JP2015121513A - 物理量検出センサー、高度計、電子機器および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】受圧面に気泡が残り難く、感圧精度の変化やばらつきを低減することのできる物理量検出センサー、高度計、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】物理量検出センサー１は、枠部３１９と、枠部３１９によって周囲の少なくとも一部を囲まれている凹部３１５と、を備え、凹部３１５の底面が受圧面３１４ａとなっているセンサーチップ３と、受圧面３１４ａを覆う液状またはゲル状の充填材４１と、を有し、枠部３１９には、凹部３１５に繋がっている一対の溝３１６、３１７が形成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、物理量検出センサー、高度計、電子機器および移動体に関するものである。

従来から、圧力センサーとして、圧力を検出してその検出値に応じたレベルの電気信号を発生するセンサーチップと、このセンサーチップを収納するパッケージと、を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の圧力センサーでは、ダイアフラムを有するセンサーチップと、開口を有し、センサーチップが収納される内部空間を備えるパッケージと、を有しており、内部空間（センサーチップとパッケージの隙間）が不活性液体で充填されている。このような構成の圧力センサーでは、ダイアフラムの受圧面がパッケージの底面側を向いているため、すなわち、開口と反対側を向いているため、開口を介して内部空間に不活性液体を充填する際に受圧面に気泡が残り易い。受圧面に気泡が残っていると、感圧精度が変化するとともに、ばらついてしまい、正確な圧力の検知が困難となる。

特開平９−１２６９２０号公報

本発明の目的は、受圧面に気泡が残り難く、感圧精度の変化やばらつきを低減することのできる物理量検出センサー、高度計、電子機器および移動体を提供することにある。

本発明は、上述の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］
本適用例の物理量検出センサーは、枠部と、前記枠部によって周囲の少なくとも一部を囲まれている凹部と、を備え、前記凹部の底部に物理量検出面を有するセンサー素子と、
前記凹部内に配置されている液状またはゲル状の充填材と、
を有し、
前記枠部には、前記凹部に繋がっている溝が配置されていることを特徴とする。
このような構成によれば、充填剤を充填する際に、溝から空気（気体）が排出されるため、受圧面に気泡が残り難く、感圧精度の変化やばらつきを低減することのできる物理量検出センサーが得られる。

［適用例２］
本適用例の物理量検出センサーでは、前記溝は、前記凹部と同じ側に開口していることが好ましい。
これにより、構成が簡単となるとともに、気泡がより残り難くなる。
［適用例３］
本適用例の物理量検出センサーでは、前記物理量検出面の平面視にて、前記溝は、前記枠部の外縁と繋がっていることが好ましい。
これにより、気泡がより残り難くなる。

［適用例４］
本適用例の物理量検出センサーでは、開口を有し、前記センサー素子を収容している内部空間を有するパッケージを備え、
前記内部空間に前記充填材が充填されており、
前記物理量検出面の向きと前記開口の向きとが異なっていることが好ましい。
これにより、受圧面を保護することができ、信頼性（耐久性）の高い物理量検出センサーとなる。

［適用例５］
本適用例の物理量検出センサーでは、前記溝は、複数配置されていることが好ましい。
これにより、例えば、１つの溝から充填材を充填していき、他の溝から空気を除去することができる。そのため、気泡がより残り難くなる。
［適用例６］
本適用例の物理量検出センサーでは、前記複数の溝のうちの少なくとも一対の溝は、前記凹部を介して対向配置されていることが好ましい。
これにより、例えば、１つの溝から充填材を充填していき、他の溝から空気を除去する工程をより簡単に行うことができる。そのため、気泡がより残り難くなる。

［適用例７］
本適用例の物理量検出センサーでは、前記一対の溝は、同じ方向に沿って延在していることが好ましい。
これにより、例えば、１つの溝から充填材を充填していき、他の溝から空気を除去する工程をよりスムーズに行うことができる。そのため、気泡がより残り難くなる。

［適用例８］
本適用例の物理量検出センサーでは、前記一対の溝は、前記凹部との接続部における横断面積が互いに異なっていることが好ましい。
これにより、横断面積の小さい方の溝から充填剤を充填していくことで、横断面積の大きい溝から空気をスムーズに除去することができ、気泡がより残り難くなる。
［適用例９］
本適用例の物理量検出センサーでは、前記物理量検出面が受圧面であることが好ましい。
これにより、利便性の高い（種々の装置に組み込むことができ、高い需要を期待できる）物理量検出センサーとなる。

［適用例１０］
本適用例の高度計は、上記適用例の物理量検出センサーを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い高度計が得られる。
［適用例１１］
本適用例の電子機器は、上記適用例の物理量検出センサーを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
［適用例１２］
本適用例の移動体は、上記適用例の物理量検出センサーを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。

