JP6923316B2

JP6923316B2 - センサモジュール

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Publication number: JP6923316B2
Application number: JP2016245467A
Authority: JP
Inventors: 雄人西山
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2036-12-19
Also published as: JP2018101657A

Description

本発明は、センサモジュールに関する。

半導体集積回路の製造に用いられる微細加工技術を利用して、機械要素部品と電子回路とを集積化したデバイスであるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）が知られている。特許文献１には、ＭＥＭＳであるセンサを中空構造の半導体パッケージに搭載したセンサモジュールが記載されている。

センサモジュールには、センサが搭載された基板とセンサを保護するカバーとが設けられている。カバーは、基板に対してたとえば導電性の接合材によって接合される。この接合材が、基板の配線パターン等に接すると、ショート等の意図しない不具合を生じる。このため、センサモジュールの完成時または使用開始時には、ショート等の不具合が生じ得ないかを判断するために、たとえばＸ線検査が行われる。この検査において、適正な状態と不適正な状態とがより明瞭に区別されることが好ましい。

特開２０１６−３９１９０号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、導通状態の判断をより確実に行うことが可能なセンサモジュールを提供することをその課題とする。

本発明によって提供されるセンサモジュールは、互いに反対側を向く搭載面および実装面を有する基材、当該基材に形成された配線部、および前記配線部の一部を覆う絶縁層を有する基板と、前記基板の前記搭載面に搭載されたセンサを含む１以上の電子素子と、前記電子素子と前記配線部とに接続されたボンディングワイヤと、前記センサを覆い且つ前記基板に接合材によって接合されたカバーと、を備えたセンサモジュールであって、前記配線部は、前記搭載面に形成された複数の搭載面部を有しており、前記複数の搭載面部は、前記ボンディングワイヤが接続された電極パッドをなし且つ平面視において前記絶縁層および前記接合材から離間した第１搭載面部を含むことを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層は、平面視において前記第１搭載面部から離間した絶縁層内側端縁を有し、前記接合材は、平面視において前記第１搭載面部から離間した接合材内側端縁を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層内側端縁と前記接合材内側端縁とは、前記第１搭載面部と対向する部位において平面視において一致している。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の搭載面部は、前記ボンディングワイヤが接続された電極パッドと当該電極パッドから前記基材の外端縁に到達する延出部とを有する第２搭載面部を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記延出部は、前記絶縁層および前記接合材に覆われている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層内側端縁と前記接合材内側端縁とは、前記第２搭載面部と対向する部位において平面視において前記絶縁層内側端縁が前記接合材内側端縁よりも前記第２搭載面部の前記電極パッド側に位置する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の搭載面部は、前記ボンディングワイヤが接続された電極パッドと当該電極パッドに繋がる連結部と当該連結部に繋がる枝部とを有する第３搭載面部を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記連結部および前記枝部は、前記絶縁層および前記接合材に覆われている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層は、平面視において前記枝部に重なる開口を有しており、前記枝部と前記接合材とが、前記開口を通じて接している。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層内側端縁と前記接合材内側端縁とは、前記第３搭載面部と対向する部位において平面視において前記絶縁層内側端縁が前記接合材内側端縁よりも前記第３搭載面部の前記電極パッド側に位置する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板は、第１方向および第２方向に沿った四辺を有する矩形状であり、前記第１方向に沿って前記複数の第１搭載面部が配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第２搭載面部と前記第３搭載面とが、前記第２方向に沿って配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記延出部は、前記第１方向に沿って延びている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記連結部は、前記第１方向に沿って延びており、前記枝部は、前記第２方向に沿って延びている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第２搭載面部および前記第３搭載面部とともに、前記第１搭載面部が前記第２方向に沿って配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記接合材は、導電性である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記接合材は、Ａｇを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記カバーは、金属からなる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記１以上の電子素子は、気圧センサを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記気圧センサを制御するための素子を含む複数の前記電子素子を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記気圧センサは、箱形状の箱状部分と、前記箱状部分の開口を塞ぐ蓋状部分とを備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記カバーは、開口部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記センサは、前記基板とは反対側の面に形成された回路を備えている。

本発明によれば、導通状態の判断をより確実に行うことができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態に基づくセンサモジュールを示す斜視図である。本発明の第１実施形態に基づくセンサモジュールを示す要部斜視図である。本発明の第１実施形態に基づくセンサモジュールを示す要部平面図である。本発明の第１実施形態に基づくセンサモジュールを示す要部平面図である。図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う要部拡大断面図である。図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。図３のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部拡大断面図である。図１のセンサモジュールのブロック図である。図１のセンサモジュールの気圧センサの一例を示す平面図である。図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図１２に基づき、本発明の第１実施形態に基づくセンサモジュールＡ１について説明する。センサモジュールＡ１は、基板１、電子部品２、気圧センサ３、複数のボンディングワイヤ４、カバー６および接合材７を備えている。本実施形態のセンサモジュールＡ１は、気圧を検出するものであり、例えば携帯端末などの各種電子機器の回路基板に実装される。例えば携帯端末においては、センサモジュールＡ１は大気圧を検出する。検出された大気圧は、高度を演算するための情報として用いられる。

