(57)【要約】【課題】半導体装置毎の検出精度のばらつきを抑制することができる半導体装置を提供する。【解決手段】回路基板２０の接着領域２１を、所定領域を有する第１接着領域２１ａと、接着領域２１ａのうち第１接着領域２１ａを除く領域である第２接着領域２１ｂとし、接合材３０を、接着剤３１を有した構成とされる第１接合材３０ａと、接着剤３１に、当該接着剤３１より熱膨張係数の低い材質で構成された間隔保持材３２が混入された第２接合材３０ｂと、を有するようにし、基板２０を、第１接着領域２１ａでは第２接合材３０ｂを介して実装部材１０と接合すると共に、第２接着領域２１ｂでは第１接合材３０ａを介して実装部材１０に接合することを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量の変化に応じた信号を出力するセンサチップ（４０）と、
前記センサチップ（４０）を一面に搭載すると共に、前記一面と反対側の裏面に接着領域（２１）を有する基板（２０）と、
前記基板（２０）を搭載する実装部材（１０）と、
前記基板（２０）と前記実装部材（１０）とを接合する接合材（３０）と、を有し、
前記接着領域（２１）は、所定領域を有する第１接着領域（２１ａ）と、前記接着領域（２１ａ）のうち前記第１接着領域（２１ａ）を除く領域である第２接着領域（２１ｂ）と、を有し、
前記接合材（３０）は、接着剤（３１）を有した構成とされる第１接合材（３０ａ）と、接着剤（３１）に、当該接着剤（３１）より熱膨張係数の低い材質で構成された間隔保持材（３２）が混入された第２接合材（３０ｂ）と、を有しており、
前記基板（２０）は、前記第１接着領域（２１ａ）では前記第２接合材（３０ｂ）を介して前記実装部材（１０）と接合されていると共に、前記第２接着領域（２１ｂ）では前記第１接合材（３０ａ）を介して前記実装部材（１０）に接合されており、前記間隔保持材（３２）により、前記実装部材（１０）との間に所定の間隔が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１接着領域（２１ａ）は、前記接着領域（３０）の中心点を中心とする円形領域とされており、前記第２接着領域（２１ｂ）は、前記第１接着領域（２１ａ）を囲む領域とされていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記実装部材（１０）における前記基板（２０）と対向する一面には、前記基板（２０）の前記第１接着領域（２１ａ）と対向する領域を囲むと共に、前記基板（２０）側に向かって突出し、前記基板（２０）と前記実装部材（１０）との間の高さ方向の大きさが、前記間隔保持材（３２）より小さくされている突出部（１２）が形成されており、前記突出部（１２）で囲まれる領域に前記第１接合材（３０ａ）が配置されていると共に、前記突出部（１２）の外側に前記第２接合材（３０ｂ）が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記間隔保持材（３２）が球形状であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記間隔保持材（３２）が正多面体であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１、第２接合材（３０ａ、３０ｂ）の前記接着剤（３１）は同じものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサチップを搭載した基板を実装部材に接合材を介して接合した半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１において、合成樹脂材料等で構成された接着剤にセラミックス微小球を混入してなるスペーサ材を介して二つの基板を実装した静電容量式センサが開示されている。このような静電容量式センサでは、接着剤により基板同士の接合を確保しつつ、セラミックス微小球により二つの基板の間隔を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２８８６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
