(57)【要約】【課題】湿度センサ以外を確実に封止でき、高信頼性かつ低背化を実現可能な湿度センサパッケージ及びその製造方法を提供する。【解決手段】湿度センサを形成したセンサチップ基板と湿度センサの出力変化を検出するＩＣ基板とを同一の支持基板に接着固定してなる湿度センサパッケージにおいて、湿度センサを露出させた状態でセンサチップ基板及びＩＣ基板を封止樹脂で覆い、かつ、該封止樹脂表面とセンサチップ基板の湿度センサ形成面とを同一高さ位置にした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿度センサを形成したセンサチップ基板と、前記湿度センサの出力変化を検出するＩＣ基板とを同一の支持基板に接着固定してなる湿度センサパッケージにおいて、
前記湿度センサを露出させた状態で前記センサチップ基板及び前記ＩＣ基板を封止樹脂で覆い、かつ、該封止樹脂表面と前記センサチップ基板の湿度センサ形成面とを同一高さ位置にしたことを特徴とする湿度センサパッケージ。
【請求項２】
請求項１記載の湿度センサパッケージにおいて、前記支持基板には、前記封止樹脂で覆われた面とは反対側の面に、前記ＩＣ基板を外部回路と接続するためのＳＭＤ端子が備えられている湿度センサパッケージ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の湿度センサパッケージにおいて、前記センサチップ基板の表面に、その表面高さを異ならせた高平面部と低平面部及びこの高低平面部の間をつなぐ傾斜面部を設け、前記高平面部に前記湿度センサを形成し、前記低平面部に複数の電極パッドを形成し、この湿度センサと複数の電極パッドを電気的に接続する電極配線を前記傾斜面部に沿わせて形成した湿度センサパッケージ。
【請求項４】
請求項３記載の湿度センサパッケージにおいて、前記センサチップ基板と前記ＩＣ基板の電極パッドを導電性ワイヤーで接続し、この導電性ワイヤーを前記湿度センサ形成面よりも低く設けた湿度センサパッケージ。
【請求項５】
請求項１または２に記載の湿度センサパッケージにおいて、前記センサチップ基板には、電気的に導通させた表裏面の一方と他方に、前記湿度センサと該湿度センサに導通接続する複数の電極パッドを形成し、
前記支持基板には、接着固定した前記センサチップ基板の複数の電極パッドと対向する位置に、前記ＩＣ基板と電気的に接続する複数の電極配線をそれぞれ形成した湿度センサパッケージ。
【請求項６】
請求項５記載の湿度センサパッケージにおいて、前記センサチップ基板の複数の電極パッドは、該センサチップ基板を所定深さ削って形成した凹部内に設ける湿度センサパッケージ。
【請求項７】
請求項５または６に記載の湿度センサパッケージにおいて、前記ＩＣ基板と前記支持基板の複数の配線導体を導電性ワイヤーで接続し、この導電性ワイヤーを前記湿度センサ形成面よりも低く設けた湿度センサパッケージ。
【請求項８】
請求項１または２記載の湿度センサパッケージにおいて、前記センサチップ基板の複数の電極パッドを基板側面に形成し、この複数の電極パッドと前記支持基板に設けた電極配線の一端部を互いに直交する位置関係で接続し、該支持基板に設けた電極配線の他端部と前記ＩＣ基板の複数の電極パッドを電気的に接続した湿度センサパッケージ。
【請求項９】
請求項８記載の湿度センサパッケージにおいて、導電性ワイヤーにより前記支持基板の電極配線の他端部と前記ＩＣ基板の複数の電極パッドを接続し、この導電性ワイヤーを前記湿度センサ形成面よりも低く設けた湿度センサパッケージ。
【請求項１０】
請求項１または２に記載の湿度センサパッケージにおいて、前記センサチップ基板の複数の電極パッドを基板側面に形成し、この複数の電極パッドと前記ＩＣ基板の複数の電極パッドを互いに直交する位置関係で接続した湿度センサパッケージ。
【請求項１１】
湿度センサ及び該湿度センサと電気的に接続した複数の電極パッドを有し、湿度センサ形成面を電極パッド形成面よりも高く設けたセンサチップ基板を多数形成する工程と、
単一の支持基板上に、前記多数のセンサチップ基板と各センサチップ基板に対応する多数のＩＣ基板を接着固定し、対をなすセンサチップ基板の複数の電極パッドとＩＣ基板の複数の電極パッドを電気的に接続する工程と、
前記センサチップ基板の湿度センサ形成面に金型を押し当てて該金型と前記センサチップ基板、前記ＩＣ基板及び前記支持基板の間に生じるキャビティに封止樹脂を充填し、樹脂硬化後に前記金型を外す工程と、
前記支持基板を、一対のセンサチップ基板とＩＣ基板からなるパッケージ単位で切断する工程と、
を有することを特徴とする湿度センサパッケージの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の湿度センサパッケージの製造方法において、前記センサチップ基板の複数の電極パッドと前記ＩＣ基板の複数の電極パッドを導電性ワイヤーで接続し、この導電性ワイヤーを前記センサチップ基板の湿度センサ形成面よりも低く設ける湿度センサパッケージの製造方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の湿度センサパッケージの製造方法において、前記センサチップ基板は、
基板表面を覆う絶縁膜上に、前記湿度センサと該湿度センサに電気的に接続した複数の電極配線を形成する工程と、
前記湿度センサを覆う第１の非透湿保護膜を形成する工程と、
前記湿度センサの形成されていない位置で前記第１の非透湿保護膜及び前記基板の一部を除去し、湿度センサ形成面よりも低い電極パッド形成面を形成する工程と、
この電極パッド形成面を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記複数の電極配線の端部上に位置する第１の非透湿保護膜を除去し、除去部分に前記複数の電極配線の端部をそれぞれ露出させるコンタクトホールを形成する工程と、
このコンタクトホールを介して前記複数の電極配線に接続し、該コンタクトホールから前記電極パッド形成面の絶縁膜上まで引き延ばした引出電極配線を形成する工程と、
この引出電極配線及び前記第１の非透湿保護膜を覆う第２の非透湿保護膜を形成する工程と、
前記電極パッド形成面上の前記第２の非透湿保護膜を除去し、除去部分に前記引出電極配線の端部を露出させて複数の電極パッドとする工程と、
により形成する湿度センサパッケージの製造方法。
【請求項１４】
請求項１１または１２記載の湿度センサパッケージの製造方法において、前記センサチップ基板は、
基板表面に、表面高さを異ならせた高平面部と低平面部及びこの高低平面部の間をつなぐ傾斜面部を形成する工程と、
この高平面部、低平面部及び傾斜面部を含む基板表面に絶縁膜を形成する工程と、
この絶縁膜の上に、前記高平面部に位置させて前記湿度センサを形成し、該湿度センサと電気的に接続した電極配線を前記高平面部から前記低平面部にかけて前記傾斜面部に沿わせて形成する工程と、
この湿度センサを覆う非透湿保護膜を全体的に形成する工程と、
前記低平面部上の非透湿保護膜を除去し、除去部分に前記電極配線の端部を露出させて複数の電極パッドとする工程と、
により形成する湿度センサパッケージの製造方法。
【請求項１５】
表裏面の一方と他方に設けた湿度センサと複数の電極パッドを電気的に導通させたセンサチップ基板を多数形成する工程と、
前記センサチップ基板の複数の電極パッドに対応する複数の電極配線を形成した単一の支持基板を準備する工程と、
この単一の支持基板上に前記多数のセンサチップ基板を接着固定し、前記センサチップ基板の複数の電極パッドと対応する前記支持基板の複数の電極配線の一端部を電気的に接続する工程と、
同支持基板上に各センサチップ基板に対応する多数のＩＣ基板を接着固定し、該ＩＣ基板の複数の電極パッドと前記支持基板の複数の電極配線の他端部を電気的に接続する工程と、
前記センサチップ基板の湿度センサ形成面に金型を押し当てて該金型と前記センサチップ基板、前記ＩＣ基板及び前記支持基板の間に生じるキャビティに封止樹脂を充填し、樹脂硬化後に前記金型を外す工程と、
前記支持基板を、一対のセンサチップ基板とＩＣ基板からなるパッケージ単位で切断する工程と、
を有することを特徴とする湿度センサパッケージの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の湿度センサパッケージの製造方法において、前記ＩＣ基板の複数の電極パッドと前記支持基板の複数の配線導体の他端部は、導電性ワイヤーで接続し、この導電性ワイヤーを前記センサチップ基板の湿度センサ形成面よりも低く設ける湿度センサパッケージの製造方法。
【請求項１７】
請求項１５または１６記載の湿度センサパッケージの製造方法において、前記センサチップ基板は、表裏面を電気的に導通させたシリコン基板であって、
前記シリコン基板の表裏面の一方に、湿度センサ形成エリアを画成するための絶縁体を埋め込み形成する工程と、
前記シリコン基板の表裏面の他方に、基板厚さ方向で前記湿度センサ形成エリアに重複させた複数の電極パッド形成エリアを画成するための絶縁体を埋め込み形成する工程と、
前記湿度センサ形成エリアに湿度センサを形成する工程と、
前記複数の電極パッド形成エリアに、前記シリコン基板を介して前記湿度センサと導通接続する複数の電極パッドを形成する工程と、
により形成する湿度センサパッケージの製造方法。
【請求項１８】
請求項１５または１６記載の湿度センサパッケージの製造方法において、前記センサチップ基板は、表裏面を電気的に導通させたシリコン基板であって、
前記シリコン基板の表裏面の一方に、該表裏面の電気的導通を確保する配線接続エリアを除いて、絶縁体を埋め込み形成する工程と、
前記シリコン基板の表裏面の他方に、基板厚さ方向において前記配線接続エリアと重複する位置に所定深さの凹部を形成し、この凹部内に、複数の電極パッドを形成する工程と、
前記シリコン基板の表裏面の一方に、前記配線接続エリアを含むように位置させて、湿度センサを形成する工程と、
