(57)【要約】【課題】熱応力が半導体センサチップに作用することによる出力変動を可能な限り抑制すること。【解決手段】半導体センサチップ（６１）には、力学量の作用により面内方向に可動な可動部（６６）が一体的に設けられている。回路チップ（５）は、半導体センサチップを底面（６２）側から支持する。センサチップ接合層（７）は、半導体センサチップと回路チップとの間に設けられる。支持部（３２）は、回路チップにおける半導体センサチップと対向する主面とは反対側の裏面（５１）との接合により、回路チップを支持する。センサチップ接合層は、厚さ方向に半導体センサチップと回路チップとが対向する対向領域（７２）にて、厚さ方向に凹設された非接合部（７３）と、半導体センサチップ側と接合されるように半導体センサチップ側に向けて非接合部よりも厚さ方向に凸設された接合部（７４）とを有する。【選択図】図１
2019200150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体力学量センサ（１）であって、
厚さ方向と直交する面内方向に延設された主面である底面（６２）を有する半導体基板であって、力学量の作用により前記面内方向に可動な可動部（６６）が一体的に設けられた半導体センサチップ（６１）と、
前記半導体センサチップを前記底面側から支持する半導体基板である回路チップ（５）と、
前記半導体センサチップと前記回路チップとの間に設けられた接合層であるセンサチップ接合層（７）と、
前記回路チップにおける前記半導体センサチップと対向する主面であるセンサチップ対向面（５２）とは反対側の裏面（５１）との接合により前記回路チップを支持する支持部（３２）と、
を備え、
前記センサチップ接合層は、前記厚さ方向に前記半導体センサチップと前記回路チップとが対向する対向領域（７２）にて、前記厚さ方向に凹設された非接合部（７３）と、前記半導体センサチップ側と接合されるように前記半導体センサチップ側に向けて前記非接合部よりも前記厚さ方向に凸設された接合部（７４）とを有する、
半導体力学量センサ。
【請求項２】
前記センサチップ接合層は、前記回路チップにおける前記センサチップ対向面上にて、前記接合部と前記非接合部とを有するパターン状に形成された合成樹脂層である、
請求項１に記載の半導体力学量センサ。
【請求項３】
前記非接合部は、前記面内方向における、前記可動部に対応する位置に設けられた、
請求項１または２に記載の半導体力学量センサ。
【請求項４】
前記接合部は、前記厚さ方向と平行な視線でみた平面視にて、前記可動部と重ならないように設けられた、
請求項３に記載の半導体力学量センサ。
【請求項５】
前記接合部は、前記面内方向に長手方向および短手方向を有する線状あるいは帯状に形成された、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体力学量センサ。
【請求項６】
前記接合部は、前記長手方向が前記可動部の可動方向と平行となるように形成された、
請求項５記載の半導体力学量センサ。
【請求項７】
前記支持部は、実装基板（２）の実装面（２ａ）上に実装され、
前記実装基板と、前記支持部と、前記回路チップと、前記半導体センサチップとは、この順に前記厚さ方向に積層された、
請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体力学量センサ。
【請求項８】
前記半導体センサチップの前記底面と接合された合成樹脂層である接合補助層（８）をさらに備え、
前記センサチップ接合層における前記接合部は、前記接合補助層と接合された、
請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体力学量センサ。
【請求項９】
前記半導体センサチップは、前記力学量としての加速度に応じた出力を発生するように構成された加速度センサ（６）に設けられ、
前記加速度センサは、気密的に閉塞された空間（６７）を有し、前記空間内に前記可動部を収容するように構成された、
請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体力学量センサ。
【請求項１０】
前記支持部は、前記回路チップと接合される底板部（３３）と、前記底板部の前記面内方向における端縁部から前記厚さ方向に突設する筒状に形成された突設部（３４）とを有し、
前記回路チップおよび前記半導体センサチップは、前記支持部における前記底板部と前記突設部とによって形成された凹部（Ｒ）内に収容され、
前記凹部内を真空状態に保持しつつ、前記凹部を気密的に閉塞するように設けられた閉塞部材（３１）と、
前記半導体センサチップとは異なる位置にて前記凹部内に収容された角速度センサ（９）と、
をさらに備えた、
