JP2011075484A - 半導体物理量センサ - Google Patents

Abstract

【課題】物理量センサチップに加わる外部応力を台座によってより効率的に吸収することのできる半導体物理量センサを得る。
【解決手段】半導体を用いた物理量センサチップ２と、当該物理量センサチップ２の出力信号を信号処理する信号処理チップ３と、物理量センサチップ２を第１の内底部４ａに実装するとともに信号処理チップ３を第２の内底部４ｂに実装するパッケージ４と、当該パッケージ４を封止するリッド５と、を備える半導体物理量センサ１において、物理量センサチップ２を、熱膨張係数が、物理量センサチップ２の熱膨張係数もしくはパッケージ４の熱膨張係数と同等の材料、または、物理量センサチップ２の熱膨張係数とパッケージ４の熱膨張係数との間の材料で形成された台座７を介してパッケージ４に実装した。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体物理量センサに関する。

従来、半導体物理量センサとして、加速度等の物理量を検出するセンサチップをインターポーザ（台座）を介して基板に実装したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、インターポーザに凸部を設け、当該凸部を接着剤で基板に接着することでインターポーザを基板に実装している。

このように、特許文献１では、インターポーザと基板との接着面積を減少させることで、基板の変形がセンサチップに与える影響を小さくし、センサチップの検出精度の向上を図っている。

さらに、センサチップと基板との間にインターポーザを介在させることで、当該インターポーザによって基板の変形が直接センサチップに影響するのを抑制している。

特開２００６−２５０７６０号公報

しかしながら、かかる従来の技術のようにセンサチップと基板との間に台座を介在させる場合には、この台座によって、センサチップに加わる外部応力をより効率的に吸収できるようにするのが好ましい。

そこで、本発明は、物理量センサチップに加わる外部応力を台座によってより効率的に吸収することのできる半導体物理量センサを得ることを目的とする。

請求項１の発明にあっては、半導体を用いた物理量センサチップと、前記物理量センサチップの出力信号を信号処理する信号処理チップと、前記物理量センサチップを第１の内底部に実装するとともに前記信号処理チップを第２の内底部に実装するパッケージと、当該パッケージを封止するリッドと、を備える半導体物理量センサにおいて、前記物理量センサチップを、熱膨張係数が、前記物理量センサチップの熱膨張係数もしくは前記パッケージの熱膨張係数と同等の材料、または、前記物理量センサチップの熱膨張係数と前記パッケージの熱膨張係数との間の材料で形成された台座を介して前記パッケージに実装したことを特徴とする。

請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の半導体物理量センサにおいて、前記台座と前記パッケージとの実装部分および前記台座と前記物理量センサチップとの実装部分のうち少なくともいずれか一方の実装部分に接着剤逃げ部を設けたことを特徴とする。

請求項３の発明にあっては、請求項２に記載の半導体物理量センサにおいて、前記接着剤逃げ部が、前記実装部分の外周に開口していることを特徴とする。

請求項４の発明にあっては、請求項２または請求項３に記載の半導体物理量センサにおいて、前記接着剤逃げ部が、滑らかな湾曲断面に形成されていることを特徴とする。

請求項５の発明にあっては、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の半導体物理量センサにおいて、前記台座が、厚さ方向に貫通する透孔が形成された多孔板であることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、物理量センサチップは台座を介してパッケージに実装されているため、パッケージの熱膨張等による変形の影響が物理量センサチップに作用するのを台座によって緩和することができる。このように、台座が熱膨張のクッション材としての役目を果たすことで、パッケージの熱膨張による変形が物理量センサチップに影響するのを積極的に抑制できるようになる。

また、熱膨張係数が物理量センサチップの熱膨張係数とパッケージの熱膨張係数との間となる材料で形成した台座を、物理量センサチップとパッケージとの間に介在させることで、各部材間の温度変化による熱膨張の差が小さくなる。このように、各部材間の温度変化による熱膨張の差を小さくすることで、熱膨張などにより部材同士の接着部分にかかる応力を小さくすることができる。すなわち、請求項１の発明によれば、物理量センサチップに加わる外部応力を台座によってより効率的に吸収することができるようになり、物理量センサチップの検出精度の向上を図ることができる。

