(57)【要約】【課題】傾斜ベースをパッケージの内底部に実装する際に、接着剤が傾斜ベースの傾斜面へ浸入してしまうことを抑制することのできる半導体物理量センサを得る。【解決手段】パッケージ５の内底部５ｂに傾斜ベース４を実装するとともに、半導体を用いた物理量センサチップ２を、当該物理量センサチップ２の検出軸が内底部５ｂに対して傾斜するように傾斜ベース４の傾斜面４ａに実装する半導体物理量センサ１であって、傾斜ベース４の内底部５ｂへの実装面４ｂと、当該実装面４ｂが当接する内底部５ｂの当接面５ｅと、当該当接面５ｅの周縁部５ｆと、のうち少なくとも何れか１つに接着剤を逃がす凹部８を設ける。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージの内底部に傾斜ベースを実装するとともに、半導体を用いた物理量センサチップを、当該物理量センサチップの検出軸が前記内底部に対して傾斜するように前記傾斜ベースの傾斜面に実装する半導体物理量センサであって、
前記傾斜ベースの前記内底部への実装面と、当該実装面が当接する前記内底部の当接面と、当該当接面の周縁部と、のうち少なくとも何れか１つに接着剤を逃がす凹部を設けたことを特徴とする半導体物理量センサ。
【請求項２】
前記凹部を、前記傾斜ベースの前記内底部への実装面に形成したことを特徴とする請求項１に記載の半導体物理量センサ。
【請求項３】
前記凹部を、前記傾斜ベースの長手方向一端側となる肉厚側の側面に開口するように形成したことを特徴とする請求項２に記載の半導体物理量センサ。
【請求項４】
前記凹部を、前記実装面の中心に対して点対称位置に設けたことを特徴とする請求項２に記載の半導体物理量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体物理量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パッケージの内底部に傾斜ベース（樹脂層）を実装するとともに、当該傾斜ベースの傾斜面に半導体を用いた物理量センサチップを実装することで、センサチップの検出軸を内底部に対して傾けて配置するようにした半導体物理量センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、半導体物理量センサとして角速度センサを用いており、この角速度センサを搭載したカーナビゲーションが、例えば傾斜したダッシュボードに設置された場合でも、予めセンサチップを傾斜面に実装して傾けておくことで、検出軸を水平に保ちセンサ性能の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０４１９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の半導体物理量センサにあっては、傾斜ベースのパッケージ内底部への実装面が平坦状に形成されている。そのため、傾斜ベースを接着剤によってパッケージの内底部に実装する場合に、接着剤が傾斜ベースの側面を回り込んで傾斜面に這い上がってしまう恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明は、傾斜ベースをパッケージの内底部に実装する際に、接着剤が傾斜ベースの傾斜面へ浸入してしまうことを抑制することのできる半導体物理量センサを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明にあっては、パッケージの内底部に傾斜ベースを実装するとともに、半導体を用いた物理量センサチップを、当該物理量センサチップの検出軸が前記内底部に対して傾斜するように前記傾斜ベースの傾斜面に実装する半導体物理量センサであって、前記傾斜ベースの前記内底部への実装面と、当該実装面が当接する前記内底部の当接面と、当該当接面の周縁部と、のうち少なくとも何れか１つに接着剤を逃がす凹部を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明にあっては、前記凹部を、前記傾斜ベースの前記内底部への実装面に形成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明にあっては、前記凹部を、前記傾斜ベースの長手方向一端側となる肉厚側の側面に開口するように形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明にあっては、前記凹部を、前記実装面の中心に対して点対称位置に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、傾斜ベースの内底部への実装面と、当該実装面が当接する内底部の当接面と、当該当接面の周縁部と、のうち少なくとも何れか１つに接着剤を逃がす凹部を設けたため、余分な接着剤をこの凹部に逃がして接着剤が傾斜ベースの傾斜面に浸入してしまうことを抑制することができる。