JP2014142186A - センサー及びセンサーの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】能動チップと受動チップと間で交信される電気信号のＳ／Ｎ比が低下することを防止できるセンサーを提供する。
【解決手段】半導体回路６を有する能動チップ４が設置された基板２と、厚い部分と薄い部分とを有し厚い部分が基板２に接するように設置され加速度センサーを有する受動チップ１０と、を備え、能動チップ４には能動チップ端子９が設置され、受動チップ１０には薄い部分に受動チップ端子１８が設置され、受動チップ端子１８と能動チップ端子９とが対向しバンプ２０を介して接続される。
【選択図】図２

Description

本発明は、センサー及びセンサーの製造方法に関するものである。
センサー素子等の受動素子を搭載したセンサーが広く製造され、活用されている。センサー素子を搭載したチップと処理回路を搭載したセンサーが特許文献１に開示されている。それによると、センサーは樹脂ケースを備え、樹脂ケースにセンサーチップと処理回路チップとが設置されている。センサーチップには感圧素子が設置されている。
センサーチップと処理回路チップとはそれぞれ端子が設置されている。センサーチップの端子と処理回路チップの端子との間は金のワイヤーによって接続されている。
特開２００８−１０７１８３号公報
処理回路チップはセンサーチップに微弱な電流を供給し、センサーとなっている感圧素子は微弱な電流によって駆動される。処理回路チップとセンサーチップとの間で電流が流れる距離が長いと電磁ノイズの影響を受け易くなる。特許文献１のセンサーチップと処理回路チップとはワイヤーを用いて接続されている。
センサーチップ及び処理回路チップの端子は同じ向きを向いており、端子間の距離はワイヤーボンディングの作業に適した距離となっている。端子間のワイヤーの長さは端子のレイアウトやセンサーの寸法によって規制される。そして、ワイヤーボンディングでは端子間で交信される電気信号にノイズが付加され易く電気信号のＳ／Ｎ比が低下する。処理回路チップを能動チップとしセンサーチップを受動チップとする。能動チップと受動チップと間で交信される電気信号にノイズが付加されて電気信号のＳ／Ｎ比が低下することを防止できる構造のセンサーが望まれていた。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例にかかるセンサーであって、能動素子を有する能動チップが載置された基板と、受動素子を有する板状の受動チップと、を備え、前記能動チップには前記能動素子と接続する能動チップ端子が設置され、前記受動チップは厚み方向で第１の厚みを有する部分と前記第１の厚みよりも厚い第２の厚みを有する部分とを有し、前記第２の厚みを有する部分が前記基板に載置され、前記受動チップには前記第１の厚みを有する部分に前記受動素子と接続する受動チップ端子が設置され、前記受動チップ端子と前記能動チップ端子とが対向しバンプを介して接続されていることを特徴とする。
本適用例によれば、基板には能動チップと受動チップとが載置されている。能動チップは能動素子と能動チップ端子とを有している。能動チップ端子が受動チップを向くように能動チップが配置されている。
受動チップは受動素子と受動チップ端子とを有している。受動チップは厚み方向で第１の厚みを有する部分と第１の厚みよりも厚い第２の厚みを有する部分とを有し、第２の厚みを有する部分が基板に載置されている。第１の厚みを有する部分には受動チップ端子が設置されている。受動チップ端子は能動チップ端子を向いており、受動チップ端子と能動チップ端子とは対向して配置されている。そして、受動チップ端子と能動チップ端子とはバンプを介して接続されている。
能動チップは受動チップに微弱な電流を供給し、受動素子は微弱な電流によって駆動される。能動チップと受動チップとの間で電流が流れる距離が長いときにはセンサーは電磁ノイズの影響を受け易くなる。本適用例の受動チップ端子と能動チップ端子とは対向して配置されバンプを介して接続されている。従って、ワイヤーボンディングを用いるときに比べて能動チップと受動チップとの間の距離が短い構造にすることができる。従って、能動チップと受動チップとの間で交信される電気信号にノイズが付加されて電気信号のＳ／Ｎ比が低下することを防止することができる。
［適用例２］
上記適用例にかかるセンサーにおいて、前記能動チップと前記受動チップとは熱硬化型接着剤を介して前記基板に載置されていることを特徴とする。
本適用例によれば、能動チップは熱硬化型接着剤を介して基板に載置されている。受動チップも熱硬化型接着剤を介して基板に設置されている。熱硬化型接着剤は硬化後に変形し難いので、基板と能動チップとの相対位置が変化し難くなっている。同様に、基板と受動チップとの相対位置が変化し難くなっている。従って、能動チップと受動チップとの相対位置が変化し難い為、バンプを介した能動チップ端子と受動チップ端子との接続を品質良く維持することができる。
