(57)【要約】【課題】実装面へのダイの固定手段とダイの可動部との位置あわせを容易にする。【解決手段】環状の接合面の内側に可動部が露出しているダイを実装面に固定する方法であって、前記ダイの対向する外側の二辺のそれぞれより長い内側の二辺が前記ダイの前記二辺の間の距離より短い距離だけ離れて平行に対向するように両面テープを前記実装面に貼付し、前記ダイの前記二辺が前記両面テープの前記内側の二辺と平行になるとともに前記両面テープの前記内側の二辺の両端部が前記ダイから露出する位置において前記両面テープに前記ダイの前記接合面を貼付する、ことを含む。【選択図】図１
2010042470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の接合面の内側に可動部が露出しているダイを実装面に固定する方法であって、
前記ダイの対向する外側の二辺のそれぞれより長い内側の二辺が前記ダイの前記二辺の間の距離より短く前記可動部の可動距離よりも長い距離だけ離れて平行に対向するように両面テープを前記実装面に貼付し、
前記ダイの前記二辺が前記両面テープの前記内側の二辺と平行になるとともに前記両面テープの前記内側の二辺の両端部が前記ダイから露出する位置において前記両面テープに前記ダイの前記接合面を貼付する、
ことを含むＭＥＭＳ実装方法。
【請求項２】
実装面を有するパッケージと、
環状の接合面の内側に可動部が露出しているダイと、
前記パッケージと前記ダイとを固定している両面テープとを備え、
前記ダイの対向する外側の二辺のそれぞれより長い内側の二辺が前記ダイの前記二辺の間の距離より短く前記可動部の可動距離よりも長い距離だけ離れて平行に対向するように前記両面テープが前記実装面に貼付され、
前記ダイの前記二辺が前記両面テープの前記内側の二辺と平行になるとともに前記両面テープの前記内側の二辺の両端部が前記ダイから露出する位置において前記両面テープに前記ダイの前記接合面が貼付されている、
ＭＥＭＳ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）実装方法およびＭＥＭＳに関し、特に実装面へのダイの固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可動部が露出しているダイを実装面に固定する場合、可動部と実装面との間に空隙を形成するためにフィラー含有接着剤または両面テープを固定手段として用いてダイを実装面に固定している（例えば特許文献１、２、３参照）。
【特許文献１】特開２０００−１９１９６号公報
【特許文献２】特開２００４−６９３４９号公報
【特許文献３】特開平１０−２５３６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１，２に開示されているようにフィラー含有接着剤を用いてダイを実装面に固定する場合、接着剤の塗布位置を制御する精度が低く、また接着剤には流動性があるため、接着剤が可動部に付着しやすいという問題がある。
【０００４】
特許文献３に開示されている方法では両面テープの内側の辺がダイに隠れた状態でダイに両面テープを貼付することになるため両面テープの内縁がダイの可動部に貼り付いたり、ダイを裏返さなければ両面テープとダイの可動部とが貼り付いていないことを検査できないという問題がある。
【０００５】
本発明はこれらの問題を解決するために創作されたものであって、実装面へのダイの固定手段とダイの可動部との位置あわせを容易にすることを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記目的を達成するためのＭＥＭＳ実装方法は、環状の接合面の内側に可動部が露出しているダイを実装面に固定する方法であって、ダイの対向する外側の二辺のそれぞれより長い内側の二辺がダイの二辺の間の距離より短く前記可動部の可動距離よりも長い距離だけ離れて平行に対向するように両面テープを実装面に貼付し、ダイの二辺が両面テープの内側の二辺と平行になるとともに両面テープの内側の二辺の両端部がダイから露出する位置において両面テープにダイの接合面を貼付する、ことを含む。
【０００７】
本発明によると実装面へのダイの固定手段として両面テープを用いるため、両面テープの厚さによってダイの可動部と実装面との間の空隙が形成される。また両面テープは流動性が無いため、両面テープの変形によって両面テープと可動部とが接触することはない。そして本発明によると内側の対向する二辺がダイの対向する二辺よりも長い両面テープを実装面に貼付した後に両面テープにダイを貼付するため、両面テープの内側の対向する二辺の端部がダイから露出する位置において両面テープにダイを貼付できる。したがって両面テープの内縁がダイの可動部に貼り付かないように両面テープに対してダイを位置あわせすることが容易になるとともに、両面テープの内縁にダイの可動部が貼り付いていないことを検査することも容易になる。さらに本発明によると両面テープの対向する二辺の間においてはダイは浮いた状態になるため、両面テープとダイの熱膨張係数の差に応じてダイに生ずる熱応力が低減される。さらに本発明によると両面テープの対向する二辺の間においてはダイと実装面との隙間が通気口となるため、可動部に対するエアダンピング効果を低減できる。
