(57)【要約】本発明の目的はセンサチップの破損を抑止しつつ、センサチップの固定を図ることである。その結果、歩留まりを向上した半導体装置を提供することを目的とするセンサチップと，前記センサチップの内周部を覆った第一の樹脂と，前記センサチップの外周部を覆った第二の樹脂とを備えた半導体装置であり、前記センサチップはセンシング部を有し，前記センシング部は前記センサチップの内周部にあり，前記第一の樹脂は前記センシング部に対応する前記センサチップの第一表面を覆い，前記第二の樹脂は前記センシング部に対応しない前記センサチップの第二表面を覆ったことを特徴とする半導体装置である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサチップと，前記センサチップの内周部を覆った第一の樹脂と，前記センサチップの外周部を覆った第二の樹脂とを備えた半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において，前記センサチップはセンシング部を有し，前記センシング部は前記センサチップの内周部にあり，前記第一の樹脂は前記センシング部に対応する前記センサチップの第一表面を覆い，前記第二の樹脂は前記センシング部に対応しない前記センサチップの第二表面を覆ったことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置において，前記第一の樹脂と，前記第二の樹脂は，同一の材質であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置において，前記第一の樹脂と，前記第二の樹脂は，互いに異なる材質であることを特徴とする半導体。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置において，前記第一の樹脂は，前記第二の樹脂と比較して，ヤング率が小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項４記載の半導体装置において，前記第一の樹脂は，光を透過することを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至６記載の半導体装置の何れかにおいて，前記第一の樹脂は，第一の工程で成形され，前記第二の樹脂は，第二の工程で成形されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至６記載の半導体装置の何れかにおいて，前記第二の樹脂は，第一の工程で成形され，前記第一の樹脂は，第二の工程で成形されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項６または８記載の半導体装置において，前記各工程において，前記第一の樹脂の成形圧力を，前記第二の樹脂の成形圧力よりも小さくしたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９記載の半導体装置の何れかにおいて，前記センサチップに空隙を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の半導体装置において，前記空隙は気密である特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１記載の半導体装置の何れかにおいて，前記センサチップの材質は半導体もしくはガラスであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１１記載の半導体装置の何れかにおいて，前記センサチップにはワイヤボンディング用のパッドを有し，ワイヤボンディングされていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の半導体装置において，前記パッド及びワイヤボンディングは，前記第二の樹脂で覆われていることを特徴とする半導体センサ装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の半導体装置において，前記パッド及びワイヤボンディングは，前記第一の樹脂で覆われていることを特徴とする半導体センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に関し，特に，自動車，鉄道等の車両，飛行機，ロボット，建設機械，農業機械,携帯電話，スマートフォン，タブレット，デジタルカメラ，ビデオカメラ等の運動体の運動状態を測定する加速度・角速度センサなどの慣性センサや，フィルタ，クロック発生用の振動子等，構造体が気密に封止された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ））素子の他，デジタルカメラ，ビデオカメラ，携帯電話，スマートフォン，タブレット等の撮影機能や，自動車の自動ブレーキ制御用の環境認識等に使用される，ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）撮像素子等の受光素子，ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や半導体レーザ等の発光素子等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年，デジタルカメラの手ブレ防止，自動車やロボット等の姿勢制御などを目的にして，ＭＥＭＳ技術を用いた振動子を有するセンサが幅広く用いられるようになってきている。【０００３】
一般的に，この種の振動子はシリコン等の半導体基板やガラス基板等をエッチング等のＭＥＭＳ技術を用いて加工することにより形成され，一定の雰囲気，圧力環境下で別の基板を張り合わせることにより，空隙を形成し，空隙は気密封止されている。例えば，特許文献１には気密封止した角速度センサチップと加速度センサチップが記載されている。【０００４】
また，デジタルカメラやスマートフォン等に用いられている受光素子としては，例えば，特許文献２記載のように，凹部を有するセラミックのパッケージとカバー部材とを用いて，ウエハから個片化された撮像素子のチップを内部に封止する構成が知られている。【０００５】
これらの素子のパッケージ構造として，樹脂パッケージが着目されている。樹脂パッケージは，従来のセラミクスパッケージよりも，量産性が高く，製造コストを低減する上で有効なパッケージ形態である。例えば，特許文献３には樹脂パッケージを用いた加速度センサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５２９８０４７号
【特許文献２】特開２０１２−４９４００
【特許文献３】特開平１０−１４８６４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで，上述した従来技術において，チップにおける振動体は，センサチップ内に形成した空隙部(以下，キャビティ)に気密封止されている。また，キャビティ内は，大気圧又は真空となっている。このようなセンサチップを樹脂パッケージする場合において，例えばトランスファモールド工程を適用すると，樹脂を５〜２０ＭＰａ程度の高圧で金型中に充填する際，センサチップに対しても高圧が印加され，センサチップの内外圧力差が大きい為に，センサチップのキャビティが変形し，キャビティに対してキャビティを構成する材料が持つ破壊応力以上の応力が印加された場合，キャビティが破壊し，キャビティ内の気密性が失われる，また，キャビティが振動体の方向に陥没し，振動体に接触する場合，振動体やキャビティ自体を破壊する場合がある。【０００８】
応力σと圧力Ｐの関係は数１によって表される。この時の最大応力はキャビティ長辺側の端部に印加され，その箇所で耐圧破壊する。【０００９】
【数１】
2017002528.tif 000003
【００１０】
更に，前記キャビティの圧力Ｐによるキャビティの変位Ｗは数２によって表され，最大変位はキャビティ中心部で発生する。このとき，前述のように耐圧破壊しない圧力下であっても，無負荷時における前記振動体と前記キャビティ間ギャップｇを変位Ｗが上回ると，キャビティが振動体と接触するため，振動体やキャビティ自体を破壊する場合がある。【００１１】
【数２】
2017002528.tif 000004
【００１２】
キャビティ上部において，耐圧向上や変位低減をするには，キャビティ上部の基板を厚くすれば良いのは明らかである。しかしながら，振動体とセンサチップ外部との間で，電気信号を入出力する場合，キャビティを形成している基板の垂直方向に貫通配線を形成し，キャビティ上部にワイヤボンディング用のパッドを設けワイヤボンディングによりセンサチップ外部と電気的に接続する場合がある。その際，貫通配線は，基板の垂直方向にエッチングを行い，エッチングした側壁に対して絶縁体により素子分離をした上で，残りのエッチング部に対して多結晶シリコンや金属等の部材を埋め込むことで形成される。このとき，キャビティ上部の耐圧向上の対策として，キャビティ上部の基板を厚くした場合，貫通配線の電気特性が悪化するために，センサの性能が悪化する。例えば，数３に示している貫通配線の抵抗Ｒｖが増加するため，数４に示している熱雑音Ｖｎが増加する。これらの問題を考慮すると，キャビティ上部の基板を厚くするのは容易ではない。【００１３】
