JP2011013175A - Memsセンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】フィルム状接着材の未硬化領域の発生を抑制し、センサ製作後の硬化反応の進行によるセンサ特性の低下を防止できるMEMSセンサを提供する。
【解決手段】制御IC1に樹脂製保護膜2が被着され、この保護膜2とMEMS素子3との間にフィルム状接着材4を介装させ、この接着材4の加熱加圧による硬化よって制御IC1上にMEMS素子3を接合固定させてなるMEMSセンサにおいて、樹脂製保護膜2に、その制御IC1とMEMS素子3との重畳面の中央部対応位置から四隅部対応位置に向かって放射状に溝5を延出形成する。またこの溝5の延出先端部に、一部がセンサ外部に露出する開口部6を形成し、樹脂製保護膜2中に残留してフィルム状接着材4の硬化反応を阻害するアミン系物質をその開口部6からセンサ外部に揮発拡散して排出させる。
【選択図】図2
【解決手段】制御IC1に樹脂製保護膜2が被着され、この保護膜2とMEMS素子3との間にフィルム状接着材4を介装させ、この接着材4の加熱加圧による硬化よって制御IC1上にMEMS素子3を接合固定させてなるMEMSセンサにおいて、樹脂製保護膜2に、その制御IC1とMEMS素子3との重畳面の中央部対応位置から四隅部対応位置に向かって放射状に溝5を延出形成する。またこの溝5の延出先端部に、一部がセンサ外部に露出する開口部6を形成し、樹脂製保護膜2中に残留してフィルム状接着材4の硬化反応を阻害するアミン系物質をその開口部6からセンサ外部に揮発拡散して排出させる。
【選択図】図2
Description
本発明は、制御IC(Integrated Circuit)上にMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子を実装してなるMEMSセンサに関するものである。
従来、この種の技術としては特許文献1に記載のものがあった。
これは、半導体力学量センサにおいて、半導体センサ(チップ)と制御IC対向面部分とがフィルム状接着材を介して接合されており、制御IC(チップ)の半導体センサ搭載面は樹脂材によりコーティングされている、というものである。
これは、半導体力学量センサにおいて、半導体センサ(チップ)と制御IC対向面部分とがフィルム状接着材を介して接合されており、制御IC(チップ)の半導体センサ搭載面は樹脂材によりコーティングされている、というものである。
上記従来技術によれば、フィルム状接着材によって半導体センサ(MEMS素子)と制御ICとが位置ずれなく接合され、また、樹脂材のコーティングによって制御ICの半導体センサ搭載面に凹凸があっても平滑化できるという利点があるが、次のような課題があった。
すなわち上記樹脂材としては、有機高分子からなる膜、例えばポリイミド膜が用いられ、このポリイミド膜は、α線や異物から被コーティング部品を保護するという機能もあってこの種の樹脂材(樹脂製保護膜)として有用である。しかし、この樹脂製保護膜としてのポリイミド膜中には、溶剤等に由来するごく微量なアミン系物質が残留している。このアミン系物質は、フィルム状接着材として用いられているシリコーンを主成分とするフィルム材(シリコーン系フィルム材)の硬化反応を阻害する働きがある。
すなわち上記樹脂材としては、有機高分子からなる膜、例えばポリイミド膜が用いられ、このポリイミド膜は、α線や異物から被コーティング部品を保護するという機能もあってこの種の樹脂材(樹脂製保護膜)として有用である。しかし、この樹脂製保護膜としてのポリイミド膜中には、溶剤等に由来するごく微量なアミン系物質が残留している。このアミン系物質は、フィルム状接着材として用いられているシリコーンを主成分とするフィルム材(シリコーン系フィルム材)の硬化反応を阻害する働きがある。