図１は、センサモジュールＡ１を示す斜視図である。図２は、カバー６、接合材７および後述する配線部１Ｂおよび絶縁層１Ｃを省略した要部斜視図である。図３は、カバー６を省略したセンサモジュールＡ１を示す要部平面図であり、図４は、さらに接合材７を省略した要部平面図である。図５は、図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う要部拡大断面図である。図７は、図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。図８は、図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。図９は、図３のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部拡大断面図である。図１０は、センサモジュールＡ１のブロック図である。図１１は、センサモジュールＡ１の気圧センサ３の一例を示す平面図である。図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う要部断面図である。

これらの図において、センサモジュールＡ１の厚さ方向（平面視方向）をｚ方向（ｚ１−ｚ２方向）とし、ｚ方向に直交するセンサモジュールＡ１の一方の辺に沿う方向をｘ方向（ｘ１−Ｘ２方向）、ｚ方向およびｘ方向に直交する方向をｙ方向（ｙ１―ｙ２方向）として説明する（以下の図においても同様）。なお、ｙ方向は、本発明の第１方向に相当し、ｘ方向は、本発明の第２方向に相当する。本実施形態においては、センサモジュールＡ１は、ｘ方向およびｙ方向寸法が例えば２ｍｍ程度、ｚ方向寸法が０．８〜１ｍｍ程度とされる。

基板１は、図１〜図９に示すように、電子部品２を搭載し、センサモジュールＡ１を各種電子機器の回路基板に実装するための部材である。本実施形態においては、基材１Ａ、配線部１Ｂおよび絶縁層１Ｃを有する。

基材１Ａは、電気絶縁体からなり、基板１の主要構成部材である。基材１Ａは、たとえばガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、セラミックスなどであり限定されない。基材１Ａは、たとえば平面視矩形状の板状であり、搭載面１ａ、実装面１ｂおよび側面１ｃを有する。搭載面１ａおよび実装面１ｂは、基板１の厚さ方向（ｚ方向）において互いに反対側を向いている。搭載面１ａは、ｚ１方向を向く面であり、電子部品２が搭載される面である。実装面１ｂは、ｚ２方向を向く面であり、センサモジュールＡ１を各種電子機器の回路基板に実装する際に利用される面である。側面１ｃは、搭載面１ａおよび実装面１ｂを繋ぐ面であり、ｘ方向またはｙ方向を向いており、ｚ方向に平行である。本実施形態においては、基板１のｚ方向の寸法は１００〜２００μｍ程度であり、ｘ方向およびｙ方向の寸法はそれぞれ２ｍｍ程度である。

配線部１Ｂは、電子部品２および気圧センサ３とセンサモジュールＡ１外の回路等とを導通させるための導通経路をなすものである。配線部１Ｂは、たとえばＣｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕ等の単種類または複数種類の金属からなり、たとえばメッキによって形成される。本実施形態においては、配線部１Ｂは、複数の搭載面部１００、貫通部１０５、中層部１０６および裏面パッド１９を有する。

図３および図４に示すように、複数の搭載面部１００は、基材１Ａの搭載面１ａに形成されており、互いに離間した複数の独立領域である。本実施形態においては、複数の搭載面部１００は、複数の第１搭載面部１０１、第２搭載面部１０２および第３搭載面部１０３を含む。

第１搭載面部１０１は、図３、図４および図６に示すように、電極パッド１１のみからなるものであり、図示された様にたとえば楕円形状、矩形状等の形状とされる。電極パッド１１は、ボンディングワイヤ４の端部がボンディングされるものである。本実施形態においては、複数の第１搭載面部１０１が、ｙ方向に沿って配置されている。また、複数の第１搭載面部１０１が、第２搭載面部１０２および第３搭載面部１０３とともに、ｘ方向に沿って配置されている。

第２搭載面部１０２は、図３、図４および図７に示すように、電極パッド１１および延出部１２を有する。電極パッド１１は、上述した通りボンディングワイヤ４の端部がボンディングされるものである。延出部１２は、電極パッド１１から延出しており基材１Ａの外端縁に到達している。本実施形態においては、ｘ方向に沿って２つの第２搭載面部１０２が配置されている。延出部１２は、ｙ方向に沿って延びている。延出部１２は、たとえば、センサモジュールＡ１の製造方法において基板材料を用いて複数の基板１を一括して形成する際に、配線部１Ｂとなる導電膜を電解めっきによって形成するための導通経路であった部位が残存したものである。