請求項２の発明によれば、台座とパッケージとの実装部分および台座と物理量センサチップとの実装部分のうち少なくともいずれか一方の実装部分に接着剤逃げ部を設けている。そのため、台座とパッケージもしくは台座と物理量センサチップの接着面積を減らすことが可能となり、当該接着剤やパッケージの熱膨張などによる変形が物理量センサチップに与える影響をより小さくすることができる。

また、接着剤逃げ部を設けることで、それぞれの実装部分における接触面積を減少させることができるため、接着剤やパッケージの熱膨張などによる変形が物理量センサチップに与える影響をより一層小さくすることができる。

請求項３の発明によれば、接着剤逃げ部を、上記実装部分の外周に開口するように形成したため、接着剤逃げ部内に漏れ出た接着剤を開口から外方に排出することができる。その結果、接着剤逃げ部内に接着剤が満たされてしまうのを抑制することができ、接着剤による押圧で、物理量センサチップもしくは台座が浮き上がってしまうのを抑制することができるようになる。

また、接着剤逃げ部内の空気を開口から外方に排出することができるため、接着剤逃げ部内に空気溜まりが形成されてしまうのを抑制することができ、熱変化等により膨張した空気溜まり内の空気による押圧で、物理量センサチップもしくは台座が浮き上がってしまうのを抑制することができるようになる。

請求項４の発明によれば、接着剤逃げ部を滑らかな湾曲断面に形成しているため、接着剤逃げ部内に満たされた接着剤が接着剤逃げ部に及ぼす応力をより均等に分散させることができる。したがって、接着剤逃げ部内に接着剤が満たされた場合に、当該接着剤による押圧で、物理量センサチップもしくは台座が浮き上がってしまうのをより一層抑制することができるようになる。

また、接着剤逃げ部を滑らかな湾曲断面に形成することで、接着剤の接着剤逃げ部への流れをスムーズにすることができる上、接着剤逃げ部に角部が形成されなくなるので、接着剤逃げ部内に空気溜まりが形成されてしまうのを抑制することができるようになる。

請求項５の発明によれば、厚さ方向に貫通する透孔が形成された多孔板で台座を形成したため、各透孔によってパッケージや物理量センサチップの熱膨張などによる変形を吸収することができるようになる。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる半導体物理量センサを示す分解斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態にかかる半導体物理量センサを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 図３は、本発明の第１実施形態にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図４は、本発明の第２実施形態にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図５は、本発明の第２実施形態の第１変形例にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図６は、本発明の第２実施形態の第２変形例にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図７は、本発明の第２実施形態の第３変形例にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図８は、本発明の第２実施形態の第４変形例にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図９は、本発明の第２実施形態の第５変形例にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図１０は、本発明の第２実施形態の第６変形例にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図１１は、本発明の第２実施形態の第７変形例にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図１２は、本発明の第２実施形態の第８変形例にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図１３は、本発明の第３実施形態にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図１４は、本発明の第３実施形態の第１変形例にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図１５は、本発明の第３実施形態の第２変形例にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図１６は、本発明の第４実施形態にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図１７は、本発明の第４実施形態の変形例にかかる台座を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図１８は、本発明にかかる台座に形成される接着剤逃げ部の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。以下では、半導体物理量センサとして、静電容量式の加速度センサを例示する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。また、図４〜図１７では、（ａ）の側面図において、便宜上センサチップを２点鎖線で示している。

（第１実施形態）
本実施形態にかかる加速度センサ１は、図１に示すように、半導体を用いて形成され、加速度（物理量）を検知するセンサチップ（物理量センサチップ）２と、センサチップ２の出力信号を信号処理するＩＣチップ（信号処理チップ）３と、センサチップ２を台座７を介して後述する下段面（第１の内底部）４ａに実装するとともにＩＣチップ３を後述する上段面（第２の内底部）４ｂに実装するパッケージ４と、当該パッケージ４を封止するリッド５と、を備えている。

センサチップ２は、図２（ａ）に示すように、平面視で正方形状に形成されている。このセンサチップ２は、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、半導体素子ディバイスを形成したシリコン基板２Ａの両面を、保護層となるガラス基板２Ｂ、２Ｃで挟み込み、それらシリコン基板２Ａとガラス基板２Ｂ、２Ｃとを例えば陽極接合等により一体に結合することで形成されている。