前記シリコン基板の表裏面の他方に、複数の電極パッドを電気的に独立させる開口部を、前記絶縁体を露出させる深さで形成する工程と、
により形成する湿度センサパッケージの製造方法。
【請求項１９】
基板表面に形成した湿度センサと電気的に接続する複数の電極パッドを基板側面に配置したセンサチップ基板を多数形成する工程と、
前記センサチップ基板の複数の電極パッドに対応する複数の電極配線を形成した支持基板を準備する工程と、
この支持基板上に前記多数のセンサチップ基板を接着固定し、該センサチップ基板の複数の電極パッドと対応する前記支持基板の複数の電極配線の一端部を互いに直交する位置関係で電気的に接続する工程と、
同支持基板上に各センサチップ基板に対応する多数のＩＣ基板を接着固定し、該ＩＣ基板の複数の電極パッドと前記支持基板の複数の電極配線の他端部を電気的に接続する工程と、
前記センサチップ基板の湿度センサ形成面に金型を押し当てて該金型と前記センサチップ基板、前記ＩＣ基板及び前記支持基板の間に生じるキャビティに封止樹脂を充填し、樹脂硬化後に前記金型を外す工程と、
前記支持基板を、一対のセンサチップ基板とＩＣ基板からなるパッケージ単位で切断する工程と、
を有することを特徴とする湿度センサパッケージの製造方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の湿度センサパッケージの製造方法において、前記ＩＣ基板の複数の電極パッドと前記支持基板の複数の電極配線の他端部は導電性ワイヤーで接続し、この導電性ワイヤーを前記センサチップ基板の湿度センサ形成面よりも低く設ける湿度センサパッケージの製造方法。
【請求項２１】
基板表面に形成した湿度センサと電気的に接続する複数の電極パッドを基板側面に配置したセンサチップ基板を多数形成する工程と、
単一の支持基板上に、前記多数のセンサチップ基板と各センサチップ基板に対応するＩＣ基板を各々の電極パッドが互いに直交する位置関係で密接させて一対ずつ配置し、接着固定する工程と、
互いに直交する位置関係で対向させた前記センサチップ基板と前記ＩＣ基板の複数の電極パッドを電気的に接続する工程と、
前記センサチップ基板の湿度センサ形成面に金型を押し当てて該金型と前記センサチップ基板、前記ＩＣ基板及び前記支持基板の間に生じるキャビティに封止樹脂を充填し、樹脂硬化後に前記金型を外す工程と、
前記支持基板を、一対のセンサチップ基板とＩＣ基板からなるパッケージ単位で切断する工程と、
を有することを特徴とする湿度センサパッケージの製造方法。
【請求項２２】
請求項１１ないし２１のいずれか一項に記載の湿度センサパッケージの製造方法において、前記支持基板には、前記封止樹脂で覆われた面とは反対側の面に、前記ＩＣ基板を外部回路と接続するためのＳＭＤ端子を形成する湿度センサパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿度センサとＩＣ基板を同一の支持基板上に接着固定した湿度センサパッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
湿度に応じて静電容量または電気抵抗が変化する湿度センサを形成したセンサチップ基板と、湿度センサの容量変化または抵抗変化を検出するＩＣ基板とを同一の支持基板上に接着固定してなる湿度センサパッケージが知られている。このような湿度センサパッケージでは、センサチップ基板とＩＣ基板の電気配線部やＩＣ基板を衝撃による破損や腐食から保護するために基板全体を封止することが望ましいが、湿度検知のために湿度センサ（感湿部）を雰囲気に曝す必要がある。そこで、従来では、湿度センサを露出させて、センサチップ基板とＩＣ基板の電気配線部のみを保護樹脂で覆う構造（特許文献１）、または、湿度センサとして湿度に応じて出力が変化する感湿部と湿度によらず一定出力を保持する基準部を備え、感湿部のみを露出させるエリアを画成して該感湿部の周囲を覆う保護材を設け、この保護材で覆われた領域以外を保護樹脂で覆う構造が採られていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２７６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電気配線部のみに保護樹脂を設ける構造では、湿度センサに保護樹脂が流れてしまうおそれがあり、湿度センサのみを露出させるのが難しかった。一方、保護樹脂とは別に湿度センサの感湿部の周囲を覆う保護材を設ける構造では、例えばセンサチップ基板をＳｉ基板とし、保護材をガラスとすると、Ｓｉとガラスの熱膨張率の違いからセンサチップ基板を支持基板に接着固定するときにＳｉ−ガラスの熱歪みが生じて湿度センサの温度特性が劣化してしまい、信頼性が悪かった。
【０００５】
また、センサチップ基板とＩＣ基板をワイヤーボンディングにより電気的に接続する従来構造では、ワイヤーボンディング部を保護するために保護樹脂を厚くしなければならず、パッケージの低背化が難しかった。このため、従来から湿度センサパッケージの外部実装を容易にしたいという要望があるものの、小型かつ低背で外部実装可能な湿度センサパッケージは実現できていない。
【０００６】
本発明は、以上の問題意識に基づき、湿度センサ以外を確実に封止でき、高信頼性かつ低背化を実現可能な湿度センサパッケージ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、センサチップ基板の湿度センサを形成した湿度センサ形成面を該湿度センサと電気的に接続した複数の電極パッドよりも高く設け、センサチップ基板及びＩＣ基板を覆う封止樹脂をこの湿度センサ形成面と同じ高さまで設ければ、封止樹脂によってセンサチップ基板、ＩＣ基板及びその電気配線部を覆っても低背化でき、かつ、湿度センサのみをパッケージ表面に露出させることができることに着眼して完成されたものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、湿度センサを形成したセンサチップ基板と、前記湿度センサの出力変化を検出するＩＣ基板とを同一の支持基板に接着固定してなる湿度センサパッケージにおいて、前記湿度センサを露出させた状態で前記センサチップ基板及び前記ＩＣ基板を封止樹脂で覆い、かつ、該封止樹脂表面と前記センサチップ基板の湿度センサ形成面とを同一高さ位置にしたことを特徴としている。
【０００９】
支持基板には、前記封止樹脂で覆われた面とは反対側の面に、前記ＩＣ基板を外部回路と接続するためのＳＭＤ端子が備えられていることが好ましい。この態様によれば、ＳＭＤ対応可能な湿度センサパッケージが得られる。
【００１０】
封止樹脂表面とセンサチップ基板の湿度センサ形成面とを同一高さ位置にするための具体的な態様には、以下の第１〜第４の態様がある。
【００１１】
第１の態様では、前記センサチップ基板の表面に、その表面高さを異ならせた高平面部と低平面部及びこの高低平面部の間をつなぐ傾斜面部を設け、前記高平面部に前記湿度センサを形成し、前記低平面部に複数の電極パッドを形成し、この湿度センサと複数の電極パッドを電気的に接続する電極配線を前記傾斜面部に沿わせて形成する。この態様によれば、センサチップ基板の電極パッドとＩＣ基板の電極パッドをワイヤーボンディングにより接続する場合に、高平面部と低平面部の表面高さの差によってワイヤーボンディングのためのスペース及びワイヤーボンディング部を封止するためのスペースを確保でき、低背化できる。
【００１２】
ワイヤーボンディングによりセンサチップ基板とＩＣ基板を電気的に接続する場合は、前記センサチップ基板と前記ＩＣ基板の電極パッドを導電性ワイヤーで接続し、この導電性ワイヤーを前記センサチップ基板の湿度センサ形成面よりも低く設けることが実際的である。
【００１３】
第２の態様では、前記センサチップ基板には、電気的に導通させた表裏面の一方と他方に、前記湿度センサと該湿度センサに導通接続する複数の電極パッドを形成し、前記支持基板には、接着固定した前記センサチップ基板の複数の電極パッドと対向する位置に、前記ＩＣ基板と電気的に接続する複数の電極配線をそれぞれ形成する。この態様によれば、センサチップ基板と支持基板がその接着面で電気的に接続し、支持基板とＩＣ基板が電気的に接続するので、センサチップ基板とＩＣ基板をワイヤーボンディングにより直に接続する場合よりも基板厚さ方向のスペースを省略でき、低背化が図れる。
【００１４】
前記センサチップ基板の複数の電極パッドは、該センサチップ基板を所定深さ削って形成した凹部内に設けることが好ましい。この態様によれば、電極パッドの厚さ分のスペースを省略でき、低背化に貢献できる。
【００１５】
ワイヤーボンディングによりＩＣ基板と支持基板を接続する場合には、前記ＩＣ基板と前記支持基板の複数の配線導体を導電性ワイヤーで接続し、この導電性ワイヤーを前記センサチップ基板の湿度センサ形成面よりも低く設けることが実際的である。
【００１６】
第３の態様では、前記センサチップ基板の複数の電極パッドを基板側面に形成し、この複数の電極パッドと前記支持基板に設けた電極配線の一端部を互いに直交する位置関係で接続し、該支持基板に設けた電極配線の他端部と前記ＩＣ基板の複数の電極パッドを電気的に接続する。この態様によれば、センサチップ基板の複数の電極パッドと支持基板の配線導体を直に接続するので、ワイヤーボンディングにより接続する場合よりも省スペース化を図れる。導電性ワイヤーにより前記支持基板の電極配線の他端部と前記ＩＣ基板の複数の電極パッドを接続する場合は、この導電性ワイヤーを前記湿度センサ形成面よりも低く設ける。
【００１７】
第４の態様では、前記センサチップ基板の複数の電極パッドを基板側面に形成し、この複数の電極パッドと前記ＩＣ基板の複数の電極パッドを互いに直交する位置関係で接続する。この態様によれば、センサチップ基板の複数の電極パッドとＩＣ基板の複数の電極パッドが直に接続するので、ワイヤーボンディングにより接続する場合よりも省スペース化を図れる。
【００１８】