第３搭載面部１０３は、図３、図４、図８および図９に示すように、電極パッド１１、連結部１３および枝部１４を有する。電極パッド１１は、上述した通りボンディングワイヤ４の端部がボンディングされるものである。連結部１３は、電極パッド１１から外方に向かって延出している。枝部１４は、連結部１３に繋がっており、連結部１３とは異なる方向に延びている。本実施形態においては、連結部１３は、電極パッド１１からｙ２方向に延びている。枝部１４は、連結部１３のｙ２方向の端部からｘ方向に沿って延びている。図示された例においては、枝部１４は、連結部１３のｙ２方向の端部からｘ１方向およびｘ２方向の双方に延びている。また、枝部１４の長さは、ｘ方向に並べられた複数の第１搭載面部１０１と、ｙ方向視において重なる程度の長さとされている。枝部１４は、基材１Ａの外端縁に沿って延びており、基材１Ａの外端縁からｙ１方向に離間している。

図６〜図８に示すように、貫通部１０５は、基材１Ａ内の適所においてｚ方向に延びる導通経路を構成している。図示された電極パッド１１には、貫通部１０５の端部が繋がっている。中層部１０６は、基材１Ａのｚ方向内部において、ｘ方向およびｙ方向に延びる導通経路を構成している。図示された例においては、中層部１０６は、貫通部１０５の端部に繋がっている。また、所定の中層部１０６は、貫通部１０５によって裏面パッド１９に繋がっている。裏面パッド１９は、実装面１ｂに設けられており、センサモジュールＡ１を回路基板等に実装する際に、導通接合される電極として用いられるものである。なお、図６および図７は、電極パッド１１と裏面パッド１９とが貫通部１０５および中層部１０６を介して導通している部位を例示している。図８は、電極パッド１１が貫通部１０５を介して中層部１０６に導通している部位を例示している。

絶縁層１Ｃは、配線部１Ｂの適所を覆うことにより、当該部位を絶縁保護するためのものである。絶縁層１Ｃは、絶縁材料からなるものであり、たとえばレジスト樹脂によって構成される。図３および図４に示すように、本実施形態においては、絶縁層１Ｃは、平面視矩形環状に形成されている。

絶縁層１Ｃは、絶縁層内側端縁１１１および開口１１２を有する。絶縁層内側端縁１１１は、矩形環状とされた絶縁層１Ｃの内側の端縁であり、電子部品２および気圧センサ３を囲んでいる。開口１１２は、貫通孔であり、平面視において第３搭載面部１０３の枝部１４の一部と重なっている。図示された例においては、絶縁層１Ｃの外端縁は、基材１Ａの外端縁と一致している。

接合材７は、基板１とカバー６とを接合するものであり、たとえばＡｇ等の金属を含むペースト接合材からなる。本実施形態においては、接合材７は、平面視において矩形環状に設けられており、そのすべてが絶縁層１Ｃと重なる領域に形成されている。接合材７は、接合材内側端縁７１を有する。接合材内側端縁７１は、矩形環状とされた接合材７の内側の端縁である。図示された例においては、接合材７の外端縁は、絶縁層１Ｃおよび基材１Ａの外端縁と概ね一致しているが、絶縁層１Ｃおよび基材１Ａの外端縁とずれたものであってもよい。

図３、図４および図６に示すように、電極パッド１１のみからなる第１搭載面部１０１は、絶縁層１Ｃの絶縁層内側端縁１１１および接合材７の接合材内側端縁７１から平面視において内側に離間している。また、絶縁層１Ｃおよび接合材７のうち第１搭載面部１０１と対向する部位においては、平面視において絶縁層内側端縁１１１と接合材内側端縁７１とが一致している。

図３、図４および図７に示すように、電極パッド１１および延出部１２を有する第２搭載面部１０２は、電極パッド１１が絶縁層１Ｃの絶縁層内側端縁１１１および接合材７の接合材内側端縁７１から平面視において内側に離間しており、延出部１２の少なくとも一部が絶縁層１Ｃおよび接合材７によって覆われている。また、絶縁層１Ｃおよび接合材７のうち第２搭載面部１０２と対向する部位においては、平面視において絶縁層内側端縁１１１が接合材内側端縁７１よりも第２搭載面部１０２側の内側に位置している。