シリコン基板２Ａには、図３（ｂ）に示すように、シリコン基板２Ａに公知の半導体プロセスにより間隙を形成することで、周縁部に形成される略矩形状の枠部２０、固定電極体２１、可動電極体となる錘部２２、ばね部２３および当該ばね部２３を介して錘部２２を支持する支持部２４が形成されている。そして、シリコン基板２Ａとガラス基板２Ｂおよびガラス基板２Ｃとの接合面には比較的浅いギャップがそれぞれ形成されており、シリコン基板２Ａ各部の絶縁性や錘部２２の動作性の確保が図られている。

本実施形態では、ばね部２３を錘部２２と支持部２４に連結することで、ばね部２３に支持部２４に対して錘部２２を弾性的に可動支持するバネ要素としての機能を与えている。さらに、錘部２２に対し、バネ要素としてのばね部２３に接続された支持部２４により支持される質量要素（マス）としての機能を与え、これらバネ要素と質量要素とによってバネ−マス系を構成している。そして、質量要素としての錘部２２の位置変位による錘部２２、固定電極体２１間の静電容量値の変化を検出し、検出された静電容量値の変化に基づきセンサチップ２に加えられた加速度を検知するようになっている。

具体的には、この静電容量値の変化は、錘部２２、固定電極体２１にそれぞれ形成された複数の櫛歯状可動電極２５、櫛歯状固定電極２６からなる検出部２７、２８によって検出される。

例えば、図３（ｂ）に示すＸ方向に加速度が与えられると、櫛歯状可動電極２５がＸ方向に変位し、検出部２７の櫛歯状可動電極２５、櫛歯状固定電極２６で検出される静電容量値と、検出部２８の櫛歯状可動電極２５、櫛歯状固定電極２６で検出される静電容量値に差が生じる。そして、このようにして生じた静電容量値の差からＸ方向の加速度を検出している。

ＩＣチップ３は、シリコン基板を用いて形成されており、図１および図２（ａ）に示すように、平面視で正方形状に形成されている。このＩＣチップ３には、センサチップ２の出力信号を増幅する増幅回路、センサの感度やオフセット電圧およびそれらの温度特性を補正する温度補償回路、ノイズを除去するノイズ除去回路などが集積化されている。そして、これらの回路を動作させることでセンサチップ２の出力信号がＩＣチップ３によって信号処理される。このＩＣチップ３としては、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを用ることができる。

パッケージ４は、本実施形態では、セラミック基板を積層することにより形成されており、上方に開口部４ｃを有する箱状をしている。そして、パッケージ４の内部底面にはセンサチップ２を実装する下段面（第１の内底部）４ａと、ＩＣチップ３を実装する上段面（第２の内底部）４ｂと、が形成されている。なお、実装されたセンサチップ２とＩＣチップ３とがリード線Ｌ２を介して電気的に接続されるとともに、ＩＣチップ３がパッケージ４の内壁に設けられた端子台部４ｄとリード線Ｌ１を介して電気的に接続されている。

台座７は、図３（ｂ）に示すように、平面視で正方形状に形成されており、台座７の上面中央部に、図３（ａ）に示すように、正方形状のセンサチップ２が実装されている。なお、本実施形態では、センサチップ２の面積よりも台座７の面積の方が大きくなっており、台座７の周縁部にはセンサチップ２の周囲を取り囲むように余剰部７ａが巡らされている。

リッド５は、パッケージ４を封止するものであり、センサチップ２を台座７を介してパッケージ４に実装するとともに、ＩＣチップ３をパッケージ４に実装した後に、パッケージ４の開口部４ｃをリッド５によって封止することで、加速度センサ１が形成される。このようにして形成された加速度センサ１は、パッケージ４に形成された図示せぬ端子を介してプリント基板（図示せず）に実装される。

