JPH088444A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH088444A
JPH088444A JP14056894A JP14056894A JPH088444A JP H088444 A JPH088444 A JP H088444A JP 14056894 A JP14056894 A JP 14056894A JP 14056894 A JP14056894 A JP 14056894A JP H088444 A JPH088444 A JP H088444A
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JP
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flexible
semiconductor
semiconductor device
semiconductor substrates
substrates
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JP14056894A
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English (en)
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Hideshi Takatani
秀史 高谷
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の半導体基板を互いに折り曲げた配置状
態で各種装置に応用する。各半導体基板を電気的に支障
なく接続する。この半導体装置を従来工程の中で容易に
製造する。 【構成】 電気配線11を有する複数の半導体基板2,
3が可撓連係部Lにより互いに結合されている。可撓連
係部Lは複数の半導体基板2,3間で接続された電気配
線11と、電気配線11を被覆して保護する可撓性保護
層12とを有している。各半導体基板2,3間には電気
配線11を被覆する可撓保護部14が設けられている。
可撓性材料からなる絶縁層と電気配線層とを含む可撓配
線層(可撓連係部Lに該当)を半導体基板2,3上に設
ける工程と、電気配線11を残して半導体基板2,3の
一部を除去することにより半導体基板2,3を複数の部
位に分割する工程とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は加速度センサの検知体
や半導体パッケージの半導体チップなどに利用される半
導体装置及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、図13に示す半導体装置1は、
図14に示す加速度センサ15に利用されるものであっ
て、一枚の半導体基板2にセンサ部5及びおもり部6が
形成されているとともに、この半導体基板2上には検知
部7と演算部9とそれらの間の電気配線11などの電気
的構成が設けられている。図14に示すように、この半
導体装置1はプリント基板18上の台座16に固定さ
れ、この半導体装置1と台座16とプリント基板18と
は電気的に接続されている。
【0003】図14(a)に示す加速度センサ15にお
いては、半導体装置1が水平に設置され、垂直方向Vの
加速度を測ることができる。図14(b)に示す加速度
センサ15においては、半導体装置1が垂直に設置さ
れ、水平方向H1 の加速度を測ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した加
速度センサ15では、測定する加速度方向V,H1 に合
わせて取付状態を変更しなければならない。そのため、
多方向同時測定の場合には、測定したい方向の数だけ加
速度センサ15を必要とし、設置スペースやコストなど
の点で不利であった。
【0005】ところで、一般の半導体装置にある半導体
基板は、シリコン等により成形されるため、剛性が大き
く折り曲げることが困難であった。しかし、半導体装置
を折曲可能にすることは、前記加速度センサ15の欠点
の解消や、半導体パッケージの高密度化の点で、各種利
点があるものと考えられ、従来全くない発想のもとで本
発明が完成した。
【0006】
【課題を解決するための手段】第一発明に係る半導体装
