JP6051873B2 - 物理量センサおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、被搭載部材の一面にセンサ部が接合部材を介して搭載されてなる物理量センサおよびその製造方法に関するものである。

従来より、例えば、特許文献１には、被搭載部材としてのケースの一面にセンサ部が接合部材を介して搭載されてなる圧力センサが提案されている。具体的には、この圧力センサでは、圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部が形成されたセンサチップが台座と接合されてセンサ部が構成されている。そして、台座のうちセンサチップ側と反対側の裏面の全面が接合部材を介してケースに接合されることにより、センサ部がケースに搭載されている。

特開２００３−２４７９０３号公報

しかしながら、このような圧力センサでは、センサ部は、台座の裏面の全面がケースの一面と接合されているため、ケースから熱応力等の応力が印加され易く、この応力がセンシング部に伝達されることによって検出精度が低下するという問題がある。

なお、ここでは、圧力を検出するセンシング部が形成されたセンサチップを用いた例を説明したが、このような問題は、加速度を検出するセンシング部が形成されたセンサチップや、角速度を検出するセンシング部が形成されたセンサチップを用いた場合についても同様に発生する。

本発明は上記点に鑑みて、検出精度の低下を抑制できる物理量センサおよびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（１４）が形成されていると共に外部回路とボンディングワイヤ（６０）を介して電気的に接続されるパッド（１５）が形成されているセンサチップ（１０）が台座（２０）に接合されてなるセンサ部（３０）と、一面（５０ａ）を有し、一面にセンサ部を搭載する被搭載部材（５０）と、被搭載部材とセンサ部との間に配置される接合部材（４０）と、を備え、以下の点を特徴としている。

すなわち、台座は、センサチップと接合される表面（２０ａ）と反対側の裏面（２０ｂ）のうち表面の法線方向に表面の中心を裏面に投影した投影点（２１ｃ）を含む領域の外側に窪み部（２１ｄ）が形成されることにより、裏面の面積が表面の面積より小さくされ、裏面が接合部材を介して被搭載部材の一面に接合されており、台座の裏面および被搭載部材の一面のうち台座の裏面と対向する領域の少なくとも一方に複数の凹部（２４、５１）が形成されており、接合部材は、接着剤（４０ａ）に接着剤より弾性率が低い低弾性率部材（４０ｂ）が複数混入されて構成されており、低弾性率部材は、被搭載部材および台座と接触し、それぞれ凹部にはめ込まれていることを特徴としている。

これによれば、台座の裏面の面積が表面の面積と等しい場合と比較して、被搭載部材から台座に印加される応力を低減することができ、被搭載部材からセンシング部に印加される応力を低減できる。このため、検出精度が低下することを抑制できる。

また、台座は、裏面において、投影点を含んでいる。このため、例えば、台座の裏面において、投影点が除去された枠状とされている場合と比較して、センサ部の外縁部を薄くできる。したがって、センサ部の外縁部にて応力を開放し易くなり、センシング部に印加される応力を低減できる。
さらに、接着剤として低ヤング率のものを用いても低弾性率部材によって接合部材の厚さを確保でき、接合部材が薄くなりすぎることを抑制できる。このため、接合部材にて被搭載部材からセンサ部に印加される応力を緩和することができ、センシング部に印加される応力を低減することができる。
また、低弾性率部材が所定領域に固まって配置されることを抑制でき、センサ部が傾くことを抑制できる。

この場合、請求項２に記載の発明のように、窪み部は、裏面において、投影点および表面の法線方向にパッドを裏面に投影した投影パッド領域（１５ｃ）を含む領域の外側に形成されているものとすることができる。

これによれば、パッドにワイヤボンディングを行う際、パッドを被搭載部材側に押圧して行うことになるが、センサ部が傾くことを抑制できる。

この場合、請求項３に記載の発明のように、複数の低弾性率部材は、パッドを通り、表面の法線方向に延びる軸線（Ｌ）と少なくとも一部が交わるものとすることができる。

これによれば、少なくともパッドの直下には低弾性率部材が配置されるため、ワイヤボンディングを行う際にセンサ部がぐらつくことを抑制することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、台座は、複数枚の基板が積層されて構成されているものとすることができる。

