺ0に従って、上記マイクロコンピュータによって、例えば、当該エアコンの吹出口からの送風方向が設定される。
このように、本実施の形態における光方向センサ付シリコンマイクでは、例えばリモコン送信器から出力される光信号と音声信号とに基づいて、上記リモコン送信器の位置座標を求めることができる。したがって、上記第４従来例のごとく、コストの高い４分割フォトダイオードチップを２つ用いて光信号のみに基づいて位置座標を求める場合に比べて、４分割フォトダイオードチップ９３の１つを安価なＭＥＭＳチップ４２に換えることによって、価格の低下を図ることができる。
また、上述したように、上記振動板の中心から４分割受光部９４の中心までの距離Ｌの値が小さい場合でも、上記距離Ｘ0,Ｙ0およびＺ0の値は小さくなることはなく、上記距離Ｘ0,Ｙ0およびＺ0の値の誤差が大きくなるのを抑制することができるのである。
４１…基板、
４２,６１…ＭＥＭＳチップ、
４３,７３…電子回路チップ、
４５…緩衝材、
４６,８０…１次モールド樹脂、
４７,６２,８３…２次モールド樹脂、
４８…１次モールド樹脂の開口部、
４９…集音部、
５０,６４…２次モールド樹脂の開口部、
５３…ディスペンサー、
５４…基板実装品、
５５…１次モールド用のトランスファー金型、
５６…突起、
５７…１次モールド品、
５８…２次モールド用のインサート金型、
５９…２次モールド品、
６３…ニップル、
７１,９１…マイク部、
７２…測距センサ部、
７４…ＰＳＤ部、
７７…発光チップ、
８１…投光レンズ、
８２,１０１…受光レンズ、
８６…被測定物、
９２…光方向センサ部、
９３…４分割フォトダイオードチップ、
９４…４分割受光部、
９９…第１の１次モールド樹脂、
１００…第２の１次モールド樹脂、
１０２…第１の２次モールド樹脂、
１０３…第２の２次モールド樹脂。
４２,６１…ＭＥＭＳチップ、
４３,７３…電子回路チップ、
４５…緩衝材、
４６,８０…１次モールド樹脂、
４７,６２,８３…２次モールド樹脂、
４８…１次モールド樹脂の開口部、
４９…集音部、
５０,６４…２次モールド樹脂の開口部、
５３…ディスペンサー、
５４…基板実装品、
５５…１次モールド用のトランスファー金型、
５６…突起、
５７…１次モールド品、
５８…２次モールド用のインサート金型、
５９…２次モールド品、
６３…ニップル、
７１,９１…マイク部、
７２…測距センサ部、
７４…ＰＳＤ部、
７７…発光チップ、
８１…投光レンズ、
８２,１０１…受光レンズ、
８６…被測定物、
９２…光方向センサ部、
９３…４分割フォトダイオードチップ、
９４…４分割受光部、
９９…第１の１次モールド樹脂、
１００…第２の１次モールド樹脂、
１０２…第１の２次モールド樹脂、
１０３…第２の２次モールド樹脂。
Claims (9)
- 可動部および非可動部を有する微小電気機械システム部が設けられた半導体チップと、
上記半導体チップが実装された基板あるいはフレームと、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを封止する封止樹脂と
を備え、
上記封止樹脂は、上記半導体チップにおける上記微小電気機械システム部の上記可動部を露出させる開口部を有しており、
上記封止樹脂における上記開口部の周縁部と上記半導体チップにおける上記微小電気機械システム部の上記非可動部との間に挟持された緩衝材
を備えたことを特徴とする電子部品。 - 請求項１に記載の電子部品において、
上記半導体チップにおける上記微小電気機械システム部の上記可動部は、音によって振動する振動板あるいはダイヤフラムである
ことを特徴とする電子部品。 - 請求項２に記載の電子部品において、
上記可動部は、上記振動板であり、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを上記封止樹脂で封止してなる１次封止品を２次封止すると共に、導電性を有する２次封止樹脂を備え、
上記２次封止樹脂は、上記封止樹脂の上記開口部に対向する位置に、上記半導体チップの上記振動板を露出させる開口部を有しており、
上記２次封止樹脂は、当該２次封止樹脂の上記開口部を取り囲んで、上記開口部の中心軸に沿って突出した筒状体に形成されると共に、この筒状体の内周面が上記中心軸上に焦点を有する放物面になっている集音部を含んでおり、