【数３】
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【００１４】
【数４】
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【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するためには，前記キャビティ上部に圧力をかけずに樹脂パッケージすることが有効である。それにより，数１及び数２で示しているキャビティ上部や振動体の破壊を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記の目的を達成するため，本願において開示される発明のうち，代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。【００１７】
請求項１記載の発明では，センサチップと，前記センサチップの内周部を覆った第一の樹脂と，前記センサチップの外周部を覆った第二の樹脂とを備えた半導体装置であることを特徴としている。本発明では，センサチップの外周部と内周部の樹脂を分けることで，外周部は，従来通りトランスファモールドを採用することで，強固に固定することができる。一方，外周部が強固に固定できない場合は，センサチップの実装状態が温度変化や経時変化により変化し，傾きが発生する可能性がある。例えば，加速度センサチップが検出軸方向に傾きφradが発生した場合，感度Ｓは数５で示すようにＳ´に変化し，ゼロ点Ｚは数６で示すようにＺ´に変化する問題がある。【００１８】
【数５】
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【００１９】
【数６】
2017002528.tif 000008
【００２０】
請求項２記載の発明では，センサチップはセンシング部を有し，前記第一の樹脂は，前記内周部である，前記センシング部に対応する前記センサチップの第一表面を覆い，前記第二の樹脂は，前記外周部である，前記センシング部に対応しない前記センサチップの第二表面を覆ったことを特徴としている。【００２１】
前記センシング部に空隙を有している場合，前記センシング部を外周部と同じく強固にモールドすると，センシング部に変形や破壊が発生する問題がある。本発明では，センシング部は，外周部とは別にモールドすることにより，例えばポッティング等の方式で柔らかくモールドすることが出来，センシング部の変形の抑制や破壊を防止することが出来る。【００２２】
更に，前述の変形や破壊に対して許容できる耐圧力範囲内において，前記キャビティ上部の厚さｈは薄くすることもできるようになるため，キャビティ基板自体が薄くなり，前記貫通配線の長さｔも短くすることができる。それにより，数３に示している貫通配線の抵抗Ｒｖが低くなることで，数４に示す熱雑音Ｖｎが低くなり，センサの性能を向上することができる。【００２３】
請求項３記載の発明では，第一の樹脂と第二の樹脂が同一の材質であることを特徴としている。本構造により，第一の樹脂と第二の樹脂が同一であるために，線膨張係数やヤング率等の物性値が同一になるため，第一の樹脂と第二の樹脂間で発生する歪や変形を抑えることができる。【００２４】
請求項４記載の発明では，第一の樹脂と第二の樹脂が互いに異なる材質であることを特徴とし，更に，請求項５記載の発明では，第一の樹脂のヤング率が小さいことを特徴としている。本構造により，第一の樹脂で生じる変形を抑えることができ，前記センシング部の変形の抑制や破壊を防止することが出来る。【００２５】
また，請求項６記載の発明では，第一の樹脂は光を透過することを特徴としている。本構造により，光が樹脂を透過するため，受光素子や発光素子のパッケージングに適用できる。また，センシング部まで光が透過するため，封止後にセンシング部の形状検査が光学的に可能になる。更に，センシング部表面にセンサチップの個別番号を刻印しておくことで，センサチップの個別確認も光学的に可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施例における加速度センサチップ１１の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ’平面図である。