これによれば、台座を厚くすることができ、被搭載部材からセンサ部に印加される応力を台座で緩和し易くなる。このため、さらにセンシング部に印加される応力を低減できる。特に、台座としてシリコン基板を用いる場合には、複数枚を積層することにより、製造コストを大幅に増加させることなく、台座を厚くすることができる。

そして、請求項１ないし６に記載の物理量センサは、以下の製造方法によって製造される。

すなわち、請求項７および９に記載の発明では、センシング部およびパッドが形成されたセンサチップを用意する工程と、台座を用意する工程と、台座とセンサチップとを接合してセンサ部を形成する工程と、被搭載部材に接合部材を介してセンサ部を搭載する工程と、を行う。
そして、請求項７に記載の発明では、台座を用意する工程では、一面（２１ａ）および一面と反対側の他面（２１ｂ）を有する基板（２１）を用意する工程と、基板の他面にマスクを形成し、他面のうち一面の法線方向に一面の中心を他面に投影した投影点（２１ｃ）を含む領域の外側が露出するようにマスク（２３）をパターニングする工程と、マスクを用いて基板の他面からエッチングを行って窪み部（２１ｄ）を形成する工程と、を含む工程を行うことにより、基板を用いて構成され、センサチップ（２０）と接合される表面（２０ａ）の面積が裏面（２０ｂ）の面積より大きくなり、かつパッドを通り、表面の法線方向に延びる軸線（Ｌ）と交わる部分に凹部（２４）が形成された台座を形成し、センサ部を形成する工程では、台座の表面にセンサチップを接合し、センサ部を搭載する工程では、接合部材として、接着剤（４０ａ）に接着剤より弾性率が低い低弾性率部材（４０ｂ）が混入されたものを用い、接合部材と台座の裏面とを接合し、センサ部を搭載する工程の後、パッドと外部回路とをワイヤボンディングする工程を行い、ワイヤボンディングする工程では、凹部に低弾性率部材を配置した状態で行うことを特徴としている。
また、請求項９に記載の発明では、台座を用意する工程では、一面（２１ａ）および一面と反対側の他面（２１ｂ）を有する基板（２１）を用意する工程と、基板の他面にマスクを形成し、他面のうち一面の法線方向に一面の中心を他面に投影した投影点（２１ｃ）を含む領域の外側が露出するようにマスク（２３）をパターニングする工程と、マスクを用いて基板の他面からエッチングを行って窪み部（２１ｄ）を形成する工程と、を含む工程を行うことにより、基板を用いて構成され、センサチップ（２０）と接合される表面（２０ａ）の面積が裏面（２０ｂ）の面積より大きくなる台座を形成し、センサ部を形成する工程では、台座の表面にセンサチップを接合し、センサ部を搭載する工程では、接合部材として、接着剤（４０ａ）に接着剤より弾性率が低い低弾性率部材（４０ｂ）が混入されたものを用い、接合部材と台座の裏面とを接合し、センサ部を搭載する工程の後、パッドと外部回路とをワイヤボンディングする工程を行い、被搭載部材として、センサ部を搭載する工程の際、パッドを通り、表面の法線方向に延びる軸線（Ｌ）と交わる部分に凹部（５１）が形成されたものを用意し、ワイヤボンディングする工程では、凹部に低弾性率部材を配置した状態で行うことを特徴としている。

なお、この欄および特許請求の範囲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ものである。

本発明の第１実施形態における物理量センサの断面図である。 図１に示す台座の裏面図である。 センサ部の製造工程を示す断面図である。 特性変動量と台座の裏面との関係を示すシミュレーション結果である。 本発明の第２実施形態における物理量センサの断面図である。 本発明の第３実施形態における物理量センサの断面図である。 本発明の第３実施形態における物理量センサの変形例を示す断面図である。 本発明の第３実施形態における物理量センサの変形例を示す断面図である。 本発明の第４実施形態における物理量センサの断面図である。 図９に示すケースの一面を示す平面図である。 本発明の第５実施形態における物理量センサの断面図である。 本発明の第６実施形態における物理量センサの断面図である。 本発明の第７実施形態における物理量センサの断面図である。 特性変動量と台座の厚さとの関係を示すシミュレーション結果である。 本発明の他の実施形態における物理量センサの断面図である。

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、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、本発明の物理量センサが圧力センサに適用された例について説明する。