【０００８】
（２）上記目的を達成するためのＭＥＭＳは、実装面を有するパッケージと、環状の接合面の内側に可動部が露出しているダイと、パッケージとダイとを固定している両面テープとを備え、ダイの対向する外側の二辺のそれぞれより長い内側の二辺がダイの二辺の間の距離より短く前記可動部の可動距離よりも長い距離だけ離れて平行に対向するように両面テープが実装面に貼付され、ダイの二辺が両面テープの内側の二辺と平行になるとともに両面テープの内側の二辺の両端部がダイから露出する位置において両面テープにダイの接合面が貼付されている。
【０００９】
本発明によると実装面へのダイの固定手段として両面テープを用いるため、両面テープの厚さによってダイの可動部と実装面との間の空隙が形成される。そして本発明によると両面テープの対向する二辺の間においてはダイは浮いた状態になるため、両面テープとダイの熱膨張係数の差に応じてダイに生ずる熱応力が低減される。さらに本発明によると両面テープの対向する二辺の間においてはダイと実装面との隙間が通気口となるため、可動部に対するエアダンピング効果を低減できる。また本発明にかかるダイは、内側の対向する二辺がダイの対向する二辺よりも長い両面テープを実装面に貼付した後に両面テープにダイを貼付する方法によって実装面に固定できるため、両面テープの内側の対向する二辺の端部がダイから露出する位置において両面テープにダイを貼付できる。したがって両面テープの内縁がダイの可動部に貼り付かないように両面テープに対してダイを位置あわせすることが容易になるとともに、両面テープの内縁にダイの可動部が貼り付いていないことを検査することも容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら以下の順に説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
【００１１】
１．第一実施形態
図１および図２に本発明にかかるＭＥＭＳの一実施形態としての加速度センサ１を示す。加速度センサ１は、本体１１とカバー１２とによって箱形に構成されているパッケージ１０と、パッケージ１０に収容された固体素子であるダイ２０とを備えている。
【００１２】
ダイ２０は薄膜処理技術によって形成されたガラス、シリコン、二酸化シリコンなどからなる積層構造体である。ダイ２０の図示しない各層によって支持部２３、ダイヤフラム２２および錘２１が構成されている。
【００１３】
支持部２３は図２に示す平面視において外側の輪郭が矩形であって内側の輪郭が円形である環状の部分である。支持部２３の端面の一方は環状の接合面２３ａを構成し、パッケージ１０の本体１１の内側の底面に相当する実装面１０ａに両面テープ３１，３２によって固定されている。
【００１４】
ダイヤフラム２２は円形の薄膜を構成している部分である。ダイヤフラム２２は外周全体が支持部２３の実装面１０ａから遠い方の端部に結合している。ダイヤフラム２２の中央部には錘２１が結合している。ダイヤフラム２２にはダイヤフラム２２の歪みを検出するための歪み検出手段として例えば図示しないピエゾ抵抗素子が設けられている。
【００１５】
錘２１は直径の異なる２つの円柱が積み重なった形態を有する。錘２１のダイヤフラム２２から遠い方の端面である底面２１ａは支持部２３の接合面２３ａの内側に位置する。すなわちダイ２０を接合面２３ａ側から観察すると接合面２３ａの内側に錘２１の底面２１ａが露出している。錘２１の底面２１ａは接合面２３ａを拡張した平面に含まれる。両面テープ３１，３２の厚さの分だけ錘２１の底面２１ａはパッケージ１０の実装面１０ａから離れている。すなわちパッケージ１０の実装面１０ａと錘２１の底面２１ａとの間には錘２１がダイヤフラム２２とともに支持部２３およびパッケージ１０に対して可動部として運動するための空隙が両面テープ３１，３２によって形成されている。また錘２１と支持部２３との間には錘２１がダイヤフラム２２との境界近傍を中心に回転したりダイヤフラム２２と平行に移動するための空隙が形成されている。図２において錘２１の可動範囲はハッチングＭによって示されている。
【００１６】