図３、図４、図８および図９に示すように、電極パッド１１、連結部１３および枝部１４を有する第３搭載面部１０３は、電極パッド１１が絶縁層１Ｃの絶縁層内側端縁１１１および接合材７の接合材内側端縁７１から平面視において内側に離間している。一方、連結部１３および枝部１４は、少なくとも一部ずつが、絶縁層１Ｃおよび接合材７によって覆われている。図示された例においては、連結部１３の一部が、絶縁層１Ｃおよび接合材７によって覆われており、枝部１４のすべてが、絶縁層１Ｃおよび接合材７によって覆われている。また、絶縁層１Ｃおよび接合材７のうち第３搭載面部１０３と対向する部位においては、平面視において絶縁層内側端縁１１１が接合材内側端縁７１よりも第３搭載面部１０３側の内側に位置している。

また、絶縁層１Ｃの開口１１２が枝部１４の一部と平面視において重なっていることにより、枝部１４と接合材７とが、開口１１２を通じて互いに接している。すなわち、第３搭載面部１０３と接合材７とは、互いに導通している。

電子部品２は、センサが検出した電気信号を処理するものであり、いわゆるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）素子として構成されている。図１０に示すように、本実施形態においては、電子部品２は、温度センサ２２を備えており、当該温度セン２２が検出した電気信号、および、気圧センサ３が検出した電気信号の処理を行う。電子部品２は、温度センサ２２が検出した電気信号と気圧センサ３が検出した電気信号とをマルチプレクサ２３で多重化して、アナログ／デジタル変換回路２４でをデジタル信号に変換する。そして、信号処理部２５が、クロック２６のクロック信号に基づいて、記憶部２７の記憶領域を利用しながら、増幅やフィルタリング、論理演算などの処理を行う。信号処理後の信号は、インターフェイス２８を介して出力される。これにより、センサモジュールＡ１は、気圧および気温を検出した信号を適切な信号処理を行った上で、出力することができる。

電子部品２は、基板上に各種素子を搭載してパッケージングした制御のためのものである。電子部品２は、平面視矩形状の板状であり、搭載面２ａ、実装面２ｂおよび側面２ｃを有する。搭載面２ａおよび実装面２ｂは、電子部品２の厚さ方向（ｚ方向）において互いに反対側を向いている。搭載面２ａは、ｚ１方向を向く面であり、気圧センサ３が搭載される面である。実装面２ｂは、ｚ２方向を向く面であり、電子部品２を基板１の搭載面１ａに実装する際に利用される面である。側面２ｃは、搭載面２ａおよび実装面２ｂを繋ぐ面であり、ｘ方向またはｙ方向を向いており、ｚ方向に平行である。本実施形態においては、電子部品２のｚ方向の寸法は８０μｍ程度であり、ｘ方向およびｙ方向の寸法はそれぞれ１〜１．２ｍｍ程度である。

電子部品２は、基板１の搭載面１ａのｘ１方向およびｙ１方向寄りに搭載されている。電子部品２と基板１とは、図示しないダイアタッチフィルムなどによって接合されている。

電子部品２の搭載面２ａには、複数の電極パッド２１が設けられている。電極パッド２１は、基板１の電極パッド１１に導通接合される電極として用いられるものである。電極パッド２１には、ボンディングワイヤ４がボンディングされる。電極パッド２１は、例えばＡｌやアルミ合金などの金属からなり、たとえばメッキによって形成される。電極パッド２１は、搭載面２ａの配線パターンに接続しており、気圧センサ３が搭載される領域を囲むように配置されている。

気圧センサ３は、気圧を検出するためのセンサである。気圧センサ３は、気圧を検出し、その検出結果を電気信号として電子部品２に出力する。気圧センサ３は、立方体形状であり、主面３ａ、実装面３ｂおよび側面３ｃを有する。主面３ａおよび実装面３ｂは、気圧センサ３の厚さ方向（ｚ方向）において互いに反対側を向いている。主面３ａは、ｚ１方向を向く面である。実装面３ｂは、ｚ２方向を向く面であり、気圧センサ３を電子部品２に実装する際に利用される面である。側面３ｃは、主面３ａおよび実装面３ｂを繋ぐ面であり、ｘ方向またはｙ方向を向いており、ｚ方向に平行である。本実施形態においては、気圧センサ３のｚ方向の寸法は３０〜４０μｍ程度であり、ｘ方向およびｙ方向の寸法はそれぞれ０．７〜１ｍｍ程度である。図５に示すように、気圧センサ３は、シリコン基板３１およびガラス基板３２を備えている。「シリコン基板３１」は本発明の「箱状部分」に相当し、「ガラス基板３２」は本発明の「蓋状部分」に相当する。