また本発明は、製造方法の第１の態様によれば、湿度センサ及び該湿度センサと電気的に接続した複数の電極パッドを有し、湿度センサ形成面を電極パッド形成面よりも高く設けたセンサチップ基板を多数形成する工程と、単一の支持基板上に、前記多数のセンサチップ基板と各センサチップ基板に対応する多数のＩＣ基板を接着固定し、対をなすセンサチップ基板の複数の電極パッドとＩＣ基板の複数の電極パッドを電気的に接続する工程と、前記センサチップ基板の湿度センサ形成面に金型を押し当てて該金型と前記センサチップ基板、前記ＩＣ基板及び前記支持基板の間に生じるキャビティに封止樹脂を充填し、この封止樹脂が硬化した後に前記金型を外す工程と、前記支持基板を、一対のセンサチップ基板とＩＣ基板からなるパッケージ単位で切断する工程とを有することを特徴としている。
【００１９】
前記センサチップ基板の複数の電極パッドと前記ＩＣ基板の複数の電極パッドを導電性ワイヤーで接続する場合には、この導電性ワイヤーを前記センサチップ基板の湿度センサ形成面よりも低く設けることが好ましい。
【００２０】
前記センサチップ基板は、基板表面を覆う絶縁膜上に、前記湿度センサと該湿度センサに電気的に接続した複数の電極配線を形成する工程と、前記湿度センサを覆う第１の非透湿保護膜を形成する工程と、前記湿度センサの形成されていない位置で前記第１の非透湿保護膜及び前記基板の一部を除去し、前記湿度センサ形成面よりも低い電極パッド形成面を形成する工程と、この電極パッド形成面を覆う絶縁膜を形成する工程と、前記複数の電極配線の端部上に位置する第１の非透湿保護膜を除去し、除去部分に前記複数の電極配線の端部をそれぞれ露出させるコンタクトホールを形成する工程と、このコンタクトホールを介して前記複数の電極配線に接続し、該コンタクトホールから前記電極パッド形成面の絶縁膜上まで引き延ばした引出電極配線を形成する工程と、この引出電極配線及び前記第１の非透湿保護膜を覆う第２の非透湿保護膜を形成する工程と、前記電極パッド形成面上の前記第２の非透湿保護膜を除去し、除去部分に前記引出電極配線の端部を露出させて複数の電極パッドとする工程と、により形成することができる。
【００２１】
前記センサチップ基板は、別の態様によれば、基板表面に、表面高さを異ならせた高平面部と低平面部及びこの高低平面部の間をつなぐ傾斜面部を形成する工程と、この高平面部、低平面部及び傾斜面部を含む基板表面に絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜の上に、前記高平面部に位置させて前記湿度センサを形成し、該湿度センサと電気的に接続した電極配線を前記高平面部から前記低平面部にかけて前記傾斜面部に沿わせて形成する工程と、この湿度センサを覆う非透湿保護膜を全体的に形成する工程と、前記低平面部上の非透湿保護膜を除去し、除去部分に前記電極配線の端部を露出させて複数の電極パッドとする工程と、により形成することができる。
【００２２】
また本発明は、製造方法の第２の態様によれば、表裏面の一方と他方に設けた湿度センサと複数の電極パッドを電気的に導通させたセンサチップ基板を多数形成する工程と、前記センサチップ基板の複数の電極パッドに対応する複数の電極配線を形成した単一の支持基板を準備する工程と、この単一の支持基板上に前記多数のセンサチップ基板を接着固定し、前記センサチップ基板の複数の電極パッドと対応する前記支持基板の複数の電極配線の一端部を電気的に接続する工程と、同支持基板上に各センサチップ基板に対応する多数のＩＣ基板を接着固定し、該ＩＣ基板の複数の電極パッドと前記支持基板の複数の電極配線の他端部を電気的に接続する工程と、前記センサチップ基板の湿度センサ形成面に金型を押し当てて該金型と前記センサチップ基板、前記ＩＣ基板及び前記支持基板の間に生じるキャビティに封止樹脂を充填し、樹脂硬化後に前記金型を外す工程と、前記支持基板を、一対のセンサチップ基板とＩＣ基板からなるパッケージ単位で切断する工程と、を有することを特徴としている。
【００２３】
前記ＩＣ基板の複数の電極パッドと前記支持基板の複数の配線導体の他端部は、導電性ワイヤーで接続する場合は、この導電性ワイヤーを前記センサチップ基板の湿度センサ形成面よりも低く設けることが好ましい。
【００２４】
前記センサチップ基板は、表裏面を電気的に導通させたシリコン基板であって、具体的には、前記シリコン基板の表裏面の一方に、湿度センサ形成エリアを画成するための絶縁体を埋め込み形成する工程と、前記シリコン基板の表裏面の他方に、基板厚さ方向で前記湿度センサ形成エリアに重複させた複数の電極パッド形成エリアを画成するための絶縁体を埋め込み形成する工程と、前記湿度センサ形成エリアに湿度センサを形成する工程と、前記複数の電極パッド形成エリアに、前記シリコン基板を介して前記湿度センサと導通接続する複数の電極パッドを形成する工程と、により形成することができる。あるいは、前記シリコン基板の表裏面の一方に、該表裏面の電気的導通を確保する配線接続エリアを除いて、絶縁体を埋め込み形成する工程と、前記シリコン基板の表裏面の他方に、基板厚さ方向において前記配線接続エリアと重複する位置に所定深さの凹部を形成し、この凹部内に、複数の電極パッドを形成する工程と、前記シリコン基板の表裏面の一方に、前記配線接続エリアを含むように位置させて、湿度センサを形成する工程と、前記シリコン基板の表裏面の他方に、複数の電極パッドを電気的に独立させる開口部を、前記絶縁体を露出させる深さで形成する工程と、により形成することができる。この態様によれば、センサチップ基板自体を配線として用いることができ、基板表裏面に埋め込んだガラス等の絶縁体によって配線間の絶縁性を確保できる。また、基板裏面の凹部内に複数の電極パッドを設ければ、パッド厚さ分のスペースを省略でき、低背化に貢献できる。
【００２５】
また本発明は、製造方法の第３の態様によれば、基板表面に形成した湿度センサと電気的に接続する複数の電極パッドを基板側面に配置したセンサチップ基板を多数形成する工程と、前記センサチップ基板の複数の電極パッドに対応する複数の電極配線を形成した支持基板を準備する工程と、この支持基板上に前記多数のセンサチップ基板を接着固定し、該センサチップ基板の複数の電極パッドと対応する前記支持基板の複数の電極配線の一端部を互いに直交する位置関係で電気的に接続する工程と、同支持基板上に各センサチップ基板に対応する多数のＩＣ基板を接着固定し、該ＩＣ基板の複数の電極パッドと前記支持基板の複数の電極配線の他端部を電気的に接続する工程と、前記センサチップ基板の湿度センサ形成面に金型を押し当てて該金型と前記センサチップ基板、前記ＩＣ基板及び前記支持基板の間に生じるキャビティに封止樹脂を充填し、樹脂硬化後に前記金型を外す工程と、前記支持基板を、一対のセンサチップ基板とＩＣ基板からなるパッケージ単位で切断する工程と、を有することを特徴としている。
【００２６】
前記ＩＣ基板の複数の電極パッドと前記支持基板の複数の電極配線の他端部を導電性ワイヤーで接続する場合は、この導電性ワイヤーを前記センサチップ基板の湿度センサ形成面よりも低く設けることが好ましい。
【００２７】
また本発明は、製造方法の第４の態様によれば、基板表面に形成した湿度センサと電気的に接続する複数の電極パッドを基板側面に配置したセンサチップ基板を多数形成する工程と、単一の支持基板上に、前記多数のセンサチップ基板と各センサチップに対応するＩＣ基板を各々の電極パッドが互いに直交する位置関係で密接させて一対ずつ配置し、接着固定する工程と、互いに直交する位置関係で対向させた前記センサチップ基板と前記ＩＣ基板の複数の電極パッドを電気的に接続する工程と、前記センサチップ基板の湿度センサ形成面に金型を押し当てて該金型と前記センサチップ基板、前記ＩＣ基板及び前記支持基板の間に生じるキャビティに封止樹脂を充填し、樹脂硬化後に前記金型を外す工程と、前記支持基板を、一対のセンサチップ基板とＩＣ基板からなるパッケージ単位で切断する工程と、を有することを特徴としている。
【００２８】
上記製造方法の第１ないし第４の態様において、前記支持基板には、前記封止樹脂で覆われた面とは反対側の面に、前記ＩＣ基板を外部回路と接続するためのＳＭＤ端子を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、センサチップ基板の湿度センサを形成した湿度センサ形成面が電極パッド形成面よりも高い位置にあり、この湿度センサ形成面と同一の高さまで封止樹脂が設けられるので、湿度センサのみがパッケージ表面に露出し、かつ、センサチップ基板とＩＣ基板の電気配線部を封止するためのパッケージ高さ方向のスペースが省略されて低背化を図れる。同時に、センサチップ基板、ＩＣ基板及びその電気配線部は封止樹脂によって埋め込まれるので、腐食や衝撃に強く、信頼性を高められる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態による湿度センサパッケージの外観斜視図である。
【図２】同湿度センサパッケージの構造を模式的に示す断面図である。
【図３】湿度センサの構成を示す平面図である。
【図４】湿度センサの感湿部を示す断面図である。
【図５】湿度センサの固定部を示す断面図である。
【図６】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】湿度センサパッケージの封止工程を説明する断面図である。
【図８】第１の態様によるセンサチップ基板の製造工程の一工程を説明する平面図である。
【図９】図８の工程を、感湿部から下部電極配線にかかる断面（図３のＡ−Ａ線に沿う断面）において示す断面図である。
【図１０】図９の次工程を示す断面図である。
【図１１】図１０の次工程を示す断面図である。
【図１２】図１１の次工程を示す断面図である。
【図１３】図１２の次工程を示す断面図である。
【図１４】図１３の次工程を示す断面図である。
【図１５】図１４の次工程を示す断面図である。
【図１６】図１５の次工程を示す断面図である。