パッケージ１０の実装面１０ａとダイ２０の接合面２３ａとに貼付されている両面テープ３１、３２は帯状の基材の表裏の両面に粘着剤が固定された両面接着テープである。両面テープ３１、３２の厚さは、錘２１とパッケージ１０の実装面との間に必要な空隙の高さに応じて設定すれば良く、例えば５０μｍとする。両面テープ３１，３２の幅は支持部２３の接合面２３ａの広さやパッケージ１０の実装面１０ａの広さに応じて設定すれば良く、例えば１０００μｍとする。
【００１７】
２片の両面テープ３１、３２は図２に示す平面視において合同な長方形であって、それぞれの長辺３１ａ、３２ａはダイ２０の接合面２３ａの外側の二辺２０ａ、２０ｂよりも長い。両面テープ３１、３２はそれぞれの内側の長辺３１ａ、３２ａが互いに平行である。これらの長辺３１ａ、３２ａの間の距離Ｄは、ダイ２０の接合面２３ａの外側の二辺２０ａ、２０ｂの間の距離Ｗよりも短くなり、両面テープ３１，３２が錘２１の可動範囲Ｍよりも外側に位置する範囲（すなわち錘２１の可動距離よりも長く）に設定されている。両面テープ３１、３２のそれぞれの短辺３１ｂ、３２ｂは長辺３１ａ、３２ａに対して垂直な１つの直線上に位置する。すなわち両面テープ３１，３２の両端は長辺３１ａ、３２ａに対して垂直な方向において整列している。
【００１８】
このようにしてパッケージ１０の実装面１０ａに貼付された両面テープ３１、３２に対してダイ２０は次のように貼付されている。両面テープ３１，３２の長辺に対してダイ２０の接合面２３ａの外側の二辺２０ａ、２０ｂは平行になっている。錘２１の可動範囲Ｍは両面テープ３１、３２の内側に位置する。すなわち両面テープ３１，３２が可動部である錘２１に接触しない位置において両面テープ３１，３２にダイ２０が貼付されている。また両面テープ３１と両面テープ３２の間においてダイ２０は両面テープに貼付されておらずパッケージ１０に固定されていない。したがって両面テープ３１，３２とダイ２０の熱膨張係数に差があったとしても、両面テープ３１と両面テープ３２の間においてはダイ２０に熱膨張係数の差による熱応力が作用しない。また両面テープ３１，３２の対向する二辺の間においてはダイ２０と実装面１０ａとの隙間が通気口となるため、錘２１に対するエアダンピング効果を低減できる。そして両面テープ３１、３２のそれぞれの両端はダイ２０から外側にはみ出している。すなわち両面テープ３１，３２の内側の長辺３１ａ、３２ａの４つの端部がいずれも図２に示す平面視においてダイ２０の外側に露出する位置において両面テープ３１，３２にダイ２０が貼付されている。
【００１９】
次に、上述したようにパッケージ１０にダイ２０を固定する方法を説明する。
まず図３に示すように、カバー１２が無い状態において両面テープ３１，３２をそれぞれパッケージ１０の本体１１の実装面１０ａに貼付するとともにダイ２０の接合面２３ａの外側の二辺２０ａ、２０ｂよりも長い長さに切断する。このとき両面テープ３１，３２は、それぞれの内側の長辺３１ａ、３２ａが互いに平行になり、両面テープ３１，３２の両端が長辺３１ａ、３２ａに対して垂直な方向において整列するように貼付される。また両面テープ３１，３２の長辺３１ａ、３２ａの間の距離Ｄは、ダイ２０の接合面２３ａの外側の二辺２０ａ、２０ｂの間の距離Ｗよりも短くなり、両面テープ３１，３２が錘２１の可動範囲Ｍよりも外側に位置する範囲に設定される。
【００２０】
次に図４に示すように両面テープ３１，３２に対してダイ２０を位置合わせする。具体的には、図４Ｂに示すように両面テープ３１，３２のそれぞれの両端部がダイ２０からはみ出す状態を維持しながら、ダイ２０の辺２０ａと両面テープ３１の内側の辺３１ａとの距離ｄ１と、ダイ２０の辺２０ｂと両面テープ３２の内側の辺３２ａとの距離ｄ２とが等しくなり、ダイ２０の辺２０ａ、２０ｂと両面テープ３１、３２の内側の辺３１ａ、３２ａとが平行になるように両面テープ３１，３２に対してダイ２０を位置合わせすればよい。このとき図４Ｂに示すように両面テープ３１，３２はそれぞれの両端部がダイ２０の外側に露出する長さに切断されているため、両面テープ３１，３２の内側の辺３１ａ、３２ａとダイ２０の二辺２０ａ、２０ｂとを実装面１０ａに対して垂直な方向から同時に観察することができる。したがってダイ２０の辺２０ａと両面テープ３１の内側の辺３１ａとの距離ｄ１と、ダイ２０の辺２０ｂと両面テープ３２の内側の辺３２ａとの距離ｄ２とを確認しながらダイ２０を両面テープ３１，３２に対して位置合わせすることができる。尚、両面テープ３１，３２の短辺３１ｂ、３２ｂからダイ２０までの距離は両面テープ３１，３２の４つの端部がダイ２０より外側に位置している範囲にあればよい。
【００２１】
次に両面テープ３１，３２に対してダイ２０を位置合わせした状態でダイ２０を両面テープ３１，３２に接触させてダイ２０を両面テープ３１，３２に貼付する。このとき、両面テープ３１，３２には流動性がないため、両面テープ３１，３２が変形して錘２１に接触することはない。その後、ワイヤボンディング等によりダイ２０とパッケージ１０とを電気的に接続し、パッケージ１０の本体１１にカバー１２を接合すると、図１に示す加速度センサ１が完成する。
