JP5345346B2 - Mounting method of micro electro mechanical system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a packaging configuration of MEMS which intercepts external oscillating disturbance while ensuring reliability in wire bonding in the mounting process of an MEMS which is susceptible to oscillating disturbance of signals other than a signal to be measured. <P>SOLUTION: A support 11 for enhancing the reliability of wire bonding, and a semiconductor chip CHP1 provided with a movable portion by an elastic support 13 for intercepting oscillating disturbance are fixed to the outer frame 10. Since the support 11 is deformed thermally and separated, the semiconductor chip CHP1 is ultimately connected only by the soft elastic support 13 in the outer frame 10 and thereby a suspension structure is attained. Consequently, transmission of spontaneous oscillation or oscillating disturbance is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、例えば、加速度センサ、角速度センサ、振動子、マイクロミラーなどの可動部を有する半導体チップを外枠体内に収容する工程を含む微小電気機械システムの実装方法に関するものである。   The present invention relates to a mounting method of a micro electro mechanical system including a step of housing a semiconductor chip having a movable part such as an acceleration sensor, an angular velocity sensor, a vibrator, and a micromirror in an outer frame.

MEMS(micro electro mechanical systems)型の加速度センサや角速度センサの場合、センサの測定周波数帯域外の振動もしくはセンサを構成している可動部の共振周波数やその近傍の周波数を持つ振動が可動部に作用すると、その振動がセンサの出力に影響する場合がある。例えば、加速度センサの場合を考えると、重力加速度(1G)が印加されているのにも拘らず、加速度センサから出力される加速度が1Gではないおそれがある。角速度センサの場合でも、角速度が印加されていないのにも拘らず、角速度を検知する信号が出力されるか、実際に印加されている角速度とは違った値を出力するおそれがある。つまり、検出すべき振動以外の振動がセンサの可動部に加わると、検出感度の変動や検出精度の低下を招くおそれがある。   In the case of MEMS (micro electro mechanical systems) type acceleration sensors and angular velocity sensors, vibrations outside the measurement frequency band of the sensor or the resonance frequency of the movable part that constitutes the sensor or vibrations in the vicinity of the vibration act on the movable part. Then, the vibration may affect the output of the sensor. For example, considering the case of an acceleration sensor, there is a possibility that the acceleration output from the acceleration sensor is not 1G even though the gravitational acceleration (1G) is applied. Even in the case of the angular velocity sensor, a signal for detecting the angular velocity may be output or a value different from the angular velocity actually applied may be output even though the angular velocity is not applied. That is, if vibration other than vibration to be detected is applied to the movable part of the sensor, there is a possibility that the detection sensitivity fluctuates and the detection accuracy decreases.

このような問題を解決するためには、センサの可動部自体が測定周波数帯域以外の振動に対して鈍感な特性を持つように工夫するとか、センサの可動部に測定帯域以外の振動を伝達させないような工夫をする必要がある。   In order to solve such a problem, the movable part of the sensor itself is devised to have insensitive characteristics to vibrations outside the measurement frequency band, or vibrations other than the measurement band are not transmitted to the movable part of the sensor. It is necessary to devise like this.

一つの例として、ゲーム機、自動車のナビゲーションや自動車の姿勢制御に用いられる加速度センサを考えると、測定すべき信号は0〜50Hz帯の振動であり、50Hz帯以上の信号(振動外乱)に対しては、センサの可動部を鈍感な特性を持つようにするか、あるいは、可動部に測定すべき信号以外の振動外乱を伝えないようにする必要がある。   As an example, when considering an acceleration sensor used for game consoles, car navigation and car attitude control, the signal to be measured is vibration in the 0-50 Hz band, and for signals in the 50 Hz band or higher (vibration disturbance) Therefore, it is necessary to make the movable part of the sensor have insensitive characteristics or not to transmit vibration disturbance other than the signal to be measured to the movable part.

ここで、加速度センサの可動部が50Hz帯以上の振動外乱に対して鈍感であるためには、加速度センサ構造のダンピングとカットオフ周波数や固有振動数をうまく設計し、非共振で、かつ、カットオフ周波数を50Hz帯以下にまで下げる必要がある。しかし、MEMS型加速度センサの場合、小型化が推進されており、この小型化にともなって、MEMS型加速度センサの可動部の固有振動数は数〜数十kHzまで高くなる傾向がある。このため、非共振で、且つ、低カットオフ周波数を実現するためには、非常に大きいダンピングが必要となる。したがって、現実には、MEMS型加速度センサの構造に関する対策は限定的なものなる。   Here, in order for the moving part of the acceleration sensor to be insensitive to vibration disturbances in the 50 Hz band or higher, the damping and cut-off frequency and natural frequency of the acceleration sensor structure are well designed, non-resonant, and cut It is necessary to lower the off frequency to 50 Hz or lower. However, in the case of the MEMS type acceleration sensor, downsizing is promoted, and with this downsizing, the natural frequency of the movable part of the MEMS type acceleration sensor tends to increase to several to several tens of kHz. For this reason, in order to realize non-resonance and a low cutoff frequency, very large damping is required. Therefore, in reality, the measures regarding the structure of the MEMS type acceleration sensor are limited.

さらに、角速度センサの場合は、低電圧で駆動させるため、可動部を真空封止し、可動部の固有振動数での共振現象を用いて駆動させることで、角速度検出に必要な駆動振幅を得ている。そのため、加速度センサとは違って非共振設計により可動部自体を振動外乱に鈍感にすることはセンサの原理から矛盾する。したがって、角速度センサの場合には、可動部自体での対策より、可動部の実装形態を工夫することで振動外乱を可動部に伝達させないように工夫する必要がある。   Furthermore, in the case of an angular velocity sensor, in order to drive at a low voltage, the movable part is vacuum-sealed and driven using a resonance phenomenon at the natural frequency of the movable part, thereby obtaining a drive amplitude necessary for angular velocity detection. ing. Therefore, unlike the acceleration sensor, making the moving part itself insensitive to vibration disturbance by a non-resonant design contradicts the principle of the sensor. Therefore, in the case of the angular velocity sensor, it is necessary to devise not to transmit the vibration disturbance to the movable part by devising the mounting form of the movable part rather than the measure by the movable part itself.

角速度センサの場合、上述したようにその原理上、常に振動している必要がある。そのため、角速度センサの駆動振動が外部に漏れ騒音と振動の原因にもなるおそれがある。   In the case of an angular velocity sensor, it is necessary to constantly vibrate on the principle as described above. Therefore, the drive vibration of the angular velocity sensor may cause leakage noise and vibration to the outside.

従来の技術として、例えば、特開2003−28647号公報(特許文献1)がある。この特許文献1の明細書に基づくと、図44に示すように、パッケージ100の台座部にスペーサを介して半導体チップ101を固定し、その後、半導体チップ101の側面とパッケージ100の側面に形成された隙間に、スポット的に柔軟化した弾性支持部材102を形成する。その後、この弾性支持部材102を硬化させることにより、弾性支持部材102によって半導体チップ101の側面を部分的にパッケージ100に固定する。そして、半導体チップ101とパッケージ100とをワイヤ103で接続した後、スペーサを除去して半導体チップ101の底面とパッケージ100の台座面との間に間隔104を形成する。最終的に、リッド105でパッケージ100を気密封止することでパッケージ100の内部での防振対策を施すことができるとしている。
特開2003−28647号公報
As a conventional technique, for example, there is JP-A-2003-28647 (Patent Document 1). Based on the specification of Patent Document 1, as shown in FIG. 44, the semiconductor chip 101 is fixed to the pedestal portion of the package 100 via a spacer, and then formed on the side surface of the semiconductor chip 101 and the side surface of the package 100. The elastic support member 102 softened in a spot manner is formed in the gap. Thereafter, the elastic support member 102 is cured, whereby the side surface of the semiconductor chip 101 is partially fixed to the package 100 by the elastic support member 102. Then, after the semiconductor chip 101 and the package 100 are connected by the wire 103, the spacer is removed to form a gap 104 between the bottom surface of the semiconductor chip 101 and the pedestal surface of the package 100. Finally, the package 100 is hermetically sealed with the lid 105, so that it is possible to take a vibration-proof measure inside the package 100.
JP 2003-28647 A

ところが、特許文献1に記載された技術では、弾性支持部材102を形成した後、スペーサをエッチャント、ガス、熱などにより除去するため、エッチャントやガスの出入り口が必要であり、必然的に弾性支持部材102は、エッチャントやガスの出入り口を確保するため、スポット的に形成する必要がある。しかし、弾性支持部材102は、例えば、シリコンゲルのように柔らかいゲル状のものである場合が多い。したがって、弾性支持部材102はベークなどの熱処理により硬化させるため、目的とするばね特性を出すためには、パッケージ100の形状を予め工夫することで、弾性支持部材102の形状を制御する必要があるなど細心な注意を払う必要がある。   However, in the technique described in Patent Document 1, after the elastic support member 102 is formed, the spacer is removed by an etchant, gas, heat, or the like. 102 needs to be formed in a spot shape in order to secure an entrance and exit for an etchant and gas. However, the elastic support member 102 is often a soft gel like silicon gel, for example. Therefore, since the elastic support member 102 is cured by heat treatment such as baking, it is necessary to control the shape of the elastic support member 102 by devising the shape of the package 100 in advance in order to obtain the desired spring characteristics. It is necessary to pay close attention.

また、スペーサをエッチャントやガスで除去する場合には、そのエッチャントやガスをパッケージ100の外部から供給する必要があり、スペーサの除去作業は必然的にリッド105でパッケージ100を封止する前の工程で行う必要がある。このため、スペーサの除去作業はゴミなどの異物が少ないきれいな環境下で行なう必要があり、パッケージ100の取扱いを注意しながら行う必要がある。   Further, when the spacer is removed with an etchant or gas, the etchant or gas needs to be supplied from the outside of the package 100, and the spacer removal operation is necessarily performed before the package 100 is sealed with the lid 105. It is necessary to do in. For this reason, it is necessary to perform the spacer removal work in a clean environment with little foreign matter such as dust, and it is necessary to perform the package 100 with care.

さらに、特許文献1に記載された技術では、スペーサの例としてフィルムレジストを挙げているが、このフィルムレジストは、アセトンなど液体状の有機溶剤を使って除去できる。しかし、溶けたフィルムレジストが半導体チップ101やワイヤ103などのパッケージ100の内部に形成されている構成要素(構成部材)を汚すため、フィルムレジストを有機溶剤で除去した後、さらに、パッケージ100の内部に形成されている構成要素を洗浄するために、別途の洗浄工程が必要である。この場合、溶液の流れや溶解したフィルムレジストに半導体チップ101、パッケージ100およびワイヤ103などが浸されるため、ワイヤ103の変形や汚れに起因した電流リークなどが発生するおそれがある。   Furthermore, in the technique described in Patent Document 1, a film resist is cited as an example of a spacer, but this film resist can be removed using a liquid organic solvent such as acetone. However, since the melted film resist contaminates the components (components) formed inside the package 100 such as the semiconductor chip 101 and the wire 103, after the film resist is removed with an organic solvent, the inside of the package 100 is further removed. In order to clean the components formed in the above, a separate cleaning process is required. In this case, since the semiconductor chip 101, the package 100, the wire 103, and the like are immersed in the flow of the solution and the dissolved film resist, there is a possibility that current leakage due to deformation or contamination of the wire 103 may occur.

その上、スペーサは比較的に広い面積(数〜数十mm角)を持つ半導体チップ101とパッケージ100の台座部の間に配置され、その厚さは数〜数百μmのオーダであるため、エッチャントやガスなどによる確実な除去は現実的に困難と考えられる。   In addition, the spacer is disposed between the semiconductor chip 101 having a relatively large area (several to several tens of mm square) and the pedestal portion of the package 100, and the thickness thereof is on the order of several to several hundred μm. Reliable removal with an etchant or gas is considered difficult in practice.

また、エッチャント、ガス、熱による除去のいずれの方法にしても、スペーサが確実に除去できているかどうかを確認するために、パッケージ100もしくは半導体チップ101に外部から振動を加えて、その動きを測定することから判断するしかなく、外部から振動を与える加振手段と測定手段が必要となる。   Moreover, in order to confirm whether or not the spacer can be surely removed by any of the etchant, gas, and heat removal methods, vibration is applied to the package 100 or the semiconductor chip 101 from the outside and the movement is measured. Therefore, an excitation means and a measurement means for applying vibration from the outside are required.

そこで、本発明は上述した技術の問題を解決するためになされたものであって、角速度センサ、加速度センサ、コンバインドセンサ(角速度センサと加速度センサが一体化されているセンサ)、マイクロミラーなどの可動部を備えたMEMS(微小電気機械システム)の実装工程において、ワイヤボンディング時の信頼性を確保しながら、外部からパッケージの内部へ外乱振動が伝達することを抑制できる技術を提供することを目的としている。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described technical problems, and is capable of moving an angular velocity sensor, an acceleration sensor, a combined sensor (a sensor in which the angular velocity sensor and the acceleration sensor are integrated), a micromirror, and the like. For the purpose of providing technology that can suppress the transmission of disturbance vibration from the outside to the inside of the package while ensuring the reliability at the time of wire bonding in the mounting process of MEMS (micro electro mechanical system) equipped with a part Yes.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

代表的な実施の形態による微小電気機械システムの実装方法は、(a)空洞部と前記空洞部内に設けられた変位可能な可動体とを含む構造体を形成した第1半導体チップを用意する工程と、(b)前記第1半導体チップに形成されている前記構造体からの出力を電気信号として処理する集積回路を形成し、かつ、前記第1半導体チップよりも平面形状が大きな第2半導体チップを用意する工程とを備える。次に、(c)凹形状をし、かつ、上部が開口している外枠体を用意する工程と、(d)前記外枠体の底部と前記第2半導体チップとを離散的に配置された複数の支持部材を介して接続する工程と、(e)前記(d)工程後、前記第2半導体チップ上に前記第1半導体チップを搭載する工程とを備える。続いて、(f)前記(e)工程後、前記第1半導体チップに形成されている第1端子と前記第2半導体チップに形成されている第2端子とを第1ワイヤで接続し、前記第2半導体チップに形成されている第3端子と前記外枠体に形成されている第4端子とを第2ワイヤで接続する工程とを備える。その後、(g)前記(f)工程後、弾性支持部材を形成したキャップを、前記弾性支持部材が前記第1半導体チップと接着するように配置し、かつ、前記キャップにより前記外枠体の内部を密閉する工程とを備え、さらに、(h)前記(g)工程後、前記複数の支持部材を加熱することにより、前記複数の支持部材を溶融させ、溶融した前記複数の支持部材に働く表面張力を利用して、前記第2半導体チップと前記外枠体の底部とを分離する工程とを備えることを特徴とするものである。   A method for mounting a microelectromechanical system according to a representative embodiment includes: (a) a step of preparing a first semiconductor chip on which a structure including a cavity and a movable movable body provided in the cavity is formed. And (b) a second semiconductor chip that forms an integrated circuit that processes an output from the structure formed on the first semiconductor chip as an electrical signal and has a planar shape larger than that of the first semiconductor chip. Providing a step. Next, (c) a step of preparing an outer frame body having a concave shape and an open top, and (d) a bottom portion of the outer frame body and the second semiconductor chip are discretely arranged. A step of connecting via a plurality of support members; and (e) a step of mounting the first semiconductor chip on the second semiconductor chip after the step (d). Subsequently, (f) after the step (e), the first terminal formed on the first semiconductor chip and the second terminal formed on the second semiconductor chip are connected by a first wire, Connecting a third terminal formed on the second semiconductor chip and a fourth terminal formed on the outer frame with a second wire. Thereafter, (g) after the step (f), the cap on which the elastic support member is formed is disposed so that the elastic support member adheres to the first semiconductor chip, and the cap is used for the inside of the outer frame body. And (h) after the step (g), by heating the plurality of support members, the plurality of support members are melted, and the melted surfaces that act on the plurality of support members A step of separating the second semiconductor chip and the bottom of the outer frame body by using tension.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

MEMS(微小電気機械システム)の実装工程において、ワイヤボンディング時の信頼性を確保しながら、外部からパッケージの内部へ外乱振動が伝達することを抑制できる。   In the mounting process of MEMS (micro electro mechanical system), it is possible to suppress the transmission of disturbance vibration from the outside to the inside of the package while ensuring the reliability at the time of wire bonding.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., unless otherwise specified, and in principle, it is not considered that it is clearly apparent in principle. Including those that are approximate or similar to the shape. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。   In all the drawings for explaining the embodiments, the same members are denoted by the same reference symbols in principle, and the repeated explanation thereof is omitted. In order to make the drawings easy to understand, even a plan view may be hatched.

(実施の形態1)
本実施の形態1におけるMEMSについて図面を参照しながら説明する。本実施の形態1では、MEMSの一例として、加速度センサを例に挙げて説明する。図1は、半導体チップCHP1に形成された加速度センサを構成する構造体を示す平面図である。図1に示すように、半導体チップCHP1には、固定部1が設けられており、この固定部1には、梁2が接続されている。そして、梁2は、加速度センサの錘となる可動部3と接続されている。つまり、固定部1と可動部3は弾性変形可能な梁2で接続されており、可動部3は、図1のx方向に変位できるようになっている。そして、可動部3を挟むように固定電極4が設けられている。このように構成された加速度センサの構造体は、シリコンなどの半導体材料から構成されている。したがって、互いに梁2を介して接続されている固定部1と可動部3とは電気的に接続されており、可動部3に印加される電位は、固定部1に形成されている端子1aから供給されるように構成されている。一方、固定電極4にも固定電極4に接続されている端子4aから電位が供給されるようになっている。
(Embodiment 1)
The MEMS in the first embodiment will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, an acceleration sensor will be described as an example of MEMS. FIG. 1 is a plan view showing a structure constituting the acceleration sensor formed on the semiconductor chip CHP1. As shown in FIG. 1, the semiconductor chip CHP <b> 1 is provided with a fixing portion 1, and a beam 2 is connected to the fixing portion 1. And the beam 2 is connected with the movable part 3 used as the weight of an acceleration sensor. That is, the fixed portion 1 and the movable portion 3 are connected by the elastically deformable beam 2 so that the movable portion 3 can be displaced in the x direction of FIG. And the fixed electrode 4 is provided so that the movable part 3 may be pinched | interposed. The structure of the acceleration sensor configured as described above is made of a semiconductor material such as silicon. Therefore, the fixed part 1 and the movable part 3 connected to each other via the beam 2 are electrically connected, and the potential applied to the movable part 3 is from a terminal 1 a formed on the fixed part 1. It is configured to be supplied. On the other hand, the fixed electrode 4 is also supplied with a potential from a terminal 4 a connected to the fixed electrode 4.

図2は、図1のA−A線で切断した断面図である。図2に示すように、半導体チップCHPは、基板層S上に埋め込み絶縁層5が形成され、この埋め込み絶縁層5上に形成されたシリコン層とを有している。つまり、本実施の形態1では、加速度センサを構成する半導体チップCHPは、基板層Sと埋め込み絶縁層5とシリコン層とを備えるSOI(Silicon On Insulator)基板から構成されている。そして、図2では図示されていない固定部1および梁2と、図2に示されている可動部3および固定電極4はSOI基板のシリコン層を加工して形成されている。例えば、図2では、固定電極4は埋め込み絶縁層5上に形成されており固定されていることがわかる。この構成は、図2に示されていない固定部1も同様である。一方、可動部3もシリコン層から形成されているが、可動部3の下層に形成されている埋め込み絶縁層5は除去されている。同様に、図2に示されていない梁2の下層に形成されている埋め込み絶縁層5も除去されている。したがって、可動部3は、空洞の中に配置され、かつ、梁2によって支持されていることになる。このことから、可動部3は変位可能なように形成されていることになる。   2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 2, the semiconductor chip CHP includes a buried insulating layer 5 formed on the substrate layer S and a silicon layer formed on the buried insulating layer 5. That is, in the first embodiment, the semiconductor chip CHP constituting the acceleration sensor is constituted by an SOI (Silicon On Insulator) substrate including the substrate layer S, the buried insulating layer 5 and the silicon layer. The fixed portion 1 and the beam 2 not shown in FIG. 2 and the movable portion 3 and the fixed electrode 4 shown in FIG. 2 are formed by processing the silicon layer of the SOI substrate. For example, in FIG. 2, it can be seen that the fixed electrode 4 is formed on the buried insulating layer 5 and fixed. This configuration is the same for the fixing portion 1 not shown in FIG. On the other hand, although the movable part 3 is also formed of a silicon layer, the buried insulating layer 5 formed in the lower layer of the movable part 3 is removed. Similarly, the buried insulating layer 5 formed in the lower layer of the beam 2 not shown in FIG. 2 is also removed. Therefore, the movable part 3 is arranged in the cavity and is supported by the beam 2. From this, the movable part 3 is formed so that it can be displaced.

本実施の形態1におけるMEMS(加速度センサ)は上記のように構成されており、以下に、その動作について説明する。まず、図1に示すように、加速度センサが静止した状態に置かれているとする。このとき、可動部3と固定電極4とは一定間隔だけ離れて配置されており、かつ、両方とも半導体材料(導電材料)から構成されていることから、容量素子を形成していることになる。すなわち、可動部3を一方の電極とし、固定電極4をもう一方の電極とする容量素子が形成されている。   The MEMS (acceleration sensor) in the first embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below. First, as shown in FIG. 1, it is assumed that the acceleration sensor is placed in a stationary state. At this time, since the movable part 3 and the fixed electrode 4 are arranged apart from each other by a predetermined distance and both are made of a semiconductor material (conductive material), a capacitive element is formed. . That is, a capacitive element is formed in which the movable portion 3 is one electrode and the fixed electrode 4 is the other electrode.