図１に示されるように、センサチップ１０は、矩形板状のシリコン基板１１を用いて構成されている。そして、裏面に断面矩形状の凹部１２が形成されることで構成される薄肉のダイヤフラム１３を有し、このダイヤフラム１３にブリッジ回路を構成するように図示しないゲージ抵抗が形成されてセンシング部１４が構成されている。

すなわち、センサチップ１０は、ダイヤフラム１３に圧力が印加されるとゲージ抵抗の抵抗値が変化してブリッジ回路の電圧が変化し、この電圧の変化に応じてセンサ信号を出力する半導体ダイヤフラム式のものである。

なお、凹部１２は、断面矩形状でなくてもよく、例えば、断面台形状とされていてもよい。

また、センサチップ１０の表面には、ダイヤフラム１３の外側の領域に図示しない拡散抵抗等を介してゲージ抵抗と電気的に接続される４個のパッド１５（図１中では２個のみ図示）が形成されている。

そして、このようなセンサチップ１０に台座２０が接合されてセンサ部３０が構成されている。

本実施形態の台座２０は、矩形板状のシリコン基板２１と、絶縁膜２２とを備えて構成されている。

絶縁膜２２は、シリコン基板２１とシリコン基板１１とを絶縁するためのものであり、シリコン基板２１のうちシリコン基板１１側の一面２１ａに形成されている。そして、センサチップ１０と接合されている。つまり、本実施形態では、絶縁膜２２の表面が台座２０の表面２０ａとなる。

また、絶縁膜２２とセンサチップ１０との間には、基準圧力室１６が構成されている。本実施形態では、この基準圧力室１６は、真空圧とされている。

シリコン基板２１は、図１および図２に示されるように、センサチップ１０側の一面２１ａと反対側の他面２１ｂにおいて、表面２０ａ（一面２１ａ）の法線方向（図１中紙面上下方向）に、表面２０ａの中心点を他面２１ｂに投影した投影点２１ｃを含み、かつパッド１５を他面２１ｂに投影した投影パッド領域１５ａを含む領域の外側に窪み部２１ｄが形成されている。言い換えると、シリコン基板２１は、投影点２１ｃおよび投影パッド領域１５ａを含む領域がこの領域の外側の領域より厚くされている。換言すると、投影点２１ｃ、投影パッド領域１５ａを含む領域が突出部とされており、シリコン基板２１の他面２１ｂは突出部の先端面であるといえる。

本実施形態では、シリコン基板２１は、他面２１ｂにおいて矩形状の角部にそれぞれ窪み部２１ｄが形成されており、他面２１ｂは十字状とされている。また、窪み部２１ｄの側面は、他面２１ｂに対して垂直とされている。なお、窪み部２１ｄの側面とは、他面２１ｂと窪み部２１ｄの底面とを繋ぐ面のことである。

そして、シリコン基板２１の他面２１ｂが接合部材４０を介してケース５０の一面５０ａに接合されている。つまり、本実施形態では、シリコン基板２１の他面２１ｂにて台座２０の裏面２０ｂが構成されており、裏面２０ｂの面積が表面２０ａの面積に対して小さくされている。

なお、接合部材４０としては、例えば、１．０ＭＰａ程度の低ヤング率であるシリコーン系接着剤等が用いられ、ケース５０としては、例えば、樹脂が型成形されたものが用いられる。また、ケース５０が本発明の被搭載部材に相当している。

そして、ケース５０の一面５０ａには、特に図示していないが、本発明の外部回路に相当する回路チップ等が搭載されている。そして、パッド１５と回路チップ等とがボンディングワイヤ６０を介して電気的に接続されている。

以上が本実施形態における圧力センサの構成である。次に、このような圧力センサの製造方法について説明する。まず、センサ部３０の製造方法について図３を参照しつつ説明する。

まず、図３（ａ）に示されるように、シリコン基板１１を用意する。そして、図３（ｂ）に示されるように、エッチング等により凹部１２を形成することでダイヤフラム１３を構成し、ダイヤフラム１３にゲージ抵抗を形成すると共にパッド１５等を形成してセンサチップ１０を構成する。

また、図３（ｃ）に示されるように、シリコン基板２１を用意し、図３（ｄ）に示されるように、熱酸化法やＣＶＤ法等によってシリコン基板２１の一面２１ａに絶縁膜２２を形成すると共に、他面２１ｂに絶縁膜２３を形成する。