【００２２】
両面テープ３１，３２に対するダイ２０の位置合わせには、ダイ２０の辺２０ａ、２０ｂと錘２１の可動範囲Ｍの外周との間隔が狭いほど高い精度が要求される。上述したようにパッケージ１０の実装面１０ａに両面テープ３１，３２を配置すると、ダイ２０の可動部である梁２１に最も近い両面テープ３１，３２の内側の辺３１ａ、３２ａを観察しながらダイ２０を両面テープ３１，３２に対して位置合わせできる。このため本実施形態によると、両面テープ３１，３２の内縁がダイ２０の可動部である錘２１に貼り付かないように両面テープ３１，３２に対してダイ２０を高い精度で位置あわせすることが容易になるとともに、両面テープ３１，３２の内縁にダイ２０の可動部が貼り付いていないことを検査することも容易になる。尚、両面テープ３１，３２の内側の辺３１ａ、３２ａとダイ２０の辺２０ａ、２０ｂとの観察は目視観察であってもよいし、カメラとモニターを用いた写真画像を用いた観察であってもよい。
【００２３】
２．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、両面テープの形態は両面テープの対向する内側の二辺がダイの二辺よりも長く互いに平行であればよい。具体的には例えば、図５Ａに示すように両面テープ３３はＵ字形に配置してもよい。この場合であっても、両面テープ３３の対向する内側の二辺３３ｂ、３３ｄとダイ２０の対向する二辺２０ａ、２０ｂとを同時に確認しながら両面テープ３３にダイ２０を貼付することができる。また例えば、図５Ｂに示すように両面テープ３４は矩形に配置してもよい。これらの場合であっても、両面テープ３３の対向する内側の二辺３４ｂ、３４ｄとダイ２０の対向する二辺２０ａ、２０ｂとを同時に確認しながら両面テープ３４にダイ２０を貼付することができる。このように矩形でない両面テープ３３、３４は矩形に切断した３つ以上の両面テープを組み合わせて形成しても良いし、一体の幅広の両面テープを切断して形成してもよい。尚、これらの場合であっても、ダイ２０と両面テープ３３，３４との接合領域はダイ２０の２つの辺の近傍に限定する。すなわち両面テープ３３，３４の対向する内側の２辺の間においてはダイ２０を浮かせる。これによりダイ２０と両面テープ３３，３４との熱膨張係数の差による熱応力を緩和できる。
【００２４】
また例えば、図５Ｃに示すように両面テープ３１，３２の内側の二辺３１ａ、３２ａと位置合わせするためのマーク２０ｍをダイ２０の表面に形成してもよい。例えばダイ２０の対辺のそれぞれに位置する２つのマーク２０ｍを結ぶ直線が錘２１の可動範囲Ｍに接するように４つのマーク２０ｍを配置すればよい。この場合、４つのマーク２０ｍの外側に両面テープ３１，３２の内側の２辺３１ａ、３２ａが位置するように両面テープ３１，３２に対してダイ２０を位置決めすればよく、位置合わせされる２つの対象物の距離が近くなるために、両面テープ３１，３２に対するダイ２０の位置合わせがさらに容易になる。
【００２５】
また本発明は加速度センサに限らず角速度センサ、振動センサなど可動部がダイの接合面の内側に露出する形態を有する様々なＭＥＭＳに適用できる。また可動部はダイヤフラムや梁に接合された錘に限らず、回転体であってもよいし、梁やダイヤフラムのような可撓性を有する要素そのものであってもよい。またダイ２０が固定される実装面は箱形のパッケージの内側の底面に限らず、プリント配線基板の表面であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態にかかる断面図。
【図２】本発明の実施形態にかかる平面図。
【図３】図３Ａは本発明の実施形態にかかる断面図。図３Ｂは本発明の実施形態にかかる平面図。
【図４】図４Ａは本発明の実施形態にかかる断面図。図４Ｂは本発明の実施形態にかかる平面図。
【図５】図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは本発明の実施形態にかかる平面図。
【符号の説明】
【００２７】
１：加速度センサ、１０：パッケージ、１０ａ：実装面：本体、１２：カバー、２０：ダイ、２０ａ：辺、２０ｂ：辺、２０ｍ：マーク、２１：錘、２１ａ：底面、２２：ダイヤフラム、２３：支持部、２３ａ：接合面、３１：両面テープ、３２：両面テープ、３３：両面テープ、３４：両面テープ、Ｍ：可動範囲
【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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