(57)【要約】【課題】  構造が単純で小型かつ温度安定性に優れた半導体センサ装置を、より具体的には加速度センサ装置を低コストで提供する。【解決手段】  配線基板上に回路チップとＭＥＭＳ組立体を積み重ね、これらを接続する金属ワイヤと共に低弾性率のシリコン系樹脂で封止し、好ましくは配線基板をガラスエポキシ樹脂基板もしくはアルミナ基板、ＬＴＣＣ基板とすることで、構造が単純で小型かつ温度安定性に優れた加速度センサ装置を、中空型セラミックパッケージを用いた構造と比較して低コストで提供することができる。【選択図】図４
2010164412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部を有するＭＥＭＳ加速度センサチップとＭＥＭＳ加速度センサチップの少なくと
も可動部を密封するキャップチップとでＭＥＭＳ加速度センサ組立体が形成され、配線基
板上に前記ＭＥＭＳ加速度センサチップからの出力を制御する回路チップと前記ＭＥＭＳ
加速度センサ組立体とが積み重ねられ、前記ＭＥＭＳ加速度センサチップと前記回路チッ
プおよび前記回路チップと前記配線基板とが各々金属ワイヤで接続され、前記配線基板上
に積み重ねられた前記回路チップとＭＥＭＳ加速度センサ組立体および前記金属ワイヤが
シリコン系樹脂で封止されていることを特徴とする加速度センサ装置。
【請求項２】
前記配線基板が、ガラスエポキシ樹脂基板であることを特徴とする請求項１に記載の加
速度センサ装置。
【請求項３】
前記配線基板が、アルミナまたはＬＴＣＣ基板であることを特徴とする請求項１に記載
の加速度センサ装置。
【請求項４】
可動部を有するＭＥＭＳ加速度センサチップとＭＥＭＳ加速度センサチップの少なくと
も可動部を密封するキャップチップとでＭＥＭＳ加速度センサ組立体を形成し、配線基板
上に前記ＭＥＭＳ加速度センサチップからの出力を制御する回路チップと前記ＭＥＭＳ加
速度センサ組立体とを積み重ね、前記ＭＥＭＳ加速度センサチップと前記回路チップおよ
び前記回路チップと前記配線基板とを各々金属ワイヤで接続し、前記配線基板上に積み重
ねられた前記回路チップとＭＥＭＳ加速度センサ組立体および前記金属ワイヤを、印刷法
またはポッティング法を用いてシリコン系樹脂封止することを特徴とする加速度センサ装
置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔ
ｅｍｓ）チップを有する半導体センサ装置に関し、特に、可動部を有するＭＥＭＳチップ
を備えた加速度センサ装置および加速度センサ装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセス技術に機械加工技術や材料技術などを組み合わせることによって、
半導体基板上に三次元的な微細構造を有するシステムを実現するＭＥＭＳ技術は、極めて
広汎な分野に応用可能である。特に、自動車や航空機、携帯端末機器、玩具などに用いら
れるこれら半導体センサ装置は、加速度や角速度、圧力等の物理量検出分野への適用が注
目されている。
【０００３】
これらの半導体センサ装置は、ＭＥＭＳ技術で形成された可動部を有するのが特徴であ
る。可動部の変化をピエゾ抵抗素子の抵抗変化や静電容量変化で検知し、データー処理す
ることで、加速度や角速度、圧力等の値を得るものである。
【０００４】
近年市場が拡大している携帯端末機器やゲーム機用の加速度センサ装置は、車載用セン
サと比較して精度や信頼性の規格は緩和できるものの、低価格化や小型化に対する要求は
より厳しいものとなっている。このため、信頼性は高いが高価な中空型セラミックパッケ
ージから、半導体で実績があり安価なモールド型樹脂パッケージに変更し、低価格化や小
型化に対応した製品も増えつつある。
【０００５】
非特許文献１には、同じ仕様の加速度センサチップを中空型セラミックパッケージとモ