次に、図３（ｅ）に示されるように、シリコン基板２１の他面２１ｂに形成された絶縁膜２３をパターニングする。本実施形態では、シリコン基板２１の他面２１ｂのうち、矩形状の角部上に形成された絶縁膜２３を除去し、絶縁膜２３を十字状にパターニングする。つまり、シリコン基板２１の他面２１ｂのうち各角部を露出させる。

その後、図３（ｆ）に示されるように、絶縁膜２３をマスクとし、シリコン基板２１の他面２１ｂからドライエッチングを行って窪み部２１ｄを形成する。これにより、表面２０ａが絶縁膜２２で構成され、裏面２０ｂに絶縁膜２３を備えた台座２０が形成される。

その後、図３（ｇ）に示されるように、絶縁膜２３をフッ酸洗浄等により除去した後、センサチップ１０と台座２０とを接合してセンサ部３０を形成する。センサチップ１０と台座２０との接合は、例えば、以下のように行うことができる。

すなわち、まず、センサチップ１０と台座２０とを真空装置内に配置した後、センサチップ１０の裏面および台座２０の絶縁膜２２にＡｒイオンビームを照射し、センサチップ１０および絶縁膜２２を活性化させる。なお、活性化の手法については、Ａｒイオンビームの照射の他に、大気中または真空中でプラズマ処理を行うことによっても可能である。そして、真空装置内にて、室温〜５５０℃の低温でセンサチップ１０および台座２０をいわゆる直接接合により接合する。

なお、絶縁膜２３は、センサチップ１０と台座２０とを接合した後に除去するようにしてもよい。

その後は、特に図示しないが、ケース５０の一面５０ａに接合部材４０を塗布した後、台座２０の裏面２０ｂと接合部材４０とを接合することにより、センサ部３０をケース５０の一面５０ａ上に搭載する。そして、パッド１５とケース５０に搭載されている回路チップ等とをワイヤボンディングして電気的に接続することにより、上記図１に示す圧力センサが製造される。

なお、ワイヤボンディングは、一般的なワイヤボンディング装置を用い、パッド１５をケース５０の一面５０ａに向かって押圧しつつ、一定の周波数の超音波振動を付与することによって行えばよい。

以上説明したように、本実施形態では、台座２０は、ケース５０と接合される裏面２０ｂの面積がセンサチップ１０と接合される表面２０ａの面積より小さくされている。このため、台座２０の裏面２０ｂの面積が表面２０ａの面積と等しい場合と比較して、ケース５０から台座２０に印加される応力を低減することができ、ケース５０からセンシング部１４に印加される応力を低減できる。すなわち、検出精度が低下することを抑制できる。

例えば、台座２０として一辺が３．０ｍｍである正方形状のシリコン基板２１を用いた場合、図４に示されるように、ケース５０から台座２０に印加される応力によるセンサチップ１０の出力電圧変化（オフセット変化）を出力電圧のフルスケールにて除算した値を特性変動量とすると、窪み部２１ｄが形成されていない場合の特性変動量に対して、窪み部２１ｄを形成することによって特性変動量を３２％低減できる。

なお、図４では、窪み部なしの場合の特性変動量を１として規格化している。また、図４は、窪み部２１をシリコン基板２１の各角部に一辺を１．０ｍｍの正方形状として形成し、台座２０の厚さを０．７２５ｍｍ、接合部材４０の厚さを０．０３ｍｍとしたときのシミュレーション結果である。

また、台座２０は、裏面２０ｂにおいて、投影点２１ｃを含んでいる。このため、例えば、台座２０の裏面２０ｂにおいて、投影点２１ｃが除去された枠状とされている場合と比較して、センサ部３０の外縁部を薄くできる。したがって、センサ部３０の外縁部にて応力を開放し易くなり、センシング部１４に印加される応力を低減できる。

さらに、台座２０は、裏面２０ｂにおいて、投影パッド領域１５ａを含んでいる。このため、ワイヤボンディングを行う際、上記のようにパッド１５をケース５０側に押圧して行うことになるが、センサ部３０が傾くことを抑制できる。