その結果、傾斜面に這い上がった接着剤が当該傾斜面上で固まってしまい、物理量センサチップを実装する際に傾斜角度がずれて検知精度を悪化させてしまうといったことを抑制できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、凹部を傾斜ベースの内底部への実装面に形成したため、請求項１と同様の作用効果を得ることができるとともに、この凹部の形成された実装面を傾斜ベースの裏側として、平面視からでも容易に傾斜ベースの表裏を判断することができるようになる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、凹部を傾斜ベースの長手方向一端側となる肉厚側の側面に開口するように形成したため、傾斜ベースの実装面とパッケージの内底部とを接着剤によって接着させる際に、余分な接着剤をこの凹部に逃がして、当該凹部内に漏れ出た接着剤を傾斜ベースの肉厚側の側面から排出することができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、凹部を実装面の中心に対して点対称位置に設けたため、傾斜ベースの実装面をパッケージの内底部に接着させる際に、接着剤を均等に分散させることができるため、傾斜ベースが片側に偏心して浮き上がってしまうといったことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる半導体物理量センサの分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる半導体物理量センサを示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１に示す半導体物理量センサの物理量センサチップを拡大して示した図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる傾斜ベースを示した図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる傾斜ベースの第１変形例を示した図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる傾斜ベースの第２変形例を示した図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる傾斜ベースの第３変形例を示した図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる傾斜ベースの第４変形例を示した図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる傾斜ベースの第５変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。以下では、半導体物理量センサとして、静電容量式の加速度センサを例示する。図１〜図４は、本発明にかかる加速度センサの一実施形態を示した図である。まずは図１〜図４を参照して、本実施形態の加速度センサ１の概略構成について説明する。
【００１７】
加速度センサ１は、図１に示すように、加速度（物理量）を検知するセンサチップ（物理量センサチップ）２と、ＩＣチップ（信号処理チップ）３と、傾斜ベース４と、パッケージ５と、リッド６とを備えて構成されている。
【００１８】
センサチップ２は、図３（ａ）に示すように、本実施形態では半導体素子ディバイスを形成したシリコン基板２Ａの両面を、保護層となるガラス基板２Ｂ、２Ｃで挟み込み、それらシリコン基板２Ａとガラス基板２Ｂ、２Ｃとを例えば陽極接合等により一体に結合することで形成されている。
【００１９】
