JP5708376B2 - Sensor device - Google Patents

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Description

本発明は、回路チップとこれを支持する基台との間にセンサチップを介在させてなるセンサ装置、および、そのようなセンサ装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a sensor device in which a sensor chip is interposed between a circuit chip and a base that supports the circuit chip, and a method for manufacturing such a sensor device.

従来より、この種のセンサ装置としては、基台と、一面側を基台の一面に対向させて基台の一面側に搭載された回路チップと、センシング部を有し、回路チップと基台との間に位置して回路チップの一面側と電気的に接続されたセンサチップと、回路チップの一面側に設けられ、回路チップを基台の一面に支持する接続部材と、を備えたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。   Conventionally, this type of sensor device has a base, a circuit chip mounted on one side of the base with one side facing the one side of the base, and a sensing unit. And a sensor chip that is electrically connected to one surface side of the circuit chip and a connection member that is provided on one surface side of the circuit chip and supports the circuit chip on one surface of the base. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

ここで、接続部材は、回路チップの一面側にて回路チップ側から基台の一面に延びるように設けられるが、従来では、はんだやバンプなどにより構成されたものであるため、回路チップと基台との間隔が十分に取れず、センサチップの体格に制約が生じたり、基台にセンサチップと干渉しないように基台に凹部を設けたりする必要があった。   Here, the connection member is provided on one side of the circuit chip so as to extend from the circuit chip side to one side of the base. Conventionally, the connection member is configured by solder, bumps, or the like. It was necessary to provide a recess in the base so that the space between the base and the sensor chip was not sufficient, and the physique of the sensor chip was restricted, or the base did not interfere with the sensor chip.

一方で、Ｃｕめっきにより形成された円柱状のポストを用いてはんだ付けを行う技術が提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。ここで、この種のセンサ装置において、この円柱状ポストを接続部材として用いることにより、回路チップと基台との間隔を広くすることが考えられる。   On the other hand, a technique for performing soldering using a columnar post formed by Cu plating has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1). Here, in this type of sensor device, it is conceivable to widen the distance between the circuit chip and the base by using this cylindrical post as a connecting member.

特開２００８−１０１９８０号公報JP 2008-101980 A

「はんだバンプ加工」、［online］、サン・エレクトロニクス株式会社、［平成２３年８月４日検索］、インターネット＜URL：http://sun-electronics.jp/sechp/solder-bump/solder-bump.html＞"Solder bump processing", [online], Sun Electronics Co., Ltd. [searched August 4, 2011], Internet <URL: http://sun-electronics.jp/sechp/solder-bump/solder-bump .html>

しかしながら、Ｃｕめっきによって、長い円柱状ポストを形成するには、めっきに要する時間が長くなり、また、大量のめっき原料を用いることになるため、コストアップが問題となる。   However, in order to form a long cylindrical post by Cu plating, the time required for plating becomes long, and a large amount of plating raw material is used, which raises a problem of cost increase.

また、ポストに対するはんだ濡れ性を考えた場合、円柱状ポストの側面へのはんだの這い上がり高さ、すなわち、ポストとはんだとの接触面積に限界があり、はんだ接合性を十分に確保することが困難になる恐れがある。   Also, when considering the solder wettability with respect to the post, there is a limit to the height of the solder rising to the side surface of the cylindrical post, that is, the contact area between the post and the solder, so that sufficient solderability can be secured. It can be difficult.

つまり、この種のセンサ装置においては、回路チップと基台との間隔を広くするために接続部材を基台にはんだ付けするにあたって、接続部材のはんだ接合性が不十分であり、また、接続部材のコストの増大が問題であった。   That is, in this type of sensor device, the solderability of the connection member is insufficient when the connection member is soldered to the base in order to widen the distance between the circuit chip and the base, and the connection member The increase in cost was a problem.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、回路チップの一面側にセンサチップを電気的に接続するとともに、回路チップの一面側に接続部材を設け、接続部材を介して回路チップを基台に支持してなるセンサ装置において、接続部材と基台とのはんだ接合性を向上させることを第１の目的とし、接続部材のコストを低減することを第２の目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problem. The sensor chip is electrically connected to one surface side of the circuit chip, a connection member is provided on the one surface side of the circuit chip, and the circuit chip is connected via the connection member. In the sensor device supported by the base, the first object is to improve the solderability of the connection member and the base, and the second object is to reduce the cost of the connection member.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基台（１０）と、一面（２１）側を基台（１０）の一面（１１）に対向させて基台（１０）の一面（１１）側に搭載された回路チップ（２０）と、センシング部（３３）を有し、回路チップ（２０）と基台（１０）との間に位置して回路チップ（２０）の一面（２１）側と電気的に接続されたセンサチップ（３０）と、回路チップ（２０）の一面（２１）側にて回路チップ（２０）側から基台（１０）の一面（１１）に延びるように設けられ、回路チップ（２０）を基台（１０）の一面（１１）に支持する接続部材（４０）と、を備えるセンサ装置において、
接続部材は、Ａｇ−Ｓｎ合金の焼結体よりなり、回路チップ（２０）側から基台（１０）側に向かって先窄まりとなるアスペクト比が１以上の円錐形状をなす円錐部材（４０）であり、基台（１０）の一面（１１）に設けられたはんだ（６０）により、円錐部材（４０）の先端部（４２）側と基台（１０）とが接合されていることを特徴とする（以下、ここまでの特徴部分を特徴構成Ａという）。
そして、さらに、請求項１の発明では、円錐部材（４０）における回路チップ（２０）側に位置する根元部（４１）側は、円錐部材（４０）に発生する応力を緩和する緩衝部材（７０）により封止されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the base (10) and one surface (21) of the base (10) are opposed to one surface (11) of the base (10). (11) A circuit chip (20) mounted on the side and a sensing unit (33), which is located between the circuit chip (20) and the base (10), 21) The sensor chip (30) electrically connected to the side and the one surface (21) side of the circuit chip (20) so as to extend from the circuit chip (20) side to one surface (11) of the base (10). And a connection member (40) that supports the circuit chip (20) on one surface (11) of the base (10).
The connecting member is made of a sintered body of an Ag—Sn alloy, and has a conical member (40 having a conical shape with an aspect ratio of 1 or more that is tapered from the circuit chip (20) side toward the base (10) side. The tip (42) side of the conical member (40) and the base (10) are joined by the solder (60) provided on one surface (11) of the base (10). It is defined as a feature (hereinafter, the feature portion so far is referred to as a feature configuration A).
Further, in the first aspect of the present invention, the root portion (41) side of the conical member (40) located on the circuit chip (20) side is provided with a buffer member (70) that relieves stress generated in the conical member (40). ).

それによれば、接続部材を、Ａｇ−Ｓｎ合金の焼結体よりなり且つ回路チップ（２０）側から基台（１０）側に向かって先窄まりとなる円錐部材（４０）とすることにより、当該円錐部材（４０）は、側面が基台（１０）上のはんだ（６０）に面する方向に傾斜しているものとなる。そのため、この円錐部材（４０）は、従来の円柱形状のポストに比べてはんだ（６０）との接触面積が大きく、且つ、はんだ（６０）が這い上がりやすいものとなるから、はんだ（６０）のフィレットが大きいものにできる。   According to that, by making the connecting member a conical member (40) made of a sintered body of Ag-Sn alloy and tapered from the circuit chip (20) side toward the base (10) side, The conical member (40) has a side surface inclined in a direction facing the solder (60) on the base (10). Therefore, the conical member (40) has a larger contact area with the solder (60) than the conventional cylindrical post, and the solder (60) is likely to crawl up. Can have a large fillet.

また、このＡｇ−Ｓｎ合金の焼結体よりなる円錐部材（４０）のアスペクト比を１以上とすることにより、はんだ（６０）のひずみ応力が大幅に低減する（後述の図４参照）ことが確認されている。   Further, by setting the aspect ratio of the conical member (40) made of the sintered body of the Ag—Sn alloy to 1 or more, the strain stress of the solder (60) can be significantly reduced (see FIG. 4 described later). It has been confirmed.

よって、本発明によれば、回路チップ（２０）と基台（１０）との間隔を広くするために接続部材（４０）を基台（１０）にはんだ付けするにあたって、接続部材（４０）のはんだ接合性を向上させることができる。また、請求項１の発明によれば、円錐部材（４０）の根元部（４１）側に発生する応力が、緩衝部材（７０）により緩和されるから、接合信頼性の点で好ましい。
請求項２に記載の発明では、上記請求項１の発明における特徴構成Ａを備え、さらに、回路チップ（２０）の一面（２１）と前記円錐部材（４０）との間には、前記円錐部材（４０）に発生する応力を緩和するバッファー層（８０）が介在していることを特徴とする。それによれば、請求項１と同様、上記特徴Ａによる作用効果が発揮されるとともに、円錐部材（４０）の根元部（４１）側に発生する応力が、バッファー層（８０）により緩和されるから、接合信頼性の点で好ましい。 Therefore, according to the present invention, when the connection member (40) is soldered to the base (10) in order to increase the distance between the circuit chip (20) and the base (10), the connection member (40) The solderability can be improved. According to the invention of claim 1, since the stress generated on the base part (41) side of the conical member (40) is relieved by the buffer member (70), it is preferable in terms of joining reliability.
The invention according to claim 2 includes the characteristic configuration A in the invention of claim 1 above, and further, the conical member is provided between one surface (21) of the circuit chip (20) and the conical member (40). A buffer layer (80) that relieves stress generated in (40) is interposed. According to this, as in the first aspect, the effect of the feature A is exhibited, and the stress generated on the base portion (41) side of the conical member (40) is relieved by the buffer layer (80). From the viewpoint of bonding reliability.

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のセンサ装置において、回路チップ（２０）の一面（２１）側において、円錐部材（４０）はセンサチップ（３０）よりも基台（１０）側に突出しており、基台（１０）の一面（１１）は平坦面であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the sensor device according to the first or second aspect, the conical member (40) is more proximal than the sensor chip (30) on the one surface (21) side of the circuit chip (20). It protrudes to the base (10) side, and one surface (11) of the base (10) is a flat surface.

このように、回路チップ（２０）の一面（２１）側において、円錐部材（４０）がセンサチップ（３０）よりも基台（１０）側に突出していれば、基台（１０）の一面（１１）が平坦面であっても、円錐部材（４０）の先端部（４２）側と基台（１０）とが、はんだ（６０）を介して接触して接合されるとともに、センサチップ（３０）と基台（１０）とは離れた状態とすることが容易になる。   Thus, if the conical member (40) protrudes from the sensor chip (30) to the base (10) side on the one surface (21) side of the circuit chip (20), the one surface ( Even if 11) is a flat surface, the tip (42) side of the conical member (40) and the base (10) are contacted and joined via the solder (60), and the sensor chip (30). ) And the base (10) can be easily separated.

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のセンサ装置において、基台（１０）の一面（１１）のうちセンサチップ（３０）に対向する部位には、凹部（１２）が設けられていることを特徴とする。 Moreover, in invention of Claim 4 , in the sensor apparatus as described in any one of Claim 1 thru | or 3 , it faces a sensor chip (30) among the one surfaces (11) of a base (10). The part is provided with a recess (12).