請求項９に記載の半導体力学量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体力学量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の半導体力学量センサは、半導体センサチップと、回路チップと、パッケージとを備えている。力学量の印加に基づいた信号を出力する半導体センサチップは、回路チップに搭載されることで、回路チップに支持されている。回路チップは、パッケージに搭載されることで、パッケージに支持されている。回路チップとパッケージとは、フィルム状接着材を介して接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２７０２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の通り、半導体力学量センサにおいては、半導体センサチップと回路チップとパッケージとの積層体が形成される。また、回路チップを支持するパッケージは、通常、リフローハンダ付け等を用いて、実装基板に実装される。
【０００５】
このため、半導体力学量センサを構成する各部材間の熱膨張率の相違に起因して、半導体センサチップに応力が作用することがあり得る。かかる応力を、以下「熱応力」と称する。半導体センサチップに熱応力が作用すると、センサ特性が変動してしまう。
【０００６】
具体的には、例えば、半導体力学量センサの製造工程（例えばリフローハンダ付け等）における加熱と、その後の冷却とにより、熱応力が発生する。これにより、ゼロ点が変動し得る。また、車載用の半導体力学量センサにおいては、使用環境における周囲温度が、−４０〜１１０℃という幅広い範囲となる。このため、使用環境温度の変動に伴って、ゼロ点が変動し得る。
【０００７】
上記のように、熱応力が半導体センサチップに作用することでゼロ点が変動すると、力学量の検出精度が低下する。すなわち、例えば、同一の力学量が作用しても、使用環境温度が変化すると、異なる出力となってしまう。したがって、熱応力が半導体センサチップに作用することを、可能な限り抑制することが望まれている。本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものであり、熱応力が半導体センサチップに作用することによる出力変動を、可能な限り抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の半導体力学量センサ（１）は、
厚さ方向と直交する面内方向に延設された主面である底面（６２）を有する半導体基板であって、力学量の作用により前記面内方向に可動な可動部（６６）が一体的に設けられた半導体センサチップ（６１）と、
前記半導体センサチップを前記底面側から支持する半導体基板である回路チップ（５）と、
前記半導体センサチップと前記回路チップとの間に設けられた接合層であるセンサチップ接合層（７）と、
前記回路チップにおける前記半導体センサチップと対向する主面であるセンサチップ対向面（５２）とは反対側の裏面（５１）との接合により前記回路チップを支持する支持部（３２）と、
を備え、
前記センサチップ接合層は、前記厚さ方向に前記半導体センサチップと前記回路チップとが対向する対向領域（７２）にて、前記厚さ方向に凹設された非接合部（７３）と、前記半導体センサチップ側と接合されるように前記半導体センサチップ側に向けて前記非接合部よりも前記厚さ方向に凸設された接合部（７４）とを有する。
【０００９】
上記構成においては、前記半導体センサチップと前記回路チップとの間に設けられた前記センサチップ接合層における、前記厚さ方向に前記半導体センサチップと前記回路チップとが対向する前記対向領域には、前記接合部と前記非接合部とが形成される。前記非接合部は、前記半導体センサチップ側と接合されない。一方、前記接合部は、前記非接合部よりも前記厚さ方向に凸設されているため、前記半導体センサチップ側と接合される。
【００１０】
このため、上記構成においては、前記半導体センサチップと前記回路チップとの間の接合面積が小さくなる。よって、上記構成によれば、前記半導体センサチップと前記回路チップとの接合箇所を介して前記半導体センサチップに作用する熱応力を、可能な限り小さくすることが可能となる。したがって、上記構成によれば、熱応力が前記半導体センサチップに作用することによる出力変動を、可能な限り抑制することが可能となる。
【００１１】
なお、出願書類中の各欄において、各要素に括弧付きの参照符号が付されている場合、かかる参照符号は、単に、同要素と後述する実施形態に記載の具体的構成との対応関係の一例を示すものである。よって、本発明は、かかる参照符号の記載によって、何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体力学量センサの概略構成を示す側断面図である。
【図２】図１に示された半導体センサチップとセンサチップ接合層との接合部の概略構成を拡大して示す平面図である。
【図３】一変形例に係るセンサチップ接合層と半導体センサチップとの接合部の概略構成を拡大して示す平面図である。
【図４】他の一変形例に係るセンサチップ接合層の概略構成を拡大して示す平面図である。
【図５】さらに他の一変形例に係るセンサチップ接合層の概略構成を拡大して示す平面図である。