ここで、本実施形態では、センサチップ２の熱膨張係数Ｋ２とパッケージ４の熱膨張係数Ｋ３との間となる材料で形成された台座７を用い、この台座７を介してセンサチップ２をパッケージ４に実装している。また、台座７は、接着剤を介してパッケージ４に実装されるとともに、接着剤を介してセンサチップ２を実装させている。この接着剤としては、シリコン系接着剤や銀ペーストなどを用いることができる。なお、センサチップ２やパッケージ４、および台座７の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、上述したように、センサチップ２の台座７へ接着させる部位（実装面）の材料がガラスで、パッケージ４の台座７との接着部位（実装面）の材料がセラミックの場合、台座７の材料として、熱膨張係数Ｋ１がセンサチップ２の熱膨張係数Ｋ２とパッケージ４の熱膨張係数Ｋ３との間となるシリコンなどを用いることができる。

なお、台座７は、熱膨張係数Ｋ１が、センサチップ２の熱膨張係数Ｋ２と同等の材料（本実施形態ではガラス）もしくはパッケージ４の熱膨張係数Ｋ３と同等の材料（本実施形態ではセラミック）を用いて形成してもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、センサチップ（物理量センサチップ）２は台座７を介してパッケージ４に実装されているため、パッケージ４の熱膨張等による変形の影響がセンサチップ２に作用するのを台座７によって緩和することができる。このように、台座７が熱膨張のクッション材としての役目を果たすことで、パッケージ４の熱膨張による変形がセンサチップ２に影響するのを積極的に抑制できるようになる。

また、本実施形態によれば、熱膨張係数Ｋ１がセンサチップ（物理量センサチップ）２の熱膨張係数Ｋ２とパッケージ４の熱膨張係数Ｋ３との間となる材料で形成した台座７を、センサチップ２とパッケージ４との間に介在させている。そのため、センサチップ２とパッケージ４とを直接接着させた場合に比べて、各部材間の温度変化による熱膨張の差（本実施形態では、センサチップ２と台座７との間の熱膨張の差、および、台座７とパッケージ４との間の熱膨張の差）が小さくなる。このように、各部材間の温度変化による熱膨張の差を小さくすることで、熱膨張などにより部材同士の接着部分にかかる応力を小さくすることができる。すなわち、本実施形態によれば、センサチップ２に加わる外部応力を台座７によってより効率的に吸収することができるようになり、センサチップ２の検出精度の向上を図ることができる。

（第２実施形態）
本実施形態にかかる加速度センサ１は、基本的に上記第１実施形態と同様に構成されており、台座７は平面視で正方形状に形成されている。

ここで、本実施形態が上記第１実施形態と主に異なる点は、台座７とパッケージ４との実装部分および台座７とセンサチップ２との実装部分のうち少なくともいずれか一方の実装部分である台座７とパッケージ４との実装部分に、接着剤逃げ部を設けたことにある。

本実施形態では、図４に示すように、接着剤逃げ部として、台座７とパッケージ４との接触面積を減少させつつ、台座７とパッケージ４との実装部分の外周に開口する溝１０を設けている。この溝１０は、台座７がパッケージ４の下段面４ａに対向する下面７ｂに設けられており、下面７ｂの中央部に、１組の対向辺７Ｓ１、７Ｓ２に亘って連続するとともに、一定の深さｄおよび一定の幅ｗを有する幅広溝として形成されている。したがって、台座７の下面７ｂに溝１０を形成したことにより、残りの対向辺７Ｓ３、７Ｓ４に沿った両側領域が、パッケージ４の下段面４ａに接着される部分となる。また、溝１０が対向片７Ｓ１、７Ｓ２と交差する部分には対向片７Ｓ１、７Ｓ２に直交する方向に開口（台座７とパッケージ４との実装部分の外周に開口）する開口Ｍが形成されている。

以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、台座７とパッケージ４との実装部分および台座７とセンサチップ（物理量センサチップ）２との実装部分のうち少なくともいずれか一方の実装部分である台座７とパッケージ４との実装部分に、溝（接着剤逃げ部）１０を設けている。そのため、台座７とパッケージ４の接着面積を減らすことが可能となり、当該接着剤やパッケージ４の熱膨張などによる変形がセンサチップ２に与える影響をより小さくすることができる。

また、溝（接着剤逃げ部）１０を設けることで、台座７とパッケージ４との実装部分における接触面積を減少させることができるため、接着剤やパッケージ４の熱膨張などによる変形がセンサチップ２に与える影響をより一層小さくすることができる。