最近では、接着剤にセラミックス微小球等の間隔保持材を混入した接合材を介して、センサチップを搭載した回路基板と実装部材とを接合した半導体装置が製造されている。図５（ａ）は、このような半導体装置の断面構成を示した図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す半導体装置の上面レイアウト図である。なお、図５（ａ）は、図５（ｂ）に示すＢ−Ｂ断面に相当している。
【０００５】
図５に示されるように、半導体装置は、センサチップＪ４０を搭載した回路基板Ｊ２０が実装部材としてのパッケージＪ１０に、回路基板Ｊ２０の接着領域Ｊ２１の全面に接合材Ｊ３０が配置されて接合されている。接合材Ｊ３０は、例えば、熱膨張係数が３×１０−４Ｋ−１、ヤング率が数〜数十Ｍｐａであるシリコーン系接着剤や合成樹脂材等で構成される接着剤Ｊ３１に、熱膨張係数が１×１０−４ｋ−１、ヤング率が数Ｇｐａであるセラミックスや樹脂から構成される微小球等の間隔保持材Ｊ３２が複数個混入されることにより構成されている。
【０００６】
このような半導体装置では、接合材Ｊ３０に含まれる間隔保持材Ｊ３２の一部が回路基板Ｊ２０およびパッケージＪ１０と接触した状態で回路基板Ｊ２０とパッケージＪ１０とが接合されるため、間隔保持材Ｊ３２により、回路基板Ｊ２０とパッケージＪ１０との間に所定の間隔を保持することができる。つまり、回路基板Ｊ２０とパッケージＪ１０とが直接接触することを防止することができる。このため、パッケージＪ１０に実装時応力等の外力が印加された場合に、当該外力がパッケージＪ１０を介して直接回路基板Ｊ２０に印加されることを抑制することができる。
【０００７】
しかしながら、このような半導体装置では、低温環境下で使用される場合、半導体装置毎にセンサチップＪ４０に印加される力が異なることになり、半導体装置毎に検出精度が異なるという問題がある。
【０００８】
すなわち、一般的にパッケージＪ１０は、セラミック等を焼成することにより形成されるため、パッケージＪ１０の実装面は、完全な平坦面ではなく、凹凸を有した形状となっている。つまり、半導体装置毎に、パッケージＪ１０の実装面の形状が異なったものとなっている。このため、半導体装置毎に、間隔保持材Ｊ３２が回路基板Ｊ２０およびパッケージＪ１０と接触する位置が異なることになる。
【０００９】
また、半導体装置が低温環境下で使用される場合には、接着剤Ｊ３１が熱収縮することになるため、パッケージＪ１０と回路基板Ｊ２０とが接着剤Ｊ３１に引っ張られて近づこうとする。このとき、間隔保持材Ｊ３２は接着剤Ｊ３１より熱膨張係数が低いために接着剤Ｊ３１より熱収縮しにくく、また、ヤング率が数ＧＰａと高いために接着剤Ｊ３１から引っ張られる力では変形しにくいため、パッケージＪ１０および回路基板Ｊ２０のうち間隔保持材Ｊ３２と接触している部分では、間隔保持材Ｊ３２により近づこうとすることが抑制される。
【００１０】
つまり、回路基板Ｊ２０には、間隔保持材Ｊ３２と接触している部分を支点として、接着剤Ｊ３１が熱収縮することに起因するパッケージＪ１０側に引っ張られる力（モーメント）が印加されることになる。例えば、図５（ｂ）中、回路基板Ｊ２０およびパッケージＪ１０と、Ｃの間隔保持材Ｊ３２のみが接触している場合には、回路基板Ｊ２０に印加される力（モーメント）は、Ｃの間隔保持材Ｊ３２から離れるほど、つまり、図５（ｂ）中紙面右側に向かうほど大きくなる。また、例えば、図５（ｂ）中、回路基板Ｊ２０およびパッケージＪ１０と、Ｄの間隔保持材Ｊ３２のみが接触している場合には、回路基板Ｊ２０に印加される力（モーメント）は、Ｄの間隔保持材Ｊ３２から離れるほど、つまり、図５（ｂ）中紙面左側に向かうほど大きくなる。すなわち、回路基板Ｊ２０およびパッケージＪ１０と、間隔保持材３２とが接触する位置によって、半導体装置毎に回路基板Ｊ２０に対して印加される力（モーメント）が異なることになる。このため、半導体装置毎に回路基板Ｊ２０に搭載されているセンサチップＪ４０に印加される力（モーメント）も異なることになり、上記のような半導体装置では、半導体装置毎に検出精度がばらつくという問題がある。
【００１１】