それによれば、この凹部（１２）を介して、センサチップ（３０）と基台（１０）とを離した状態とすることが容易となる。   Accordingly, it is easy to separate the sensor chip (30) and the base (10) via the recess (12).

また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のセンサ装置において、センシング部（３３）は、センサチップ（３０）における回路チップ（２０）と対向する一面（３１）側に設けられており、センサチップ（３０）の一面（３１）には、センシング部（３３）を取り囲む環状の封止部（３５）が設けられ、この封止部（３５）が回路チップ（２０）の一面（２１）側に環状に接続されることにより、センシング部（３３）は、封止部（３５）の内側に気密に封止されていることを特徴とする。 Moreover, in invention of Claim 5 , in the sensor apparatus as described in any one of Claim 1 thru | or 4 , a sensing part (33) is opposite to the circuit chip (20) in a sensor chip (30). An annular sealing portion (35) surrounding the sensing portion (33) is provided on one surface (31) of the sensor chip (30), and this sealing portion (35) is provided on the one surface (31) side. ) Is annularly connected to the one surface (21) side of the circuit chip (20), whereby the sensing part (33) is hermetically sealed inside the sealing part (35). .

それによれば、センサチップ（２０）を回路チップ（３０）の一面（３１）側に接続するときに、封止部（３５）によってセンシング部（３３）の気密構成も同時に構築することが可能となる。   According to this, when the sensor chip (20) is connected to the one surface (31) side of the circuit chip (30), it is possible to simultaneously construct the airtight configuration of the sensing part (33) by the sealing part (35). Become.

請求項６に記載の発明においては、回路チップ（２０）、およびセンサチップ（３０）を用意する用意工程と、センサチップ（３０）を回路チップ（２０）の一面（２１）側に電気的に接続するセンサチップ接続工程と、Ａｇ−Ｓｎ合金の焼結体よりなり、回路チップ（２０）側から基台（１０）側に向かって先窄まりとなるアスペクト比が１以上の円錐形状をなす接続部材としての円錐部材（４０）を、回路チップ（２０）の一面（２１）側に形成する接続部材形成工程と、各工程の後、円錐部材（４０）の先端部（４２）側を基台（１０）の一面（１１）にはんだ付けすることにより、円錐部材（４０）を介して回路チップ（３０）を基台（１０）に支持する回路チップはんだ付け工程と、を備えたセンサ装置の製造方法において、さらに、次のような特徴を有するものである。 According to the sixth aspect of the present invention, the preparation step of preparing the circuit chip (20) and the sensor chip (30), and the sensor chip (30) electrically on the one surface (21) side of the circuit chip (20) The sensor chip connecting step to be connected and a sintered body of an Ag—Sn alloy have a conical shape with an aspect ratio of 1 or more that is tapered from the circuit chip (20) side toward the base (10) side. A connecting member forming step of forming a conical member (40) as a connecting member on the one surface (21) side of the circuit chip (20), and after each step, the tip portion (42) side of the conical member (40) is used as a base. A circuit chip soldering step for supporting the circuit chip (30) on the base (10) via the conical member (40) by soldering to one surface (11) of the base (10). In the manufacturing method of And it has the following characteristics.

すなわち、請求項６の製造方法における接続部材形成工程は、
円錐部材（４０）の形成位置に対応する位置にて円錐部材（４０）に対応する円錐形状をなすキャビティ（１０１）を有するシート（１００）を用意するシート用意工程と、
キャビティ（１０１）にＡｇ−Ｓｎ合金のペースト（４０ａ）を充填する充填工程と、
キャビティ（１０１）から露出するペースト（４０ａ）を回路チップ（２０）の一面（２１）側に接触させつつ、シート（１００）を回路チップ（２０）の一面（２１）上に積層する積層工程と、
積層されたシート（１００）と回路チップ（２０）とを加熱および加圧することにより、ペースト（４０ａ）を焼成して、焼結体としての円錐部材（４０）を形成する加熱加圧工程と、
その後、シート（１００）を回路チップ（２０）および円錐部材（４０）から除去する除去工程と、を有するものであることを特徴とする。 That is, the connecting member forming step in the manufacturing method of claim 6
A sheet preparation step of preparing a sheet (100) having a cavity (101) having a conical shape corresponding to the conical member (40) at a position corresponding to the formation position of the conical member (40);
A filling step of filling the cavity (101) with an Ag—Sn alloy paste (40a);
A laminating step of laminating the sheet (100) on one surface (21) of the circuit chip (20) while bringing the paste (40a) exposed from the cavity (101) into contact with the one surface (21) side of the circuit chip (20); ,
A heating and pressing step of firing the paste (40a) by heating and pressing the laminated sheet (100) and the circuit chip (20) to form a conical member (40) as a sintered body;
Thereafter, the sheet (100) is removed from the circuit chip (20) and the conical member (40).

それによれば、Ａｇ−Ｓｎ合金のペースト（４０ａ）を焼成することにより、接続部材としての焼結体である円錐部材（４０）を形成することができるから、従来のめっきによる円柱状ポストに比べて大幅に安価なものとなり、接続部材のコスト低減が図れる。   According to this, since the conical member (40), which is a sintered body as the connecting member, can be formed by firing the paste (40a) of the Ag—Sn alloy, compared to the conventional cylindrical post by plating. Therefore, the cost of the connecting member can be reduced.

さらに、請求項７に記載の発明では、請求項６に記載のセンサ装置の製造方法において、接続部材形成工程におけるシート用意工程では、シート（１００）として、円錐部材（４０）における回路チップ（２０）側に位置する根元部（４１）側から先端部（４２）側に向かって第１の層（７０）、第２の層（７１）が積層されたものを用い、
除去工程では、円錐部材（４０）の根元部（４１）側に位置する第１の層（７０）を残し、円錐部材（４０）の先端部（４２）側に位置する第２の層（７１）を除去するものであり、
第１の層（７０）は、線膨張係数が回路チップ（２０）と基台（１０）との間のものであることを特徴とする。 Furthermore, in the invention according to claim 7 , in the method for manufacturing the sensor device according to claim 6 , in the sheet preparation step in the connection member forming step, the circuit chip (20) in the conical member (40) is used as the sheet (100). The first layer (70) and the second layer (71) are laminated from the base portion (41) side located on the) side toward the tip portion (42) side,
In the removing step, the first layer (70) located on the base part (41) side of the conical member (40) is left, and the second layer (71) located on the tip part (42) side of the conical member (40) is left. )
The first layer (70) is characterized in that the linear expansion coefficient is between the circuit chip (20) and the base (10).

それによれば、除去工程にて残される第１の層（７０）を、上記請求項１と同様、円錐部材（４０）の根元部（４１）側に発生する応力を緩和する緩衝部材とすることができ、接合信頼性の点で好ましい。 According to this, the first layer (70) left in the removing step is a buffer member that relieves stress generated on the base part (41) side of the conical member (40), as in the first aspect. This is preferable in terms of bonding reliability.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第１実施形態に係るセンサ装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the sensor apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. （ａ）は図１中のＡ−Ａ概略断面図、（ｂ）は図１中のＢ―Ｂ概略断面図である。(A) is AA schematic sectional drawing in FIG. 1, (b) is BB schematic sectional drawing in FIG. 図１中の接続部材の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the connection member in FIG. 接続部材のアスペクト比とはんだにおける相当塑性ひずみ振幅との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the aspect ratio of a connection member, and the equivalent plastic strain amplitude in a solder. 第１実施形態に係るセンサ装置の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the sensor apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図５に続く製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method following FIG. 本発明の第２実施形態に係るセンサ装置の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the sensor apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第２実施形態に係る緩衝部材７０の形成方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the formation method of the buffer member 70 which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態の他の例としてのセンサ装置の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the sensor apparatus as another example of 2nd Embodiment. 本発明の第３実施形態に係るセンサ装置の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the sensor apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. バッファー層内部の配線構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the wiring structure inside a buffer layer. 本発明の第４実施形態に係るセンサ装置の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the sensor apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態に係るセンサ装置の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the sensor apparatus which concerns on 5th Embodiment of this invention. 第５実施形態の他の例としてのセンサ装置の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the sensor apparatus as another example of 5th Embodiment. 本発明の第６実施形態に係るセンサ装置の要部を示す概略断面図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the sensor apparatus which concerns on 6th Embodiment of this invention, (a) shows a 1st example, (b) shows a 2nd example.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るセンサ装置の概略断面構成を示す図である。また、図２において（ａ）は図１中の一点鎖線Ａ−Ａに沿った概略断面図、（ｂ）は図１中の一点鎖線Ｂ―Ｂに沿った概略断面図である。なお、図２（ｂ）の平面では、センシング部３３は存在しないが、図２（ｂ）中の構成要素との位置関係を示すため、当該平面に対応するセンシング部３３の外形を破線にて示してある。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of the sensor device according to the first embodiment of the present invention. 2A is a schematic cross-sectional view taken along one-dot chain line AA in FIG. 1, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along one-dot chain line BB in FIG. In the plane of FIG. 2B, the sensing unit 33 does not exist. However, in order to show the positional relationship with the components in FIG. 2B, the outline of the sensing unit 33 corresponding to the plane is indicated by a broken line. It is shown.

本実施形態のセンサ装置は、たとえば、自動車に搭載されて、加速度や角速度、圧力、あるいは流量等の検出を行うセンサ装置などに適用されるが、その用途はこれらに限定されるものではない。   The sensor device of this embodiment is applied to, for example, a sensor device that is mounted on an automobile and detects acceleration, angular velocity, pressure, flow rate, or the like, but the application is not limited thereto.

本実施形態のセンサ装置は、大きくは、基台１０と、基台１０の一面１１側に搭載された回路チップ２０と、回路チップ２０と基台１０との間に位置して設けられたセンサチップ３０と、回路チップ２０を基台１０の一面１１に支持する接続部材４０と、を備えて構成されている。   The sensor device according to the present embodiment is roughly composed of a base 10, a circuit chip 20 mounted on the one surface 11 side of the base 10, and a sensor provided between the circuit chip 20 and the base 10. The chip 30 includes a connection member 40 that supports the circuit chip 20 on the one surface 11 of the base 10.

基台１０は、回路チップ２０を搭載して支持するもので、その一面１１を回路チップ２０が搭載される搭載面としている。本実施形態では、基台１０の一面１１は平坦面とされている。この基台１０としては、たとえばセラミック基板、プリント基板、リードフレーム、あるいは配線を有するケースなどが挙げられる。   The base 10 mounts and supports the circuit chip 20, and its one surface 11 is a mounting surface on which the circuit chip 20 is mounted. In the present embodiment, one surface 11 of the base 10 is a flat surface. Examples of the base 10 include a ceramic substrate, a printed board, a lead frame, or a case having wiring.

回路チップ２０は、一般的な半導体プロセス等により形成されるＩＣチップなどであり、ここでは、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。このＡＳＩＣは、電子部品の種別の１つで、特定の用途向けに複数機能の回路を１つにまとめた集積回路の総称である。   The circuit chip 20 is an IC chip formed by a general semiconductor process or the like, and is an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) here. This ASIC is one of the types of electronic components, and is a general term for an integrated circuit in which circuits having a plurality of functions are combined into one for a specific application.