本発明の物理量検出センサーの第１実施形態を示す図である。 図１に示す物理量検出センサーが有する可撓性配線基板の平面図である。 図１に示す物理量検出センサーが有するセンサー素子の断面図である。 図３に示すセンサーチップの平面図である。 図１に示す物理量検出センサーが有する充填材の充填方法を説明するための縦断面図である。 本発明の物理量検出センサーの第２実施形態が有するセンサーチップの平面図（下面図）である。 本発明の物理量検出センサーの第３実施形態が有するセンサーチップの平面図（下面図）である。 本発明の物理量検出センサーの第４実施形態が有するセンサーチップの平面図（下面図）である。 本発明の物理量検出センサーの第５実施形態が有するセンサーチップの平面図（下面図）である。 本発明の物理量検出センサーの第６実施形態が有するセンサーチップの平面図（下面図）である。 本発明の物理量検出センサーの第７実施形態が有するセンサーチップの平面図（下面図）である。 本発明の物理量検出センサーの第８実施形態が有するセンサーチップの図である。 本発明の物理量検出センサーの第９実施形態が有するセンサーチップの図である。 本発明の物理量検出センサーの第１０実施形態が有するセンサーチップの図である。 本発明の物理量検出センサーの第１１実施形態を示す縦断面図である。 本発明の物理量検出センサーの第１２実施形態を示す縦断面図である。 本発明の物理量検出センサーの第１３実施形態を示す縦断面図である。 本発明の高度計の一例を示す正面図である。 本発明の電子機器の一例を示す正面図である。 本発明の移動体の一例を示す斜視図である。

以下、本発明の物理量検出センサー、高度計、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．物理量検出センサー
まず、物理量検出センサーについて説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の物理量検出センサーの第１実施形態を示す図（図１（ａ）は、縦断面図、図１（ｂ）は、平面図）である。図２は、図１に示す物理量検出センサーが有する可撓性配線基板の平面図（図２（ａ）は、表面側から見た平面図、図２（ｂ）は、裏面側から見た平面図）である。図３は、図１に示す物理量検出センサーが有するセンサー素子の断面図である。図４は、図３に示すセンサーチップの平面図である。図５は、図１に示す物理量検出センサーが有する充填材の充填方法を説明するための縦断面図である。なお、以下の説明では、図１（ａ）中の上側を「上」、下側を「下」と言い、図１（ｂ）、図２（ａ）中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」と言い、図２（ｂ）中の紙面奥側を「上」、紙面手前側を「下」と言う。

図１に示す物理量検出センサー１は、圧力を検出ための圧力センサーである。このように、物理量検出センサーを圧力センサーとすることで、種々の電子機器に搭載することのできる物理量検出センサーとなり、その利便性が向上する。
このような物理量検出センサー１は、センサーチップ（センサー素子）３と、センサーチップ３を収納するパッケージ２と、パッケージ２内でセンサーチップ３を封止するモールド部４と、を有している。

≪パッケージ≫
パッケージ２は、センサーチップ３を、その内部に形成された内部空間２８に収納するとともに、固定する機能を有するものである。
このパッケージ２は、本実施形態では、図１に示すように、ベース（底部）２１と、ハウジング（蓋体）２２と、可撓性配線基板２５と、を有し、ベース２１とハウジング２２とで可撓性配線基板２５を挟み込むようにして、これらを互いに接合して構成されている。
なお、ベース２１と可撓性配線基板２５との接合、および、ハウジング２２と可撓性配線基板２５との接合は、それぞれ、接着剤で構成される接着剤層２６を介して行われている。この接着剤としては、特に限定されず、例えば、シリコーン系、エポキシ系の接着剤等を用いることができる。

ベース２１は、パッケージ２の底面を構成し、本実施形態では、全体形状が平板状をなし、その平面視形状は、正方形状となっている。
ベース２１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックスのような各種セラミックスや、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂のような各種樹脂材料等の絶縁性材料が挙げられ、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。これらの中でも、各種セラミックスであることが好ましい。これにより、優れた機械的強度を有するパッケージ２を得ることができる。
なお、ベース２１の平面視形状としては、図１に示した、正方形状をなすものの他、例えば、円形状、長方形状、五角形以上の多角形状等をなすものであってもよい。

ハウジング２２は、パッケージ２の蓋部を構成し、本実施形態では、全体形状が筒状をなし、その平面視形状は、その下側おいて正方形状となり、上側において円形状となっている。
このハウジング２２は、その外径および内径が、下端から上端に向かってパッケージ高さの途中まで漸減する第１部位と、この途中から上端に向かってほぼ一定となる第２の部位とで構成され、第１の部位において平面視形状が正方形状をなし、第２の部位において平面視形状が円形状をなしている。
ハウジング２２の構成材料としては、ベース２１の構成材料として挙げたのと同様のものを用いることができる。
なお、ハウジング２２の形状としては、図１に示した形状のものの他、例えば、その全体形状が、円筒状をなすもの等であってもよい。

可撓性配線基板２５は、パッケージ２の厚さ方向において、ベース２１とハウジング２２との間に位置し、センサーチップ３をパッケージ２内で固定するとともに、センサーチップ３で発生した電気信号をパッケージ２の外部に取り出す機能を有している。
この可撓性配線基板２５は、可撓性を有する基材２３と、この基材２３の下面側に形成された配線２４とで構成される。

基材２３は、本実施形態では、その平面視形状が、正方形の枠状をなす枠体２３１と、枠体２３１の一辺において突出するように一体的に形成された帯状をなす帯体２３２とで構成されている。この枠体２３１において、その中心部に、厚さ方向に開口する開口部２３３が形成されている。
基材２３の構成材料としては、可撓性を有するものであれば、特に限定されず、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）等が挙げられ、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。

配線２４は、導電性を有し、図２（ｂ）に示すように、枠体２３１と帯体２３２にかけて設けられ（引き回され）ており、本実施形態では、４つの配線部２４１〜２４４を有している。これらのうち、２つの配線部２４１、２４２は、それぞれ、その基端側が帯体２３２に設けられ、枠体２３１を構成する４辺のうち帯体２３２が一体的に形成されている１辺から、先端側が開口部２３３内に突出するように設けられている。また、２つの配線部２４３、２４４は、それぞれ、その基端側が帯体２３２に設けられ、枠体２３１にかけて引き回された後、帯体２３２が一体的に形成されている枠体２３１の１辺に対向する１辺から、先端側が開口部２３３内に突出するように設けられている。なお、配線２４の数は、センサーチップ３に設けられている端子の数に合わせて設定すればよく、４つに限定されず、３つ以下であってもよしい、５つ以上であってもよい。