置においては、電気配線を有する複数の半導体基板が可
撓連係部により互いに結合されている。
【0007】第二発明に係る半導体装置においては、第
一発明の可撓連係部が、複数の半導体基板間で接続され
た電気配線と、この電気配線を保護する可撓性保護層と
を有している。
【0008】第三発明に係る半導体装置においては、第
二発明の可撓連係部に対応する各半導体基板間に保護部
が設けられている。第四発明に係る半導体装置の製造方
法においては、可撓性材料からなる絶縁層と電気配線層
とを含む可撓配線層を半導体基板上に設ける工程と、こ
の電気配線を残して半導体基板の一部を除去することに
より半導体基板を複数の部位に分割する工程とを備えて
いる。
【0009】
【作用】第一発明においては、複数の半導体基板を可撓
連係部で互いに折り曲げて配置することができる。
【0010】第二発明においては、この折り曲げ時、前
記可撓連係部で各半導体基板間の電気配線を可撓保護層
とともに折り曲げることができる。第三発明において
は、前記可撓連係部内の電気配線を保護部により保護す
る。
【0011】第四発明においては、第二発明に係る半導
体装置を製造する場合、可撓絶縁層及び電気配線層を設
けた後、電気配線を残したまま、半導体基板を複数部位
に分割する。そのため、分割された基板同士がこの絶縁
層及び配線層を含む可撓配線層により結合される。
【0012】
【第一実施例】まず、加速度センサに利用される半導体
装置を図1〜図6を参照して説明する。
【0013】図1に示す半導体装置1はシリコン(S
i)からなる一対の半導体基板2,3を有し、各半導体
基板2,3には片持ち梁状の変位板4が切込み4aによ
り形成されている。各変位板4は固定端側のセンサ部5
と自由端側のおもり部6とからなり、センサ部5の肉厚
は凹部5aによりおもり部6の肉厚よりも薄くなってい
る。この両センサ部5上には検知部7,8が設けられて
いる。この検知部7,8としては、薄膜ゲージの変形を
利用した振子型のものか、または、ピエゾ抵抗効果及び
静電容量の変化を利用した半導体型のものを採用する。
この両センサ部5間で一方の半導体基板2上に演算部9
が設けられ、この演算部9と両センサ部5との間にはア
ルミニウムからなる電気配線10,11が接続されてい
る。
【0014】パッシベーションとしてこれらの半導体基
板2,3上の全体にはポリイミド樹脂からなる可撓性保
護層12が被覆され、電気的構成としての前記両検知部
7,8や演算部9や各電気配線10,11が保護されて
いる。従って、一方の半導体基板2上の演算部9と他方
の半導体基板3上の検知部8との間で両半導体基板2,
3間にある区画溝13においてそれらが可撓連係部Lに
より互いに結合される。本実施例では、この区画溝13
を横切る前記各電気配線11と、前記可撓性保護層12
の一部とがこの可撓連係部Lに該当する。図2(a)
(b)に示すようにこの区画溝13にはエポキシやポリ
イミド等の樹脂からなる可撓保護部14が埋め込まれ、
前記可撓性保護層12との間で各電気配線11を保護し
ている。図2(c)に示すように、この両半導体基板
2,3は可撓連係部L及び可撓保護部14で湾曲されて
互いに90度に折り曲げられ、可撓保護部14の固化に
よりその折曲状態で位置決めされる。
【0015】図3に示すように、前記半導体装置1を利
用した加速度センサ15においては、水平板部16aと
垂立板部16bとからなる台座16の内側に半導体装置
1が当てがわれ、水平な半導体基板2が水平板部16a
上に固定されているとともに、垂直な半導体基板3が垂
立板部16bに固定されている。台座16上の半導体装
置1はカバー17により覆われている。この台座16は
プリント基板18上に固定され、図示しないが、半導体
装置1の演算部9と台座16上の電気配線とがボンディ
ングワイヤにより接続されているとともに、台座16上
の電気配線がプリント基板18に接続されている。
【0016】この加速度センサ15によれば、前記水平
半導体基板2の変位板4に直交する垂直方向Vと、前記
垂直半導体基板3の変位体4に直交する水平方向H1
うち、少なくともいずれかの方向に加速度が加わると、
おもり部6に慣性力が働いてセンサ部5が変位し、この
変位を直接検出するか、または、この慣性力を相殺する
アクチュエータのフィードバック力を検出して、加速度
を測る。
【0017】このような半導体装置1は図4に概略的に