また、台座２０としてシリコン基板２１を用いているため、センサチップ１０と台座２０との熱膨張係数の差を低減することができ、センサチップ１０と台座２０との間で熱応力が発生することを抑制できる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して接合部材４０を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態では、図５に示されるように、接合部材４０は、接着剤４０ａと、接着剤４０ａより弾性率が低い球状のビーズ４０ｂとによって構成されている。そして、ビーズ４０ｂは台座２０の裏面２０ｂおよびケース５０の一面５０ａと接触している。なお、ビーズ４０ｂは、本発明の低弾性率部材に相当するものであり、例えば、アクリル系のプラスチック等が用いられる。

これによれば、接着剤４０ａとして１．０ＭＰａ程度の低ヤング率のものを用いてもビーズ４０ｂによって接合部材４０の厚さを確保でき、接合部材４０が薄くなりすぎることを抑制できる。このため、接合部材４０にてケース５０からセンサ部３０に印加される応力を緩和することができ、センシング部１４に印加される応力を低減することができる。

また、接着剤４０ａより弾性率が低いビーズ４０ｂが混入されているため、接合部材４０全体としてはヤング率が高くなる。このため、センサ部３０とケース５０との接合強度を向上させることができ、ワイヤボンディングを行う際、センサ部３０がぐらつくことを抑制できる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対してケース５０の一面５０ａに凹部を形成したものであり、その他に関しては第２実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態では、図６に示されるように、ケース５０の一面５０ａには、台座２０の裏面２０ｂと対向する領域にビーズ４０ｂの直径より小さい複数の凹部５１が所定間隔毎に形成されている。そして、ビーズ４０ｂは、各凹部５１にはめ込まれた状態となっている。

このような圧力センサは、次のように製造される。すなわち、上記凹部５１が形成されたケース５０を用意し、ケース５０の一面５０ａにビーズ４０ｂが混入された接合部材４０を塗布する。その後、ケース５０の一面５０ａ上に接合部材４０を介してセンサ部３０を搭載し、センサ部３０をケース５０側に押圧する。これにより、ビーズ４０ｂが接着剤４０ａ内を移動してそれぞれ凹部５１にはめ込まれ、上記図６に示す圧力センサが製造される。

これによれば、ビーズ４０ｂが所定領域に固まって配置されることを抑制でき、センサ部３０が傾くことを抑制できる。

なお、凹部５１の直径をビーズ４０ｂの直径より小さくしているため、１つの凹部５１に複数のビーズ４０ｂがはめ込まれることはない。

また、上記では、ケース５０の一面５０ａに凹部５１が形成された例について説明したが、図７に示されるように、台座２０の裏面２０ｂに凹部２４が形成され、ビーズ４０ｂが凹部２４にはめ込まれていてもよい。同様に、図８に示されるように、ケース５０の一面５０ａに凹部５１が形成されていると共に台座２０の裏面２０ｂに凹部２４が形成され、ビーズ４０ｂが各凹部５１、２４にはめ込まれていてもよい。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態に対してビーズ４０ｂを配置する場所を変更したものであり、その他に関しては第３実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態では、図９および図１０に示されるように、ケース５０の一面５０ａのうち、パッド１５を通り、表面２０ａの法線方向に延びる軸線Ｌと交わる領域に凹部５１が形成されている。そして、この凹部５１にビーズ４０ｂがはめ込まれている。つまり、ビーズ４０ｂが軸線Ｌと交わるように配置されており、台座２０の中央部とケース５０の一面５０ａとの間にはビーズ４０ｂが配置されていない。なお、図１０中の点線で囲まれる領域は、台座２０の裏面２０ｂと対向する領域である。

これによれば、接合部材４０に含まれるビーズ４０ｂが減るため、接合部材４０全体としてのヤング率を低減することができる。このため、接合部材４０でケース５０からセンサ部３０に印加される応力を緩和し易くなり、センシング部１４に印加される応力を低減できる。

また、ビーズ４０ｂが軸線Ｌと交わるように配置されているため、ワイヤボンディングを行う際に、センサ部３０が傾くことも抑制できる。

なお、上記図７および図８に示すような物理量センサにおいても、軸線Ｌと交わるようにビーズ４０ｂを配置すれば本実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して台座２０の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態では、図１１に示されるように、台座２０は、絶縁膜２２上に、接着剤や接着フィルム等の接着部材２５を介してシリコン基板２６が配置され、このシリコン基板２６上に絶縁膜２７が配置されて構成されている。つまり、台座２０は、シリコン基板２１、絶縁膜２２、接着部材２５、シリコン基板２６、絶縁膜２７が順に積層されて構成されている。