［適用例３］
上記適用例にかかるセンサーにおいて、前記能動チップには出力端子が設置され、前記基板には入力端子が設置され、前記出力端子と前記入力端子とはワイヤーを介して接続されていることを特徴とする。
本適用例によれば、能動チップには出力端子が設置され、基板には入力端子が設置されている。そして、出力端子と入力端子とはワイヤーを介して接続されている。能動チップはノイズの影響を受け難い量の電流を流す。ワイヤーは大きな電流を流すことが可能であるので、能動チップと基板との間でノイズの影響を受け難い電流を流すことができる。
［適用例４］
上記適用例にかかるセンサーにおいて、前記能動チップは前記能動チップ端子が設置された面の反対側の面に出力端子が設置され、前記能動素子と前記出力端子とは貫通電極を介して接続され、前記基板には入力端子が設置され、前記出力端子と前記入力端子とが接続されていることを特徴とする。
本適用例によれば、能動チップには出力端子が設置され、能動素子と出力端子とは貫通電極により接続されている。基板には入力端子が設置され、出力端子と入力端子とが接続されている。能動チップはノイズの影響を受け難い量の電流を流す。貫通電極は大きな電流を流すことが可能であるので、能動チップと出力端子との間でノイズの影響を受け難い電流を流すことができる。
［適用例５］
上記適用例にかかるセンサーにおいて、前記バンプの材質は金を含む金属であることを特徴とする。
本適用例によれば、バンプの材質は金を含む金属である。金は電気抵抗が低い金属であり、金を含む金属は低い接触抵抗で端子間を接続させることができる。従って、能動チップ端子と受動チップ端子との間の抵抗を小さくすることができる。
［適用例６］
本適用例にかかるセンサーの製造方法であって、熱硬化型接着剤を用いて能動素子と能動チップ端子とを有する能動チップを基板に接着する能動チップ接着工程と、熱硬化型接着剤を用いて受動素子と受動チップ端子とを有する受動チップを前記基板に接着する受動チップ接着工程と、を有し、前記受動チップは板状であり厚み方向で第１の厚みを有する部分と前記第１の厚みよりも厚い第２の厚みを有する部分とを有し、前記第１の厚みを有する部分に前記受動チップ端子が設置され、前記能動チップ接着工程では前記能動チップ端子を前記基板の反対側に向けて配置し、前記受動チップ接着工程では前記受動チップ端子と前記能動チップ端子とをバンプを介して配置し、前記第２の厚みを有する部分を前記基板に接着することを特徴とする。
本適用例によれば、能動チップは能動素子と能動チップ端子とを有する。能動チップ接着工程では能動チップ端子が基板の反対側に向けて配置される。そして、熱硬化型接着剤により能動チップが基板に接着される。
受動チップは受動素子と受動チップ端子とを有する。受動チップは板状であり厚み方向で第１の厚みを有する部分と第１の厚みよりも厚い第２の厚みを有する部分とを有している。第１の厚みを有する部分に受動チップ端子が設置されている。受動チップ接着工程において受動チップ端子と能動チップ端子とがバンプを介して配置される。そして、受動チップの第２の厚みを有する部分が熱硬化型接着剤により基板に接着される。
能動チップは受動チップに微弱な電流を供給し、受動素子は微弱な電流によって駆動される。能動チップと受動チップとの間で電流が流れる距離が長いと電磁ノイズの影響を受け易くなる。本適用例の受動チップ端子と能動チップ端子とは対向して配置されバンプを介して接続されている。従って、能動チップと受動チップとの間はワイヤーボンディングを用いたときに比べて短い構造にすることができる。従って、能動チップと受動チップとの間で交信される電気信号にノイズが付加されて電気信号のＳ／Ｎ比が低下することを防止することができる。
第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、センサーの構造を示す概略斜視図、（ｂ）はセンサーの構造を示す模式底面図。 （ａ）は、センサーの構造を示す模式側面図、（ｂ）は能動チップと受動チップとの接合部を示す要部模式拡大図、（ｃ）は、センサーの構造を示す模式側面図。 （ａ）は、受動チップの構造を示す模式側断面図、（ｂ）は、受動チップの構造を示す模式平面図。 センサーの製造方法を示すフローチャート。 センサーの製造方法を説明するための模式図。 センサーの製造方法を説明するための模式図。 第２の実施形態にかかわるセンサーの要部模式側面図。
本実施形態では、センサーとセンサーの製造方法との特徴的な例について、図１〜図７に従って説明する。以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかわるセンサーとセンサーの製造方法について図１〜図６に従って説明する。図１（ａ）は、センサーの構造を示す概略斜視図であり、図１（ｂ）はセンサーの構造を示す模式底面図である。図１（ａ）に示すように、センサー１は長方形の基板２を備えている。基板２の長手方向をＹ方向とし、基板２の平面方向においてＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。基板２の厚み方向をＺ方向とする。