示す工程を経て製造される。図4(a)に示すように、
まずウェーハ19を製造する。このウェーハ19は多数
のチップの集合体であり、このチップに各種処理を施
す。図4(b)以下にはウェーハ19内にある各チップ
19aのうち一つのもののみを表示する。
【0018】まず、図4(b)に示すように、チップ1
9a上に前記両検知部7,8と演算部9と各電気配線1
0,11とを形成する。次に、図4(c)に示すように
マスキングを行った後、図4(d)に示すようにエッチ
ングを行い、前記切込み4aや凹部5aを形成する。こ
の時、前記区画溝13の一部も形成される。
【0019】さらに、図4(e)に示すようにマスキン
グを行った後、図4(f)に示すように、前記区画溝1
3のエッチングを進行させる。また、図4(g)に示す
ようにチップ19a上に前記可撓性保護層12を被覆す
る。前記区画溝13におけるエッチングが進行すると、
可撓連係部L(可撓性材料からなる絶縁層と電気配線層
とを含む可撓配線層に該当)を残してチップ19aの一
部が除去され、チップ19aがその複数部位である前記
両半導体基板2,3に分割される。
【0020】その後、ウェーハ19が各チップ19aご
とに分離され、前記図1に示す半導体装置1になる。前
記区画溝13を形成するにあたっては、異方性エッチン
グまたはドライエッチングによりチップ19aのみを取
除く。この場合、この区画溝13に面するアルミ電気配
線11を残す必要があるため、エッチャントとしては、
アルミニウムに対するエッチング速度が遅いちっ化水素
(N2 4 )か、またはケイ素(Si)を含む水酸化ア
ンモニウム(NH4 OH)を使用する。アルミ電気配線
11については、少々エッチングされても良いように、
ある程度厚くすることが望ましい。図2(d)に示すよ
うに、少なくとも区画溝13に面する半導体基板2,3
上にバリア層20を形成し、このバリア層20によりア
ルミ電気配線11を区画溝13に対し遮断するようにし
てもよい。従って、アルミ電気配線11のみをより一層
確実に残すことができる。
【0021】図1で示した前記半導体装置1において
は、互いに折り曲げることができる両半導体基板2,3
を有しているが、図5で示す半導体装置1においては、
一方の半導体基板2に対し折り曲げることができる他方
の半導体基板3と同様な半導体基板3を追加している。
そして、水平な半導体基板2に対し両半導体基板3を可
撓連係部Lで折り曲げて垂直な状態で位置決めし、図6
に示す加速度センサ15においてこの半導体装置1を台
座16上に固定する。この加速度センサ15において
は、垂直方向Vの加速度と、互いに直交する水平方向H
1 ,H2 (H2 は紙面に直交する方向であるため図示せ
ず)の加速度とを測ることができる。
【0022】この第一実施例は下記(イ)〜(ハ)に示
す特徴を有する。 (イ) 前記半導体装置1においては、複数の半導体基
板2,3を可撓連係部Lにより互いに結合したので、可
撓連係部Lで各半導体基板2,3を互いに折り曲げて任
意の向きに位置決めすることができる。従って、例えば
加速度センサ15においては、一つの半導体装置1を利
用するだけで、各方向V,H1 ,H2 の速度を図ること
ができる。その場合、可撓連係部Lにおいては、可撓性
保護層12により被覆された電気配線11により、各半
導体基板2,3が接続されているため、各半導体基板
2,3をその可撓連係部Lで折り曲げて各種相対位置関
係で配置しても、電気配線11が可撓性保護層12とと
もに折り曲げられ、一つの半導体装置1の各半導体基板
2,3を電気的に支障なく結合させることができる。 (ロ) 各半導体基板2,3間の区画溝13に可撓保護
部14を埋め込んでいるので、可撓連係部L内の電気配
線11をこの可撓保護部14により保護することができ
る。しかも、この可撓保護部14を折曲後に固化して、
可撓連係部Lを補強できるとともに、各半導体基板2,
3を確実に位置決めすることができる。 (ハ) 図4で概略的に示したように、従来の半導体製
造工程において、区画溝13を形成するためのエッチン
グ工程と、可撓性保護層12を被覆するための工程とを
付加するだけで、半導体装置1を従来工程の中で容易に
製造できるため、量産に適している。また、可撓連係部
Lを設けた後に、電気配線11を残したまま、各半導体
基板2,3に分割するので、分割された基板2,3同士
がこの可撓連係部Lにより結合される。従って、半導体