上記半導体チップは、上記集音部から取り込まれた音波を電気信号に変換するようになっており、
マイクロフォンとして機能することを特徴とする電子部品。 - 請求項３に記載の電子部品において、
上記基板あるいは上記フレームには、発光チップと、この発光チップから出射されて被測定物で反射された光が入射されると共に上記被測定物までの距離を表す電気信号を出力する光位置センサとを、含む測距センサ部が、さらに搭載されており、
上記封止樹脂は、上記測距センサ部をも封止して上記１次封止品と成すと共に、上記発光チップからの出射光および上記光位置センサへの入射光の通過位置にレンズが形成されており、
上記２次封止樹脂は、上記測距センサ部を含む上記１次封止品を２次封止すると共に、上記レンズに対向する位置には当該レンズを外部に突出させる穴が形成されている
ことを特徴とする電子部品。 - 請求項３に記載の電子部品において、
上記基板あるいは上記フレームには、光が入射されると共にこの入射光の入射方向を表す電気信号を出力する分割受光チップを含む光方向センサ部が、さらに搭載されており、
上記封止樹脂は、上記光方向センサ部をも封止して上記１次封止品と成すと共に、上記分割受光チップへの入射光の通過位置にレンズが形成されており、
上記２次封止樹脂は、上記光方向センサ部を含む上記１次封止品を２次封止するとともに、上記レンズに対向する位置には当該レンズを外部に突出させる穴が形成されている
ことを特徴とする電子部品。 - 請求項２に記載の電子部品において、
上記可動部は、上記ダイヤフラムであり、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを上記封止樹脂で封止してなる１次封止品を２次封止すると共に、導電性を有する２次封止樹脂を備え、
上記２次封止樹脂は、上記封止樹脂の上記開口部に対向する位置に、上記半導体チップの上記可動部を露出させる開口部を有しており、
上記２次封止樹脂は、当該２次封止樹脂の上記開口部を取り囲んで、上記開口部の中心軸に沿って突出した筒状体に形成されると共に、チューブが接続されるニップルを含んでおり、
上記半導体チップは、上記ニップルから取り込まれた気体の圧力変化を電気信号に変換するようになっており、
圧力センサーとして機能することを特徴とする電子部品。 - 請求項１に記載の電子部品の製造方法であって、
基板上あるいはフレーム上に、可動部および非可動部を有する微小電気機械システム部が設けられた半導体チップを実装する工程と、
上記半導体チップにおける上記微小電気機械システム部の上記可動部の周囲に位置する上記非可動部にシリコーン樹脂を塗布すると共に、硬化させて弾性を持たせることによって緩衝材を形成する工程と、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを樹脂封止用の金型内に配置し、上記金型内に封止樹脂を充填した後硬化させる工程と
を含み、
上記半導体チップと上記基板あるいは上記フレームとを樹脂封止用の金型内に配置する場合に、上記金型の内面に突出して設けられた突起の先端面を上記緩衝材の上面に当接させることによって、上記半導体チップにおける上記微小電気機械システム部の上記可動部を上記突起で覆って、当該可動部上に上記封止樹脂が充填されないようにする
ことを特徴とする電子部品の製造方法。 - 請求項４に記載の電子部品を備え、
上記被測定物は音発生源であり、
上記測距センサ部における上記光位置センサから出力される上記音発生源までの距離を表す電気信号に基づいて、上記音発生源までの距離に応じて、マイクロフォンとして機能する上記半導体チップにおける音波の上記電気信号への変換率を制御することによって、上記マイクロフォンの感度を制御する感度制御手段を含む
ことを特徴とする電子装置。 - 請求項５に記載の電子部品を備え、
上記電子部品は、信号出力手段から同時に出力された音信号と光信号とを受信するようになっており、
上記半導体チップから出力される上記信号出力手段からの音信号を表す電気信号と、上記光方向センサ部における上記分割受光チップから出力される上記信号出力手段からの光信号の入射方向を表す電気信号とに基づいて、上記信号出力手段の位置を演算する信号出力位置演算手段を含む
ことを特徴とする電子装置。
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