シリコン基板３１は、シリコンを積層した箱形状をなし、ダイアフラム３１１およびダイアフラム３１１の外縁を支持する支持層３１２を備えている。シリコン基板３１は、積層されたシリコン基板材料に、所定のエッチングマスクを介してエッチングを施すことで形成される。エッチングされて薄膜状となった部分が、ダイアフラム３１１になる。薄膜状というのは、少なくとも支持層３１２の厚さ（ｚ方向の寸法）より薄く、後述するキャビティ３３内の気圧とキャビティ３３外部の気圧との差で変形可能な厚さであることを意味している。なお、シリコン基板３１の形成方法は限定されず、薄膜状のダイアフラム３１１を形成できればよい。本実施形態においては、ダイアフラム３１１の厚さ（ｚ方向の寸法）は、７μｍ程度である。

ガラス基板３２は、シリコン基板３１に形成された開口部を塞ぐように、支持層３１２に固定される。ガラス基板３２とシリコン基板３１とは、例えば陽極接合によって接合される。なお、ガラス基板３２とシリコン基板３１とは、その他の接合方法（例えば接着剤による接着）によって接合されていてもよい。ダイアフラム３１１、支持層３１２およびガラス基板３２で囲まれた空間は密閉されて、圧力が一定に保たれるキャビティ３３になる。本実施形態では、キャビティ３３は、絶対真空に近い真空とされている。また、本実施形態では、ダイアフラム３１１を平面視矩形状としており、キャビティ３３を直方体形状の空間としている（図２においては、実際には見えないキャビティ３３を一点鎖線で示している）。なお、ダイアフラム３１１およびキャビティ３３の形状は限定されない。例えば、ダイアフラム３１１を平面視円形状としてもよい。この場合、キャビティ３３は円柱形状になる。

気圧センサ３は、キャビティ３３内の気圧とキャビティ３３外部の気圧との差で変形するダイアフラム３１１の形状（歪み具合）に応じた電気信号を生成して、電子部品２に出力する。

図１２に示すように、シリコン基板３１は、シリコン層３１ａとシリコン層３１ｃとの間に酸化層３１ｂを配置して積層されたシリコン基板材料を、ｘ２方向から酸化層３１ｂまでエッチングを施すことで形成されている。残ったシリコン層３１ａが、ダイアフラム３１１になる。また、シリコン層３１ａのｘ１方向の面には、不純物の拡散によって拡散抵抗３７が形成され、不純物の拡散によって拡散配線３６が形成されている。拡散抵抗３７は、ダイアフラム３１１に形成されており、ダイアフラム３１１の変形に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗である。また、シリコン層３１ａのｘ１方向の面には、スパッタにより金属配線３５が形成され、金属配線３５の所定の位置に、電極パッド３４が形成されている。図１１においては、拡散抵抗３７および拡散配線３６を破線で示している。

図１１に示すように、気圧センサ３のダイアフラム３１１内には、４つの拡散抵抗３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄが配置されている。４つの拡散抵抗３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄは、金属配線３５および拡散配線３６によって接続されて、ブリッジ回路を構成している。また、気圧センサ３のダイアフラム３１１の周囲には、４つの電極パッド３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄが配置されている。電極パッド３４ａは、拡散抵抗３７ａと拡散抵抗３７ｃとを接続する金属配線３５に接続されている。電極パッド３４ｂは、拡散抵抗３７ａと拡散抵抗３７ｂとを接続する金属配線３５に接続されている。電極パッド３４ｃは、拡散抵抗３７ｃと拡散抵抗３７ｄとを接続する金属配線３５に接続されている。電極パッド３４ｄは、拡散抵抗３７ｂと拡散抵抗３７ｄとを接続する金属配線３５に接続されている。電極パッド３４ａと電極パッド３４ｄとの間には、例えば５Ｖの基準電圧が印加され、電極パッド３４ｂと電極パッド３４ｃとの間の電圧が電気信号として、電子部品２に出力される。拡散抵抗３７ｂおよび拡散抵抗３７ｃは、ダイアフラム３１１が歪むことによって、電流の流れる方向（図１１では長手方向）に延びるので、抵抗値が大きくなる。一方、拡散抵抗３７ａおよび拡散抵抗３７ｄは、ダイアフラム３１１が歪むことによって、電流の流れる方向に直交する方向（図１１では短手方向）に延びるので、抵抗値が小さくなる。これにより、ダイアフラム３１１の歪み具合に応じて、電極パッド３４ｂと電極パッド３４ｃとの間の電圧が変化する。なお、図１１は、配線パターンの一例であり、電極パッド３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ、拡散抵抗３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ、拡散配線３６および金属配線３５の配置位置および接続方法は限定されない。