プロセスの高い加工精度をこの結合部分でも維持するこ
とができる。
【0023】
【その他の実施例】前記第一実施例では折曲可能な半導
体装置1を加速度センサ15に利用したが、図7,8に
示す第二実施例や、図9,10に示す第三実施例や、図
11,12に示す第四実施例ではそれぞれ折曲可能な半
導体装置21を半導体パッケージの半導体チップとして
利用している。いずれの実施例においても、多連生産さ
れたリードフレーム22の中央部にあるベッド23上に
半導体装置21がマウンティングされ、その後に半導体
装置21と各リード24との間にボンディングワイヤ2
5が接続される。そして、この半導体装置21とベッド
23と各リード24の一部とが樹脂封止体26によりモ
ールディングされる。
【0024】図7及び図8に示す第二実施例の半導体装
置21においては、両半導体基板2,3が可撓連係部L
により結合され、この可撓連係部Lは前記第一実施例と
同様に可撓性保護層及び電気配線(図示せず)を有し、
この電気配線が可撓保護部14により保護されている。
この半導体装置21は可撓連係部Lで折り曲げられ、両
半導体基板2,3が前記リードフレーム22のベッド2
3の表裏両側を挟んで接着ペースト27によりベッド2
3に固定されている。このようにベッド23の表裏両側
に半導体基板2,3を固定できるため、高密度実装が可
能になる。
【0025】図9及び図10に示す第三実施例の半導体
装置21においては、中央の水平半導体基板2aとその
両側の垂立半導体基板2bとさらにその両側の水平半導
体基板3とが互いに可撓連係部Lにより結合され、その
各可撓連係部Lで折曲されて中央の水平半導体基板2a
と両側の垂立半導体基板2bとによりコ字形状をなして
いるとともに、この両垂立半導体基板2bとでL状をな
す両側の水平半導体基板3がリード24側へ突出してい
る。前記第一実施例と同様に各可撓連係部L内の電気配
線(図示せず)が可撓保護部14により保護されてい
る。なお、ベッド23の形状はこの半導体装置21の形
状に合致している。この半導体装置21では、中央の水
平半導体基板2aと両側の水平半導体基板3とが平行な
状態で互いにずれ、それぞれの半導体基板2a,3にボ
ンディングワイヤ25が接続されているため、ボンディ
ングワイヤ25の数を増やしても、ボンディングに必要
な各ワイヤ25間の間隔を十分に保ってワイヤボンディ
ング装置とボンディング済みワイヤとの干渉を防止する
ことができ、高密度実装が可能になる。
【0026】図11及び図12に示す第四実施例の半導
体装置21においては、ベッド23上に固定された水平
半導体基板3の一側で垂立半導体基板2が可撓連係部L
により結合されて折り曲げられている。前記第一実施例
と同様にこの可撓連係部L内の電気配線(図示せず)が
可撓保護部14により保護されている。封止体26を成
形するための樹脂はこの垂立半導体基板2に向けて図1
2の矢印方向へ注入さる。その注入圧を垂立半導体基板
2が受けるため、樹脂流速が抑えられる。従って、各ボ
ンディングワイヤ25に注入圧が直接かからず、ワイヤ
流れ等、ワイヤへのダメージを軽減することができる。
【0027】上記に分説したように、半導体パッケージ
に利用される半導体装置21にあっても、各半導体基板
2,2a,2b,3間で電気的結合を維持したままそれ
らを可撓連係部Lで折曲し得る点は、前記第一実施例の
場合と同様に多大な効果を奏する。
【0028】前記第一実施例においては、図2(b)
(c)に示すように、区画溝13に可撓保護部14を埋
め込んだ後、可撓連係部Lやこの可撓保護部14の可撓
性を利用して両半導体基板2,3を互いに折り曲げてい
る。その手順としては、そのほか、両半導体基板2,3
を折り曲げた後に、この保護部14を区画溝13に埋め
込んでもよい。その場合には、保護部14に可撓性を持
たせる必要はなく、単に固化による位置決め機能を持た
せるだけでよい。
【0029】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置によれば、複数
の半導体基板を互いに折り曲げた配置状態で各種装置に
応用できる。例えば、加速度センサでは多方向同時測定
が一つの装置で可能となり、半導体パッケージでは高密
度実装が可能になる。その場合、電気配線を可撓性保護
層や保護部により保護して、各半導体基板を電気的に支
障なく接続することができる。また、このような半導体