このようなフィルム状接着材は、見掛け上は固体(エラストマー)であるが硬化反応は完了しておらず、半導体センサと制御ICとの接合後のポストキュアを経て、フィルム状接着材全体の硬化反応が終了する。仮に、フィルム状接着材の製造工程で硬化反応を完了させたとすると、この場合はフィルム状接着材表面の接着性まで失われるため、いわゆる「半生状態」として使用せざるを得ない。
また、半導体センサを制御IC上にフィルム状接着材で接合する場合、200℃前後の熱と1MPa前後の圧力とを同時に加える。このとき、制御IC表面のポリイミド膜からアミン成分が放出されてフィルム状接着材内部に移動し、トラップされる。このため、その後のポストキュアを経ても硬化が完了していない部位(未硬化領域)が残ってしまう。
また、半導体センサを制御IC上にフィルム状接着材で接合する場合、200℃前後の熱と1MPa前後の圧力とを同時に加える。このとき、制御IC表面のポリイミド膜からアミン成分が放出されてフィルム状接着材内部に移動し、トラップされる。このため、その後のポストキュアを経ても硬化が完了していない部位(未硬化領域)が残ってしまう。
フィルム状接着材の内部に残留した未硬化領域は、半導体センサを高温状態で作動させると徐々に硬化反応が進行、つまり、フィルム状接着材の硬度が徐々に増加する現象を生じさせる。硬度が増すと、半導体センサ自身の振動の漏れ状態が変化し、具体的には漏れ振動が小さくなる方向に作用し、その結果、ヨーレート検出信号の感度、0点出力(無負荷時出力)や、加速度検出信号の0点を変動させ、半導体センサ(MEMS素子)のセンサ特性を低下させる。
本発明は、上記のような実情に鑑みなされたもので、フィルム状接着材の未硬化領域の発生を抑制し、センサ製作後の硬化反応の進行によるセンサ特性の低下を防止できるMEMSセンサを提供することを課題とする。
以下の各項のうち、(1)項が請求項1に、(2)項が請求項2に、(3)項が請求項3に、各々対応する。(4)項及び(5)項は請求項に係る発明ではない。
(1) 制御ICの表面に樹脂製保護膜が被着され、この樹脂製保護膜とMEMS素子との間にフィルム状接着材を介装させ、このフィルム状接着材の加熱加圧による硬化よって前記制御IC上に前記MEMS素子を接合固定させてなるMEMSセンサにおいて、前記樹脂製保護膜には、前記制御ICと前記MEMS素子との重畳面の中央部に対応する位置からその重畳面の少なくとも四方端部を含む端部複数箇所に対応する位置に延出する溝が形成され、この溝の延出先端部には、少なくとも一部がセンサ外部に露出する開口部が形成されていることを特徴とするMEMSセンサ。
MEMSセンサにおいて、制御ICとMEMS素子との重畳面は一般に四角形をなすが、他の形状であってもよい。重畳面が丸形等の隅部のない形状である場合には、溝は重畳面の中央部に対応する位置から少なくとも四方の端部に延出形成される。
また、樹脂製保護膜にはポリイミド膜が、フィルム状接着材にはシリコーンを主成分とするフィルム材(シリコーン系フィルム材)が通常用いられるが、これのみに限らない。フィルム状接着材の加熱加圧による硬化反応を阻害する物質が樹脂製保護膜中に残留し、フィルム状接着材の未硬化領域を発生させるようなフィルム材、膜であれば、いずれのフィルム材、膜であってもよい。
制御ICとしては、例えばMEMSセンサからの出力信号を処理するための信号処理用回路を構成するICチップが挙げられる。
(2)前記重畳面は四角形をなし、前記溝は、前記重畳面の中央部に対応する位置からその重畳面の少なくとも四隅部を含む端部複数箇所に対応する位置に向かって放射状に延出形成されていることを特徴とする(1)項に記載のMEMSセンサ。
重畳面が四角形である典型的な形状のMEMSセンサに適用される。
(3)前記フィルム状接着材は、前記溝との対向部分をこの溝内に食い込ませていることを特徴とする(1)項又は(2)項に記載のMEMSセンサ。
フィルム状接着材の溝内への食い込ませは、例えば、フィルム状接着材の加熱加圧による硬化よって制御IC上にMEMS素子を接合固定させた後の、再度のフィルム状接着材の加圧によって行われる。
