JP2015007561A - モジュール、電子機器及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】小型・薄型化が可能で信頼性に優れたセンサーモジュールの提供。
【解決手段】加速度センサーモジュール１は、実装基板１０と、実装基板１０に搭載されている加速度センサー２０と、実装基板１０に搭載されているＩＣチップ３０と、を備え、加速度センサー２０は、互いに接続されているセンサー基板２１と蓋体２３とを含み、実装基板１０上に蓋体２３が搭載され、蓋体２３上にセンサー基板２１が接続され、センサー基板２１には平面視で蓋体２３の外形から突出する端子部２２０が備えられ、ＩＣチップ３０は、平面視で少なくとも一部が端子部２２０と重なって端子部２２０と実装基板１０との間に配置され、加速度センサー２０の端子部２２０に設けられている各端子電極（２３４，２４０，２４６）と、ＩＣチップ３０の接続端子３１とが、接合部材５１を介して電気的に接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、モジュール、このモジュールを備えている電子機器及び移動体に関する。

従来、電子機器などに用いられているモジュールの一例として、可動部と、可動部が搭載された基板と、を有する微小電気機械装置（以下、ＭＥＭＳともいう）をモールド手段で封止する微小電気機械装置用パッケージであって、微小電気機械装置を接続搭載する搭載手段と、微小電気機械装置と搭載手段との間に設置され、モールド手段の剛性よりも高い剛性を有し、基板と同等もしくは小さい熱伝導率係数を有する材料からなる第１の保護手段と、第１の保護手段に設置され、微小電気機械装置を覆い第１の保護手段と同条件の材料からなる第２の保護手段と、搭載手段に接続搭載され、微小電気機械装置を制御する半導体素子と、を具備したことを特徴とする微小電気機械装置用パッケージ（以下、ＭＥＭＳモジュールという）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記ＭＥＭＳモジュールは、ＭＥＭＳの可動部を構成する櫛歯状の固定ビームと可動ビームとの間の静電容量が、加速度の印加時に可動ビームが変位することによって変化することで加速度を検出する加速度センサーモジュールとして機能する。

特開２００７−７７７４号公報

上記ＭＥＭＳモジュールは、ＭＥＭＳと半導体素子とを平面視で重ならないようにして搭載手段に設置する構成（１）においては、ＭＥＭＳと半導体素子とが横並びになることから、平面サイズが大きくなるという問題がある。
一方、ＭＥＭＳと半導体素子とを積み重ねて搭載手段に設置する構成（２）においては、平面サイズは小さくなるものの、厚さ方向のサイズが大きくなる（厚くなる）という問題がある。

また、上記ＭＥＭＳモジュールは、実施の形態において、モールド手段でＭＥＭＳを全体的に封止する構成であることから、例えば、第２の保護手段などに設けた導入口から外気を導入し、外気による可動部の変位（撓み）で圧力を検出する構成の圧力センサーなどには、適用が困難という問題がある。

また、上記ＭＥＭＳモジュールは、ＭＥＭＳの可動部が搭載された基板が平板状の第１の保護手段を介して搭載手段側に設置されている。このことから、上記ＭＥＭＳモジュールは、例えば、搭載手段側から加わる衝撃が、平板状の第１の保護手段では殆ど吸収（緩和）されずにＭＥＭＳの可動部に伝達され、可動部の損傷や特性の劣化などの不具合が生じる虞がある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部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］本適用例にかかるモジュールは、実装基板と、前記実装基板に搭載されている第１機能素子と、前記実装基板に搭載されている第２機能素子と、を備え、前記第１機能素子は、互いに接続されている第１基板と第２基板とを含み、前記実装基板上に前記第２基板が搭載され、前記第２基板上に前記第１基板が接続され、前記第１基板には平面視で前記第２基板の外形から突出する突出部が備えられ、前記第２機能素子は、平面視で少なくとも一部が前記突出部と重なって前記突出部と前記実装基板との間に配置され、前記第１機能素子の前記突出部に設けられている電極と、前記第２機能素子の電極とが、接合部材を介して電気的に接続されていることを特徴とする。

これによれば、モジュールは、第１機能素子が、第２基板（第２の保護手段に相当）を実装基板（搭載手段に相当）側にして実装基板に搭載され、第２機能素子（半導体素子に相当）が、平面視で少なくとも一部が第１機能素子の第１基板（可動部が搭載された基板に相当）の突出部と重なって突出部と実装基板との間に配置されている。
これにより、モジュールは、特許文献１のＭＥＭＳモジュールと比較して、前述の構成（１）より平面サイズを小さくしつつ、構成（２）より厚さ方向のサイズを抑制することができる。