本発明は上記点に鑑みて、半導体装置毎の検出精度のばらつきを抑制することができる半導体装置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】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、物理量の変化に応じた信号を出力するセンサチップ（４０）と、センサチップ（４０）を一面に搭載すると共に、一面と反対側の裏面に接着領域（２１）を有する基板（２０）と、基板（２０）を搭載する実装部材（１０）と、基板（２０）と実装部材（１０）とを接合する接合材（３０）と、を有し、接着領域（２１）は、所定領域を有する第１接着領域（２１ａ）と、接着領域（２１ａ）のうち第１接着領域（２１ａ）を除く領域である第２接着領域（２１ｂ）と、を有し、接合材（３０）は、接着剤（３１）を有した構成とされる第１接合材（３０ａ）と、接着剤（３１）に、当該接着剤（３１）より熱膨張係数の低い材質で構成された間隔保持材（３２）が混入された第２接合材（３０ｂ）と、を有しており、基板（２０）は、第１接着領域（２１ａ）では第２接合材（３０ｂ）を介して実装部材（１０）と接合されていると共に、第２接着領域（２１ｂ）では第１接合材（３０ａ）を介して実装部材（１０）に接合されており、間隔保持材（３２）により、実装部材（１０）との間に所定の間隔が形成されていることを特徴としている。
【００１３】
このような半導体装置では、基板（２０）は、第１接着領域（２１ａ）では第２接合材（３０ｂ）を介して実装部材（１０）に接合されていると共に、第２接着領域（２１ｂ）では第１接合材（３０ａ）を介して実装部材（１０）に接合されている。このため、従来のように接着領域全体に間隔保持材を有する半導体装置と比較して、従来の半導体装置では、接着領域全体で間隔保持材が基板および実装部材と接触する可能性があったのに対し、このような半導体装置では、第１接着領域（２１ａ）内でのみ間隔保持材（３２）が基板（２０）および実装部材（１０）と接触することになる。したがって、このような半導体装置では、従来の半導体装置と比較して、間隔保持材（３２）と基板（２０）および実装部材（１０）との接触する位置のばらつきを小さくすることができ、半導体装置を低温環境下で使用したときに、半導体装置毎に基板（２０）に印加される力のばらつきを小さくすることができる。したがって、半導体装置毎に、基板（２０）に搭載されているセンサチップ（４０）に印加される力のばらつきを小さくすることができ、半導体装置毎の検出精度のばらつきを小さくすることができる。
【００１４】
例えば、請求項２に記載の発明のように、第１接着領域（２１ａ）を接着領域（３０）の中心点を中心とする円形領域とし、第２接着領域（２１ｂ）を第１接着領域（２１ａ）を囲む領域とすることができる。
【００１５】
このような半導体装置では、接着領域（２１）の中心点を中心とする円形領域を第１接着領域（２１ａ）とすることにより、例えば、接着領域の中心点を含まない円形領域を第１接着領域とした半導体装置と比較して、基板（２０）を実装部材（１０）に接合するときに、基板（２０）が傾くことを抑制することができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明のように、実装部材（１０）における基板（２０）と対向する一面に、基板（２０）の第１接着領域（２１ａ）と対向する領域を囲むと共に、基板（２０）側に向かって突出し、基板（２０）と実装部材（１０）との間の高さ方向の大きさが、間隔保持材（３２）より小さくされている突出部（１２）を形成し、突出部（１２）で囲まれる領域に第１接合材（３０ａ）を配置すると共に、突出部（１２）の外側に第２接合材（３０ｂ）を配置することができる。
【００１７】
このような半導体装置では、基板（２０）を実装部材（１０）に接合する際に、実装部材（１０）の基板（２０）と対向する一面の平面方向に間隔保持材（３２）が広がることを突出部（１２）により抑制することができる。
【００１８】
そして、請求項４に記載の発明のように、間隔保持材（３２）を球形状とすることができるし、請求項５に記載の発明のように、間隔保持材（３２）を正多面体とすることができる。これらのような半導体装置では、間隔保持材（３２）が球形状、または正多面体とされているため、間隔保持材（３２）が基板（２０）および実装部材（１０）と接触する部分が変わっても基板（２０）と実装部材（１０）との間隔が変化することを抑制することができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明のように、第１、第２接合材（３０ａ、３０ｂ）の接着剤（３１）を同じものとすることができる。このような半導体装置では、第１、第２接合材（３０ａ、３０ｂ）の接着剤（３１）を異なるものを用いた場合と比較して、第１接合材（３０ａ）と第２接合材（３０ｂ）との間に混合物が生成されることを抑制することができる。