この回路チップ２０は、センサチップ３０の駆動や制御等を行う図示しない回路部を有するものであり、一方の主面を一面２１、他方の主面を他面２２とする典型的な矩形板状をなす。そして、回路チップ２０は、回路チップ２０の一面２１側を基台１０の一面１１に対向させた状態で、基台１０の一面１１側に搭載されている。   This circuit chip 20 has a circuit portion (not shown) for driving and controlling the sensor chip 30, and is a typical rectangular plate shape having one main surface 21 as one surface 21 and the other main surface 22 as another surface 22. Make. The circuit chip 20 is mounted on the one surface 11 side of the base 10 with the one surface 21 side of the circuit chip 20 facing the one surface 11 of the base 10.

センサチップ３０は、たとえば加速度、角速度あるいは圧力などを検出するための検出素子となるものであり、シリコン半導体などを用いて一般的な半導体プロセス等により形成されるものである。   The sensor chip 30 serves as a detection element for detecting, for example, acceleration, angular velocity, pressure, or the like, and is formed by a general semiconductor process using a silicon semiconductor or the like.

ここでは、センサチップ３０は、一方の主面を一面３１、他方の主面を他面３２とする典型的な矩形板状をなしており、回路チップ２０よりも一回り小さい平面サイズとされている。そして、センサチップ３０は、一面３１を回路チップ３０に対向する面とし、他面３２を基台１０に対向する面として、回路チップ２０と基台１０との間に介在して設けられている。   Here, the sensor chip 30 has a typical rectangular plate shape in which one main surface is the one surface 31 and the other main surface is the other surface 32, and is a plane size slightly smaller than the circuit chip 20. Yes. The sensor chip 30 is provided between the circuit chip 20 and the base 10 with the one surface 31 facing the circuit chip 30 and the other surface 32 facing the base 10. .

センサチップ３０には、検出を行うセンシング部３３が設けられているが、このセンシング部３３は、たとえば加速度や角速度検出用となる櫛歯状の可動部や、圧力検出用のダイアフラムなどにより構成されるものである。ここでは、回路チップ２０側となる一面３１側にセンシング部３３が設けられている。   The sensor chip 30 includes a sensing unit 33 that performs detection. The sensing unit 33 includes, for example, a comb-shaped movable unit for detecting acceleration and angular velocity, a diaphragm for detecting pressure, and the like. Is. Here, the sensing unit 33 is provided on the one surface 31 side which is the circuit chip 20 side.

また、センサチップ３０の一面３１には、通電電極３４が設けられている。この通電電極３４は、回路チップ２０とセンサチップ３０との電気的接続を行うための電極であり、Ｃｕやアルミニウムなどの一般的な電極材料よりなる。   In addition, a current-carrying electrode 34 is provided on one surface 31 of the sensor chip 30. The energizing electrode 34 is an electrode for electrical connection between the circuit chip 20 and the sensor chip 30 and is made of a general electrode material such as Cu or aluminum.

そして、通電電極３４は、回路チップ２０の一面２１に設けられた図示しない電極やバッドに対して、はんだなどの金属接合材５０を介して電気的および機械的に接続されている。これにより、通電電極３４を介して、両チップ２０、３０は電気的に接続され、両チップ２０、３０間の電気的信号のやりとりが可能となっている。具体的には、回路チップ２０からの電気的信号によるセンサチップ３０の駆動等が行われるようになっている。   The energizing electrode 34 is electrically and mechanically connected to an electrode or a pad (not shown) provided on the one surface 21 of the circuit chip 20 via a metal bonding material 50 such as solder. Thereby, both the chips 20 and 30 are electrically connected via the energizing electrode 34, and an electrical signal can be exchanged between the both chips 20 and 30. Specifically, the sensor chip 30 is driven by an electrical signal from the circuit chip 20.

さらに、本実施形態では、センサチップ３０の一面３１に、センシング部３３を取り囲む環状の封止部３５が設けられている（図１、図２（ｂ）参照）。ここでは、センサチップ３０の一面３１の周辺部にて、封止部３５は矩形枠状に配置されている。   Furthermore, in this embodiment, the annular sealing part 35 surrounding the sensing part 33 is provided on the one surface 31 of the sensor chip 30 (see FIGS. 1 and 2B). Here, the sealing portion 35 is arranged in a rectangular frame shape at the peripheral portion of the one surface 31 of the sensor chip 30.

この封止部３５は、通電電極３４と同様、Ｃｕやアルミニウムなどの一般的な電極材料よりなる。なお、この封止部３５は、センサチップ３０における回路の電極として構成されているものであってもよいし、当該回路とは電気的に独立したものであってもよい。   The sealing portion 35 is made of a common electrode material such as Cu or aluminum, like the energizing electrode 34. The sealing portion 35 may be configured as an electrode of a circuit in the sensor chip 30 or may be electrically independent from the circuit.

そして、この封止部３５は、これに対向する回路チップ２０の一面２１側に対して環状に接続されている。ここでは、封止部３５と回路チップ２０との接続は、上記した金属接合材５０により行われている。これにより、センシング部３３は、封止部３５の内側に気密に封止されている。   And this sealing part 35 is connected cyclically | annularly with respect to the one surface 21 side of the circuit chip 20 facing this. Here, the sealing part 35 and the circuit chip 20 are connected by the metal bonding material 50 described above. Thereby, the sensing part 33 is airtightly sealed inside the sealing part 35.

つまり、環状の封止部３５および金属接合材５０を介して、両チップ２０、３０が接続されることにより、これら各部材２０、３０、３５、５０により区画された気密空間が形成され、この気密空間にセンシング部３３が配置されたものとなる。   That is, by connecting the two chips 20 and 30 through the annular sealing portion 35 and the metal bonding material 50, an airtight space defined by these members 20, 30, 35, and 50 is formed. The sensing unit 33 is arranged in an airtight space.

なお、封止部３５と回路チップ２０との接続は、電気的接続は行われずに機械的接続だけのものであってもよく、その場合、上記気密封止が実現されるものならば、金属接合材５０以外の接着材により当該接続が行われていてもよい。   The connection between the sealing portion 35 and the circuit chip 20 may be a mechanical connection without electrical connection. In that case, if the above-described hermetic sealing is realized, a metal is used. The connection may be performed by an adhesive other than the bonding material 50.

こうして、回路チップ２０とセンサチップ３０とは重ね合わされて接続されることで一体化されているが、これら両チップ２０、３０は、接続部材４０を介して、基台１０に接続されて支持されている。   Thus, the circuit chip 20 and the sensor chip 30 are integrated by being overlapped and connected. However, both the chips 20 and 30 are connected to and supported by the base 10 via the connection member 40. ing.

本実施形態の接続部材４０は、回路チップ２０の一面２１側にて回路チップ２０側を根元部４１として、先端部４２側が基台１０の一面１１に向かって延びるように設けられている。   The connection member 40 according to the present embodiment is provided on the one surface 21 side of the circuit chip 20 so that the circuit chip 20 side is the root portion 41 and the tip portion 42 side extends toward the one surface 11 of the base 10.

ここでは、図１および図２に示されるように、接続部材４０は、回路チップ２０の一面２１のうちセンサチップ３０の外郭からはみ出している部位に複数個設けられている。そして、当該複数個の接続部材４０は、センサチップ３０を取り巻くように、回路チップ２０の周辺部に配列している。   Here, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, a plurality of connection members 40 are provided in a portion of the one surface 21 of the circuit chip 20 that protrudes from the outline of the sensor chip 30. The plurality of connection members 40 are arranged in the periphery of the circuit chip 20 so as to surround the sensor chip 30.

この接続部材４０は導電性のものであり、回路チップ３０側に位置する接続部材４０の根元部４１側は、回路チップ２０の一面２１に設けられた図示しない電極に対して、金属結合により電気的および機械的に接続されている。   The connection member 40 is conductive, and the base 41 side of the connection member 40 located on the circuit chip 30 side is electrically connected to an electrode (not shown) provided on the one surface 21 of the circuit chip 20 by metal bonding. Connected mechanically and mechanically.

一方、基台１０側に位置する接続部材４０の先端部４２側は、基台１０の一面１１に設けられたはんだ６０によって基台１０と接合されている。このはんだ６０としては、一般的な共晶はんだや鉛フリーはんだなどが採用され、当該はんだ付けは、印刷およびリフローなどの一般的な方法により行われる。こうして、両チップ２０、３０は、接続部材４０によって基台１０の一面１１に接続され支持されている。   On the other hand, the distal end portion 42 side of the connecting member 40 located on the base 10 side is joined to the base 10 by the solder 60 provided on the one surface 11 of the base 10. As this solder 60, general eutectic solder, lead-free solder or the like is employed, and the soldering is performed by a general method such as printing and reflow. Thus, both the chips 20 and 30 are connected and supported by the connecting member 40 on the one surface 11 of the base 10.

ここで、図３は、図１中の接続部材４０の拡大断面図である。本実施形態では、接続部材４０はＡｇ−Ｓｎ合金の焼結体よりなり、回路チップ２０側から基台１０側に向かって先窄まりとなる円錐形状をなす。つまり、本接続部材は、根元部４１側から先端部４２側に向かって径が小さくなる円錐形状の円錐部材４０として構成されている。   Here, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the connection member 40 in FIG. In the present embodiment, the connection member 40 is made of a sintered body of an Ag—Sn alloy and has a conical shape that is tapered from the circuit chip 20 side toward the base 10 side. That is, this connecting member is configured as a conical member 40 having a conical shape whose diameter decreases from the root portion 41 side toward the distal end portion 42 side.

ここで、円錐部材４０における円錐形状とは、一般的な円錐形の他に、図３に示される本実施形態のように、底面と略平行に頂部が切断された円錐形、すなわち軸方向断面が台形となる円錐形も含むものである。   Here, the conical shape of the conical member 40 is not only a general conical shape but also a conical shape whose top is cut substantially in parallel with the bottom surface as in the present embodiment shown in FIG. It also includes a conical shape with a trapezoidal shape.

さらに、この接続部材としての円錐部材４０は、アスペクト比が１以上の円錐形状とされている。ここでアスペクト比とは、図３に示されるように、円錐部材４０の軸方向長さ（つまり根元部４１から先端部４２までの長さ）をａ、円錐部材４０における回路チップ２０側の最大径（つまり根元部４１の径）をｂとしたとき、軸方向長さａを最大径ｂで除した比ａ／ｂとして定義される。   Further, the conical member 40 as the connecting member has a conical shape with an aspect ratio of 1 or more. Here, as shown in FIG. 3, the aspect ratio is the length of the conical member 40 in the axial direction (that is, the length from the root portion 41 to the tip portion 42), and the maximum of the conical member 40 on the circuit chip 20 side. When the diameter (that is, the diameter of the root portion 41) is b, it is defined as a ratio a / b obtained by dividing the axial length a by the maximum diameter b.

このように円錐部材４０のアスペクト比ａ／ｂを１以上とした根拠について述べる。本発明者は、図３に示したような断面台形の円錐部材４０およびフィレットを有する形状のはんだ６０をモデルとし、このモデルについて、有限要素法による応力解析シミュレーションを行い、はんだ６０に発生する歪みを求めた。   The basis for setting the aspect ratio a / b of the conical member 40 to 1 or more will be described. The present inventor takes a model of a solder 60 having a trapezoidal cross-section of a conical member 40 and a fillet as shown in FIG. Asked.