この状態で、例えば、図1のx方向に加速度が発生すると、この加速度の影響を受けて可動部3がx方向に変位する。一方、固定電極4は固定されていることから変位することはない。したがって、可動部3と固定電極4との間の距離が変化する。可動部3と固定電極4との間の距離が変化するということは、可動部3と固定電極4から構成される容量素子の電気容量(静電容量)が変化することになる。この構造が図3に示す検出用容量部6を構成することになる。つまり、検出用容量部6は、可動部3と固定電極4からなる容量素子で形成されていることになる。   In this state, for example, when acceleration is generated in the x direction in FIG. 1, the movable portion 3 is displaced in the x direction under the influence of the acceleration. On the other hand, the fixed electrode 4 is not displaced because it is fixed. Therefore, the distance between the movable part 3 and the fixed electrode 4 changes. The change in the distance between the movable part 3 and the fixed electrode 4 means that the electric capacity (capacitance) of the capacitive element composed of the movable part 3 and the fixed electrode 4 changes. This structure constitutes the detection capacitor section 6 shown in FIG. That is, the detection capacitor unit 6 is formed of a capacitor element including the movable unit 3 and the fixed electrode 4.

この容量素子の容量変化は加速度に対応した量であり、検出用容量部6で検出された容量変化は、容量電圧変換部7で電圧信号に変換される。その後、容量電圧変換部7で変換された電圧信号は、信号処理部8で信号処理され最終的に加速度信号として外部に出力される。このように構成されている加速度センサにより、加速度信号を検出することができる。   The capacitance change of the capacitive element is an amount corresponding to the acceleration, and the capacitance change detected by the detection capacitance unit 6 is converted into a voltage signal by the capacitance voltage conversion unit 7. Thereafter, the voltage signal converted by the capacity voltage conversion unit 7 is subjected to signal processing by the signal processing unit 8 and finally output to the outside as an acceleration signal. An acceleration signal can be detected by the thus configured acceleration sensor.

例えば、上述した加速度センサでは、MEMS構造体(検出用容量部6を含む)と容量電圧変換部7、信号処理部8をすべて1つの半導体チップに形成することも可能であるが、通常、MEMS構造体を形成する第1半導体チップと、集積回路を形成する第2半導体チップに分けて形成される。したがって、加速度センサとしては、MEMS構造体を形成する第1半導体チップと集積回路を形成する第2半導体チップとを1つのパッケージに実装することが行なわれている。以下では、例えば、加速度センサなどのMEMSの実装構成の一例について説明する。   For example, in the acceleration sensor described above, the MEMS structure (including the detection capacitor 6), the capacitor voltage converter 7, and the signal processor 8 can all be formed on one semiconductor chip. The first semiconductor chip that forms the structure and the second semiconductor chip that forms the integrated circuit are formed separately. Therefore, as an acceleration sensor, a first semiconductor chip forming a MEMS structure and a second semiconductor chip forming an integrated circuit are mounted in one package. Below, an example of mounting structure of MEMS, such as an acceleration sensor, is demonstrated, for example.

図4は、本実施の形態1におけるMEMSの実装構成を示す上面図である。図4において、実際には外枠体10を覆うキャップが設けられているが、キャップの図示を省略している。図4において、外枠体10の内部には、外枠体10よりも小さなサイズの半導体チップCHP2が配置されており、この矩形形状をした半導体チップCHP2上に、半導体チップCHP2よりも小さく、矩形形状をした半導体チップCHP1が搭載されている。そして、半導体チップCHP1上には弾性支持部13が形成されており、この弾性支持部13によって半導体チップCHP1と図示しないキャップとが接続されるように構成されている。   FIG. 4 is a top view showing a mounting configuration of the MEMS according to the first embodiment. In FIG. 4, a cap that actually covers the outer frame 10 is provided, but the illustration of the cap is omitted. In FIG. 4, a semiconductor chip CHP2 having a size smaller than that of the outer frame body 10 is disposed inside the outer frame body 10, and is smaller than the semiconductor chip CHP2 and is rectangular on the rectangular semiconductor chip CHP2. A semiconductor chip CHP1 having a shape is mounted. An elastic support portion 13 is formed on the semiconductor chip CHP1, and the elastic support portion 13 is configured to connect the semiconductor chip CHP1 and a cap (not shown).

半導体チップCHP1の内部にはMEMS構造体が形成されている。例えば、MEMS構造体としては、図1や図2に示す加速度センサの固定部1、梁2、可動部3および固定電極4などがある。この半導体チップCHP1には、例えば、上述したMEMS構造体(検出用容量部6)のほかに、例えば、MISFETなどの半導体素子が形成されており、これらの半導体素子を使用することにより容量電圧変換部7が形成されている。つまり、半導体チップCHP1には、例えば、MEMS構造体や容量電圧変換部7が形成されているが、MEMS構造体だけを形成している場合もある。このように構成されている半導体チップCHP1の表面には、MEMS構造体への入出力信号を取り出す複数のパッドPD1が形成されている。   A MEMS structure is formed inside the semiconductor chip CHP1. For example, the MEMS structure includes the fixed portion 1, the beam 2, the movable portion 3, and the fixed electrode 4 of the acceleration sensor shown in FIGS. In this semiconductor chip CHP1, for example, in addition to the above-described MEMS structure (detection capacitor unit 6), semiconductor elements such as MISFETs are formed. Capacitance voltage conversion is performed by using these semiconductor elements. Part 7 is formed. That is, in the semiconductor chip CHP1, for example, the MEMS structure and the capacitance-voltage conversion unit 7 are formed, but only the MEMS structure may be formed. A plurality of pads PD1 for extracting input / output signals to / from the MEMS structure are formed on the surface of the semiconductor chip CHP1 thus configured.

次に、半導体チップCHP2の内部には、複数のMISFETなどの半導体素子からなる集積回路が形成されている。この集積回路によって、半導体チップCHP2には、図3に示す信号処理部8が形成されている。そして、半導体チップCHP2においても、内部に形成された集積回路からの入出力信号を取り出す複数のパッドPD2およびパッドPD3が形成されている。   Next, an integrated circuit including a plurality of semiconductor elements such as MISFETs is formed inside the semiconductor chip CHP2. With this integrated circuit, the signal processing unit 8 shown in FIG. 3 is formed in the semiconductor chip CHP2. Also in the semiconductor chip CHP2, a plurality of pads PD2 and pads PD3 for taking out input / output signals from the integrated circuit formed therein are formed.

さらに、半導体チップCHP1や半導体チップCHP2を内部に配置する外枠体10にはパッドPD4が形成されている。図4には示していないが、このパッドPD4を介して外枠体10の外部へ配線が引き出されている。そして、半導体チップCHP1に形成されているパッドPD1と半導体チップCHP2に形成されているパッドPD2とはワイヤW1により電気的に接続される。さらに、半導体チップCHP2に形成されているパッドPD3と外枠体10に形成されているパッドPD4とはワイヤW2により電気的に接続されている。   Further, a pad PD4 is formed on the outer frame body 10 in which the semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2 are arranged. Although not shown in FIG. 4, wiring is drawn out of the outer frame body 10 through the pad PD4. The pad PD1 formed on the semiconductor chip CHP1 and the pad PD2 formed on the semiconductor chip CHP2 are electrically connected by a wire W1. Further, the pad PD3 formed on the semiconductor chip CHP2 and the pad PD4 formed on the outer frame body 10 are electrically connected by a wire W2.

以上の構成により、半導体チップCHP1に形成されているMEMS構造体と容量電圧変換部7の入出力信号が半導体チップCHP2に形成されている信号処理部8に伝達され、信号処理部8に伝達された入出力信号が外枠体10に形成されたパッドPD4を介して、外枠体10の外部に引き出されるようになっている。このようにして、外枠体10の内部にMEMS(例えば、加速度センサ)を構成する半導体チップCHP1および半導体チップCHP2を実装し、かつ、MEMSからの入出力信号を外枠体10から外部へ取り出すことができるようになっている。   With the above configuration, the input / output signals of the MEMS structure formed in the semiconductor chip CHP1 and the capacitance voltage conversion unit 7 are transmitted to the signal processing unit 8 formed in the semiconductor chip CHP2, and are transmitted to the signal processing unit 8. The input / output signals are drawn to the outside of the outer frame body 10 through the pads PD4 formed on the outer frame body 10. In this way, the semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2 constituting the MEMS (for example, acceleration sensor) are mounted inside the outer frame body 10, and input / output signals from the MEMS are taken out from the outer frame body 10 to the outside. Be able to.

続いて、図5は、図4のA−A線で切断した断面図である。図5に示すように、外枠体10の底部に存在する台座部の表面に第2電極E2が形成されており、この第2電極E2と電気的に接続する配線L2が外枠体10の内部を貫通して外枠体10の外部に引き出されている。この外枠体10の底部である台座部から一定距離だけ離れた上空に半導体チップCHP2が宙吊りされている。この半導体チップCHP2の裏面(外枠体10の底部と相対する面)に電極E1が形成されている。この電極E1は、半導体チップCHP2の裏面に形成されている配線L1で電気的に接続されている。半導体チップCHP2の裏面に形成されている電極E1と、外枠体10の底部に形成されている電極E2とは、一定距離だけ離間しているが、互いに相対するように配置されている。そして、電極E1と電極E2の表面には支持部11が形成されている。この支持部11は、例えば、半田材料から形成されている。半導体チップCHP2に形成されているパッドPD3は、外枠体10に形成されているパッドPD4とワイヤW2で電気的に接続されており、パッドPD4は、外枠体10の内部を通過する配線によって外部へ引き出されている。   5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 5, the second electrode E <b> 2 is formed on the surface of the pedestal that exists at the bottom of the outer frame body 10, and the wiring L <b> 2 that is electrically connected to the second electrode E <b> 2 It passes through the inside and is drawn out of the outer frame body 10. The semiconductor chip CHP2 is suspended in the air above the pedestal that is the bottom of the outer frame 10 by a certain distance. An electrode E1 is formed on the back surface of the semiconductor chip CHP2 (the surface facing the bottom of the outer frame 10). The electrode E1 is electrically connected by a wiring L1 formed on the back surface of the semiconductor chip CHP2. The electrode E1 formed on the back surface of the semiconductor chip CHP2 and the electrode E2 formed on the bottom of the outer frame body 10 are spaced apart from each other by a certain distance, but are arranged to face each other. And the support part 11 is formed in the surface of the electrode E1 and the electrode E2. The support portion 11 is made of, for example, a solder material. The pad PD3 formed on the semiconductor chip CHP2 is electrically connected to the pad PD4 formed on the outer frame body 10 by a wire W2, and the pad PD4 is connected by a wiring passing through the inside of the outer frame body 10. Has been pulled out.

半導体チップCHP2上には、接着材12を介して半導体チップCHP1が搭載されている。この半導体チップCHP1の表面(上面)には、パッドPD1が形成されており、このパッドPD1と、半導体チップCHP2に形成されているパッドPD2がワイヤW1で電気的に接続されている。そして、半導体チップCHP1の上面と外枠体10を封止するキャップ14とは弾性支持部13により接続されている。弾性支持部13を構成する弾性支持部材は、支持部11を構成する支持部材よりも柔らかい材料から構成されている。例えば、弾性支持部13は、シリコンゲルから構成されている。このように、本実施の形態1では、外枠体10の内部に配置される半導体チップCHP1は、半導体チップCHP1の上面とキャップとの間に設けられている弾性支持部13で接続され、この半導体チップCHP1の下面(裏面)に接着材を介して半導体チップCHP2が搭載されている。つまり、半導体チップCHP2とこの半導体チップCHP2上に配置された半導体チップCHP1は、半導体チップCHP1とキャップ14とを接続する弾性支持部13により宙吊りにされている。このことは、本実施の形態1におけるMEMSの実装構成では、MEMS構造体が形成されている半導体チップCHP1は、柔らかい弾性支持部13だけで支持されていることを意味する。したがって、外枠体10の外部で発生する振動外乱は、外枠体10と接触している弾性支持部13を介してだけ、MEMS構造体が形成されている半導体チップCHP1に伝達される。この場合、弾性支持部13は、例えば、シリコンゲルなどの柔らかい材料から構成されているので、外部からの振動外乱を吸収する効果が得られる。つまり、外枠体10の外部からの振動外乱は、半導体チップCHP1に伝達する前に、柔らかい弾性支持部13により吸収されるのである。この結果、本実施の形態1におけるMEMSの実装構成によれば、MEMS構造体が形成されている半導体チップCHP1に伝達される振動外乱を低減することができ、MEMSの検出感度を向上することができるのである。   The semiconductor chip CHP1 is mounted on the semiconductor chip CHP2 via the adhesive material 12. A pad PD1 is formed on the surface (upper surface) of the semiconductor chip CHP1, and the pad PD1 and the pad PD2 formed on the semiconductor chip CHP2 are electrically connected by a wire W1. The upper surface of the semiconductor chip CHP1 and the cap 14 that seals the outer frame body 10 are connected by an elastic support portion 13. The elastic support member constituting the elastic support portion 13 is made of a material softer than the support member constituting the support portion 11. For example, the elastic support part 13 is comprised from the silicon gel. As described above, in the first embodiment, the semiconductor chip CHP1 disposed inside the outer frame body 10 is connected by the elastic support portion 13 provided between the upper surface of the semiconductor chip CHP1 and the cap. The semiconductor chip CHP2 is mounted on the lower surface (back surface) of the semiconductor chip CHP1 via an adhesive. That is, the semiconductor chip CHP2 and the semiconductor chip CHP1 disposed on the semiconductor chip CHP2 are suspended by the elastic support portion 13 that connects the semiconductor chip CHP1 and the cap 14. This means that in the MEMS mounting configuration according to the first embodiment, the semiconductor chip CHP1 on which the MEMS structure is formed is supported only by the soft elastic support portion 13. Therefore, the vibration disturbance generated outside the outer frame body 10 is transmitted to the semiconductor chip CHP1 in which the MEMS structure is formed only through the elastic support portion 13 that is in contact with the outer frame body 10. In this case, since the elastic support part 13 is comprised from soft materials, such as a silicon gel, for example, the effect which absorbs the vibration disturbance from the outside is acquired. That is, the vibration disturbance from the outside of the outer frame body 10 is absorbed by the soft elastic support portion 13 before being transmitted to the semiconductor chip CHP1. As a result, according to the MEMS mounting configuration in the first embodiment, it is possible to reduce the vibration disturbance transmitted to the semiconductor chip CHP1 in which the MEMS structure is formed, and to improve the detection sensitivity of the MEMS. It can be done.

次に、本実施の形態1のMEMSの実装構成における主要構成要素について、さらに詳しく説明する。図6は、外枠体10の底部(台座部)に形成されている電極E2の断面を拡大して示す図である。図6に示すように、外枠体10の底部に形成されている電極E2には、配線L2が接続されている。この配線L2は図5に示すように、外枠体10の底面を通って引き出されている。図7は、電極E2の平面構成を示す図である。図7に示すように、電極E2は一直線に配置されているのではなく、左右に蛇行するように形成されている。このように構成されている電極E2は、例えば、金膜や銅膜から形成されている。   Next, main components in the MEMS mounting configuration of the first embodiment will be described in more detail. FIG. 6 is an enlarged view showing a cross section of the electrode E <b> 2 formed on the bottom part (pedestal part) of the outer frame body 10. As shown in FIG. 6, a wiring L <b> 2 is connected to the electrode E <b> 2 formed on the bottom of the outer frame body 10. As shown in FIG. 5, the wiring L <b> 2 is drawn through the bottom surface of the outer frame body 10. FIG. 7 is a diagram illustrating a planar configuration of the electrode E2. As shown in FIG. 7, the electrode E2 is not arranged in a straight line, but is formed to meander from side to side. The electrode E2 configured in this way is formed of, for example, a gold film or a copper film.

続いて、半導体チップCHP2の裏面(外枠体10の底面と相対する面)に形成されている電極E1の構成について説明する。図8は、半導体チップCHP2の裏面を示す平面図である。図8に示すように、半導体チップCHP2の裏面には、複数の電極E1が形成されている。図8では、矩形形状の電極E1が同一直線状にない3箇所に形成されている。これら3箇所の電極E1は互いに、半導体チップCHP2の裏面に形成されている配線L1で接続されている。したがって、3箇所の電極E1は配線L1によって電気的に接続されていることになる。そして、各電極E1上には支持部11が形成されている。この支持部11は、例えば、半田材料から構成されている。   Next, the configuration of the electrode E1 formed on the back surface of the semiconductor chip CHP2 (surface facing the bottom surface of the outer frame body 10) will be described. FIG. 8 is a plan view showing the back surface of the semiconductor chip CHP2. As shown in FIG. 8, a plurality of electrodes E1 are formed on the back surface of the semiconductor chip CHP2. In FIG. 8, rectangular electrodes E1 are formed at three locations that are not in the same straight line. These three electrodes E1 are connected to each other by a wiring L1 formed on the back surface of the semiconductor chip CHP2. Therefore, the three electrodes E1 are electrically connected by the wiring L1. And the support part 11 is formed on each electrode E1. The support portion 11 is made of, for example, a solder material.

図9は、図8のA−A線で切断した断面図である。図9に示すように、半導体チップCHP2の裏面(下面)には、複数の電極E1が形成されており、これらの電極E1が配線L1で接続されていることがわかる。電極E1や配線L1は、例えば、銅膜や金膜から形成されている。電極E1上には支持部11が形成されていることがわかる。   9 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 9, it can be seen that a plurality of electrodes E1 are formed on the back surface (lower surface) of the semiconductor chip CHP2, and these electrodes E1 are connected by a wiring L1. The electrode E1 and the wiring L1 are made of, for example, a copper film or a gold film. It can be seen that the support portion 11 is formed on the electrode E1.

半導体チップCHP2の内部には、図示しないが、集積回路を構成する半導体素子(MISFETなど)が形成されている。この半導体素子と接続する配線が半導体チップCHP2に形成されており、半導体チップCHP2の表面(上面)に半導体素子と配線を介して接続するパッドPD2(パッドPD3)が形成されている。   Although not shown, a semiconductor element (such as a MISFET) constituting an integrated circuit is formed inside the semiconductor chip CHP2. A wiring connected to the semiconductor element is formed on the semiconductor chip CHP2, and a pad PD2 (pad PD3) connected to the semiconductor element via the wiring is formed on the surface (upper surface) of the semiconductor chip CHP2.

次に、半導体チップCHP2上に搭載されている半導体チップCHP1の主要構成について説明する。図10は、半導体チップCHP1の上面(表面)から見た平面図である。図10に示すように、半導体チップCHP1の上面には、複数のビアVと複数のパッドPD1が形成されており、各ビアVと各パッドPD1とは、それぞれ、配線Lで接続されている。図11は、図10のA−A線で切断した断面図である。図11に示すように、半導体チップCHP1は、基板層15と基板層15上に形成されて埋め込み絶縁層16と埋め込み絶縁層16上に形成されたシリコン層17を有している。この基板層15と埋め込み絶縁層16とシリコン層17によりSOI基板が構成されている。このSOI基板を構成するシリコン層17上にはキャップ層20が形成されている。SOI基板にはMEMS構造体が形成されており、例えば、埋め込み絶縁層16とシリコン層17を除去して形成された空洞部18の内部にシリコン層17を加工して形成された可動部19が形成されている。このMEMS構造体の可動部19は、例えば、MEMSが図1に示す加速度センサとすると、図1の可動部3に該当する。そして、図11に示す固定部19aは、図1に示す加速度センサでいえば固定部1に対応する。この固定部1にはビアVが接続されており、このビアVは配線Lを介してキャップ層20上に形成されたパッドPD1に接続されている。以上のように半導体チップCHP1には、例えば、加速度センサなどのMEMSを構成するMEMS構造体が形成されている。   Next, the main configuration of the semiconductor chip CHP1 mounted on the semiconductor chip CHP2 will be described. FIG. 10 is a plan view seen from the upper surface (front surface) of the semiconductor chip CHP1. As shown in FIG. 10, a plurality of vias V and a plurality of pads PD1 are formed on the upper surface of the semiconductor chip CHP1, and each via V and each pad PD1 are connected by a wiring L, respectively. 11 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 11, the semiconductor chip CHP1 includes a substrate layer 15 and a buried insulating layer 16 formed on the substrate layer 15 and a silicon layer 17 formed on the buried insulating layer 16. The substrate layer 15, the buried insulating layer 16 and the silicon layer 17 constitute an SOI substrate. A cap layer 20 is formed on the silicon layer 17 constituting the SOI substrate. A MEMS structure is formed on the SOI substrate. For example, a movable part 19 formed by processing the silicon layer 17 inside a cavity 18 formed by removing the buried insulating layer 16 and the silicon layer 17 is provided. Is formed. The movable portion 19 of the MEMS structure corresponds to the movable portion 3 in FIG. 1 when the MEMS is an acceleration sensor shown in FIG. And the fixing | fixed part 19a shown in FIG. 11 respond | corresponds to the fixing | fixed part 1 if it says the acceleration sensor shown in FIG. A via V is connected to the fixed portion 1, and the via V is connected to a pad PD 1 formed on the cap layer 20 via a wiring L. As described above, in the semiconductor chip CHP1, for example, a MEMS structure constituting a MEMS such as an acceleration sensor is formed.