【００２０】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態における半導体装置の断面構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置の上面レイアウト図である。
【図２】図１に示すパッケージに接合材を配置したときの上面レイアウト図である。
【図３】シミュレーションにより、間隔保持材が配置される領域と出力変動量との関係について調べた結果を示す図である。
【図４】（ａ）は本発明の第２実施形態における半導体装置の断面構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置の上面レイアウト図である。
【図５】（ａ）は従来の半導体装置における半導体装置の断面構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置の上面レイアウト図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１（ａ）は、本実施形態にかかる半導体装置の断面構成を示す図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す半導体装置の上面レイアウト図であり、これらの図に基づいて説明する。なお、図１（ａ）は、図１（ｂ）に示すＡ−Ａ断面に相当している。
【００２３】
図１に示されるように、本実施形態の半導体装置は、セラミックスを焼成することにより構成され、本発明の実装部材に相当するパッケージ１０を有している。そして、このパッケージ１０には一面に凹部１１が形成されており、凹部１１の底面が後述する回路基板２０と接合される実装面となる。なお、本実施形態では、この実装面は矩形状とされている。
【００２４】
また、パッケージ１０の実装面は、中心部分に向かって滑らかに窪んだ形状とされている。セラミックスを焼成することにより、パッケージ１０を構成した場合には、パッケージ１０の実装面が凹凸を有する形状となるため、凹凸を抑制して実装面をほぼ滑らかな形状とするために、パッケージ１０のうち実装面と反対側の裏面の中心部分を吸引しているためである。つまり、本実施形態のパッケージ１０では、上記図５のパッケージＪ１０と比較して、実装面が窪んだ形状になっているものの、実装面の凹凸は抑制されたものとなっている。また、特に限定されるものではないが、本実施形態では、パッケージ１０の実装面のうち、最も窪んでいる部分、つまり中心部分と、窪んでいない部分、つまり凹部１１を構成する壁面との境界部分との高さの差が約２０μｍ以下となるようにパッケージ１０が構成されている。
【００２５】
そして、このパッケージ１０の実装面には、接着領域２１を有する回路基板２０が接合材３０を介して接合されている。回路基板２０は、本実施形態では正方形状の板状とされており、パッケージ１０の実装面と対向する一面が実装面とされると共に、当該実装面に接着領域２１を有している。なお、本実施形態では、回路基板２０のうちパッケージ１０の実装面と対向する一面が本発明の基板の裏面に相当している。
【００２６】
接着領域２１は、所定領域を有する第１接着領域２１ａと、接着領域２１のうち第１接着領域２１ａを除く領域である第２接着領域２１ｂとを有している。本実施形態では、第１接着領域２１ａが接着領域２１の中心点を中心とし、回路基板２０の１辺の１／３の長さを直径とする円形領域とされており、第２接着領域２１ｂが第１接着領域２１ａを囲むと共に、外形が四個の半円が連なることにより構成される領域とされており、第１接着領域２１ａを中心として第２接着領域２１ｂが対称に配置されている。また、接着領域２１の中心点は回路基板２０の実装面における中心点と一致している。
【００２７】
接合材３０は、接着剤３１を有した構成とされる第１接合材３０ａと、接着剤３１に、当該接着剤３１より熱膨張係数が低い材質で構成された間隔保持材３２が複数個混入された第２接合材３０ｂとを有した構成とされている。
【００２８】