具体的には、軸方向長さａ、最大径ｂを異ならせることでアスペクト比ａ／ｂを変えていき、種々のアスペクト比ａ／ｂについて、−４０℃と１２５℃との熱衝撃により生じるはんだ歪みを求めた。そのシミュレーション結果を、図４に示す。   Specifically, the aspect ratio a / b is changed by changing the axial length a and the maximum diameter b, and various aspect ratios a / b are generated by thermal shock between −40 ° C. and 125 ° C. Solder strain was determined. The simulation result is shown in FIG.

図４は、接続部材４０のアスペクト比ａ／ｂと、はんだ６０における相当塑性ひずみ振幅（単位：％）との関係を表すグラフであり、実線グラフは平均値、一点鎖線グラフはピーク値を示す。この相当塑性ひずみ振幅は、はんだ６０に発生する歪みに相当するものであり、これが大きいほど、はんだ６０の接合信頼性が低くなることを意味する。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the aspect ratio a / b of the connecting member 40 and the equivalent plastic strain amplitude (unit:%) in the solder 60. The solid line graph shows the average value, and the alternate long and short dash line graph shows the peak value. . This equivalent plastic strain amplitude corresponds to the strain generated in the solder 60, and the larger the value, the lower the bonding reliability of the solder 60.

図４に示されるように、アスペクト比ａ／ｂが１を境として、１未満と１以上とでは、相当塑性ひずみ振幅が劇的に変化している。つまり、１以上では、当該ひずみ振幅がほぼ飽和状態で低い値を示しているのに対し、１未満では、当該ひずみ振幅が急激に増大している。したがって、円錐部材４０のアスペクト比が１以上であれば、十分な接合信頼性を安定して実現しやすいことがわかる。   As shown in FIG. 4, when the aspect ratio a / b is 1, the equivalent plastic strain amplitude changes dramatically when the aspect ratio is less than 1 and 1 or more. That is, when the value is 1 or more, the distortion amplitude is almost saturated and shows a low value. When the value is less than 1, the distortion amplitude increases rapidly. Therefore, it can be seen that if the aspect ratio of the conical member 40 is 1 or more, sufficient joining reliability is easily achieved stably.

このように本実施形態によれば、接続部材を、Ａｇ−Ｓｎ合金の焼結体よりなり且つ回路チップ２０側から基台１０側に向かって先窄まりとなる円錐部材４０とすることにより、円錐部材４０の側面は、基台１０の一面１１に面するように傾斜しているものとなる。つまり、当該円錐部材４０の側面は、基台１０上のはんだ６０に面する方向に傾斜しているものとなる。   As described above, according to the present embodiment, the connection member is made of the sintered body of the Ag—Sn alloy and the conical member 40 is tapered from the circuit chip 20 side toward the base 10 side. The side surface of the conical member 40 is inclined so as to face the one surface 11 of the base 10. That is, the side surface of the conical member 40 is inclined in a direction facing the solder 60 on the base 10.

そのため、この円錐部材４０は、従来の円柱形状のポストに比べて、側面とはんだ６０との接触面積が大きく、且つ、側面にはんだ６０が這い上がりやすいものとなるから、はんだ６０のフィレットが大きいものにできる。また、このＡｇ−Ｓｎ合金の焼結体よりなる円錐部材４０のアスペクト比を１以上とすることにより、上記図４に示したように、はんだ６０のひずみ応力が大幅に低減する。   Therefore, the conical member 40 has a larger contact area between the side surface and the solder 60 than the conventional cylindrical post, and the solder 60 tends to crawl up to the side surface, so the fillet of the solder 60 is large. Can be a thing. Further, by setting the aspect ratio of the conical member 40 made of a sintered body of this Ag—Sn alloy to 1 or more, the strain stress of the solder 60 is greatly reduced as shown in FIG.

よって、本実施形態のセンサ装置によれば、回路チップ２０と基台１０との間隔を広くするために接続部材４０を基台１０にはんだ付けするにあたって、接続部材を上記円錐部材４０とすることで、当該円錐部材４０のはんだ接合性を向上させることができる。   Therefore, according to the sensor device of the present embodiment, when the connection member 40 is soldered to the base 10 in order to widen the distance between the circuit chip 20 and the base 10, the connection member is the conical member 40. Thus, the solderability of the conical member 40 can be improved.

また、上記図１に示されるように、本実施形態では、基台１０の一面１１は平坦面、すなわち基台１０における回路チップ２０の搭載面１１は平坦面である。このような構成において、本実施形態では、回路チップ２０の一面２１側において、円錐部材４０はセンサチップ３０よりも基台１０側に突出している。   As shown in FIG. 1, in this embodiment, one surface 11 of the base 10 is a flat surface, that is, the mounting surface 11 of the circuit chip 20 on the base 10 is a flat surface. In such a configuration, in the present embodiment, the conical member 40 protrudes closer to the base 10 than the sensor chip 30 on the one surface 21 side of the circuit chip 20.

このように、回路チップ２０の一面２１側において、円錐部材４０がセンサチップ３０よりも基台１０側に突出していれば、基台１０の一面１１が平坦面であっても、円錐部材４０の先端部４２側と基台１０とが、はんだ６０を介して接触して接合される。それとともに、センサチップ３０と基台１０とが接触せずに離れた状態を実現することが、容易になる。   As described above, if the conical member 40 protrudes toward the base 10 from the sensor chip 30 on the one surface 21 side of the circuit chip 20, even if the one surface 11 of the base 10 is a flat surface, The tip 42 side and the base 10 are brought into contact with each other via the solder 60 and joined. At the same time, it is easy to realize a state in which the sensor chip 30 and the base 10 are separated without contacting each other.

次に、本センサ装置の製造方法について、図５、図６を参照して述べる。図５は本製造方法を示す工程図、図６は図５に続く製造方法を示す工程図であり、各工程におけるワークを断面的に示している。これら図５、図６においては、センサチップ３０における通電電極３４および封止部３５は、図示を省略してある。   Next, a method for manufacturing the sensor device will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a process diagram showing the manufacturing method, and FIG. 6 is a process diagram showing the manufacturing method subsequent to FIG. 5, showing the workpiece in each process in cross section. 5 and 6, the energization electrode 34 and the sealing portion 35 in the sensor chip 30 are not shown.

なお、ここでは、回路チップ２０はウェハ状態のものを用い、このウェハ状態の回路チップ２０に対して製造を進めていき、最終的に、これを個々のチップ単位にカットして、センサ装置を完成させていく方法を示すが、もちろん、初めからチップサイズに形成された回路チップ２０を用意し、これに対して同様の製造方法を適用していくものであってもよい。   Here, the circuit chip 20 is used in a wafer state, and the manufacturing of the circuit chip 20 in the wafer state is advanced. Finally, the circuit chip 20 is cut into individual chips, and the sensor device is manufactured. Although a method of completing the circuit will be described, of course, a circuit chip 20 formed in a chip size from the beginning may be prepared, and a similar manufacturing method may be applied to this.

まず、図５（ａ）に示されるように、ウェハ状態の回路チップ２０を用意するとともに、一方で、図５（ｂ）に示されるように、センサチップ３０を用意する（用意工程）。これらのチップ２０、３０は上述したように、通常の半導体プロセス等により形成されるものである。   First, as shown in FIG. 5A, a circuit chip 20 in a wafer state is prepared, and on the other hand, as shown in FIG. 5B, a sensor chip 30 is prepared (preparation process). As described above, these chips 20 and 30 are formed by a normal semiconductor process or the like.

次に、センサチップ接続工程として、図５（ｂ）に示されるように、センサチップ３０を回路チップ２０の一面２１側に電気的に接続する。ここでは、センサチップ３０の一面３１を回路チップ２０の一面２１に対向させ、金属接合材５０を介して、通電電極３４および封止部３５と回路チップ２０とを電気的および機械的に接続する。この金属接合材５０による接続は、はんだ接続等により行う。   Next, as a sensor chip connecting step, as shown in FIG. 5B, the sensor chip 30 is electrically connected to the one surface 21 side of the circuit chip 20. Here, one surface 31 of the sensor chip 30 is opposed to one surface 21 of the circuit chip 20, and the current-carrying electrode 34 and the sealing portion 35 and the circuit chip 20 are electrically and mechanically connected via the metal bonding material 50. . The connection by the metal bonding material 50 is performed by solder connection or the like.

次に、図５（ｃ）、（ｄ）、図６（ａ）に示される接続部材形成工程を行う。この接続部材形成工程では、Ａｇ−Ｓｎ合金の焼結体よりなり、回路チップ２０側から基台１０側に向かって先窄まりとなるアスペクト比が１以上の円錐形状をなす円錐部材４０を、回路チップ２０の一面２１側に、接続部材として形成する。   Next, the connecting member forming step shown in FIGS. 5C, 5D, and 6A is performed. In this connection member forming step, a conical member 40 made of a sintered body of an Ag-Sn alloy and having a conical shape with an aspect ratio of 1 or more that is tapered from the circuit chip 20 side toward the base 10 side, A connection member is formed on the one surface 21 side of the circuit chip 20.

この接続部材形成工程は、シート用意工程、積層工程、加熱加圧工程、除去工程の各工程を順次実行していくものである。まず、シート用意工程では、図５（ｃ）に示されるような円錐部材４０の成形型となる樹脂製のシート１００を用意する。このシート１００は、円錐部材４０の形成位置に対応する位置にて円錐部材４０に対応する円錐形状をなすキャビティ１０１を有する。   In the connecting member forming process, the sheet preparing process, the laminating process, the heating and pressing process, and the removing process are sequentially performed. First, in the sheet preparation step, a resin sheet 100 serving as a forming die for the conical member 40 as shown in FIG. The sheet 100 has a cavity 101 having a conical shape corresponding to the conical member 40 at a position corresponding to the formation position of the conical member 40.

具体的に、キャビティ１０１は、シート１００の厚さ方向に貫通する円錐状の貫通孔であり、このキャビティ１０１が円錐部材４０の配置パターンに対応して設けられている。ここでは、図５（ｃ）に示される複数個のシート１００は、互いに別体のものであってもよいし、図示しない連結部により互いに一体とされたものであってもよい。   Specifically, the cavity 101 is a conical through-hole penetrating in the thickness direction of the sheet 100, and the cavity 101 is provided corresponding to the arrangement pattern of the conical members 40. Here, the plurality of sheets 100 shown in FIG. 5C may be separate from each other, or may be integrated with each other by a connecting portion (not shown).

このようなシート１００は、たとえば液晶ポリマーやポリイミドなどの樹脂をシート状に成形してなるものである。そして、キャビティ１０１は、たとえばレーザ加工や型成形などにより形成される。   Such a sheet 100 is formed, for example, by molding a resin such as a liquid crystal polymer or polyimide into a sheet shape. The cavity 101 is formed by, for example, laser processing or mold forming.

そして、充填工程では、図５（ｄ）に示されるように、シート１００のキャビティ１０１に、円錐部材４０の素材であるＡｇ−Ｓｎ合金のペースト４０ａを充填する。このペースト４０ａの充填は、一般的な印刷法などにより行う。   Then, in the filling step, as shown in FIG. 5D, the cavity 101 of the sheet 100 is filled with an Ag—Sn alloy paste 40 a that is a material of the conical member 40. The filling of the paste 40a is performed by a general printing method or the like.