ールド型樹脂パッケージで組立てたときのセンサ特性比較が開示されている。中空パッケ
ージと異なる樹脂パッケージでは、センサチップの周囲が樹脂やリードフレームで直接取
り囲まれており、これら熱膨張係数の異なる構成部材から受ける応力とその温度変化によ
り、センサ出力電圧のオフセットばらつきや温度安定性の低下が課題となっている。
【０００６】
さらに、半導体センサチップの小型化は、半導体センサチップ自身の対称性を犠牲にす
る傾向にあるので、上述した温度安定性の低下の問題は半導体センサチップを小型化する
場合により顕著になる。
【０００７】
特許文献１および２には半導体の樹脂封止技術（樹脂モールド技術）を応用し、ＭＥＭ
Ｓ組立体を低弾性樹脂で覆い、温度変化に起因したセンサチップの応力変化を抑えて温度
安定性を改善した半導体センサ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１７０３８０号  公報
【特許文献２】特開２０００−２１４１７７号  公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】”Ｃｈｉｐ  ｓｃａｌｅ  ｐａｃｋａｇｉｎｇ  ｏｆ  ａ  ＭＥＭＳ  ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ”，  Ｌ．Ｅ．  Ｆｅｌｔｏｎ，  ｅｔ  ａｌ，  Ｐｒｏｃ．２００４  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  ｐｐ．８６９−８７３，  （２００４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１には、センサチップと回路チップをリードフレーム上で横並びに配置し、回
路チップ側のみ樹脂モールドし、センサチップ側は低弾性率の保護樹脂で覆う構造が開示
されている。温度変化に起因したセンサチップに加わる応力変化を抑えることで半導体セ
ンサ装置の温度安定性を改善することはできるが、２つのチップを横並び配置して領域ご
とに別の樹脂を用いるのでパッケージの小型化は困難である。また、リードフレームや金
型は複雑形状となってしまい、２種類の封止樹脂を２段階に使用することでセンサ装置構
造や製造プロセスも複雑になってしまう。
【００１１】
特許文献２には、リードフレーム上にセンサチップと回路チップを積み重ね配置し、セ
ンサチップとこれを包むモールド樹脂の間に緩衝部材が配置された構造が開示されている
。温度変化に起因したセンサチップに加わる応力変化を抑えることで、半導体センサ装置
の温度安定性を改善することはできるが、チップ周囲に緩衝部材層を設けて、更にその外
側を樹脂モールドするため、パッケージの小型化は困難である。また緩衝部材層を安定に
形成したり、２種類の樹脂を２段階に使用したりと、センサ装置構造や製造プロセスも複
雑になってしまう。
【００１２】
上述のいずれの方法もセンサ装置構造が複雑になってしまうため、応力シミュレーショ
ン等の解析も複雑になってしまう。また、製造プロセス自体も複雑になってしまうので、
民生用の安価な部品への対応はコスト的に困難になってしまう。
【００１３】
本願発明は上記課題を解決するために行なわれたものであり、構造が単純で小型かつ温
度安定性に優れた半導体センサ装置、より具体的には加速度センサ装置を低コストで提供
することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明の加速度センサ装置は、可動部を有するＭＥＭＳ加速度センサチップ（以下、
ＭＥＭＳチップ）とＭＥＭＳチップの少なくとも可動部を密封するキャップチップとでＭ
ＥＭＳ加速度センサ組立体（以下、ＭＥＭＳ組立体）が形成され、配線基板上に前記ＭＥ
ＭＳチップからの出力を制御する回路チップと前記ＭＥＭＳ組立体とが積み重ねられ、前