(4) 前記開口部は、ほぼ四角形に形成されていることを特徴とする(1)項、(2)項又は(3)項に記載のMEMSセンサ。
本項に記載の発明によれば、制御IC上(実際には樹脂製保護膜上)へのフィルム状接着材の載置位置の精度を判別するため、又は、その結果として搭載精度を高めるための目印としても開口部を利用できる、という副次的効果が得られる。
(5)前記樹脂製保護膜としてポリイミド膜が用いられ、前記フィルム状接着材としてシリコーンを主成分とするフィルム材が用いられることを特徴とする(1)項、(2)項、(3)項又は(4)項に記載のMEMSセンサ。
本項に記載の発明によれば、樹脂製保護膜及びフィルム状接着材として使用されている材質(ポリイミド膜及びシリコーン系フィルム材)において、(1)項に記載の発明の効果を顕著に発揮できる。
MEMSセンサにおいて、制御ICとMEMS素子との重畳面は一般に四角形をなすが、他の形状であってもよい。重畳面が丸形等の隅部のない形状である場合には、溝は重畳面の中央部に対応する位置から少なくとも四方の端部に延出形成される。
また、樹脂製保護膜にはポリイミド膜が、フィルム状接着材にはシリコーンを主成分とするフィルム材(シリコーン系フィルム材)が通常用いられるが、これのみに限らない。フィルム状接着材の加熱加圧による硬化反応を阻害する物質が樹脂製保護膜中に残留し、フィルム状接着材の未硬化領域を発生させるようなフィルム材、膜であれば、いずれのフィルム材、膜であってもよい。
制御ICとしては、例えばMEMSセンサからの出力信号を処理するための信号処理用回路を構成するICチップが挙げられる。
(2)前記重畳面は四角形をなし、前記溝は、前記重畳面の中央部に対応する位置からその重畳面の少なくとも四隅部を含む端部複数箇所に対応する位置に向かって放射状に延出形成されていることを特徴とする(1)項に記載のMEMSセンサ。
重畳面が四角形である典型的な形状のMEMSセンサに適用される。
(3)前記フィルム状接着材は、前記溝との対向部分をこの溝内に食い込ませていることを特徴とする(1)項又は(2)項に記載のMEMSセンサ。
フィルム状接着材の溝内への食い込ませは、例えば、フィルム状接着材の加熱加圧による硬化よって制御IC上にMEMS素子を接合固定させた後の、再度のフィルム状接着材の加圧によって行われる。
(4) 前記開口部は、ほぼ四角形に形成されていることを特徴とする(1)項、(2)項又は(3)項に記載のMEMSセンサ。
本項に記載の発明によれば、制御IC上(実際には樹脂製保護膜上)へのフィルム状接着材の載置位置の精度を判別するため、又は、その結果として搭載精度を高めるための目印としても開口部を利用できる、という副次的効果が得られる。
(5)前記樹脂製保護膜としてポリイミド膜が用いられ、前記フィルム状接着材としてシリコーンを主成分とするフィルム材が用いられることを特徴とする(1)項、(2)項、(3)項又は(4)項に記載のMEMSセンサ。
本項に記載の発明によれば、樹脂製保護膜及びフィルム状接着材として使用されている材質(ポリイミド膜及びシリコーン系フィルム材)において、(1)項に記載の発明の効果を顕著に発揮できる。
(1)項に記載の発明では、制御ICの表面に樹脂製保護膜が被着され、この樹脂製保護膜とMEMS素子との間にフィルム状接着材を介装させ、このフィルム状接着材の加熱加圧による硬化よって前記制御IC上に前記MEMS素子を接合固定させてなるMEMSセンサにおいて、制御ICとMEMS素子との重畳面の中央部に対応する位置からその重畳面の少なくとも四方端部を含む端部複数箇所に対応する位置に延出する溝を樹脂製保護膜に形成した。そして、その溝の延出先端部に、少なくとも一部がセンサ外部に露出する開口部を形成した。