本実施形態では、第１、第２接合材３０ａ、３０ｂに含まれる接着剤３１は、同じものが用いられており、例えば、熱膨張係数が３×１０−４Ｋ−１、ヤング率が１〜１０Ｍｐａであるシリコーン系接着剤や合成樹脂材等が用いられる。また、第２接合材３０ｂに含まれる間隔保持材３２は、回路基板２０とパッケージ１０との間隔を保持するために、低温状態でも変形しにくいものを用いることが好ましく、例えば、熱膨張係数が１×１０−４ｋ−１、ヤング率が５Ｇｐａであるものが用いられる。間隔保持材３２は、本実施形態では、樹脂微小球を用いて構成されており、例えば、直径２８μｍとされた球形状のものが用いられる。
【００２９】
そして、回路基板２０は、第１接着領域２１ａでは第２接合材３０ｂを介してパッケージ１０と接合されていると共に、第２接着領域２１ｂでは第１接合材３０ａを介してパッケージ１０に接合されており、間隔保持材３２によりパッケージ１０との間に所定の間隔が形成されている。言い換えると、回路基板２０は、接着剤３１によりパッケージ１０と接合されていると共に、第１接着領域２１ａに配置されている間隔保持材３２の一部が回路基板２０およびパッケージ１０と接触することにより、パッケージ１０との間に所定の間隔が形成されている。なお、間隔保持材３２は、全てのものが回路基板２０とパッケージ１０との間に所定の間隔を形成する間隔保持機能を発揮するものではなく、回路基板２０およびパッケージ１０と接触することにより、回路基板２０およびパッケージ１０との間に所定の間隔を形成する間隔保持機能を発揮するものである。
【００３０】
また、回路基板２０のうち実装面と反対側の一面には、物理量の変化に応じた検出信号を出力するセンサチップ４０が接着フィルム５０を介して搭載されている。センサチップ４０としては、例えば、半導体基板に対して加速度の印加に応じて所定方向に変位可能な状態で支持された半導体よりなる櫛歯状の可動電極と、半導体基板に固定支持されると共に、側面が可動電極の側面と対向して配置された半導体よりなる櫛歯状の固定電極とを備えた加速度を検出するものを用いることができる。このようなセンサチップ４０を用いた場合には、加速度の印加に応じて可動電極が変位したときの可動電極の側面と固定電極の側面との間の静電容量の変化に基づいて加速度が検出される。
【００３１】
次に、このような半導体装置の製造方法について簡単に説明する。
【００３２】
まず、上記形状のパッケージ１０を用意し、パッケージ１０の実装面に接合材３０を配置する。図２に、パッケージ１０に接合材３０を配置したときの上面レイアウト図を示す。なお、図２中の点線は、回路基板２０の接着領域２１を示している。
【００３３】
図２に示されるように、パッケージ１０の実装面であって、回路基板２０の接着領域２１のうち、第１接着領域２１ａと対応する部分内に第２接合材３０ｂを配置すると共に、第２接着領域２１ｂと対応する部分内に第１接合材３０ａを配置する。
【００３４】
続いて、回路基板２０を第１、第２接合材３０ａ、３０ｂを介してパッケージ１０に接合する。このとき、パッケージ１０に配置されている第１、第２接合材３０ａ、３０ｂは回路基板２０に押し付けられて濡れ広がることにより、図１（ｂ）に示す形状となる。そして、回路基板２０は、第１接着領域２１ａでは第２接合材３０ｂによりパッケージ１０に接合されると共に、第２接着領域２１ｂでは第１接合材３０ａによりパッケージ１０に接合される。
【００３５】
その後、回路基板２０上に接着フィルム５０を配置すると共に、センサチップ４０を配置して回路基板２０とセンサチップ４０とを接合することにより、本実施形態の半導体装置が製造される。
【００３６】
このような半導体装置では、回路基板２０は、第１接着領域２１ａでは第２接合材３０ｂを介してパッケージ１０に接合されていると共に、第２接着領域２１ｂでは第１接合材３０ａを介してパッケージ１０に接合されている。このため、従来のように接着領域全体に間隔保持材を有する半導体装置と比較して、従来の半導体装置では、接着領域全体で間隔保持材が回路基板およびパッケージと接触する可能性があったのに対し、本実施形態の半導体装置では、第１接着領域２１ａ内でのみ間隔保持材３２が回路基板２０およびパッケージ１０と接触することになる。したがって、このような半導体装置では、従来の半導体装置と比較して、間隔保持材３２と回路基板２０およびパッケージ１０との接触する位置のばらつきを小さくすることができ、半導体装置を低温環境下で使用したときに、半導体装置毎に回路基板２０に印加される力のばらつきを小さくすることができる。