また、モジュールは、第１機能素子の突出部に設けられている電極と、第２機能素子の電極とが、接合部材を介して電気的に接続されていることから、例えば、実装基板に設けられた配線を介して両者が電気的に接続されている場合と比較して、接続箇所が減るとともに配線長が短くなる。
これにより、モジュールは、例えば、ノイズや浮遊容量などの影響を低減することができ、信頼性を向上させることができる。

加えて、モジュールは、第１機能素子が第１基板より短い第２基板を実装基板側にして搭載されていることから、第１機能素子が第１基板を実装基板側にして搭載されている場合と比較して、第１機能素子と実装基板との接触長さが短くなる。
これにより、モジュールは、第１機能素子（第２基板）と実装基板との熱膨張率（線膨張係数）の違いにより生じる熱応力を低減することができる。

［適用例２］上記適用例にかかるモジュールにおいて、前記第２基板は、前記実装基板との固定部分における基板の厚さが、前記第１基板の厚さより薄いことが好ましい。

これによれば、モジュールは、第２基板が実装基板との固定部分における基板の厚さが、第１基板の厚さより薄いことから、第１基板より可撓性が高い。
これにより、モジュールは、例えば、実装基板側から加わる衝撃が、第１基板より可撓性が高い第２基板で相当程度吸収（緩和）されてから、第１機能素子に伝達されることになる。
この結果、モジュールは、例えば、第１機能素子が特許文献１のように第１基板を実装基板側にして搭載されている場合と比較して、第１機能素子の損傷や特性の劣化などを低減することができる。

［適用例３］上記適用例にかかるモジュールにおいて、前記第１機能素子及び前記第２機能素子を保護するモールド樹脂を備えていることが好ましい。

これによれば、モジュールは、第１機能素子及び第２機能素子を保護するモールド樹脂を備えていることから、モールド樹脂によって第１機能素子及び第２機能素子を外部環境から保護することができる。
これにより、モジュールは、信頼性を更に向上させることができる。

［適用例４］上記適用例にかかるモジュールにおいて、前記第１機能素子は、前記実装基板側とは反対側の前記第１基板の外面が露出していることが好ましい。

これによれば、モジュールは、第１機能素子が実装基板側とは反対側の第１基板の外面が露出していることから、上記外面がモールド樹脂で覆われている場合と比較して、総厚を薄くすることができる。

［適用例５］上記適用例４にかかるモジュールにおいて、前記第１機能素子は、前記第１基板の前記外面に、前記第１基板を貫通する貫通孔が設けられ、外部圧力を検出する検出部が前記第２基板上に設けられていることが好ましい。

これによれば、モジュールは、第１機能素子が、第１基板の外面に、第１基板を貫通する貫通孔が設けられ、外部圧力を検出する検出部が第２基板上に設けられていることから、モールド樹脂で保護されつつ、貫通孔から外気を導入し、外気による検出部の変位（撓み）で圧力を検出する構成の圧力センサーを備えた圧力センサーモジュールを実現することができる。

［適用例６］上記適用例にかかるモジュールにおいて、前記第１機能素子は物理量センサーであり、前記第２機能素子は集積回路であることが好ましい。

これによれば、モジュールは、第１機能素子が物理量センサーであり、第２機能素子が集積回路であることから、信頼性に優れた物理量センサーモジュールを提供できる。

［適用例７］本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載のモジュールを備えていることを特徴とする。

これによれば、本構成の電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載のモジュールを備えていることから、上記適用例に記載の効果が反映され、小型・薄型で信頼性に優れた電子機器を提供することができる。

［適用例８］本適用例にかかる移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載のモジュールを備えていることを特徴とする。

これによれば、本構成の移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載のモジュールを備えていることから、上記適用例に記載の効果が反映され、信頼性に優れた移動体を提供することができる。

加速度センサーモジュールの概略構成を示す模式斜視図。 図１の加速度センサーモジュールの模式平断面図であり、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での模式断面図。 加速度センサーの概略構成を示す模式斜視図。 図３の加速度センサーの模式平面図。 図４のＢ−Ｂ線での模式断面図。 図４のＣ部の模式拡大図であり、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線での模式断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ線での模式断面図。 図４のＤ部の模式拡大図であり、（ａ）は模式平面図（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ線での模式断面図。 圧力センサーモジュールの概略構成を示す模式平断面図であり、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ線での模式断面図。 モジュールを備えている電子機器としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す模式斜視図。 モジュールを備えている電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す模式斜視図。 モジュールを備えている電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す模式斜視図。 モジュールを備えている移動体の一例としての自動車を示す模式斜視図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。

（加速度センサーモジュール）
最初に、モジュールの一例としての加速度センサーモジュールについて説明する。
図１は、加速度センサーモジュールの概略構成を示す模式斜視図である。図２は、図１の加速度センサーモジュールの模式平断面図であり、図２（ａ）は模式平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線での模式断面図である。なお、図２（ａ）では、説明の便宜上、一部の構成要素を省略してある。また、以降の図を含め各図において、分かり易くするために、各構成要素の寸法比率は実際と異なる。また、図中のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、互いに直交する座標軸であり、矢印の方向が＋（プラス）方向である。