これによれば、樹脂製保護膜中に残留し、フィルム状接着材の硬化反応を阻害するアミン系物質等の物質が開口部からセンサ外部に効率よく揮発拡散して排出される。したがって、フィルム状接着材の未硬化領域の発生を抑制することができ、センサ製作後の硬化反応の進行によるセンサ特性の低下を防止できる。
(2)項に記載の発明では、重畳面が四角形である場合に、上記溝を、重畳面の中央部に対応する位置からその重畳面の少なくとも四隅部を含む端部複数箇所に対応する位置に向かって放射状に延出形成した。
これによれば、重畳面が四角形である典型的な形状のMEMSセンサについて、(1)項に記載の発明の効果を一層効率よく、かつ顕著に発揮できる。
(3)項に記載の発明によれば、フィルム状接着材の、溝との対向部分をその溝内に食い込ませたので、その食込み部分がフィルム状接着材の下面中央部から放射状に延出するリブとして機能し、MEMS素子の回転方向の共振点を高くすることができ、センサ特性を向上できる。
なお、(4)項及び(5)項に記載の発明は、本発明(特許請求の範囲に記載した発明)ではないので、上記課題を解決するための手段の欄に、その効果を述べた。
これによれば、樹脂製保護膜中に残留し、フィルム状接着材の硬化反応を阻害するアミン系物質等の物質が開口部からセンサ外部に効率よく揮発拡散して排出される。したがって、フィルム状接着材の未硬化領域の発生を抑制することができ、センサ製作後の硬化反応の進行によるセンサ特性の低下を防止できる。
(2)項に記載の発明では、重畳面が四角形である場合に、上記溝を、重畳面の中央部に対応する位置からその重畳面の少なくとも四隅部を含む端部複数箇所に対応する位置に向かって放射状に延出形成した。
これによれば、重畳面が四角形である典型的な形状のMEMSセンサについて、(1)項に記載の発明の効果を一層効率よく、かつ顕著に発揮できる。
(3)項に記載の発明によれば、フィルム状接着材の、溝との対向部分をその溝内に食い込ませたので、その食込み部分がフィルム状接着材の下面中央部から放射状に延出するリブとして機能し、MEMS素子の回転方向の共振点を高くすることができ、センサ特性を向上できる。
なお、(4)項及び(5)項に記載の発明は、本発明(特許請求の範囲に記載した発明)ではないので、上記課題を解決するための手段の欄に、その効果を述べた。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図1は、本発明の一実施形態に係るMEMSセンサの斜視図、図2は同じく分解斜視図、図3は同じく要部を示す斜視図である。
これら図1〜図3を参照して分かるように、本実施形態は、制御IC1の表面に樹脂製保護膜2が被着され、この樹脂製保護膜2とMEMS素子3との間にフィルム状接着材4を介装させ、このフィルム状接着材4の加熱加圧による硬化よって制御IC1上にMEMS素子3を接合固定(実装)させてなるMEMSセンサに適用される。
ここで、制御IC1としては、MEMSセンサからの信号、例えばヨーレートや加速度等を検出するための信号を処理する信号処理用回路を構成するICチップが挙げられる。
樹脂製保護膜2としては、有機高分子からなる膜、例えばポリイミド膜が用いられる。また、フィルム状接着材4としては、シリコーンを主成分とするフィルム材(シリコーン系フィルム材)が用いられる。フィルム状接着材4にはシート状接着材を含むものとする。
図1は、本発明の一実施形態に係るMEMSセンサの斜視図、図2は同じく分解斜視図、図3は同じく要部を示す斜視図である。
これら図1〜図3を参照して分かるように、本実施形態は、制御IC1の表面に樹脂製保護膜2が被着され、この樹脂製保護膜2とMEMS素子3との間にフィルム状接着材4を介装させ、このフィルム状接着材4の加熱加圧による硬化よって制御IC1上にMEMS素子3を接合固定(実装)させてなるMEMSセンサに適用される。
ここで、制御IC1としては、MEMSセンサからの信号、例えばヨーレートや加速度等を検出するための信号を処理する信号処理用回路を構成するICチップが挙げられる。