本実施の形態1におけるMEMSの実装構成は上記のようになっており、以下では、本発明の特徴であるMEMSの実装方法について図面を参照しながら説明する。   The MEMS mounting configuration in the first embodiment is as described above. Hereinafter, a MEMS mounting method that is a feature of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、外枠体10、半導体チップCHP2および半導体チップCHP1を用意する。具体的には、図11に示す空洞部18とこの空洞部18内に設けられた変位可能な可動体19とを含むMEMS構造体を形成した半導体チップCHP1を用意する。そして、図8および図9に示すような半導体チップCHP1に形成されているMEMS構造体からの出力を電気信号として処理する集積回路を形成し、かつ、半導体チップCHP1よりも平面形状が大きな半導体チップCHP2を用意する。さらに、図12に示すような、凹形状をし、かつ、上部が開口している外枠体10を用意する。   First, the outer frame 10, the semiconductor chip CHP2, and the semiconductor chip CHP1 are prepared. Specifically, a semiconductor chip CHP1 in which a MEMS structure including the cavity 18 shown in FIG. 11 and a displaceable movable body 19 provided in the cavity 18 is formed is prepared. Then, an integrated circuit for processing the output from the MEMS structure formed on the semiconductor chip CHP1 as shown in FIGS. 8 and 9 as an electrical signal is formed, and the semiconductor chip has a larger planar shape than the semiconductor chip CHP1. CHP2 is prepared. Further, an outer frame body 10 having a concave shape and having an open top as shown in FIG. 12 is prepared.

続いて、図12に示すように、外枠体10の台座部に半導体チップCHP2を配置する。具体的には、半導体チップCHP2を真空チャックにより保持しながら、半導体チップCHP2を外枠体10の台座部に配置する。このとき、半導体チップCHP2の裏面には、電極E1が形成されており、この電極E1上に支持部11が形成されている。例えば、半田材料からなる支持部11を電極E1上に形成するには、例えば、半田印刷法や半田ボールや半田柱の搭載によって実施することができる。一方、外枠体10の台座部には、電極E2が形成されている。半導体チップCHP2に形成されている電極E1と外枠体10の台座部に形成されている電極E2が相対するように半導体チップCHP2を外枠体10の台座部に配置する。つまり、半導体チップCHP2に形成されている電極E1と外枠体10に形成されている電極E2が支持部11を介して接触するように位置合わせを行なって半導体チップCHP2を外枠体10の台座部上に配置する。半導体チップCHP2の裏面には、例えば、同一直線状にない3箇所に電極E1が形成されており、この電極E1上に支持部11が形成されている。したがって、半導体チップCHP2は、同一直線状にない3箇所によって支持されることになるので、安定した状態で半導体チップCHP2を外枠体10の台座部上に配置することができる。   Subsequently, as illustrated in FIG. 12, the semiconductor chip CHP <b> 2 is disposed on the pedestal portion of the outer frame body 10. Specifically, the semiconductor chip CHP2 is disposed on the pedestal portion of the outer frame body 10 while the semiconductor chip CHP2 is held by the vacuum chuck. At this time, the electrode E1 is formed on the back surface of the semiconductor chip CHP2, and the support portion 11 is formed on the electrode E1. For example, the support portion 11 made of a solder material can be formed on the electrode E1 by, for example, a solder printing method or mounting a solder ball or a solder column. On the other hand, an electrode E <b> 2 is formed on the pedestal portion of the outer frame body 10. The semiconductor chip CHP2 is arranged on the pedestal portion of the outer frame body 10 so that the electrode E1 formed on the semiconductor chip CHP2 and the electrode E2 formed on the pedestal portion of the outer frame body 10 face each other. That is, alignment is performed so that the electrode E1 formed on the semiconductor chip CHP2 and the electrode E2 formed on the outer frame body 10 are in contact with each other via the support portion 11, and the semiconductor chip CHP2 is placed on the base of the outer frame body 10. Place on the department. On the back surface of the semiconductor chip CHP2, for example, electrodes E1 are formed at three places that are not in the same straight line, and a support portion 11 is formed on the electrode E1. Therefore, since the semiconductor chip CHP2 is supported by three portions that are not in the same straight line, the semiconductor chip CHP2 can be disposed on the base portion of the outer frame body 10 in a stable state.

そして、図13に示すように、外枠体10の底部を加熱することにより、支持部11を溶融させて半導体チップCHP2に形成されている電極E1と外枠体10に形成されている電極E2との接続を確実に行なう。すなわち、外枠体10の底部を加熱することにより、支持部11が加熱されるので、支持部11は溶融して液体化する。この液体化した支持部11は表面張力により電極E2と支持部11との接触が広がるので、支持部11と電極E2との接続を確実にすることができる。   Then, as shown in FIG. 13, by heating the bottom of the outer frame body 10, the support portion 11 is melted to form an electrode E <b> 1 formed on the semiconductor chip CHP <b> 2 and an electrode E <b> 2 formed on the outer frame body 10. Make sure that the connection is secure. That is, since the support part 11 is heated by heating the bottom part of the outer frame 10, the support part 11 is melted and liquefied. Since the liquefied support portion 11 has contact with the electrode E2 and the support portion 11 due to surface tension, the connection between the support portion 11 and the electrode E2 can be ensured.

以下では、この工程の詳細について説明する。図14は、半導体チップCHP2を外枠体10上に配置した状態を示している。この状態では、電極E1に形成されている半球状の支持部11が電極E2上に接触していることになる。図15は、電極E2と支持部11が接触する領域を示す図である。図15に示すように、電極E2上の接点11aで電極E2と支持部11が接触することになる。つまり、半導体チップCHP2を外枠体10の台座部上に搭載しただけでは、外枠体10に形成されている電極E2と支持部11との接触は接触面積の少ない点接触となっている。この状態では、電極E2上に支持部11が物理的に接触しているだけであり、電極E2と支持部11は確実に結合するという状態にまではいたっていない。したがって、この状態では、半導体チップCHP2と外枠体10の接続は不安定なものとなっている。   Below, the detail of this process is demonstrated. FIG. 14 shows a state in which the semiconductor chip CHP2 is arranged on the outer frame body 10. In this state, the hemispherical support portion 11 formed on the electrode E1 is in contact with the electrode E2. FIG. 15 is a diagram illustrating a region where the electrode E2 and the support portion 11 are in contact with each other. As shown in FIG. 15, the electrode E2 and the support portion 11 are in contact with each other at the contact point 11a on the electrode E2. That is, only by mounting the semiconductor chip CHP2 on the pedestal portion of the outer frame body 10, the contact between the electrode E2 formed on the outer frame body 10 and the support portion 11 is a point contact with a small contact area. In this state, the support part 11 is only physically in contact with the electrode E2, and the electrode E2 and the support part 11 are not yet in a state of being reliably coupled. Therefore, in this state, the connection between the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 is unstable.

そこで、本実施の形態1では、半導体チップCHP2と外枠体10との接続を確実なものとするために、外枠体10の底部に対して熱処理を施す。図16は、半導体チップCHP2を外枠体10の台座部上に配置した後、熱処理を施した状態を示している。図16に示すように、この熱処理によって、外枠体10の底部に加えられた熱は、電極E2を介して支持部11に伝達される。このため、支持部11は加熱される。この結果、例えば、半田材料からなる支持部11は溶融して液体化する。この液体化した支持部11は、表面張力によって電極E2との接触面積が大きくなるように変形する。つまり、図16に示すように、支持部11は半球状の形状から、電極E1や電極E2と接触する支持部11の端部の径が支持部11に中央部の径よりも大きくなる形状に変化する。この支持部11の形状の変化により、電極E2と支持部11との接触面積が大きくなる。   Therefore, in the first embodiment, heat treatment is performed on the bottom of the outer frame body 10 in order to ensure the connection between the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10. FIG. 16 shows a state in which the semiconductor chip CHP2 is heat-treated after being placed on the pedestal portion of the outer frame 10. As shown in FIG. 16, the heat applied to the bottom of the outer frame 10 by this heat treatment is transferred to the support 11 through the electrode E2. For this reason, the support part 11 is heated. As a result, for example, the support portion 11 made of a solder material is melted and liquefied. The liquefied support portion 11 is deformed so that the contact area with the electrode E2 is increased by the surface tension. That is, as shown in FIG. 16, the support portion 11 has a hemispherical shape, so that the diameter of the end portion of the support portion 11 in contact with the electrode E1 or the electrode E2 is larger than the diameter of the central portion of the support portion 11. Change. Due to the change in the shape of the support portion 11, the contact area between the electrode E2 and the support portion 11 is increased.

図17は、熱処理後の電極E2と支持部11が接触する領域を示す図である。図17に示すように、電極E2と支持部11が接触する接触領域11bの面積が大きくなっていることがわかる。つまり、図15と図17を比較するとわかるように、電極E2と支持部11との接触が点接触から面接触へ変化していることがわかる。したがって、熱処理によって、電極E2と支持部11との接続が確実に行なわれ、半導体チップCHP2が外枠体10にしっかり固定されることになる。   FIG. 17 is a diagram showing a region where the electrode E2 after heat treatment and the support portion 11 are in contact with each other. As shown in FIG. 17, it can be seen that the area of the contact region 11b where the electrode E2 and the support portion 11 are in contact with each other is increased. That is, as can be seen from a comparison between FIG. 15 and FIG. 17, it can be seen that the contact between the electrode E2 and the support portion 11 has changed from a point contact to a surface contact. Therefore, the heat treatment ensures the connection between the electrode E2 and the support portion 11, and the semiconductor chip CHP2 is firmly fixed to the outer frame body 10.

ここで、熱処理によって電極E2と支持部11の接続が確実なものとなるが、実際に熱処理を施して支持部11が溶融することにより、電極E2と支持部11に接触面積が大きくなることを検証できることが望ましい。つまり、どの程度の熱処理を施せば、実際に電極E2と支持部11との接触面積が大きくなるのかを検証できることが望ましい。そこで、本実施の形態1では、熱処理を施して支持部11と電極E2との接触面積が大きくなることを検証する手段を有している。この検証手段について説明する。まず、例えば、図12に示すように、外枠体10には電極E2が形成されており、この電極E2には配線L2が接続され、配線L2は外枠体10の外部へ引き出されている。さらに、図8および図9に示すように、半導体チップCHP2に形成されている電極E1は、配線L1によって互いに接続されている。したがって、半導体チップCHP2と外枠体10に配置すると、電極E1と電極E2が支持部11を介して接続されることになる。このとき、例えば、図13に示すように、左側の配線L2、左側の電極E2、左側の支持部11、左側の電極E1、配線L1、右側の電極E1、右側の支持部11、右側の電極E2、右側の配線L2からなる閉ループ回路が形成される。この閉ループ回路において、支持部11と電極E2との接触抵抗を測定することにより、支持部11と電極E2との接触状態を確認することができるのである。つまり、図15に示すように、熱処理を施す前、電極E2と支持部11とは点接触しているので、電極E2と支持部11との間の接触抵抗は大きくなる。これに対し、図17に示すように、熱処理を施した後、電極E2と支持部11とは面接触することになるので、電極E2と支持部11との間の接触抵抗は小さくなる。したがって、電極E2と支持部11との間の接触抵抗を測定すれば、電極E2と支持部11との接触状態を確認することできるのである。   Here, although the connection between the electrode E2 and the support portion 11 is ensured by the heat treatment, the contact area between the electrode E2 and the support portion 11 is increased by actually performing the heat treatment and melting the support portion 11. It is desirable to be able to verify. That is, it is desirable to be able to verify how much heat treatment is performed to actually increase the contact area between the electrode E2 and the support portion 11. Therefore, the first embodiment has means for performing a heat treatment to verify that the contact area between the support portion 11 and the electrode E2 is increased. This verification means will be described. First, for example, as shown in FIG. 12, an electrode E <b> 2 is formed on the outer frame body 10, a wiring L <b> 2 is connected to the electrode E <b> 2, and the wiring L <b> 2 is drawn out of the outer frame body 10. . Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the electrodes E1 formed on the semiconductor chip CHP2 are connected to each other by a wiring L1. Therefore, when the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 are arranged, the electrode E1 and the electrode E2 are connected via the support portion 11. At this time, for example, as shown in FIG. 13, the left wiring L2, the left electrode E2, the left support 11, the left electrode E1, the wiring L1, the right electrode E1, the right support 11, and the right electrode A closed loop circuit composed of E2 and the right wiring L2 is formed. In this closed loop circuit, the contact state between the support 11 and the electrode E2 can be confirmed by measuring the contact resistance between the support 11 and the electrode E2. That is, as shown in FIG. 15, before the heat treatment is performed, the electrode E2 and the support portion 11 are in point contact, so that the contact resistance between the electrode E2 and the support portion 11 is increased. On the other hand, as shown in FIG. 17, after the heat treatment, the electrode E2 and the support portion 11 come into surface contact, so that the contact resistance between the electrode E2 and the support portion 11 becomes small. Therefore, if the contact resistance between the electrode E2 and the support part 11 is measured, the contact state between the electrode E2 and the support part 11 can be confirmed.

図18は、電極E2と支持部11との接触状態を検証するためのフローチャートである。例えば、図18に示すように、まず、半導体チップCHP2を外枠体10上に配置した後、外枠体10の底部を加熱する。その後、電極E2と支持部11との間の接触抵抗を測定する(S101)。次に、電極E2と支持部11との間の接触抵抗を測定した値が、半導体チップCHP2を外枠体10上に配置して熱処理を施していない初期状態の抵抗値(結合時の抵抗値)よりも小さくなるかを比較する(S102)。このとき、測定した抵抗値が初期状態の抵抗値よりも小さくなっていない場合には、熱処理を継続し、かつ、外枠体10を加熱するヒータに流す電流値を増加させて加熱温度を上昇させる(S103)。一方、測定した抵抗値が初期状態の抵抗値よりも小さくなっている場合には、熱処理を終了する(S104)。以上の検証手段により、電極E2と支持部11との間の接続状態を確認することができる。このように本実施の形態1では、半導体チップCHP2と外枠体10の台座部に配置する際、半導体チップCHP2に形成されている電極E1と外枠体10に形成されている電極E2とを支持部11で接続するように構成することで、電極E2と支持部11とを確実に接続することができるとともに、電極E2と支持部11との接触状態を確認する検証手段も備えることができるのである。具体的には、電極E1および電極E2を支持部11との濡れ性が良好な材料を使用することで、熱処理による支持部11の溶融後に、例えば、電極E2と支持部11との接触面積を大きくすることができる。これにより、電極E2と支持部11の接続が確実なものとなり、半導体チップCHP2を安定して外枠体10に固定することができる。さらに、電極E2を左右に蛇行する形状にすることで、溶融前の半球状の支持部11との接触領域を点接触とする一方、溶融後の支持部11との接触領域を充分大きくすることができるので、溶融前後での支持部11と電極E2との間接触抵抗の差異を大きくすることができる。この結果、上述した検証手段の信頼性を向上することができる。   FIG. 18 is a flowchart for verifying the contact state between the electrode E2 and the support portion 11. For example, as shown in FIG. 18, first, after the semiconductor chip CHP2 is disposed on the outer frame body 10, the bottom of the outer frame body 10 is heated. Then, the contact resistance between the electrode E2 and the support part 11 is measured (S101). Next, a value obtained by measuring a contact resistance between the electrode E2 and the support portion 11 is a resistance value in an initial state where the semiconductor chip CHP2 is disposed on the outer frame body 10 and is not subjected to heat treatment (resistance value at the time of coupling). ) Is compared (S102). At this time, if the measured resistance value is not smaller than the resistance value in the initial state, the heat treatment is continued and the heating temperature is increased by increasing the value of the current passed through the heater for heating the outer frame body 10. (S103). On the other hand, if the measured resistance value is smaller than the initial resistance value, the heat treatment is terminated (S104). With the above verification means, the connection state between the electrode E2 and the support portion 11 can be confirmed. As described above, in the first embodiment, when the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 are arranged on the pedestal portion, the electrode E1 formed on the semiconductor chip CHP2 and the electrode E2 formed on the outer frame body 10 are combined. By configuring so as to be connected by the support portion 11, the electrode E <b> 2 and the support portion 11 can be reliably connected, and verification means for confirming the contact state between the electrode E <b> 2 and the support portion 11 can be provided. It is. Specifically, by using a material having good wettability with the support part 11 for the electrode E1 and the electrode E2, after the support part 11 is melted by heat treatment, for example, the contact area between the electrode E2 and the support part 11 is reduced. Can be bigger. Thereby, the connection between the electrode E2 and the support portion 11 is ensured, and the semiconductor chip CHP2 can be stably fixed to the outer frame body 10. Further, by making the electrode E2 meander to the left and right, the contact area with the hemispherical support part 11 before melting is made point contact, while the contact area with the support part 11 after melting is made sufficiently large. Therefore, the difference in contact resistance between the support portion 11 and the electrode E2 before and after melting can be increased. As a result, the reliability of the verification means described above can be improved.

続いて、図19に示すように、半導体チップCHP2の上面(表面)に接着材12を形成した後、この接着材12を介して半導体チップCHP2上に半導体チップCHP1を搭載する。具体的には、半導体チップCHP1を真空チャックで保持しながら、半導体チップCHP1を半導体チップCHP2上に配置する。   Subsequently, as shown in FIG. 19, after the adhesive 12 is formed on the upper surface (front surface) of the semiconductor chip CHP2, the semiconductor chip CHP1 is mounted on the semiconductor chip CHP2 via the adhesive 12. Specifically, the semiconductor chip CHP1 is disposed on the semiconductor chip CHP2 while holding the semiconductor chip CHP1 with a vacuum chuck.

その後、図20に示すように、半導体チップCHP1の上面に形成されているパッドPD1と半導体チップCHP2の上面に形成されているパッドPD2とをワイヤW1で接続する。さらに、半導体チップCHP2に形成されているパッドPD3と外枠体10に形成されているパッドPD4とをワイヤW2で接続する(ワイヤボンディング工程)。このとき、半導体チップCHP1や半導体チップCHP2がしっかり固定されていない場合には、ワイヤボンディングを充分に実施することができないが、本実施の形態1では、半導体チップCHP2と外枠体10が支持部11で確実に固定されているため、ワイヤボンディングの信頼性を向上することができる。つまり、本実施の形態1では、半導体チップCHP2と外枠体10とを支持部11で確実に固定しているが、この目的は、上述したワイヤボンディングを確実に実施するためのものである。なお、半導体チップCHP1と半導体チップCHP2とは接着材12を介して接続されているが、この接着材12は、ワイヤボンディングに支障がないように充分硬いものを選んでいる。   Thereafter, as shown in FIG. 20, the pad PD1 formed on the upper surface of the semiconductor chip CHP1 and the pad PD2 formed on the upper surface of the semiconductor chip CHP2 are connected by the wire W1. Further, the pad PD3 formed on the semiconductor chip CHP2 and the pad PD4 formed on the outer frame body 10 are connected by the wire W2 (wire bonding process). At this time, when the semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2 are not firmly fixed, the wire bonding cannot be sufficiently performed. However, in the first embodiment, the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 are the support portions. 11, the wire bonding reliability can be improved. That is, in the first embodiment, the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 are securely fixed by the support portion 11, but this purpose is for reliably performing the wire bonding described above. The semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2 are connected to each other through an adhesive material 12. The adhesive material 12 is selected to be sufficiently hard so as not to hinder wire bonding.

次に、図21に示すように、半導体チップCHP1の上面に、例えば、シリコンゲルからなる弾性支持部13を形成した後、この弾性支持部13と接触するようにキャップ14を外枠体10の上部に搭載する。そして、ベーク処理を施して弾性支持部13を硬化させることにより、半導体チップCHP1とキャップ14とを弾性支持部13で接続する。ここで、半導体チップCHP1に形成されているパッドPD1と半導体チップCHP2に形成されているパッドPD2とを接続するワイヤW1や、半導体チップCHP2に形成されているパッドPD3と外枠体10に形成されているパッドPD4を接続するワイヤW2を弾性支持部13で覆うように構成してもよい。これにより、ワイヤW1やワイヤW2は弾性支持部13で固定されるため、外部の振動によるワイヤW1やワイヤW2の揺れを抑制することができる。このため、ワイヤW1間やワイヤW2間の容量変化を低減することができるので、安定した測定を実施することができ、MEMSの信頼性を向上することができる。   Next, as shown in FIG. 21, after the elastic support portion 13 made of, for example, silicon gel is formed on the upper surface of the semiconductor chip CHP1, the cap 14 is attached to the outer frame body 10 so as to come into contact with the elastic support portion 13. Mount on top. The semiconductor chip CHP1 and the cap 14 are connected by the elastic support portion 13 by performing a baking process and curing the elastic support portion 13. Here, the wire W1 connecting the pad PD1 formed on the semiconductor chip CHP1 and the pad PD2 formed on the semiconductor chip CHP2, or the pad PD3 formed on the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 is formed. The wire W <b> 2 connecting the pad PD <b> 4 may be covered with the elastic support portion 13. Thereby, since the wire W1 and the wire W2 are fixed by the elastic support part 13, the shake of the wire W1 and the wire W2 by external vibration can be suppressed. For this reason, since the capacity | capacitance change between the wires W1 and the wires W2 can be reduced, the stable measurement can be implemented and the reliability of MEMS can be improved.

その後、キャップ14をシーム溶接などにより外枠体10に接合する。これにより、半導体チップCHP1および半導体チップCHP2は外枠体10の内部で封止される。このとき、弾性支持部13は、例えば、シリコンゲルなどの柔らかい材料から構成されているので、外部からの振動外乱を吸収する効果が得られる。つまり、外枠体10の外部からの振動外乱は、半導体チップCHP1に伝達する前に、柔らかい弾性支持部13により吸収される。   Thereafter, the cap 14 is joined to the outer frame body 10 by seam welding or the like. Thus, the semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2 are sealed inside the outer frame body 10. At this time, since the elastic support part 13 is comprised from soft materials, such as a silicon gel, the effect which absorbs the vibration disturbance from the outside is acquired. That is, vibration disturbance from the outside of the outer frame body 10 is absorbed by the soft elastic support portion 13 before being transmitted to the semiconductor chip CHP1.