【００３７】
例えば、従来の半導体装置では、図５（ｂ）中、回路基板Ｊ２０およびパッケージＪ１０と、Ｃの間隔保持材Ｊ３２のみが接触している場合と、回路基板Ｊ２０およびパッケージＪ１０と、Ｄの間隔保持材Ｊ３２のみが接触している場合とでは、回路基板Ｊ２０に印加される力（モーメント）が大きく異なることになる。これに対し、本実施形態の半導体装置では、図１（ｂ）中の第１接着領域２１ａ内でのみ回路基板２０およびパッケージ１０と、間隔保持材３２が接触することになり、従来の半導体装置と比較して、半導体装置毎に回路基板Ｊ２０およびパッケージＪ１０と、間隔保持材Ｊ３２とが接触する位置のばらつきを小さくすることができる。したがって、半導体装置毎にセンサチップ４０に印加される力のばらつきを小さくすることができ、半導体装置毎の検出精度のばらつきを小さくすることができる。
【００３８】
また、本実施形態の半導体装置では、図１（ｂ）に示されるように、接着領域２１の中心点を中心とする円形領域を第１接着領域２１ａとしており、第１接着領域２１ａを中心として第２接着領域２１ｂが対称に配置されている。このため、半導体装置を低温環境下で使用した場合には、回路基板２０には、図１（ｂ）中、紙面左側の部分および紙面右側の部分において接着剤３１により引っ張られる力がほぼ等しく印加されることになり、紙面上側の部分および紙面下側の部分において接着剤３１により引っ張られる力がほぼ等しく印加されることになる。このため、回路基板２０に搭載されるセンサチップ４０として、上記のように、固定電極および可動電極を有する加速度を検出するものを用いた場合には、固定電極および可動電極は印加される力の大きな方向へ動きやすいが、回路基板２０には左側部分と右側部分にほぼ均等に力が印加されることなると共に、下側部分と上側部分とにほぼ均等に力が印加されることになり、センサチップにも左側部分および右側部分にほぼ均等に力が印加されることなると共に、下側部分および上側部分にほぼ均等に力が印加されることになる。したがって、本実施形態の半導体装置では、使用温度毎に固定電極と可動電極との距離が変化することを抑制することができる。言い換えると、使用温度が変化しても同じ加速度を検出したときの出力変動を抑制することができる。
【００３９】
これに対し、上記パッケージ１０を使用し、接着領域全体に第２接合材３０ｂを配置して回路基板２０とパッケージ１０とを接合した半導体装置を製造した場合には、パッケージ１０は実装面が中心に向かって窪んだ形状とされているため、通常、接着領域の外縁部で間隔保持材３２が回路基板２０およびパッケージ１０と接触することになる。この場合、例えば、図５（ｂ）中のＣの間隔保持材Ｊ３２に対応する位置に配置された間隔保持材３２のみが回路基板２０およびパッケージ１０と接触したり、Ｄの間隔保持材Ｊ３２に対応する位置に配置された間隔保持材３２のみが回路基板２０およびパッケージ１０と接触したりすることがあり、本実施形態の半導体装置と比較して、回路基板２０に印加される力は、間隔保持材３２が回路基板２０およびパッケージ１０と接触する位置によって大きく異なることになる。つまり、回路基板２０に搭載されるセンサチップ４０には、左側部分と右側部分とで大きく異なった力が印加されたり、上側部分と下側部分とで大きく異なった力が印加されたりすることがある。この場合、固定電極および可動電極は印加される力の大きな方向へ動きやすいため、使用温度に応じて固定電極と可動電極との距離が変化することがある。
【００４０】
図３は、シミュレーションにより、間隔保持材３２が配置される領域と出力変動量との関係について調べた結果を示す図である。なお、図３中では、全接着領域に第２接合材３０ｂが配置されている半導体装置、本実施形態の接着領域の中心点を中心とする第１接着領域２１ａを有する半導体装置において、全接着領域の３／５の領域を第１接着領域２１ａとしたときの半導体装置、全接着領域の２／５の領域を第１接着領域２１ａとしたときの半導体装置について出力変動量を調べている。また、図３中の出力変動量は、８５℃と２５℃の使用温度において、同じ加速度を検出したときの差を出力変動としている。
【００４１】