【図１７】第２の態様によるセンサチップ基板の製造工程の一工程を、感湿部から上部電極配線にかかる断面（図３のＢ−Ｂ線に沿う断面）において示す断面図である。
【図１８】図１７の次工程を示す断面図である。
【図１９】図１８の次工程を示す断面図である。
【図２０】図１９の次工程を示す断面図である。
【図２１】図２０の次工程を示す断面図である。
【図２２】図２１の次工程を示す断面図である。
【図２３】図２２の次工程を示す断面図である。
【図２４】図２３の次工程を示す断面図である。
【図２５】図２４の次工程を示す断面図である。
【図２６】図２５の次工程を示す断面図である。
【図２７】本発明の第２実施形態による湿度センサパッケージの外観斜視図である。
【図２８】同湿度センサパッケージの構造を模式的に示す断面図である。
【図２９】第２実施形態のセンサチップ基板の製造工程の一工程を示す断面図である。
【図３０】図２９の工程を示す平面図である。
【図３１】図２９の次工程を示す断面図である。
【図３２】図３１の次工程を示す断面図である。
【図３３】図３２の次工程を示す断面図である。
【図３４】図３３の工程を示す平面図である。
【図３５】図３３の次工程を示す断面図である。
【図３６】図３５の工程を示す平面図である。
【図３７】図３５の次工程を示す断面図である。
【図３８】図３７の工程を示す平面図である。
【図３９】図３７の次工程を示す断面図である。
【図４０】図３９の次工程を示す断面図である。
【図４１】別態様による、第２実施形態のセンサチップ基板の製造工程の一工程を示す断面図である。
【図４２】図４１の次工程を示す断面図である。
【図４３】図４２の次工程を示す断面図である。
【図４４】図４３の次工程を示す断面図である。
【図４５】図４４の次工程を示す断面図である。
【図４６】図４５の次工程を示す断面図である。
【図４７】図４６の工程を示す平面図である。
【図４８】本発明の第３実施形態による湿度センサパッケージ封止前の状態を示す外観斜視図である。
【図４９】同湿度センサパッケージの封止前の状態を上から見て示す平面図である。
【図５０】同湿度センサパッケージの封止前の状態を側面から見て示す側面図である。
【図５１】本発明の第４実施形態による湿度センサパッケージの封止前の状態を示す外観斜視図である。
【図５２】同湿度センサパッケージの封止前の状態を上から見て示す平面図である。
【図５３】同湿度センサパッケージの封止前の状態を側面から見て示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１〜図２６は、本発明の第１実施形態を示している。図１は第１実施形態による湿度センサパッケージ１を示す外観斜視図、図２は湿度センサパッケージ１の主要構成を模式的に示す断面図である。
【００３２】
湿度センサパッケージ１は、支持基板１０の表面１０ａに接着固定したセンサチップ基板２０とＩＣ基板５０を有し、センサチップ基板２０の湿度センサ２１（感湿部２２の高分子感湿膜２５）を除いてその表面１ａがすべて封止樹脂６０で覆われている。湿度センサパッケージ１の底面（支持基板１０の裏面１０ｂ）には、外部実装可能なＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）端子１１が複数設けられている。
【００３３】
センサチップ基板２０は、例えばＳｉ層２０ａの表面に絶縁膜２０ｂを有するシリコン基板からなる。このセンサチップ基板２０の表面には、表面高さの異なる高平面部２０ｃと低平面部２０ｅ、この高低平面部２０ｃ、２０ｅを滑らかに連続させる傾斜面部２０ｄが形成されている。具体的に、高平面部２０ｃと低平面部２０ｅの表面高さの差は１００〜３００μｍ程度である。
【００３４】
センサチップ基板２０の基板表面には、高平面部２０ｃに位置させて、吸収または放出した水分量に応じて誘電率が変化する高分子感湿材料を誘電体とした静電容量型の湿度センサ２１が形成されている。湿度センサ２１は、湿度によって静電容量が変化する感湿部２２と、湿度によらず一定の静電容量を保持する固定部２３を有する。
【００３５】
図３は、湿度センサ２１の構成を示す平面図である。図４は感湿部２２を示す断面図（図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図）、図５は固定部２３を示す断面図（図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図）、図６は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３では非透湿保護膜２８を図示省略してある。
【００３６】
感湿部２２と固定部２３は、図３に示すように、感湿部２２と固定部２３の中間位置に想定した仮想中心線Ｘに関してミラー反転の関係にあり、同一の電極材料及び誘電材料を用いて同一のプロセスで形成された下部電極膜２４、高分子感湿膜２５及び上部電極膜２６によるほぼ同一の平行平板構造をなしている。より具体的には、下部電極膜２４は平面矩形状で感湿部２２と固定部２３にそれぞれ形成され、高分子感湿膜２５は下部電極膜２４よりも若干大きな平面矩形状で感湿部２２と固定部２３の下部電極膜２４上にそれぞれ形成され、上部電極膜２６は下部電極膜２４と同等の平面矩形状で感湿部２２と固定部２３の高分子感湿膜２５上にそれぞれ形成されている。高分子感湿膜２５の膜厚は下部電極膜２４と上部電極膜２６の間隔ｄに等しく、下部電極膜２４と上部電極膜２６の間に蓄積される静電容量Ｃは、高分子感湿膜２５の誘電率ε、下部電極膜２４と上部電極膜２６の間隔ｄと対向面積Ｓで決定される（Ｃ＝εＳ／ｄ）。感湿部２２の上部電極膜２６Ａには高分子感湿膜２５を露出させる開口部２７を多数設けているが、固定部２３の上部電極膜２６Ｂには開口部を設けていない。多数の開口部２７は、下部電極膜２４と対向する領域に左右上下方向に所定間隔をあけて並び、平面矩形状をなしている。開口部２７の数、平面形状及び形成位置は任意である。感湿部２２及び固定部２３の上部電極膜２６は、外気との水分授受を遮断する非透湿保護膜２８で覆われている。下部電極膜２４及び上部電極膜２６は例えばＡｌ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ等の電極材料からなり、高分子感湿膜２５は例えばポリイミドからなり、非透湿保護膜２８は例えば窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ膜）やＳｉＯ2膜、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2積層膜、ＳｉＯ2／ＳｉＮ積層膜等からなる。
【００３７】
感湿部２２では、上部電極膜２６に設けた多数の開口部２７から高分子感湿膜２５が雰囲気中に露出し、雰囲気中の湿度（水分量）に応じて高分子感湿膜２５の吸収または放出する水分量が増減して誘電率εが変化し、下部電極膜２４と上部電極膜２６の間の静電容量（センサ容量）Ｃ２０が変化する。一方、固定部２３では、高分子感湿膜２５が非透湿保護膜２８及び上部電極膜２６により覆われて雰囲気に露出しないので、雰囲気中の湿度（水分量）が変化しても該高分子感湿膜２５中の水分量は変化せず、誘電率εも変化しない。これにより、下部電極膜２４と上部電極膜２６の間には一定の静電容量（固定容量）Ｃ３０が保持される。
【００３８】
またセンサチップ基板２０の基板表面には、高平面部２０ｃから低平面部２０ｅにかけて、湿度センサ２１の下部電極膜２４及び上部電極膜２６と電気的に接続した下部電極配線３４及び上部電極配線３６が傾斜面部２０ｄに沿って形成され、低平面部２０ｅに複数の電極パッド３５が形成されている。下部電極配線３４は、感湿部２２と固定部２３の下部電極膜２４に共通で備えられていて、その一端部側が感湿部２２と固定部２３の中間位置（仮想中心線Ｘ）で分岐してそれぞれの下部電極膜２４に接続し、他端部側が電極パッド３５に接続している。上部電極配線３６は、感湿部２２と固定部２３の上部電極膜２６に個別に備えられていて、一端部側で上部電極膜２６に接続し、他端部側で電極パッド３５に接続している。これら下部電極配線３４、上部電極配線３６及び複数の電極パッド３５は、例えばＡｌ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ、Ａｕまたはその積層膜等の電極材料からなる。この下部電極配線３４及び上部電極配線３６は、非透湿保護膜２８で覆われており、高平面部２０ｃ上に位置する一端部側が封止樹脂６０で覆われていないが、非透湿保護膜２８によって腐食や衝撃から保護されている。
【００３９】
上記センサチップ基板２０において、湿度センサ形成面は高平面部２０ｃ、電極パッド形成面は低平面部２０ｅである。
【００４０】
一方、ＩＣ基板５０は、センサチップ基板２０の複数の電極パッド３５に対応する複数の電極パッド５５を有し、湿度センサ２１の出力変化を検出する制御回路基板である。より具体的には、湿度センサ２１のセンサ容量Ｃ２０と固定容量Ｃ３０の差分ΔＣ（＝Ｃ２０−Ｃ３０）を電圧に変換して外部回路へ出力する機能を有している。このＩＣ基板５０は、図２に示されるように、センサチップ基板２０よりも薄板で構成され、その電極パッド形成面（表面）５０ａがセンサチップ基板２０の電極パッド形成面（低平面部２０ｅ）よりも低くなっている。
【００４１】
センサチップ基板２０の複数の電極パッド３５とＩＣ基板５０の複数の電極パッド５５は、例えばＡｕからなる導電性ワイヤー５１を介して電気的に接続されている。導電性ワイヤー５１の表面高さは、センサチップ基板２０の湿度センサ形成面（高平面部２０ｃ）より低い。
【００４２】