装置の可撓連係部(可撓配線層)を従来工程の中で容易
に製造することができるとともに、この可撓配線層でも
半導体プロセスの高い加工精度を維持することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は第一実施例に係る半導体装置において
折曲前状態を示す断面図であり、(b)は(a)の半導
体装置から可撓性保護層を取り除いたA−A線矢視平面
図である。
【図2】(a)は図1で示した半導体装置にあってその
区画溝及び可撓連係部を示す部分拡大断面図であり、
(b)は(a)の区画溝に可撓保護部を埋め込んだ状態
を示す部分拡大断面図であり、(c)は(b)の可撓連
係部及び可撓保護部を折り曲げた状態を示す部分拡大断
面図であり、(d)は可撓連係部を変更した別例を示す
部分拡大断面図である。
【図3】図1で示した半導体装置を折り曲げて加速度セ
ンサに利用した状態を示す断面図である。
【図4】図1で示した半導体装置の製造工程の概略を示
す断面図である。
【図5】図1(b)で示した半導体装置を変更した別例
を示す平面図である。
【図6】図5で示した半導体装置を折り曲げて加速度セ
ンサに利用した状態を示す断面図である。
【図7】第二実施例に係る半導体装置を利用した半導体
パッケージの製造途中状態を示す部分平面図である。
【図8】図7で示したリードフレームのベッド上に半導
体装置を固定した状態を示す部分側面図である。
【図9】第三実施例に係る半導体装置を利用した半導体
パッケージの製造途中状態を示す部分平面図である。
【図10】図9の部分斜視図である。
【図11】第四実施例に係る半導体装置を利用した半導
体パッケージの製造途中状態を示す部分平面図である。
【図12】図11で示したリードフレームのベッドに半
導体装置を固定した状態を示す部分側面図である。
【図13】(a)は従来の加速度センサに利用される半
導体装置を示す平面図であり、(b)は同じく断面図で
ある。
【図14】(a)は図13で示した半導体装置を加速度
センサに利用した一例を示す断面図であり、(b)は同
じく別例を示す断面図である。
【符号の説明】
1…半導体装置、2,2a,2b…半導体基板、3…半
導体基板、11…電気配線、12…可撓性保護層、13
…区画溝、14…可撓保護部、21…半導体装置、L…
可撓連係部(可撓配線層)。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気配線を有する複数の半導体基板を可
    撓連係部により互いに結合したことを特徴とする半導体
    装置。
  2. 【請求項2】 請求項1における可撓連係部は、複数の
    半導体基板間で接続された電気配線と、この電気配線を
    保護する可撓性保護層とを有していることを特徴とする
    半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項2における可撓連係部に対応する
    各半導体基板間に保護部を設けたことを特徴とする半導
    体装置。
  4. 【請求項4】 可撓性材料からなる絶縁層と電気配線層
    とを含む可撓配線層を半導体基板上に設ける工程と、こ
    の電気配線を残して半導体基板の一部を除去することに
    より半導体基板を複数の部位に分割する工程とを備えた
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP14056894A 1994-06-22 1994-06-22 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH088444A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011523068A (ja) * 2008-06-13 2011-08-04 エプコス アクチエンゲゼルシャフト 電子要素のシステムサポート及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011523068A (ja) * 2008-06-13 2011-08-04 エプコス アクチエンゲゼルシャフト 電子要素のシステムサポート及びその製造方法

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