図３に示されるように、接着領域全体に第２接合材３０ｂを配置した半導体装置では、出力変動量ΔＶが約＋０．１２Ｖ〜−０．１２Ｖであるのに対し、全接着領域の３／５を第１接着領域２１ａとした場合には、出力変動量ΔＶを約＋０．０５Ｖ〜−０．０６Ｖにすることができ、接着領域全体に第２接合材３０ｂを配置した半導体装置に対して、出力変動量ΔＶのばらつきを約１／２にすることができる。また、全接着領域の２／５を第１接着領域２１ａとした場合には、出力変動量ΔＶを約＋０．０１Ｖ〜−０．０４Ｖにすることができ、接着領域全体に第２接合材３０ｂを配置した半導体装置に対して、出力変動量ΔＶのばらつきを約１／５にすることができる。
【００４２】
さらに、接着領域２１の中心点を中心とする円形領域を第１接着領域２１ａとすることにより、例えば、接着領域の中心を含まない円形領域を第１接着領域とした場合と比較して、回路基板２０をパッケージ１０に接合するときに、回路基板２０が傾くことを抑制することができる。
【００４３】
また、第１、第２接合材３０ａ、３０ｂの接着剤３１として同じものを用いているため、第１、第２接合材３０ａ、３０ｂの接着剤３１として異なるものを用いた場合と比較して、第１接合材３０ａと第２接合材３０ｂとの間に混合物が生成されることを抑制することができる。
【００４４】
さらに、間隔保持材３２として球形状のものを用いているため、間隔保持材３２のうち回路基板２０およびパッケージ１０と接触する部分が変わっても回路基板２０とパッケージ１０との間隔が変化することを抑制することができる。つまり、例えば、間隔保持材３２として断面が楕円形状であるものを用いる場合と比較して、半導体装置毎に、回路基板１０と実装部材２０との間隔が異なることを抑制することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の半導体装置は、第１実施形態に対してパッケージ１０に突出部を備えたものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図４（ａ）は、本実施形態にかかる半導体装置の断面構成を示す図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示す半導体装置の上面レイアウト図である。
【００４６】
図４に示されるように、本実施形態の半導体装置は、パッケージ１０の実装面に、回路基板２０の第１接着領域２１ａと対向する領域を囲むと共に、回路基板２０側に向かって突出し、回路基板２０と実装部材１０との間の高さ方向の大きさが、間隔保持材３２より小さくされている突出部１２が形成されている。
【００４７】
突出部１２は、特に、限定されるものではないが、例えば、回路基板２０と実装部材１０との間の高さ方向の大きさが、間隔保持材３２の大きさの２／３以下であるものとすることができる。
【００４８】
そして、パッケージ１０の実装面には、突出部１２で囲まれる領域に第１接合材３０ａが配置されていると共に、突出部１２の外側に第２接合材３０ｂが配置されている。言い換えると、本実施形態の半導体装置では、パッケージ１０の実装面には、第１接合材３０ａと第２接合材３０ｂとの間に位置する部分に突出部１２が形成されている。
【００４９】
このような半導体装置では、回路基板２０をパッケージ１０に接合する際に、パッケージ１０の実装面における平面方向に間隔保持材３２が広がることを突出部１２により抑制しつつ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、突出部１２は、回路基板２０と実装部材１０との間の高さ方向の大きさが、間隔保持材３２より小さくされているため、突出部１２が回路基板２０に接触することもない。
【００５０】
（他の実施形態）
上記第１、第２実施形態では、第１接着領域２１ａは、接着領域２１の中心点を中心とする円形領域であるものを例に挙げて説明したが、もちろんこれに限定されるものではない。例えば、第１接着領域２１ａを、接着領域２１の中心点を含まない円形領域とすることもできる。すなわち、接着領域２１を、第１接着領域２１ａと第２接着領域２１ｂとを有する構成とし、第１接着領域２１ａのみに間隔保持材３２を配置する構成とすれば、従来の半導体装置と比較して、間隔保持材３２が回路基板２０およびパッケージ１０と接触する可能性のある領域を低減することができ、本発明の効果を得ることができる。
【００５１】