シリコン基板２Ａには、図３（ｂ）に示すように、シリコン基板２Ａに公知の半導体プロセスにより間隙３０を形成することで、周縁部に形成される略矩形状の枠部２０、固定電極体２１、可動電極体となる錘部２２、ばね部２３および当該ばね部２３を介して錘部２２を支持する支持部２４が形成されている。そして、シリコン基板２Ａとガラス基板２Ｂおよびガラス基板２Ｃとの接合面には比較的浅いギャップ２９がそれぞれ形成されており、シリコン基板２Ａ各部の絶縁性や錘部２２の動作性の確保が図られている。
【００２０】
本実施形態では、ばね部２３を錘部２２と支持部２４に連結することで、ばね部２３に支持部２４に対して錘部２２を弾性的に可動支持するバネ要素としての機能を与えている。さらに、錘部２２に対し、バネ要素としてのばね部２３に接続された支持部２４により支持される質量要素（マス）としての機能を与え、これらバネ要素と質量要素とによってバネ−マス系を構成している。そして、質量要素としての錘部２２の位置変位による錘部２２、固定電極体２１間の静電容量値の変化を検出し、検出された静電容量値の変化に基づきセンサチップ２に加えられた加速度を検知するようになっている。
【００２１】
具体的には、この静電容量値の変化は、錘部２２、固定電極体２１にそれぞれ形成された複数の櫛歯状可動電極２５、櫛歯状固定電極２６からなる検出部２７、２８によって検出される。
【００２２】
例えば、図３（ｂ）に示すＸ方向に加速度が与えられると、櫛歯状可動電極２５がＸ方向に変位し、検出部２７の櫛歯状可動電極２５、櫛歯状固定電極２６で検出される静電容量値と、検出部２８の櫛歯状可動電極２５、櫛歯状固定電極２６で検出される静電容量値に差が生じる。そして、このようにして生じた静電容量値の差からＸ方向の加速度を検出している。
【００２３】
ＩＣチップ３は、センサチップ２の出力信号を信号処理するものである。このＩＣチップ３には、センサチップ２の出力信号を増幅する増幅回路、センサの感度やオフセット電圧およびそれらの温度特性を補正する温度補償回路、ノイズを除去するノイズ除去回路などが集積化されている。そして、これらの回路を動作させることでセンサチップ２の出力信号がＩＣチップ３によって信号処理される。このＩＣチップ３としては、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを用ることができる。
【００２４】
傾斜ベース４は、図１に示すように、樹脂や金属などにより形成された略四角柱状のものであり、パッケージ５の下段面（内底部）５ｂに実装されるとともに、センサチップ２をその天面となる傾斜面４ａに実装するようになっている。
【００２５】
ここで、本実施形態では、この傾斜ベース４のパッケージ５下段面５ｂへの実装面となる下面４ｂと、当該下面４ｂが当接する下段面５ｂの当接面５ｅと、当該当接面５ｅの周縁部５ｆと、のうち少なくとも何れか１つ（本実施形態では、傾斜ベース４の下面４ｂ）に接着剤を逃がす凹部８を設けている。具体的には、図４に示すように、傾斜ベース４の下面４ｂの略中央部に、略円柱状の凹部８が凹設されている。
【００２６】
パッケージ５は、本実施形態では、セラミック基板を積層することにより形成されており、上方に開口部５ａを有する箱状を成している。パッケージ５の内部底面には、傾斜ベース４を介してセンサチップ２を実装する前記下段面５ｂと、ＩＣチップ３を実装する上段面（内底部）５ｃとが形成されている。
【００２７】
リッド６は、パッケージ５を封止するものであり、その輪郭がパッケージ５の開口部５ａ周縁の輪郭と同じとなるように形成されている。
【００２８】
次に、上述のように構成された加速度センサ１の組立手順について説明する。
【００２９】
まずは、図１に示す傾斜ベース４をパッケージ５の下段面５ｂに実装するとともに、ＩＣチップ３をパッケージ５の上段面５ｃに実装する。この際、傾斜ベース４の下面４ｂとパッケージ５の下段面５ｂとを接着剤によって接着させるのであるが、本実施形態では傾斜ベース４の下面４ｂに凹部８が設けられているため、余分な接着剤をこの凹部８に逃がすことができる。
【００３０】
次に、傾斜ベース４の傾斜面４ａに接着剤によってセンサチップ２を実装する。
【００３１】
そして、パッケージ５に搭載されたこれらの搭載部品にワイヤーボンディングを行う。すなわち、実装されたセンサチップ２とＩＣチップ３とをリード線Ｌ１を介して電気的に接続するとともに、ＩＣチップ３とパッケージ５の内壁に設けられた端子台部５ｄとをリード線Ｌ２を介して電気的に接続する。
【００３２】