開口部２３３内に突出する、これら配線部２４１〜２４４の先端側により、フライングリード（タブテープ）２７が構成される。フライングリード２７の先端部は、枠体２３１から離間して、センサーチップ３を固定する固定部を構成するとともに、センサーチップ３が有する端子と電気的に接続する端子を構成する。
配線２４の構成材料としては、例えば、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｌ等の金属、これらを含むＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂等の酸化物等が挙げられ、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。

これら、ベース２１と、可撓性配線基板２５と、ハウジング２２とを、これらの間に接着剤層２６を介在させた状態で、この順で積層することにより、パッケージ２が形成され、その内側に、ハウジング２２の上側で開口する内部空間２８が画成される。また、この際、枠体２３１の開口部２３３内に突出するフライングリード２７が、内部空間２８内に突出するように配置される。さらに、可撓性配線基板２５が有する枠体２３１が内部空間２８を形成する主体部を構成し、この主体部から突出するように帯体２３２が形成されることとなる。この帯体２３２に対応して設けられた配線２４、すなわち配線部２４１〜２４４の端部に、例えば、後述する電子機器または移動体のマザーボード等を電気的に接続することにより、パッケージ２の内部空間２８に収納されたセンサーチップ３で発生した電気信号を、パッケージ２の外部、すなわち電子機器または移動体に取り出すことができる。
なお、ベース２１、可撓性配線基板２５およびハウジング２２における、これら同士間の接合は、接着剤層を介することなく、ベース２１、可撓性配線基板２５およびハウジング２２の構成材料等によっては、陽極接合や、直接接合等の各種接合方法により行われていてもよい。

≪センサーチップ≫
センサーチップ３は、センサーチップ３に作用した圧力を検出して、その検出値に基づいて電気信号を発生する機能を有するものである。センサーチップ３は、かかる機能を有するものであれば、いかなる構成のものであっても良いが、本実施形態では、次のような構成となっている。

図３に示すセンサーチップ３は、基板３１と、機能素子３２と、素子周囲構造体３３と、空洞部３４と、半導体回路（図示せず）とを有している。
基板３１は、板状をなしており、例えば、シリコン等の半導体で構成された半導体基板３１１上に、絶縁膜３１２と、シリコン窒化膜３１３とをこの順に積層することにより構成することができる。このような基板３１の平面視形状は、特に限定されず、例えば略正方形または略長方形等の矩形や、円形とすることができ、本実施形態では、略正方形となっている。

また、基板３１には、周囲の部分（枠部３１９）よりも薄肉であり、受圧によって撓み変形するダイアフラム部３１４が設けられている。ダイアフラム部３１４は、基板３１の下面（外側に臨む主面）に有底の凹部３１５を設けることで形成され、その下面（凹部３１５の底面）が受圧面（物理量検出面）３１４ａとなっている。このようなダイアフラム部３１４の平面視形状は、特に限定されず、例えば略正方形または略長方形等の矩形や、円形とすることができ、本実施形態では、略正方形となっている。

また、図４に示すように、基板３１の下面には、一対の有底の溝３１６、３１７が配置されている。溝３１６、３１７は、それぞれ、基板３１の下面、すなわち、凹部３１５と同じ側に開口している。また、溝３１６、３１７は、それぞれ、一端がダイアフラム部３１４に接続されており、他端が基板３１（枠部３１９）の外縁と繋がっている（側面に開放している）。言い換えると、溝３１６、３１７は、それぞれ、基板３１の側面とダイアフラム部３１４と連通するように設けられている。また、溝３１６は、凹部３１５の１つの辺に接続されており、溝３１７は、凹部３１５の溝３１６が接続されている辺と対向する辺にせつぞくされている。また、溝３１６、３１７は、センサーチップ３の平面視にて、ダイアフラム部３１４を介して対向配置されている。

また、溝３１６、３１７は、それぞれ、直線状をなしており、互いに一直線上に並んで設けられている。さらには、溝３１６、３１７の延在軸である軸Ｊは、平面視にて、ダイアフラム部３１４の中心Ｏと交わっており、基板３１の１組の対向する一対の外縁に沿って延在している。言い換えると、溝３１６、３１７は、センサーチップ３の平面視にて、ダイアフラム部３１４の中心Ｏと交わる軸Ｊに沿って一直線に形成されている。また、溝３１６、３１７は、それぞれ、その延在方向の全域に亘って幅がほぼ一定となっている。また、溝３１６、３１７は、互いにほぼ同じ形状（横断面形状、横断面積等）を有している。また、溝３１６、３１７は、それぞれ、凹部３１５と同じ深さを有しており、これらの底面と受圧面３１４ａとが同一平面となっている。

また、後述するように、基板３１には図示しない半導体回路が作り込まれているが、溝３１６、３１７は、それぞれ、センサーチップ３の平面視にて、半導体回路が有する能動素子、コンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード等の回路素子と重ならないように形成されている。言い換えれば、センサーチップ３の平面視にて、各回路素子が溝３１６、３１７と重ならないように配置されている。このような配置とすることにより、薄肉で他の場所よりも脆い領域に回路素子が配置されないので、回路素子等に歪み等の応力が加わり難く、半導体回路の損傷や誤作動等を防止することができる。
以上のような溝３１６、３１７を設けることで、後述するように、受圧面３１４ａに気泡が残らないように、内部空間２８内にモールド部４を充填することができる。