樹脂製保護膜2としては、有機高分子からなる膜、例えばポリイミド膜が用いられる。また、フィルム状接着材4としては、シリコーンを主成分とするフィルム材(シリコーン系フィルム材)が用いられる。フィルム状接着材4にはシート状接着材を含むものとする。
また、本実施形態に係るMEMSセンサにおいては、上記樹脂製保護膜2に溝5が形成されている。
この溝5は、制御IC1とMEMS素子3との重畳面の中央部に対応する位置(中央部対応位置)からその重畳面の少なくとも四方端部を含む端部複数箇所に対応する位置(端部対応位置)に形成されている。
図示例では、制御IC1及びMEMS素子3共に高さの低い直方体(板状直方体)をなす。また、MEMS素子3は制御IC1よりも平面視形状が小さく、制御IC1上に各々中央部を合わせて位置決めされ、上記のようにフィルム状接着材4によって固定される。
この溝5は、制御IC1とMEMS素子3との重畳面の中央部に対応する位置(中央部対応位置)からその重畳面の少なくとも四方端部を含む端部複数箇所に対応する位置(端部対応位置)に形成されている。
図示例では、制御IC1及びMEMS素子3共に高さの低い直方体(板状直方体)をなす。また、MEMS素子3は制御IC1よりも平面視形状が小さく、制御IC1上に各々中央部を合わせて位置決めされ、上記のようにフィルム状接着材4によって固定される。
制御IC1及びMEMS素子3は共に直方体であるので、それらが重なる重畳面は四角形をなす。この場合、上記溝5は、四角形の重畳面の中央部に対応する位置(中央部対応位置)からその重畳面の少なくとも四隅部を含む端部複数箇所に対応する位置(端部対応位置)に向かって放射状に複数本延出形成されている。
図示例では、溝5は四隅部に対応する位置(四隅部対応位置)に向かって放射状に4本延出形成されている。この4本を含めて、更に複数本、放射状に延出形成してもよい。溝5の本数や幅寸法等は、制御IC1のMEMS素子3搭載面(載置面)の平滑化等、樹脂製保護膜2の機能を妨げない範囲で設定されることは勿論である。
そしてこの溝5の延出先端部(四隅部対応位置)には、少なくとも一部がセンサ外部に露出する、すなわち、重畳面からはみ出すように位置及び大きさが設定された開口部6が形成されている。開口部6の形状は、図示例ではほぼ四角形をなすが、この形状のみに限られない。なお、上記重畳面の中央部対応位置には全溝5を連通する中央開口7が形成されている。
図示例では、溝5は四隅部に対応する位置(四隅部対応位置)に向かって放射状に4本延出形成されている。この4本を含めて、更に複数本、放射状に延出形成してもよい。溝5の本数や幅寸法等は、制御IC1のMEMS素子3搭載面(載置面)の平滑化等、樹脂製保護膜2の機能を妨げない範囲で設定されることは勿論である。
そしてこの溝5の延出先端部(四隅部対応位置)には、少なくとも一部がセンサ外部に露出する、すなわち、重畳面からはみ出すように位置及び大きさが設定された開口部6が形成されている。開口部6の形状は、図示例ではほぼ四角形をなすが、この形状のみに限られない。なお、上記重畳面の中央部対応位置には全溝5を連通する中央開口7が形成されている。
次に、本実施形態に係るMEMSセンサの製作工程の要部について図4のフローチャートを併用して説明する。
まず、図3に示すように溝5、開口部6及び中央開口7が形成された樹脂製保護膜2が表面に被着された制御IC1を用意する。
次に、図2に示すように、制御IC1上、詳しくは制御IC1表面に被着された樹脂製保護膜2上にフィルム状接着材4を載せ、更にこのフィルム状接着材4の上にMEMS素子3を載せる(ステップ401)。
これにより、樹脂製保護膜2とMEMS素子3との間にフィルム状接着材4が介装された状態となる。このとき、溝5先端部の開口部6が、その直上に載置されるフィルム状接着材4やMEMS素子3の外周端より外側にその一部がはみ出すように位置決めされる。図示例では、フィルム状接着材4の外周端より外側にその一部がはみ出すように位置決めされる。