基板２のＺ方向側の面を表面２ａとし、基板２の−Ｚ方向側の面を裏面２ｂとする。表面２ａには−Ｙ方向側に１２個の入力端子３がＸ方向に並んで配列されている。入力端子３には配線３ａが接続されている。
基板２の材質は強度と耐熱性があれば良く特に限定されない。基板２の材質にはガラス入りエポキシ樹脂基板、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板等を用いることができる。本実施形態では、例えば、基板２にガラス入りエポキシ樹脂基板を用いている。
基板２の表面２ａには能動チップ４が載置されている。能動チップ４は能動チップ基板５を備えている。能動チップ基板５のＺ方向側の向く面を表面５ａとし、能動チップ基板５の−Ｚ方向側の向く面を裏面５ｂとする。能動チップ基板５はシリコン基板であり、能動チップ基板５の表面５ａには能動素子としての半導体回路６と半導体回路６の入出力を行う出力端子７が設置されている。
出力端子７は１２個設置され、各出力端子７は半導体回路６と配線７ａにより接続されている。出力端子７と入力端子３とはＺ方向に能動チップ基板５の厚みの段差がある。出力端子７と入力端子３とはワイヤー８により接続されている。ワイヤー８は金を含む金属からなる線であり純金に近い方が好ましい。ワイヤー８により配線される形態をワイヤーボンディングと称す。ワイヤーボンディングにより出力端子７と入力端子３とが接続されている。能動チップ基板５の表面５ａでは半導体回路６からＹ方向に延びる能動チップ端子９が４つ設置されている。出力端子７、入力端子３及び能動チップ端子９の個数は特に限定されない。各端子の個数はセンサー１の仕様に応じて設定される。
出力端子７、ワイヤー８及び入力端子３を通って半導体回路６と出力端子１２との間に流れる電気信号は、例えば、電圧が１．８Ｖ〜３．６Ｖであり、電流が８ｍＡ程度である。従って、半導体回路６と出力端子１２との間に流れる電流は電磁ノイズの影響を受け難い電流になっている。ワイヤー８は金を含む線であり電気抵抗が小さいので、８ｍＡ程度の電流が流れても電圧降下は小さくなっている。
基板２の表面２ａには能動チップ基板５のＹ方向側に受動チップ１０が載置されている。受動チップ１０には第２の厚みを有する部分としての厚い部分１０ａと第１の厚みを有する部分としての薄い部分１０ｂとがあり、厚い部分１０ａは薄い部分１０ｂより厚くなっている。Ｙ方向側が厚い部分１０ａとなっている。受動チップ１０の厚い部分１０ａが基板２に接するように載置されている。そして、薄い部分１０ｂが基板２の一部と重なっている。
受動チップ１０の内部には受動素子が設置され半導体回路６には受動素子を駆動する駆動回路と受動素子の出力を用いて所定の演算処理を行う処理回路とが設置されている。そして、能動チップ端子９は受動素子と半導体回路６との間で交信を行う電流の通路の一部となっている。
基板２の表面２ａでは能動チップ４及び受動チップ１０を覆ってモールド１１が設置されている。モールド１１は樹脂を主材料とし、能動チップ４及び受動チップ１０に塵や水分が付着することを防止する。
図１（ｂ）に示すように、基板２の裏面２ｂには出力端子１２が８個設置されている。出力端子１２は入力端子３と接続されており半導体回路６と電気信号を交信するための端子となっている。出力端子１２の個数は特に限定されない。出力端子１２の個数はセンサー１の仕様に応じて設定される。
図２（ａ）は、センサーの構造を示す模式側面図であり、図２（ｂ）は能動チップと受動チップとの接合部を示す要部模式拡大図である。図２（ｃ）は、センサーの構造を示す模式側面図であり、図２（ｂ）のＡ−Ａ’線に沿った図である。図２に示すように、入力端子３と接続する配線３ａは基板２の表面２ａを入力端子３からＹ方向に延在して設置されている。そして、配線３ａと出力端子１２との間には貫通電極１３が設置されている。
基板２と能動チップ４との間には熱硬化型接着剤１４が設置され、熱硬化型接着剤１４により基板２の表面２ａに能動チップ４が接着されている。同様に、基板２と受動チップ１０との間には熱硬化型接着剤１５が設置され、熱硬化型接着剤１５により基板２の表面２ａに受動チップ１０が接着されている。熱硬化型接着剤１４及び熱硬化型接着剤１５はダイアタッチ剤とも称される。
受動チップ１０は受動基板部１６と蓋部１７とを備えている。受動基板部１６は四角形の板状の部材であり、蓋部１７は受動基板部１６よりＹ方向が短い板状の部材である。蓋部１７が基板２に近い側に位置し、受動基板部１６は基板２から離れた側に位置している。蓋部１７は熱硬化型接着剤１５により基板２に接着されている。
受動基板部１６と蓋部１７とが重なる部分が厚い部分１０ａとなっている。−Ｙ方向側で受動基板部１６と蓋部１７とが重なっていない部分が薄い部分１０ｂとなっている。受動基板部１６の薄い部分１０ｂは能動チップ４と対向するように配置されている。受動基板部１６には能動チップ４と向き合う場所に受動チップ端子１８が設置されている。