一方、半導体チップCHP2と外枠体10とを接続する支持部11は、ワイヤボンディング工程では必要不可欠なものである。しかし、ワイヤボンディング工程後は、かえって問題を引き起こす元となる。すなわち、支持部11は、半導体チップCHP2と外枠体10とをしっかり固定するように構成されているが、このことは言い換えれば、外枠体10の外部からの振動外乱を伝達しやすいという性質をもっているということもできる。半導体チップCHP2にはMEMS構造体を形成した半導体チップCHP1が配置されているので、外枠体10の外部からの振動外乱は支持部11を介して半導体チップCHP2に伝わり、この半導体チップCHP2に伝わった振動外乱が半導体チップCHP1に伝達されてしまうことになる。半導体チップCHP1に振動外乱が伝達されると、可動体が誤動作してMEMSの検出精度が低下するおそれがある。したがって、ワイヤボンディング工程を実施した後は、半導体チップCHP2と外枠体10とをしっかり接続している支持部11を切り離すことが望ましい。そこで、本実施の形態1では、ワイヤボンディング工程を実施した後、電極E1と電極E2とを接続する支持部11を切り離す工程を実施している。以下では、この工程について説明する。   On the other hand, the support portion 11 that connects the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 is indispensable in the wire bonding process. However, after the wire bonding process, it causes a problem. That is, the support portion 11 is configured to firmly fix the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10. In other words, this is a property that it is easy to transmit vibration disturbance from the outside of the outer frame body 10. You can also have. Since the semiconductor chip CHP1 in which the MEMS structure is formed is disposed in the semiconductor chip CHP2, vibration disturbance from the outside of the outer frame body 10 is transmitted to the semiconductor chip CHP2 via the support portion 11, and is transmitted to the semiconductor chip CHP2. The vibration disturbance is transmitted to the semiconductor chip CHP1. If vibration disturbance is transmitted to the semiconductor chip CHP1, the movable body may malfunction and the MEMS detection accuracy may be reduced. Therefore, after performing the wire bonding step, it is desirable to disconnect the support portion 11 that firmly connects the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10. Therefore, in the first embodiment, after performing the wire bonding step, the step of separating the support portion 11 that connects the electrode E1 and the electrode E2 is performed. Below, this process is demonstrated.

図22は、ワイヤボンディング工程を実施した後、半導体チップCHP2と外枠体10とを接続している様子を示す図である。図22に示すように、半導体チップCHP2に形成されているパッドPD3と外枠体10に形成されているパッドPD4がワイヤW2で接続されている。このとき、半導体チップCHP2に形成されている電極E1と、外枠体10に形成されている電極E2は、支持部11でしっかり接続されている。つまり、支持部11と電極E2との接触面積は大きくなっており、電極E2と支持部11とは、確実に接続している。   FIG. 22 is a diagram illustrating a state in which the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 are connected after performing the wire bonding step. As shown in FIG. 22, the pad PD3 formed on the semiconductor chip CHP2 and the pad PD4 formed on the outer frame body 10 are connected by a wire W2. At this time, the electrode E1 formed on the semiconductor chip CHP2 and the electrode E2 formed on the outer frame body 10 are firmly connected by the support portion 11. That is, the contact area between the support part 11 and the electrode E2 is large, and the electrode E2 and the support part 11 are securely connected.

続いて、図23は、図22に示す状態の外枠体10の底部をさらに加熱する様子を示している。図23に示すように、電極E1や電極E2は支持部11と濡れ性が良好な部材から構成されているので、さらに、支持部11の加熱が行なわれると、この加熱処理により支持部11は再び溶融して液体化する。液体化した支持部11は、表面張力により濡れ性の良好な電極E1側と電極E2側に引っ張られる。このように液体化した支持部11が電極E1側と電極E2側の両方から引っ張られる結果、電極E1と電極E2の間で分離する。これにより、電極E1と電極E2は物理的に分離される。このとき、半導体チップCHP1とキャップ14とを接続している弾性支持部13による収縮力(半導体チップCHP1をキャップ14側の上方に引き上げる力)により、支持部11の分離を加速することができる。   Next, FIG. 23 shows a state in which the bottom of the outer frame body 10 in the state shown in FIG. 22 is further heated. As shown in FIG. 23, since the electrode E1 and the electrode E2 are composed of members having good wettability with the support portion 11, when the support portion 11 is further heated, the support portion 11 is It melts again and liquefies. The liquefied support portion 11 is pulled by the surface tension to the electrode E1 side and the electrode E2 side having good wettability. As a result of the liquefied support portion 11 being pulled from both the electrode E1 side and the electrode E2 side, the support portion 11 is separated between the electrode E1 and the electrode E2. Thereby, the electrode E1 and the electrode E2 are physically separated. At this time, the separation of the support portion 11 can be accelerated by the contraction force (the force that pulls the semiconductor chip CHP1 upward on the cap 14 side) by the elastic support portion 13 connecting the semiconductor chip CHP1 and the cap 14.

なお、半導体チップCHP2の底面と外枠体10の台座部との間の距離(詳しくいえば、支持部11が形成された電極E1と支持部11が形成された電極E2との間の距離)hが、半導体チップCHP1と半導体チップCHP2とを合わせた重さをm、半導体チップCHP1の表面に垂直な方向の弾性支持部13のばね定数をkz、外部から作用する振動外乱の最大許容加速度(正常動作を維持するために許容される加速度の最大値)をAmaxとした場合、h>(m/kz)・Amaxを満足していることが望ましい。このように半導体チップCHP2の底面と外枠体10の台座部との間の距離を設定することにより、最大許容加速度Amaxが印加されても、半導体チップCHP2と外枠体10がぶつかることなく、MEMSとしての機能を維持することができる。上述した関係は、半導体チップCHP2の底面と外枠体10の台座部との間の距離だけでなく、半導体チップCHP2の側面と外枠体10の間などの間隔を設定する際にも適用できる。   Note that the distance between the bottom surface of the semiconductor chip CHP2 and the pedestal portion of the outer frame 10 (specifically, the distance between the electrode E1 where the support portion 11 is formed and the electrode E2 where the support portion 11 is formed). h is the combined weight of the semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2, m is the spring constant of the elastic support part 13 in the direction perpendicular to the surface of the semiconductor chip CHP1, and kz is the maximum allowable acceleration of vibration disturbance acting from the outside ( When Amax is the maximum value of acceleration allowed for maintaining normal operation, it is desirable that h> (m / kz) · Amax is satisfied. Thus, by setting the distance between the bottom surface of the semiconductor chip CHP2 and the pedestal portion of the outer frame body 10, the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 do not collide even when the maximum allowable acceleration Amax is applied. The function as a MEMS can be maintained. The relationship described above can be applied not only to the distance between the bottom surface of the semiconductor chip CHP2 and the pedestal portion of the outer frame body 10, but also to the interval between the side surface of the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10. .

電極E1と電極E2とを接続している支持部11を分離することは、上述した閉ループ回路で、電極E1と電極E2間の接触抵抗を測定することにより確認することができる。つまり、図22に示すように、さらなる熱処理を施す前、電極E2と支持部11とは面接触しているので、電極E2と電極E1との間の接触抵抗は小さくなる。これに対し、図23に示すように、さらなる熱処理を施した後、電極E2と電極E1とを接続している支持部11が分離して電極E1と電極E2が切り離されることになるので、電極E2と電極E1との間の接触抵抗は無限大となる。したがって、電極E2と電極E1との間の接触抵抗を測定すれば、電極E2と電極E1との接触状態を確認することできるのである。   Separation of the support portion 11 connecting the electrode E1 and the electrode E2 can be confirmed by measuring the contact resistance between the electrode E1 and the electrode E2 in the above-described closed loop circuit. That is, as shown in FIG. 22, the electrode E2 and the support portion 11 are in surface contact before further heat treatment, so the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is reduced. On the other hand, as shown in FIG. 23, after further heat treatment, the support portion 11 connecting the electrode E2 and the electrode E1 is separated, and the electrode E1 and the electrode E2 are separated, so that the electrode The contact resistance between E2 and the electrode E1 is infinite. Therefore, if the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is measured, the contact state between the electrode E2 and the electrode E1 can be confirmed.

図24は、電極E2と電極E1との接触状態を検証するためのフローチャートである。例えば、図24に示すように、まず、ワイヤボンディング工程を実施し、外枠体10をキャップ14で封止した後、外枠体10の底部を加熱する。その後、電極E2と電極E1との間の接触抵抗を測定する(S201)。次に、電極E2と電極E1との間の接触抵抗を測定した値が、無限大になるかを判定する(S202)。このとき、測定した抵抗値が無限大よりも小さい場合には、熱処理を継続し、かつ、外枠体10を加熱するヒータに流す電流値を増加させて加熱温度を上昇させる(S203)。一方、測定した抵抗値が無限大となっている場合には、熱処理を終了する(S204)。以上の検証手段により、電極E2と電極E1との間の接続状態を確認することができる。   FIG. 24 is a flowchart for verifying the contact state between the electrode E2 and the electrode E1. For example, as shown in FIG. 24, first, a wire bonding step is performed, and after sealing the outer frame body 10 with the cap 14, the bottom of the outer frame body 10 is heated. Thereafter, the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is measured (S201). Next, it is determined whether the value obtained by measuring the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is infinite (S202). At this time, when the measured resistance value is smaller than infinity, the heat treatment is continued, and the current value passed through the heater for heating the outer frame 10 is increased to raise the heating temperature (S203). On the other hand, if the measured resistance value is infinite, the heat treatment is terminated (S204). With the above verification means, the connection state between the electrode E2 and the electrode E1 can be confirmed.

以上の工程を経ることにより、図5に示すようなMEMSの実装構成を得ることができる。本実施の形態1では、外枠体10の内部に配置される半導体チップCHP1は、半導体チップCHP1の上面とキャップとの間に設けられている弾性支持部13で接続され、この半導体チップCHP1の下面(裏面)に接着材を介して半導体チップCHP2が搭載されている。そして、半導体チップCHP2と外枠体10とを接続していた支持部11は切り離されている。つまり、半導体チップCHP2とこの半導体チップCHP2上に配置された半導体チップCHP1は、半導体チップCHP1とキャップ14とを接続する弾性支持部13により宙吊りにされている。   Through the above steps, a MEMS mounting configuration as shown in FIG. 5 can be obtained. In the first embodiment, the semiconductor chip CHP1 disposed inside the outer frame body 10 is connected by the elastic support portion 13 provided between the upper surface of the semiconductor chip CHP1 and the cap, and the semiconductor chip CHP1 The semiconductor chip CHP2 is mounted on the lower surface (back surface) via an adhesive. And the support part 11 which connected the semiconductor chip CHP2 and the outer frame 10 is cut away. That is, the semiconductor chip CHP2 and the semiconductor chip CHP1 disposed on the semiconductor chip CHP2 are suspended by the elastic support portion 13 that connects the semiconductor chip CHP1 and the cap 14.

つまり、電極E1および電極E2は支持部11に対して濡れ性の良い材料で構成されている。このため、支持部11を電極E1と電極E2間の抵抗値が無限大になるまで加熱すれば、支持部11は軟化して電気ヒューズのように切断される。その際、電極E1および電極E2に残った支持部11は表面張力により電極E1の表面や電極E2の表面を覆うように延びる。それによって、外枠体10と半導体チップCHP2は分離され、半導体チップCHP2は宙吊り構造となる。   That is, the electrode E1 and the electrode E2 are made of a material having good wettability with respect to the support portion 11. For this reason, if the support part 11 is heated until the resistance value between the electrode E1 and the electrode E2 becomes infinite, the support part 11 will soften and will be cut | disconnected like an electric fuse. At that time, the support 11 remaining on the electrode E1 and the electrode E2 extends so as to cover the surface of the electrode E1 and the surface of the electrode E2 by surface tension. Thereby, the outer frame body 10 and the semiconductor chip CHP2 are separated, and the semiconductor chip CHP2 has a suspended structure.

このことは、本実施の形態1におけるMEMSの実装構成では、MEMS構造体が形成されている半導体チップCHP1は、柔らかい弾性支持部13だけで支持されていることを意味する。したがって、外枠体10の外部で発生する振動外乱は、外枠体10と接触している弾性支持部13を介してだけ、MEMS構造体が形成されている半導体チップCHP1に伝達される。この場合、弾性支持部13は、例えば、シリコンゲルなどの柔らかい材料から構成されているので、外部からの振動外乱を吸収する効果が得られる。つまり、外枠体10の外部からの振動外乱は、半導体チップCHP1に伝達する前に、柔らかい弾性支持部13により吸収されるのである。この結果、本実施の形態1におけるMEMSの実装構成によれば、MEMS構造体が形成されている半導体チップCHP1に伝達される振動外乱を低減することができ、MEMSの検出感度を向上することができるのである。   This means that in the MEMS mounting configuration according to the first embodiment, the semiconductor chip CHP1 on which the MEMS structure is formed is supported only by the soft elastic support portion 13. Therefore, the vibration disturbance generated outside the outer frame body 10 is transmitted to the semiconductor chip CHP1 in which the MEMS structure is formed only through the elastic support portion 13 that is in contact with the outer frame body 10. In this case, since the elastic support part 13 is comprised from soft materials, such as a silicon gel, for example, the effect which absorbs the vibration disturbance from the outside is acquired. That is, the vibration disturbance from the outside of the outer frame body 10 is absorbed by the soft elastic support portion 13 before being transmitted to the semiconductor chip CHP1. As a result, according to the MEMS mounting configuration in the first embodiment, it is possible to reduce the vibration disturbance transmitted to the semiconductor chip CHP1 in which the MEMS structure is formed, and to improve the detection sensitivity of the MEMS. It can be done.

本実施の形態1における技術的思想では、支持部11を熱により変形させることで、半導体チップCHP2と外枠体10の間を結合もしくは分離することを特徴としている。つまり、本実施の形態1では、支持部11を熱により変形させることで、半導体チップCHP2と外枠体10との結合・分離を制御しているので、支持部11を除去するためのエッチャントやガスなどを必要としない。このため、エッチャントやガスなどの出入り口も必要とせず、シリコンゲルなどからなる弾性支持部13も必ずスポット的に形成する必要もない。したがって、弾性支持部13の取り付け場所を自由に選択することができる。このことから、例えば、弾性支持部13のばね定数を設計する際には、弾性支持部13を半導体チップCHP1とキャップ14の間に全面的に充填させることで、外枠体10の形状(パッケージ形状)を特別に工夫しなくても弾性支持部13の横広がりによるばね定数誤差を低減することができる。   The technical idea of the first embodiment is characterized in that the support portion 11 is deformed by heat to couple or separate between the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10. That is, in the first embodiment, the coupling / separation between the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 is controlled by deforming the support portion 11 by heat, so that an etchant for removing the support portion 11 Does not require gas. For this reason, an entrance / exit of an etchant or a gas is not required, and the elastic support portion 13 made of silicon gel or the like is not necessarily formed in spots. Therefore, the attachment place of the elastic support part 13 can be selected freely. Therefore, for example, when designing the spring constant of the elastic support portion 13, the elastic support portion 13 is completely filled between the semiconductor chip CHP 1 and the cap 14, so that the shape of the outer frame body 10 (package) Even if the shape) is not specially devised, the spring constant error due to the lateral expansion of the elastic support portion 13 can be reduced.

さらに、弾性支持部13を全面的に充填すれば、硬化時の伸縮量も均等になり、半導体チップCHP1の傾きや偏りを防ぐ効果も得られる。特に、弾性支持部13を半導体チップCHP1の上面に配置させる場合には、作業スペースが広いため歩留りと生産性が向上する。   Furthermore, if the elastic support portion 13 is completely filled, the amount of expansion and contraction at the time of curing becomes uniform, and the effect of preventing the inclination and bias of the semiconductor chip CHP1 can be obtained. In particular, when the elastic support portion 13 is disposed on the upper surface of the semiconductor chip CHP1, the yield and productivity are improved because the work space is wide.

本実施の形態1における技術的思想では、外枠体10を封止した後に支持部11を変形させて半導体チップCHP2と外枠体10の間を分離することを特徴としている。すなわち、外枠体10を封止した後に支持部11の分離処理を行うため、作業中のワイヤ倒れや、外枠体10の内部への異物(水分や埃)の混入がなく、クリーンルームなどの高度に管理された作業環境を必要としない。このため、高信頼で高歩留まり、かつ、低コストでのMEMSの生産を実現することができる。   The technical idea of the first embodiment is characterized in that after the outer frame body 10 is sealed, the support portion 11 is deformed to separate the semiconductor chip CHP2 from the outer frame body 10. That is, since the separation process of the support portion 11 is performed after the outer frame body 10 is sealed, there is no wire collapse during work, and no foreign matter (moisture or dust) is mixed inside the outer frame body 10. Does not require a highly controlled work environment. For this reason, it is possible to realize MEMS production with high reliability, high yield, and low cost.

さらに、本実施の形態1における技術的思想では、支持部11の結合・分離を検出する検出手段を備えている。すなわち、外枠体10側に形成されている電極E2と支持部11と半導体チップCHP2に形成されている電極E1との間の電気抵抗を測定することができる。したがって、この電気抵抗を測定することにより、半導体チップCHP2が外枠体10に結合されているのか、あるいは、分離されているのかを判断することができる。このため、半導体チップCHP2の確実な結合が可能となり、より高信頼のワイヤボンディングを実現することができる。同様に、半導体チップCHP2と外枠体10の間の分離も確認できるため、分離状態を確認するため、別途外枠体10に外部から加振させることで確認する必要がない。さらに、外枠体10を封止した状態でも確認ができるため、作業性が良く作業環境も自由に選べるため、低コストでMEMSを生産することができる。   Furthermore, the technical idea in the first embodiment includes a detecting unit that detects the coupling / separation of the support portion 11. That is, the electrical resistance between the electrode E2 formed on the outer frame body 10 side, the support portion 11, and the electrode E1 formed on the semiconductor chip CHP2 can be measured. Therefore, by measuring this electric resistance, it can be determined whether the semiconductor chip CHP2 is coupled to the outer frame body 10 or separated. For this reason, the semiconductor chip CHP2 can be securely bonded, and more reliable wire bonding can be realized. Similarly, since the separation between the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 can also be confirmed, it is not necessary to confirm by separately vibrating the outer frame body 10 from the outside in order to confirm the separation state. Furthermore, since it can be confirmed even when the outer frame 10 is sealed, the workability is good and the work environment can be freely selected, so that MEMS can be produced at low cost.

本実施の形態1では、割と広い面積を持つ半導体チップCHP1の上面に弾性支持部13を形成している。このため、弾性支持部13を形成する際、高度の位置制御と量の制御を必要としないので、MEMSの高信頼性と作業の簡便性が得られ、低コストでMEMSを生産することができる。   In the first embodiment, the elastic support portion 13 is formed on the upper surface of the semiconductor chip CHP1 having a relatively large area. For this reason, when forming the elastic support part 13, since high position control and quantity control are not required, the high reliability of MEMS and the simplicity of work are obtained, and MEMS can be produced at low cost. .

(実施の形態2)
本実施の形態2におけるMEMSの実装構成について図面を参照しながら説明する。前記実施の形態1では、外枠体10の底部全体を加熱することにより、支持部11の接続・分離を行なっていたが、本実施の形態2では、外枠体10の底部全体ではなく、支持部11の近傍にマイクロヒータを設けて、支持部11だけを主に加熱する例について説明する。
(Embodiment 2)
A MEMS mounting configuration according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, the entire bottom portion of the outer frame body 10 is heated to connect / separate the support portion 11, but in the second embodiment, not the entire bottom portion of the outer frame body 10, An example in which a micro heater is provided in the vicinity of the support portion 11 and only the support portion 11 is heated will be described.

図25は、本実施の形態2におけるMEMSの実装構成を示す上面図であり、前記実施の形態1におけるMEMSの実装構成を示す上面図(図4)と同様であるため、説明を省略する。次に、図26は、図25のA−A線で切断した断面図である。この図26は、図5とほぼ同様の構成をしているため、異なる構成について説明する。本実施の形態2の特徴は、外枠体10の底部において、電極E2の下部に局所加熱手段であるマイクロヒータH1が形成されている点である。マイクロヒータH1は、例えば、タングステン膜から形成されており、マイクロヒータH1上に配置されている支持部11を加熱することができるように構成されている。つまり、マイクロヒータH1によって、マイクロヒータH1上に配置されている電極E2を介して支持部11を加熱できるようになっている。   FIG. 25 is a top view showing the mounting structure of the MEMS according to the second embodiment, which is the same as the top view (FIG. 4) showing the mounting structure of the MEMS according to the first embodiment. Next, FIG. 26 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. Since this FIG. 26 has substantially the same configuration as FIG. 5, a different configuration will be described. The feature of the second embodiment is that a microheater H1, which is a local heating means, is formed at the bottom of the outer frame 10 below the electrode E2. The microheater H1 is formed of, for example, a tungsten film, and is configured so as to heat the support portion 11 disposed on the microheater H1. That is, the support part 11 can be heated by the microheater H1 via the electrode E2 disposed on the microheater H1.