図１、図２に示すように、加速度センサーモジュール１は、実装基板１０と、実装基板１０に搭載されている第１機能素子としての加速度センサー（物理量センサー）２０と、実装基板１０に搭載されている第２機能素子としてのＩＣチップ（集積回路）３０と、実装基板１０とＩＣチップ３０とを接続するワイヤー５０と、を備えている。加えて、加速度センサーモジュール１は、加速度センサー２０と、ＩＣチップ３０と、ワイヤー５０と、実装基板１０における加速度センサー２０の搭載面１１と、の少なくとも一部（ここでは全部）を封止するモールド樹脂４０を備えている。

実装基板１０は、矩形平板状であり、ガラスエポキシ樹脂基板、アルミナ基板、セラミック基板などが用いられている。なお、ガラスエポキシ樹脂基板を用いる場合には、耐熱温度が他のグレードよりも高いＦＲ−５相当品を選択することが、ワイヤー５０のワイヤーボンディング性の観点から好ましい。
実装基板１０の搭載面１１（Ｚ軸と直交する２面のうち、＋Ｚ側の面）の−（マイナス）Ｘ側の端部には、ＩＣチップ３０と電気的に接続される複数の接続電極１２が設けられている。
実装基板１０の搭載面１１とは反対側の外部実装面１３（Ｚ軸と直交する２面のうち、−Ｚ側の面）には、電子機器などの外部部材と電気的に接続される複数の外部電極１４が設けられている。なお、接続電極１２と外部電極１４とは、図示しない配線により電気的に接続されている。
実装基板１０の搭載面１１側には、図示しないダイアタッチ用接着剤、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）などの接合部材により加速度センサー２０及びＩＣチップ３０が接合（固定）されている。

加速度センサー２０は、互いに重なり接合されている第１基板としての略矩形平板状のセンサー基板２１と、第２基板としての略矩形平板状の蓋体２３と、を含んで構成されている。
センサー基板２１は、平面視で蓋体２３の外形から−Ｘ方向に突出する突出部としての端子部２２０を有している。
加速度センサー２０は、センサー基板２１の主面２２（Ｚ軸と直交する２面のうち、−Ｚ側の面）側に検出部２００を搭載している。加速度センサー２０の蓋体２３は、センサー基板２１の主面２２側に検出部２００を覆う凹部２３ａを有し、センサー基板２１より可撓性が高く（撓みやすく）なっている。
加速度センサー２０は、蓋体２３を実装基板１０側にして実装基板１０に搭載されている（具体的には、蓋体２３が接合部材により実装基板１０の搭載面１１に接合されている）。

略矩形平板状のＩＣチップ３０は、平面視で少なくとも一部が加速度センサー２０の端子部２２０と重なるように、加速度センサー２０の端子部２２０と実装基板１０の搭載面１１との隙間に配置されている。
加速度センサー２０の端子部２２０には、主面２２側に電極としての複数の端子電極（第１端子電極２３４、第２端子電極２４０、第３端子電極２４６）が設けられている。
各端子電極（２３４，２４０，２４６）は、Ａｕ、Ａｌ、半田などのバンプや導電性接着剤などの接合部材５１を介して、ＩＣチップ３０の能動面側に設けられている電極としての複数の接続端子３１と電気的に接続されている。

ＩＣチップ３０における実装基板１０の接続電極１２側の端部には、接続電極１２に沿って複数の接続端子３２が設けられている。
接続端子３２は、ワイヤーボンディング法を用いてＡｕ、Ａｌなどからなるワイヤー５０により、実装基板１０の接続電極１２と電気的に接続されている。
ＩＣチップ３０は、例えば、加速度検出回路を有し、加速度センサー２０の検出部２００に生じた加速度検出信号を増幅し、所望の電気信号に変換して出力する機能を備えている。なお、加速度センサー２０の詳細は後述する。

モールド樹脂４０には、例えば、エポキシ系樹脂などが用いられ、トランスファーモールド法などにより、実装基板１０の搭載面１１側に略直方体形状にモールド（成形）されている。これにより、モールド樹脂４０は、実装基板１０の搭載面１１と、加速度センサー２０と、ＩＣチップ３０と、実装基板１０とＩＣチップ３０とを接続しているワイヤー５０と、を封止している（覆っている）ことになる。

ここで、加速度センサー２０の構成について詳述する。
図３は、加速度センサーの概略構成を示す模式斜視図である。図４は、図３の加速度センサーの模式平面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ線での模式断面図である。図６は、図４のＣ部の模式拡大図であり、図６（ａ）は模式平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＥ−Ｅ線での模式断面図、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＦ−Ｆ線での模式断面図である。
図７は、図４のＤ部の模式拡大図であり、図７（ａ）は模式平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＧ−Ｇ線での模式断面図である。なお、図３〜図７では、便宜的に加速度センサーを反転した状態で示している。