また、本実施形態によれば、溝（接着剤逃げ部）１０に、対向片７Ｓ１、７Ｓ２に直交する方向に開口（台座７とパッケージ４との実装部分の外周に開口）する開口Ｍが形成されるようにしたため、溝（接着剤逃げ部）１０内に漏れ出た接着剤を開口Ｍから外方に排出することができる。その結果、溝（接着剤逃げ部）１０内に接着剤が満たされてしまうのを抑制することができ、接着剤による押圧で、台座７が浮き上がってしまうのを抑制することができるようになる。

また、溝（接着剤逃げ部）１０内の空気を開口Ｍから外方に排出することができるため、溝（接着剤逃げ部）１０内に空気溜まりが形成されてしまうのを抑制することができ、熱変化等により膨張した空気溜まり内の空気による押圧で、台座７が浮き上がってしまうのを抑制することができるようになる。

図５から図９は、上記第２実施形態の第１から第５変形例をそれぞれ示しており、これら各変形例は、第２の実施形態と同様に台座７の下面７ｂに接着剤逃げ部が設けられたものである。

図５に示す第１変形例は、接着剤逃げ部としての幅狭の溝１０Ａが、対向辺７Ｓ１、７Ｓ２に亘って連続して平行に複数（本実施形態では２条）形成されている。これら溝１０Ａは、それぞれが一定の深さｄ１および一定の幅ｗ１をもって形成されており、溝１０Ａの両端は開口Ｍを介して外側に開口されている。

図６に示す第２変形例は、接着剤逃げ部が、下面７ｂの中央部に形成された円形の窪み１１と、その窪み１１から連続して対向辺７Ｓ１、７Ｓ２に延びる溝１０Ｂと、の合体形状によって形成されている。窪み１１は一定の直径φ１に形成されるとともに、溝１０Ｂは一定の幅ｗ２（ｗ２＜φ１）に形成されており、かつ、窪み１１および溝１０Ｂはそれぞれが深さｄ２に形成されている。また、溝１０Ｂが対向辺７Ｓ１、７Ｓ２と交差する部分には開口Ｍが形成されている。

図７に示す第３変形例は、第２変形例に示した円形の窪み１１を矩形に形成したものである。具体的には、接着剤逃げ部が、下面７ｂの中央部に形成された矩形の窪み１１Ａと、その窪み１１Ａから連続して対向辺７Ｓ１、７Ｓ２に延びる溝１０Ｃと、の合体形状によって形成されている。窪み１１Ａは、一定の幅Ｗ１および一定の深さｄ３に形成されるとともに、溝１０Ｃは、一定の深さｄ３および一定の幅ｗ３（ｗ３＜Ｗ１）に形成される。また、溝１０Ｃが対向辺７Ｓ１、７Ｓ２と交差する部分には開口Ｍが形成されている。

図８に示す第４変形例は、第２変形例（図５参照）に示した円形の窪みから十字状に溝を延設したものである。すなわち、接着剤逃げ部が、下面７ｂの中央部に形成された円形の窪み１１Ｂと、その窪み１１Ｂから連続して１組の対向辺７Ｓ１、７Ｓ２および他の対向辺７Ｓ３、７Ｓ４に延びる溝１０Ｄ、１０Ｅと、の合体形状によって形成されている。窪み１１Ｂは、一定の直径φ２および一定の深さｄ４に形成されるとともに、溝１０Ｄ、１０Ｅは、一定の深さｄ４および一定の幅ｗ４、ｗ５（ｗ４、ｗ５＜φ２）、に形成されている。また、溝１０Ｄ、１０Ｅが対向辺７Ｓ１、７Ｓ２および７Ｓ３、７Ｓ４と交差する部分にはそれぞれ開口Ｍが形成されている。