図27は、マイクロヒータH1の構成を示す断面図である。図27に示すように、外枠体10の底部には電極E2が形成されており、この電極E2は配線L2と接続されている。そして、この電極E2の下部に、電極E2と電気的に分離されているマイクロヒータH1が形成されており、このマイクロヒータH1は配線L3と接続されている。配線L3は外枠体10の外部まで引き出されており、外枠体10の外部からマイクロヒータH1を制御できるように構成されている。例えば、マイクロヒータH1は、タングステンからなる抵抗素子から構成されており、この抵抗素子に電流を流すことで生じるジュール熱を使用することにより、マイクロヒータH1として機能する。つまり、マイクロヒータH1は電気的な抵抗体として形成されており、電流を流すことで抵抗の温度が上昇する仕組みになっている。電流の供給はマイクロヒータH1と接続されている配線L3を介して外枠体10の外部から供給できるようになっている。   FIG. 27 is a cross-sectional view showing the configuration of the microheater H1. As shown in FIG. 27, an electrode E2 is formed on the bottom of the outer frame 10, and this electrode E2 is connected to the wiring L2. A microheater H1 that is electrically separated from the electrode E2 is formed below the electrode E2, and the microheater H1 is connected to the wiring L3. The wiring L3 is drawn to the outside of the outer frame body 10, and is configured so that the microheater H1 can be controlled from the outside of the outer frame body 10. For example, the microheater H1 is composed of a resistance element made of tungsten, and functions as the microheater H1 by using Joule heat generated by passing a current through the resistance element. That is, the microheater H1 is formed as an electrical resistor, and has a mechanism in which the temperature of the resistance is increased by passing a current. The current can be supplied from the outside of the outer frame body 10 via the wiring L3 connected to the micro heater H1.

このように、本実施の形態2では、支持部11を加熱する手段としてマイクロヒータH1を備えているので、支持部11を加熱するために、外枠体10の底部全体を加熱する必要はなくなる。したがって、支持部11以外の部材に熱負荷がかかることを抑制できるため、MEMEの信頼性を向上することができるのである。   Thus, in this Embodiment 2, since the microheater H1 is provided as a means to heat the support part 11, it is not necessary to heat the whole bottom part of the outer frame body 10 in order to heat the support part 11. . Therefore, since it can suppress that a thermal load is applied to members other than the support part 11, the reliability of MEME can be improved.

本実施の形態2におけるMEMSは上記のように実装構成されており、以下に、MEMSの実装方法について説明する。なお、前記実施の形態1と重複するところは省略する。   The MEMS in the second embodiment is mounted and configured as described above, and a method for mounting the MEMS will be described below. In addition, the place which overlaps with the said Embodiment 1 is abbreviate | omitted.

図28に示すように、外枠体10の台座部に半導体チップCHP2を配置する。具体的には、半導体チップCHP2を真空チャックにより保持しながら、半導体チップCHP2を外枠体10の台座部に配置する。このとき、半導体チップCHP2の裏面には、電極E1が形成されており、この電極E1上に支持部11が形成されている。例えば、半田材料からなる支持部11を電極E1上に形成するには、例えば、半田印刷法や半田ボールや半田柱の搭載によって実施することができる。一方、外枠体10の台座部には、電極E2が形成されている。半導体チップCHP2に形成されている電極E1と外枠体10の台座部に形成されている電極E2が相対するように半導体チップCHP2を外枠体10の台座部に配置する。このとき、外枠体10の底部において、電極E2の下部にはマイクロヒータH1が形成されている。   As shown in FIG. 28, the semiconductor chip CHP <b> 2 is disposed on the pedestal portion of the outer frame body 10. Specifically, the semiconductor chip CHP2 is disposed on the pedestal portion of the outer frame body 10 while the semiconductor chip CHP2 is held by the vacuum chuck. At this time, the electrode E1 is formed on the back surface of the semiconductor chip CHP2, and the support portion 11 is formed on the electrode E1. For example, the support portion 11 made of a solder material can be formed on the electrode E1 by, for example, a solder printing method or mounting a solder ball or a solder column. On the other hand, an electrode E <b> 2 is formed on the pedestal portion of the outer frame body 10. The semiconductor chip CHP2 is arranged on the pedestal portion of the outer frame body 10 so that the electrode E1 formed on the semiconductor chip CHP2 and the electrode E2 formed on the pedestal portion of the outer frame body 10 face each other. At this time, a microheater H1 is formed at the bottom of the outer frame 10 below the electrode E2.

次に、半導体チップCHP2と外枠体10を結合する工程について説明する。図29は、半導体チップCHP2の電極E1を外枠体10の電極E2上に搭載した直後の状態を示しており、支持部11の形状は、初期の形状(半球状)のままである。この段階では、まだ半導体チップCHP2と外枠体10は物理的に接触されているだけであり、電極E1、電極E2と支持部11は結合状態となっていない。   Next, a process of joining the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 will be described. FIG. 29 shows a state immediately after the electrode E1 of the semiconductor chip CHP2 is mounted on the electrode E2 of the outer frame body 10, and the shape of the support portion 11 remains the initial shape (hemisphere). At this stage, the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 are only in physical contact, and the electrode E1, the electrode E2, and the support portion 11 are not in a coupled state.

この状態で、図30に示すように、電極E2の下部に電気的に分離された状態で形成されているマイクロヒータH1に電流を流す。これにより、マイクロヒータH1から発生したジュール熱が電極E2を介して支持部11に伝わる。この結果、支持部11は加熱して変形する。図30は、変形した状態の支持部11を示している。ここでは、真空チャックで半導体チップCHP2の高さ方向の位置を固定した状態で支持部11を加熱変形させている。しかし、必ずしもこのような方法である必要はなく、真空チャックをはずした状態で支持部11を加熱変形してもよい。   In this state, as shown in FIG. 30, an electric current is passed through the microheater H1 formed in a state of being electrically separated below the electrode E2. Thereby, Joule heat generated from the microheater H1 is transmitted to the support portion 11 via the electrode E2. As a result, the support part 11 is heated and deformed. FIG. 30 shows the support 11 in a deformed state. Here, the support part 11 is heated and deformed in a state where the position in the height direction of the semiconductor chip CHP2 is fixed by a vacuum chuck. However, such a method is not necessarily required, and the support portion 11 may be heated and deformed with the vacuum chuck removed.

電極E1および電極E2は支持部11に対して濡れ性の良い材料として構成されているため、マイクロヒータH1により支持部11を加熱すれば、電極E1および電極E2に接触している支持部11は溶解して液体化する。この結果、液体化した支持部11は表面張力によって電極E1および電極E2を覆うように変形する。このため、支持部11と電極E2間あるいは支持部11と電極E1との間の接触状態は点接触から面接触となり、電極E1と電極E2間の電気抵抗は小さくなる。この抵抗値の変化をモニタし、マイクロヒータH1に流す電流値を制御することにより、電極E2と支持部11の結合工程の終点を確認することができる。電極E2と結合した後の支持部11は表面張力の働きにより、電極側(電極E2および電極E1)の径は太く、支持部の中央部の径は細い形状となる。   Since the electrode E1 and the electrode E2 are configured as materials having good wettability with respect to the support part 11, if the support part 11 is heated by the microheater H1, the support part 11 in contact with the electrode E1 and the electrode E2 is Dissolve and liquefy. As a result, the liquefied support portion 11 is deformed so as to cover the electrode E1 and the electrode E2 by surface tension. For this reason, the contact state between the support part 11 and the electrode E2 or between the support part 11 and the electrode E1 changes from point contact to surface contact, and the electrical resistance between the electrode E1 and the electrode E2 becomes small. By monitoring the change in the resistance value and controlling the value of the current flowing through the microheater H1, the end point of the joining process of the electrode E2 and the support portion 11 can be confirmed. The support portion 11 after being coupled to the electrode E2 has a large diameter on the electrode side (electrode E2 and electrode E1) and a thin diameter at the center portion of the support portion due to the action of surface tension.

例えば、図18に示すように、まず、半導体チップCHP2を外枠体10上に配置した後、マイクロヒータH1に電流を流して支持部11を加熱する。その後、電極E2と支持部11との間の接触抵抗を測定する(S101)。次に、電極E2と支持部11との間の接触抵抗を測定した値が、初期状態の抵抗値(結合時の抵抗値)よりも小さくなるかを比較する(S102)。このとき、測定した抵抗値が初期状態の抵抗値よりも小さくなっていない場合には、マイクロヒータH1に流す電流量を増加して加熱温度を上昇させて加熱処理を継続する(S103)。一方、測定した抵抗値が初期状態の抵抗値よりも小さくなっている場合には、マイクロヒータH1に流す電流を停止して加熱処理を終了する(S104)。以上の検証手段により、マイクロヒータH1に流す電流値を制御しながら、電極E2と支持部11との間の接続状態を確認することができる。   For example, as shown in FIG. 18, first, after the semiconductor chip CHP2 is disposed on the outer frame body 10, the current is passed through the microheater H1 to heat the support portion 11. Then, the contact resistance between the electrode E2 and the support part 11 is measured (S101). Next, it is compared whether the measured value of the contact resistance between the electrode E2 and the support portion 11 is smaller than the initial resistance value (resistance value at the time of coupling) (S102). At this time, if the measured resistance value is not smaller than the resistance value in the initial state, the amount of current flowing through the microheater H1 is increased to increase the heating temperature and the heating process is continued (S103). On the other hand, if the measured resistance value is smaller than the initial resistance value, the current flowing through the microheater H1 is stopped and the heating process is terminated (S104). With the above verification means, the connection state between the electrode E2 and the support portion 11 can be confirmed while controlling the value of the current flowing through the microheater H1.

続いて、図31に示すように、真空チャックを用いて、半導体チップCHP1を半導体チップCHP2上に乗せた後、接着剤12を介して半導体チップCHP1を半導体チップCHP2に固定する。ここで、接着剤12はワイヤボンディングに支障がないように充分硬いものを選んでいる。   Subsequently, as illustrated in FIG. 31, the semiconductor chip CHP <b> 1 is placed on the semiconductor chip CHP <b> 2 using a vacuum chuck, and then the semiconductor chip CHP <b> 1 is fixed to the semiconductor chip CHP <b> 2 via the adhesive 12. Here, the adhesive 12 is selected to be sufficiently hard so as not to hinder wire bonding.

その後、半導体チップCHP1のパッドPD1と半導体チップCHP2のパッドPD2とをワイヤW1で接続する。同様に、半導体チップCHP2のパッドPD3と外枠体10に形成されているパッドPD4とをワイヤW2で接続する。このとき、半導体チップCHP1や半導体チップCHP2がしっかリ固定されていない場合には、ワイヤボンディングを充分に実施することができないが、本実施の形態2では、半導体チップCHP2と外枠体10が支持部11で確実に固定されているため、ワイヤボンディングの信頼性を向上することができる。   Thereafter, the pad PD1 of the semiconductor chip CHP1 and the pad PD2 of the semiconductor chip CHP2 are connected by the wire W1. Similarly, the pad PD3 of the semiconductor chip CHP2 and the pad PD4 formed on the outer frame body 10 are connected by the wire W2. At this time, when the semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2 are not firmly fixed, the wire bonding cannot be sufficiently performed. However, in the second embodiment, the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 are supported. Since it is securely fixed by the portion 11, the reliability of wire bonding can be improved.

次に、図32に示すように、半導体チップCHP1の上面に、例えば、シリコンゲルからなる弾性支持部13を形成した後、この弾性支持部13と接触するようにキャップ14を外枠体10の上部に搭載する。そして、ベーク処理を施して弾性支持部13を硬化させることにより、半導体チップCHP1とキャップ14とを弾性支持部13で接続する。   Next, as shown in FIG. 32, after the elastic support portion 13 made of, for example, silicon gel is formed on the upper surface of the semiconductor chip CHP1, the cap 14 is attached to the outer frame body 10 so as to come into contact with the elastic support portion 13. Mount on top. The semiconductor chip CHP1 and the cap 14 are connected by the elastic support portion 13 by performing a baking process and curing the elastic support portion 13.

続いて、キャップ14をシーム溶接などにより外枠体10に接合する。これにより、半導体チップCHP1および半導体チップCHP2は外枠体10の内部で封止される。このとき、弾性支持部13は、例えば、シリコンゲルなどの柔らかい材料から構成されているので、外部からの振動外乱を吸収する効果が得られる。つまり、外枠体10の外部からの振動外乱は、半導体チップCHP1に伝達する前に、柔らかい弾性支持部13により吸収される。   Subsequently, the cap 14 is joined to the outer frame body 10 by seam welding or the like. Thus, the semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2 are sealed inside the outer frame body 10. At this time, since the elastic support part 13 is comprised from soft materials, such as a silicon gel, the effect which absorbs the vibration disturbance from the outside is acquired. That is, vibration disturbance from the outside of the outer frame body 10 is absorbed by the soft elastic support portion 13 before being transmitted to the semiconductor chip CHP1.

図33は、ワイヤボンディング工程を実施した後、半導体チップCHP2と外枠体10とを接続している様子を示す図である。図33に示すように、半導体チップCHP2に形成されているパッドPD3と外枠体10に形成されているパッドPD4がワイヤW2で接続されている。このとき、半導体チップCHP2に形成されている電極E1と、外枠体10に形成されている電極E2は、支持部11でしっかり接続されている。つまり、支持部11と電極E2との接触面積は大きくなっており、電極E2と支持部11とは、確実に接続している。   FIG. 33 is a diagram illustrating a state in which the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 are connected after performing the wire bonding step. As shown in FIG. 33, a pad PD3 formed on the semiconductor chip CHP2 and a pad PD4 formed on the outer frame 10 are connected by a wire W2. At this time, the electrode E1 formed on the semiconductor chip CHP2 and the electrode E2 formed on the outer frame body 10 are firmly connected by the support portion 11. That is, the contact area between the support part 11 and the electrode E2 is large, and the electrode E2 and the support part 11 are securely connected.

続いて、図34は、図33に示す状態の外枠体10の底部をマイクロヒータH1によってさらに加熱する様子を示している。図34に示すように、電極E1や電極E2は支持部11と濡れ性が良好な部材から構成されているので、さらに、支持部11の加熱が行なわれると、この加熱処理により支持部11は再び溶融して液体化する。液体化した支持部11は、表面張力により濡れ性の良好な電極E1側と電極E2側に引っ張られる。このように液体化した支持部11が電極E1側と電極E2側の両方から引っ張られる結果、電極E1と電極E2の間で分離する。これにより、電極E1と電極E2は物理的に分離される。   Next, FIG. 34 shows a state in which the bottom of the outer frame 10 in the state shown in FIG. 33 is further heated by the microheater H1. As shown in FIG. 34, since the electrode E1 and the electrode E2 are composed of members having good wettability with the support part 11, when the support part 11 is further heated, the support part 11 is It melts again and liquefies. The liquefied support portion 11 is pulled by the surface tension to the electrode E1 side and the electrode E2 side having good wettability. As a result of the liquefied support portion 11 being pulled from both the electrode E1 side and the electrode E2 side, the support portion 11 is separated between the electrode E1 and the electrode E2. Thereby, the electrode E1 and the electrode E2 are physically separated.

電極E1と電極E2とを接続している支持部11を分離することは、上述した閉ループ回路で、電極E1と電極E2間の接触抵抗を測定することにより確認することができる。つまり、図33に示すように、さらなる熱処理を施す前、電極E2と支持部11とは面接触しているので、電極E2と電極E1との間の接触抵抗は小さくなる。これに対し、図34に示すように、さらなる熱処理を施した後、電極E2と電極E1とを接続している支持部11が分離して電極E1と電極E2が切り離されることになるので、電極E2と電極E1との間の接触抵抗は無限大となる。したがって、電極E2と電極E1との間の接触抵抗を測定すれば、電極E2と電極E1との接触状態を確認することできるのである。   Separation of the support portion 11 connecting the electrode E1 and the electrode E2 can be confirmed by measuring the contact resistance between the electrode E1 and the electrode E2 in the above-described closed loop circuit. That is, as shown in FIG. 33, since the electrode E2 and the support portion 11 are in surface contact before further heat treatment, the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is reduced. On the other hand, as shown in FIG. 34, after further heat treatment, the support part 11 connecting the electrode E2 and the electrode E1 is separated and the electrode E1 and the electrode E2 are separated. The contact resistance between E2 and the electrode E1 is infinite. Therefore, if the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is measured, the contact state between the electrode E2 and the electrode E1 can be confirmed.

例えば、図24に示すように、まず、ワイヤボンディング工程を実施し、外枠体10をキャップ14で封止した後、マイクロヒータH1で支持部11を加熱する。その後、電極E2と電極E1との間の接触抵抗を測定する(S201)。次に、電極E2と電極E1との間の接触抵抗を測定した値が、無限大になるかを判定する(S202)。このとき、測定した抵抗値が無限大よりも小さい場合には、マイクロヒータH1による熱処理を継続し、かつ、マイクロヒータH1に流す電流値を増加させて加熱温度を上昇させる(S203)。一方、測定した抵抗値が無限大となっている場合には、マイクロヒータH1による熱処理を終了する(S204)。以上の検証手段により、マイクロヒータH1に流す電流を制御しながら、電極E2と電極E1との間の接続状態を確認することができる。   For example, as shown in FIG. 24, first, a wire bonding step is performed, the outer frame body 10 is sealed with a cap 14, and then the support portion 11 is heated with a microheater H1. Thereafter, the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is measured (S201). Next, it is determined whether the value obtained by measuring the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is infinite (S202). At this time, if the measured resistance value is smaller than infinity, the heat treatment by the microheater H1 is continued, and the heating current is raised by increasing the value of the current passed through the microheater H1 (S203). On the other hand, if the measured resistance value is infinite, the heat treatment by the microheater H1 is terminated (S204). With the above verification means, the connection state between the electrode E2 and the electrode E1 can be confirmed while controlling the current flowing through the microheater H1.

以上の工程を経ることにより、図26に示すようなMEMSの実装構成を得ることができる。本実施の形態2によれば、支持部11を外枠体10に形成されているマイクロヒータH1(局所加熱手段)で局所的に加熱変形させることにより、半導体チップCHP2と外枠体10間を結合もしくは分離することができる。このため、外枠体10の他の部材は熱の影響を殆ど受けず、弾性支持部13の熱変質もしくは変形を防げる効果が得られる。さらには、外枠体10を含めたMEMSの構成要素間の熱選択性も考慮しなくてもよい効果が得られる。   Through the above steps, a MEMS mounting configuration as shown in FIG. 26 can be obtained. According to the second embodiment, the support portion 11 is locally heated and deformed by the microheater H1 (local heating means) formed on the outer frame body 10, whereby the gap between the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 is obtained. Can be combined or separated. For this reason, the other members of the outer frame body 10 are hardly affected by heat, and an effect of preventing the thermal support or deformation of the elastic support portion 13 is obtained. Furthermore, the effect which does not need to consider the thermal selectivity between the components of MEMS including the outer frame 10 is acquired.

さらに、本実施の形態2では、ジュール熱を発生させることで加熱するマイクロヒータH1に流す電流値を制御することで発生する熱量もしくは温度を制御することができる。このとき、電極E1、支持部11および電極E2を含む閉ループ回路を用いて電極E1と電極E2間の抵抗値を測定し、この測定した抵抗値に基づいて、マイクロヒータH1に流す電流量を制御している。すなわち、支持部11を電極E2としっかり結合させるときには、電極E1と電極E2間の抵抗値がある一定値以下になるまでマイクロヒータH1による加熱処理を行ない、また、電極E1と電極E2間を物理的に分離するときには、電極E1と電極E2の間の抵抗値が無限大になるまでマイクロヒータH1に電流を流す制御を行っている。これにより、半導体チップCHP2と外枠体10(詳しくは、電極E1と電極E2)間の結合と分離を同じ局所加熱手段であるマイクロヒータH1で実施することができる。   Furthermore, in the second embodiment, it is possible to control the amount of heat or temperature generated by controlling the current value flowing through the microheater H1 that is heated by generating Joule heat. At this time, the resistance value between the electrode E1 and the electrode E2 is measured using a closed loop circuit including the electrode E1, the support portion 11, and the electrode E2, and the amount of current flowing through the microheater H1 is controlled based on the measured resistance value. doing. That is, when the support portion 11 is firmly coupled to the electrode E2, the heat treatment is performed by the microheater H1 until the resistance value between the electrode E1 and the electrode E2 is equal to or less than a certain value, and between the electrode E1 and the electrode E2 is physically performed. When the separation is performed, the current is controlled to flow through the microheater H1 until the resistance value between the electrode E1 and the electrode E2 becomes infinite. Thereby, the coupling and separation between the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 (specifically, the electrode E1 and the electrode E2) can be performed by the micro heater H1 which is the same local heating means.

(実施の形態3)
本実施の形態3におけるMEMSの実装構成について図面を参照しながら説明する。前記実施の形態2では、外枠体10の上部に配置されるキャップ14と半導体チップCHP1とを弾性支持部13で支持することにより宙吊り構造を実現する例について説明したが、本実施の形態3では、外枠体10の底部(台座部)と半導体チップCHP2とを弾性支持部13で支持する実装構成について説明する。
(Embodiment 3)
A MEMS mounting configuration according to the third embodiment will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, the example in which the suspended structure is realized by supporting the cap 14 and the semiconductor chip CHP1 disposed on the upper portion of the outer frame body 10 with the elastic support portion 13 has been described. Now, a mounting configuration in which the bottom portion (pedestal portion) of the outer frame body 10 and the semiconductor chip CHP2 are supported by the elastic support portion 13 will be described.