最後に、リッド６を溶接してパッケージ５の開口部５ａを封止することによって、加速度センサ１が形成される。このようにして形成された加速度センサ１は、パッケージ５に形成された図示せぬ端子を介してプリント基板（図示せず）に実装される。
【００３３】
以上、説明してきたように、本実施形態の加速度センサ１によれば、傾斜ベース４のパッケージ５下段面（内底部）５ｂへの実装面となる下面４ｂと、当該下面４ｂが当接する下段面５ｂの当接面５ｅと、当該当接面５ｅの周縁部５ｆと、のうち少なくとも何れか１つに接着剤を逃がす凹部８を設けている。そのため、余分な接着剤をこの凹部８に逃がして接着剤が傾斜ベース４の傾斜面４ａに浸入してしまうことを抑制することができる。その結果、傾斜面４ａに這い上がった接着剤が当該傾斜面４ａ上で固まってしまい、センサチップ２を実装する際に傾斜角度がずれて検知精度を悪化させてしまうといったことを抑制できる。
【００３４】
また、本実施形態では、この凹部８を傾斜ベース４の下面４ｂに形成したため、凹部８の形成された下面４ｂを傾斜ベース４の裏側として、平面視からでも容易に傾斜ベース４の表裏を判断することができるようになる。その結果、微細な部品である傾斜ベース４の表裏を作業者が間近で判断する必要がなくなり、加速度センサ１の組立作業を簡素化できるとともに、傾斜面４ａをパッケージ５の下段面５ｂに接着してしまうといったことをより抑制することができる。
【００３５】
次に、図５〜図９を参照して、本実施形態にかかる傾斜ベースの変形例について説明する。なお、以下の各変形例は、傾斜ベースの凹部の形状が異なるものであり、その他の構成は同じである。
【００３６】
図５は、本実施形態にかかる傾斜ベースの第１変形例を示した図である。
【００３７】
図５に示す第１変形例の傾斜ベース４Ａは、下面４ｂに設けられる凹部１１が、本体凹部１１ａと当該本体凹部１１ａに接続される切欠溝１１ｂとを備えており、この切欠溝１１ｂによって凹部１１を傾斜ベース４の長手方向一端側となる肉厚側の側面４ｃに開口させたものである。なお、本変形例では、略円柱状の本体凹部１１ａが傾斜ベース４の下面４ｂの略中央部に設けられ、この本体凹部１１ａにおける傾斜ベース４の肉厚側周縁から２本の切欠溝１１ｂが直線状に切り欠かれている。
【００３８】
かかる構成では、傾斜ベース４Ａの下面４ｂとパッケージ５の下段面５ｂとを接着剤によって接着させる際に、余分な接着剤をこの凹部１１に逃がして、当該凹部１１内に漏れ出た接着剤を傾斜ベース４Ａの肉厚側の側面４ｃから排出することができる。このように、凹部１１を傾斜ベース４Ａの肉厚側の側面４ｃに開口させることで、余分な接着剤を高さのある肉厚側の側面４ｃにガイドすることができるため、接着剤が傾斜ベース４Ａの傾斜面４ａに浸入してしまうことをより抑制することができる。
【００３９】
また、凹部１１を傾斜ベース４Ａの肉厚側の側面４ｃに開口させることで、凹部１１内に接着剤が満たされてしまうことや空気溜まりが形成されてしまうことを抑制することもできる。その結果、接着剤による押圧や熱変化等により膨張した空気溜まり内の空気による押圧で、傾斜ベース４Ａが浮き上がってしまうことを抑制することができる。
【００４０】
図６は、本実施形態にかかる傾斜ベースの第２変形例を示した図である。
【００４１】
図６に示す第２変形例の傾斜ベース４Ｂは、上記第１変形例にかかる傾斜ベース４Ａに対して、凹部１２を略四角柱状に形成して傾斜ベース４の肉厚側の側面４ｃに開口させたものである。
【００４２】
この第２変形例の傾斜ベース４Ｂによっても、上記第１変形例の傾斜ベース４Ａと同様の作用効果を得ることができる。
【００４３】
また、本変形例のように、凹部１２を傾斜ベース４Ｂの肉厚側に偏心させて設けることで、すなわち、傾斜ベース４Ｂの肉薄側に凹部１２を形成しないようにすることで、肉厚側に比べて強度の低い肉薄側の強度が低下してしまうのを抑制することができる。このように、凹部１２を傾斜ベース４Ｂの肉厚側に偏心させて設けることで、傾斜ベース４Ｂの凹部形成による強度低下を極力抑えることが可能となり、傾斜ベース４Ｂが破損してしまったり、歪んでしまうのを抑制することができる。
【００４４】
図７は、本実施形態にかかる傾斜ベースの第３変形例を示した図である。
【００４５】
図７に示す第３変形例の傾斜ベース４Ｃは、略円柱状の凹部１３が傾斜ベース４Ｃの下面４ｂに複数設けられており、この複数の凹部１３を下面４ｂの中心に対して点対称位置に配置させたものである。