図９に示す第５変形例は、第３変形例（図６参照）に示した矩形の窪みから十字状に溝を延設させたものである。すなわち、接着剤逃げ部が、下面７ｂの中央部に形成された矩形の窪み１１Ｃと、その窪み１１Ｃから連続して１組の対向辺７Ｓ１、７Ｓ２および他の対向辺７Ｓ３、７Ｓ４に延びる溝１０Ｆ、１０Ｇと、の合体形状によって形成されている。窪み１１Ｃは、一定の幅Ｗ２および一定の深さｄ５に形成されるとともに、溝１０Ｆ、１０Ｇは、一定の深さｄ５および一定の幅ｗ６、ｗ７（ｗ６、ｗ７＜Ｗ２）、に形成されている。また、溝１０Ｆ、１０Ｇが対向辺７Ｓ１、７Ｓ２および７Ｓ３、７Ｓ４と交差する部分にはそれぞれ開口Ｍが形成されている。

したがって、上述した第２実施形態の第１から第５変形例では、台座７とパッケージ４との実装部分に、溝１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇや窪み１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃなどによる接着剤逃げ部が設けられるので、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。また、それぞれの溝１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇは開口Ｍを介して外側に開口するため、接着剤逃げ部内に漏れ出た接着剤や接着剤逃げ部内の空気を開口Ｍから外方に排出できる。このとき、第２および第４変形例の窪み１１，１１Ｂのように、窪みの形状を円形にすれば、接着剤逃げ部内に漏れ出た接着剤や接着剤逃げ部内の空気を開口Ｍから外方にスムーズに排出させることができるという利点がある。

図１０から図１２は、上記第２実施形態の第６から第８変形例をそれぞれ示しており、各変形例は、第２実施形態と同様に台座７の下面７ｂに接着剤逃げ部が設けられたものであるが、これら変形例の接着剤逃げ部は外側に開口しないものである。

図１０示す第６変形例は、接着剤逃げ部が、下面７ｂの中央部に形成された円形の窪み１１Ｄのみによって形成されたものであり、また、図１１に示す第７変形例は、接着剤逃げ部が、下面７ｂの中央部に形成された矩形の窪み１１Ｅのみによって形成されたものである。また、図１２に示す第８変形例は、接着剤逃げ部が、台座７の全面に亘って配置されたものであり、厚さ方向に貫通する多数の透孔１２によって、台座７は所定の厚みｔをもった多孔板７Ｈとして形成されている。

このような第２実施形態の第６から第８変形例によっても、上記第２実施形態と同様に、窪み１１Ｄ、１１Ｅおよび多数の透孔１２などによる接着剤逃げ部によって、台座７とパッケージ４の接着面積を減らすことが可能となり、当該接着剤やパッケージ４の熱膨張などによる変形がセンサチップ２に与える影響をより小さくすることができる。

また、第８変形例のように、厚さ方向に貫通する透孔１２が形成された多孔板７Ｈで台座７を形成することで、パッケージ４やセンサチップ２の熱膨張などによる変形を各透孔１２によって吸収することができるようになるという利点がある。なお、多孔板７Ｈは多孔質材量を用いて形成することも可能である。

（第３実施形態）
本実施形態にかかる加速度センサ１は、基本的に上記第１実施形態と同様に構成されており、台座７は平面視で正方形状に形成されている。

ここで、本実施形態が上記第１実施形態と主に異なる点は、台座７とパッケージ４との実装部分および台座７とセンサチップ２との実装部分のうち少なくともいずれか一方の実装部分である台座７とセンサチップ２との実装部分に、接着剤逃げ部を設けたことにある。

本実施形態では、図１３に示すように、接着剤逃げ部として、台座７とセンサチップ２との接触面積を減少させつつ、台座７とセンサチップ２との実装部分の外周に開口する溝１３を設けている。この溝１３は、台座７がセンサチップ２の下面に対向する上面７ｃに設けられており、上面７ｃの中央部に、１組の対向辺７Ｓ１、７Ｓ２に亘って連続するとともに、一定の深さｄ６および一定の幅ｗ８を有する幅広溝として形成されている。したがって、台座７の上面７ｃに溝１３を形成したことにより、残りの対向辺７Ｓ３、７Ｓ４に沿った両側領域が、センサチップ２の下面に接着される平坦面Ｆとなる。また、溝１３が対向片７Ｓ１、７Ｓ２と交差する部分には対向片７Ｓ１、７Ｓ２に直交する方向に開口（台座７とセンサチップ２との実装部分の外周に開口）する開口Ｍが形成されている。

以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態および第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、台座７の上端面に、センサチップ２の下面に接着される平坦面Ｆを設けたため、台座７にセンサチップ２を安定的に実装できるとともに、それら両者の結合強度を十分に確保することができる。