ＩＣ基板５０には、センサチップ基板用の複数の電極パッド５５とは別に、外部接続用の電極パッド５６が備えられている。電極パッド５６は、例えばＡｕからなる導電性ワイヤー５２によって、支持基板１０の表面１０ａに設けたコンタクト導体１０ｃと電気的に接続されている。この導電性ワイヤー５２の表面高さもセンサチップ基板２０の湿度センサ形成面（高平面部２０ｃ）より低くなっている。コンタクト導体１０ｃは、支持基板１０の表裏面１０ａ、１０ｂを貫通するスルーホール導体１０ｄを介して裏面１０ｂのＳＭＤ端子１１に導通接続している。このＳＭＤ端子１１を介してＩＣ基板５０に接続される外部回路は、湿度センサ２１の出力（容量差分ΔＣに対応する電圧）から湿度変化（相対湿度）を検知できる。
【００４３】
上記構成の湿度センサパッケージ１は、次のように製造する。
【００４４】
先ず、図２に示すように、単一の支持基板１０の表面１０ａに、多数のセンサチップ基板２０と多数のＩＣ基板５０を一対ずつ接着固定する。
【００４５】
次に、同図２に示すように、対応するセンサチップ基板２０の複数の電極パッド３５とＩＣ基板５０の複数の電極パッド５５を導電性ワイヤー５１によって電気的に接続し、さらに、ＩＣ基板５０の外部接続用の電極パッド５６と支持基板１０のコンタクト導体１０ｃを導電性ワイヤー５２によって電気的に接続する。ここで、湿度センサ形成面と電極パッド形成面の表面高さの差は１００〜３００μｍ程度、また、湿度センサ形成面とＩＣ基板５０の電極パッド形成面の表面高さの差は５０〜２００μｍ程度あるので、導電性ワイヤー５１、５２の表面高さは、センサチップ基板２０の湿度センサ形成面（高平面部２０ｃ）よりも低くなる。
【００４６】
続いて、図７に示すように、センサチップ基板２０の湿度センサ形成面（高平面部２０ｃ）に金型６１を当てつけた状態で、該金型６１とセンサチップ基板２０（傾斜面部２０ｄ、低平面部２０ｅ）、ＩＣ基板５０及び支持基板１０との間に生じるキャビティ６２内に封止樹脂６０を充填し、封止樹脂６０が硬化したら金型６１を外す。図７は、湿度センサパッケージの封止工程を模式的に説明する断面図（図２に対応）である。金型６１をセンサチップ基板２０の湿度センサ形成面（高平面部２０ｃ）に押し当てているので、封止樹脂５０の表面とセンサチップ基板２０の湿度センサ形成面（高平面部２０ｃ）は同一の高さ位置となる。この工程により、多数のセンサチップ基板２０及びＩＣ基板５０は単一の支持基板１０上で一括封止でき、封止工程が容易となる。センサチップ基板２０とＩＣ基板５０は、湿度センサ形成面上に位置する湿度センサ２１と上下電極配線３４、３６の一端部を除いて封止樹脂６０内に完全に埋め込まれるので、ワイヤーボンディング部を含む電気配線部及びＩＣ基板５０は腐食や衝撃に強く、信頼性が向上する。封止樹脂６０には、例えばエポキシ樹脂またはフィラーを混入したエポキシ樹脂を用いる。
【００４７】
そして、１枚のセンサチップ基板２０と１枚のＩＣ基板５０からなるパッケージ単位で支持基板１０を切断する。分割した各パッケージには、支持基板１０の裏面１０ｂに、スルーホール導体１０ｄを介してコンタクト導体１０ｃと導通接続するＳＭＤ端子１１を形成する。このＳＭＤ端子１１を介して、ＩＣ基板５０は外部回路と接続可能になる。
【００４８】
以上により、図１及び図２に示される湿度センサパッケージ１が多数得られる。
【００４９】
次に、図３〜図６及び図８〜図１６を参照し、センサチップ基板２０の製造工程について詳細に説明する。図８はセンサチップ基板２０の一工程を示す平面図であり、図９〜図１６及び図６は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面でセンサチップ基板２０の製造工程を示している。
【００５０】
先ず、センサチップ基板２０のＳｉ層２０ａの表面を熱酸化させてＳｉＯ2からなる絶縁膜２０ｂ１を形成する。
【００５１】
次に、図８及び図９に示すように、センサチップ基板２０の絶縁膜２０ｂ１上に、下部電極膜２４と第１層目の下部電極配線３４ａを同時に形成する。下部電極膜２４は、形成する感湿部と固定部の中間位置に想定した仮想中心線Ｘに関してミラー反転させた、例えば平面矩形状で形成する。第１層目の下部電極配線３４ａは、感湿部と固定部の下部電極膜２４に共通で、形成する感湿部と固定部の中間位置（仮想中心線Ｘ）で分岐して該感湿部と固定部の下部電極膜２４にそれぞれ接続する。下部電極膜２４及び下部電極配線３４ａには、例えばＡｌ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ等の電極材料を用いる。
【００５２】
次に、図１０に示すように、下部電極膜２４の上に、仮想中心線Ｘに関してミラー反転させた例えば下部電極膜２４より若干大きな平面矩形状で、例えばポリイミドからなる高分子感湿膜２５を形成する。
【００５３】
続いて、同図１０に示すように、高分子感湿膜２５の上に、仮想中心線Ｘに関してミラー反転させた例えば下部電極膜２４とほぼ同等の平面矩形状で、上部電極膜２６を形成する。ここで、感湿部側には多数の開口部２７を有する上部電極膜２６Ａを形成し、固定部側には開口部を有さないベタ膜状の上部電極膜２６Ｂを形成する。上部電極膜２６には、例えばＡｌ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ等の電極材料を用いる。
【００５４】
続いて、同図１０に示すように、上記絶縁膜２０ｂ１上の湿度センサ構造部（下部電極膜２４、高分子感湿膜２５、上部電極膜２６、下部電極配線３４ａ、上部電極配線３６ａ）を覆う第１の非透湿保護膜２８ａを形成する。このとき、第１の非透湿保護膜２８ａは、感湿部側の上部電極膜２６Ａに設けた開口部２７を完全に埋める膜厚で形成する。第１の非透湿保護膜２８ａにはＳｉＯ2膜を用いる。
【００５５】
続いて、図１１に示すように、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、上記湿度センサ構造部が形成されていないエリアの絶縁膜２０ｂ１を除去し、除去部分にセンサチップ基板２０のＳｉ層２０ａを露出させる。
【００５６】
続いて、図１２に示すように、ウエットエッチングにより、絶縁膜２０ｂ１から露出させたセンサチップ基板２０のＳｉ層２０ａを一部除去する。この工程により、センサチップ基板２０の基板表面に高低がつき、湿度センサ構造部を形成した基板表面よりも低い低平面部２０ｅ（電極パッド形成エリア）が形成される。そして、湿度センサ構造部を形成した基板表面が高平面部２０ｃ（湿度センサ形成面）となり、この高平面部２０ｃと低平面部２０ｅの間に両平面部を２０ｃ、２０ｅを滑らかに連続する傾斜面部２０ｄが位置する。
【００５７】
続いて、図１３に示すように、センサチップ基板２０のＳｉ層２０ａが露出している領域に、ＳｉＮからなる絶縁膜２０ｂ２を形成する。
【００５８】
続いて、図１４に示すように、高平面部２０ｃに位置する下部電極配線３４ａ及び上部電極膜２６の一端部上の第１の非透湿保護膜２８ａを一部除去し、該下部電極配線３４ａ及び上部電極膜２６（図１４では不図示のため図４及び図５参照）を露出させるコンタクトホール３７を形成する。
【００５９】
続いて、図１５に示すように、コンタクトホール３７に露出させた第１層目の下部電極配線３４ａに接続し、該コンタクトホール３７から低平面部２０ｅまで引き延ばした第２層目の下部電極配線３４ｂを傾斜面部２０ｄに沿って形成する。同時に、コンタクトホール３７に露出させた上部電極膜２６に接続し、該コンタクトホール３７から低平面部２０ｅまで引き延ばした上部電極配線３６を傾斜面部２０ｄに沿って形成する。第２層目の下部電極配線３４ｂ及び上部電極配線３６は、例えばＡｌ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ、Ａｕまたはその積層膜等の電極材料からなる。コンタクトホール３７を介して接続した第１層目と第２層目の下部電極配線３４ａ、３４ｂが下部電極配線３４となる。
【００６０】
続いて、図１６に示すように、第１の非透湿保護膜２８ａ、第２層目の下部電極配線３４ｂ及び上部電極配線３６を覆う第２の非透湿保護膜２８ｂを形成する。第２の非透湿保護膜２８ｂはＳｉＮで形成する。この第２の非透湿保護膜２８ｂと第１の非透湿保護膜２８ａの積層構造により、非透湿保護膜２８が形成される。
【００６１】
続いて、ドライエッチングにより、感湿部側の上部電極膜２６に設けた多数の開口部２７上の第１、第２の非透湿保護膜２８ａ、２８ｂを除去し、かつ、低平面部２０ｅ上に位置させた上下電極配線３４、３６の他端部上の第２の非透湿保護膜２８ｂを除去する。この第２の非透湿保護膜２８ｂの除去部分に露出させた第２層目の下部電極配線３４ｂ、上部電極配線３６の他端部がそれぞれ電極パッド３５となる。
【００６２】
以上の工程により、図３〜図６に示されるセンサチップ基板２０が得られる。
【００６３】
次に、図１７〜図２６を参照し、上述の製造工程（図８〜図１６）とは別態様の、センサチップ基板２０の製造工程について詳細に説明する。この製造工程で形成した完成状態のセンサチップ基板２０の平面図は、図３と同様になる。図１７〜図２４は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面でセンサチップ基板２０の製造工程を示している。図２５及び図２６は完成状態のセンサチップ基板２０を、図３のＣ−Ｃ線に沿う断面及び図３のＡ−Ａ線に沿う断面で示している。
【００６４】
先ず、センサチップ基板２０のＳｉ層２０ａの表面を熱酸化させてＳｉＯ2からなる絶縁膜２０ｂ１を形成する。
【００６５】
次に、図１７に示すように、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、湿度センサ構造部を形成しないエリア（電極パッド形成エリア）の絶縁膜２０ｂ１を除去し、除去部分にセンサチップ基板２０のＳｉ層２０ａを露出させる。
【００６６】
続いて、図１８に示すように、ウエットエッチングにより、絶縁膜２０ｂ１から露出させたセンサチップ基板２０のＳｉ層２０ａを一部除去する。この工程により、センサチップ基板２０の基板表面に高低がつき、絶縁膜２０ｂ１で覆われた基板表面よりも低い低平面部２０ｅ（電極パッド形成エリア）が形成される。そして、絶縁膜２０ｂ１で覆われた基板表面が高平面部２０ｃ（湿度センサ形成面）となり、この高平面部２０ｃと低平面部２０ｅの間に両平面部を２０ｃ、２０ｅを滑らかに連続する傾斜面部２０ｄが位置する。