記ＭＥＭＳチップと前記回路チップおよび前記回路チップと前記配線基板とが各々金属ワ
イヤで接続され、前記配線基板上に積み重ねられた前記回路チップとＭＥＭＳ組立体およ
び前記金属ワイヤがシリコン系樹脂で封止されていることを特徴としている。
【００１５】
ＭＥＭＳチップは、シリコン基板もしくはＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌ
ａｔｏｒ）基板の微細加工により可動部を形成したものであり、キャップチップはＭＥＭ
Ｓチップと熱膨張係数が等しいシリコンで形成されるのが好ましい。ＭＥＭＳチップとキ
ャップチップとの接合は、陽極接合や低融点材料接合（低融点金属接合や共晶接合、低融
点ガラス接合、樹脂接合等を含む）、拡散接合、表面活性化接合のいずれかの方法を用い
ることが可能であるが、工業的にはＡｕ−Ｓｎ合金等の低融点材料接合を用いるのは製造
プロセスの信頼性の観点から好ましいものである。低融点材料接合は、低融点材料を介し
たチップどうしを位置合わせした後、熱と圧力を印加することで低融点材料が熔解し、チ
ップどうしが接合するものである。低融点材料接合は、ＭＥＭＳチップとキャップチップ
のうねり等で発生する隙間に低融点材料が流れ込むので、隙間が埋まって気密性を向上さ
せることができる。大きな圧力を加えて基板のうねりを強制する必要が無く、キャップチ
ップ等を破損する危険性が小さいのでＭＥＭＳチップとキャップチップの接合には好まし
いものである。ＭＥＭＳ組立体内の空間を真空（減圧下）にする、もしくは乾燥窒素や不
活性ガス等で充填気密するためには、真空（減圧）雰囲気下や乾燥窒素、不活性ガス雰囲
気下で接合するのが好ましい。ＭＥＭＳチップの可動部をキャップチップで密封すること
により、ＭＥＭＳチップの可動部は環境雰囲気から遮断され、耐環境性の良い加速度セン
サ装置にすることができる。
【００１６】
外部から加速度センサ装置に加速度が加わると、ＭＥＭＳチップの可動部上に形成した
抵抗素子や静電容量素子等で形成した電気回路が、外部からの加速度の力を電流や電圧お
よび静電容量等の物理量に変換して出力する。出力される物理量の変化は非常に微小であ
るため、出力を増幅する素子（増幅回路等）を形成した回路チップを備えることが好まし
い。また、前記素子が温度の影響を受ける場合、回路チップには温度補正回路等を形成す
るのが好ましい。
【００１７】
一般的な半導体の樹脂封止のように、リードフレーム上にＭＥＭＳチップと回路チップ
を積み重ね配置して、エポキシ樹脂でトランスファーモールドした場合、構成部材から受
ける応力とその温度変化により、センサ出力電圧のオフセットばらつきや温度安定性の低
下する可能性がある。また、固形のタブレット状樹脂を用いたトランスファーモールドで
は、一般に樹脂を金型内に押圧するのに８０ｋｇ／ｃｍ２前後の圧力が必要となるうえ、
封止樹脂やセンサチップに残留応力が生じるので好ましい方法ではない。環境温度の変化
に対して、ＭＥＭＳチップが周囲構成材の応力変化の影響を受けないようにするには、構
成部材の熱膨張係数をすべて一致させるのが理想であるが、実際のところは不可能である
。温度変化に対するの応力変化の影響を極力抑えるには、構成材間の熱膨張係数差を小さ
くするのと共に、周囲構成材（特に封止樹脂）の弾性率を小さくするのが有効である。具
体的な封止樹脂としては、低弾性率のシリコン系樹脂を用いるのが好ましい。
【００１８】
また、本願発明の加速度センサ装置は、前記配線基板が、ガラスエポキシ樹脂基板であ
ることも特徴としている。
【００１９】
単純に封止樹脂を低弾性樹脂にした場合、独立した主端子間が低弾性樹脂に拘束される
ことで、外力やはんだ接合後の熱サイクルにより主端子が動いてしまう可能性があり、Ｍ
ＥＭＳ素子に伝わる応力変化に対して、センサ出力電圧のオフセット変化やワイヤ接合部