まず、図3に示すように溝5、開口部6及び中央開口7が形成された樹脂製保護膜2が表面に被着された制御IC1を用意する。
次に、図2に示すように、制御IC1上、詳しくは制御IC1表面に被着された樹脂製保護膜2上にフィルム状接着材4を載せ、更にこのフィルム状接着材4の上にMEMS素子3を載せる(ステップ401)。
これにより、樹脂製保護膜2とMEMS素子3との間にフィルム状接着材4が介装された状態となる。このとき、溝5先端部の開口部6が、その直上に載置されるフィルム状接着材4やMEMS素子3の外周端より外側にその一部がはみ出すように位置決めされる。図示例では、フィルム状接着材4の外周端より外側にその一部がはみ出すように位置決めされる。
その後、制御IC1、樹脂製保護膜2、フィルム状接着材4及びMEMS素子3の積層体に対して加熱加圧を施す。具体的には、同積層体に対して200℃前後の熱と0.7〜0.8MPa程度の圧力を同時に加える(ステップ402)。
このステップ402の加熱加圧によれば、フィルム状接着材4が硬化して制御IC1上にMEMS素子3が接合固定される。
この際、フィルム状接着材4と樹脂製保護膜(ポリイミド膜)2の溝5とで形成されるトンネルを通じて、樹脂製保護膜2中に残留しているアミン系物質が、4つの開口部6からセンサ外部に効率よく揮発拡散して排出される。
図5中の矢印アは、上記アミン系物質が開口部6からセンサ外部に揮発拡散して、つまりガス化して排出される様子を示す。アミン系物質は、フィルム状接着材4の硬化阻害物質となるものであって、これがセンサ外部に排出されることにより、フィルム状接着材4の未硬化領域の発生を抑制し、センサ製作後の硬化反応の進行によるセンサ特性の低下を防止できる。
なお、溝5及び開口部6による上記アミン系物質排出機能はセンサ製作後においても、高温下でのセンサ動作時において同様に発揮される。
このステップ402の加熱加圧によれば、フィルム状接着材4が硬化して制御IC1上にMEMS素子3が接合固定される。
この際、フィルム状接着材4と樹脂製保護膜(ポリイミド膜)2の溝5とで形成されるトンネルを通じて、樹脂製保護膜2中に残留しているアミン系物質が、4つの開口部6からセンサ外部に効率よく揮発拡散して排出される。
図5中の矢印アは、上記アミン系物質が開口部6からセンサ外部に揮発拡散して、つまりガス化して排出される様子を示す。アミン系物質は、フィルム状接着材4の硬化阻害物質となるものであって、これがセンサ外部に排出されることにより、フィルム状接着材4の未硬化領域の発生を抑制し、センサ製作後の硬化反応の進行によるセンサ特性の低下を防止できる。
なお、溝5及び開口部6による上記アミン系物質排出機能はセンサ製作後においても、高温下でのセンサ動作時において同様に発揮される。
ステップ403では、ステップ402にてアミン系物質(硬化阻害物質)をセンサ外部に排出した後の上記積層体に対して0.8〜1.0MPa程度の圧力を加え、図6に示すように、フィルム状接着材4の、樹脂製保護膜2の溝5との対向部分を、同溝5内に僅かに食い込ませる。食い込ませる量は、フィルム状接着材4と樹脂製保護膜2の溝5とで形成されるトンネルを通じたアミン系物質の開口部6からセンサ外部への排出を妨げない程度とする。
これによれば、フィルム状接着材4の溝5内への食込み部分8が同フィルム状接着材4の下面中央部から放射状に延出するリブとして機能し、図7に示すMEMS素子3の回転方向イの共振点を高くすることができる。このため、MEMS素子3の励振振動の漏れが小さくなり、その出力信号(検出信号)のS/Nが向上し、センサ特性が向上する(0点出力のリップルが小さくなる)。MEMS素子3の回転方向の共振点が高くなるということは、フィルム状接着材4の硬度変化に対する相対的な漏れ振動の変化量が小さくすることに繋がり、センサのロバスト性が向上する。