【００４６】
かかる構成では、傾斜ベース４Ｃの下面４ｂをパッケージ５の下段面５ｂに接着させる際に、接着剤を均等に分散させることができるため、傾斜ベース４Ｃが片側に偏心して浮き上がってしまうといったことを抑制することができる。その結果、接着剤が片側に偏心した状態で傾斜ベース４Ｃが取り付けられてしまい、傾斜面４ａの傾斜角度が変わってしまうことを抑制することができる。
【００４７】
図８は、本実施形態にかかる傾斜ベースの第４変形例を示した図である。
【００４８】
図８に示す第４変形例の傾斜ベース４Ｄは、上記第３変形例にかかる傾斜ベース４Ｃに対して、傾斜ベース４Ｃの下面４ｂの中心に、傾斜ベース４Ｃの幅方向に伸びる略円柱状の凹部１４を設けたものである。すなわち、本変形例にかかる凹部１４は、円形凹部１４ａと矩形凹部１４ｂとを備えている。
【００４９】
この第４変形例の傾斜ベース４Ｄによっても、上記第３変形例の傾斜ベース４Ｃと同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
図９は、本実施形態にかかる傾斜ベースの第５変形例を示した図である。
【００５１】
図９に示す第５変形例の傾斜ベース４Ｅは、上記第３変形例にかかる傾斜ベース４Ｃと同様に、傾斜ベース４Ｅの下面４ｂに複数の凹部１５が設けられているとともに、この複数の凹部１５を四角錐状に凹設したものである。
【００５２】
このように、微細な凹部１５を多数設けることで、傾斜ベース４Ｅの下面４ｂの接着面から凹部１５までの距離を短くすることが可能となり、接着剤を凹部１５に向けて逃がしやすくすることができる。したがって、接着面の凹部１５から遠距離に位置する部位の接着剤が凹部１５に逃げきれず残存してしまうのを抑制することができる。
【００５３】
また、本変形例においても凹部１５を傾斜ベース４Ｅの肉厚側に偏心させて設けているため、成形時に傾斜ベース４Ｅが歪んでしまうことを抑制できる。
【００５４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能である。例えば、上記実施形態では、傾斜ベースの下面に接着剤を逃がす凹部を設けたが、パッケージの当接面やこの当接面の周縁部に凹部を設けても勿論よい。また、これらの凹部を併用させたり、上記第１〜第５変形例にかかる傾斜ベースと組み合わせてもよい。
【００５５】
また、上記各実施形態では、物理量センサチップとして、水平方向の加速度を検知する１軸加速度センサを例示したが、これに限らず、垂直方向（センサチップの厚さ方向）の加速度を検知する加速度センサや、２軸加速度センサや３軸加速度センサを用いることも可能である。
【００５６】
また、物理量センサチップとして３層構造のものを例示したが、単層のものや２層、４層以上の多層構造のものを用いることも可能である。
【００５７】
さらに、物理量センサチップに形成される枠部、固定電極体、可動電極体、ばね部および支持部の形状や配置も適宜に設計することが可能である。
【００５８】
また、上記各実施形態では、物理量センサチップとして加速度センサを例示したが、物理量センサチップは、これに限らず、加速度以外の物理量を検出するものであってもよい。
【００５９】
また、上記各実施形態では、半導体物理量センサとして、静電容量式の加速度センサを例示したが、ピエゾ抵抗型やガス温度分布型の半導体物理量センサを用いても本発明を実施することができる。
【００６０】
また、傾斜ベースやパッケージ、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１    加速度センサ（半導体物理量センサ）
２    センサチップ（物理量センサチップ）
３    ＩＣチップ（信号処理チップ）
４、４Ａ〜４Ｅ  傾斜ベース
４ａ  傾斜面
４ｂ  下面（実装面）
４ｃ  側面
５    パッケージ
５ｂ  下段面（内底面）
６    リッド
８、１１〜１５  凹部
【図１】
2011094978.tif 000003
【図２】
2011094978.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011094978.tif 000008
【図７】
2011094978.tif 000009
【図８】
2011094978.tif 000010
【図９】
2011094978.tif 000011