そして、絶縁膜２７がセンサチップ１０と接合されている。つまり、本実施形態では、絶縁膜２７が台座２０の表面２０ａとなる。

これによれば、シリコン基板２１、絶縁膜２２、接着部材２５、シリコン基板２６、絶縁膜２７を順に積層して台座２０が構成されているため、台座２０を厚くすることができる。このため、ケース５０からセンサ部３０に印加される応力を台座２０で緩和し易くなり、さらにセンシング部１４に印加される応力を低減できる。

なお、シリコン基板２１の厚さを単純に厚くすることによって台座２０を厚くすることも考えられるが、シリコン基板２１自体の厚さを単純に厚くするためには、専用の装置や工程が必要になり、製造コストが高くなる。しかしながら、本実施形態のように、シリコン基板２１、２４を積層して台座２０を形成することにより、製造コストを大幅に増加させることなく、台座２０を厚くすることができる。

そして、シリコン基板２６は、台座２０の厚みを確保するものであり、エッチング等の製造プロセスも行われないため、いわゆるダミーグレードのような安価なシリコン基板を用いればよい。

また、上記では、２枚のシリコン基板２１、２６が積層されて台座２０が構成されるものについて説明したが、積層されるシリコン基板の枚数は適宜変更可能であり、例えば、３枚のシリコン基板が積層されて台座２０が構成されてもよい。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、第５実施形態に対して台座２０の構成を変更したものであり、その他に関しては第５実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態では、図１２に示されるように、台座２０は、シリコン基板２１、２６が直接接合されて構成されている。これによれば、シリコン基板２１、２６を接合するための接着部材２５を削減することができ、部品点数を削減することができる。

なお、例えば、３枚のシリコン基板を積層して台座２０を構成する場合には、一方を直接接合で構成し、他方を接着部材２５を介して接合するようにしてもよい。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、第５実施形態に対して台座２０の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図１３に示されるように、本実施形態では、台座２０は、裏面２０ｂに窪み部２１ｄが形成されておらず、裏面２０ｂが矩形状とされている。

ここで、本実施形態の台座２０の厚さについて説明する。図１４に示されるように、台座２０の厚さを厚くするほど特性変動量を低減することができる。なお、図１４では、図４と同様に特性変動量を規格化して示している。そして、現在車載用圧力センサとして求められる最高精度の０．１％ＦＳを実現するため、特性変動量は０．１３以下である必要が知られている。したがって、本実施形態では、台座２０の厚さが２．３ｍｍ以上とされている。

なお、図１４は、接合部材４０の厚さが０．０３ｍｍのときのシミュレーション結果である。

このような物理量センサとしても、検出精度が低下することを抑制できる。

（他の実施形態）
上記第１〜第６実施形態では、窪み部２１ｄは、側面がシリコン基板２１の他面２１ｂに対して垂直とされているものを説明したが、図１５に示されるように、窪み部２１ｄの側面はテーパ状とされていてもよい。このような窪み部２１ｄは、例えば、ウェットエッチングを行うことにより形成される。これによれば、窪み部２１ｄをドライエッチングで形成する場合と比較して、裏面２０ｂの面積を同じとしつつ、台座２０の体積を増加させることができるため、台座２０の安定性を向上させることができる。

また、上記第１〜６実施形態において、窪み部２１ｄを形成するための絶縁膜２３が残っていてもよい。すなわち、絶縁膜２３と接合部材４０とを接合してもよい。この場合は、台座２０の裏面２０ｂが絶縁膜２３となる。

そして、上記第１〜第６実施形態では、シリコン基板２１を用いて台座２０を構成する例について説明したが、例えば、ガラス基板等を用いて台座２０を構成してもよい。この場合、ガラス基板とセンサチップ１０（シリコン基板１１）とを絶縁する絶縁膜２２はなくてもよく、ガラス基板のうちセンサチップ１０と接合される一面を台座２０の表面２０ａとしてもよい。また、上記第５、第６実施形態において、一部をガラス基板等としてもよい。