【００６７】
続いて、図１９に示すように、センサチップ基板２０のＳｉ層２０ａが露出している領域に、ＳｉＮからなる絶縁膜２０ｂ２を形成する。
【００６８】
続いて、図２０に示すように、絶縁膜２０ｂ１で覆われた高平面部２０ｃ上に下部電極膜２４を形成し、同時に、下部電極配線３４及び上部電極配線３６を形成する。ここで、下部電極膜２４は、形成する感湿部と固定部の中間位置に想定した仮想中心線Ｘに関してミラー反転させた、例えば平面矩形状で形成する。図２０では不図示の下部電極配線３４は、高平面部２０ｃで一端部側が仮想中心線Ｘで分岐して感湿部と固定部の下部電極膜２４に接続し、この高平面部２０ｃから低平面部２０ｅにかけて傾斜面部２０ｄに沿って形成する（図２６参照）。上部電極配線３６は、後工程で形成する上部電極膜の端部と高平面部２０ｃで低平面部２０ｅにかけて傾斜面部２０ｄに沿って形成する。下部電極膜２４、下部電極配線３４及び上部電極配線３６には、例えばＡｌ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ等の電極材料を用いる。
【００６９】
続いて、図２１に示すように、下部電極膜２４の上に、仮想中心線Ｘに関してミラー反転させた例えば下部電極膜２４より若干大きな平面矩形状で、例えばポリイミドからなる高分子感湿膜２５を形成する。
【００７０】
続いて、図２２に示すように、高分子感湿膜２５の上に、仮想中心線Ｘに関してミラー反転させた例えば下部電極膜２４とほぼ同等の平面矩形状で、上部電極膜２６を形成する。上部電極膜２６の端部は、下部電極膜２４と同時に形成した上部電極配線３６に接続させる。ここで、感湿部側には多数の開口部２７を有する上部電極膜２６Ａを形成し、固定部側には開口部を有さないベタ膜状の上部電極膜２６Ｂを形成する。上部電極膜２６には、例えばＡｌ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ等の電極材料を用いる。
【００７１】
続いて、図２３に示すように、上記湿度センサ構造部（下部電極膜２４、高分子感湿膜２５、上部電極膜２６）、下部電極配線３４及び上部電極配線３６を覆う非透湿保護膜２８を形成する。非透湿保護膜２８には例えばＳｉＮを用いる。
【００７２】
そして、図２４に示すように、感湿部側の上部電極膜２６に設けた多数の開口部２７上の非透湿保護膜２８を除去する。同時に、下部電極配線３４及び上部電極膜３６の低平面部２０ｅ上に位置させた端部上の非透湿保護膜２８を除去し、除去部分に露出させた下部電極配線３４及び上部電極膜３６の端部をそれぞれ電極パッド３５とする。
【００７３】
以上の工程により、図３、図２４〜図２６に示されるセンサチップ基板２０が得られる。
【００７４】
図２７〜図４７は、本発明の第２実施形態を示している。図２７は、第２実施形態による湿度センサパッケージ２を示す外観斜視図、図２８は湿度センサパッケージ２の主要構成を模式的に示す断面図である。
【００７５】
第２実施形態による湿度センサパッケージ２は、センサチップ基板２２０の表裏面２２０ｆ、２２０ｇに湿度センサ２１と該湿度センサ２１に導通接続した複数の電極パッド２３５を設け、この複数の電極パッド２３５を、支持基板１０の表面１０ａに設けた電極配線１０ｅを介してＩＣ基板５０の複数の電極パッド５５と電気的に接続したものである。
【００７６】
センサチップ基板２２０は、例えばホウ素やリン等の不純物ドーピングにより抵抗率を下げた低抵抗シリコン基板であって、その表裏面２２０ｆ、２２０ｇが電気的に導通している。センサチップ基板２２０の表裏面２２０ｆ、２２０ｇには絶縁体２２１ａ、２２１ｂ（図３０、図３３）が埋め込まれており、この絶縁体２２１ａ、２２１ｂで画成された湿度センサ形成エリア及び電極パッド形成エリアにおいて、基板自体が、表面２２０ｆ側の湿度センサ２１の下部電極膜２４及び上部電極膜２６と裏面２２０ｇ側の複数の電極パッド２３５を導通接続する配線となっている。図２８では模式的にスルーホール配線２２０ｈとして示してあるが、このスルーホール配線２２０ｈは、実際には、湿度センサ形成エリア及び電極パッド形成エリアのセンサチップ基板２２０である。
【００７７】
支持基板１０は、センサチップ基板２２０の接着固定面である表面１０ａに、センサチップ基板２２０の複数の電極パッド２３５に対応する電極配線１０ｅを設けた以外の構成は、第１実施形態の支持基板１０と同一である。
【００７８】
支持基板１０の電極配線１０ｅは、例えばＡｕからなる導電性ワイヤー５１で、ＩＣ基板５０の複数の電極パッド５５に接続されている。導電性ワイヤー５１は、その表面高さがセンサチップ基板２２０の表面２２０ｆ（湿度センサ形成面）よりも低く、封止樹脂６０内に埋め込まれている。
【００７９】
この実施形態のようにセンサチップ基板２２０の表面２２０ｆに設けた湿度センサ２１と導通接続する複数の電極パッド２３５を裏面２２０ｇに配置し、支持基板２１０の電極配線２１０ｅを介してＩＣ基板５０の複数の電極パッド５５と電気的に接続すれば、基板表面に設けた電極パッドとＩＣ基板をワイヤーボンディングにより接続する場合よりもパッケージ高さ方向のスペースを省略でき、低背化を図れる。
【００８０】
湿度センサパッケージ２は、次のように製造する。
先ず、単一の支持基板１０の表面１０ａに、多数のセンサチップ基板２２０と多数のＩＣ基板５０を一対ずつ接着固定する。このとき、センサチップ基板２２０は、図２８に示すように、その裏面２２０ｇに設けた複数の電極パッド２３５が支持基板１０の表面１０ａの電極配線１０ｅの一端部に対向するように位置決めして支持基板１０と半田接合または導電性接着剤により接着し、複数の電極パッド２３５と電極配線１０ｅを電気的に接続させる。一方、ＩＣ基板５０は、支持基板１０の表面１０ａの電極配線１０ｅの他端部に隣接するように位置決めして、接着固定する。
【００８１】
次に、支持基板１０の電極配線１０ｅの他端部とＩＣ基板５０の複数の電極パッド５５を導電性ワイヤー５１によって電気的に接続し、さらに、ＩＣ基板５０の外部接続用の電極パッド５６と支持基板１０のコンタクト導体１０ｃを導電性ワイヤー５２によって電気的に接続する。ここで、ＩＣ基板５０はセンサチップ基板２２０よりも薄板からなり、ＩＣ基板５０の電極パッド形成面（表面５０ａ）とセンサチップ基板２２０の湿度センサ形成面（表面２２０ｆ）の間には５０〜２００μｍ程度の表面高さの差があるから、導電性ワイヤー５１、５２の高さは湿度センサ形成面よりも低くなる。
【００８２】
続いて、図７に示す第１実施形態の封止工程と同様に、センサチップ基板２２０の湿度センサ形成面（表面２２０ｆ）に金型を押し当てた状態で、該金型とセンサチップ基板２２０、ＩＣ基板５０及び支持基板１０との間に生じるキャビティ内に封止樹脂６０を充填し、封止樹脂６０が硬化したら金型を外す。この工程により、封止樹脂６０の表面とセンサチップ基板２２０の湿度センサ形成面は同一の高さ位置となる。また、多数のセンサチップ基板２２０及びＩＣ基板５０は単一の支持基板１０上で一括封止でき、封止工程が容易となる。センサチップ基板２２０とＩＣ基板５０は、湿度センサ形成面上に位置する湿度センサ２１と上下電極配線３４、３６の一端部を除いて封止樹脂６０内に完全に埋め込まれるので、ワイヤーボンディング部を含む電気配線部及びＩＣ基板５０は腐食や衝撃に強く、信頼性が向上する。封止樹脂６０には、例えばエポキシ樹脂またはフィラーを混入したエポキシ樹脂を用いる。
【００８３】
そして、１枚のセンサチップ基板２２０と１枚のＩＣ基板５０からなるパッケージ単位で支持基板１０を切断する。分割した各パッケージには、支持基板１０の裏面１０ｂに、スルーホール導体１０ｄを介してコンタクト導体１０ｃと導通接続するＳＭＤ端子１１を形成する。このＳＭＤ端子１１を介して、ＩＣ基板５０は外部回路と接続可能になる。
【００８４】
以上により、図２７及び図２８に示される湿度センサパッケージ２が多数得られる。
【００８５】
次に、図２９〜図４０を参照し、センサチップ基板２２０の製造工程について詳細に説明する。図２９、図３１〜図３３、図３５、図３７、図３９及び図４０は、図３８のＢ−Ｂ線に沿う断面でセンサチップ基板２２０の製造工程を示す断面図であり、図３０、図３４、図３６及び図３８は、センサチップ基板２２０の製造工程を表面２２０ｆ側から見て示す平面図である。図３８のＢ−Ｂ線は、図３のＢ−Ｂ線に対応している。
【００８６】
本実施形態では、例えばホウ素やリン等の不純物ドーピングにより抵抗率を所定値以下にした低抵抗シリコン基板を、センサチップ基板２２０として用いる。このセンサチップ基板２２０の表裏面は電気的に導通している。
【００８７】
先ず、図２９に示すように、ドライエッチングによりセンサチップ基板２２０の表面を所定深さ削り、削った部分にガラスからなる絶縁体２２１ａを埋め込み形成する。そして、センサチップ基板２２０のシリコン層と埋め込んだ絶縁体２２１ａとが同一高さになるまで表面研磨し、巨視的な凹凸のない平坦な表面２２０ｆを形成する。表面２２０ｆの絶縁体２２１ａが埋め込まれていない領域は、後工程で湿度センサを形成するための湿度センサ形成エリアとなる。本実施形態の湿度センサ形成エリアは、図３０に示されるように、下部電極膜、高分子感湿膜及び上部電極膜による平行平板構造を形成するセンサエリアα１と、感湿部及び固定部の上部電極膜の端部をそれぞれ位置させる上部電極エリアα２、α３とに電気的に独立している。
【００８８】