機能素子３２は、基板３１のダイアフラム部３１４上に設けられている固定電極３２１と、可動電極３２２とを有している。また、可動電極３２２は、基板３１上に設けられている支持部３２２ａと、固定電極３２１と空隙を隔てて対向配置された可動部３２２ｂと、支持部３２２ａと可動部３２２ｂとを連結する弾性変形可能な連結部３２２ｃとを有している。

素子周囲構造体３３は、機能素子３２が配置されている空洞部３４を画成するように形成されている。このような素子周囲構造体３３は、基板３１上に機能素子３２を取り囲むように形成された層間絶縁膜３３１と、層間絶縁膜３３１上に形成された配線層３３２と、配線層３３２および層間絶縁膜３３１上に形成された層間絶縁膜３３３と、層間絶縁膜３３３上に形成された配線層３３４と、配線層３３４および層間絶縁膜３３３上に形成された表面保護膜３３５と、封止層３３６と、を有している。配線層３３４は、空洞部３４の内外を連通する複数の細孔を備えた被覆層３３４ａを有しており、この被覆層３３４ａの細孔が封止層３３６によって塞がれている。

基板３１と素子周囲構造体３３とによって画成された空洞部３４は、機能素子３２を収容する収容部として機能している。空洞部３４は、密閉された空間であり、センサーチップ３が検出する圧力の基準値となる圧力基準室として機能する。本実施形態では、空洞部３４が真空状態（例えば、１０Ｐａ以下）となっている。空洞部３４を真空状態とすることで、センサーチップ３を、真空状態を基準として圧力を検出する「絶対圧センサー」として用いることができ、その利便性が向上する。ただし、空洞部３４は、真空状態でなくてもよく、大気圧であってもよいし、大気圧よりも気圧が低い減圧状態であってもよいし、大気圧よりも気圧が高い加圧状態であってもよい。

このようなセンサーチップ３では、半導体基板３１１上およびその上方には、図示しない半導体回路が作り込まれている。この半導体回路は、必要に応じて形成されたＭＯＳトランジスタ等の能動素子、コンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード等の回路素子や、配線などの回路要素を有しており、配線層３３２、３３４によって、センサーチップ３の上面（凹部３１５が形成されている面と反対側の面）に引き出されている。そして、この引き出された部分（端子３３４ｂ）において、前述したフライングリード２７と電気的に接続される。

また、図１に示すように、センサーチップ３は、ダイアフラム部３１４の受圧面３１４ａをパッケージ２の底面側、すなわちハウジング２２の開口と反対側（異なる方向）に向けて配置されている。このように配置することによって、例えば、ハウジング２２の開口から侵入した異物によって、ダイアフラム部３１４（受圧面３１４ａ）が損傷することを抑制することができる。また、センサーチップ３をフライングリード２７の下側に設けることができるので、物理量検出センサー１の低背化を図ることもできる。

以上、センサーチップ３の構成について簡単に説明した。このようなセンサーチップ３は、ダイアフラム部３１４の受圧面３１４ａが受ける圧力に応じて、ダイアフラム部３１４が変形し、これにより、可動電極３２２の可動部３２２ｂと固定電極３２１とのギャップ（離間距離）が変化する。ギャップが変化すると、固定電極３２１および可動電極３２２で構成される振動系の共振周波数が変化するため、この共振周波数の変化から、受圧面３１４ａで受けた圧力の大きさ（絶対圧）を求めることができる。

なお、本実施形態では、センサーチップ３が、固定電極３２１および可動電極３２２からなる振動系の共振周波数の変化に基づいて圧力を検出する構成について説明したが、この他、例えば、ダイアフラム部３１４に設けたＣＭＯＳインバーターにより検出する構成であってもよいし、ダイアフラム部３１４に設けたピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化に基づいて圧力を検出する構成であってもよい。

≪モールド部４≫
モールド部４は、パッケージ２内に形成された内部空間２８内に充填され、これにより、内部空間２８内に収納された、センサーチップ３を封止する。このモールド部４により、センサーチップ３を保護（防塵および防水）するとともに、物理量検出センサー１（パッケージ２）に作用した外部応力を低減させることができる。このようなモールド部４は、液状またはゲル状の充填材４１で構成され、充填材４１としては、例えば、シリコーンオイル等を用いることができる。なお、物理量検出センサー１に加わった圧力は、ハウジング２２の開口およびモールド部４（充填材４１）を介して、センサーチップ３の受圧面３１４ａに作用する。
以上、物理量検出センサー１について説明した。

このような物理量検出センサー１は、まず、センサーチップ３が収容されたパッケージ２を容易し、次に、パッケージの内部空間２８内に充填材４１を充填することによって得られる。内部空間２８に充填材４１を充填する方法としては、特に限定されないが、例えば、細長いノズル８を有するディスペンサー（吐出装置）を用いて行うことができる。この際、図５（ａ）に示すように、ノズル８をセンサーチップ３の溝３１６が形成されている側に配置し、その状態でノズル８から充填材４１を吐出する。すると、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、溝３１６、凹部３１５、溝３１７の順に、徐々に充填材４１で覆われていく。そのため、ダイアフラム部３１４の受圧面３１４ａ上に位置している空気が、凹部３１５内への充填材４１の流入に伴って溝３１７から除去され、完成した物理量検出センサー１には受圧面３１４ａに気泡が残存し難い。したがって、気泡に起因する受圧感度の低下や、受圧感度のバラつきが低減され、より受圧感度の高い物理量検出センサー１となる。