【図５】図２のＤ−Ｄ’平面図である。
【図６】本発明の第１の実施例におけるチップパッケージ２０の平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ’断面図である。
【図８】本発明の第２の実施例におけるチップパッケージ２１の平面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ’断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施例における角速度センサチップ１１ａの平面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ’断面図である。
【図１２】図１０のＢ−Ｂ’断面図である。
【図１３】図１１のＣ−Ｃ’平面図である。
【図１４】図１１のＤ−Ｄ’平面図である。
【図１５】本発明の第４の実施例におけるチップパッケージ２０ａの断面図である。
【図１６】本発明の第４の実施例におけるチップパッケージ２１ａの断面図である。
【図１７】本発明の第５の実施例におけるチップパッケージ２０ｂの断面図である。
【図１８】本発明の第５の実施例におけるチップパッケージ２１ｂの断面図である。
【図１９】本発明の第６の実施例のセンサチップ１１ｂにおけるデバイス基板４の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは，複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが，特に明示した場合を除き，それらはお互いに無関係なものではなく，一方は他方の一部または全部の変形例，詳細，補足説明等の関係にある。
【００２８】
また，以下の実施の形態において，要素の数等（個数，数値，量，範囲等を含む）に言及する場合，特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き，その特定の数に限定されるものではなく，特定の数以上でも以下でもよい。
【００２９】
さらに，以下の実施の形態において，その構成要素（要素ステップ等も含む）は，特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き，必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００３０】
同様に，以下の実施の形態において，構成要素等の形状，位置関係等に言及するときは，特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き，実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは，上記数値および範囲についても同様である。
【００３１】
また，実施の形態を説明するための全図において，同一の部材には原則として同一の符号を付し，その繰り返しの説明は省略する。なお，図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００３２】
（実施の形態１）
本発明の構造第１の実施例として，ＭＥＭＳ型加速度センサを用いて発明を説明する。
【００３３】
図１は静電容量検出型の加速度センサチップ１１の上面図であり，図２は図１のＡ−Ａ’の断面図，図３は図１のＢ−Ｂ’の断面図を示している。また，図４は図２のＣ−Ｃ’の平面図，図５は図２のＤ−Ｄ’の平面図を示している。そして，図６は前記加速度センサチップ１１のチップパッケージ１９における平面図，図７は図６のＡ−Ａ’断面図を示している。
【００３４】
加速度センサチップ１１は，キャビティ基板１と振動体を形成したデバイス基板４と，振動体を支持する支持基板５とで構成される。
【００３５】
まず，振動体の形成において，単結晶シリコンからなるデバイス基板４と単結晶シリコンもしくはガラスからなる支持基板５とを絶縁膜６を介して張り合わせる。この際,支持基板５には予めキャビティ５ａを形成しておいても良いし，なくても良い。次に，これらの張り合わせた基板をフォトリソグラフィとＤＲＩＥ(Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ)を用いて,デバイス基板４と絶縁膜６を加工することで振動体を形成する。