図３および図４に示すように、気圧センサ３は、電子部品２の搭載面２ａのｘ１方向およびｙ１方向寄りに搭載されている。気圧センサ３と電子部品２とは、図示しないシリコーン樹脂などの接合部材によって接合されている。気圧センサ３の電極パッド３４（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ）は、基板１の電極パッド１１に導通接合されている。電極パッド３４には、ボンディングワイヤ４がボンディングされる。電極パッド３４は、例えばＡｌやアルミ合金などの金属からなる。各電極パッド３４は、基板１の電極パッド１１および配線パターンを介して、電子部品２の電極パッド２１と電気的に接続されている。なお、気圧センサ３の電極パッド３４と電子部品２の電極パッド２１とを、ボンディングワイヤ４で接続してもよい。

ボンディングワイヤ４は、基板１の電極パッド１１と、電子部品２の電極パッド２１または気圧センサ３の電極パッド３４とを導通させるためのものであり、たとえばＡｕ等の金属からなる。なお、ボンディングワイヤ４の素材は限定されず、たとえばＡｌ，Ｃｕなどであってもよい。ボンディングワイヤ４の一端は電極パッド１１にボンディングされており、他端は電極パッド２１または電極パッド３４にボンディングされている。

カバー６は、金属製の箱形状の部材であり、電子部品２、気圧センサ３およびボンディングワイヤ４を囲うようにして、基板１の搭載面１ａに接合材７によって接合されている。図示された例においては、カバー６は、平面視矩形状である。なお、カバー６は金属以外の素材であってもよい。また、カバー６の製造方法は限定されない。カバー６と基板１の間の空間は、樹脂が充填されているのではなく、中空になっている。また、カバー６は、内部に外気を取り入れるための開口部６１を備えている。開口部６１が設けられ、中空になっていることで、気圧センサ３はセンサモジュールＡ１の周囲の気圧（例えば大気圧）を検出することができ、電子部品２の温度センサはセンサモジュールＡ１の周囲の気温を検出することができる。本実施形態では、開口部６１は、電子部品２の電極パッド２１のｚ１方向側の位置に１つだけ配置されている（図１参照）。なお、開口部６１の数は限定されない。

次に、センサモジュールＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、電極パッド１１のみからなる第１搭載面部１０１は、平面視において絶縁層１Ｃおよび接合材７から離間している。このため、第１搭載面部１０１、絶縁層１Ｃおよび接合材７が適切に形成されていれば、Ｘ線検査等を用いてセンサモジュールＡ１を検査した際に、第１搭載面部１０１と接合材７とが接していないことを明瞭に認識することが可能である。一方、製造工程等における意図しない要因によって、たとえば接合材７が第１搭載面部１０１に接していると、Ｘ線検査等によって当該不具合を確実に把握することが可能である。したがって、導通状態の判断をより確実に行うことができる。

図３、図４および図６に示すように、電子部品２および気圧センサ３に対してｘ２方向に位置する領域にｙ方向に沿って配置された複数の搭載面部１００は、その全てが第１搭載面部１０１である。絶縁層１Ｃおよび接合材７のうち複数の第１搭載面部１０１と対向する部位において、絶縁層内側端縁１１１と接合材内側端縁７１とを平面視において一致している。そして、第１搭載面部１０１は、絶縁層１Ｃおよび接合材７と離間している。このため、第１搭載面部１０１および接合材７が適切に形成されると、Ｘ線検査等において第１搭載面部１０１と接合材７とが明瞭に離間した像が得られ、第１搭載面部１０１と接合材７とが接しているかのような誤った判断が生じにくい。また、絶縁層内側端縁１１１と接合材内側端縁７１とが一致していることにより、絶縁層内側端縁１１１、接合材内側端縁７１および複数の第１搭載面部１０１を存在させるためのスペースのｘ方向寸法を縮小するのに適している。

図３、図４および図７に示すように、電子部品２および気圧センサ３に対してｙ２方向に位置する領域に第２搭載面部１０２が配置されている。第２搭載面部１０２は、延出部１２を有している。延出部１２は、たとえば配線部１Ｂを形成する際の電解めっきの導通経路を構成していた部位であり、基材１Ａの外端縁に到達している。このため、延出部１２の一部は、平面視において接合材７と重ならざるをえない。本実施形態においては、絶縁層１Ｃおよび接合材７のうち第２搭載面部１０２に対向する部位においては、絶縁層内側端縁１１１が接合材内側端縁７１よりも第２搭載面部１０２の電極パッド１１寄りに配置されている。このため、第２搭載面部１０２、絶縁層１Ｃおよび接合材７が適切に形成されていると、Ｘ線検査においては、第２搭載面部１０２の電極パッド１１と接合材７との間に絶縁層１Ｃの一部が存在する像が得られ、電極パッド１１と接合材７とが平面視明瞭に離間していることを認識可能である。