次に、積層工程では、図５（ｄ）に示されるように、キャビティ１０１から露出するペースト４０ａを回路チップ２０の一面２１側に接触させつつ、シート１００を回路チップ２０の一面２１上に積層する。具体的には、回路チップ２０の一面２１上にてペースト４０ａを位置合わせしつつ、シート１００を回路チップ２０上に搭載する。   Next, in the laminating step, the sheet 100 is laminated on the one surface 21 of the circuit chip 20 while bringing the paste 40a exposed from the cavity 101 into contact with the one surface 21 side of the circuit chip 20, as shown in FIG. To do. Specifically, the sheet 100 is mounted on the circuit chip 20 while aligning the paste 40 a on the one surface 21 of the circuit chip 20.

次に、加熱加圧工程では、積層されたシート１００と回路チップ２０とを加熱および加圧することにより、ペースト４０ａを焼成して焼結体とする。そして、この焼結体が円錐部材４０として形成される。具体的に、この加熱加圧は、一般的な熱プレス装置により行えるが、円錐部材４０と回路チップ２０とは、上記焼成により形成される金属接合などの接合力により接続される。   Next, in the heating and pressing step, the paste 40a is fired to obtain a sintered body by heating and pressing the laminated sheet 100 and the circuit chip 20. This sintered body is formed as a conical member 40. Specifically, the heating and pressurization can be performed by a general hot press apparatus, but the conical member 40 and the circuit chip 20 are connected by a bonding force such as metal bonding formed by the firing.

この加熱加圧工程の後、除去工程では、図６（ａ）に示されるように、シート１００を回路チップ２０および円錐部材４０から除去する。このシート１００の除去は、剥離やエッチング等により行え、それにより、回路チップ２０の一面２１上に円錐部材４０を残して、シート１００が除去される。   After the heating and pressing step, in the removing step, the sheet 100 is removed from the circuit chip 20 and the conical member 40 as shown in FIG. The sheet 100 can be removed by peeling, etching, or the like, whereby the sheet 100 is removed leaving the conical member 40 on the one surface 21 of the circuit chip 20.

こうして、シート用意工程、積層工程、加熱加圧工程および除去工程の各工程により構成される接続部材形成工程が終了し、接続部材としての円錐部材４０が完成する。次に、図６（ｂ）に示されるように、ウェハ状態の回路チップ２０を、ダイシングカットなどによって、チップ単位に分割する。それにより、センサチップ３０および円錐部材４０が接続された回路チップ２０ができあがる。   In this way, the connecting member forming process constituted by the sheet preparing process, the laminating process, the heating and pressing process, and the removing process is completed, and the conical member 40 as the connecting member is completed. Next, as shown in FIG. 6B, the circuit chip 20 in the wafer state is divided into chips by dicing cut or the like. Thereby, the circuit chip 20 to which the sensor chip 30 and the conical member 40 are connected is completed.

その後は、このセンサチップ３０および円錐部材４０が接続された回路チップ２０を、円錐部材４０を介して基台１０の一面１０上に搭載し、上記図１に示されるように、円錐部材４０の先端部４２側を基台１０の一面１１にはんだ付けする。それにより、円錐部材４０を介して回路チップ３０が基台１０に支持される（回路チップはんだ付け工程）。こうして、図１に示される本実施形態のセンサ装置ができあがる。以上が、本センサ装置の製造方法である。   Thereafter, the circuit chip 20 to which the sensor chip 30 and the conical member 40 are connected is mounted on the one surface 10 of the base 10 via the conical member 40, and as shown in FIG. The tip 42 side is soldered to one surface 11 of the base 10. Thereby, the circuit chip 30 is supported by the base 10 via the conical member 40 (circuit chip soldering process). Thus, the sensor device of the present embodiment shown in FIG. 1 is completed. The above is the manufacturing method of the present sensor device.

この本実施形態の製造方法によれば、接続部材としての円錐部材４０の形成は、めっきのように金属を析出成長させるのではなく、形成する円錐部材４０に対応したキャビティ１０１が形成されたシート１００にペースト４０ａを充填し、この充填されたペースト４０ａを焼結させて回路チップ２０に転写するものである。   According to the manufacturing method of the present embodiment, the formation of the conical member 40 as the connecting member is not a method in which metal is deposited and grown like plating, but a sheet in which the cavity 101 corresponding to the conical member 40 to be formed is formed. 100 is filled with a paste 40a, and the filled paste 40a is sintered and transferred to the circuit chip 20.

従って、金属の析出成長ではないため、製造時間は形成する円錐部材４０の高さによらずほぼ一定であり、円錐部材４０の高さが高い場合においても、製造コストが増大することがない。よって、本製造方法によれば、円錐部材４０は、従来のめっきによる円柱状ポストに比べて大幅に安価なものとなり、接続部材のコスト低減が図れる。   Therefore, since it is not metal deposition growth, the manufacturing time is substantially constant regardless of the height of the conical member 40 to be formed, and the manufacturing cost does not increase even when the height of the conical member 40 is high. Therefore, according to this manufacturing method, the conical member 40 becomes significantly cheaper than a conventional cylindrical post formed by plating, and the cost of the connecting member can be reduced.

また、上記したように、本実施形態では、センサチップ３０の一面３１にてセンシング部３３を取り囲む環状の封止部３５を設け、この封止部３５を回路チップ２０の一面２１側に接続することにより、センシング部３３の気密構成を実現している。そのため、本実施形態の製造方法では、センサチップ接続工程において、センサチップ２０と回路チップ３０との電気的接続と同時に、当該気密構成の構築を行うことができる。   Further, as described above, in the present embodiment, the annular sealing portion 35 that surrounds the sensing portion 33 is provided on the one surface 31 of the sensor chip 30, and the sealing portion 35 is connected to the one surface 21 side of the circuit chip 20. Thus, the airtight configuration of the sensing unit 33 is realized. Therefore, in the manufacturing method of the present embodiment, the airtight configuration can be constructed simultaneously with the electrical connection between the sensor chip 20 and the circuit chip 30 in the sensor chip connection step.

（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態に係るセンサ装置の要部を示す概略断面図である。この図７では、本センサ装置のうち、はんだ６０および基台１０を省略している。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、緩衝部材７０を追加した構成としたことが相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。 (Second Embodiment)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the main part of the sensor device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the solder 60 and the base 10 are omitted from the sensor device. This embodiment is different from the first embodiment in that the buffer member 70 is added, and here, the difference will be mainly described.

図７に示されるように、本実施形態では、円錐部材４０における回路チップ２０側に位置する根元部４１側は、緩衝部材７０により封止されている。この緩衝部材７０は、円錐部材４０に発生する応力を緩和するものである。   As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the root portion 41 side located on the circuit chip 20 side in the conical member 40 is sealed by the buffer member 70. The buffer member 70 is used to relieve stress generated in the conical member 40.

ここで、当該応力は、回路チップ２０を構成するシリコンなどの半導体と基台１０との線膨張係数差により、円錐部材４０の根元部４１側に発生するものである。通常は、回路チップ２０の線膨張係数の方が、基台１０の線膨張係数よりも小さい。   Here, the stress is generated on the base 41 side of the conical member 40 due to a difference in linear expansion coefficient between the base 10 and a semiconductor such as silicon constituting the circuit chip 20. Usually, the linear expansion coefficient of the circuit chip 20 is smaller than the linear expansion coefficient of the base 10.

この緩衝部材７０は、円錐部材４０の根元部４１を取り囲む環状シート形状をなすものであり、線膨張係数が、回路チップ２０を構成するシリコンなどの半導体と基台１０との間の大きさのものである。このような緩衝部材７０の具体的な材質としては、液晶ポリマーなどの樹脂が挙げられる。   The buffer member 70 has an annular sheet shape surrounding the base portion 41 of the conical member 40, and has a linear expansion coefficient of a size between a semiconductor such as silicon constituting the circuit chip 20 and the base 10. Is. Specific examples of such a buffer member 70 include a resin such as a liquid crystal polymer.

つまり、各部の線膨張係数の大小関係は、典型的には回路チップ２０＜緩衝部材７０＜基台１０となる。そして、本実施形態によれば、円錐部材４０の根元部４１側に発生する応力が、緩衝部材７０により緩和されるから、接合信頼性の向上等が期待できる。   That is, the magnitude relationship of the linear expansion coefficient of each part is typically circuit chip 20 <buffer member 70 <base 10. And according to this embodiment, since the stress which generate | occur | produces in the base part 41 side of the cone member 40 is relieve | moderated by the buffer member 70, improvement of joining reliability etc. can be anticipated.

次に、この緩衝部材７０の形成方法の一例について、図８を参照して述べる。図８は、本実施形態に係る緩衝部材７０の形成方法を示す工程図である。この方法は、上記第１実施形態に示したセンサ装置の製造方法における接続部材形成工程にて、シート１００の一部によって緩衝部材７０を形成するものであり、上記製造方法の一部として組み込まれるものである。   Next, an example of a method for forming the buffer member 70 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a process diagram showing a method for forming the buffer member 70 according to the present embodiment. In this method, the buffer member 70 is formed by a part of the sheet 100 in the connecting member forming step in the manufacturing method of the sensor device shown in the first embodiment, and is incorporated as a part of the manufacturing method. Is.

まず、本実施形態の接続部材形成工程におけるシート用意工程では、図８（ａ）に示されるように、シート１００として、円錐部材４０における根元部４１側から先端部４２側に向かって第１の層７０、第２の層７１が順次積層されたものを用意する。これら第１の層７０および第２の層７１としては、たとえば液晶ポリマーなどシート１００として使用可能な樹脂材料よりなるものが用いられる。   First, in the sheet preparation process in the connection member forming process of the present embodiment, as shown in FIG. 8A, a first sheet 100 is formed from the root 41 side to the tip 42 side of the conical member 40 as a sheet 100. A layer 70 and a second layer 71 are sequentially stacked. As these 1st layer 70 and 2nd layer 71, what consists of resin materials which can be used as the sheet | seat 100, such as a liquid crystal polymer, for example is used.

ここで、第１の層７０と第２の層７１とは、同じ樹脂材料でもよいし、異なる樹脂材料でもよいが、第１の層７０は、線膨張係数が回路チップ２０と基台１０との間のものとする。そして、本シート１００においては、当該両層７０、７１は、互いに重ね合わされ、構成樹脂の接着力により固定されており、第１の層７０および第２の層７１を貫く貫通孔としてキャビティ１０１が設けられている。   Here, the first layer 70 and the second layer 71 may be the same resin material or different resin materials, but the first layer 70 has a linear expansion coefficient of the circuit chip 20 and the base 10. It shall be between. In the sheet 100, the two layers 70 and 71 are overlapped with each other and fixed by the adhesive force of the constituent resin, and the cavity 101 is formed as a through-hole penetrating the first layer 70 and the second layer 71. Is provided.