【００３６】
デバイス基板４に形成した振動体において，図４に示すように，振動体である錘４ａには，錘４ａの振動方向とは直交する方向に支持梁４ｂが接続される。これらの支持梁４ｂの他方の端部は，それぞれ振動方向と直交した方向にあるアンカー４ｃと接続される。このとき，アンカー４ｃは絶縁膜６を介して支持基板５に固定されているため，錘４ａはＹ軸方向に振動可能になる。また，アンカー４ｃの一部は，アンカー４ｄのように後述する貫通配線７と電気的に接続可能となっており，錘４ａ側と外部回路間との電気的接続に使用される。
【００３７】
デバイス基板４に形成された櫛歯状の検出電極４eは，錘４aの外側に形成される。櫛歯状の検出電極４eに対向して，櫛歯状の固定電極４ｆがデバイス基板４と絶縁膜６上に形成され，支持基板５に対して固定される。そして，数７で示すように，検出電極４eと固定電極４ｆ間の距離ｄと対向面積Ａと誘電率ε,電極4ｅ，4ｆ間の対向数ｎとで静電容量Ｃを形成する。そして，振動体にｙ軸方向に加速度が印加されると，可動体である錘４ａはｙ軸方向に変位し，この時の電極間の変位量Δyが静電容量変化ΔＣとなる。
【００３８】
【数７】
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【００３９】
次に，キャビティ基板1においては，単結晶シリコンからなり，フォトリソグラフィとＤＲＩＥを用いることでキャビティと貫通配線７のための複数の貫通孔を形成する。そして，貫通配線７は，貫通孔の側壁を絶縁膜８で覆った上で，内側を低抵抗シリコンもしくは金属材料により埋め込んで形成する。そして，キャビティ１ａと反対の面に，図５に示すように，平面配線９を形成する。平面配線９は，キャビティの外周よりも外側に配置したパッド９ａと貫通配線７とをそれぞれ電気的に接続し，更に傷や水分による腐食に対する保護のため，パッド開口部１０ａを除いて，絶縁膜１０で覆われる。
【００４０】
以上で構成されるキャビティ基板１はデバイス基板４と張り合わせることで加速度センサチップ１１になる。この時，デバイス基板上に形成した検出電極４ｅ，固定電極４ｆは貫通配線を介して，キャビティ基板上面のパッド９ａに電気的に接続される。なお,張り合わせの際は，大気圧もしくは真空にて気密封止することで，ダンピングの効果を得ている。
【００４１】
前述の通り作成された加速度センサチップ１１は，図６，図７に示すようにチップパッケージに組み立てられる。加速度センサチップ１１は，回路基板１２上に接着材１３を介して実装され，ワイヤボンディング１４により，回路基板１３と電気的に接続される。そして，回路基板１２はリードフレーム上１５に接着材１６を介して実装し，回路基板１２とリードフレーム１５はワイヤボンディング１７により電気的に接続される。
【００４２】
次に，樹脂封止によりチップパッケージ２０となる。樹脂封止においては，先ず，図１に示した前記キャビティ部１ｂ外周の領域２を除いて，第二の樹脂１９にてトランスファモールドにより封止する。次に，前記領域２を第一樹脂１８にてポッティング等により低圧で封止する。本構造により，モールド圧力によるキャビティ上部の変形抑制や破壊防止をすることができる。
【００４３】
（実施の形態２）
本発明の構造第２の実施例として，チップパッケージの変形例について述べる。
【００４４】
図６，図７に示すチップパッケージ２０の変形例として，チップパッケージ２１について，図８，図９を参照しつつ説明する。なお，図６，図７と同一の構成要素については，その詳細な説明を省略し，以下，異なる点を中心に説明することとする。
【００４５】
チップパッケージ２１において，回路基板１２は基板２２上のパッド２３にワイヤボンディング１７により電気的に接続される。このとき，基板２２の材質はセラミクスやシリコン，アルミナの他，エポキシ，ガラスエポキシ等のプラスチック等が挙げられる。そして，パッド２３は基板２２に形成された配線２４を介して，パッド２３とは反対の面に形成されたパッド２５に接続される。
【００４６】
次に，樹脂封止において，第二の樹脂１９は，基板２２のパッド２３側の面において，領域２を除いて封止する。次に，前記領域２を第一樹脂１８にてポッティング等により低圧で封止する。本構造により，モールド圧力によるキャビティ上部の変形抑制や破壊防止をすることができる。
【００４７】
なお，チップパッケージ２１をプリント基板等に実装して電気的に接続するために，パッド２５には半田ボール２６を接続しても良い。
