(57)【要約】【課題】  水分等の進入に起因する不具合を抑制することが可能なセンサモジュールおよびセンサモジュールの製造方法を提供すること。【解決手段】  センサモジュールＡ１は、互いに反対側を向く搭載面１ａおよび実装面１ｂと当該搭載面１ａおよび実装面１ｂを繋ぐ側面１ｃを有する基材１Ａを具備する基板１と、基板１の搭載面１ａに搭載された気圧センサ３を含む１以上の電子素子と、気圧センサ３を覆い且つ基板に接合されたカバー６と、を備えたセンサモジュールＡ１であって、少なくとも前記電子素子を覆う撥水層８５を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに反対側を向く搭載面および実装面と当該搭載面および実装面を繋ぐ側面を有する基材を具備する基板と、
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、
前記センサを覆い且つ前記基板に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、
少なくとも前記電子素子を覆う撥水層を備えることを特徴とする、センサモジュール。
【請求項２】
前記撥水層は、前記基板のうち前記カバーに覆われた領域を覆っている、請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項３】
前記撥水層は、前記カバーの内面を覆っている、請求項２に記載のセンサモジュール。
【請求項４】
前記撥水層は、前記カバーの外面を覆っている、請求項３に記載のセンサモジュール。
【請求項５】
前記電子素子と前記基板とに接続されたボンディングワイヤをさらに備え、
前記撥水層は、前記ボンディングワイヤを覆っている、請求項４に記載のセンサモジュール。
【請求項６】
前記撥水層は、前記基板の前記側面を露出させている、請求項５に記載のセンサモジュール。
【請求項７】
前記撥水層は、前記基板の前記実装面を露出させている、請求項６に記載のセンサモジュール。
【請求項８】
前記撥水層は、前記実装面に形成された裏面パッドを露出させている、請求項７に記載のセンサモジュール。
【請求項９】
前記撥水層は、表層をなす第１層および当該第１層によって覆われた第２層を含む、請求項１ないし８のいずれかに記載のセンサモジュール。
【請求項１０】
前記第１層は、トリフルオロメチル基（ＣＦ3-）を含む、請求項９に記載のセンサモジュール。
【請求項１１】
前記第２層は、ＳｉＯを含む、請求項１０に記載のセンサモジュール。
【請求項１２】
前記カバーは、開口部を有する、請求項１ないし１１のいずれかに記載のセンサモジュール。
【請求項１３】
前記カバーは、平面視において前記開口部の端縁から当該開口部の少なくとも一部と重なるように延出する延出部を有する、請求項１２に記載のセンサモジュール。
【請求項１４】
前記延出部は、先端に向かうほど前記基板に近づくように傾いている、請求項１３に記載のセンサモジュール。
【請求項１５】
前記延出部の先端は、平面視において前記電子素子を回避した位置に設けられている、請求項１４に記載のセンサモジュール。
【請求項１６】
前記延出部の根元は、平面視において前記電子素子と重なる位置に設けられている、請求項１５に記載のセンサモジュール。
【請求項１７】
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１６のいずれかに記載のセンサモジュール。
【請求項１８】
前記気圧センサを制御するための電子部品を含む複数の前記電子素子を備える、請求項１７に記載のセンサモジュール。
【請求項１９】
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１７または１８に記載のセンサモジュール。
【請求項２０】
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１７ないし１９のいずれかに記載のセンサモジュール。
【請求項２１】
互いに反対側を向く搭載面および実装面を有し、前記搭載面に基板電極が設けられたシート状基板を用意する工程と、
前記シート状基板の搭載面に、センサを含む１以上の電子素子を搭載する工程
前記電子素子を覆うようにカバーを前記シート状基板に接合する工程と、
少なくとも前記電子素子を覆う撥水層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする、センサモジュールの製造方法。
【請求項２２】
前記撥水層を形成する工程の後に、前記シート状基板を切断する工程を備える、請求項２１に記載のセンサモジュールの製造方法。
【請求項２３】
前記撥水層を形成する工程においては、前記シート状基板の前記実装面には前記撥水層を形成しない、請求項２２に記載のセンサモジュールの製造方法。
【請求項２４】
前記撥水層を形成する工程においては、前記実装面以外のすべての表面に前記撥水層を形成する、請求項２３に記載のセンサモジュールの製造方法。
【請求項２５】
前記撥水層の形成においては、ＦＤＴＳガスを含むシランカップリングガスを用いて前記撥水層の表層をなす第１層を形成する、請求項２１ないし２４のいずれかに記載のセンサモジュールの製造方法。
【請求項２６】
前記撥水層の形成においては、前記第１層の形成に先立ち、ＢＴＣＳＥガスを含むアルキレンハロシラン系原料ガスを用いて第２層を形成する、請求項２５に記載のセンサモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサモジュールおよびセンサモジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。気温、気圧または湿度などを検出するセンサモジュールの場合、このカバーには、外気を取り入れるための開口部が設けられている。この開口部から水分等が浸入すると、電子機器の腐食や誤作動の要因となりうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−３９１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、水分等の進入に起因する不具合を抑制することが可能なセンサモジュールおよびセンサモジュールの製造方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面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と当該搭載面および実装面を繋ぐ側面を有する基材を具備する基板と、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、前記センサを覆い且つ前記基板に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、少なくとも前記電子素子を覆う撥水層を備えることを特徴としている。