また、上記第１〜第６実施形態において、シリコン基板２１の他面２１ｂのうち投影パッド領域１５ａが窪み部２１ｄによって除去されていてもよい。このような物理量センサとしても、台座２０の裏面２０ｂの面積が表面２０ａの面積より小さくなるため、検出精度が低下することを抑制できる。

さらに、上記各実施形態において、加速度を検出するセンシング部１４が形成されたセンサチップ１０や、角速度を検出するセンシング部１４が形成されたセンサチップ１０を用いてもよい。

１０ センサチップ
１４ センシング部
１５ パッド
２０ 台座
２０ａ 表面
２０ｂ 裏面
２１ａ 窪み部
２１ｃ 投影点
３０ センサ部
４０ 接合部材
５０ 被搭載部材
６０ ボンディングワイヤ

Claims (9)

1. 物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（１４）が形成されていると共に外部回路とボンディングワイヤ（６０）を介して電気的に接続されるパッド（１５）が形成されているセンサチップ（１０）が台座（２０）に接合されてなるセンサ部（３０）と、
   一面（５０ａ）を有し、前記一面に前記センサ部を搭載する被搭載部材（５０）と、
   前記被搭載部材と前記センサ部との間に配置される接合部材（４０）と、を備え、
   前記台座は、前記センサチップと接合される表面（２０ａ）と反対側の裏面（２０ｂ）のうち前記表面の法線方向に前記表面の中心を前記裏面に投影した投影点（２１ｃ）を含む領域の外側に窪み部（２１ｄ）が形成されることにより、前記裏面の面積が前記表面の面積より小さくされ、前記裏面が前記接合部材を介して前記被搭載部材の一面に接合されており、
   前記台座の裏面および前記被搭載部材の一面のうち前記台座の裏面と対向する領域の少なくとも一方に複数の凹部（２４、５１）が形成されており、
   前記接合部材は、接着剤（４０ａ）に前記接着剤より弾性率が低い低弾性率部材（４０ｂ）が複数混入されて構成されており、
   前記低弾性率部材は、前記被搭載部材および前記台座と接触し、それぞれ前記凹部にはめ込まれていることを特徴とする物理量センサ。
2. 前記窪み部は、前記台座の裏面において、前記投影点および前記法線方向に前記パッドを前記裏面に投影した投影パッド領域（１５ｃ）を含む領域の外側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の物理量センサ。
3. 前記複数の低弾性率部材は、前記パッドを通り、前記法線方向に延びる軸線（Ｌ）と少なくとも一部が交わることを特徴とする請求項１または２に記載の物理量センサ。
4. 前記台座は、複数枚の基板が積層されて構成さ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つに記載の物理量センサ。
5. 前記台座は、前記基板が直接接合されていることを特徴とする請求項４に記載の物理量センサ。
6. 前記台座は、シリコン基板を用いて構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の物理量センサ。
7. 物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（１４）が形成されていると共に外部回路とボンディングワイヤ（６０）を介して電気的に接続されるパッド（１５）が形成されているセンサチップ（１０）が台座（２０）に接合されてなるセンサ部（３０）と、
   一面（５０ａ）を有し、前記一面に前記センサ部を搭載する被搭載部材（５０）と、
   前記被搭載部材と前記センサ部との間に配置される接合部材（４０）と、を備え、
   前記台座は、前記センサチップと接合される表面（２０ａ）と反対側の裏面（２０ｂ）のうち前記表面の法線方向に前記表面の中心を前記裏面に投影した投影点（２１ｃ）を含む領域の外側に窪み部（２１ｄ）が形成されることにより、前記裏面の面積が前記表面の面積より小さくされ、前記裏面が前記接合部材を介して前記被搭載部材の一面に接合されている物理量センサの製造方法において、
   前記センシング部および前記パッドが形成された前記センサチップを用意する工程と、
   前記台座を用意する工程と、
   前記台座と前記センサチップとを接合して前記センサ部を形成する工程と、
   前記被搭載部材に前記接合部材を介して前記センサ部を搭載する工程と、を行い、