受動チップ端子１８は能動チップ端子９と同じく４つ設置されている。そして、能動チップ端子９と受動チップ端子１８との間にはバンプ２０が配置されている。バンプ２０により能動チップ端子９と受動チップ端子１８とが電気的に接続されている。受動チップ端子１８及び能動チップ端子９の個数は特に限定されない。受動チップ端子１８及び能動チップ端子９の個数はセンサー１の仕様に応じて設定される。
図３（ａ）は、受動チップの構造を示す模式側断面図であり、図３（ｂ）は、受動チップの構造を示す模式平面図である。図３（ａ）は、図３（ｂ）のＢ−Ｂ’線に沿う線から見た図である。図３（ｂ）は受動チップ１０から蓋部１７を除いた図である。
図３に示すように、受動基板部１６には平面視が長方形の凹部１６ａが形成されている。凹部１６ａには受動素子としての加速度センサー素子２１が設置されている。加速度センサー素子２１は第１櫛歯体２１ａと第２櫛歯体２１ｂとを備えている。第１櫛歯体２１ａと第２櫛歯体２１ｂとは所定の隙間をあけて向かい合うように設置されている。第１櫛歯体２１ａ及び第２櫛歯体２１ｂの櫛歯はそれぞれ３本ずつ設置され、各櫛歯の根元が凹部１６ａに固定されている。尚、櫛歯の形状や歯数は特に限定されない。歯数が多い方が加速度センサー素子２１の感度が向上する。本実施形態では図をわかり易くするために歯数が３本になっている。
受動チップ端子１８は配線１８ａにより加速度センサー素子２１に接続されている。加速度センサー素子２１にＸ方向の加速度が加わるとき第１櫛歯体２１ａと第２櫛歯体２１ｂとのＸ方向の距離が変わる。第１櫛歯体２１ａの表面と第２櫛歯体２１ｂの表面には電極が設置されている。
第１櫛歯体２１ａの電極と第２櫛歯体２１ｂの電極との間には電圧がかかっており、受動素子であるコンデンサーとして作用する。そして、第１櫛歯体２１ａと第２櫛歯体２１ｂとのＸ方向の距離が変わるとき、第１櫛歯体２１ａの電極と第２櫛歯体２１ｂの電極との間の容量が変化する。半導体回路６は、第１櫛歯体２１ａの電極と第２櫛歯体２１ｂの電極との間の容量を検出し所定の演算をすることにより加速度センサー素子２１に加わる加速度を算出する。配線１８ａ、受動チップ端子１８、能動チップ端子９を通って加速度センサー素子２１と半導体回路６との間で交信される電気信号の電圧は、例えば、１．８Ｖであり電流が数百μＡ以下である。受動チップ端子１８と能動チップ端子９との間を流れる電流は微弱であり外部から受ける電磁ノイズの影響が受けやすくなっている。
蓋部１７は凹部１６ａと対向する場所に凹部１７ａが形成されている。凹部１６ａと凹部１７ａとが対向するように受動基板部１６と蓋部１７とが接合されている。そして、凹部１６ａと凹部１７ａとにより形成された空洞１９には、所定の圧力の窒素ガスが充填されている。窒素ガスの圧力が高くなると第１櫛歯体２１ａ及び第２櫛歯体２１ｂは振れ難くなる。窒素ガスの圧力により、第１櫛歯体２１ａ及び第２櫛歯体２１ｂの感度特性が調整されている。
蓋部１７の−Ｚ側には封止孔１７ｂが設置されている。封止孔１７ｂから空洞１９に窒素ガスが充填された後で封止部材２２により封止孔１７ｂが封止されている。
受動基板部１６、加速度センサー素子２１及び蓋部１７の材質は強度があり絶縁性が良く加工可能であれば良く、特に限定されない。シリコン、ガラス、セラミック等を用いることができる。本実施形態では、例えば、受動基板部１６及び加速度センサー素子２１の材質にシリコン基板が用いられている。蓋部１７の材質にはガラスが用いられている。
封止部材２２の材質は蓋部１７と親和性が良く空洞１９を封止できれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、封止部材２２の材質に金ゲルマニウム合金を用いている。バンプ２０の材質は電気抵抗が小さく変形しやすい材質が好ましく金や金合金を用いることができる。本実施形態では、例えば、バンプ２０の材質に金を用いている。能動チップ端子９、出力端子７、入力端子３、出力端子１２は導電性があり形成し易い材質であればよく、各種金属を用いることができる。例えば、インジウム、アルミニウム、銅、銀、ニッケルやこれらの合金を用いることができる。本実施形態では、例えば、受動チップ端子１８ではＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）の膜上にチタンタングステン合金層が積層され、さらにチタンタングステン合金層上に金の層が積層されている。
次に、上述したセンサー１の製造方法について図４〜図６にて説明する。図４は、センサーの製造方法を示すフローチャートであり、図５及び図６はセンサーの製造方法を説明するための模式図である。図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１は第１接着剤塗布工程に相当し、基板２の能動チップ４を載置する場所に熱硬化型接着剤１４を塗布する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は、能動チップ接着工程に相当する。この工程は、基板２上に能動チップ４を搭載して熱硬化型接着剤１４を硬化する工程である。次にステップＳ３に移行する。