でのワイヤ断線等の不具合を引き起こす可能性がある。
【００２０】
リードフレームをガラスエポキシ樹脂基板の配線基板に置き換えることにより、主端子
の動きは基板で固定することができる。これにより封止樹脂を低弾性樹脂としても、セン
サ出力電圧のオフセット変化やワイヤ断線等の不具合は解消できるものである。
【００２１】
さらに、本願発明の加速度センサ装置は、前記配線基板が、アルミナまたはＬＴＣＣ基
板であることも特徴としている。
【００２２】
ガラスエポキシ樹脂基板の熱膨張係数は１４×１０−６／℃程度であるのに対し、アル
ミナ基板やＬＴＣＣ基板の熱膨張係数は７×１０−６／℃前後とＭＥＭＳチップにより近
い数値を示す。また、アルミナ基板やＬＴＣＣ基板は、湿度による基板自体の膨潤の影響
を考慮する必要がなく、ガラスエポキシ樹脂基板よりも安定した特性を得ることができる
。一般に部材コストはガラスエポキシ樹脂基板よりも若干高価となるが、ガラスエポキシ
樹脂基板より安定した特性で、中空型セラミックパッケージよりも安価な加速度センサ装
置を提供することができる。
【００２３】
さらに、本願発明の加速度センサ装置の製造方法は、可動部を有するＭＥＭＳ加速度セ
ンサチップとＭＥＭＳ加速度センサチップの少なくとも可動部を密封するキャップチップ
とでＭＥＭＳ加速度センサ組立体を形成し、配線基板上に前記ＭＥＭＳ加速度センサチッ
プからの出力を制御する回路チップと前記ＭＥＭＳ加速度センサ組立体とを積み重ね、前
記ＭＥＭＳ加速度センサチップと前記回路チップおよび前記回路チップと前記配線基板と
を各々金属ワイヤで接続し、前記配線基板上に積み重ねた前記回路チップとＭＥＭＳ加速
度センサ組立体および前記金属ワイヤを、印刷法またはポッティング法を用いてシリコン
系樹脂封止することを特徴としている。
【００２４】
一般的な半導体パッケージの樹脂封止方法であるトランスファーモールドでは、樹脂を
型に注入するときに８０ｋｇｆ／ｃｍ２前後の圧力を印加して、気泡の残留を防ぐ必要が
ある。このモールド圧力は通常の半導体チップの樹脂封止においては問題とならないが、
加速度センサのように微小な応力変化を検知するＭＥＭＳチップにおいては、オフセット
の変化など特性への影響は避けられない。樹脂を印刷やポッティングで形成することによ
り上述のモールド圧力の影響を回避でき、より特性の安定したセンサ装置を提供すること
ができる。
【発明の効果】
【００２５】
本願発明のように、配線基板上に回路チップとＭＥＭＳ組立体を積み重ね、これらを接
続する金属ワイヤと共に低弾性率のシリコン系樹脂で封止し、好ましくは配線基板をガラ
スエポキシ樹脂基板もしくはアルミナ基板、ＬＴＣＣ基板とすることで、構造が単純で小
型かつ温度安定性に優れた加速度センサ装置を、中空型セラミックパッケージを用いた構
造と比較して低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例に用いたＭＥＭＳチップの斜視図である。
【図２】実施例に用いたＭＥＭＳ組立体の斜視図および分解図である。
【図３】実施例に用いた加速度センサ装置の半透視斜視図である。
【図４】図３の加速度センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】図３の加速度センサ装置のＢ−Ｂ’断面図である。
【図６】実施例に用いた配線基板を示す上面図である。
【図７】本願発明の加速度センサ装置に用いることができる他の配線基板例を示す上面図である。
【図８】実施例に用いた加速度センサ装置の温度変化に対する特性変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本願発明について図面を参照しながら実施例に基づいて詳細に説明する。説明を
判り易くするため、同一の部品、部位には同じ符号を用いている。