図３〜図５に示すように、加速度センサー２０は、センサー基板２１と、センサー基板２１の主面２２側に搭載されている検出部２００と、センサー基板２１側の面に検出部２００を覆う凹部２３ａを有している蓋体２３と、を備えている。加速度センサー２０の蓋体２３は、この凹部２３ａによってセンサー基板２１より可撓性が高く（撓みやすく）なっている。
検出部２００は、センサー基板２１の主面２２上に積層された図示しない半導体基板から、フォトリソグラフィー及びエッチングにより形成された、可動部２６８と、複数の第１固定電極指２７８と、複数の第２固定電極指２８０と、を備えている。

第１固定電極指２７８及び第２固定電極指２８０は、センサー基板２１の主面２２に接合されている。センサー基板２１の主面２２は、−Ｘ方向の端部が、第１端子電極２３４、第２端子電極２４０、第３端子電極２４６を有する端子部２２０となっており、端子部２２０以外の領域は、蓋体２３により覆われている。
また、主面２２の略中央部には、可動部２６８とセンサー基板２１との干渉を回避するために平面形状が略矩形状の凹部２２２が設けられている。これにより、可動部２６８の可動領域（変位領域）は、平面視で凹部２２２内に収まることになる。

主面２２には、凹部２２２の外周に沿って第１溝部２２４が設けられ、第１溝部２２４の外周に沿って第２溝部２２６が設けられている。また、主面２２の端子部２２０側には、第１溝部２２４を挟んで第２溝部２２６の反対側に第３溝部２２８が設けられている。
図４に示すように、第１溝部２２４、第２溝部２２６は、凹部２２２の＋Ｙ側から反時計回りに凹部２２２を取り囲むように延在し、凹部２２２の−Ｘ側の端子部２２０まで設けられている。第３溝部２２８は、凹部２２２の−Ｘ側から第１溝部２２４、第２溝部２２６に沿って端子部２２０まで設けられている。

センサー基板２１の構成材料としては、ガラス、高抵抗シリコンなどの絶縁材料を用いるのが好ましい。特に、可動部２６８、第１固定電極指２７８、第２固定電極指２８０となる半導体基板が、シリコンなどの半導体材料を主材料として構成されている場合には、センサー基板２１の構成材料として、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス（例えば、パイレックス（登録商標）のような硼珪酸ガラス）を用いるのが好ましい。
これにより、加速度センサー２０は、センサー基板２１と半導体基板とを陽極接合することができる。また、加速度センサー２０は、センサー基板２１にアルカリ金属イオンを含むガラスを用いることにより、センサー基板２１と半導体基板とを容易に絶縁分離することができる。

第１溝部２２４の底面には、第１溝部２２４に沿って第１配線２３０が設けられ、第２溝部２２６の底面には、第２溝部２２６に沿って第２配線２３６が設けられ、第３溝部２２８の底面には、第３溝部２２８に沿って第３配線２４２が設けられている。
第１配線２３０は、第１固定電極指２７８と電気的に接続される配線であり、第２配線２３６は、第２固定電極指２８０と電気的に接続される配線であり、第３配線２４２は、後述する固定部２７６と電気的に接続される配線である。
なお、第１配線２３０、第２配線２３６、第３配線２４２の各端部（端子部２２０に配置される端部）は、それぞれ第１端子電極２３４、第２端子電極２４０、第３端子電極２４６となっている。

第１配線２３０、第２配線２３６、第３配線２４２の構成材料としては、それぞれ導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ₃Ｏ₃、ＳｎＯ₂、Ｓｂ含有ＳｎＯ₂、Ａｌ含有ＺｎＯなどの酸化物（透明電極材料）、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、またはこれらを含む合金などが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、加速度センサー２０は、各配線の構成材料が透明電極材料（特にＩＴＯ）であれば、センサー基板２１が透明であった場合、第１固定電極指２７８、第２固定電極指２８０の面上に存在する異物などをセンサー基板２１の主面２２側とは反対側の面から容易に視認することができ、検査を効率的に行うことができる。

可動部２６８は、アーム２７０、可動電極指２７２、可撓部２７４、固定部２７６により構成されている。このうち、アーム２７０、可動電極指２７２、可撓部２７４は、センサー基板２１の凹部２２２に対向する位置、換言すればＺ軸方向から見て凹部２２２内に収まる位置に配置されている。
図４に示すように、アーム２７０は、Ｘ軸に沿って梁状（柱状）に延在し、変位方向であるＸ軸方向の両端部に可撓部２７４が配置されている。複数の可動電極指２７２は、アーム２７０の延在方向に沿って一定の間隔で、アーム２７０の延在方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に櫛歯状に延設されている。