【００４８】
（実施の形態３）
以下，本発明の構造第３の実施例としてＭＥＭＳ型角速度センサについて述べる。
図１０は静電容量検出型の角速度センサチップ１１ａの上面図であり，図１１は図１０のＡ−Ａ’の断面図，図１２は図１０のＢ−Ｂ’の断面図を示している。また，図１３は図１１のＣ−Ｃ’の平面図，図１４は図１１のＤ−Ｄ’の平面図を示している。本構造は，図１乃至図９に示した構造と同様の手法で作成できるが，デバイス基板４で作成する振動体の構造が異なる。以下，図１０乃至図１４を説明するに当たり，図１乃至図９と同一の構成要素については，その詳細な説明を省略し，異なる点を中心に説明することとする。
【００４９】
角速度センサチップ１１ａの構造において，後述する振動体を形成したデバイス基板４は，キャビティ基板１と支持基板５とで張り合わせることで，中空構造とし，且つ真空もしくは大気にて気密に封止された構成であることを特徴としている。そして，角速度センサチップ１１ａは，角速度センサ用の回路基板１２aに接続され，図６，図７もしくは図８，図９と同様に，チップパッケージ２０もしくはチップパッケージ２１の形態に組み立てられる。
【００５０】
角速度センサチップ１１ａにおいて，左側の振動子４ｑ１と右側の振動子４ｑ２は，互いに対称形状でかつ対称となる位置に配置されており，リンク梁４ｐを介して接続されている。そして，デバイス基板４のみで形成される部分については，両方ともアンカー４ｃと絶縁膜６を介して，支持基板５に対して可動であり，振動子４ｑ１と４ｑ２の固有振動数は等しく設計される。
【００５１】
デバイス基板４においては，第１の振動体である錘４ｈが形成され，振動体の駆動方向とは直交する方向に支持梁４ｉが接続される。これらの支持梁４ｉの他方の端部はそれぞれ駆動方向と直交した方向にあるアンカー４ｃと接続される。この第１の振動体である錘４ｈは支持梁４ｉによりＸ軸方向に振動可能となっている。また，アンカー４ｃの一部は，アンカー４ｄのように前述の貫通配線７と電気的に接続可能となっており，振動体側と外部回路間との電気的接続に使用される。
【００５２】
デバイス基板４に形成された櫛歯状の駆動電極４ｌは，第１の振動体である錘４ｈの外側に形成される。櫛歯状の駆動電極４ｌに対向して，櫛歯状の駆動電極４ｍがデバイス基板４と絶縁膜６上に形成され，支持基板５に対して固定される。
【００５３】
駆動電極４ｍは，キャビティ基板上の貫通配線８と平面配線９を介してパッド９ａに電気的に接続された上で，外部の発振回路と接続されており，駆動電極４ｍに所定の周波数信号が印加されると，電極４ｌ，４ｍ間で静電力を発生し，第１の振動体である錘４ｈはＸ軸方向に振動する。
【００５４】
デバイス基板４上において，第２の振動体である錘４ｊは，第１の振動体である錘４ｈの内側に形成され，錘４ｊの上下には錘４ｈの振動方向と同方向に伸びる検出用の梁４ｋを設け，梁４ｋの他方の端部は第１の振動体である錘４ｈに連結される。この第２の振動体である錘４ｊは，支持基板５からみて可動であり，検出用の梁４ｋにより第１の振動体である錘４ｈと連動して振動するほか，Ｘ軸とは直交したＹ軸方向に振動が可能となっている。
【００５５】
第２の振動体である錘４ｊのＹ軸方向の変位を検出する手段として，錘４ｊに隣接して櫛歯状の検出電極４ｎをデバイス基板４上に設ける。検出電極４ｎと対向した位置に櫛歯状の検出４ｏを設ける。検出電極4ｏは，デバイス基板４と絶縁膜６上に形成され，支持基板５に固定されている。そして，検出電極４oは，キャビティ基板上の貫通配線８と平面配線９を介してパッド９ａに電気的に接続された上で，外部の信号処理回路と接続されている。
【００５６】
第２の振動体である錘４ｊがＹ軸方向に変位した場合，電極４ｎ，４o間の静電容量が変化し，電極４oはこの静電容量に応じた信号を出力する。
【００５７】
ここで，第１の振動体である錘４ｈ，第２の振動体である錘４ｊの質量と，支持梁４i，の形状を適宜設定することによって，錘４ｈと錘４ｊは，固有振動数ｆｘでＸ軸方向に振動する。
【００５８】
また，第２の振動体である錘４ｊの質量と，検出用の梁４ｋの形状を適宜設定することによって，錘４ｊは固有振動数ｆｙでＹ軸方向にも振動する。
【００５９】
本発明の実施形態による角速度センサにおいては，次のような動作をする。
【００６０】