【００２８】
（実施例１）
本実施例の加速度センサ装置を、図１から図６を用いて具体的に説明する。図１は、本
実施例に用いたＭＥＭＳチップ２の斜視図である。ＭＥＭＳチップ２はピエゾ抵抗素子１
３、１４、１５と配線（省略）、電極パッド２４、接合部２０、梁部１２、錘部１１、支
持枠部１０等で構成している。
【００２９】
ＭＥＭＳチップ２は、約４００μｍ厚のシリコン板に数μｍのシリコン酸化層と約６μ
ｍのシリコン層を有するＳＯＩ基板を用いて作製した。シリコン層側の面にピエゾ抵抗素
子１３、１４、１５の形状にフォトレジストをパターニングし、シリコン層にボロンを１
〜３ｘ１０１８原子／ｃｍ３打ち込むことでピエゾ抵抗素子１３、１４、１５を形成した
。ピエゾ抵抗素子１３、１４、１５に接続する配線は、金属スパッターとドライエッチン
グ装置を用いて形成した。シリコン層とシリコン板をフォトリソとドライエッチング装置
を用いて加工し、シリコン層に形成される梁部１２、およびシリコン層からシリコン板に
渡って形成される錘部１１を形成した。シリコン酸化層はシリコンのドライエッチングの
際にエッチングストッパーとして機能する。ドライエッチングされるのはシリコンのみで
あるので、シリコン板はドライエッチングされるがシリコン酸化層は残っている。ドライ
エッチング後、弗酸、弗化アンモニウム水溶液に漬けシリコン酸化層をウェットエッチン
グで除去した。ドライエッチングはＳＦ６、酸素混合ガスとＣ４Ｆ８ガスとを交互に導入
するプラズマ内で行った。１枚のウェファー上に多数の加速度センサチップを作製した。
【００３０】
ＭＥＭＳチップ２のピエゾ抵抗素子１３、１４、１５や配線、電極パッド２４を形成し
た後、それらの上に窒化シリコンをＣＶＤで（厚さ０．１μｍ）積層した後、電極パッド
上の窒化シリコンをフォトリソ、エッチングで除去した。次にフォトレジストで電極パッ
ド２４および接合部を開口した後、金属スパッターで、Ｃｒ（厚さ０．１μｍ）−Ｎｉ（
厚さ０．２μｍ）−Ａｕ（厚さ０．５μｍ）の順に積層膜を形成した。
【００３１】
接合部２０には、接合材として３〜５μｍの厚さのＡｕ−Ｓｎ合金膜を真空蒸着で成膜
した。成膜時には接合部２以外の部分をフォトレジストで保護し、成膜後にフォトレジス
トを除去することでパターン形成を行なった。図１には図示されていないが、接合部２０
は、ＭＥＭＳチップ２のピエゾ抵抗素子面とその反対面の両面に形成した。
【００３２】
本実施例では、接合部にＡｕ−Ｓｎ合金膜を形成したが、上キャップ２２と下キャップ
２３とを接合でき、ＭＥＭＳチップ２の特性に影響を与えない接合材料であればこれに限
定されない。他の低融点金属や樹脂等の接合材料を用いても良い。
【００３３】
図２は、本実施例に用いたＭＥＭＳ組立体２１の斜視図および分解図である。ＭＥＭＳ
組立体２１はＭＥＭＳチップ２に上キャップチップ２２と下キャップチップ２３とを接合
部２０を介して接合することで作製した。
【００３４】
上キャップ２２と下キャップ２３は、厚さ約４００μｍのシリコンチップに、深さ１５
μｍの駆動制御溝３１と接合部２を形成したものである。駆動制御溝３１は、フォトレジ
ストを塗布して形成した開口部を、６７℃の温度の４０ｗｔ％水酸化カリウム水溶液で異
方性ウェットエッチングすることで形成した。接合部２０は、ＭＥＭＳチップ２の接合部
と同じ方法で、駆動制御溝３１の外周部に形成した。
【００３５】
駆動抑制溝３０の形成方法は上記のウェットエッチングに限定されない。ＳＦ６、酸素
混合ガスとＣ４Ｆ８ガスとを交互に導入するプラズマ内でのドライエッチングを適用する
ことも可能である。
【００３６】
ＭＥＭＳチップ２と上キャップチップ２２、下キャップチップ２３の接合は、窒素ガス
雰囲気中でチップの上下から１０ｋＮの荷重を印加して、Ａｕ−Ｓｎ合金膜が熔解する温
度まで加熱することで行なった。この接合により、ＭＥＭＳチップ２の可動部が上キャッ