ステップＳ３は、第２接着剤塗布工程に相当する。この工程は、基板２の受動チップ１０を載置する場所に熱硬化型接着剤１５を塗布する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は、受動チップ接着工程に相当する。この工程は、基板２上に受動チップ１０を搭載して熱硬化型接着剤１５を硬化する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は、ワイヤーボンディング工程に相当する。この工程は、出力端子７と入力端子３との間をワイヤー８にて接続する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は、モールド工程に相当する。この工程は、基板２上にモールド１１を設置し固化する工程である。以上の工程によりセンサー１が完成する。
次に、図５及び図６を用いて、図４に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）はステップＳ１の第１接着剤塗布工程に対応する図である。図５（ａ）に示すように、ステップＳ１において、基板２を用意する。基板２の表面２ａには入力端子３及び配線３ａが設置され、基板２の裏面２ｂには出力端子１２が設置されている。配線３ａと出力端子１２との間には貫通電極１３が設置されている。入力端子３、配線３ａ、貫通電極１３及び出力端子１２の形成方法は公知であり、説明を省略する。
次に、図５（ｂ）に示すように、基板２上に熱硬化型接着剤１４を塗布する。熱硬化型接着剤１４はダイアタッチ剤と称される各種の接着剤を用いることができる。熱硬化型接着剤１４は種類が多く、接着する物の素材に合わせて選定するのが好ましい。
熱硬化型接着剤１４を基板２に塗布する方法は特に限定されない。ディスペンサーを用いて基板２上に熱硬化型接着剤１４を塗布する方法、スクリーン印刷、凸版印刷、オフセット印刷等の各種の方法を用いることができる。
図５（ｃ）及び図５（ｄ）はステップＳ２の能動チップ接着工程に対応する図である。図５（ｃ）に示すようにステップＳ２において能動チップ４を用意する。能動チップ４には半導体回路６、配線７ａ、出力端子７及び能動チップ端子９が設置されている。そして、能動チップ端子９上にはバンプ２０が設置されている。
バンプ２０の厚みは３０μｍから４０μｍが好ましい。バンプ２０の厚みが３０μｍより薄いとき、熱硬化型接着剤１４及び熱硬化型接着剤１５の厚みの変動に対応できない。バンプ２０の厚みが４０μｍより厚いときには、能動チップ４と受動チップ１０とに挟まれたときに広がって能動チップ端子９間を短絡する危険性がある。
バンプ２０の形成方法は特に限定されず、電解めっき法、無電解めっき法、ワイヤーボンダーを用いる方法等によりバンプ２０を形成することができる。本実施形態では、例えば、無電解金めっき法を用いてバンプ２０を形成した。
能動チップ４は吸着ハンド２５により吸着され保持される。吸着ハンド２５の内部には配管２５ａが設置されている。配管２５ａはチューブ２６により図示しない真空ポンプと接続されている。真空ポンプを作動させて配管２５ａ内の気圧を減圧することにより吸着ハンド２５は能動チップ基板５を吸着する。
吸着ハンド２５は図示しないハンドラーにより移動される。操作者はハンドラーを操作して吸着ハンド２５を所定の場所に移動する。吸着ハンド２５が能動チップ基板５を保持した状態で、操作者は能動チップ基板５を熱硬化型接着剤１４と対向する場所に移動する。ハンドラーには各種のロボットを活用することができる。
次に、ハンドラーは吸着ハンド２５を下降する。吸着ハンド２５は能動チップ基板５を熱硬化型接着剤１４に接触させる。吸着ハンド２５は内部にヒーター２５ｂを備えている。吸着ハンド２５はヒーター２５ｂを加熱させる。ヒーター２５ｂの熱は能動チップ基板５に伝導し、能動チップ基板５は熱硬化型接着剤１４を加熱する。熱硬化型接着剤１４は加熱されて硬化し、基板２と能動チップ基板５とを接着する。加熱温度と加熱時間は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、加熱温度が４００℃であり、加熱時間は０．５秒程度になっている。
熱硬化型接着剤１４が固化した後で吸着ハンド２５は配管２５ａ内の気圧を大気圧にする。ハンドラーは吸着ハンド２５を上昇させて吸着ハンド２５を能動チップ基板５から離なす。その結果、図５（ｄ）に示すように、基板２の表面２ａには能動チップ４が接着される。能動チップ４の能動チップ端子９及びバンプ２０は基板２の反対側に向けて設置される。
図５（ｅ）はステップＳ３の第２接着剤塗布工程に対応する図である。図５（ｅ）に示すように、ステップＳ３において、基板２上に熱硬化型接着剤１５を塗布する。熱硬化型接着剤１５は熱硬化型接着剤１４と同様な接着剤であり、ダイアタッチ剤と称される各種の接着剤を用いることができる。熱硬化型接着剤１５を基板２に塗布する方法は特に限定されず、ステップＳ１と同様の方法を用いることができる。