また、上記第１、第２実施形態では、第１接着領域２１ａを回路基板２０の１辺の１／３の長さを直径とする円形領域とした例について説明したが、例えば、回路基板２０の１辺の長さの１／２の長さを直径とする円形領域とすることもでき、適宜変更可能である。
【００５２】
さらに、上記第１、第２実施形態では、第１、第２接合材３０ａ、３０ｂに含まれる接着剤３１として同じものを用いた例について説明したが、第１、第２接合材３０ａ、３０ｂに含まれる接着剤３１を異なるものとしてもよく、例えば、第１接合材３０ａに含まれる接着剤３１をシリコーン系接着剤とし、第２接合材３０ｂに含まれる接着剤３１を合成樹脂材料で構成した接着剤とすることもできる。
【００５３】
また、上記第１、第２実施形態では、間隔保持材３２として、熱膨張係数が１×１０−４ｋ−１、ヤング率が５Ｇｐａであるものを用いた例について説明したが、もちろんこれらの値を有するものに限定されるものではない。間隔保持材３２は、使用温度が変化しても変形しにくいものを用いることが好ましく、接着剤３１の有する熱膨張係数やヤング率に応じて適宜変更可能することが好ましい。例えば、熱膨張係数が３×１０−４Ｋ−１、ヤング率が１〜１０Ｍｐａである接着剤を用いた場合には、熱膨張係数が接着剤３１の熱膨張係数より低く、ヤング率が５００Ｍｐａ以上のものを用いることができる。
【００５４】
さらに、上記第１、第２実施形態では、パッケージ１０のうち実装面は滑らかに窪んだ形状とされているものを例に挙げて説明したが、パッケージ１０の実装面は、図５に示されるように、ほぼ平坦とされているものであってもよいし、中心部に向かって凸形状とされているものであってもよい。
【００５５】
また、上記第１、第２実施形態では、接着剤３１に間隔保持材３２が複数個混入されることにより第２接合材３０ｂが構成されている例について説明したが、例えば、接着剤３１に間隔保持材３２を一個混入したものを第２接合材３０ｂとすることもできる。
【００５６】
そして、上記第１、第２実施形態では、回路基板２０をパッケージ１０に接合した後に、回路基板２０上に接着フィルム５０を配置すると共に、接着フィルム５０とセンサチップ４０とを接合することにより、回路基板２０上にセンサチップ４０を搭載した例について説明したが、例えば、回路基板２０をパッケージ１０に接合した後、接着フィルム５０を備えたセンサチップ４０を回路基板２０に接合するようにしてもよい。
【００５７】
また、上記第１、第２実施形態では、センサチップ４０として加速度を検出するものを例に挙げて説明したが、例えば、センサチップ４０として角速度を検出するものとすることもできる。
【００５８】
さらに、上記第１、第２実施形態では、間隔保持材３２として球形状のものを用いた例について説明したが、例えば、正多面体のものを用いることもできる。
【００５９】
また、上記第１、第２実施形態では、接着剤３１を有するものを第１接合材３０ａの例として説明したが、例えば、接着剤３１に間隔保持材３２より直径が小さいセラミックス微小球等で構成される接触抑制材を混入したものを第１接合材３０ａとすることもできる。このような半導体装置では、回路基板２０をパッケージ１０に実装するときに、回路基板２０がパッケージ１０に対して傾いてしまったような場合等に、回路基板２０の端部がパッケージ１０と接触することを、第１接合材３０ａに含まれる接触抑制材により抑制することができる。すなわち、この接触抑制材は、回路基板２０がパッケージ１０に対して傾いていない場合等、回路基板２０の端部がパッケージ１０と接触しないような場合においては、回路基板２０と接触しない大きさであることが好ましく、回路基板２０が傾いてしまった場合にのみ、回路基板２０およびパッケージ１０と接触する大きさであることが好ましい。
【符号の説明】
【００６０】
１０    パッケージ
２０    回路基板
２１    接着領域
２１ａ  第１接着領域
２１ｂ  第２接着領域
３０    接合材
３０ａ  第１接合材
３０ｂ  第２接合材
３１    接着剤
３２    間隔保持材
４０    センサチップ
【図１】
2011185759.tif 000003
【図２】
2011185759.tif 000004
【図３】
2011185759.tif 000005
【図４】
2011185759.tif 000006
【図５】
2011185759.tif 000007