図35は、本実施の形態3におけるMEMSの実装構成を示す上面図であり、前記実施の形態2におけるMEMSの実装構成を示す上面図(図25)とほぼ同様である。前記実施の形態2と本実施の形態3の異なる点は、本実施の形態3では、半導体チップCHP1の上面に弾性支持部13が存在しない点である。次に、図36は、図35のA−A線で切断した断面図である。この図36は、図26とほぼ同様の構成をしているため、異なる構成について説明する。すなわち、図36においては、半導体チップCHP2と外枠体10の底部が弾性支持部13で接続されている。このように前記実施の形態2(図26)と本実施の形態3(図36)では、両方とも弾性支持部13で半導体チップCHP1と半導体チップCHP2の積層構造が外枠体10に接続されている点は共通する。だだし、前記実施の形態2(図26)では、半導体チップCHP1とキャップ14が弾性支持部13で接続されているのに対し、本実施の形態3(図36)では、半導体チップCHP2と外枠体10の底部が弾性支持部13で接続されている。本実施の形態3でも、半導体チップCHP2と半導体チップCHP1の積層構造は、弾性支持部13だけを介して外枠体10と接続されている。このことは、前記実施の形態2と同様に、MEMS構造体が形成されている半導体チップCHP1が柔らかい弾性支持部13だけで支持されていることを意味する。したがって、外枠体10の外部で発生する振動外乱は、外枠体10と接触している弾性支持部13を介してだけ、MEMS構造体が形成されている半導体チップCHP1に伝達される。この場合、弾性支持部13は、例えば、シリコンゲルなどの柔らかい材料から構成されているので、外部からの振動外乱を吸収する効果が得られる。つまり、外枠体10の外部からの振動外乱は、半導体チップCHP1に伝達する前に、柔らかい弾性支持部13により吸収されるのである。この結果、本実施の形態3におけるMEMSの実装構成でも、MEMS構造体が形成されている半導体チップCHP1に伝達される振動外乱を低減することができ、MEMSの検出感度を向上することができる。   FIG. 35 is a top view showing the MEMS mounting configuration in the third embodiment, which is substantially the same as the top view (FIG. 25) showing the MEMS mounting configuration in the second embodiment. The difference between the second embodiment and the third embodiment is that the elastic support portion 13 does not exist on the upper surface of the semiconductor chip CHP1 in the third embodiment. Next, FIG. 36 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 36 has almost the same configuration as that of FIG. 26, and therefore a different configuration will be described. That is, in FIG. 36, the semiconductor chip CHP2 and the bottom of the outer frame body 10 are connected by the elastic support portion 13. As described above, in the second embodiment (FIG. 26) and the third embodiment (FIG. 36), the laminated structure of the semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2 is connected to the outer frame body 10 by the elastic support portion 13. There is a common point. However, in the second embodiment (FIG. 26), the semiconductor chip CHP1 and the cap 14 are connected by the elastic support portion 13, whereas in the third embodiment (FIG. 36), the semiconductor chip CHP2 and the cap 14 are externally connected. The bottom of the frame 10 is connected by an elastic support 13. Also in the third embodiment, the stacked structure of the semiconductor chip CHP2 and the semiconductor chip CHP1 is connected to the outer frame body 10 only through the elastic support portion 13. This means that the semiconductor chip CHP1 on which the MEMS structure is formed is supported only by the soft elastic support portion 13 as in the second embodiment. Therefore, the vibration disturbance generated outside the outer frame body 10 is transmitted to the semiconductor chip CHP1 in which the MEMS structure is formed only through the elastic support portion 13 that is in contact with the outer frame body 10. In this case, since the elastic support part 13 is comprised from soft materials, such as a silicon gel, for example, the effect which absorbs the vibration disturbance from the outside is acquired. That is, the vibration disturbance from the outside of the outer frame body 10 is absorbed by the soft elastic support portion 13 before being transmitted to the semiconductor chip CHP1. As a result, even in the MEMS mounting configuration of the third embodiment, vibration disturbance transmitted to the semiconductor chip CHP1 in which the MEMS structure is formed can be reduced, and the detection sensitivity of the MEMS can be improved.

本実施の形態3におけるMEMSは上記のように実装構成されており、以下に、MEMSの実装方法について説明する。なお、前記実施の形態1と重複するところは省略する。   The MEMS according to the third embodiment is mounted and configured as described above, and a method for mounting the MEMS will be described below. In addition, the place which overlaps with the said Embodiment 1 is abbreviate | omitted.

図37に示すように、外枠体10の台座部に半導体チップCHP2を配置する。具体的には、半導体チップCHP2を真空チャックにより保持しながら、半導体チップCHP2を外枠体10の台座部に配置する。このとき、半導体チップCHP2の裏面には、電極E1が形成されており、この電極E1上に支持部11が形成されている。一方、外枠体10の台座部には、電極E2が形成されている。半導体チップCHP2に形成されている電極E1と外枠体10の台座部に形成されている電極E2が相対するように半導体チップCHP2を外枠体10の台座部に配置する。このとき、外枠体10の底部において、電極E2の下部にはマイクロヒータH1が形成されている。   As shown in FIG. 37, the semiconductor chip CHP <b> 2 is disposed on the pedestal portion of the outer frame body 10. Specifically, the semiconductor chip CHP2 is disposed on the pedestal portion of the outer frame body 10 while the semiconductor chip CHP2 is held by the vacuum chuck. At this time, the electrode E1 is formed on the back surface of the semiconductor chip CHP2, and the support portion 11 is formed on the electrode E1. On the other hand, an electrode E <b> 2 is formed on the pedestal portion of the outer frame body 10. The semiconductor chip CHP2 is arranged on the pedestal portion of the outer frame body 10 so that the electrode E1 formed on the semiconductor chip CHP2 and the electrode E2 formed on the pedestal portion of the outer frame body 10 face each other. At this time, a microheater H1 is formed at the bottom of the outer frame 10 below the electrode E2.

本実施の形態3において、図37に示すように、半導体チップCHP2の裏面には、電極E1および支持部13が外縁領域近傍に形成されているものの、半導体チップCHP2の裏面にある中央領域には広いスペースがある。一般的に、数〜数十mm角である半導体チップCHP2の裏面中央領域には直径数mmの領域が確保できる。このため、本実施の形態3では、外枠体10の底部(台座部)に弾性支持部13を構成するシリコンゲルなどの弾性支持部材を塗布している。   In the third embodiment, as shown in FIG. 37, the electrode E1 and the support portion 13 are formed in the vicinity of the outer edge region on the back surface of the semiconductor chip CHP2, but in the central region on the back surface of the semiconductor chip CHP2. There is a large space. Generally, a region having a diameter of several mm can be secured in the central region on the back surface of the semiconductor chip CHP2 that is several to several tens of mm square. For this reason, in the third embodiment, an elastic support member such as silicon gel constituting the elastic support portion 13 is applied to the bottom portion (pedestal portion) of the outer frame body 10.

続いて、図38に示すように、外枠体10の底部(台座部)に塗布した弾性支持部13上に半導体チップCHP2を搭載し、その後、外枠体10の底部から弾性支持部13をベークすることにより、外枠体10と半導体チップCHP2とを接続する。このとき、半導体チップCHP2に形成されている電極E1と、外枠体10の底部に形成されている電極E2とは、支持部11で接触している。   Subsequently, as shown in FIG. 38, the semiconductor chip CHP2 is mounted on the elastic support portion 13 applied to the bottom portion (pedestal portion) of the outer frame body 10, and then the elastic support portion 13 is attached from the bottom portion of the outer frame body 10. By baking, the outer frame body 10 and the semiconductor chip CHP2 are connected. At this time, the electrode E1 formed on the semiconductor chip CHP2 and the electrode E2 formed on the bottom of the outer frame body 10 are in contact with each other at the support portion 11.

この状態で、電極E2の下部に電気的に分離された状態で形成されているマイクロヒータH1に電流を流す。これにより、マイクロヒータH1から発生したジュール熱が電極E2を介して支持部11に伝わる。この結果、支持部11は加熱して変形する。図38は、変形した状態の支持部11を示している。ここでは、真空チャックで半導体チップCHP2の高さ方向の位置を固定した状態で支持部11を加熱変形させている。しかし、必ずしもこのような方法である必要はなく、真空チャックをはずした状態で支持部11を加熱変形してもよい。   In this state, a current is passed through the microheater H1 formed in a state of being electrically separated below the electrode E2. Thereby, Joule heat generated from the microheater H1 is transmitted to the support portion 11 via the electrode E2. As a result, the support part 11 is heated and deformed. FIG. 38 shows the support 11 in a deformed state. Here, the support part 11 is heated and deformed in a state where the position in the height direction of the semiconductor chip CHP2 is fixed by a vacuum chuck. However, such a method is not necessarily required, and the support portion 11 may be heated and deformed with the vacuum chuck removed.

電極E1および電極E2は支持部11に対して濡れ性の良い材料として構成されているため、マイクロヒータH1により支持部11を加熱すれば、電極E1および電極E2に接触している支持部11は溶解して液体化する。この結果、液体化した支持部11は表面張力によって電極E1および電極E2を覆うように変形する。このため、支持部11と電極E2間あるいは支持部11と電極E1との間の接触状態は点接触から面接触となり、電極E1と電極E2間の電気抵抗は小さくなる。この抵抗値の変化をモニタし、マイクロヒータH1に流す電流値を制御することにより、電極E2と支持部11の結合工程の終点を確認することができる。電極E2と結合した後の支持部11は表面張力の働きにより、電極側(電極E2および電極E1)の径は太く、支持部の中央部の径は細い形状となる。   Since the electrode E1 and the electrode E2 are configured as materials having good wettability with respect to the support part 11, if the support part 11 is heated by the microheater H1, the support part 11 in contact with the electrode E1 and the electrode E2 is Dissolve and liquefy. As a result, the liquefied support portion 11 is deformed so as to cover the electrode E1 and the electrode E2 by surface tension. For this reason, the contact state between the support part 11 and the electrode E2 or between the support part 11 and the electrode E1 changes from point contact to surface contact, and the electrical resistance between the electrode E1 and the electrode E2 becomes small. By monitoring the change in the resistance value and controlling the value of the current flowing through the microheater H1, the end point of the joining process of the electrode E2 and the support portion 11 can be confirmed. The support portion 11 after being coupled to the electrode E2 has a large diameter on the electrode side (electrode E2 and electrode E1) and a thin diameter at the center portion of the support portion due to the action of surface tension.

例えば、図18に示すように、まず、半導体チップCHP2を外枠体10上に配置した後、マイクロヒータH1に電流を流して支持部11を加熱する。その後、電極E2と支持部11との間の接触抵抗を測定する(S101)。次に、電極E2と支持部11との間の接触抵抗を測定した値が、初期状態の抵抗値(結合時の抵抗値)よりも小さくなるかを比較する(S102)。このとき、測定した抵抗値が初期状態の抵抗値よりも小さくなっていない場合には、マイクロヒータH1に流す電流量を増加して加熱温度を上昇させて加熱処理を継続する(S103)。一方、測定した抵抗値が初期状態の抵抗値よりも小さくなっている場合には、マイクロヒータH1に流す電流を停止して加熱処理を終了する(S104)。以上の検証手段により、マイクロヒータH1に流す電流値を制御しながら、電極E2と支持部11との間の接続状態を確認することができる。   For example, as shown in FIG. 18, first, after the semiconductor chip CHP2 is disposed on the outer frame body 10, the current is passed through the microheater H1 to heat the support portion 11. Then, the contact resistance between the electrode E2 and the support part 11 is measured (S101). Next, it is compared whether the measured value of the contact resistance between the electrode E2 and the support portion 11 is smaller than the initial resistance value (resistance value at the time of coupling) (S102). At this time, if the measured resistance value is not smaller than the resistance value in the initial state, the amount of current flowing through the microheater H1 is increased to increase the heating temperature and the heating process is continued (S103). On the other hand, if the measured resistance value is smaller than the initial resistance value, the current flowing through the microheater H1 is stopped and the heating process is terminated (S104). With the above verification means, the connection state between the electrode E2 and the support portion 11 can be confirmed while controlling the value of the current flowing through the microheater H1.

続いて、図39に示すように、真空チャックを用いて、半導体チップCHP1を半導体チップCHP2上に乗せた後、接着材12を介して半導体チップCHP1を半導体チップCHP2に固定する。ここで、接着材12はワイヤボンディングに支障がないように充分硬いものを選んでいる。   Subsequently, as shown in FIG. 39, after the semiconductor chip CHP1 is placed on the semiconductor chip CHP2 using a vacuum chuck, the semiconductor chip CHP1 is fixed to the semiconductor chip CHP2 via the adhesive material 12. Here, the adhesive 12 is selected to be sufficiently hard so as not to hinder wire bonding.

その後、半導体チップCHP1のパッドPD1と半導体チップCHP2のパッドPD2とをワイヤW1で接続する。同様に、半導体チップCHP2のパッドPD3と外枠体10に形成されているパッドPD4とをワイヤW2で接続する。このとき、半導体チップCHP1や半導体チップCHP2が柔らかい弾性支持部13だけで接続されてしっかリ固定されていない場合には、ワイヤボンディングを充分に実施することができないが、本実施の形態3では、半導体チップCHP2と外枠体10が支持部11で確実に固定されているため、ワイヤボンディングの信頼性を向上することができる。   Thereafter, the pad PD1 of the semiconductor chip CHP1 and the pad PD2 of the semiconductor chip CHP2 are connected by the wire W1. Similarly, the pad PD3 of the semiconductor chip CHP2 and the pad PD4 formed on the outer frame body 10 are connected by the wire W2. At this time, when the semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2 are connected only by the soft elastic support portion 13 and are not firmly fixed, the wire bonding cannot be sufficiently performed. Since the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 are securely fixed by the support portion 11, the reliability of wire bonding can be improved.

次に、キャップ14を外枠体10の上部に搭載する。そして、キャップ14をシーム溶接などのより外枠体10に接合する。これにより、半導体チップCHP1および半導体チップCHP2は外枠体10の内部で封止される。   Next, the cap 14 is mounted on the upper portion of the outer frame body 10. Then, the cap 14 is joined to the outer frame body 10 by seam welding or the like. Thus, the semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2 are sealed inside the outer frame body 10.

続いて、外枠体10の底部をマイクロヒータH1によってさらに加熱する。このとき、電極E1や電極E2は支持部11と濡れ性が良好な部材から構成されているので、さらに、支持部11の加熱が行なわれると、この加熱処理により支持部11は再び溶融して液体化する。液体化した支持部11は、表面張力により濡れ性の良好な電極E1側と電極E2側に引っ張られる。このように液体化した支持部11が電極E1側と電極E2側の両方から引っ張られる結果、電極E1と電極E2の間で分離する。これにより、電極E1と電極E2は物理的に分離される。   Subsequently, the bottom of the outer frame body 10 is further heated by the microheater H1. At this time, since the electrode E1 and the electrode E2 are composed of members having good wettability with the support portion 11, if the support portion 11 is further heated, the support portion 11 is melted again by this heat treatment. Liquefy. The liquefied support portion 11 is pulled by the surface tension to the electrode E1 side and the electrode E2 side having good wettability. As a result of the liquefied support portion 11 being pulled from both the electrode E1 side and the electrode E2 side, the support portion 11 is separated between the electrode E1 and the electrode E2. Thereby, the electrode E1 and the electrode E2 are physically separated.

電極E1と電極E2とを接続している支持部11を分離することは、上述した閉ループ回路で、電極E1と電極E2間の接触抵抗を測定することにより確認することができる。つまり、さらなる熱処理を施す前、電極E2と支持部11とは面接触しているので、電極E2と電極E1との間の接触抵抗は小さくなる。これに対して、さらなる熱処理を施した後、電極E2と電極E1とを接続している支持部11が分離して電極E1と電極E2が切り離されることになるので、電極E2と電極E1との間の接触抵抗は無限大となる。したがって、電極E2と電極E1との間の接触抵抗を測定すれば、電極E2と電極E1との接触状態を確認することできるのである。   Separation of the support portion 11 connecting the electrode E1 and the electrode E2 can be confirmed by measuring the contact resistance between the electrode E1 and the electrode E2 in the above-described closed loop circuit. That is, before the further heat treatment is performed, the electrode E2 and the support portion 11 are in surface contact with each other, so that the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is reduced. On the other hand, after further heat treatment, the support part 11 connecting the electrode E2 and the electrode E1 is separated and the electrode E1 and the electrode E2 are separated. The contact resistance between them becomes infinite. Therefore, if the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is measured, the contact state between the electrode E2 and the electrode E1 can be confirmed.

例えば、図24に示すように、まず、ワイヤボンディング工程を実施し、外枠体10をキャップ14で封止した後、マイクロヒータH1で支持部11を加熱する。その後、電極E2と電極E1との間の接触抵抗を測定する(S201)。次に、電極E2と電極E1との間の接触抵抗を測定した値が、無限大になるかを判定する(S202)。このとき、測定した抵抗値が無限大よりも小さい場合には、マイクロヒータH1による熱処理を継続し、かつ、マイクロヒータH1に流す電流値を増加させて加熱温度を上昇させる(S203)。一方、測定した抵抗値が無限大となっている場合には、マイクロヒータH1による熱処理を終了する(S204)。以上の検証手段により、マイクロヒータH1に流す電流を制御しながら、電極E2と電極E1との間の接続状態を確認することができる。   For example, as shown in FIG. 24, first, a wire bonding step is performed, the outer frame body 10 is sealed with a cap 14, and then the support portion 11 is heated with a microheater H1. Thereafter, the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is measured (S201). Next, it is determined whether the value obtained by measuring the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is infinite (S202). At this time, if the measured resistance value is smaller than infinity, the heat treatment by the microheater H1 is continued, and the heating current is raised by increasing the value of the current passed through the microheater H1 (S203). On the other hand, if the measured resistance value is infinite, the heat treatment by the microheater H1 is terminated (S204). With the above verification means, the connection state between the electrode E2 and the electrode E1 can be confirmed while controlling the current flowing through the microheater H1.

本実施の形態3では、生産効率を考慮し、外枠体10を封止した後に支持部11による固定を開放しているが、これに限らずワイヤボンディング工程後であればいつ解放しても良い。例えば、ワイヤボンディング工程を実施した後、外枠体10をキャップ14で封止する前に支持部11による固定を開放することもできる。この場合、封止していない状態で支持部11に熱処理を加えることになる。すなわち、この熱処理によって、外枠体10の内部にある構成要素からのOUTガスの放出が問題となる場合は、封止前に支持部11による固定を開放することもできる。例えば、MEMSが角速度センサなどの場合、基準振動を維持するため、MEMS構造体を形成した半導体チップCHP1を真空状態に近い状態で封止する必要がある。この場合、本実施の形態3におけるMEMSの実装方法によれば、外枠体10をキャップ14で封止する前に支持部11による固定を開放することができるので、角速度センサの実装に適しているといえる。つまり、外枠体10をキャップ14で封止する前に、支持部11を加熱するので、このときに発生するOUTガスは外枠体10の外へ排出される。このことから、支持部11を加熱することにより発生するOUTガスの影響を考えることなく、外枠体10を真空封止することができる。以上の工程を経ることにより、図36に示すようなMEMSの実装構成を得ることができる。   In the third embodiment, in consideration of production efficiency, the fixing by the support portion 11 is released after the outer frame body 10 is sealed. However, the present invention is not limited to this. good. For example, after the wire bonding process is performed, the fixing by the support portion 11 can be released before the outer frame body 10 is sealed with the cap 14. In this case, heat treatment is applied to the support portion 11 in a state where the sealing is not performed. That is, when the heat treatment causes a problem in the release of the OUT gas from the components inside the outer frame body 10, the fixing by the support portion 11 can be released before sealing. For example, when the MEMS is an angular velocity sensor or the like, it is necessary to seal the semiconductor chip CHP1 on which the MEMS structure is formed in a state close to a vacuum state in order to maintain the reference vibration. In this case, according to the MEMS mounting method in the third embodiment, the fixing by the support portion 11 can be released before the outer frame body 10 is sealed with the cap 14, which is suitable for mounting the angular velocity sensor. It can be said that. That is, since the support portion 11 is heated before the outer frame body 10 is sealed with the cap 14, the OUT gas generated at this time is discharged out of the outer frame body 10. Therefore, the outer frame body 10 can be vacuum sealed without considering the influence of the OUT gas generated by heating the support portion 11. Through the above steps, a MEMS mounting configuration as shown in FIG. 36 can be obtained.

(実施の形態4)
本実施の形態4におけるMEMSの実装構成について図面を参照しながら説明する。前記実施の形態2では、外枠体10の上部に配置されるキャップ14と半導体チップCHP1とを弾性支持部13で支持することにより宙吊り構造を実現する例について説明したが、本実施の形態4では、外枠体10の側面と半導体チップCHP2の側面とを弾性支持部13で支持する実装構成について説明する。
(Embodiment 4)
A MEMS mounting configuration according to the fourth embodiment will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, the example in which the suspended structure is realized by supporting the cap 14 and the semiconductor chip CHP1 disposed on the upper portion of the outer frame body 10 with the elastic support portion 13 has been described. Now, a mounting configuration in which the side surface of the outer frame body 10 and the side surface of the semiconductor chip CHP2 are supported by the elastic support portion 13 will be described.