図１４および図１５は、上記第３実施形態の第１および第２変形例を示しており、それら各変形例は、上記第３実施形態と同様に台座７の上面７ｃに接着剤逃げ部が設けられたものである。

図１４に示す第１変形例は、接着剤逃げ部としての幅狭の凸条１４が、対向辺７Ｓ１、７Ｓ２に亘って連続して平行に複数（本実施形態では２条）形成されている。これら凸条１４は、それぞれが一定の高さｈおよび一定の幅ｗ９をもって形成されており、複数の凸条１４の間の両端は開口Ｍを介して外側に開口されるとともに、各凸条１４の上端面は平坦面Ｆとなっている。

図１５に示す第２変形例は、接着剤逃げ部としての矩形（矩形に限ることはない）の窪み１５が、台座７の各隅部に対応して４箇所形成されている。窪み１５は、一定の深さｄ７をもって正方形状に形成されるとともに、窪み１５の周縁部が平坦面Ｆとなっている。

このような第３実施形態の第１および第２変形例によっても、上記第３実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

ところで、図１３から図１５に示す各変形例では、接着剤逃げ部を、溝１３または凸条１４若しくは窪み１５としたので、台座７とセンサチップ２との接触面積の減少を達成しつつ、センサチップ２と接触する平坦面Ｆを容易に形成することができる。

（第４実施形態）
本実施形態にかかる加速度センサ１は、基本的に上記第１実施形態と同様に構成されており、台座７は平面視で正方形状に形成されている。

ここで、本実施形態が上記第１実施形態と主に異なる点は、台座７とパッケージ４との実装部分および台座７とセンサチップ２との実装部分の両方の実装部分に、接着剤逃げ部を設けたことにある。

すなわち、本実施形態では、台座７とパッケージ４との実装部分に、台座７とパッケージ４との接触面積を減少させつつ、外側に開口する接着剤逃げ部が設けられるとともに、台座７とセンサチップ２との実装部分に、台座７とセンサチップ２との接触面積を減少させつつ、センサチップ２との接触部に平坦面Ｆを確保した接着剤逃げ部が設けられている。

具体的には、台座７の下面７ｂに接着剤逃げ部としての複数の溝１６を設けるとともに、台座７の上面７ｃの中央部に接着剤逃げ部としての矩形（矩形に限ることはない）の窪み１７を設けている。下面７ｂに形成した複数の溝１６は、それぞれが一定の深さｄ８および一定の幅ｗ１０をもって形成されており、溝１６の両端は開口Ｍを介して外側に開口されている。また、上面７ｃに形成した窪み１７は、一定の深さｄ９をもって形成されており、窪み１７の周縁部が平坦面Ｆとなっている。

以上の本実施形態によっても、上記第２および第３実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、台座７の下面７ｂに溝１６を設けるとともに、台座７の上面７ｃに窪み１７を設けることで、パッケージ４の熱膨張などによる変形がセンサチップ２に影響するのをより一層抑制することができる。

図１７は、第４実施形態の変形例を示し、台座７の下面７ｂに接着剤逃げ部が設けられるとともに、台座７の上面７ｃに接着剤逃げ部が設けられている。

具体的には、本変形例では、下面７ｂに接着剤逃げ部としての複数の溝１６Ａが設けられることは上記第４実施形態と同様であるが、上面７ｃに接着剤逃げ部としての複数の溝１８を設けた点が上記第４実施形態と異なっている。なお、下面７ｂに形成した複数の溝１６Ａは、それぞれが一定の深さｄ１０および一定の幅ｗ１１をもって形成されており、溝１６Ａの両端は開口Ｍを介して外側に開口されている。また、上面７ｃに形成した複数の溝１８は、それぞれが一定の深さｄ１１および一定の幅ｗ１２をもって形成されており、溝１８の周縁部が平坦面Ｆとなっている。

このような変形例においても、上記第４実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

ところで、上述の各実施形態およびその変形例においては、図１８に示すように、接着剤逃げ部を滑らかな湾曲断面１９に形成するのが好適である。この湾曲形状は、エッチングやブラッシングによって加工することができる。