可撓部２７４は、アーム２７０の＋Ｙ側と−Ｙ側とに対になって設けられ、それぞれＹ軸方向へ折り返しながらＸ軸方向へ延在し固定部２７６に接続されている。可撓部２７４は、Ｘ軸方向から印加される外力によりＸ軸方向に撓む（変形する）ように形成されている。なお、可撓部２７４は、Ｘ軸方向以外の方向、例えば、Ｙ軸方向及びＺ軸方向から印加される外力に対しては変形しにくい構造となっている。
固定部２７６は、可撓部２７４の端部に接続されるとともにセンサー基板２１に接合されている。また固定部２７６の一方（凹部２２２の−Ｘ側に位置する方）は、センサー基板２１の第３溝部２２８を跨ぐ位置に配置されている。

第１固定電極指２７８は、センサー基板２１の第１溝部２２４及び第２溝部２２６を跨ぐ位置に配置されている。また、第１固定電極指２７８は、Ｚ軸方向から見て凹部２２２と一部が重なるように配置されている。
第２固定電極指２８０は、第１固定電極指２７８と平行に配置され、センサー基板２１の第１溝部２２４及び第２溝部２２６を跨ぐ位置に配置されている。また、第２固定電極指２８０は、第１固定電極指２７８と同様に、Ｚ軸方向から見て凹部２２２と一部が重なるように配置されている。第１固定電極指２７８及び第２固定電極指２８０は、櫛歯状に配置された各可動電極指２７２間に挟まれるように配置されている。

図６に示すように、第１配線２３０の、平面視で第１固定電極指２７８と重なる位置には、導電性を有する突起部２５４が形成されている。
加速度センサー２０は、突起部２５４を介して第１配線２３０と第１固定電極指２７８とが電気的に接続されている。これにより、第１端子電極２３４は、第１配線２３０を介して第１固定電極指２７８と電気的に接続されていることになる。

同様に、第２配線２３６の、平面視で第２固定電極指２８０と重なる位置には、導電性を有する突起部２５６が形成されている。
加速度センサー２０は、突起部２５６を介して第２配線２３６と第２固定電極指２８０とが電気的に接続されている。これにより、第２端子電極２４０は、第２配線２３６を介して第２固定電極指２８０と電気的に接続されていることになる。

図７に示すように、第３配線２４２の、平面視で凹部２２２の−Ｘ側の固定部２７６と重なる位置には、導電性を有する突起部２５８が形成されている。
加速度センサー２０は、突起部２５８を介して第３配線２４２と固定部２７６とが電気的に接続されている。これにより、第３端子電極２４６は、第３配線２４２を介して固定部２７６と電気的に接続され、固定部２７６から可撓部２７４、アーム２７０を介して可動電極指２７２と電気的に接続されていることになる。

突起部２５４，２５６，２５８の構成材料は、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌなどの金属単体またはこれらを含む合金などの金属が好適に用いられる。
なお、突起部２５４，２５６，２５８は、例えば、センサー基板２１の各溝部の底面から突出した突起が各配線に覆われている構成としてもよい。
また、第１配線２３０、第２配線２３６、第３配線２４２の、第１端子電極２３４、第２端子電極２４０、第３端子電極２４６及び突起部２５４，２５６，２５８を除く領域は、他の構成要素との短絡を回避するために、例えば、ＳｉＯ₂を含む絶縁膜２６２で覆われていることが好ましい。

図３に戻って、蓋体２３は、センサー基板２１の主面２２に、例えば、接着剤を用いた接合法、陽極接合法、直接接合法などを用いて接合（固定）されている。
蓋体２３の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、シリコン材料、ガラス材料などを好適に用いることができる。
蓋体２３の接合により気密に封止された加速度センサー２０の内部空間は、減圧状態（真空度の高い状態）または窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填された状態となっている。

ここで、加速度センサー２０の動作について説明する。
図４に戻って、加速度センサー２０は、第１固定電極指２７８と、第１固定電極指２７８に−Ｘ側から対向する可動電極指２７２との間で第１コンデンサーが形成され、第２固定電極指２８０と、第２固定電極指２８０に＋Ｘ側から対向する可動電極指２７２との間で第２コンデンサーが形成される。
この状態で、加速度センサー２０に、例えば、−Ｘ方向に加速度が印加されると、アーム２７０及び可動電極指２７２が慣性により＋Ｘ方向に変位する。このとき、第１固定電極指２７８と可動電極指２７２との間隔は狭くなるので、第１コンデンサーの静電容量は増加する。また、第２固定電極指２８０と可動電極指２７２との間隔は広くなるので、第２コンデンサーの静電容量は減少する。
逆に、＋Ｘ方向に加速度が印加され、アーム２７０及び可動電極指２７２が−Ｘ方向に変位すると、第１コンデンサーの静電容量は減少し、第２コンデンサーの静電容量は増加する。