プチップ２２と下キャップチップ２３に挟まれた空間で密封されてＭＥＭＳ組立体２１が
形成されるが、可動部は予め上キャップチップ２２および下キャップチップ２３のＭＥＭ
Ｓチップ２に対向する面に駆動抑制溝３０が形成されているので自由に動作することがで
きる。
【００３７】
図３は、本実施例に用いた加速度センサ装置１の組立構造を示す半透視斜視図であり、
図４および図５は加速度センサ装置１の構造を示す断面図である。まず、回路チップ２５
は下接合層３１ｂを介して配線基板２６に固定し、ＭＥＭＳ組立体２１は上接合層３１ａ
を介して回路チップ２５に固定した。次に、ＭＥＭＳチップ２の電極パッド２４と回路チ
ップ２５の電極パッド２４’、および回路チップ２５の電極パッド２４’と配線基板２６
の主端子２６ａを金属ワイヤ２７で接続した。最後に、配線基板２６上に積み重ねた回路
チップ２５とＭＥＭＳ組立体２１および金属ワイヤ２７をシリコン系樹脂２９で封止した
。
【００３８】
本実施例では、上接合層３１ａおよび下接合層３１ｂにダイアタッチフィルム（ＤＡＦ
）を用いたが、ダイアタッチ用ペーストを用いても良い。
【００３９】
また、本実施例では、配線基板２６に平板状のガラスエポキシ樹脂基板を用いた。これ
により、リードフレームを使用した小型パッケージでは面積が確保し難いダイパッドに相
当する回路チップの接合領域を、平面として十分に確保することができた。また、本実施
例では、ワイヤボンド性を考慮して耐熱温度の高いＦＲ−５相当のガラスエポキシ樹脂基
板を用いた。ガラスエポキシ樹脂基板の熱膨張係数は平面方向で１４×１０−６／℃程度
、弾性率は２７ＧＰａ程度であった。
【００４０】
また、平板状の配線基板２６を使用することで、配線基板２５の変形は基板母材の物性
が支配的になる。平板状の配線基板２６は、リードフレームと比較して基板のＸＹ方向の
変形異方性が小さくなるので、温度特性を安定化するには好ましいものである。これは、
加速度センサ装置をハンダ２次実装する際、２次実装用基板が温度で変形してもＭＥＭＳ
チップ２への外力の影響が小さくなることを意味しており、２次実装後の温度特性を安定
化するのに有効と言える。特に、柔軟なシリコン系樹脂を用いて封止した加速度センサ装
置では、ＭＥＭＳチップ２への外力の影響がさらに小さくなり、温度特性を安定化させる
効果が顕著になる。
【００４１】
また、シリコン系樹脂とリードフレームの組合せでは個別のリードが外力で動き易いた
め、回路チップ２５の電極パッド２４’と配線基板２６の主端子２６ａを接続する金属ワ
イヤ２７に負荷が掛かり断線し易くなる。リードが個別に動かないように固定された平板
状の配線基板２６を用いることで、このような金属ワイヤ２７の断線は回避することがで
きる。
【００４２】
また、小型パッケージのリードフレームでは、回路チップを接合するダイパッド面積を
十分に確保するのがレイアウト上困難であるが、平板状の配線基板２６であれば回路チッ
プ２５の裏面全域を配線基板に接合することができる。これにより、配線基板２６と回路
チップ２５との接合面全体が平坦にすることができるので、接合時の気泡生成を少なくす
ることができるのと同時に、接合面の熱膨張係数を均一化することもできる。このため、
加速度センサ装置の温度変化に対するＭＥＭＳチップ２への外力の影響を安定化させるこ
とができ、センサ出力電圧が安定化することで回路チップ２５の補正を容易にすることが
できるので好ましいものである。
【００４３】
配線基板２６には、ガラスエポキシ樹脂基板よりアルミナ基板やＬＴＣＣ等のセラミッ
ク基板の方がＭＥＭＳチップ２の熱膨張係数に近いため有利であるが、基板材の選定は特
性安定性だけでなくコストや構成材との相性等も考慮する必要がある。
【００４４】
図６は、本実施例に用いた配線基板２６を示す上面図である。基板ベース材２６ｂの表