次に、図３１に示すように、センサチップ基板２２０の絶縁体２２１ａを形成した面とは反対側の面に、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、該絶縁体２２１ａを露出させる開口部２２１ｃを形成する。そして、図３２に示すように、開口部２２１ｃにガラスからなる絶縁体２２１ｂを埋め込み形成し、埋め込んだ絶縁体２２１ｂとセンサチップ基板２２０のシリコン層とが同一高さになるまで表面研磨を実行して巨視的な凹凸のない平坦な裏面２２０ｇを形成する。裏面２２０ｇの絶縁体２２１ｂが埋め込まれていない領域は、後工程で支持基板２１０側の電極パッドを形成するための電極パッド形成エリアとなる。電極パッド形成エリアは、センサチップ基板２２０の基板厚さ方向で湿度センサ形成エリア（センサエリアα１、上部電極エリアα２、α３）と重複しており、湿度センサ形成エリアとの電気的導通が得られている。
【００８９】
続いて、図３３及び図３４に示すように、センサチップ基板２２０の表面２２０ｆ上に、絶縁体２２１ａで画成されたセンサエリアα１に位置させて、下部電極膜２４を形成する。下部電極膜２４は、形成する感湿部と固定部の中間位置に想定した仮想中心線Ｘに関してミラー反転させた、例えば平面矩形状で感湿部と固定部にそれぞれ形成する。
【００９０】
続いて、図３５及び図３６に示すように、下部電極膜２４の上に、仮想中心線Ｘに関してミラー反転させた例えば下部電極膜２４より若干大きな平面矩形状で、例えばポリイミドからなる高分子感湿膜２５を形成する。
【００９１】
続いて、図３７及び図３８に示すように、高分子感湿膜２５及び表面２２０ｆ上に、絶縁体２２１ａで画成されたセンサエリアα１から上部電極エリアα２、α３にかけて、仮想中心線Ｘに関してミラー反転させたパターン形状からなる上部電極膜２６を形成する。ここで、上部電極膜２６の高分子感湿膜２５上に位置する部分は、下部電極膜２４とほぼ同等の平面矩形状で形成し、かつ、感湿部側には高分子感湿膜２５を露出させる多数の開口部２７を設け、固定部側には開口部を有さないベタ膜状のままで設ける。この上部電極膜２６には、例えばＡｌ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ等の電極材料を用いる。
【００９２】
続いて、図３９に示すように、上部電極膜２６を覆う非透湿保護膜２８を形成する。非透湿保護膜２８には、例えば窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ膜）やＳｉＯ2膜、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2積層膜、ＳｉＯ2／ＳｉＮ積層膜等を用いる。
【００９３】
続いて、図４０に示すように、センサチップ基板２２０の裏面２２０ｇに、絶縁体２２１ｂで画成された電極パッド形成エリアに位置させて、支持基板２１０の電極配線２１０ｅと接続可能な複数の電極パッド２３５を形成する。上述したように湿度センサ形成エリアと電極パッド形成エリアは電気的に導通しているので、複数の電極パッド２３５は、下部電極膜２４及び上部電極膜２６と導通接続する。
【００９４】
そして、同図４０の破線で示すように、センサチップ基板２２０を、湿度センサ２１の両側の絶縁体２２１ａ、２２１ｂが埋め込まれている位置で切断すれば、センサチップ基板２２０が完成する。
【００９５】
次に、図４１〜図４７を参照し、上述の製造工程（図２９〜図４０）とは別態様による、センサチップ基板２２０の製造工程について詳細に説明する。図４１〜図４６はセンサチップ基板２２０の製造工程を示す断面図であり、図４７は、図４６に示す工程を基板裏面側から見て示す平面図である。
【００９６】
この態様においても、例えばホウ素やリン等の不純物ドーピングにより抵抗率を所定値以下にした低抵抗シリコン基板を、センサチップ基板２２０として用いる。このセンサチップ基板２２０の表裏面は電気的に導通している。
【００９７】
先ず、図４１に示すように、所定の配線接続エリアを残して、センサチップ基板２２０の表面をドライエッチングにより所定深さ削る。削った部分には、ガラスからなる絶縁体２２１を埋め込み形成し、センサチップ基板２２０のシリコン層と埋め込んだ絶縁体２２１とが同一高さになるまで表面研磨して、巨視的な凹凸のない平坦な表面２２０ｆを形成する。この工程により、表面２２０ｆの絶縁体２２１が埋め込まれていないエリア、すなわち、表裏面の電気的導通が確保されているエリアが配線接続エリアとなる。
【００９８】
次に、同図４１に示すように、センサチップ基板２２０の裏面２２０ｇに、基板厚さ方向で表面２２０ｆの配線接続エリアと重複させて、該センサチップ基板２２０を所定深さ削った凹部２２０ｉを複数形成し、各凹部２２０ｉ内に電極パッド２３５を形成する。複数の電極パッド２３５は、表面２２０ｆの配線接続エリアとの電気的導通が得られている。
【００９９】
絶縁体２２１の埋設工程と電極パッド形成工程は、順不同である。
【０１００】
続いて、図４２に示すように、センサチップ基板２２０の表面２２０ｆ（湿度センサ形成面）上に、配線接続エリアに少なくとも一部を位置させて、下部電極膜２４を形成する。下部電極膜２４は、配線接続エリアで裏面２２０ｇの電極パッド２３５と電気的に接続される。この下部電極膜２４は、形成する感湿部と固定部の中間位置に想定した仮想中心線Ｘに関してミラー反転させた、例えば平面矩形状で感湿部と固定部にそれぞれ形成する。
【０１０１】
続いて、図４３に示すように、下部電極膜２４の上に、仮想中心線Ｘに関してミラー反転させた例えば下部電極膜２４より若干大きな平面矩形状で、例えばポリイミドからなる高分子感湿膜２５を形成する。
【０１０２】
続いて、図４４に示すように、高分子感湿膜２５及び表面２２０ｆ上に、仮想中心線Ｘに関してミラー反転させたパターン形状からなる上部電極膜２６を形成する。ここで、上部電極膜２６の高分子感湿膜２５上に位置する部分は、下部電極膜２４とほぼ同等の平面矩形状で形成し、かつ、感湿部側には高分子感湿膜２５を露出させる多数の開口部２７を設け、固定部側には開口部を有さないベタ膜状のままで設ける。この上部電極膜２６は、高分子感湿膜２５上から表面２２０ｆの絶縁体２２１上を通って配線接続エリア上まで延長し、該配線接続エリアで裏面２２０ｇの電極パッド２３５と電気的に接続される。上部電極膜２６には、例えばＡｌ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ等の電極材料を用いる。
【０１０３】
続いて、図４５に示すように、上部電極膜２６を覆う非透湿保護膜２８を形成する。非透湿保護膜２８には、例えば窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ膜）やＳｉＯ2膜、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2積層膜、ＳｉＯ2／ＳｉＮ積層膜等を用いる。
【０１０４】
続いて、図４６及び図４７に示すように、裏面２２０ｇに、複数の電極パッド２３５を電気的に独立させる開口部２２２を形成する。この開口部２２２は、ドライエッチングにより、表面２２０ｆに埋設した絶縁体２２１を露出させる深さで形成する。
【０１０５】
そして、図４６及び図４７の破線で示すようにセンサチップ基板２２０を切断すれば、センサチップ基板２２０は完成する。
【０１０６】
上記図４１〜図４７の製造工程によれば、センサチップ基板２２０の複数の電極パッド２３５が裏面２２０ｇに形成した凹部２２０ｉ内に配置されるので、電極パッド２３５の厚み分だけパッケージ高さ方向のスペースを省略でき、低背化に貢献できる。
【０１０７】
以上の第２実施形態では、センサチップ基板２２０に低抵抗のシリコン基板を用い、基板自体を配線として表面２２０ｆ側の湿度センサ２１と裏面２２０ｇ側の複数の電極パッド２３５を導通接続しているので、センサチップ基板２２０にスルーホール配線を設けずに済み、構成及び製造工程が簡便である。勿論、センサチップ基板２２０にスルーホール導体を設けて表面側の湿度センサと裏面側の電極パッドを導通接続する態様としてもよい。
【０１０８】
以上の第１、第２実施形態は、センサチップ基板２０の複数の電極パッド３５を湿度センサ形成面と平行な低平面部２０ｅまたは基板裏面２０ｇに設けているが、以下では、湿度センサ形成面と直交する側面に、センサチップ基板２０の複数の電極パッド３５を設けた第３、第４実施形態について説明する。
【０１０９】
図４８〜図５０は、本発明の第３実施形態を示している。図４８は第３実施形態による湿度センサパッケージ３の封止前の状態を示す外観斜視図、図４９は封止前の湿度センサパッケージ３を上から見て示す平面図、図５０は封止前の湿度センサパッケージ３を側面から見て示す側面図である。封止樹脂６０により封止した状態の湿度センサパッケージ３は、図１に示される第１実施形態の湿度センサパッケージ１と同様になる。
【０１１０】
第３実施形態による湿度センサパッケージ３は、センサチップ基板３２０の複数の電極パッド３３５を側面３２０ｂに設け、この複数の電極パッド３３５と支持基板３１０の表面３１０ａに設けた電極配線３１０ｅを互いに直交する位置関係でＡｕボール３０により接続した実施形態である。
【０１１１】
センサチップ基板３２０は、その表面に絶縁膜を形成したシリコン基板からなる。このセンサチップ基板３２０には、巨視的な凹凸のない平坦な表面（湿度センサ形成面）３２０ａ上に湿度センサ２１が形成され、この湿度センサ２１の下部電極膜２４及び上部電極膜２６に一端部が接続した下部電極配線３４及び上部電極配線３６が側面３２０ｂまで延長形成され、下部電極配線３４及び上部電極配線３６の他端部に電極パッド３３５がそれぞれ設けられている。センサチップ基板３２０の側面３２０ｂは、センサチップ基板３２０の表面３２０ａ及び支持基板３１０の表面３１０ａに対して直交する面である。湿度センサ２１の構成要素は、第１実施形態の湿度センサ２１と同様である。
【０１１２】
支持基板３１０は、センサチップ基板３２０の接着固定面である表面３１０ａに、センサチップ基板３２０の複数の電極パッド２３５に対応する電極配線３１０ｅを設けた以外の構成は、第１実施形態の支持基板１０と同一である。
【０１１３】