特に、前述したように、一対の溝３１６、３１７が形成されているため、一方の溝を凹部３１５内に充填材４１を流し込むための溝として用い、他方の溝を凹部３１５内の空気を逃がすための溝として用いることができるため、凹部３１５への充填材４１の充填および凹部３１５内の空気の除去を効果的に行うことができる。そのため、前述した効果をより効果的に発揮することができる。また、溝３１６、３１７がそれぞれ基板３１の外縁まで延びているため、例えば、溝３１６を介して凹部３１５内へ充填材４１を供給したり、溝３１７を介して凹部３１５内の空気を逃がしたりすることをよりスムーズに行うことができる。また、溝３１６、３１７がそれぞれ基板３１の下面に開放しているため、溝３１６、３１７内への充填材４１の充填をスムーズに行うことができる。

さらには、前述したように、溝３１６、３１７が、センサーチップ３の平面視にて、ダイアフラム部３１４を介して対向配置されているため、言い換えると、溝３１７が溝３１６の反対側に位置しているため、図５に示すように、凹部３１５に充填材４１が満たさせるまで（受圧面３１４ａが充填材４１で覆われるまで）は、溝３１７が充填材４１で満たされない。したがって、凹部３１５内の空気を、溝３１７を介して確実に除去することができる。加えて、溝３１６、３１７が互いに一直線上に（同じ方向に沿って）並んで設けられているため、充填材４１の侵入に伴う凹部３１５内の空気の押し出しをよりスムーズに行うことができる。さらには、溝３１６、３１７が凹部３１５と同じ深さを有しており、これらの接続部に段差が形成されていないため、前記段差に空気が残存するといった不都合の発生が防止され、より確実に凹部３１５内の空気を除去することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の物理量検出センサーの第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の物理量検出センサーの第２実施形態が有するセンサーチップの平面図（下面図）である。
以下、第２実施形態の物理量検出センサーについて、前記第１実施形態の物理量検出センサーとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の物理量検出センサーは、センサーチップの構成（溝の構成）が異なること以外は、図１に示す物理量検出センサーと同様である。

図６に示すように、本実施形態のセンサーチップ３では凹部３１５および溝３１６、３１７が前述した第１実施形態に対して中心Ｏ回りに約４５°回転させた状態で配置されている。そのため、溝３１６、３１７の延在軸である軸Ｊが基板３１の対角線とほぼ一致している。
このような第２実施形態の物理量検出センサー１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の物理量検出センサーの第３実施形態について説明する。
図７は、本発明の物理量検出センサーの第３実施形態が有するセンサーチップの平面図（下面図）である。
以下、第３実施形態の物理量検出センサーについて、前記第１実施形態の物理量検出センサーとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の物理量検出センサーは、センサーチップの構成（凹部および溝の構成）が異なること以外は、図１に示す物理量検出センサーと同様である。

図７に示すように、本実施形態のセンサーチップ３では凹部３１５が前述した第１実施形態に対して中心Ｏ回りに約４５°回転した状態で配置されている。そして、溝３１６の一端が凹部３１５の１つの角部に接続されており、溝３１７の一端が凹部３１５の溝３１６が接続されている角部と対向する角部に接続されている。このように、溝３１６、３１７をそれぞれ凹部３１５の角部に接続することによって、凹部３１５の角部に空気が残存してしまうことを効果的に低減することができる。
このような第３実施形態の物理量検出センサー１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の物理量検出センサーの第４実施形態について説明する。
図８は、本発明の物理量検出センサーの第４実施形態が有するセンサーチップの平面図（下面図）である。
以下、第４実施形態の物理量検出センサーについて、前記第１実施形態の物理量検出センサーとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の物理量検出センサーは、センサーチップの構成（溝の構成）が異なること以外は、図１に示す物理量検出センサーと同様である。

図８に示すように、本実施形態のセンサーチップ３では溝３１６、３１７が前述した第１実施形態に対して中心Ｏ回りに約４５°回転した状態で配置されている。そのため、溝３１６、３１７が基板３１の外縁の対角線に沿って延在している。また、溝３１６の一端が凹部３１５の１つの角部に接続されており、溝３１７の一端が凹部３１５の溝３１６が接続されている角部と対向する角部に接続されている。このように、溝３１６、３１７をそれぞれ凹部３１５の角部に接続することによって、凹部３１５の角部に空気が残存してしまうことを効果的に低減することができる。
このような第４実施形態の物理量検出センサー１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の物理量検出センサーの第５実施形態について説明する。
図９は、本発明の物理量検出センサーの第５実施形態が有するセンサーチップの平面図（下面図）である。
以下、第５実施形態の物理量検出センサーについて、前記第１実施形態の物理量検出センサーとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の物理量検出センサーは、センサーチップの構成（溝の構成）が異なること以外は、図１に示す物理量検出センサーと同様である。

図８に示すように、本実施形態のセンサーチップ３では溝３１６、３１７が同じ方向に沿って延在しているが、センサーチップ３の平面視にて、互いの延在軸である軸Ｊ１、Ｊ２が軸Ｊ１、Ｊ２に直交する方向にずれている。
このような第５実施形態の物理量検出センサー１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の物理量検出センサーの第６実施形態について説明する。
図１０は、本発明の物理量検出センサーの第６実施形態が有するセンサーチップの平面図（下面図）である。
以下、第６実施形態の物理量検出センサーについて、前記第１実施形態の物理量検出センサーとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の物理量検出センサーは、センサーチップの構成（溝の構成）が異なること以外は、図１に示す物理量検出センサーと同様である。