図３、図４、図８および図９に示すように、電子部品２および気圧センサ３に対してｙ２方向に位置する領域に第３搭載面部１０３が配置されている。第３搭載面部１０３は、枝部１４を有している。枝部１４は、絶縁層１Ｃの開口１１２を通じて接合材７と接している。このような枝部１４を有する第３搭載面部１０３は、たとえばセンサモジュールＡ１内におけるグランドラインに導通していることが好ましい。これにより、カバー６に生じた静電気等の意図しない電位を速やかに除去することができる。また、絶縁層１Ｃおよび接合材７のうち第３搭載面部１０３に対向する部位においては、絶縁層内側端縁１１１が接合材内側端縁７１よりも第３搭載面部１０３の電極パッド１１寄りに配置されている。このため、第３搭載面部１０３、絶縁層１Ｃおよび接合材７が適切に形成されていると、Ｘ線検査においては、第３搭載面部１０３の電極パッド１１と接合材７との間に絶縁層１Ｃの一部が存在する像が得られ、電極パッド１１と接合材７とが平面視において明瞭に離間していることを認識可能である。これは、Ｘ線検査等の際に、第３搭載面部１０３が接合材７およびカバー６と導通すべき部位であることを確実に把握しているか否かに関わらず、第３搭載面部１０３や接合材７の形成状態の良否を適切に判断できるという利点がある。

電子部品２および気圧センサ３に対してｙ２方向の領域においては、絶縁層１Ｃの絶縁層内側端縁１１１が接合材７の接合材内側端縁７１よりも電子部品２および気圧センサ３側に位置している。すなわち、絶縁層内側端縁１１１と接合材内側端縁７１とを平面視に離間させるためのスペースが必要となる。しかしながら、このような絶縁層内側端縁１１１と接合材内側端縁７１とが離間した部位と対向することが望ましい第２搭載面部１０２と第３搭載面部１０３とが、電子部品２および気圧センサ３のｙ２方向側にまとめて配置されている。これにより、センサモジュールＡ１の拡大をｙ方向のみに限定し、ｘ方向における拡大を回避することができる。

本発明に係るセンサモジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るセンサモジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１：センサモジュール
１：基板
１Ａ：基材
１Ｂ：配線部
１Ｃ：絶縁層
１ａ：搭載面
１ｂ：実装面
１ｃ：側面
２：電子部品
２ａ：搭載面
２ｂ：実装面
２ｃ：側面
３：気圧センサ
３ａ：主面
３ｂ：実装面
３ｃ：側面
４：ボンディングワイヤ
６：カバー
７：接合材
１１：電極パッド
１２：延出部
１３：連結部
１４：枝部
１９：裏面パッド
２１：電極パッド
３１：シリコン基板
３１ａ：シリコン層
３１ｂ：酸化層
３１ｃ：シリコン層
３２：ガラス基板
３３：キャビティ
３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ：電極パッド
３４ｄ：電極パッド
３５：金属配線
３６：拡散配線
３７，３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ：拡散抵抗
６１：開口部
７１：接合材内側端縁
１００：搭載面部
１０１：第１搭載面部
１０２：第２搭載面部
１０３：第３搭載面部
１０５：貫通部
１０６：中層部
１１１：絶縁層内側端縁
１１２：開口
３１１：ダイアフラム
３１２：支持層