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記撥水層は、前記基板のうち前記カバーに覆われた領域を覆っている。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記撥水層は、前記カバーの内面を覆っている。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記撥水層は、前記カバーの外面を覆っている。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電子素子と前記基板とに接続されたボンディングワイヤをさらに備え、前記撥水層は、前記ボンディングワイヤを覆っている。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記撥水層は、前記基板の前記側面を露出させている。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記撥水層は、前記基板の前記実装面を露出させている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記撥水層は、前記実装面に形成された裏面パッドを露出させている。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記撥水層は、表層をなす第１層および当該第１層によって覆われた第２層を含む。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１層は、トリフルオロメチル基（ＣＦ3-）を含む。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第２層は、ＳｉＯを含む。
【００１７】
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。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記カバーは、平面視において前記開口部の端縁から当該開口部の少なくとも一部と重なるように延出する延出部を有する。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記延出部は、先端に向かうほど前記基板に近づくように傾いている。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記延出部の先端は、平面視において前記電子素子を回避した位置に設けられている。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記延出部の根元は、平面視において前記電子素子と重なる位置に設けられている。
【００２２】
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。
【００２３】
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電子部品を含む複数の前記電子素子を備える。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
本発明の第２の側面によって提供されるセンサモジュールの製造方法は、互いに反対側を向く搭載面および実装面を有し、前記搭載面に基板電極が設けられたシート状基板を用意する工程と、前記シート状基板の搭載面に、センサを含む１以上の電子素子を搭載する工程前記電子素子を覆うようにカバーを前記シート状基板に接合する工程と、少なくとも前記電子素子を覆う撥水層を形成する工程と、を備えることを特徴としている。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記撥水層を形成する工程の後に、前記シート状基板を切断する工程を備える。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記撥水層を形成する工程においては、前記シート状基板の前記実装面には前記撥水層を形成しない。
【００２９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記撥水層を形成する工程においては、前記実装面以外のすべての表面に前記撥水層を形成する。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記撥水層の形成においては、ＦＤＴＳガスを含むシランカップリングガスを用いて前記撥水層の表層をなす第１層を形成する。
【００３１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記撥水層の形成においては、前記第１層の形成に先立ち、ＢＴＣＳＥガスを含むアルキレンハロシラン系原料ガスを用いて第２層を形成する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、水分等の進入に起因する不具合を抑制することができる。
【００３３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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４】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５】図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】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拡大断面図である。
【図７】図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。
【図８】図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。
【図９】図３のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部拡大断面図である。
【図１０】図３のＸ−Ｘ線に沿う要部拡大断面図である。
【図１１】図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。
【図１２】図１のセンサモジュールのブロック図である。
【図１３】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１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う要部断面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に基づくセンサモジュールの製造方法を示す要部斜視図である。
【図１６】本発明の第１実施形態に基づくセンサモジュールの製造方法を示す要部斜視図である。
【図１７】本発明の第１実施形態に基づくセンサモジュールの製造方法を示す要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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。
【００３６】