図１０に示すように、本実施形態のセンサーチップ３では溝３１７が溝３１６よりも広幅に形成されている。すなわち、溝３１７の幅Ｗ２と溝３１６の幅Ｗ１とがＷ２＞Ｗ１なる関係を満足している。溝３１６、３１７が互いに同じ深さであるため、凹部３１５と溝３１６との接続部における横断面積をＳ１とし、凹部３１５と溝３１７の接続部における横断面積をＳ２としたとき、Ｓ２＞Ｓ１なる関係を満足しているとも言える。このように、溝３１７を溝３１６より広幅とすることで、前述した第１実施形態（図５）で説明したように、溝３１６から凹部３１５内に充填材４１を供給する場合に、広幅の溝３１７から凹部３１５内の空気をより逃がし易くすることができる。そのため、受圧面３１４ａに気泡が残存してしまうことをより効果的に低減することができる。なお、幅Ｗ２としては、特に限定されないが、幅Ｗ１の１．５倍以上であることが好ましい。
このような第６実施形態の物理量検出センサー１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第７実施形態＞
次に、本発明の物理量検出センサーの第７実施形態について説明する。
図１１は、本発明の物理量検出センサーの第７実施形態が有するセンサーチップの平面図（下面図）である。
以下、第７実施形態の物理量検出センサーについて、前記第１実施形態の物理量検出センサーとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の物理量検出センサーは、センサーチップの構成（溝の構成）が異なること以外は、図１０に示す物理量検出センサーと同様である。

図１１に示すように、本実施形態のセンサーチップ３では溝３１７が溝３１６よりも広幅に形成されており、かつ凹部３１５と同じ幅を有している。すなわち、溝３１７の幅Ｗ２と、溝３１６の幅Ｗ１と、凹部３１５の幅Ｗ３とが、Ｗ２＝Ｗ３＞Ｗ１なる関係を満足している。このように、溝３１７を溝３１６より広幅とすることで、前述した第１実施形態（図５）で説明したように、溝３１６から凹部３１５内に充填材４１を供給する場合に、広幅の溝３１７から凹部３１５内の空気をより逃がし易くすることができる。さらには、例えば、前述した第６実施形態と比較して凹部３１５の角部が２つ少なくなっているため、凹部３１５の角部に気泡が残存してしまうことを効果的に低減することができる。そのため、受圧面３１４ａに気泡が残存してしまうことをより効果的に低減することができる。

なお、本実施形態のセンサーチップ３では、溝３１７と凹部３１５の明確な境界が無い。そのため、例えば、本実施形態のセンサーチップ３は、一部が基板３１の外縁に開放している凹部３１５（枠部３１９によって一部（４辺中の３辺）が囲まれている凹部３１５）と、凹部３１５の基板３１の外縁に開放していない部分と基板３１の外縁とを連結する１つの溝とを有しているとも言える。
このような第７実施形態の物理量検出センサー１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第８実施形態＞
次に、本発明の物理量検出センサーの第８実施形態について説明する。
図１２は、本発明の物理量検出センサーの第８実施形態が有するセンサーチップの図（（ａ）が平面図、（ｂ）が断面図）である。なお、図１２（ｂ）では、説明の便宜上、センサーチップ３の機能素子３２、素子周囲構造体３３および空洞部３４の図示を省略している。
以下、第８実施形態の物理量検出センサーについて、前記第１実施形態の物理量検出センサーとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の物理量検出センサーは、センサーチップの構成（溝の構成）が異なること以外は、図１に示す物理量検出センサーと同様である。

図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態のセンサーチップ３では溝３１６、３１７の深さが凹部３１５の深さよりも浅く、溝３１６、３１７の底面が受圧面３１４ａよりも下側に位置している。また、溝３１６、３１７の深さは、共にほぼ等しくなっている。このような構成によれば、溝３１６、３１７の形成に伴う基板３１の強度の低下を抑えることができる。
このような第８実施形態の物理量検出センサー１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第９実施形態＞
次に、本発明の物理量検出センサーの第９実施形態について説明する。
図１３は、本発明の物理量検出センサーの第９実施形態が有するセンサーチップの図（（ａ）が平面図、（ｂ）が断面図）である。なお、図１３（ｂ）では、説明の便宜上、センサーチップ３の機能素子３２、素子周囲構造体３３および空洞部３４の図示を省略している。
以下、第９実施形態の物理量検出センサーについて、前記第１実施形態の物理量検出センサーとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の物理量検出センサーは、センサーチップの構成（溝の構成）が異なること以外は、図１に示す物理量検出センサーと同様である。