ＩＣ基板５０は、センサチップ基板２０より薄板で、複数の電極パッド５５、５６を形成した電極パッド形成面（表面）５０ａがセンサチップ基板３２０の湿度センサ形成面（表面３２０ａ）よりも低くなっている。ＩＣ基板５０の複数の電極パッド５５は、例えばＡｕからなる導電性ワイヤー５３で、支持基板３１０の電極配線３１０ｅに接続されている。導電性ワイヤー５３は、その表面高さがセンサチップ基板３２０の表面３２０ａ（湿度センサ形成面）よりも低く、封止樹脂６０内に埋め込まれている。
【０１１４】
この実施形態のようにセンサチップ基板３２０の側面３２０ｂに複数の電極パッド３３５を設ければ、導電性ワイヤーを用いずに該複数の電極パッド３３５と支持基板３１０の電極配線３１０ｅを直に接続でき、支持基板３１０の電極配線３１０ｅを介してＩＣ基板５０の複数の電極パッド５５と電気的に接続されるので、基板表面に設けた電極パッドとＩＣ基板をワイヤーボンディングにより接続する場合よりもパッケージ高さ方向のスペースを省略でき、低背化を図れる。
【０１１５】
湿度センサパッケージ３は、次のように製造する。先ず、単一の支持基板３１０の表面３１０ａ上に、該支持基板３１０の電極配線３１０ｅの一端部側にそれぞれ位置させて、多数のセンサチップ基板３２０を接着固定する。このとき、各センサチップ基板３２０は、その側面３２０ｂに設けた複数の電極パッド３３５と支持基板３１０の電極配線３１０ｅの一端部が互いに直交する位置関係（９０°で対向する関係）となるように、配置する。次に、例えばＡｕボール３０により、互いに直交する位置関係で対向させたセンサチップ基板３２０の複数の電極パッド３３５と支持基板３１０の電極配線３１０ｅの一端部を接続する。
【０１１６】
続いて、同じ支持基板３１０上に、該支持基板３１０の電極配線３１０ｅの他端部側にそれぞれ位置させて、多数のＩＣ基板５０を接着固定する。そして、導電性ワイヤー５３により電極配線３１０ｅの他端部と各ＩＣ基板５０の複数の電極パッド５５を接続し、さらに、導電性ワイヤー５２によりコンタクト導体１０ｃと各ＩＣ基板５０の複数の電極パッド５６を接続する。ＩＣ基板５０の電極パッド形成面５０ａはセンサチップ基板３２０の湿度センサ形成面３２０ａよりも低く、その表面高さの差は５０〜２００μｍ程度あるので、導電性ワイヤー５２、５３は湿度センサ形成面よりも低くなる。
【０１１７】
センサチップ基板３２０の接着固定及び電気接続工程と、ＩＣ基板５０の接着固定及び電気接続工程は、逆の順番で行ってもよい。
【０１１８】
センサチップ基板３２０、支持基板３１０及びＩＣ基板５０の電気接続が終わったら、支持基板３１０上でセンサチップ基板３２０及びＩＣ基板５０を封止する。封止工程は、上述の第１実施形態と同様に、センサチップ基板３２０の湿度センサ形成面に金型を押し当て、該金型とセンサチップ基板３２０、ＩＣ基板５０及び支持基板３１０の間に生じるキャビティに封止樹脂６０を充填し、この封止樹脂６０が硬化したら金型を外す。金型をセンサチップ基板３２０の湿度センサ形成面に押し当てることで、封止樹脂６０の表面は湿度センサ形成面と同一高さとなり、パッケージ表面には湿度センサ２１のみが露出する。そして、湿度センサ２１を除くセンサチップ基板３２０、ＩＣ基板５０及びこれらの電気配線部は封止樹脂６０によって埋め込まれるので、腐食や衝撃に強く、信頼性が向上する。この工程により、多数のセンサチップ基板３２０及びＩＣ基板５０は単一の支持基板３１０上で一括封止でき、封止工程が容易となる。封止樹脂６０には、例えばエポキシ樹脂を用いる。
【０１１９】
封止後は、１枚のセンサチップ基板３２０と１枚のＩＣ基板５０からなるパッケージ単位で支持基板３１０を切断する。分割した各パッケージには、支持基板３１０の裏面に、スルーホール導体を介してコンタクト導体３１０ｃと導通接続するＳＭＤ端子１１を形成する。このＳＭＤ端子１１を介して、ＩＣ基板５０は外部回路と接続可能になる。
【０１２０】
以上により、湿度センサパッケージ３が得られる。
【０１２１】
図５１〜図５３は、本発明の第４実施形態を示している。図５１は封止前の湿度センサパッケージ４を示す外観斜視図、図５２は封止前の湿度センサパッケージ４を上から見て示す平面図、図５３は封止前の湿度センサパッケージ４を側面から見て示す側面図である。
【０１２２】
湿度センサパッケージ４は、上述のセンサチップ基板３２０の側面３２０ｂに設けた複数の電極パッド３３５を、ＩＣ基板５０の複数の電極パッド５５と互いに直交する位置関係で接続した実施形態である。支持基板と及びＩＣ基板は、第１実施形態の支持基板１０及びＩＣ基板５０と同一である。このようにセンサチップ基板３２０の複数の電極パッド３３５とＩＣ基板５０の複数の電極パッド５５を直に接続すれば、導電性ワイヤーを用いずに済み、ワイヤーボンディングで接続する場合に比べてパッケージ高さ方向のスペースを省略でき、低背化を図れる。また支持基板上に電極配線を設ける必要がないので構成容易となり、センサチップ基板３２０とＩＣ基板５０を密接配置することから支持基板も小型化できる。
【０１２３】
湿度センサパッケージ４は、次のように製造する。先ず、単一の支持基板１０の表面１０ａ上に、センサチップ基板３２０とＩＣ基板５０を一対ずつ配置し、接着固定する。このとき、センサチップ基板３２０とＩＣ基板５０は、該センサチップ基板３２０の側面３２０ｂに設けた複数の電極パッド３３５とＩＣ基板５０の表面５０ａに設けた複数の電極パッド５５が互いに直交する位置関係で対向するように、密接させる。
【０１２４】
次に、互いに直交する関係で対向させたセンサチップ基板３２０の複数の電極パッド３３５とＩＣ基板５０の複数の電極パッド５５をＡｕボール３０により直に接続する。続いて、導電性ワイヤー５２によりＩＣ基板５０の複数の電極パッド５６を支持基板１０のコンタクト導体１０ｃに接続する。ＩＣ基板５０の電極パッド形成面はセンサチップ基板３２０の湿度センサ形成面（表面３２０ａ）よりも低く、その表面高さの差は５０〜２００μｍ程度あるから、導電性ワイヤー５２は湿度センサ形成面よりも低くなる。
【０１２５】
続いて、支持基板１０上でセンサチップ基板３２０及びＩＣ基板５０を封止する。封止工程は、上述の第１実施形態と同様に、センサチップ基板３２０の湿度センサ形成面に金型を押し当て、該金型とセンサチップ基板３２０、ＩＣ基板５０及び支持基板１０の間に生じるキャビティに封止樹脂６０を充填し、この封止樹脂６０が硬化したら金型を外す。金型をセンサチップ基板３２０の湿度センサ形成面に押し当てることで、封止樹脂６０の表面は湿度センサ形成面と同一高さとなり、パッケージ表面には湿度センサ２１のみが露出する。そして、湿度センサ２１を除くセンサチップ基板３２０、ＩＣ基板５０及びこれらの電気配線部は封止樹脂６０によって埋め込まれるので、腐食や衝撃に強く、信頼性が向上する。この工程により、多数のセンサチップ基板３２０及びＩＣ基板５０は単一の支持基板１０上で一括封止でき、封止工程が容易となる。封止樹脂６０には、例えばエポキシ樹脂を用いる。
【０１２６】
封止後は、１枚のセンサチップ基板３２０と１枚のＩＣ基板５０からなるパッケージ単位で支持基板１０を切断する。分割した各パッケージには、支持基板１０の裏面１０ｂに、スルーホール導体１０ｄを介してコンタクト導体１０ｃと導通接続するＳＭＤ端子１１を形成する。このＳＭＤ端子１１を介して、ＩＣ基板５０は外部回路と接続可能になる。
【０１２７】
以上により、湿度センサパッケージ４が得られる。
【０１２８】
以上の各実施形態によれば、センサチップ基板２０の湿度センサ２１が複数の電極パッド３５よりも高い位置に形成され、この湿度センサ形成面と同じ高さまで封止樹脂６０が設けられているので、パッケージ高さ方向のスペースを省略しつつ湿度センサ２１以外（センサチップ基板２０、ＩＣ基板５０及びその電気配線部）を封止樹脂６０で確実に封止でき、湿度センサ２１のみをパッケージ表面１ａに露出させることが容易となる。これにより、パッケージの低背化を実現でき、外部回路に実装容易なＳＭＤ対応の湿度センサパッケージを提供できる。
【０１２９】
各実施形態では、感湿部２２と固定部２３を有する湿度センサ２１を備えた実施形態で本発明を説明したが、湿度に応じて出力が変化する感湿部のみを有する湿度センサを備えた湿度センサパッケージにも本発明は適用可能である。また、容量型湿度センサだけでなく、湿度に応じて電気抵抗が変化する感湿部を有する抵抗型湿度センサにも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１、２、３、４  湿度センサパッケージ
１０    支持基板
１０ａ  表面
１０ｂ  裏面
１０ｃ  コンタクト導体
１０ｄ  スルーホール導体
２０    センサチップ基板
２０ａ  Ｓｉ層
２０ｂ  絶縁膜
２０ｃ  高平面部（湿度センサ形成面）
２０ｄ  傾斜面部
２０ｅ  低平面部（電極パッド形成面）
２１    湿度センサ
２２    感湿部
２３    固定部
２４    下部電極膜
２５    高分子感湿膜
２６    上部電極膜
２７    開口部
２８    非透湿保護膜
３０    Ａｕボール
３４    下部電極配線
３５    電極パッド
３６    上部電極配線
３７    コンタクトホール
５０    ＩＣ基板
５１、５２、５３  導電性ワイヤー
５５、５６  電極パッド
６０    封止樹脂
６１    金型
６２    キャビティ
２２０    センサチップ基板
２２０ｆ  表面（湿度センサ形成面）
２２０ｇ  裏面
２２０ｈ  スルーホール配線
２２０ｉ  凹部
２２２    開口部
２３５    電極パッド
３１０    支持基板
３１０ａ  表面
３１０ｃ  コンタクト導体
３１０ｅ  電極配線
３２０    センサチップ基板
３２０ａ  表面（湿度センサ形成面）
３２０ｂ  側面
３３５    電極パッド
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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