これによれば、フィルム状接着材4の溝5内への食込み部分8が同フィルム状接着材4の下面中央部から放射状に延出するリブとして機能し、図7に示すMEMS素子3の回転方向イの共振点を高くすることができる。このため、MEMS素子3の励振振動の漏れが小さくなり、その出力信号(検出信号)のS/Nが向上し、センサ特性が向上する(0点出力のリップルが小さくなる)。MEMS素子3の回転方向の共振点が高くなるということは、フィルム状接着材4の硬度変化に対する相対的な漏れ振動の変化量が小さくすることに繋がり、センサのロバスト性が向上する。
図8に、図7中の破線ウで囲んだ部分を拡大して示す。
図8から分かるように、本実施形態では溝5先端部の開口部6をほぼ四角形に形成している。これは、ほぼ四角形に形成すれば、制御IC1上へのフィルム状接着材4の載置位置の精度を高めるための目印としても開口部6を利用できる、という副次的効果が得られるからである。
すなわち、開口部6をほぼ四角形に形成すれば、フィルム状接着材4の載置位置精度を目視や画像処理検査で確認する場合、4箇所ある各開口部6について、例えばフィルム状接着材4で隠されずに平面視できる開口部6の形状(欠け形状)を比較することにより、上記位置精度を容易に判定できる。
なお、このような効果は、ほぼ四角形の中でも図示するようにほぼ正方形とした場合により顕著に得られる。
図8から分かるように、本実施形態では溝5先端部の開口部6をほぼ四角形に形成している。これは、ほぼ四角形に形成すれば、制御IC1上へのフィルム状接着材4の載置位置の精度を高めるための目印としても開口部6を利用できる、という副次的効果が得られるからである。
すなわち、開口部6をほぼ四角形に形成すれば、フィルム状接着材4の載置位置精度を目視や画像処理検査で確認する場合、4箇所ある各開口部6について、例えばフィルム状接着材4で隠されずに平面視できる開口部6の形状(欠け形状)を比較することにより、上記位置精度を容易に判定できる。
なお、このような効果は、ほぼ四角形の中でも図示するようにほぼ正方形とした場合により顕著に得られる。
上述したステップ403を経て図1に示すMEMSセンサが得られるが、このMEMSセンサは、例えば図9に示すようにセラミックからなるパッケージ部材91内に組み込まれる。
この図において、パッケージ部材91の底面上には接着剤を介して制御IC1が搭載されている。そして、制御IC1上(詳しくは樹脂製保護膜2上)には、フィルム状接着材4を介してMEMS素子3が搭載されている。
パッケージ部材91と制御IC1は、ボンディングワイヤ92によって電気的に接続され、制御IC1とMEMS素子3は、ボンディングワイヤ93によって電気的に接続されている。
MEMS素子3からの検出信号は、ボンディングワイヤ93を介して制御IC1へ送出され、制御IC1にて電圧等の信号に変換される。この変換された信号は、ボンディングワイヤ92を介してパッケージ部材91へ送出され、パッケージ部材91に備えられた図示しない配線によりパッケージ部材91の外部へ出力される。
この図において、パッケージ部材91の底面上には接着剤を介して制御IC1が搭載されている。そして、制御IC1上(詳しくは樹脂製保護膜2上)には、フィルム状接着材4を介してMEMS素子3が搭載されている。
パッケージ部材91と制御IC1は、ボンディングワイヤ92によって電気的に接続され、制御IC1とMEMS素子3は、ボンディングワイヤ93によって電気的に接続されている。
MEMS素子3からの検出信号は、ボンディングワイヤ93を介して制御IC1へ送出され、制御IC1にて電圧等の信号に変換される。この変換された信号は、ボンディングワイヤ92を介してパッケージ部材91へ送出され、パッケージ部材91に備えられた図示しない配線によりパッケージ部材91の外部へ出力される。
以上述べたMEMSセンサによれば、図1〜図3に示すように、制御IC1とMEMS素子3との重畳面の中央部対応位置から四隅部対応位置に向かって放射状に溝5を延出形成し、この溝5の延出先端部に、一部がセンサ外部に露出する開口部6を形成したので、次のような効果がある。