裏に形成した主端子２６ａをスルーホール２６ｃ越しにＣｕめっきで電気的に接続したも
のであり、主端子２６ａのうち接続に必要な部分以外はレジスト２６ｃで覆う構造とした
ものである。
【００４５】
また、本実施例に用いる配線基板２６は、図７の上面図に示されるような配線基板でも
良い。図７の配線基板は、基板ベース材２６ｂの表裏に形成した主端子２６ａをキャスタ
レーション構造（端面電極）で接続することにより、回路チップ接合部の配線パターンを
なくして平坦にしたものである。図７の配線基板のように、回路チップを接合する領域に
配線パターンを配置しない方がレジストも不要となり、積層材の構成を単純にすることが
できる。また、配線基板が熱変形することによるＭＥＭＳ組立体へ外力の影響を安定化す
ることができ、温度変化に対する加速度センサ装置の特性変化をより安定化させることも
可能である。
【００４６】
シリコン系樹脂２９は、加速度センサ装置１において環境温度変化の影響を小さくする
ために、熱膨張係数αと弾性率Ｅの積（α×Ｅ）は小さく、熱膨張係数自体はＭＥＭＳ組
立体２１の主な構成部材であるシリコンに近接していることが好ましいものである。本実
施例には、黒色シリコン樹脂にＳｉＯ２系フィラーを混ぜて熱膨張係数を低くし、硬化後
の熱膨張係数が約１７０×１０−６／℃，弾性率が約５ＭＰａとなるようなシリコン系樹
脂２９を用いた。
【００４７】
本実施例では、シリコン系樹脂２９は印刷法により形成した。配線基板２６上に積み重
ねた回路チップ２５とＭＥＭＳ組立体２１とを、印刷機のステージ上に固定し、樹脂ペー
ストを印刷領域と厚さを決定するマスク越しにスキージで塗布形成した。印刷では、１５
行×１５列の２２５個のセンサを印刷単位として一括印刷した。印刷後の樹脂内には気泡
が巻込まれるため、真空脱泡器で２０分間脱泡後にクリーンオーブンで樹脂の熱硬化を行
った。熱硬化条件は１７５℃×３０分とした。
【００４８】
図８は、本実施例の加速度センサ装置１について温度変化に対する特性変化を示した図
である。特性変化は、ＭＥＭＳチップ２に対して垂直方向の加速度に対する出力電圧オフ
セットの加速度換算値で示している。比較例として、実施例と同じＭＥＭＳ組立体２５と
回路チップ２５を、実施例と同じ上接合層３１ａと下接合層３１ｂを介してリードフレー
ムに固定し、トランスファーモールドによりエポキシ系樹脂を封止した加速度センサ装置
の評価結果も示している。
【００４９】
比較例であるリードフレームとエポキシ系樹脂を用いた加速度センサ装置では、温度変
化に対するオフセットの加速度換算値が約３．５ｍｇ／℃であるのに対して、ガラスエポ
キシ樹脂基板とシリコン樹脂を用いた加速度センサ装置はその１／７の約０．５ｍｇ／℃
に改善され、温度安定性に優れた加速度センサ装置になっていることが確認できた。この
結果は、ガラスエポキシ樹脂基板とシリコン系樹脂の組合せにすることで、温度が変化に
よるＭＥＭＳチップ２に伝播する応力が低減できた効果と考えられる。
【符号の説明】
【００５０】
１  加速度センサ装置、
２  加速度センサチップ、
１０  支持枠部、
１１  錘部、
１２  梁部、
１３，１４，１５  ピエゾ抵抗素子、
２０  接合部、
２１  ＭＥＭＳ組立体、
２２  上キャップチップ、
２３  下キャップチップ、
２４，２４’  電極パッド、
２５  回路チップ、
２６  配線基板、
２６ａ  主端子、
２６ｂ  ベース材、
２６ｃ  スルーホール、
２６ｄ  レジスト、
２７  金属ワイヤ、
２９  モールド樹脂、
３０  駆動抑制溝、
３１ａ  上接合層、
３１ｂ  下接合層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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