Claims

互いに反対側を向く搭載面および実装面を有する基材、当該基材に形成された配線部、および前記配線部の一部を覆う絶縁層を有する基板と、
前記基板の前記搭載面に搭載されたセンサを含む１以上の電子素子と、
前記電子素子と前記配線部とに接続されたボンディングワイヤと、
前記センサを覆い且つ前記基板に接合材によって接合されたカバーと、
を備えたセンサモジュールであって、
前記配線部は、前記搭載面に形成された複数の搭載面部を有しており、
前記複数の搭載面部は、前記ボンディングワイヤが接続された電極パッドをなし且つ平面視において前記絶縁層および前記接合材から離間した第１搭載面部を含み、
前記絶縁層の一部が、前記基材に接することを特徴とするセンサモジュール。
前記絶縁層は、平面視において前記第１搭載面部から離間した絶縁層内側端縁を有し、
前記接合材は、平面視において前記第１搭載面部から離間した接合材内側端縁を有する、請求項１に記載のセンサモジュール。
互いに反対側を向く搭載面および実装面を有する基材、当該基材に形成された配線部、および前記配線部の一部を覆う絶縁層を有する基板と、
前記基板の前記搭載面に搭載されたセンサを含む１以上の電子素子と、
前記電子素子と前記配線部とに接続されたボンディングワイヤと、
前記センサを覆い且つ前記基板に接合材によって接合されたカバーと、
を備えたセンサモジュールであって、
前記配線部は、前記搭載面に形成された複数の搭載面部を有しており、
前記複数の搭載面部は、前記ボンディングワイヤが接続された電極パッドをなし且つ平面視において前記絶縁層および前記接合材から離間した第１搭載面部を含み、
前記絶縁層は、平面視において前記第１搭載面部から離間した絶縁層内側端縁を有し、
前記接合材は、平面視において前記第１搭載面部から離間した接合材内側端縁を有し、
前記絶縁層内側端縁と前記接合材内側端縁とは、前記第１搭載面部と対向する部位において平面視において一致していることを特徴とするセンサモジュール。
互いに反対側を向く搭載面および実装面を有する基材、当該基材に形成された配線部、および前記配線部の一部を覆う絶縁層を有する基板と、
前記基板の前記搭載面に搭載されたセンサを含む１以上の電子素子と、
前記電子素子と前記配線部とに接続されたボンディングワイヤと、
前記センサを覆い且つ前記基板に接合材によって接合されたカバーと、
を備えたセンサモジュールであって、
前記配線部は、前記搭載面に形成された複数の搭載面部を有しており、
前記複数の搭載面部は、前記ボンディングワイヤが接続された電極パッドをなし且つ平面視において前記絶縁層および前記接合材から離間した第１搭載面部を含み、
前記絶縁層は、平面視において前記第１搭載面部から離間した絶縁層内側端縁を有し、
前記接合材は、平面視において前記第１搭載面部から離間した接合材内側端縁を有し、
前記複数の搭載面部は、前記ボンディングワイヤが接続された電極パッドと当該電極パッドから前記基材の外端縁に到達する延出部とを有する第２搭載面部を含むことを特徴とするセンサモジュール。
前記延出部は、前記絶縁層および前記接合材に覆われている、請求項４に記載のセンサモジュール。
前記絶縁層内側端縁と前記接合材内側端縁とは、前記第２搭載面部と対向する部位において平面視において前記絶縁層内側端縁が前記接合材内側端縁よりも前記第２搭載面部の前記電極パッド側に位置する、請求項５に記載のセンサモジュール。
前記複数の搭載面部は、前記ボンディングワイヤが接続された電極パッドと当該電極パッドに繋がる連結部と当該連結部に繋がる枝部とを有する第３搭載面部を含む、請求項４ないし６のいずれかに記載のセンサモジュール。
前記連結部および前記枝部は、前記絶縁層および前記接合材に覆われている、請求項７に記載のセンサモジュール。
前記絶縁層は、平面視において前記枝部に重なる開口を有しており、
前記枝部と前記接合材とが、前記開口を通じて接している、請求項８に記載のセンサモジュール。
前記絶縁層内側端縁と前記接合材内側端縁とは、前記第３搭載面部と対向する部位において平面視において前記絶縁層内側端縁が前記接合材内側端縁よりも前記第３搭載面部の前記電極パッド側に位置する、請求項９に記載のセンサモジュール。
前記基板は、第１方向および第２方向に沿った四辺を有する矩形状であり、
前記第１方向に沿って前記複数の第１搭載面部が配置されている、請求項７ないし１０のいずれかに記載のセンサモジュール。
前記第２搭載面部と前記第３搭載面部とが、前記第２方向に沿って配置されている、請求項１１に記載のセンサモジュール。
前記延出部は、前記第１方向に沿って延びている、請求項１２に記載のセンサモジュール。
前記連結部は、前記第１方向に沿って延びており、
前記枝部は、前記第２方向に沿って延びている、請求項１２または１３に記載のセンサモジュール。
前記第２搭載面部および前記第３搭載面部とともに、前記第１搭載面部が前記第２方向に沿って配置されている、請求項１２ないし１４のいずれかに記載のセンサモジュール。
前記接合材は、導電性である、請求項１ないし１５のいずれかに記載のセンサモジュール。
前記接合材は、Ａｇを含む、請求項１６に記載のセンサモジュール。
前記カバーは、金属からなる、請求項１７に記載のセンサモジュール。
前記１以上の電子素子は、気圧センサを含む、請求項１ないし１８のいずれかに記載のセンサモジュール。
前記気圧センサを制御するための集積回路素子を含む複数の前記電子素子を備える、請求項１９に記載のセンサモジュール。
前記気圧センサは、箱形状の箱状部分と、前記箱状部分の開口を塞ぐ蓋状部分とを備えている、請求項１９または２０に記載のセンサモジュール。
前記カバーは、開口部を有する、
請求項１９ないし２１のいずれかに記載のセンサモジュール。
前記センサは、前記基板とは反対側の面に形成された回路を備えている、
請求項１９ないし２２のいずれかに記載のセンサモジュール。