まず，左側の振動子４ｑ１と右側の振動子４ｑ２は，それぞれ逆相で振動するように，図１３の駆動電極４ｍに周波数ｆの交流電圧を印加し，電極４ｍ，４ｌ間に静電気力を発生させ，Ｘ軸方向に，第１の振動体である錘４ｈを振動させる。このとき，第２の振動体である錘４ｊは，Ｘ軸方向に錘４ｈと連動して振動する。このとき，錘４ｈのＸ軸方向の変位ｘとその速度ｖの関係は数８によって表わされる。
【００６１】
【数８】
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【００６２】
このような，錘４ｈと錘４ｊがＸ軸方向に振動した状態で，角速度センサに図１３の紙面に直交するＺ軸周りに角速度Ωが加わると，Ｙ軸方向にコリオリ力Ｆｃ（数９）が発生する。そして，錘４ｊはＹ軸方向にコリオリ力Ｆｃで変位する。
【００６３】
【数９】
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【００６４】
第２の振動体である錘４ｊは，数９で示すコリオリ力ＦｃによってＹ軸方向に振動し，検出電極４ｎ，４o間の静電容量が変化する。この静電容量変化を検出することで，Ｚ軸周りの角速度Ωを検出することができる。
【００６５】
なお，第２の振動体である錘４ｊの変位量の測定方法としては，検出電極４ｎ，４ｏ間の静電容量変化，すなわち，錘４ｊのＹ軸方向の変位量が０になるように，電極４ｎ，４ｏ間に印加する電圧をサーボ制御し，その印加電圧より，コリオリ力Ｆｃを求めても良い。
【００６６】
また，互いに対称となるように配置された左側の振動子４ｑ１，右側の振動子４ｑ２を備えるのは，振動子４ｑ１と振動子４ｑ２が互いに逆相に駆動振動させることによって，外部からの加速度をキャンセルしつつ，角速度の検出信号を２個の振動子からの足し合わせとして感度良く検出することと，振動子の振動が外部に漏れにくくすることが可能であるという利点がある。
【００６７】
（実施の形態４）
本発明の構造第４の実施例として複合センサについて述べる。複合センサは，例えば前記加速度センサと前記角速度センサ等の複数のセンサが，一つのパッケージに纏められたものであり，本形態においては，リードフレーム１５もしくは，基板２２は一つであることを特徴とする。
【００６８】
以下，図１５，図１６を説明するに当たり，図６乃至図９と同一の構成要素については，その詳細な説明を省略し，異なる点を中心に説明することとする。
【００６９】
チップパッケージの形態は以下の通りである。図７の変形例としてチップパッケージ２０ａを図１５に，図９の変形例としてチップパッケージ２１ａを図１６に示す。
【００７０】
なお，前記複合センサの組み合わせは，一つの加速度センサと一つの角速度センサのみの限りではなく，同じ種類のセンサであっても，異なる種類のセンサであってもどちらでも良く，センサが二個以上で構成されていれば良い。
【００７１】
（実施の形態５）
本発明の構造第５の実施例として前記複合センサの変形例について述べる。本形態においては，複合センサ用の回路基板１２ｂは，複数のセンサの回路基板が一つの基板に作成されていることを特徴とする。
【００７２】
以下，図１７，図１８を説明するに当たり，図６，図７，図８，図９，図１５，図１６と同一の構成要素については，その詳細な説明を省略し，異なる点を中心に説明することとする。
【００７３】
チップパッケージの形態は以下の通りである。図７の変形例としてチップパッケージ２０ｂを図１７，図９の変形例としてチップパッケージ２１ｂを図１８に示す。
【００７４】
なお，前記複合センサにおけるセンサチップの組み合わせは，一つの加速度センサチップ１１と一つの角速度センサチップ１１ａの限りではなく，同じ種類のセンサチップの組み合わせであっても，異なる種類のセンサチップの組み合わせであってもどちらでも良く，センサチップが二個以上で構成されていれば良い。
【００７５】
（実施の形態６）
本発明の構造第６の実施例として前記複合センサの変形例について述べる。本形態においては，複合センサのセンサチップ１１ｂは，一つの基板に作成されていることを特徴とする。
【００７６】
本構造は，図１乃至図１４に示した構造と同様の手法で作成できるが，デバイス基板４で作成する振動体の構造が異なる。以下，図１９を説明するに当たり，図１乃至図１４と同一の構成要素については，その詳細な説明を省略し，異なる点を中心に説明することとする。
【００７７】