このように、接着剤逃げ部を滑らかな湾曲断面１９に形成することで、接着剤逃げ部内に満たされた接着剤が接着剤逃げ部に及ぼす応力をより均等に分散させることができる。したがって、接着剤逃げ部内に接着剤が満たされた場合に、当該接着剤による押圧で、センサチップ２もしくは台座７が浮き上がってしまうのをより一層抑制することができるようになる。

また、接着剤逃げ部を滑らかな湾曲断面１９に形成することで、接着剤を湾曲断面１９を伝って接着剤逃げ部内にスムーズに流すことができるようになる。さらに、接着剤逃げ部を滑らかな湾曲断面１９に形成することで、接着剤逃げ部に角部が形成されなくなるので、接着剤逃げ部内に空気溜まりが形成されてしまうのを抑制することができるという利点もある。

なお、図１２に示す第２実施形態の第８変形例では、台座７が所定の厚みｔをもった多孔板７Ｈとして形成されたものを示したが、この多孔板７Ｈは、上述した接着剤逃げ部を設けた全ての実施形態およびその変形例の台座７に適用することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記各実施形態では、物理量センサチップとして、水平方向の加速度を検知する１軸加速度センサを例示したが、これに限らず、垂直方向（センサチップの厚さ方向）の加速度を検知する加速度センサや、２軸加速度センサや３軸加速度センサを用いることも可能である。

また、物理量センサチップとして３層構造のものを例示したが、単層のものや２層、４層以上の多層構造のものを用いることも可能である。

さらに、物理量センサチップに形成される枠部、固定電極体、可動電極体、ばね部および支持部の形状や配置も適宜に設計することが可能である。

また、上記各実施形態では、物理量センサチップとして加速度センサを例示したが、物理量センサチップは、これに限らず、加速度以外の物理量を検出するものであってもよい。

また、上記各実施形態では、半導体物理量センサとして、静電容量式の加速度センサを例示したが、ピエゾ抵抗型やガス温度分布型の半導体物理量センサを用いても本発明を実施することができる。

また、上記各実施形態では、接着剤逃げ部を台座を加工することにより形成したが、パッケージや物理量センサチップを加工することにより形成してもよい。

また、台座やパッケージ、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。

１ 加速度センサ（半導体物理量センサ）
２ センサチップ（物理量センサチップ）
３ ＩＣチップ（信号処理チップ）
４ パッケージ
４ａ 下段面（第１の内底部）
４ｂ 上段面（第２の内底部）
５ リッド
７ 台座
７Ｈ 多孔板
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ 溝（接着剤逃げ部）
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ 窪み（接着剤逃げ部）
１２ 透孔
１３ 溝（接着剤逃げ部）
１４ 凸条（接着剤逃げ部）
１５ 窪み（接着剤逃げ部）
１６、１６Ａ 溝（接着剤逃げ部）
１７ 窪み（接着剤逃げ部）
１８ 溝（接着剤逃げ部）
１９ 湾曲断面
Ｍ 開口

Claims (5)

1. 半導体を用いた物理量センサチップと、前記物理量センサチップの出力信号を信号処理する信号処理チップと、前記物理量センサチップを第１の内底部に実装するとともに前記信号処理チップを第２の内底部に実装するパッケージと、当該パッケージを封止するリッドと、を備える半導体物理量センサにおいて、
   前記物理量センサチップを、熱膨張係数が、前記物理量センサチップの熱膨張係数もしくは前記パッケージの熱膨張係数と同等の材料、または、前記物理量センサチップの熱膨張係数と前記パッケージの熱膨張係数との間の材料で形成された台座を介して前記パッケージに実装したことを特徴とする半導体物理量センサ。
2. 前記台座と前記パッケージとの実装部分および前記台座と前記物理量センサチップとの実装部分のうち少なくともいずれか一方の実装部分に接着剤逃げ部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の半導体物理量センサ。
3. 前記接着剤逃げ部が、前記実装部分の外周に開口していることを特徴とする請求項２に記載の半導体物理量センサ。
4. 前記接着剤逃げ部が、滑らかな湾曲断面に形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の半導体物理量センサ。
5. 前記台座が、厚さ方向に貫通する透孔が形成された多孔板であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の半導体物理量センサ。

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