図６（ａ）及び図６（ｂ）はステップＳ４の受動チップ接着工程に対応する図である。図６（ａ）に示すように、ステップＳ４において、受動チップ１０は吸着ハンド２５により吸着され保持される。吸着ハンド２５は図示しないハンドラーにより移動される。吸着ハンド２５が受動チップ１０を保持した状態で、ハンドラーは受動チップ１０の厚い部分１０ａを熱硬化型接着剤１５と対向する場所に移動する。さらに、ハンドラーは吸着ハンド２５を移動して能動チップ端子９上のバンプ２０と対向する場所に受動チップ端子１８を移動する。
次に、ハンドラーは吸着ハンド２５を下降させる。吸着ハンド２５は受動チップ１０の厚い部分１０ａを熱硬化型接着剤１５に接触させる。そして、吸着ハンド２５は受動チップ端子１８をバンプ２０に接触させる。これにより、バンプ２０は能動チップ端子９と受動チップ端子１８とに挟まれた形態となる。
吸着ハンド２５はヒーター２５ｂを加熱させる。ヒーター２５ｂの熱は受動チップ１０に伝導し、受動チップ１０は熱硬化型接着剤１５を加熱する。熱硬化型接着剤１５は加熱されて硬化し、基板２と受動チップ１０とを接着する。加熱温度と加熱時間は特に限定されないが、本実施形態では例えば、加熱温度が４００℃であり、加熱時間は０．５秒程度になっている。
熱硬化型接着剤１５が固化した後で吸着ハンド２５は配管２５ａ内の気圧を大気圧にする。ハンドラーは吸着ハンド２５を上昇させて吸着ハンド２５を受動チップ１０から離なす。その結果、図６（ｂ）に示すように、基板２の表面２ａには受動チップ１０が設置される。能動チップ４の能動チップ端子９と受動チップ１０の受動チップ端子１８とはバンプ２０を介して接続される。
図６（ｃ）はステップＳ５のワイヤーボンディング工程に対応する図である。図６（ｃ）に示すように、ステップＳ５において、基板２は図示しないボンディング装置に設置される。ボンディング装置は端子間をワイヤー８にて接続する装置である。ボンディング装置はワイヤー８の端を超音波にて端子に摺動させることによりワイヤー８の端を端子に融着させる。まず、ワイヤー８の一端を能動チップ４上の出力端子７に接続する。次に、ワイヤー８の一端を入力端子３まで導いて基板２上の入力端子３と接続する。その結果、出力端子７と入力端子３とがワイヤー８によって接続される。入力端子３は出力端子１２と電気的に接続しているので、半導体回路６の出力は出力端子１２に出力される。
図６（ｄ）はステップＳ６のモールド工程に対応する図である。図６（ｄ）に示すように、ステップＳ６において、基板２の表面２ａ側がモールド１１に覆われる。基板２を図示しない金型に設置する。次に、金型内に樹脂材料を充填することによりモールド１１を成形する。以上の工程によりセンサー１が完成する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、能動チップ４は受動チップ１０に微弱な電流を供給し、加速度センサー素子２１は微弱な電流によって駆動される。能動チップ４と受動チップ１０との間で電流が流れる距離が長いと電磁ノイズの影響を受け易くなる。本実施形態では受動チップ端子１８と能動チップ端子９とが対向して配置されバンプ２０を介して接続されている。従って、能動チップ４と受動チップ１０との間はワイヤーボンディングを用いたときに比べて短い構造にすることができる。従って、能動チップ４と受動チップ１０との間で交信される電気信号にノイズが付加されて電気信号のＳ／Ｎ比が低下することを防止することができる。
（２）本実施形態によれば、能動チップ４は熱硬化型接着剤１４を介して基板２に設置されている。受動チップ１０も熱硬化型接着剤１５を介して基板２に設置されている。熱硬化型接着剤１４は硬化後に変形し難いので、基板２と能動チップ４との相対位置が変化し難くなっている。同様に、熱硬化型接着剤１５は硬化後に変形し難いので、基板２と受動チップ１０との相対位置が変化し難くなっている。従って、能動チップ４と受動チップ１０との相対位置が変化し難い為、バンプ２０を介した能動チップ端子９と受動チップ端子１８との接続を品質良く維持することができる。
（３）本実施形態によれば、出力端子７と入力端子３とはワイヤー８を介して接続されている。能動チップ４はノイズの影響を受け難い量の電流を流す。ワイヤー８は大きな電流を流すことが可能であるので、能動チップ４と基板２との間で大きな電流を流すことができる。
（４）本実施形態によれば、バンプ２０の材質は金を含む金属である。金は電気抵抗が低い金属であり、金を含む金属は低い接触抵抗で能動チップ端子９と受動チップ端子１８との間を接続させることができる。従って、能動チップ端子９と受動チップ端子１８との間の電気抵抗を小さくすることができる。
（第２の実施形態）