図40は、本実施の形態4におけるMEMSの実装構成を示す上面図であり、前記実施の形態2におけるMEMSの実装構成を示す上面図(図25)とほぼ同様である。前記実施の形態2と本実施の形態4の異なる点は、本実施の形態4では、半導体チップCHP2の側面と外枠体10の側面に弾性支持部13が存在している点である。次に、図41は、図40のA−A線で切断した断面図である。この図41は、図26とほぼ同様の構成をしているため、異なる構成について説明する。すなわち、図41においては、半導体チップCHP2の側面と外枠体10の側面が弾性支持部13で接続されている。   FIG. 40 is a top view showing the MEMS mounting configuration in the fourth embodiment, which is substantially the same as the top view (FIG. 25) showing the MEMS mounting configuration in the second embodiment. The difference between the second embodiment and the fourth embodiment is that, in the fourth embodiment, the elastic support portions 13 are present on the side surface of the semiconductor chip CHP2 and the side surface of the outer frame body 10. Next, FIG. 41 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 41 has almost the same configuration as that of FIG. 26, and therefore a different configuration will be described. That is, in FIG. 41, the side surface of the semiconductor chip CHP2 and the side surface of the outer frame body 10 are connected by the elastic support portion 13.

本実施の形態4でも、半導体チップCHP2と半導体チップCHP1の積層構造は、弾性支持部13だけを介してだけ外枠体10と接続されている。このことは、前記実施の形態2と同様に、MEMS構造体が形成されている半導体チップCHP1が柔らかい弾性支持部13だけで支持されていることを意味する。したがって、外枠体10の外部で発生する振動外乱は、外枠体10と接触している弾性支持部13を介してだけ、MEMS構造体が形成されている半導体チップCHP1に伝達される。この場合、弾性支持部13は、例えば、シリコンゲルなどの柔らかい材料から構成されているので、外部からの振動外乱を吸収する効果が得られる。つまり、外枠体10の外部からの振動外乱は、半導体チップCHP1に伝達する前に、柔らかい弾性支持部13により吸収されるのである。この結果、本実施の形態4におけるMEMSの実装構成でも、MEMS構造体が形成されている半導体チップCHP1に伝達される振動外乱を低減することができ、MEMSの検出感度を向上することができる。   Also in the fourth embodiment, the stacked structure of the semiconductor chip CHP2 and the semiconductor chip CHP1 is connected to the outer frame body 10 only through the elastic support portion 13. This means that the semiconductor chip CHP1 on which the MEMS structure is formed is supported only by the soft elastic support portion 13 as in the second embodiment. Therefore, the vibration disturbance generated outside the outer frame body 10 is transmitted to the semiconductor chip CHP1 in which the MEMS structure is formed only through the elastic support portion 13 that is in contact with the outer frame body 10. In this case, since the elastic support part 13 is comprised from soft materials, such as a silicon gel, for example, the effect which absorbs the vibration disturbance from the outside is acquired. That is, the vibration disturbance from the outside of the outer frame body 10 is absorbed by the soft elastic support portion 13 before being transmitted to the semiconductor chip CHP1. As a result, even in the MEMS mounting configuration of the fourth embodiment, vibration disturbance transmitted to the semiconductor chip CHP1 in which the MEMS structure is formed can be reduced, and the detection sensitivity of the MEMS can be improved.

本実施の形態4におけるMEMSは上記のように実装構成されており、以下に、MEMSの実装方法について説明する。なお、前記実施の形態1と重複するところは省略する。   The MEMS in the fourth embodiment is mounted and configured as described above, and a method for mounting the MEMS will be described below. In addition, the place which overlaps with the said Embodiment 1 is abbreviate | omitted.

図42に示すように、外枠体10の台座部に半導体チップCHP2を配置する。具体的には、半導体チップCHP2を真空チャックにより保持しながら、半導体チップCHP2を外枠体10の台座部に配置する。このとき、半導体チップCHP2の裏面には、電極E1が形成されており、この電極E1上に支持部11が形成されている。一方、外枠体10の台座部には、電極E2が形成されている。半導体チップCHP2に形成されている電極E1と外枠体10の台座部に形成されている電極E2が相対するように半導体チップCHP2を外枠体10の台座部に配置する。このとき、外枠体10の底部において、電極E2の下部にはマイクロヒータH1が形成されている。   As shown in FIG. 42, the semiconductor chip CHP <b> 2 is disposed on the pedestal portion of the outer frame body 10. Specifically, the semiconductor chip CHP2 is disposed on the pedestal portion of the outer frame body 10 while the semiconductor chip CHP2 is held by the vacuum chuck. At this time, the electrode E1 is formed on the back surface of the semiconductor chip CHP2, and the support portion 11 is formed on the electrode E1. On the other hand, an electrode E <b> 2 is formed on the pedestal portion of the outer frame body 10. The semiconductor chip CHP2 is arranged on the pedestal portion of the outer frame body 10 so that the electrode E1 formed on the semiconductor chip CHP2 and the electrode E2 formed on the pedestal portion of the outer frame body 10 face each other. At this time, a microheater H1 is formed at the bottom of the outer frame 10 below the electrode E2.

この状態で、電極E2の下部に電気的に分離された状態で形成されているマイクロヒータH1に電流を流す。これにより、マイクロヒータH1から発生したジュール熱が電極E2を介して支持部11に伝わる。この結果、支持部11は加熱して変形する。図42は、変形した状態の支持部11を示している。   In this state, a current is passed through the microheater H1 formed in a state of being electrically separated below the electrode E2. Thereby, Joule heat generated from the microheater H1 is transmitted to the support portion 11 via the electrode E2. As a result, the support part 11 is heated and deformed. FIG. 42 shows the support portion 11 in a deformed state.

電極E1および電極E2は支持部11に対して濡れ性の良い材料として構成されているため、マイクロヒータH1により支持部11を加熱すれば、電極E1および電極E2に接触している支持部11は溶解して液体化する。この結果、液体化した支持部11は表面張力によって電極E1および電極E2を覆うように変形する。このため、支持部11と電極E2間あるいは支持部11と電極E1との間の接触状態は点接触から面接触となり、電極E1と電極E2間の電気抵抗は小さくなる。この抵抗値の変化をモニタし、マイクロヒータH1に流す電流値を制御することにより、電極E2と支持部11の結合工程の終点を確認することができる。電極E2と結合した後の支持部11は表面張力の働きにより、電極側(電極E2および電極E1)の径は太く、支持部の中央部の径は細い形状となる。   Since the electrode E1 and the electrode E2 are configured as materials having good wettability with respect to the support part 11, if the support part 11 is heated by the microheater H1, the support part 11 in contact with the electrode E1 and the electrode E2 is Dissolve and liquefy. As a result, the liquefied support portion 11 is deformed so as to cover the electrode E1 and the electrode E2 by surface tension. For this reason, the contact state between the support part 11 and the electrode E2 or between the support part 11 and the electrode E1 changes from point contact to surface contact, and the electrical resistance between the electrode E1 and the electrode E2 becomes small. By monitoring the change in the resistance value and controlling the value of the current flowing through the microheater H1, the end point of the joining process of the electrode E2 and the support portion 11 can be confirmed. The support portion 11 after being coupled to the electrode E2 has a large diameter on the electrode side (electrode E2 and electrode E1) and a thin diameter at the center portion of the support portion due to the action of surface tension.

例えば、図18に示すように、まず、半導体チップCHP2を外枠体10上に配置した後、マイクロヒータH1に電流を流して支持部11を加熱する。その後、電極E2と支持部11との間の接触抵抗を測定する(S101)。次に、電極E2と支持部11との間の接触抵抗を測定した値が、初期状態の抵抗値(結合時の抵抗値)よりも小さくなるかを比較する(S102)。このとき、測定した抵抗値が初期状態の抵抗値よりも小さくなっていない場合には、マイクロヒータH1に流す電流量を増加して加熱温度を上昇させて加熱処理を継続する(S103)。一方、測定した抵抗値が初期状態の抵抗値よりも小さくなっている場合には、マイクロヒータH1に流す電流を停止して加熱処理を終了する(S104)。以上の検証手段により、マイクロヒータH1に流す電流値を制御しながら、電極E2と支持部11との間の接続状態を確認することができる。   For example, as shown in FIG. 18, first, after the semiconductor chip CHP2 is disposed on the outer frame body 10, the current is passed through the microheater H1 to heat the support portion 11. Then, the contact resistance between the electrode E2 and the support part 11 is measured (S101). Next, it is compared whether the measured value of the contact resistance between the electrode E2 and the support portion 11 is smaller than the initial resistance value (resistance value at the time of coupling) (S102). At this time, if the measured resistance value is not smaller than the resistance value in the initial state, the amount of current flowing through the microheater H1 is increased to increase the heating temperature and the heating process is continued (S103). On the other hand, if the measured resistance value is smaller than the initial resistance value, the current flowing through the microheater H1 is stopped and the heating process is terminated (S104). With the above verification means, the connection state between the electrode E2 and the support portion 11 can be confirmed while controlling the value of the current flowing through the microheater H1.

続いて、真空チャックを用いて、半導体チップCHP1を半導体チップCHP2上に乗せた後、接着材12を介して半導体チップCHP1を半導体チップCHP2に固定する。ここで、接着材12はワイヤボンディングに支障がないように充分硬いものを選んでいる。   Subsequently, after placing the semiconductor chip CHP1 on the semiconductor chip CHP2 using a vacuum chuck, the semiconductor chip CHP1 is fixed to the semiconductor chip CHP2 via the adhesive material 12. Here, the adhesive 12 is selected to be sufficiently hard so as not to hinder wire bonding.

そして、半導体チップCHP2の側面と外枠体10の側面との間の隙間に、例えば、シリコンゲルからなる弾性支持部材を充填し、その後、ベークなどの熱処理によって弾性支持部材を硬化させることにより、半導体チップCHP2の側面と外枠体10の側面の間を弾性支持部13で充填する。これにより、半導体チップCHP2と外枠体10とを弾性支持部13で接続することができる。   And, by filling the gap between the side surface of the semiconductor chip CHP2 and the side surface of the outer frame body 10 with an elastic support member made of, for example, silicon gel, and then curing the elastic support member by heat treatment such as baking, The space between the side surface of the semiconductor chip CHP2 and the side surface of the outer frame body 10 is filled with the elastic support portion 13. Thus, the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 can be connected by the elastic support portion 13.

その後、図43に示すように、半導体チップCHP1のパッドPD1と半導体チップCHP2のパッドPD2とをワイヤW1で接続する。同様に、半導体チップCHP2のパッドPD3と外枠体10に形成されているパッドPD4とをワイヤW2で接続する。このとき、半導体チップCHP1や半導体チップCHP2が柔らかい弾性支持部13だけで接続されてしっかリ固定されていない場合には、ワイヤボンディングを充分に実施することができないが、本実施の形態4では、半導体チップCHP2と外枠体10が支持部11で確実に固定されているため、ワイヤボンディングの信頼性を向上することができる。   Thereafter, as shown in FIG. 43, the pad PD1 of the semiconductor chip CHP1 and the pad PD2 of the semiconductor chip CHP2 are connected by the wire W1. Similarly, the pad PD3 of the semiconductor chip CHP2 and the pad PD4 formed on the outer frame body 10 are connected by the wire W2. At this time, when the semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2 are connected only by the soft elastic support portion 13 and are not firmly fixed, the wire bonding cannot be sufficiently performed. Since the semiconductor chip CHP2 and the outer frame body 10 are securely fixed by the support portion 11, the reliability of wire bonding can be improved.

次に、キャップ14を外枠体10の上部に搭載する。そして、キャップ14をシーム溶接などのより外枠体10に接合する。これにより、半導体チップCHP1および半導体チップCHP2は外枠体10の内部で封止される。   Next, the cap 14 is mounted on the upper portion of the outer frame body 10. Then, the cap 14 is joined to the outer frame body 10 by seam welding or the like. Thus, the semiconductor chip CHP1 and the semiconductor chip CHP2 are sealed inside the outer frame body 10.

続いて、外枠体10の底部をマイクロヒータH1によってさらに加熱する。このとき、電極E1や電極E2は支持部11と濡れ性が良好な部材から構成されているので、さらに、支持部11の加熱が行なわれると、この加熱処理により支持部11は再び溶融して液体化する。液体化した支持部11は、表面張力により濡れ性の良好な電極E1側と電極E2側に引っ張られる。このように液体化した支持部11が電極E1側と電極E2側の両方から引っ張られる結果、電極E1と電極E2の間で分離する。これにより、電極E1と電極E2は物理的に分離される。   Subsequently, the bottom of the outer frame body 10 is further heated by the microheater H1. At this time, since the electrode E1 and the electrode E2 are composed of members having good wettability with the support portion 11, if the support portion 11 is further heated, the support portion 11 is melted again by this heat treatment. Liquefy. The liquefied support portion 11 is pulled by the surface tension to the electrode E1 side and the electrode E2 side having good wettability. As a result of the liquefied support portion 11 being pulled from both the electrode E1 side and the electrode E2 side, the support portion 11 is separated between the electrode E1 and the electrode E2. Thereby, the electrode E1 and the electrode E2 are physically separated.

電極E1と電極E2とを接続している支持部11を分離することは、上述した閉ループ回路で、電極E1と電極E2間の接触抵抗を測定することにより確認することができる。つまり、さらなる熱処理を施す前、電極E2と支持部11とは面接触しているので、電極E2と電極E1との間の接触抵抗は小さくなる。これに対して、さらなる熱処理を施した後、電極E2と電極E1とを接続している支持部11が分離して電極E1と電極E2が切り離されることになるので、電極E2と電極E1との間の接触抵抗は無限大となる。したがって、電極E2と電極E1との間の接触抵抗を測定すれば、電極E2と電極E1との接触状態を確認することできるのである。   Separation of the support portion 11 connecting the electrode E1 and the electrode E2 can be confirmed by measuring the contact resistance between the electrode E1 and the electrode E2 in the above-described closed loop circuit. That is, before the further heat treatment is performed, the electrode E2 and the support portion 11 are in surface contact with each other, so that the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is reduced. On the other hand, after further heat treatment, the support part 11 connecting the electrode E2 and the electrode E1 is separated and the electrode E1 and the electrode E2 are separated. The contact resistance between them becomes infinite. Therefore, if the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is measured, the contact state between the electrode E2 and the electrode E1 can be confirmed.

例えば、図24に示すように、まず、ワイヤボンディング工程を実施し、外枠体10をキャップ14で封止した後、マイクロヒータH1で支持部11を加熱する。その後、電極E2と電極E1との間の接触抵抗を測定する(S201)。次に、電極E2と電極E1との間の接触抵抗を測定した値が、無限大になるかを判定する(S202)。このとき、測定した抵抗値が無限大よりも小さい場合には、マイクロヒータH1による熱処理を継続し、かつ、マイクロヒータH1に流す電流値を増加させて加熱温度を上昇させる(S203)。一方、測定した抵抗値が無限大となっている場合には、マイクロヒータH1による熱処理を終了する(S204)。以上の検証手段により、マイクロヒータH1に流す電流を制御しながら、電極E2と電極E1との間の接続状態を確認することができる。以上の工程を経ることにより、図41に示すようなMEMSの実装構成を得ることができる。   For example, as shown in FIG. 24, first, a wire bonding step is performed, the outer frame body 10 is sealed with a cap 14, and then the support portion 11 is heated with a microheater H1. Thereafter, the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is measured (S201). Next, it is determined whether the value obtained by measuring the contact resistance between the electrode E2 and the electrode E1 is infinite (S202). At this time, if the measured resistance value is smaller than infinity, the heat treatment by the microheater H1 is continued, and the heating current is raised by increasing the value of the current passed through the microheater H1 (S203). On the other hand, if the measured resistance value is infinite, the heat treatment by the microheater H1 is terminated (S204). With the above verification means, the connection state between the electrode E2 and the electrode E1 can be confirmed while controlling the current flowing through the microheater H1. Through the above steps, a MEMS mounting configuration as shown in FIG. 41 can be obtained.

本実施の形態4では、例えば、半導体チップCHP2の側面と外枠体10の側面が対向する全面に弾性支持部13を設けている。これにより、半導体チップCHP2の平面を構成するx方向(図示せず)およびy方向(図示せず)の特性を均一にすることができる。つまり、弾性支持部13を介した半導体チップCHP2(半導体チップCHP1も含む)と外枠体10で構成される系の固有振動数をx方向とy方向で均一にすることができる。このことは、x方向やy方向から伝達される振動外乱に対する遮蔽特性を均一にできることを意味し、MEMSの信頼性を向上することができるのである。ただし、半導体チップCHP2の側面と外枠体10の側面が対向する全面に弾性支持部13を設けず、例えば、部分的に点在するように弾性支持部13を配置してもよい。   In the fourth embodiment, for example, the elastic support portion 13 is provided on the entire surface where the side surface of the semiconductor chip CHP2 and the side surface of the outer frame body 10 face each other. Thereby, the characteristics in the x direction (not shown) and the y direction (not shown) constituting the plane of the semiconductor chip CHP2 can be made uniform. That is, the natural frequency of the system constituted by the semiconductor chip CHP2 (including the semiconductor chip CHP1) and the outer frame body 10 through the elastic support portion 13 can be made uniform in the x direction and the y direction. This means that the shielding characteristic against the vibration disturbance transmitted from the x direction and the y direction can be made uniform, and the reliability of the MEMS can be improved. However, the elastic support portion 13 may be disposed so as to be partially scattered, for example, without providing the elastic support portion 13 on the entire surface where the side surface of the semiconductor chip CHP2 and the side surface of the outer frame body 10 face each other.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

前記実施の形態1〜4では、MEMS構造体を形成した半導体チップCHP1と、集積回路を形成した半導体チップCHP2を積層する実装構成について説明しているが、例えば、MEMS構造体と集積回路を1つの半導体チップCHP1に形成する場合にも、本発明の実装構成および実装方法を適用することができる。   In the first to fourth embodiments, the mounting configuration in which the semiconductor chip CHP1 in which the MEMS structure is formed and the semiconductor chip CHP2 in which the integrated circuit is formed is stacked. For example, the MEMS structure and the integrated circuit are 1 The mounting configuration and mounting method of the present invention can also be applied when forming on one semiconductor chip CHP1.

さらに、前記実施の形態1〜4では、MEMSの例として加速度センサを挙げているが、これに限らず、本発明は、角速度センサ、振動子、マイクロミラーなどの可動部を備えるMEMSに幅広く適用することができる。   Further, in the first to fourth embodiments, an acceleration sensor is cited as an example of MEMS. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is widely applied to MEMS including movable parts such as angular velocity sensors, vibrators, and micromirrors. can do.

本発明は、MEMSを製造する製造業に幅広く利用することができる。   The present invention can be widely used in the manufacturing industry for manufacturing MEMS.

半導体チップに形成された加速度センサを構成する構造体を示す平面図である。It is a top view which shows the structure which comprises the acceleration sensor formed in the semiconductor chip. 図1のA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. 加速度センサを検出する構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which detects an acceleration sensor. 本発明の実施の形態1におけるMEMSの実装構成を示す上面図である。It is a top view which shows the mounting structure of MEMS in Embodiment 1 of this invention. 図4のA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. 外枠体に形成されている電極の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electrode currently formed in the outer frame. 図6に示す電極の平面形状を示す図である。It is a figure which shows the planar shape of the electrode shown in FIG. 集積回路が形成されている半導体チップの裏面の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the back surface of the semiconductor chip in which the integrated circuit is formed. 図8のA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. MEMS構造体が形成されている半導体チップの上面の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the upper surface of the semiconductor chip in which the MEMS structure is formed. 図10のA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. 実施の形態1におけるMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process in the first embodiment. 図12に続くMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process following FIG. 12. 半導体チップを外枠体上に配置した初期状態を示す図である。It is a figure which shows the initial state which has arrange | positioned the semiconductor chip on the outer frame. 図14に示す状態において、電極と支持部が接触する領域を示す図である。It is a figure which shows the area | region where an electrode and a support part contact in the state shown in FIG. 半導体チップを外枠体の台座部上に配置した後、熱処理を施した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which heat-processed, after arrange | positioning a semiconductor chip on the base part of an outer frame. 図16に示す状態において、電極と支持部が接触する領域を示す図である。It is a figure which shows the area | region where an electrode and a support part contact in the state shown in FIG. 電極と支持部との接触状態を検証するためのフローチャートである。It is a flowchart for verifying the contact state of an electrode and a support part. 図13に続くMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process following FIG. 13. 図19に続くMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process following FIG. 19. 図20に続くMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process following FIG. 20. ワイヤボンディング工程を実施した後、半導体チップと外枠体とを接続している様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the semiconductor chip and the outer frame are connected after implementing a wire bonding process. 図22に示す状態の外枠体の底部をさらに加熱する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the bottom part of the outer frame body of the state shown in FIG. 22 is further heated. 半導体チップに形成されている電極と外枠体に形成されている電極との接触状態を検証するためのフローチャートである。It is a flowchart for verifying the contact state between the electrode formed on the semiconductor chip and the electrode formed on the outer frame. 実施の形態2におけるMEMSの実装構成を示す上面図である。FIG. 10 is a top view showing a MEMS mounting configuration in a second embodiment. 図25のA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. 外枠体に形成された電極とマイクロヒータとを示す図である。It is a figure which shows the electrode and micro heater which were formed in the outer frame. 実施の形態2におけるMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process in the second embodiment. 半導体チップを外枠体上に配置した初期状態を示す図である。It is a figure which shows the initial state which has arrange | positioned the semiconductor chip on the outer frame. 半導体チップを外枠体の台座部上に配置した後、熱処理を施した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which heat-processed, after arrange | positioning a semiconductor chip on the base part of an outer frame. 図28に続くMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 29 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process following FIG. 28. 図31に続くMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 32 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process following FIG. 31. ワイヤボンディング工程を実施した後、半導体チップと外枠体とを接続している様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the semiconductor chip and the outer frame are connected after implementing a wire bonding process. 図33に示す状態の外枠体の底部をさらに加熱する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the bottom part of the outer frame body of the state shown in FIG. 33 is further heated. 実施の形態3におけるMEMSの実装構成を示す上面図である。FIG. 12 is a top view showing a mounting configuration of MEMS in the third embodiment. 図35のA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. 実施の形態3におけるMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process in the third embodiment. 図37に続くMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 38 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process following FIG. 37; 図38に続くMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 39 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process following FIG. 38. 実施の形態4におけるMEMSの実装構成を示す上面図である。FIG. 10 is a top view showing a mounting configuration of a MEMS according to a fourth embodiment. 図40のA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. 実施の形態4におけるMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process in the fourth embodiment. 図42に続くMEMSの実装工程を示す断面図である。FIG. 43 is a cross-sectional view showing a MEMS mounting process following FIG. 42. 本発明者が検討したMEMSの実装構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mounting structure of MEMS which this inventor examined.