また、図８のシート１００は、複数個の第１の層７０が共通の第２の層７１により連結され、一体化された構成とされているが、これは、上記図５（ｃ）に示される複数個のシート１００が連結部としての第２の層７１により互いに一体とされたものに相当する。なお、この図８のシート１００においても、各第１の層７０間に位置する第２の層７１を切り離した構成とすることで、複数個の別体のシート１００としてもよいことはもちろんである。   8 has a structure in which a plurality of first layers 70 are connected and integrated by a common second layer 71. This is illustrated in FIG. 5C. The plurality of sheets 100 shown corresponds to one in which the second layers 71 as connecting portions are integrated with each other. In the sheet 100 of FIG. 8 as well, it is a matter of course that a plurality of separate sheets 100 may be obtained by separating the second layers 71 located between the first layers 70. is there.

そして、図８（ｂ）に示されるように、充填工程では、シート１００のキャビティ１０１に、Ａｇ−Ｓｎ合金のペースト４０ａを充填し、続いて、積層工程では、キャビティ１０１から露出するペースト４０ａを回路チップ２０の一面２１側に接触させつつ、シート１００を回路チップ２０の一面２１上に積層する。このとき、第１の層７０側を回路チップ２０に接触させる。   Then, as shown in FIG. 8B, in the filling step, the cavity 101 of the sheet 100 is filled with the Ag-Sn alloy paste 40a. Subsequently, in the stacking step, the paste 40a exposed from the cavity 101 is filled. The sheet 100 is laminated on the one surface 21 of the circuit chip 20 while being in contact with the one surface 21 side of the circuit chip 20. At this time, the first layer 70 side is brought into contact with the circuit chip 20.

そして、本実施形態の加熱加圧工程では、上記第１実施形態と同様、積層されたシート１００と回路チップ２０とを加熱および加圧することにより、ペースト４０ａを焼成し、焼結体としての円錐部材４０を形成する。   In the heating and pressing step of the present embodiment, as in the first embodiment, the laminated sheet 100 and the circuit chip 20 are heated and pressed to fire the paste 40a, and the cone as a sintered body. The member 40 is formed.

その後、本実施形態の除去工程では、図８（ｃ）に示されるように、円錐部材４０の根元部４１側に位置する第１の層７０を残し、円錐部材４０の先端部４２側に位置する第２の層７１を除去する。この第２の層７１の除去は、剥離でもよいし、エッチング等により行ってもよい。   Thereafter, in the removing step of the present embodiment, as shown in FIG. 8C, the first layer 70 located on the base part 41 side of the conical member 40 is left and the conical member 40 is located on the tip part 42 side. The second layer 71 to be removed is removed. The removal of the second layer 71 may be performed by peeling or etching.

これにより、本実施形態の緩衝部材７０ができあがる。つまり、除去工程にて残される第１の層７０は、線膨張係数が回路チップ２０と基台１０との間のものであるから、円錐部材４０の根元部４１側に発生する応力を緩和する緩衝部材７０とすることができる。こうして、図７に示される構造体が形成され、これを上記同様に、回路チップはんだ付け工程に供すれば、本実施形態のセンサ装置ができあがる。   Thereby, the buffer member 70 of this embodiment is completed. That is, since the first layer 70 left in the removal step has a linear expansion coefficient between the circuit chip 20 and the base 10, the stress generated on the base portion 41 side of the conical member 40 is relieved. The buffer member 70 can be used. Thus, the structure shown in FIG. 7 is formed, and if this is subjected to the circuit chip soldering process in the same manner as described above, the sensor device of this embodiment is completed.

図９は、本実施形態の他の例としてのセンサ装置の要部を示す概略断面図であり、図９でも、当該センサ装置のうち、はんだ６０および基台１０を省略している。上記図７では緩衝部材７０は単一層のものであったが、図９の例では、緩衝部材７０を、回路チップ２０の一面２１側から第１の緩衝層７０ａ、第２の緩衝層７０ｂが順次積層された２層構成としている。   FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a sensor device as another example of the present embodiment. Also in FIG. 9, the solder 60 and the base 10 are omitted from the sensor device. In FIG. 7, the buffer member 70 is a single layer, but in the example of FIG. 9, the buffer member 70 includes the first buffer layer 70 a and the second buffer layer 70 b from the one surface 21 side of the circuit chip 20. It has a two-layer structure in which layers are sequentially stacked.

この２層構成の緩衝部材７０において、円錐部材４０の根元部４１側に位置する第１の緩衝層７０ａは、円錐部材４０の先端部４２側に位置する第２の緩衝層７０ｂよりも線膨張係数が大きいものである。つまり、図９に示される例では、各部の線膨張係数の大小関係は、典型的には回路チップ２０＜第１の緩衝層７０ａ＜第２の緩衝層７０ｂ＜基台１０となる。   In this two-layer buffer member 70, the first buffer layer 70 a located on the base part 41 side of the conical member 40 is linearly expanded than the second buffer layer 70 b located on the tip part 42 side of the cone member 40. The coefficient is large. That is, in the example shown in FIG. 9, the magnitude relationship between the linear expansion coefficients of the respective parts is typically circuit chip 20 <first buffer layer 70a <second buffer layer 70b <base 10.

具体的に、第１の緩衝層７０ａとしては、たとえば液晶ポリマーよりなるシートが挙げられ、第２の緩衝層７０ｂとしては、たとえばポリイミド系樹脂よりなるシートが挙げられる。この図９の例によれば、線膨張係数を段階的に変化させることで、より安定した応力緩和が可能となる。   Specifically, examples of the first buffer layer 70a include a sheet made of liquid crystal polymer, and examples of the second buffer layer 70b include a sheet made of polyimide resin. According to the example of FIG. 9, more stable stress relaxation can be achieved by changing the linear expansion coefficient stepwise.

なお、本図９に示される緩衝部材７０を形成するには、上記図８に示される緩衝部材７０の形成工程において、シート１００における第１の層７０を、第１の緩衝層７０ａと第２の緩衝層７０ｂとが貼り合わされた２層のシートにより構成したものとすればよい。そうすれば、後は当該図８に示した方法を行うことによって、本図９の緩衝部材７０を形成できることは言うまでもない。   In order to form the buffer member 70 shown in FIG. 9, in the step of forming the buffer member 70 shown in FIG. 8, the first layer 70 in the sheet 100 is replaced with the first buffer layer 70a and the second buffer layer 70a. What is necessary is just to be comprised with the sheet | seat of the two layers on which this buffer layer 70b was bonded together. If it does so, it cannot be overemphasized that the buffer member 70 of this FIG. 9 can be formed after that by performing the method shown in the said FIG.

（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態に係るセンサ装置の要部を示す概略断面図である。この図１０では、本センサ装置のうち、はんだ６０および基台１０を省略している。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、バッファー層８０を追加した構成としたことが相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。 (Third embodiment)
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the main part of the sensor device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 10, the solder 60 and the base 10 are omitted from the sensor device. The present embodiment is different from the first embodiment in that the buffer layer 80 is added, and here, the difference will be mainly described.

図１０に示されるように、バッファー層８０は、回路チップ２０の一面２１と円錐部材４０との間に設けられている。このバッファー層８０は、円錐部材４０に発生する応力を緩和するものである。具体的に、バッファー層８０は、たとえばＰＩ（ポリイミド）やＢＣＢ（ベンゾシクロベテン）などの樹脂よりなり、塗布および硬化などにより、回路チップ２０の一面２１に設けられた層である。   As shown in FIG. 10, the buffer layer 80 is provided between the one surface 21 of the circuit chip 20 and the conical member 40. The buffer layer 80 relieves stress generated in the conical member 40. Specifically, the buffer layer 80 is made of a resin such as PI (polyimide) or BCB (benzocyclobeten), and is a layer provided on the one surface 21 of the circuit chip 20 by application or curing.

そして、バッファー層８０は、上記緩衝部材７０と同様、線膨張係数が、回路チップ２０を構成するシリコンなどの半導体と基台１０との間の大きさのものである。つまり、本実施形態における各部の線膨張係数の大小関係は、典型的には回路チップ２０＜バッファー層８０＜基台１０となる。   The buffer layer 80 has a linear expansion coefficient between the base 10 and a semiconductor such as silicon constituting the circuit chip 20, similar to the buffer member 70. That is, the magnitude relationship of the linear expansion coefficient of each part in this embodiment is typically circuit chip 20 <buffer layer 80 <base 10.

ここで、図１１は、バッファー層８０内部の配線構成を示す概略断面図である。このバッファー層８０は、電気絶縁性のものであるが、バッファー層８０内部に再配線を構成することにより、回路チップ２０と、センサチップ３０の通電電極３４および円錐部材４０との導通が図られている。   Here, FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a wiring configuration inside the buffer layer 80. The buffer layer 80 is electrically insulative, but by forming rewiring inside the buffer layer 80, electrical connection between the circuit chip 20 and the conductive electrode 34 and the conical member 40 of the sensor chip 30 is achieved. ing.

具体的には、図１１に示されるように、回路チップ２０の一面２１上にアルミニウムなどよりなる電極２３が形成されており、この電極２３はバッファー層８０内部に位置する。一方、接続パッド２５が、バッファー層８０より露出して設けられている。さらに、バッファー層８０の内部には、再配線層２４が設けられ、電極２３と接続パッド２５とは、この再配線層２４を介して電気的に接続されている。   Specifically, as shown in FIG. 11, an electrode 23 made of aluminum or the like is formed on one surface 21 of the circuit chip 20, and this electrode 23 is located inside the buffer layer 80. On the other hand, the connection pad 25 is provided so as to be exposed from the buffer layer 80. Furthermore, the rewiring layer 24 is provided inside the buffer layer 80, and the electrode 23 and the connection pad 25 are electrically connected via the rewiring layer 24.

これら再配線層２４および接続パッド２５は、たとえばアルミニウムや銅などよりなり、このような再配線構成は、樹脂の塗布および硬化、金属配線の成膜およびパターニングなどの一般的な手法により形成される。そして、回路チップ２０の一面２１の電極２３は、再配線層２４および接続パッド２５を介して、上記センサチップ３０の通電電極３４および円錐部材４０に電気的に接続されるようになっている。   The rewiring layer 24 and the connection pad 25 are made of, for example, aluminum or copper, and such a rewiring configuration is formed by a general method such as resin application and curing, metal wiring film formation, and patterning. . The electrode 23 on the one surface 21 of the circuit chip 20 is electrically connected to the energizing electrode 34 and the conical member 40 of the sensor chip 30 via the rewiring layer 24 and the connection pad 25.

本実施形態によれば、円錐部材４０の根元部４１側に発生する応力が、バッファー層８０により緩和されるから、接合信頼性の向上等が期待できる。なお、本実施形態は、上記第１実施形態だけでなく、第２実施形態とも組み合わせてもよい。つまり、このバッファー層８０を設けた構成においても、上記緩衝部材７０をさらに設けてもよい。   According to the present embodiment, since the stress generated on the side of the root portion 41 of the conical member 40 is relaxed by the buffer layer 80, improvement in bonding reliability can be expected. Note that this embodiment may be combined with the second embodiment as well as the first embodiment. That is, even in the configuration in which the buffer layer 80 is provided, the buffer member 70 may be further provided.

（第４実施形態）
図１２は、本発明の第４実施形態に係るセンサ装置の要部を示す概略断面図であり、この図１２では、本センサ装置のうち、はんだ６０および基台１０を省略している。ここでは、上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。 (Fourth embodiment)
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the main part of the sensor device according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 12, the solder 60 and the base 10 are omitted from the sensor device. Here, the difference from the first embodiment will be mainly described.