すなわち、樹脂製保護膜2中に残留し、フィルム状接着材4の硬化反応を阻害するアミン系物質を開口部6からセンサ外部に高効率にて揮発拡散させ、排出できる。したがって、フィルム状接着材4の未硬化領域の発生を抑制することができ、センサ製作後の硬化反応の進行によるセンサ特性の低下を防止できる。
また、図6に示すように、フィルム状接着材4の、溝5との対向部分をその溝5内に食い込ませたので、その食込み部分8がフィルム状接着材4の下面中央部から放射状に延出するリブとして機能し、MEMS素子3の回転方向の共振点を高くすることができ、センサ特性を向上できる。
更に、図8に拡大して示すように、開口部6をほぼ四角形に形成したので、制御IC1(樹脂製保護膜2)上へのフィルム状接着材4の載置位置の精度を高めるための目印としても開口部6を利用できる等の効果がある。
すなわち、樹脂製保護膜2中に残留し、フィルム状接着材4の硬化反応を阻害するアミン系物質を開口部6からセンサ外部に高効率にて揮発拡散させ、排出できる。したがって、フィルム状接着材4の未硬化領域の発生を抑制することができ、センサ製作後の硬化反応の進行によるセンサ特性の低下を防止できる。
また、図6に示すように、フィルム状接着材4の、溝5との対向部分をその溝5内に食い込ませたので、その食込み部分8がフィルム状接着材4の下面中央部から放射状に延出するリブとして機能し、MEMS素子3の回転方向の共振点を高くすることができ、センサ特性を向上できる。
更に、図8に拡大して示すように、開口部6をほぼ四角形に形成したので、制御IC1(樹脂製保護膜2)上へのフィルム状接着材4の載置位置の精度を高めるための目印としても開口部6を利用できる等の効果がある。
1:制御IC、2:樹脂製保護膜(ポリイミド膜)、3:MEMS素子、4:フィルム状接着材(シリコーン系フィルム材)、5:溝、6:開口部。
Claims (3)
- 制御ICの表面に樹脂製保護膜が被着され、この樹脂製保護膜とMEMS素子との間にフィルム状接着材を介装させ、このフィルム状接着材の加熱加圧による硬化よって前記制御IC上に前記MEMS素子を接合固定させてなるMEMSセンサにおいて、
前記樹脂製保護膜には、前記制御ICと前記MEMS素子との重畳面の中央部に対応する位置からその重畳面の少なくとも四方端部を含む端部複数箇所に対応する位置に延出する溝が形成され、この溝の延出先端部には、少なくとも一部がセンサ外部に露出する開口部が形成されていることを特徴とするMEMSセンサ。 - 前記重畳面は四角形をなし、
前記溝は、前記重畳面の中央部に対応する位置からその重畳面の少なくとも四隅部を含む端部複数箇所に対応する位置に向かって放射状に延出形成されていることを特徴とする請求項1に記載のMEMSセンサ。 - 前記フィルム状接着材は、前記溝との対向部分をこの溝内に食い込ませていることを特徴とする請求項1又は2に記載のMEMSセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009159700A JP2011013175A (ja) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Memsセンサ |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017028271A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | アナログ・デバイシズ・インコーポレーテッド | 積層ダイのための応力隔離特徴 |
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2009
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