図１〜図１４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、接合材７および撥水層８５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表面実装される。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。
【００３７】
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、センサモジュールＡ１を示す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、図３のＸ−Ｘ線に沿う要部拡大断面図である。図１１は、図７と同様の断面における要部拡大断面図である。図１２は、センサモジュールＡ１のブロック図である。図１３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１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う要部断面図である。図１および図２においては、撥水層８５が設けられた領域にハッチングを付している。図３〜図５、図７〜図１１においては、理解の便宜上、撥水層８５を省略している。
【００３８】
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。
【００３９】
基板１は、図１〜図１１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。なお、本発明の基板１の具体的構成は、本実施形態の構成に限定されず、電子部品２および気圧センサ３等の電子素子を適切に支持しうるものであればよい。
【００４０】
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。
【００４１】
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を有するが、これは配線部１Ｂの具体的構成の一例であり、その具体的構成は特に限定されない。
【００４２】
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。
【００４３】
第１搭載面部１０１は、図３、図４および図７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。
【００４４】
第２搭載面部１０２は、図３、図４および図８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。
【００４５】
第３搭載面部１０３は、図３、図４、図９および図１０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。
【００４６】
図７〜図９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７および図８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９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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
図３、図４および図７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。
【００５１】
図３、図４および図８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。
【００５２】
図３、図４、図９および図１０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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
図１４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１３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。
【００６３】
図１３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１３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１３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１３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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
カバー６は、図１および図５に示すように、開口部６１および延出部６２を有する。開口部６１は、内部に外気を取り入れるためのものである。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。延出部６２は、開口部６１の端縁から延出しており、平面視において開口部６１の少なくとも一部と重なる。延出部６２は、先端に向かうほどｚ２方向に位置しており、先端に向かうほど基板１に近づくように傾斜している。また、図示された構成においては、延出部６２の先端は、平面視において電子部品２および気圧センサ３を回避した位置に設けられている。また、延出部６２の根元は、電子部品２および気圧センサ３と重なる位置に設けられている。
【００６８】
撥水層８５は、撥水性を発揮する層であり、少なくとも電子部品２および気圧センサ３を覆っている。図１および図２に示すように、本実施形態においては、撥水層８５は、基板１の搭載面１ａのうちカバー６に覆われた領域を覆っている。また、撥水層８５は、カバー６の内面を覆っている。また撥水層８５は、カバー６の外面を含む全面を覆っている。また、撥水層８５は、すべてのボンディングワイヤ４を覆っている。一方、図１１に示すように、撥水層８５は、基板１の側面１ｃを露出させている。また、撥水層８５は、基板１の実装面１ｂおよび裏面パッド１９を露出させている。
【００６９】
図６および図１１に示すように、本実施形態においては、撥水層８５は、第１層８５１および第２層８５２からなる。第１層８５１は、撥水層８５の表層をなしており、撥水性を発揮する層である。第１層８５１は、たとえばトリフルオロメチル基（ＣＦ3-）を含む単分子膜である。第２層８５２は、撥水層８５が設けられる対象物体と第１層８５１との接合力を高めるための層であり、撥水層８５の下層をなしている。第２層８５２は、たとえば、ＳｉＯを含む層である。このような構成の撥水層８５は、その厚さがたとえば７ｎｍ〜２０ｎｍ程度であり、典型的には９ｎｍ程度である。
【００７０】
次に、センサモジュールＡ１の製造方法について、図１５〜図１７を参照しつつ以下に説明する。
【００７１】
図１５〜図１７は、センサモジュールＡ１の製造方法にかかる工程を示す斜視図である。なお、図１５は、理解の便宜上、簡略化した図となっており、各電極パッド１１，２１，３４およびボンディングワイヤ４の数を削減して記載している。