例えば，センサチップ１１ｂの例として，Ｘ軸方向の加速度を検出する第一の加速度センシング部４０と，前記第一の加速度センシング部に対してＸＹ平面上で直交して配置され，Ｙ軸方向の加速度を検出する第二の加速度センシング部４１と，ＸＹ平面上に配置されＺ軸周りの角速度を検出する角速度センシング部５０の組み合わせを挙げ，図４及び図１３に示す前記デバイス基板４に形成される振動体構造の変形例を図１９に示す。
【００７８】
図１９において，前記第一の加速度センシング部４０のキャビティ４ｇ１と前記第二の加速度センシング部４１のキャビティ４ｇ２は，互いが繋がっていても，独立であっても良い。また，角速度センシング部のキャビティ４ｇ３は，前記キャビティ４ｇ１，４ｇ２のぞれぞれに対して，繋がっていても独立であっても良い。また，前述のように，前記センシング部４０，４１，５０それぞれにおいて，振動体側と外部の回路基板間１２ｂとの電気的接続に使用されるための電極として，それぞれアンカー４ｄ１，４ｄ２，４ｄ３がそれぞれ備わる。このときアンカー４ｄ１，４ｄ２，４ｄ３は前記貫通配線７を介して，キャビティ基板表面のパッド９ａに電気的に接続される。そして，パッド９ａはワイヤボンディング１４を介して回路基板１２ｂに電気的に接続される。
【００７９】
前述のセンサチップ１１ｂは，回路基板１２ｂにワイヤボンディング１４を介して接続され，図６，図７もしくは図８，図９と同様に，チップパッケージ２１もしくはチップパッケージ２２の形態に組み立てられる。
【００８０】
更に，本発明は，加速度センサ，角速度センサ以外にも，キャビティを有するＭＥＭＳ素子や撮像素子，発光素子等に適用してもよく，前記センサチップの内周部（センシング部）を覆った第一の樹脂と，前記センサチップの外周部を覆った第二の樹脂とを備えた構造とすることで，第一の樹脂でセンサチップを強固に固定するとともに，第二の樹脂でセンシング部を覆うことで，センシング部を保護することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  キャビティ基板
１ａ  キャビティ部
１ｂ  キャビティ上部
1ｂａ  キャビティ上部短辺
1ｂｂ  キャビティ上部長辺
２  領域（センサチップにおいて第一の樹脂に覆われる面）
３  接着材
４  デバイス基板
４ａ  錘
４ｂ  支持梁
４ｃ  アンカー
４ｄ  アンカー（貫通配線接続有）
４ｄ１  アンカー（貫通配線接続有，複合センサ・第一の加速度センシング部）
４ｄ２  アンカー（貫通配線接続有，複合センサ・第二の加速度センシング部）
４ｄ３  アンカー（貫通配線接続有，複合センサ・角速度センシング部）
４ｅ  検出電極
４ｆ  固定電極
４ｇ  空洞部
４ｇ１  空洞部（複合センサ・第一の加速度センシング部）
４ｇ２  空洞部（複合センサ・第二の加速度センシング部）
４ｇ３  空洞部（複合センサ・角速度センシング部）
４ｈ  錘（第１の振動体）
４ｉ  支持梁
４ｊ  錘（第２の振動体）
４ｋ  梁（検出用）
４ｌ  駆動電極（錘４ｈ側）
４ｍ  駆動電極（支持基板固定側）
４ｎ  検出電極（錘４ｊ側）
４ｏ  検出電極（支持基板固定側）
４ｐ  リンク梁
４ｑ１  振動子
４ｑ２  振動子
５  支持基板
５ａ  キャビティ部
６  絶縁膜
７  貫通配線
８  絶縁膜
９  平面配線
９ａ  パッド
９ｂ  貫通配線上部
１０  絶縁膜
１０ａ  パッド開口部
１１  加速度センサチップ
１１ａ  角速度センサチップ
１１ｂ  センサチップ（複合センサ）
１２  回路基板（加速度センサ用）
１２ａ  回路基板（角速度センサ用）
１２ｂ  回路基板（複合センサ用）
１３  接着材
１４  ワイヤボンディング
１５  リードフレーム
１６  接着材
１７  ワイヤボンディング
１８  第一の樹脂
１９  第二の樹脂
２０  チップパッケージ（リードフレーム型）
２０ａ  チップパッケージ変形例（リードフレーム型，複合センサ）
２０ｂ  チップパッケージ変形例（リードフレーム型，複合センサ）
２１  チップパッケージ（基板型）
２１ａ  チップパッケージ変形例（基板型，複合センサ）
２１ｂ  チップパッケージ変形例（基板型，複合センサ）
２２  基板
２３  パッド
２４  配線
２５  パッド
２６  半田ボール
４０  第一の加速度センシング部（複合センサ）
４１  第二の加速度センシング部（複合センサ）
５０  角速度センシング部（複合センサ）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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