次に、センサーの一実施形態について図７のセンサーの要部模式側面図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、能動チップの能動チップ基板に貫通電極が設置されている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図７に示すようにセンサー３０は基板２を備え、基板２の表面２ａには熱硬化型接着剤１４を介して能動チップ３１が設置されている。能動チップ３１は能動チップ基板３２を備えている。能動チップ基板３２のＺ方向側の向く面を表面３２ａとし、能動チップ基板３２の−Ｚ方向側の向く面を裏面３２ｂとする。能動チップ基板３２はシリコン基板であり、能動チップ基板３２の表面３２ａには半導体回路６と半導体回路６の入出力信号が伝達される中間端子３３が設置されている。中間端子３３は１２個設置され、各中間端子３３は半導体回路６と配線３３ａにより接続されている。
能動チップ基板３２の裏面３２ｂには出力端子３４が設置されている。出力端子３４と中間端子３３との間には能動チップ基板３２を貫通する貫通電極３５が設置されている。能動チップ３１が出力する電気信号は配線３３ａ、中間端子３３、貫通電極３５、出力端子３４の順に伝達される。
出力端子３４と入力端子３との間にはバンプ３６が設置されている。バンプ３６により出力端子３４と入力端子３とは電気的に接続される。バンプ３６の形態は特に限定されないが、バンプ２０の形態と同様の形態にすることができる。基板２では入力端子３と出力端子１２とは配線３ａ、貫通電極１３を介して電気的に接続されている。従って、半導体回路６と出力端子１２とは電気的に接続されている。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、能動チップ３１には出力端子３４が設置され、中間端子３３と出力端子３４とは貫通電極３５により接続されている。基板２には入力端子３が設置されている。そして、出力端子３４と入力端子３とはバンプ３６を介して接続されている。能動チップ３１はノイズの影響を受け難い量の電流を流す。貫通電極３５は大きな電流を流すことが可能であるので、能動チップ３１では能動チップ基板３２の表面３２ａと裏面３２ｂと基板２との間で大きな電流を流すことができる。その結果、センサー３０は半導体回路６が出力端子１２に出力する電気信号にノイズの影響を受け難くすることができる。
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、熱硬化型接着剤１５を用いて基板２と受動チップ１０とを接着した。さらに、熱硬化型接着剤１４を用いて基板２と能動チップ４とを接着した。熱硬化型接着剤の代わりにダイヤタッチシートを用いても良い。ダイヤタッチシートは熱硬化型接着剤の１つである。ダイヤタッチシートを用いることにより作業性良く基板２上に能動チップ４や受動チップ１０を固定することができる。
（変形例２）
前記第１の実施形態では、受動チップ１０に加速度センサー素子２１が設置された。受動チップ１０には他の種類のセンサーを設置しても良い。例えば、受動素子にジャイロセンサー、温度センサー、磁気センサー、湿度センサー等の各種の素子を適用することができる。変形例１及び変形例２の内容は前記第２の実施形態にも適用しても良い。
２…基板、３…入力端子、４…能動チップ、６…能動素子としての半導体回路、７，３４…出力端子、８…ワイヤー、９…能動チップ端子、１０…受動チップ、１０ａ…第２の厚みを有する部分としての厚い部分、１０ｂ…第１の厚みを有する部分としての薄い部分、１４，１５…熱硬化型接着剤、１８…受動チップ端子、２０…バンプ、２１…受動素子としての加速度センサー素子、３５…貫通電極。

Claims (6)

  1. 能動素子を有する能動チップが載置された基板と、
    受動素子を有する板状の受動チップと、を備え、
    前記能動チップには前記能動素子と接続する能動チップ端子が設置され、
    前記受動チップは厚み方向で第１の厚みを有する部分と前記第１の厚みよりも厚い第２の厚みを有する部分とを有し、前記第２の厚みを有する部分が前記基板に載置され、
    前記受動チップには前記第１の厚みを有する部分に前記受動素子と接続する受動チップ端子が設置され、
    前記受動チップ端子と前記能動チップ端子とが対向しバンプを介して接続されていることを特徴とするセンサー。
  2. 請求項１に記載のセンサーであって、
    前記能動チップと前記受動チップとは熱硬化型接着剤を介して前記基板に載置されていることを特徴とするセンサー。
  3. 請求項１または２に記載のセンサーであって、
    前記能動チップには出力端子が設置され、
    前記基板には入力端子が設置され、
    前記出力端子と前記入力端子とはワイヤーを介して接続されていることを特徴とするセンサー。
  4. 請求項１または２に記載のセンサーであって、
    前記能動チップは前記能動チップ端子が設置された面の反対側の面に出力端子が設置され、前記能動素子と前記出力端子とは貫通電極を介して接続され、