図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態のセンサーチップ３では溝３１６の深さが凹部３１５および溝３１７の深さよりも浅く、溝３１６の底面が受圧面３１４ａおよび溝３１７の底面よりも下側に位置している。溝３１６、３１７は、共にほぼ等しい幅を有しているため、凹部３１５と溝３１６との接続部における横断面積をＳ１とし、凹部３１５と溝３１７の接続部における横断面積をＳ２としたとき、Ｓ２＞Ｓ１なる関係を満足しているとも言える。このように、溝３１７を溝３１６より深くすることで、前述した第１実施形態（図５）で説明したように、溝３１６から凹部３１５内に充填材４１を供給する場合に、広幅の溝３１７から凹部３１５内の空気をより逃がし易くすることができる。そのため、受圧面３１４ａに気泡が残存してしまうことをより効果的に低減することができる。
このような第９実施形態の物理量検出センサー１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第１０実施形態＞
次に、本発明の物理量検出センサーの第１０実施形態について説明する。
図１４は、本発明の物理量検出センサーの第１０実施形態が有するセンサーチップの図（（ａ）が平面図、（ｂ）が断面図）である。なお、図１４（ｂ）では、説明の便宜上、センサーチップ３の機能素子３２、素子周囲構造体３３および空洞部３４の図示を省略している。
以下、第１０実施形態の物理量検出センサーについて、前記第１実施形態の物理量検出センサーとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の物理量検出センサーは、センサーチップの構成（溝の構成）が異なること以外は、図１に示す物理量検出センサーと同様である。

図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態のセンサーチップ３では溝３１６、３１７の深さが共に凹部３１５の深さよりも浅く、溝３１６、３１７の底面が共に受圧面３１４ａよりも下側に位置している。さらに、溝３１６は、溝３１７よりも浅く、溝３１６の底面が溝３１７の底面よりも下側に位置している。溝３１６、３１７は、共にほぼ等しい幅を有しているため、凹部３１５と溝３１６との接続部における横断面積をＳ１とし、凹部３１５と溝３１７の接続部における横断面積をＳ２としたとき、Ｓ２＞Ｓ１なる関係を満足しているとも言える。このように、溝３１７を溝３１６より深くすることで、前述した第１実施形態（図５）で説明したように、溝３１６から凹部３１５内に充填材４１を供給する場合に、広幅の溝３１７から凹部３１５内の空気をより逃がし易くすることができる。そのため、受圧面３１４ａに気泡が残存してしまうことをより効果的に低減することができる。
このような第１０実施形態の物理量検出センサー１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第１１実施形態＞
次に、本発明の物理量検出センサーの第１１実施形態について説明する。
図１５は、本発明の物理量検出センサーの第１１実施形態を示す縦断面図である。
以下、第１１実施形態の物理量検出センサーについて、前記第１実施形態の物理量検出センサーとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の物理量検出センサーは、さらに、ＩＣチップを備えること以外は、図１に示す物理量検出センサー１と同様である。

図１５に示すように、本実施形態の物理量検出センサー１では、センサーチップ３に重ねて配置され、センサーチップ３とバンプ５を介して電気的に接続されているＩＣチップ６を有し、ＩＣチップ６がフライングリード２７の先端部に固定されている。この場合、例えば、センサーチップ３にはセンサーチップ３をＭＥＭＳ振動子として機能させるための半導体回路が形成されており、ＩＣチップ６にはセンサーチップ３を圧力センサーとして用いるための半導体回路が形成されている。ただし、センサーチップ３に半導体回路を形成せずに、ＩＣチップ６にその分の半導体回路を形成してもよい。
このような第１１実施形態の物理量検出センサー１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第１２実施形態＞
次に、本発明の物理量検出センサーの第１２実施形態について説明する。
図１６は、本発明の物理量検出センサーの第１２実施形態を示す縦断面図である。
以下、第１２実施形態の物理量検出センサーについて、前記第１実施形態の物理量検出センサーとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の物理量検出センサーは、さらに、センサーチップの姿勢が異なること以外は、図１に示す物理量検出センサー１と同様である。

図１６に示すように、本実施形態の物理量検出センサー１では、センサーチップ３が受圧面３１４ａをパッケージ２の開口に向けて配置されている。これにより、受圧面３１４ａがより圧力を受けやすくなる。
このような第１２実施形態の物理量検出センサー１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第１３実施形態＞
次に、本発明の物理量検出センサーの第１３実施形態について説明する。
図１７は、本発明の物理量検出センサーの第１３実施形態を示す縦断面図である。
以下、第１３実施形態の物理量検出センサーについて、前記第１２実施形態の物理量検出センサーとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の物理量検出センサーは、さらに、ＩＣチップを備えること以外は、図１６に示す物理量検出センサー１と同様である。

図１７に示すように、本実施形態の物理量検出センサー１では、センサーチップ３に重ねて配置され、センサーチップ３と電気的に接続されているＩＣチップ６を有し、ＩＣチップ６がフライングリード２７の先端部に固定されている。この場合、例えば、センサーチップ３にはセンサーチップ３をＭＥＭＳ振動子として機能させるための半導体回路が形成されており、ＩＣチップ６にはセンサーチップ３を圧力センサーとして用いるための半導体回路が形成されている。ただし、センサーチップ３に半導体回路を形成せずに、ＩＣチップ６にその分の半導体回路を形成してもよい。
このような第１３実施形態の物理量検出センサー１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

２．高度計
次に、本発明の物理量検出センサーを備える高度計の一例について説明する。図１８は、本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
高度計２００は、腕時計のように、手首に装着することができる。また、高度計２００の内部には、圧力センサーとしての物理量検出センサー１が搭載されており、表示部２０１に現在地の海抜からの高度、または、現在地の気圧等を表示することができる。なお、表示部２０１には、現在時刻、使用者の心拍数、天候等、様々な情報を表示することができる。