したがって、加速度センサー２０は、第１端子電極２３４と第３端子電極２４６との間で検出される第１コンデンサーの静電容量の変化と、第２端子電極２４０と第３端子電極２４６との間で検出される第２コンデンサーの静電容量の変化との差分を検出することにより、加速度センサー２０に印加される加速度の大きさとその方向を加速度検出信号として検出することができる。そして、加速度センサー２０は、２つのコンデンサーの静電容量の変化の差分を検出するので、高い感度で加速度を検出することができる。
加速度センサーモジュール１は、上述した加速度センサー２０の加速度検出信号を、ＩＣチップ３０の加速度検出回路で増幅し、所望の電気信号に変換して出力する。

上述したように、本実施形態の加速度センサーモジュール１は、加速度センサー２０が、蓋体２３を実装基板１０側にして実装基板１０に搭載され、ＩＣチップ３０が、平面視で少なくとも一部が加速度センサー２０のセンサー基板２１の端子部２２０と重なるように、端子部２２０と実装基板１０との隙間に配置されている。
これにより、加速度センサーモジュール１は、従来の例えば、特許文献１のＭＥＭＳモジュールと比較して、前述の構成（１）より平面サイズを小さくしつつ、構成（２）より厚さ方向のサイズを抑制することができる。
つまり、加速度センサーモジュール１は、更なる小型・薄型化を図ることができる。

また、加速度センサーモジュール１は、加速度センサー２０の端子部２２０に設けられている第１端子電極２３４、第２端子電極２４０、第３端子電極２４６と、ＩＣチップ３０の接続端子３１とが、接合部材５１を介して電気的に接続されていることから、例えば、実装基板１０に設けられた配線を介して両者が電気的に接続されている場合と比較して、接続箇所が減るとともに配線長が短くなる。
これにより、加速度センサーモジュール１は、ノイズや浮遊容量などの影響を低減することができ、信頼性を向上させることができる。

加えて、加速度センサーモジュール１は、加速度センサー２０がセンサー基板２１より短い蓋体２３を実装基板１０側にして搭載されていることから、加速度センサー２０がセンサー基板２１を実装基板１０側にして搭載されている場合と比較して、加速度センサー２０と実装基板１０との接触長さが短くなる。
これにより、加速度センサーモジュール１は、加速度センサー２０（センサー基板２１）と実装基板１０との熱膨張率（線膨張係数）の違いにより生じる熱応力を低減することができる。

また、加速度センサーモジュール１は、加速度センサー２０がセンサー基板２１に検出部２００を搭載し、加速度センサー２０の蓋体２３がセンサー基板２１側の面に検出部２００を覆う凹部２３ａを有し、センサー基板２１より可撓性が高い。
これにより、加速度センサーモジュール１は、例えば、実装基板１０側から加わる衝撃が、センサー基板２１より可撓性が高い蓋体２３で相当程度吸収（緩和）されてから、加速度センサー２０の検出部２００に伝達されることになる。
この結果、加速度センサーモジュール１は、例えば、加速度センサー２０が従来の特許文献１のようにセンサー基板２１を実装基板１０側にして搭載されている場合と比較して、検出部２００の損傷や特性の劣化などの不具合を低減することができる。

また、加速度センサーモジュール１は、加速度センサー２０と、ＩＣチップ３０と、実装基板１０における加速度センサー２０の搭載面１１と、ワイヤー５０と、を封止するモールド樹脂４０を備えていることから、モールド樹脂４０によって各構成要素を外部環境から保護することができる。この結果、加速度センサーモジュール１は、信頼性を更に向上させることができる。
なお、モールド樹脂４０は、各構成要素の一部を封止する構成としてもよく、各構成要素の対環境性能などに支障がなければ、なくてもよい。

（圧力センサーモジュール）
次に、センサーモジュールの他の一例としての圧力センサーモジュールについて説明する。
図８は、圧力センサーモジュールの概略構成を示す模式平断面図であり、図８（ａ）は模式平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＨ−Ｈ線での模式断面図である。なお、図８（ａ）では、説明の便宜上、一部の構成要素を省略してある。なお、上述した加速度センサーモジュール１との共通部分には、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、加速度センサーモジュール１と異なる点を中心に説明する。

図８に示すように、圧力センサーモジュール２は、実装基板１０と、実装基板１０に搭載されているセンサーとしての圧力センサー３２０と、実装基板１０に搭載されているＩＣチップ３０と、ワイヤー５０と、を備えている。
加えて、圧力センサーモジュール２は、圧力センサー３２０、ＩＣチップ３０、実装基板１０における圧力センサー３２０の搭載面１１、ワイヤー５０を封止するモールド樹脂４０を備えている。