【００７２】
まず、基材に配線パターンおよび電極パッド１１を形成したシート状基板８１を用意する。当該シート状基板８１は最終工程で裁断されて基板１になる。また、基板１と同様に、シート状基板８１は、搭載面１ａおよび実装面１ｂを有する。そして、図１５に示すように、シート状基板８１の搭載面１ａの所定の位置に、電子部品２を搭載する。
【００７３】
次に、電子部品２の電極パッド２１とシート状基板８１の電極パッド１１とを、ボンディングワイヤ４で接続する。次いで、電子部品２の搭載面２ａの所定の位置に気圧センサ３を搭載する。次に、気圧センサ３の電極パッド３４とシート状基板８１の電極パッド１１とを、ボンディングワイヤ４で接続する。同図では、左上および右上の気圧センサ３のワイヤボンディングが終了して、左下の気圧センサ３のワイヤボンディングを行っている状態を示している。
【００７４】
次に、図１６に示すように、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、カバー６をシート状基板８１の搭載面１ａに接合材７によって接合する。カバー６の開口部６１および延出部６２は、カバー６のシート状基板８１への接合に先立って形成しておくことが好ましい。
【００７５】
次いで、図１７に示すように撥水層８５を形成する。本実施形態においては、撥水層８５の形成は、第２層８５２の形成および第１層８５１の形成の順に行う。
【００７６】
第２層８５２の形成は、たとえば電子部品２、気圧センサ３、ボンディングワイヤ４およびカバー６が搭載されたシート状基板８１を所定の処理炉内に載置する。この際、シート状基板８１の実装面１ｂは、マスク層等（図示略）によって覆われていることが好ましい。次いで、前記処理炉内に原料ガスとしてのＢＴＣＳＥ（１，２−ビス(トリクロロシリル)エタン）ガスと触媒としてのＨ2Ｏとを導入する。すると、加水分解反応および脱水収縮反応により、親水性酸化物としてのＳｉＯを含む第２層８５２が形成される。
【００７７】
次いで、第１層８５１を形成する。第１層８５１の形成は、たとえば原料ガスとしてのＦＤＴＳ（トリクロロ(１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ヘプタデカフルオロデシル)シラン）ガスと触媒としてのＨ2Ｏとを導入する。すると、第２層８５２のＳｉとＦＤＴＳとが結合し、第２層８５２上に第１層８５１が形成される。このような手法によって形成される第１層８５１は、ＳＡＭ膜（自己組織化単分子膜）であり、緻密な膜である。
【００７８】
この後は、シート状基板８１の所定箇所を切断することにより、シート状基板８１を複数の基板１に分割する。これにより、複数のセンサモジュールＡ１が得られる。基板１の側面１ｃは、撥水層８５を形成した後の切断によって生じるため、撥水層８５によっては覆われていない。
【００７９】
次に、センサモジュールＡ１の作用について説明する。
【００８０】
本実施形態によれば、電子素子である電子部品２および気圧センサ３は、撥水層８５によって覆われている。このため、カバー６の開口部６１から水分等が浸入しても、電子部品２および気圧センサ３の電極パッド２１や電極パッド３４等が水分等に侵食されることを防止することが可能である。また、水分等によって不当なショート等に起因する誤作動を回避することが可能である。したがって、センサモジュールＡ１によれば、水分等の進入に起因する不具合を抑制することができる。
【００８１】
また、本実施形態においては、基板１のうちカバー６に覆われた領域を覆っている。このため、搭載面１ａに形成された配線部１Ｂの搭載面部１００等が侵食されたり意図しない導通を生じたりすることを回避することができる。
【００８２】
また、本実施形態においては、カバー６の内面および外面が撥水層８５によって覆われている。これにより、撥水層８５に錆等が生じることを防止することができる。
【００８３】
また、本実施形態においては、実装面１ｂおよび側面１ｃは、撥水層８５によって覆われていない。実装面１ｂは、たとえば裏面パッド１９等が形成される面であり、センサモジュールＡ１を回路基板等に実装する際にはんだ等が付着する領域を含む。このような実装面１ｂが撥水層８５によって覆われていないことは、良好なはんだ接合等に有利である。
【００８４】
撥水層８５は、第１層８５１および第２層８５２からなる。第１層８５１は、トリフルオロメチル基（ＣＦ3-）を含むＳＡＭ層からなり、良好な撥水性を発揮する。一方、第２層８５２は、ＳｉＯを含む層であり、第１層８５１と基板１、電子部品２、気圧センサ３、ボンディングワイヤ４およびカバー６等との接合力を高め、第１層８５１をより安定化させるのに寄与する。
【００８５】
カバー６の開口部６１は、延出部６２と重なっている。このため、開口部６１から過大な水滴が内部に直接浸入することを防止することができる。また、延出部６２は、先端に向かうほど基板１が位置するｚ２方向に位置する。このため、延出部６２に付着した水分等は、延出部６２の先端に向かって移動しうる。さらに、本実施形態においては、延出部６２の先端は、平面視において電子部品２および気圧センサ３を回避した位置に設けられている。また、延出部６２の根元は、平面視において電子部品２および気圧センサ３と重なる。これにより、電子部品２および気圧センサ３に向かってくる水滴を、延出部６２の先端へと移動させることにより、電子部品２および気圧センサ３を避けた位置に落下させることができる。
【００８６】
また、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。
【００８７】
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。
【００８８】
図３、図４および図８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。
【００８９】
図３、図４、図９および図１０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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【符号の説明】
【００９２】
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，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
６２    ：延出部
７１    ：接合材内側端縁
８１    ：シート状基板
８５    ：撥水層
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
８５１  ：第１層
８５２  ：第２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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【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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