３．電子機器
次に、本発明の物理量検出センサーを備える電子機器を適用したナビゲーションシステムについて説明する。図１９は、本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
ナビゲーションシステム３００には、図示しない地図情報と、ＧＰＳ（全地球測位システム：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）からの位置情報取得手段と、ジャイロセンサーおよび加速度センサーと車速データとによる自立航法手段と、圧力センサーとしての物理量検出センサー１と、所定の位置情報または進路情報を表示する表示部３０１とを備えている。

このナビゲーションシステム３００において、ナビゲーションシステム３００が有するマザーボードに、物理量検出センサー１が電気的に接続される。このようなナビゲーションシステム３００は、優れた信頼性を有する。
このナビゲーションシステム３００によれば、取得した位置情報に加えて高度情報を取得することができる。高度情報を得ることにより、例えば、一般道路と位置情報上は略同一の位置を示す高架道路を走行する場合、高度情報を持たない場合には、一般道路を走行しているのか高架道路を走行しているのかナビゲーションシステムでは判断できず、優先情報として一般道路の情報を使用者に提供してしまっていた。そこで、本実施形態に係るナビゲーションシステム３００では、高度情報を物理量検出センサー１によって取得することができ、一般道路から高架道路へ進入することによる高度変化を検出し、高架道路の走行状態におけるナビゲーション情報を使用者に提供することができる。
なお、表示部３０１は、例えば液晶パネルディスプレイや、有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）ディスプレイなど、小型かつ薄型化が可能な構成となっている。

４．移動体
次いで、本発明の物理量検出センサーを適用した移動体について説明する。図２０は、本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
図２０に示すように、移動体４００は、車体４０１と、４つの車輪４０２とを有しており、車体４０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪４０２を回転させるように構成されている。このような移動体４００には、ナビゲーションシステム３００（圧力センサーとしての物理量検出センサー１）が内蔵されている。

なお、本発明の物理量検出センサーを組み込む電子機器または移動体は、前述したものに限定されず、例えば、携帯電話機、ディジタルスチルカメラ、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）、パーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター、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、カー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（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター、地上デジタル放送、携帯電話基地局等に適用することができる。

以上、本発明の物理量検出センサー、高度計、電子機器および移動体を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。また、本発明では、前記第１〜第１３実施形態で示した任意の２以上の構成を組み合わせるようにしてもよい。

また、前述した実施形態では、凹部に繋がる溝が一対の形成されている構成について説明したが、溝の数は、これに限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
また、前述した実施形態では、各溝が基板の外縁まで延びているが、これに限定されず、外縁まで延びていなくてもよい。すなわち、溝は、基板の側面に開放していなくてもよい。

１……物理量検出センサー ２……パッケージ ３……センサーチップ ４……モールド部 ５……バンプ ６……ＩＣチップ ８……ノズル ２１……ベース ２２……ハウジング ２３……基材 ２４……配線 ２５……可撓性配線基板 ２６……接着剤層 ２７……フライングリード ２８……内部空間 ３１……基板 ３２……機能素子 ３３……素子周囲構造体 ３４……空洞部 ４１……充填材 ２００……高度計 ２０１……表示部 ２３１……枠体 ２３２……帯体 ２３３……開口部 ２４１、２４２、２４３、２４４……配線部 ３００……ナビゲーションシステム ３０１……表示部 ３１１……半導体基板 ３１２……絶縁膜 ３１３……シリコン窒化膜 ３１４……ダイアフラム部 ３１４ａ……受圧面 ３１５……凹部 ３１６、３１７……溝 ３１９……枠部 ３２１……固定電極 ３２２……可動電極 ３２２ａ……支持部 ３２２ｂ……可動部 ３２２ｃ……連結部 ３３１……層間絶縁膜 ３３２……配線層 ３３３……層間絶縁膜 ３３４……配線層 ３３４ａ……被覆層 ３３４ｂ……端子 ３３５……表面保護膜 ３３６……封止層 ４００……移動体 ４０１……車体 ４０２……車輪 Ｊ、Ｊ１、Ｊ２……軸 Ｏ……中心 Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３……幅

Claims (12)

1. 枠部と、前記枠部によって周囲の少なくとも一部を囲まれている凹部と、を備え、前記凹部の底部に物理量検出面を有するセンサー素子と、
   前記凹部内に配置されている液状またはゲル状の充填材と、
   を有し、
   前記枠部には、前記凹部に繋がっている溝が配置されていることを特徴とする物理量検出センサー。
2. 前記溝は、前記凹部と同じ側に開口している請求項１に記載の物理量検出センサー。
3. 前記物理量検出面の平面視にて、前記溝は、前記枠部の外縁と繋がっている請求項１または２に記載の物理量検出センサー。
4. 開口を有し、前記センサー素子を収容している内部空間を有するパッケージを備え、
   前記内部空間に前記充填材が充填されており、
   前記物理量検出面の向きと前記開口の向きとが異なっている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物理量検出センサー。
5. 前記溝は、複数配置されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の物理量検出センサー。
6. 前記複数の溝のうちの少なくとも一対の溝は、前記凹部を介して対向配置されている請求項５に記載の物理量検出センサー。
7. 前記一対の溝は、同じ方向に沿って延在している請求項６に記載の物理量検出センサー。
8. 前記一対の溝は、前記凹部との接続部における横断面積が互いに異なっている請求項６または７に記載の物理量検出センサー。
9. 前記物理量検出面が受圧面である請求項１ないし８のいずれか１項に記載の物理量検出センサー。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の物理量検出センサーを備えることを特徴とする高度計。
11. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の物理量検出センサーを備えることを特徴とする電子機器。
12. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の物理量検出センサーを備えることを特徴とする移動体。

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