符号の説明Explanation of symbols

1 固定部
1a 端子
2 梁
3 可動部
4 固定電極
4a 端子
5 埋め込み絶縁層
6 検出用容量部
7 容量電圧変換部
8 信号処理部
10 外枠体
11 支持部
11a 接点
11b 接触領域
12 接着材
13 弾性支持部
14 キャップ
15 基板層
16 埋め込み絶縁層
17 シリコン層
18 空洞部
19 可動部
19a 固定部
20 キャップ層
100 パッケージ
101 半導体チップ
102 弾性支持部材
103 ワイヤ
104 間隔
105 リッド
CHP 半導体チップ
CHP1 半導体チップ
CHP2 半導体チップ
E1 電極
E2 電極
H1 マイクロヒータ
L 配線
L1 配線
L2 配線
L3 配線
Pa パッケージ
PD1 パッド
PD2 パッド
PD3 パッド
PD4 パッド
S 基板層
V ビア
W1 ワイヤ
W2 ワイヤ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed part 1a Terminal 2 Beam 3 Movable part 4 Fixed electrode 4a Terminal 5 Embedded insulation layer 6 Detection capacity | capacitance part 7 Capacitance voltage conversion part 8 Signal processing part 10 Outer frame 11 Support part 11a Contact 11b Contact area 12 Adhesive material 13 Elasticity Support part 14 Cap 15 Substrate layer 16 Embedded insulating layer 17 Silicon layer 18 Cavity part 19 Movable part 19a Fixed part 20 Cap layer 100 Package 101 Semiconductor chip 102 Elastic support member 103 Wire 104 Spacing 105 Lid CHP semiconductor chip CHP1 Semiconductor chip CHP2 Semiconductor chip E1 Electrode E2 Electrode H1 Microheater L Wiring L1 Wiring L2 Wiring L3 Wiring Pa Package PD1 Pad PD2 Pad PD3 Pad PD4 Pad S Substrate Layer V Via W1 Wire W2 Wire

Claims (21)

(a)空洞部と前記空洞部内に設けられた変位可能な可動体とを含む構造体を形成した第1半導体チップを用意する工程と、
(b)前記第1半導体チップに形成されている前記構造体からの出力を電気信号として処理する集積回路を形成し、かつ、前記第1半導体チップよりも平面形状が大きな第2半導体チップを用意する工程と、
(c)凹形状をし、かつ、上部が開口している外枠体を用意する工程と、
(d)前記外枠体の底部と前記第2半導体チップとを離散的に配置された複数の支持部材を介して接続し、その後、前記複数の支持部材を加熱することにより溶融させて、加熱前よりも前記複数の支持部材による接触面積を大きくする工程と、
(e)前記(d)工程後、前記第2半導体チップ上に前記第1半導体チップを搭載する工程と、
(f)前記(e)工程後、前記第1半導体チップに形成されている第1端子と前記第2半導体チップに形成されている第2端子とを第1ワイヤで接続し、前記第2半導体チップに形成されている第3端子と前記外枠体に形成されている第4端子とを第2ワイヤで接続する工程と、
(g)前記(f)工程後、弾性支持部材を形成したキャップを、前記弾性支持部材が前記第1半導体チップと接着するように配置し、かつ、前記キャップにより前記外枠体の内部を密閉する工程と、
(h)前記(g)工程後、前記複数の支持部材を加熱することにより、前記複数の支持部材を溶融させ、溶融した前記複数の支持部材に働く表面張力を利用して、前記第2半導体チップと前記外枠体の底部とを分離する工程とを備えることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
(A) preparing a first semiconductor chip on which a structure including a cavity and a movable movable body provided in the cavity is formed;
(B) An integrated circuit that processes an output from the structure formed on the first semiconductor chip as an electrical signal is formed, and a second semiconductor chip having a larger planar shape than the first semiconductor chip is prepared. And a process of
(C) a step of preparing an outer frame body having a concave shape and having an open top;
(D) The bottom portion of the outer frame body and the second semiconductor chip are connected via a plurality of discretely arranged support members , and then the plurality of support members are heated to be melted and heated. Increasing the contact area by the plurality of support members than before ;
(E) after the step (d), mounting the first semiconductor chip on the second semiconductor chip;
(F) After the step (e), a first terminal formed on the first semiconductor chip and a second terminal formed on the second semiconductor chip are connected by a first wire, and the second semiconductor is connected. Connecting a third terminal formed on the chip and a fourth terminal formed on the outer frame with a second wire;
(G) After the step (f), the cap formed with the elastic support member is disposed so that the elastic support member adheres to the first semiconductor chip, and the inside of the outer frame body is sealed by the cap. And a process of
(H) After the step (g), the plurality of support members are heated to melt the plurality of support members, and the second semiconductor is utilized by utilizing surface tension acting on the melted plurality of support members. A method of mounting a micro electro mechanical system, comprising: a step of separating a chip and a bottom portion of the outer frame body.
請求項1記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記(h)工程は、前記外枠体の底部を加熱することにより、前記複数の支持部材を加熱することを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 1,
In the step (h), the plurality of support members are heated by heating a bottom portion of the outer frame body.
請求項1記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記外枠体の底部にある前記複数の支持部材の直下に、前記外枠体の底部内に埋め込まれた複数のマイクロヒータが形成されており、
前記(h)工程は、前記複数のマイクロヒータにより前記複数の支持部材を加熱することを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 1,
Immediately below the plurality of support members at the bottom of the outer frame, a plurality of micro heaters embedded in the bottom of the outer frame are formed,
In the step (h), the plurality of support members are heated by the plurality of micro heaters.
請求項1記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記弾性支持部材は、前記複数の支持部材よりも柔らかいことを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 1,
The method for mounting a micro electro mechanical system, wherein the elastic support member is softer than the plurality of support members.
請求項1記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記複数の支持部材は、導電性材料から構成され、かつ、加熱することにより溶融する材料から形成されていることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 1,
The method for mounting a micro electro mechanical system, wherein the plurality of support members are made of a conductive material and formed of a material that melts when heated.
請求項5記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記複数の支持部材は、半田材料から形成されていることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 5,
The method of mounting a micro electro mechanical system, wherein the plurality of support members are made of a solder material.
請求項5記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記複数の支持部材は、それぞれ、前記第2半導体チップの裏面に形成されている第1電極と前記外枠体の底面に形成されている第2電極とを接続するように構成され、かつ、前記第1電極、前記複数の支持部材および前記第2電極は、閉ループ回路を形成しており、
前記(h)工程は、前記第2半導体チップと前記外枠体が結合状態にあるのか、あるいは、分離状態にあるのかを、前記複数の支持部材の電気抵抗を測定することにより検出する工程を含んでいることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 5,
Each of the plurality of support members is configured to connect a first electrode formed on a back surface of the second semiconductor chip and a second electrode formed on a bottom surface of the outer frame; and The first electrode, the plurality of support members, and the second electrode form a closed loop circuit,
The step (h) includes a step of detecting whether the second semiconductor chip and the outer frame body are in a coupled state or a separated state by measuring electrical resistances of the plurality of support members. A method of mounting a microelectromechanical system, comprising:
請求項1記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記弾性支持部材の前記第1半導体チップの表面に垂直な方向のバネ定数をkz、前記弾性支持部材により支えられている前記第1半導体チップと前記第2半導体チップを合わせた質量をm、前記外枠体の外部から印加される許容加速度の最大値をAmaxとする場合、前記(h)工程により分離された前記第2半導体チップと前記外枠体との間の距離hは、h>(m/kz)・Amaxの条件を満足することを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 1,
The spring constant in the direction perpendicular to the surface of the first semiconductor chip of the elastic support member is kz, and the total mass of the first semiconductor chip and the second semiconductor chip supported by the elastic support member is m, When the maximum allowable acceleration applied from the outside of the outer frame body is Amax, the distance h between the second semiconductor chip separated in the step (h) and the outer frame body is h> ( m / kz) · Amax is satisfied. A method of mounting a microelectromechanical system,
請求項1記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記(g)工程は、前記第1ワイヤおよび前記第2ワイヤを前記弾性支持部材で覆うようにすることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 1,
In the step (g), the first wire and the second wire are covered with the elastic support member.
請求項1記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記弾性支持部材は、シリコンゲルから形成されていることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 1,
The method for mounting a micro electro mechanical system, wherein the elastic support member is made of silicon gel.
請求項1記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記第1半導体チップに形成されている前記構造体には、前記可動体の変位に応じて静電容量が変化する検出用容量部が含まれており、
前記第1半導体チップには、さらに、前記検出用容量部で検出する静電容量の変化を電圧信号に変換して出力する容量電圧変換部を有していることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 1,
The structure formed in the first semiconductor chip includes a detection capacitance section in which the capacitance changes according to the displacement of the movable body,
The first semiconductor chip further includes a capacitance / voltage conversion unit that converts a change in capacitance detected by the detection capacitance unit into a voltage signal and outputs the voltage signal. How to implement
請求項11記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記第2半導体チップに形成されている集積回路は、前記容量電圧変換部で変換された電圧信号を処理することを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 11,
An integrated circuit formed on the second semiconductor chip processes a voltage signal converted by the capacitance-voltage conversion unit, and the mounting method of the micro electro mechanical system.
(a)空洞部と前記空洞部内に設けられた変位可能な可動体とを含む構造体を形成した第1半導体チップを用意する工程と、
(b)前記第1半導体チップに形成されている前記構造体からの出力を電気信号として処理する集積回路を形成し、かつ、前記第1半導体チップよりも平面形状が大きな第2半導体チップを用意する工程と、
(c)凹形状をし、かつ、上部が開口している外枠体を用意する工程と、
(d)前記外枠体の底部と前記第2半導体チップとを、弾性支持部材と離散的に配置された複数の支持部材の両方で接続し、その後、前記複数の支持部材を加熱することにより溶融させて、加熱前よりも前記複数の支持部材による接触面積を大きくする工程と、
(e)前記(d)工程後、前記第2半導体チップ上に前記第1半導体チップを搭載する工程と、
(f)前記(e)工程後、前記第1半導体チップに形成されている第1端子と前記第2半導体チップに形成されている第2端子とを第1ワイヤで接続し、前記第2半導体チップに形成されている第3端子と前記外枠体に形成されている第4端子とを第2ワイヤで接続する工程と、
(g)前記(f)工程後、前記複数の支持部材を加熱することにより、前記複数の支持部材を溶融させ、溶融した前記複数の支持部材に働く表面張力を利用して、前記第2半導体チップと前記外枠体を接続している前記複数の支持部材のそれぞれを切り離す一方、前記第2半導体チップと前記外枠体の底部とを前記弾性支持部材だけで支えるようにする工程とを備えることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
(A) preparing a first semiconductor chip on which a structure including a cavity and a movable movable body provided in the cavity is formed;
(B) An integrated circuit that processes an output from the structure formed on the first semiconductor chip as an electrical signal is formed, and a second semiconductor chip having a larger planar shape than the first semiconductor chip is prepared. And a process of
(C) a step of preparing an outer frame body having a concave shape and having an open top;
(D) By connecting the bottom of the outer frame body and the second semiconductor chip by both the elastic support member and the plurality of discretely arranged support members, and then heating the plurality of support members Melting and increasing the contact area by the plurality of support members than before heating ; and
(E) after the step (d), mounting the first semiconductor chip on the second semiconductor chip;
(F) After the step (e), a first terminal formed on the first semiconductor chip and a second terminal formed on the second semiconductor chip are connected by a first wire, and the second semiconductor is connected. Connecting a third terminal formed on the chip and a fourth terminal formed on the outer frame with a second wire;
(G) After the step (f), by heating the plurality of support members, the plurality of support members are melted, and the second semiconductor is utilized by utilizing surface tension acting on the melted plurality of support members. A step of separating each of the plurality of support members connecting the chip and the outer frame body, and supporting the second semiconductor chip and the bottom of the outer frame body only by the elastic support member. A method of mounting a microelectromechanical system characterized by the above.
請求項13記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記外枠体の底部にある前記複数の支持部材の直下に、前記外枠体の底部内に埋め込まれた複数のマイクロヒータが形成されており、
前記(g)工程は、前記複数のマイクロヒータにより前記複数の支持部材を加熱することを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 13,
Immediately below the plurality of support members at the bottom of the outer frame, a plurality of micro heaters embedded in the bottom of the outer frame are formed,
In the step (g), the plurality of support members are heated by the plurality of micro heaters.
請求項14記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記複数の支持部材は、それぞれ、前記第2半導体チップの裏面に形成されている第1電極と前記外枠体の底面に形成されている第2電極とを接続するように構成され、かつ、前記第1電極、前記複数の支持部材および前記第2電極は、閉ループ回路を形成しており、
前記(g)工程は、前記第2半導体チップと前記外枠体が結合状態にあるのか、あるいは、分離状態にあるのかを、前記複数の支持部材の電気抵抗を測定することにより検出する工程を含んでいることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method for mounting a microelectromechanical system according to claim 14,
Each of the plurality of support members is configured to connect a first electrode formed on a back surface of the second semiconductor chip and a second electrode formed on a bottom surface of the outer frame; and The first electrode, the plurality of support members, and the second electrode form a closed loop circuit,
The step (g) includes a step of detecting whether the second semiconductor chip and the outer frame body are in a coupled state or a separated state by measuring electrical resistances of the plurality of support members. A method of mounting a microelectromechanical system, comprising:
(a)空洞部と前記空洞部内に設けられた変位可能な可動体とを含む構造体を形成した第1半導体チップを用意する工程と、
(b)前記第1半導体チップに形成されている前記構造体からの出力を電気信号として処理する集積回路を形成し、かつ、前記第1半導体チップよりも平面形状が大きな第2半導体チップを用意する工程と、
(c)凹形状をし、かつ、上部が開口している外枠体を用意する工程と、
(d)前記外枠体の底部と前記第2半導体チップとを離散的に配置された複数の支持部材で接続し、その後、前記複数の支持部材を加熱することにより溶融させて、加熱前よりも前記複数の支持部材による接触面積を大きくする工程と、
(e)前記(d)工程後、前記第2半導体チップ上に前記第1半導体チップを搭載する工程と、
(f)前記(e)工程後、前記第2半導体チップの側面と前記外枠体の側面にある隙間を埋め込むように弾性支持部材を形成する工程と、
(g)前記(f)工程後、前記第1半導体チップに形成されている第1端子と前記第2半導体チップに形成されている第2端子とを第1ワイヤで接続し、前記第2半導体チップに形成されている第3端子と前記外枠体に形成されている第4端子とを第2ワイヤで接続する工程と、
(h)前記(g)工程後、前記複数の支持部材を加熱することにより、前記複数の支持部材を溶融させ、溶融した前記複数の支持部材に働く表面張力を利用して、前記第2半導体チップと前記外枠体の底部とを分離する工程とを備えることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
(A) preparing a first semiconductor chip on which a structure including a cavity and a movable movable body provided in the cavity is formed;
(B) An integrated circuit that processes an output from the structure formed on the first semiconductor chip as an electrical signal is formed, and a second semiconductor chip having a larger planar shape than the first semiconductor chip is prepared. And a process of
(C) a step of preparing an outer frame body having a concave shape and having an open top;
(D) The bottom portion of the outer frame body and the second semiconductor chip are connected by a plurality of support members that are discretely arranged , and then the plurality of support members are heated to be melted, before being heated. Also increasing the contact area by the plurality of support members ;
(E) after the step (d), mounting the first semiconductor chip on the second semiconductor chip;
(F) After the step (e), a step of forming an elastic support member so as to fill a gap between a side surface of the second semiconductor chip and a side surface of the outer frame body;
(G) After the step (f), a first terminal formed on the first semiconductor chip and a second terminal formed on the second semiconductor chip are connected by a first wire, and the second semiconductor is connected. Connecting a third terminal formed on the chip and a fourth terminal formed on the outer frame with a second wire;
(H) After the step (g), the plurality of support members are heated to melt the plurality of support members, and the second semiconductor is utilized by utilizing surface tension acting on the melted plurality of support members. A method of mounting a micro electro mechanical system, comprising: a step of separating a chip and a bottom portion of the outer frame body.
請求項16記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記外枠体の底部にある前記複数の支持部材の直下に、前記外枠体の底部内に埋め込まれた複数のマイクロヒータが形成されており、
前記(h)工程は、前記複数のマイクロヒータにより前記複数の支持部材を加熱することを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method for mounting a microelectromechanical system according to claim 16,
Immediately below the plurality of support members at the bottom of the outer frame, a plurality of micro heaters embedded in the bottom of the outer frame are formed,
In the step (h), the plurality of support members are heated by the plurality of micro heaters.
請求項17記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記複数の支持部材は、それぞれ、前記第2半導体チップの裏面に形成されている第1電極と前記外枠体の底面に形成されている第2電極とを接続するように構成され、かつ、前記第1電極、前記複数の支持部材および前記第2電極は、閉ループ回路を形成しており、
前記(h)工程は、前記第2半導体チップと前記外枠体が結合状態にあるのか、あるいは、分離状態にあるのかを、前記複数の支持部材の電気抵抗を測定することにより検出する工程を含んでいることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method for mounting a microelectromechanical system according to claim 17,
Each of the plurality of support members is configured to connect a first electrode formed on a back surface of the second semiconductor chip and a second electrode formed on a bottom surface of the outer frame; and The first electrode, the plurality of support members, and the second electrode form a closed loop circuit,
The step (h) includes a step of detecting whether the second semiconductor chip and the outer frame body are in a coupled state or a separated state by measuring electrical resistances of the plurality of support members. A method of mounting a microelectromechanical system, comprising:
(a)空洞部と前記空洞部内に設けられた変位可能な可動体とを含む構造体と前記構造体からの出力を電気信号として処理する集積回路とを形成した第1半導体チップを用意する工程と、
(b)凹形状をし、かつ、上部が開口している外枠体を用意する工程と、
(c)前記外枠体の底部と前記第1半導体チップとを離散的に配置された複数の支持部材を介して接続し、その後、前記複数の支持部材を加熱することにより溶融させて、加熱前よりも前記複数の支持部材による接触面積を大きくする工程と、
(d)前記(c)工程後、前記第1半導体チップに形成されている第1端子と前記外枠体に形成されている第4端子とを第3ワイヤで接続する工程と、
(e)前記(d)工程後、弾性支持部材を形成したキャップを、前記弾性支持部材が前記第1半導体チップと接着するように配置し、かつ、前記キャップにより前記外枠体の内部を密閉する工程と、
(f)前記(e)工程後、前記複数の支持部材を加熱することにより、前記複数の支持部材を溶融させ、溶融した前記複数の支持部材に働く表面張力を利用して、前記第1半導体チップと前記外枠体の底部とを分離する工程とを備えることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
(A) A step of preparing a first semiconductor chip in which a structure including a hollow portion and a movable movable body provided in the hollow portion and an integrated circuit that processes an output from the structure as an electric signal are formed. When,
(B) a step of preparing an outer frame body having a concave shape and having an open top;
(C) The bottom portion of the outer frame body and the first semiconductor chip are connected via a plurality of discretely arranged support members , and then the plurality of support members are heated to be melted and heated. Increasing the contact area by the plurality of support members than before ;
(D) After the step (c), connecting a first terminal formed on the first semiconductor chip and a fourth terminal formed on the outer frame with a third wire;
(E) After the step (d), the cap formed with the elastic support member is disposed so that the elastic support member adheres to the first semiconductor chip, and the inside of the outer frame body is sealed by the cap. And a process of
(F) After the step (e), by heating the plurality of support members, the plurality of support members are melted, and the first semiconductor is utilized by utilizing surface tension acting on the melted plurality of support members. A method of mounting a micro electro mechanical system, comprising: a step of separating a chip and a bottom portion of the outer frame body.
請求項19記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記第1半導体チップに形成されている前記構造体には、前記可動体の変位に応じて静電容量が変化する検出用容量部が含まれており、
前記第1半導体チップには、さらに、前記検出用容量部で検出する静電容量の変化を電圧信号に変換して出力する容量電圧変換部を有していることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 19,
The structure formed in the first semiconductor chip includes a detection capacitance section in which the capacitance changes according to the displacement of the movable body,
The first semiconductor chip further includes a capacitance / voltage conversion unit that converts a change in capacitance detected by the detection capacitance unit into a voltage signal and outputs the voltage signal. How to implement
請求項20記載の微小電気機械システムの実装方法であって、
前記第1半導体チップは、さらに、前記容量電圧変換部で変換された電圧信号を処理する集積回路が形成されていることを特徴とする微小電気機械システムの実装方法。
A method of mounting a microelectromechanical system according to claim 20,
The micro electro mechanical system mounting method, wherein the first semiconductor chip further includes an integrated circuit for processing a voltage signal converted by the capacitance voltage converter.
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