圧力センサーモジュール２は、圧力センサー３２０の搭載面１１側の面とは反対側の面である、第１基板としてのセンサー基板３２１の外面３２１ａ（センサー基板３２１の主面２２とは反対側の面）が、モールド樹脂４０から露出している。
これにより、圧力センサーモジュール２は、圧力センサー３２０のセンサー基板３２１の外面３２１ａと、モールド樹脂４０の上面４１とが、連続した１つの面（同一平面）となる。
なお、モールド樹脂４０のセンサー基板３２１の外面３２１ａ上への回り込みを回避するために、トランスファーモールド用金型におけるセンサー基板３２１の外面３２１ａ側の内面に、回り込み防止用のシートをセットしてトランスファーモールドすることが好ましい。

圧力センサー３２０は、センサー基板３２１と、センサー基板３２１の主面２２側に搭載されている検出部３００と、検出部３００を覆う蓋体２３と、を備えている。
センサー基板３２１の外面３２１ａには、センサー基板３２１を貫通する貫通孔３２１ｂが設けられている。貫通孔３２１ｂは、センサー基板３２１の凹部２２２と外部空間とを連通している。
検出部３００は、センサー基板３２１の凹部２２２を気密に覆うように搭載され、平面視で凹部２２２と重なる位置にダイヤフラム３０１を有している。なお、検出部３００により凹部２２２側と分断された凹部２３ａ側の内部空間は、気密に封止され真空状態（真空度の高い状態）となっている。

圧力センサー３２０は、導入口としての貫通孔３２１ｂから外気を導入し、外気による検出部３００のダイヤフラム３０１のＺ軸方向の変位（撓み）によって、外気の圧力を検出する構成となっている。
具体的には、圧力センサー３２０は、外気の圧力をダイヤフラム３０１に取り付けた感圧素子の抵抗値の変化として検出する歪みゲージ方式や、凹部２２２に取り付けた電極と、ダイヤフラム３０１に取り付けた電極との間の静電容量の変化として検出する静電容量方式や、ダイヤフラム３０１に取り付けた共振子（振動片）の共振特性の変化（具体的には共振周波数の変化）として検出する共振特性方式などにより、絶対圧として検出することができる。
圧力センサーモジュール２は、上述した圧力センサー３２０の圧力検出信号を、ＩＣチップ３０に設けられている圧力検出回路で増幅し、所望の電気信号に変換して出力する。

上述したように、圧力センサーモジュール２は、圧力センサー３２０の搭載面１１側の面とは反対側の面であるセンサー基板３２１の外面３２１ａが、モールド樹脂４０から露出していることから、例えば、圧力センサー３２０の外面３２１ａがモールド樹脂４０で覆われている場合と比較して、総厚を薄くすることができる。

また、圧力センサーモジュール２は、圧力センサー３２０のセンサー基板３２１の外面３２１ａに、センサー基板３２１を貫通する貫通孔３２１ｂが設けられている。
このことから、圧力センサーモジュール２は、モールド樹脂４０で保護されつつ、貫通孔３２１ｂから外気を導入し、外気による検出部３００のダイヤフラム３０１の変位によって、外気の圧力を検出する構成の圧力センサー３２０を備えた圧力センサーモジュールを実現することができる。

なお、圧力センサーモジュール２は、蓋体２３と実装基板１０とを貫通する貫通孔を更に設け、実装基板１０側とセンサー基板３２１側とに分断された２つの外部空間の圧力差を検出する相対圧検出型であってもよい。

（電子機器）
次に、上述したモジュールを備えている電子機器について説明する。
図９は、モジュールを備えている電子機器としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す模式斜視図である。
図９に示すように、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０１を有する表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター１１００には、モジュールとしての加速度センサーモジュール１（または圧力センサーモジュール２）が内蔵されている。

図１０は、モジュールを備えている電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す模式斜視図である。
図１０に示すように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４及び送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０１が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、モジュールとしての加速度センサーモジュール１（または圧力センサーモジュール２）が内蔵されている。

図１１は、モジュールを備えている電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す模式斜視図である。なお、この図１１には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面（図中手前側）には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中奥側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。
また、このデジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４には、パーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。更に、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。
このようなデジタルスチルカメラ１３００には、モジュールとしての加速度センサーモジュール１（または圧力センサーモジュール２）が内蔵されている。

このような電子機器は、上述したモジュールを備えていることから、上記実施形態で説明した効果が反映され、小型・薄型で信頼性に優れている。
なお、上述したモジュールを備えている電子機器としては、これら以外に、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類、フライトシミュレーターなどが挙げられる。いずれの場合にも、これらの電子機器は、上述したモジュールを備えていることから、上記実施形態で説明した効果が反映され、小型・薄型で信頼性に優れている。