   前記台座を用意する工程では、一面（２１ａ）および前記一面と反対側の他面（２１ｂ）を有する基板（２１）を用意する工程と、前記基板の他面にマスクを形成し、前記他面のうち前記一面の法線方向に前記一面の中心を前記他面に投影した投影点（２１ｃ）を含む領域の外側が露出するように前記マスク（２３）をパターニングする工程と、前記マスクを用いて前記基板の他面からエッチングを行って前記窪み部（２１ｄ）を形成する工程と、を含む工程を行うことにより、前記基板を用いて構成され、前記センサチップ（２０）と接合される表面（２０ａ）の面積が前記裏面（２０ｂ）の面積より大きくなり、かつ前記パッドを通り、前記表面の法線方向に延びる軸線（Ｌ）と交わる部分に凹部（２４）が形成された前記台座を形成し、
   前記センサ部を形成する工程では、前記台座の表面に前記センサチップを接合し、
   前記センサ部を搭載する工程では、前記接合部材として、接着剤（４０ａ）に前記接着剤より弾性率が低い低弾性率部材（４０ｂ）が混入されたものを用い、前記接合部材と前記台座の裏面とを接合し、
   前記センサ部を搭載する工程の後、前記パッドと前記外部回路とをワイヤボンディングする工程を行い、
   前記ワイヤボンディングする工程では、前記凹部に前記低弾性率部材を配置した状態で行うことを特徴とする物理量センサの製造方法。
8. 前記被搭載部材として、前記センサ部を搭載する工程の際、前記パッドを通り、前記表面の法線方向に延びる軸線（Ｌ）と交わる部分に凹部（５１）が形成されたものを用意し、
   前記ワイヤボンディングする工程では、前記凹部に前記低弾性率部材を配置した状態で行うことを特徴とする請求項７に記載の物理量センサの製造方法。
9. 物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（１４）が形成されていると共に外部回路とボンディングワイヤ（６０）を介して電気的に接続されるパッド（１５）が形成されているセンサチップ（１０）が台座（２０）に接合されてなるセンサ部（３０）と、
   一面（５０ａ）を有し、前記一面に前記センサ部を搭載する被搭載部材（５０）と、
   前記被搭載部材と前記センサ部との間に配置される接合部材（４０）と、を備え、
   前記台座は、前記センサチップと接合される表面（２０ａ）と反対側の裏面（２０ｂ）のうち前記表面の法線方向に前記表面の中心を前記裏面に投影した投影点（２１ｃ）を含む領域の外側に窪み部（２１ｄ）が形成されることにより、前記裏面の面積が前記表面の面積より小さくされ、前記裏面が前記接合部材を介して前記被搭載部材の一面に接合されている物理量センサの製造方法において、
   前記センシング部および前記パッドが形成された前記センサチップを用意する工程と、
   前記台座を用意する工程と、
   前記台座と前記センサチップとを接合して前記センサ部を形成する工程と、
   前記被搭載部材に前記接合部材を介して前記センサ部を搭載する工程と、を行い、
   前記台座を用意する工程では、一面（２１ａ）および前記一面と反対側の他面（２１ｂ）を有する基板（２１）を用意する工程と、前記基板の他面にマスクを形成し、前記他面のうち前記一面の法線方向に前記一面の中心を前記他面に投影した投影点（２１ｃ）を含む領域の外側が露出するように前記マスク（２３）をパターニングする工程と、前記マスクを用いて前記基板の他面からエッチングを行って前記窪み部（２１ｄ）を形成する工程と、を含む工程を行うことにより、前記基板を用いて構成され、前記センサチップ（２０）と接合される表面（２０ａ）の面積が前記裏面（２０ｂ）の面積より大きくなる前記台座を形成し、
   前記センサ部を形成する工程では、前記台座の表面に前記センサチップを接合し、
   前記センサ部を搭載する工程では、前記接合部材として、接着剤（４０ａ）に前記接着剤より弾性率が低い低弾性率部材（４０ｂ）が混入されたものを用い、前記接合部材と前記台座の裏面とを接合し、
   前記センサ部を搭載する工程の後、前記パッドと前記外部回路とをワイヤボンディングする工程を行い、
   前記被搭載部材として、前記センサ部を搭載する工程の際、前記パッドを通り、前記表面の法線方向に延びる軸線（Ｌ）と交わる部分に凹部（５１）が形成されたものを用意し、
   前記ワイヤボンディングする工程では、前記凹部に前記低弾性率部材を配置した状態で行うことを特徴とする物理量センサの製造方法。

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