    前記基板には入力端子が設置され、
    前記出力端子と前記入力端子とが接続されていることを特徴とするセンサー。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサーであって、
    前記バンプの材質は金を含む金属であることを特徴とするセンサー。
  6. 熱硬化型接着剤を用いて能動素子と能動チップ端子とを有する能動チップを基板に接着する能動チップ接着工程と、
    熱硬化型接着剤を用いて受動素子と受動チップ端子とを有する受動チップを前記基板に接着する受動チップ接着工程と、を有し、
    前記受動チップは板状であり厚み方向で第１の厚みを有する部分と前記第１の厚みよりも厚い第２の厚みを有する部分とを有し、前記第１の厚みを有する部分に前記受動チップ端子が設置され、
    前記能動チップ接着工程では前記能動チップ端子を前記基板の反対側に向けて配置し、
    前記受動チップ接着工程では前記受動チップ端子と前記能動チップ端子とをバンプを介して配置し、前記第２の厚みを有する部分を前記基板に接着することを特徴とするセンサーの製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005274219A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Matsushita Electric Works Ltd 半導体加速度センサ装置並びにその製造方法
JP2007248191A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサおよびその製造方法
JP2008107183A (ja) * 2006-10-25 2008-05-08 Denso Corp 半導体装置
JP2012086345A (ja) * 2010-10-22 2012-05-10 Dainippon Printing Co Ltd Ｍｅｍｓデバイス、その製造方法、及びそれを有する半導体装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09252081A (ja) 1996-03-14 1997-09-22 Toshiba Corp 半導体装置
JP4578087B2 (ja) * 2003-11-10 2010-11-10 Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 加速度センサ
US20080023805A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Texas Instruments Incorporated Array-Processed Stacked Semiconductor Packages
JP2010040656A (ja) 2008-08-01 2010-02-18 Yamaha Corp 半導体パッケージ、半導体装置及びその製造方法、並びにマイクロフォンパッケージ
JP2011245587A (ja) 2010-05-26 2011-12-08 Toyota Motor Corp Ｍｅｍｓデバイス及びそれに用いるキャップ基板の製造方法
KR101280254B1 (ko) * 2011-08-11 2013-07-05 주식회사 동부하이텍 반도체 감광 디바이스용 이미지 센서 및 그 제조 방법, 이를 이용한 이미지 처리 장치 및 그 색신호 판별 방법
US9073749B2 (en) * 2012-12-05 2015-07-07 Robert Bosch Gmbh Structured gap for a MEMS pressure sensor
TW201516386A (zh) * 2013-10-24 2015-05-01 Asia Pacific Microsystems Inc 複合範圍壓力感測器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005274219A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Matsushita Electric Works Ltd 半導体加速度センサ装置並びにその製造方法
JP2007248191A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサおよびその製造方法
JP2008107183A (ja) * 2006-10-25 2008-05-08 Denso Corp 半導体装置
JP2012086345A (ja) * 2010-10-22 2012-05-10 Dainippon Printing Co Ltd Ｍｅｍｓデバイス、その製造方法、及びそれを有する半導体装置

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