（移動体）
次に、上述したモジュールを備えている移動体について説明する。
図１２は、モジュールを備えている移動体の一例としての自動車を示す模式斜視図である。
自動車１５００は、モジュールとしての加速度センサーモジュール１を、例えば、搭載されているナビゲーション装置、姿勢制御装置などの姿勢検出センサーとして、また、圧力センサーモジュール２を、例えば、タイヤ空気圧などの圧力検出センサーとして用いている。
これによれば、自動車１５００は、上述したモジュールを備えていることから、上記実施形態で説明した効果が反映され、信頼性に優れている。

上述したモジュールは、上記自動車１５００に限らず、自走式ロボット、自走式搬送機器、列車、船舶、飛行機、人工衛星などを含む移動体の姿勢検出センサー、圧力検出センサーなどとして好適に用いることができ、いずれの場合にも、上記実施形態で説明した効果が反映され、信頼性に優れた移動体を提供することができる。

なお、上述したモジュールは、加速度センサーモジュールや圧力センサーモジュールに限定されるものではなく、第１機能素子としてのセンサーが角速度検出機能を備えている角速度センサーモジュール、センサーが重量検出機能を備えている重量センサーモジュールや、これらのセンサー（加速度センサー及び圧力センサーを含む）が複合した複合センサーモジュールなどであってもよい。
また、第２機能素子は、ＩＣチップに限定されるものではなく、トランジスター、ダイオード、抵抗器、コンデンサー（キャパシター）、コイル、振動子などであってもよい。

１…モジュールとしての加速度センサーモジュール、２…モジュールとしての圧力センサーモジュール、１０…実装基板、１１…搭載面、１２…接続電極、１３…外部実装面、１４…外部電極、２０…第１機能素子としての加速度センサー、２１…第１基板としてのセンサー基板、２２…主面、２３…第２基板としての蓋体、２３ａ…凹部、３０…第２機能素子としてのＩＣチップ、３１，３２…接続端子、４０…モールド樹脂、４１…上面、５０…ワイヤー、５１…接合部材、２００…検出部、２２０…端子部、２２２…凹部、２２４…第１溝部、２２６…第２溝部、２２８…第３溝部、２３０…第１配線、２３４…第１端子電極、２３６…第２配線、２４０…第２端子電極、２４２…第３配線、２４６…第３端子電極、２５４，２５６，２５８…突起部、２６２…絶縁膜、２６８…可動部、２７０…アーム、２７２…可動電極指、２７４…可撓部、２７６…固定部、２７８…第１固定電極指、２８０…第２固定電極指、３００…検出部、３０１…ダイヤフラム、３２０…センサーとしての圧力センサー、３２１…第１基板としてのセンサー基板、３２１ａ…外面、３２１ｂ…貫通孔、１１００…電子機器としてのパーソナルコンピューター、１１０１…表示部、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１２００…電子機器としての携帯電話機、１２０１…表示部、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１３００…電子機器としてのデジタルスチルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニター、１４４０…パーソナルコンピューター、１５００…移動体としての自動車。

Claims (8)

1. 実装基板と、
   前記実装基板に搭載されている第１機能素子と、
   前記実装基板に搭載されている第２機能素子と、を備え、
   前記第１機能素子は、互いに接続されている第１基板と第２基板とを含み、前記実装基板上に前記第２基板が搭載され、前記第２基板上に前記第１基板が接続され、前記第１基板には平面視で前記第２基板の外形から突出する突出部が備えられ、
   前記第２機能素子は、平面視で少なくとも一部が前記突出部と重なって前記突出部と前記実装基板との間に配置され、
   前記第１機能素子の前記突出部に設けられている電極と、前記電子部品の電極とが、接合部材を介して電気的に接続されていることを特徴とするモジュール。
2. 請求項１に記載のモジュールにおいて、
   前記第２基板は、前記実装基板との固定部分における基板の厚さが、前記第１基板の厚さより薄いことを特徴とするモジュール。
3. 請求項１または請求項２に記載のモジュールにおいて、
   前記第１機能素子及び前記第２機能素子を保護するモールド樹脂を備えていることを特徴とするモジュール。
4. 請求項３に記載のモジュールにおいて、
   前記第１機能素子は、前記実装基板側とは反対側の前記第１基板の外面が露出していることを特徴とするモジュール。
5. 請求項４に記載のモジュールにおいて、
   前記第１機能素子は、前記第１基板の前記外面に、前記第１基板を貫通する貫通孔が設けられ、外部圧力を検出する検出部が前記第２基板上に設けられていることを特徴とするモジュール。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のモジュールにおいて、
   前記第１機能素子は物理量センサーであり、前記第２機能素子は集積回路であることを特徴とするモジュール。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のモジュールを備えていることを特徴とする電子機器。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のモジュールを備えていることを特徴とする移動体。

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