上記第１実施形態では、回路チップ２０の一面２１に対向するセンサチップ３０の一面３１にセンシング部３３が設けられており、さらにセンシング部３３を取り囲む環状の封止部３５を設けることにより、センシング部３３の気密構成を実現していた。   In the first embodiment, the sensing unit 33 is provided on the one surface 31 of the sensor chip 30 facing the one surface 21 of the circuit chip 20, and the annular sealing unit 35 that surrounds the sensing unit 33 is further provided, thereby sensing. The airtight configuration of the portion 33 was realized.

それに対して、本実施形態では、センシング部３３は、基台１０に対向するセンサチップ３０の他面３２に設けられている。この場合、図１２に示されるように、センサチップ３０の他面３２にキャップ９０を設け、このキャップ９０によりセンシング部３３を気密に封止する。   On the other hand, in the present embodiment, the sensing unit 33 is provided on the other surface 32 of the sensor chip 30 facing the base 10. In this case, as shown in FIG. 12, a cap 90 is provided on the other surface 32 of the sensor chip 30, and the sensing unit 33 is hermetically sealed by the cap 90.

このキャップ９０は、たとえばガラスやシリコンなどよりなるもので、センシング部３３とは離れつつ、センシング部３３の周囲にてセンサチップ３０の他面３２に対して、陽極接合などにより接合されたものである。   The cap 90 is made of, for example, glass or silicon, and is bonded to the other surface 32 of the sensor chip 30 by anodic bonding or the like around the sensing unit 33 while being separated from the sensing unit 33. is there.

なお、本実施形態は、センサチップ３０の他面３２にセンシング部３３が設けられている場合に、これをキャップ９０で気密封止する構成を採用するだけのものであるから、上記第２実施形態や上記第３実施形態とも組み合わせてよいことは言うまでもない。   In the present embodiment, when the sensing portion 33 is provided on the other surface 32 of the sensor chip 30, only the configuration in which the sensing portion 33 is hermetically sealed with the cap 90 is employed. Needless to say, the embodiment and the third embodiment may be combined.

（第５実施形態）
図１３は、本発明の第５実施形態に係るセンサ装置の要部を示す概略断面図であり、この図１３では、本センサ装置のうち、はんだ６０および基台１０を省略している。 (Fifth embodiment)
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing the main part of the sensor device according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 13, the solder 60 and the base 10 are omitted from the sensor device.

図１３に示されるように、本実施形態は、センサチップ３０と回路チップ２０との接合部を、エポキシ樹脂等よりなるアンダーフィル９５で補強したものである。この図１３に示される例では、封止部３５の外周にアンダーフィル９５を配置し、これにより、封止部３５における接合部をアンダーフィル９５で封止して補強している。   As shown in FIG. 13, in the present embodiment, the joint between the sensor chip 30 and the circuit chip 20 is reinforced with an underfill 95 made of epoxy resin or the like. In the example shown in FIG. 13, an underfill 95 is disposed on the outer periphery of the sealing portion 35, and thereby, a joint portion in the sealing portion 35 is sealed with the underfill 95 to be reinforced.

また、図１４は、本実施形態の他の例としてのセンサ装置の要部を示す概略断面図である。この図１４に示される例では、さらにセンサチップ３０と回路チップ２０との間にも、アンダーフィル９５を注入して充填したものとしており、上記図１３に示される例に比べて、アンダーフィル９５による補強の面積を大きくし、当該補強をより強いものとしている。   FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a sensor device as another example of the present embodiment. In the example shown in FIG. 14, the underfill 95 is further injected and filled between the sensor chip 30 and the circuit chip 20, and the underfill 95 is compared with the example shown in FIG. The area of reinforcement by is increased and the reinforcement is made stronger.

なお、本実施形態は、センサチップ３０の接合部にアンダーフィル９５を付加した構成を採用するだけのものであるから、上記第１実施形態以外にも、上記第２実施形態〜上記第４実施形態とも組み合わせてよいことは言うまでもない。   In addition, since this embodiment only employs a configuration in which an underfill 95 is added to the joint portion of the sensor chip 30, in addition to the first embodiment, the second embodiment to the fourth embodiment described above. Needless to say, it may be combined with the form.

（第６実施形態）
図１５は、本発明の第６実施形態に係るセンサ装置の要部を示す概略断面図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示している。本実施形態は、上記第１実施形態において基台１０に凹部１２を設けたことが相違するものであり、ここでは、この相違点を中心に述べることとする。 (Sixth embodiment)
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing the main part of a sensor device according to a sixth embodiment of the present invention, in which (a) shows a first example and (b) shows a second example. The present embodiment is different from the first embodiment in that the concave portion 12 is provided in the base 10, and here, this difference will be mainly described.

図１５に示されるように、本実施形態では、基台１０における平坦な一面１１のうちセンサチップ３０に対向する部位に、凹んだ凹部１２が設けられている。ここで、図１５（ａ）に示される第１の例では、有底の凹部１２であり、図１５（ｂ）に示される第２の例では貫通孔による凹部１２とされている。   As shown in FIG. 15, in the present embodiment, a recessed portion 12 that is recessed is provided in a portion of the flat surface 11 of the base 10 that faces the sensor chip 30. Here, in the first example shown in FIG. 15 (a), the concave portion 12 has a bottom, and in the second example shown in FIG. 15 (b), the concave portion 12 is a through hole.

本実施形態によれば、この凹部１２を介して、センサチップ３０と基台１０とを干渉させることなく離した状態とすることができる。たとえば、図１５に示されるように、円錐部材４０の突出長さがセンサチップ３０よりも短く、回路チップ２０の一面２１を基準として円錐部材４０よりもセンサチップ３０の方が突出している場合であっても、センサチップ３０と基台１０とが干渉することなく、円錐部材４０による回路チップ２０の基台１０への搭載が可能となる。   According to the present embodiment, the sensor chip 30 and the base 10 can be separated from each other through the recess 12 without causing interference. For example, as shown in FIG. 15, when the protruding length of the conical member 40 is shorter than the sensor chip 30 and the sensor chip 30 protrudes from the conical member 40 on the basis of the one surface 21 of the circuit chip 20. Even in such a case, the circuit chip 20 can be mounted on the base 10 by the conical member 40 without the sensor chip 30 and the base 10 interfering with each other.

なお、本実施形態は、基台１０の一面１１のうちセンサチップ３０に対向する部位に、凹部１２を設けた構成を採用するだけのものであるから、上記第１実施形態以外にも、上記第２実施形態〜上記第５実施形態とも組み合わせてよいことは言うまでもない。   In addition, since this embodiment only employ | adopts the structure which provided the recessed part 12 in the site | part which opposes the sensor chip 30 among the one surfaces 11 of the base 10, in addition to the said 1st Embodiment, the said Needless to say, it may be combined with the second to fifth embodiments.

（他の実施形態）
なお、上記第１実施形態に示したセンサ装置の製造方法では、センサチップ３０を回路チップ２０に電気的に接続するセンサチップ接続工程を行った後に、接続部材としての円錐部材４０を回路チップ２０に形成する接続部材形成工程を行ったが、これとは逆に、接続部材形成工程を先に行い、その後、センサチップ接続工程を行うようにしてもかまわない。 (Other embodiments)
In the manufacturing method of the sensor device shown in the first embodiment, the conical member 40 as the connecting member is connected to the circuit chip 20 after performing the sensor chip connecting step of electrically connecting the sensor chip 30 to the circuit chip 20. However, the connecting member forming process may be performed first, and then the sensor chip connecting process may be performed.

また、上記第２実施形態の各例では、接続部材形成工程にて、第１の層７０と第２の層７１とよりなるシート１００を用いて緩衝部材７０を形成したが、たとえば単一層のシート１００を用いてもよい。この場合、除去工程において、単一層のシート１００のうち円錐部材４０の先端部４２側の部位をレーザエッチング等で除去して当該シート１００の薄肉化を行い、当該薄肉化後に残ったシート部分を緩衝部材７０とするようにしてもよい。   In each example of the second embodiment, the buffer member 70 is formed using the sheet 100 including the first layer 70 and the second layer 71 in the connection member forming step. The sheet 100 may be used. In this case, in the removing step, the portion on the tip end 42 side of the conical member 40 in the single-layer sheet 100 is removed by laser etching or the like to thin the sheet 100, and the sheet portion remaining after the thinning is removed. The buffer member 70 may be used.

また、上記図１等では、センサチップ３０の一面３１に、センシング部３３が設けられている場合において、当該一面３１に封止部３５を設け、これによりセンシング部３３を気密封止したが、場合によっては封止部３５を省略し、センシング部３３を気密封止しない構成であってもよい。同様に、上記図１２においても、センシング部３３を気密封止するキャップ９０を省略した構成であってもよい。   Further, in FIG. 1 and the like, when the sensing part 33 is provided on the one surface 31 of the sensor chip 30, the sealing part 35 is provided on the one surface 31 and thereby the sensing part 33 is hermetically sealed. In some cases, the sealing unit 35 may be omitted, and the sensing unit 33 may not be hermetically sealed. Similarly, in FIG. 12, the cap 90 that hermetically seals the sensing unit 33 may be omitted.

また、回路チップ２０の一面２１に接続されるセンサチップ３０は、複数個であってもよい。また、基台１０の一面１１は、これに対向するセンサチップ３０と干渉することがない程度に凹凸面であってもよい。また、上記した各実施形態同士の組み合わせ以外にも、上記各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせてよい。   Further, a plurality of sensor chips 30 may be connected to the one surface 21 of the circuit chip 20. Further, the one surface 11 of the base 10 may be an uneven surface to the extent that it does not interfere with the sensor chip 30 facing the base 10. In addition to the combinations of the above-described embodiments, the above-described embodiments may be appropriately combined within a possible range.

１０ 基台
１１ 基台の一面
１２ 凹部
２０ 回路チップ
２１ 回路チップの一面
３０ センサチップ
３３ センシング部
３５ 封止部
４０ 接続部材
４０ａ ペースト
４１ 接続部材の根元部
４２ 接続部材の先端部
６０ はんだ
７０ 緩衝部材、第１の層
７１ 第２の層
８０ バッファー層
１００ シート
１０１ キャビティ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Base 11 One surface of base 12 Recessed part 20 Circuit chip 21 One surface of circuit chip 30 Sensor chip 33 Sensing part 35 Sealing part 40 Connection member 40a Paste 41 Base part of connection member 42 Tip part of connection member 60 Solder 70 Buffer member , First layer 71 second layer 80 buffer layer 100 sheet 101 cavity

Claims (7)

基台（１０）と、
一面（２１）側を前記基台（１０）の一面（１１）に対向させて前記基台（１０）の一面（１１）側に搭載された回路チップ（２０）と、
センシング部（３３）を有し、前記回路チップ（２０）と前記基台（１０）との間に位置して前記回路チップ（２０）の一面（２１）側と電気的に接続されたセンサチップ（３０）と、
前記回路チップ（２０）の一面（２１）側にて前記回路チップ（２０）側から前記基台（１０）の一面（１１）に延びるように設けられ、前記回路チップ（２０）を前記基台（１０）の一面（１１）に支持する接続部材（４０）と、を備えるセンサ装置において、
前記接続部材は、Ａｇ−Ｓｎ合金の焼結体よりなり、前記回路チップ（２０）側から前記基台（１０）側に向かって先窄まりとなるアスペクト比が１以上の円錐形状をなす円錐部材（４０）であり、
前記基台（１０）の一面（１１）に設けられたはんだ（６０）により、前記円錐部材（４０）の先端部（４２）側と前記基台（１０）とが接合されており、
前記円錐部材（４０）における前記回路チップ（２０）側に位置する根元部（４１）側は、前記円錐部材（４０）に発生する応力を緩和する緩衝部材（７０）により封止されていることを特徴とするセンサ装置。 A base (10);
A circuit chip (20) mounted on the one surface (11) side of the base (10) with the one surface (21) side facing the one surface (11) of the base (10);
A sensor chip having a sensing portion (33) and located between the circuit chip (20) and the base (10) and electrically connected to the one surface (21) side of the circuit chip (20) (30),
The circuit chip (20) is provided on one surface (21) side so as to extend from the circuit chip (20) side to one surface (11) of the base (10), and the circuit chip (20) is attached to the base (10) In a sensor device comprising a connection member (40) supported on one surface (11),
The connecting member is made of a sintered body of an Ag—Sn alloy, and has a conical shape with an aspect ratio of 1 or more that is tapered from the circuit chip (20) side toward the base (10) side. A member (40),
The tip (42) side of the conical member (40) and the base (10) are joined by solder (60) provided on one surface (11) of the base (10) ,
The base part (41) side located on the circuit chip (20) side of the conical member (40) is sealed by a buffer member (70) that relieves stress generated in the conical member (40) . A sensor device. 基台（１０）と、
一面（２１）側を前記基台（１０）の一面（１１）に対向させて前記基台（１０）の一面（１１）側に搭載された回路チップ（２０）と、
センシング部（３３）を有し、前記回路チップ（２０）と前記基台（１０）との間に位置して前記回路チップ（２０）の一面（２１）側と電気的に接続されたセンサチップ（３０）と、
前記回路チップ（２０）の一面（２１）側にて前記回路チップ（２０）側から前記基台（１０）の一面（１１）に延びるように設けられ、前記回路チップ（２０）を前記基台（１０）の一面（１１）に支持する接続部材（４０）と、を備えるセンサ装置において、
前記接続部材は、Ａｇ−Ｓｎ合金の焼結体よりなり、前記回路チップ（２０）側から前記基台（１０）側に向かって先窄まりとなるアスペクト比が１以上の円錐形状をなす円錐部材（４０）であり、
前記基台（１０）の一面（１１）に設けられたはんだ（６０）により、前記円錐部材（４０）の先端部（４２）側と前記基台（１０）とが接合されており、
前記回路チップ（２０）の一面（２１）と前記円錐部材（４０）との間には、前記円錐部材（４０）に発生する応力を緩和するバッファー層（８０）が介在していることを特徴とするセンサ装置。 A base (10);
A circuit chip (20) mounted on the one surface (11) side of the base (10) with the one surface (21) side facing the one surface (11) of the base (10);
A sensor chip having a sensing portion (33) and located between the circuit chip (20) and the base (10) and electrically connected to the one surface (21) side of the circuit chip (20) (30),
The circuit chip (20) is provided on one surface (21) side so as to extend from the circuit chip (20) side to one surface (11) of the base (10), and the circuit chip (20) is attached to the base (10) In a sensor device comprising a connection member (40) supported on one surface (11),
The connecting member is made of a sintered body of an Ag—Sn alloy, and has a conical shape with an aspect ratio of 1 or more that is tapered from the circuit chip (20) side toward the base (10) side. A member (40),
The tip (42) side of the conical member (40) and the base (10) are joined by solder (60) provided on one surface (11) of the base (10),
Between the conical member and the one surface of the circuit chip (20) and (21) (40), characterized in that a buffer layer to relieve the stress generated in said conical member (40) (80) is interposed Sensor device . 前記回路チップ（２０）の一面（２１）側において、前記円錐部材（４０）は前記センサチップ（３０）よりも前記基台（１０）側に突出しており、
前記基台（１０）の一面（１１）は平坦面であることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ装置。 On one surface (21) side of the circuit chip (20), the conical member (40) protrudes closer to the base (10) than the sensor chip (30),
The sensor device according to claim 1 or 2 , wherein one surface (11) of the base (10) is a flat surface. 前記基台（１０）の一面（１１）のうち前記センサチップ（３０）に対向する部位には、凹部（１２）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のセンサ装置。 The portion facing to the sensor chip (30) of one side (11) of the base (10) is any one of claims 1 to 3, characterized in that the recess (12) is provided The sensor device according to 1. 前記センシング部（３３）は、前記センサチップ（３０）における前記回路チップ（２０）と対向する一面（３１）側に設けられており、
前記センサチップ（３０）の一面（３１）には、前記センシング部（３３）を取り囲む環状の封止部（３５）が設けられ、
この封止部（３５）が前記回路チップ（２０）の一面（２１）側に環状に接続されることにより、前記センシング部（３３）は、前記封止部（３５）の内側に気密に封止されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のセンサ装置。 The sensing part (33) is provided on the one surface (31) side facing the circuit chip (20) in the sensor chip (30),
On one surface (31) of the sensor chip (30), an annular sealing part (35) surrounding the sensing part (33) is provided,
When the sealing portion (35) is annularly connected to the one surface (21) side of the circuit chip (20), the sensing portion (33) is hermetically sealed inside the sealing portion (35). sensor device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is sealed. 基台（１０）と、
一面（２１）側を前記基台（１０）の一面（１１）に対向させて前記基台（１０）の一面（１１）側に搭載された回路チップ（２０）と、
センシング部（３３）を有し、前記回路チップ（２０）と前記基台（１０）との間に位置して前記回路チップ（２０）の一面（２１）側と電気的に接続されたセンサチップ（３０）と、
前記回路チップ（２０）の一面（２１）側にて前記回路チップ（２０）側から前記基台（１０）の一面（１１）に延びるように設けられ、前記回路チップ（２０）を前記基台（１０）の一面（１１）に支持する接続部材（４０）と、を備えるセンサ装置の製造方法において、
前記回路チップ（２０）、および前記センサチップ（３０）を用意する用意工程と、
前記センサチップ（３０）を前記回路チップ（２０）の一面（２１）側に電気的に接続するセンサチップ接続工程と、
Ａｇ−Ｓｎ合金の焼結体よりなり、前記回路チップ（２０）側から前記基台（１０）側に向かって先窄まりとなるアスペクト比が１以上の円錐形状をなす前記接続部材としての円錐部材（４０）を、前記回路チップ（２０）の一面（２１）側に形成する接続部材形成工程と、
前記各工程の後、前記円錐部材（４０）の先端部（４２）側を前記基台（１０）の一面（１１）にはんだ付けすることにより、前記円錐部材（４０）を介して前記回路チップ（３０）を前記基台（１０）に支持する回路チップはんだ付け工程と、を備えており、
前記接続部材形成工程は、前記円錐部材（４０）の形成位置に対応する位置にて前記円錐部材（４０）に対応する円錐形状をなすキャビティ（１０１）を有するシート（１００）を用意するシート用意工程と、
前記キャビティ（１０１）にＡｇ−Ｓｎ合金のペースト（４０ａ）を充填する充填工程と、
前記キャビティ（１０１）から露出する前記ペースト（４０ａ）を前記回路チップ（２０）の一面（２１）側に接触させつつ、前記シート（１００）を前記回路チップ（２０）の一面（２１）上に積層する積層工程と、
積層された前記シート（１００）と前記回路チップ（２０）とを加熱および加圧することにより、前記ペースト（４０ａ）を焼成して、前記焼結体としての前記円錐部材（４０）を形成する加熱加圧工程と、
その後、前記シート（１００）を前記回路チップ（２０）および前記円錐部材（４０）から除去する除去工程と、を有するものであることを特徴とするセンサ装置の製造方法。 A base (10);
A circuit chip (20) mounted on the one surface (11) side of the base (10) with the one surface (21) side facing the one surface (11) of the base (10);
A sensor chip having a sensing portion (33) and located between the circuit chip (20) and the base (10) and electrically connected to the one surface (21) side of the circuit chip (20) (30),
The circuit chip (20) is provided on one surface (21) side so as to extend from the circuit chip (20) side to one surface (11) of the base (10), and the circuit chip (20) is attached to the base (10) In a manufacturing method of a sensor device comprising a connection member (40) supported on one surface (11),
A preparation step of preparing the circuit chip (20) and the sensor chip (30);
A sensor chip connecting step of electrically connecting the sensor chip (30) to the one surface (21) side of the circuit chip (20);
A cone as the connecting member, which is made of a sintered body of an Ag—Sn alloy and has a conical shape with an aspect ratio of 1 or more that is tapered from the circuit chip (20) side toward the base (10) side. A connecting member forming step of forming the member (40) on the one surface (21) side of the circuit chip (20);
After each step, the circuit chip is connected via the conical member (40) by soldering the tip (42) side of the conical member (40) to one surface (11) of the base (10). Circuit chip soldering step for supporting (30) on the base (10),
The connecting member forming step prepares a sheet (100) having a cavity (101) having a conical shape (101) corresponding to the conical member (40) at a position corresponding to the forming position of the conical member (40). Process,
A filling step of filling the cavity (101) with an Ag-Sn alloy paste (40a);
The sheet (100) is placed on one surface (21) of the circuit chip (20) while the paste (40a) exposed from the cavity (101) is brought into contact with the one surface (21) side of the circuit chip (20). A laminating process for laminating;
Heating to form the conical member (40) as the sintered body by firing and pasting the paste (40a) by heating and pressing the laminated sheet (100) and the circuit chip (20) A pressing step;
Thereafter, a removing step of removing the sheet (100) from the circuit chip (20) and the conical member (40). 前記接続部材形成工程における前記シート用意工程では、前記シート（１００）として、前記円錐部材（４０）における前記回路チップ（２０）側に位置する根元部（４１）側から先端部（４２）側に向かって第１の層（７０）、第２の層（７１）が積層されたものを用い、
前記除去工程では、前記円錐部材（４０）の根元部（４１）側に位置する前記第１の層（７０）を残し、前記円錐部材（４０）の先端部（４２）側に位置する前記第２の層（７１）を除去するものであり、
前記第１の層（７０）は、線膨張係数が前記回路チップ（２０）と前記基台（１０）との間のものであることを特徴とする請求項６に記載のセンサ装置の製造方法。 In the sheet preparing step in the connecting member forming step, as the sheet (100), from the root portion (41) side located on the circuit chip (20) side of the conical member (40) to the tip end portion (42) side. Using a laminate of the first layer (70) and the second layer (71)
In the removing step, the first layer (70) positioned on the base portion (41) side of the conical member (40) is left, and the first layer (70) positioned on the tip end portion (42) side of the conical member (40) is left. 2 layer (71) is removed,
The method for manufacturing a sensor device according to claim 6 , wherein the first layer (70) has a linear expansion coefficient between the circuit chip (20) and the base (10). .
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