【図６】さらに他の一変形例に係るセンサチップ接合層の概略構成を拡大して示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、一つの実施形態に対して適用可能な各種の変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中に挿入されると当該実施形態の理解が妨げられるおそれがあるため、当該実施形態の説明の後にまとめて記載する。
【００１４】
（構成）
まず、図１および図２を用いて、本発明の一実施形態に係る半導体力学量センサ１の構成について説明する。なお、説明の便宜上、図１および図２において、図示の通りに右手系ＸＹＺ直交座標を設定する。かかる直交座標は、技術的に矛盾しない限り、他の図面に対しても統一的に適用されるものとする。また、図中Ｚ軸正側から負側に向かって対象物を見ることを、以下「平面視」と称する。平面視における位置、形状、および寸法は、それぞれ、図中ＸＹ平面内における位置、形状、および寸法である。
【００１５】
図１を参照すると、半導体力学量センサ１は、実装面２ａを有する実装基板２と、実装面２ａ上に支持されたパッケージ３とを備えている。実装基板２は、いわゆるプリント基板であって、図中Ｚ軸方向と平行な厚さ方向を有している。実装面２ａは、実装基板２における一対の主面のうちの一方であって、厚さ方向と直交する面内方向に延設されている。「面内方向」とは、図中ＸＹ平面内と平行な、任意の方向である。また、「平面視」は、厚さ方向と平行な視線で対象物を見ることに相当する。
【００１６】
パッケージ３は、ハンダ４を用いて、実装面２ａ上に実装されている。パッケージ３は、内部に密閉空間Ｃを有する箱状に形成されている。パッケージ３内には、回路チップ５と、加速度センサ６と、センサチップ接合層７と、接合補助層８と、角速度センサ９とが収容されている。
【００１７】
パッケージ３は、閉塞部材３１と支持部３２とを有している。閉塞部材３１は、支持部３２にて図中Ｚ軸正方向に開口する凹部Ｒを気密的に閉塞することで、凹部Ｒ内の空間である密閉空間Ｃを真空状態に保持するように設けられている。具体的には、閉塞部材３１は、金属により平板状に形成されている。
【００１８】
支持部３２は、アルミナ等のセラミック材料からなる薄層を積層した多層基板であって、内部に不図示の配線層等を有している。すなわち、支持部３２は、実装基板２の実装面２ａ上に実装されることで、実装基板２と回路チップ５とを電気接続するように構成されている。
【００１９】
支持部３２は、底板部３３と突設部３４とを有している。底板部３３は、厚さ方向が図中Ｚ軸方向と平行となる平板状に形成されている。突設部３４は、底板部３３の面内方向における端縁部から、厚さ方向すなわち図中Ｚ軸正方向に突設する筒状に形成されている。このように、凹部Ｒは、支持部３２における底板部３３と突設部３４とによって形成されている。また、凹部Ｒ内には、加速度センサ６を搭載した回路チップ５と、角速度センサ９とが収容されている。
【００２０】
底板部３３は、一対の主面である外側底面３５および内側底面３６を有している。外側底面３５は、実装面２ａと対向するように設けられている。内側底面３６は、密閉空間Ｃ側に設けられている。内側底面３６上には、回路チップ接合層３７を介して、回路チップ５が支持されている。すなわち、回路チップ５は、回路チップ接合層３７を介して、支持部３２における底板部３３と接合されている。回路チップ接合層３７は、接着剤層であって、エポキシ樹脂等によって形成されている。
【００２１】
回路チップ５は、加速度センサ６を含む各種の回路素子が実装される半導体基板であって、厚さ方向が図中Ｚ軸方向と平行となる平板状に形成されている。回路チップ５は、一対の主面である裏面５１およびセンサチップ対向面５２を有している。
【００２２】
裏面５１は、回路チップ接合層３７を介して、支持部３２における底板部３３と接合されている。すなわち、回路チップ５は、センサチップ対向面５２とは反対側の主面である裏面５１との接合により、支持部３２に支持されている。
【００２３】
センサチップ対向面５２は、センサチップ接合層７および接合補助層８を挟んで加速度センサ６と対向するように設けられている。すなわち、センサチップ対向面５２には、加速度センサ６を含む各種の回路素子が実装されている。
【００２４】
加速度センサ６は、印加された力学量としての、図中Ｘ軸方向の加速度に応じた出力を発生するように構成されている。加速度センサ６の主要部を構成する半導体センサチップ６１は、多層の半導体層が絶縁膜を介して積層された半導体基板（すなわちＳＯＩ基板）であって、厚さ方向すなわち積層方向が図中Ｚ軸方向と平行となるように形成されている。ＳＯＩはSilicon  on  Insulatorの略である。
【００２５】
半導体センサチップ６１は、平面視にて略矩形状に形成されている。半導体センサチップ６１は、厚さ方向と直交する面内方向に延設された主面である底面６２を有している。すなわち、半導体センサチップ６１は、底面６２側から回路チップ５に支持されている。また、実装基板２と、支持部３２と、回路チップ５と、半導体センサチップ６１とは、この順に厚さ方向に積層されている。半導体センサチップ６１は、底面６２側に設けられた底部基板６３と、底部基板６３と接合された多層基板６４とを有している。
【００２６】
半導体センサチップ６１の底面６２を構成する底部基板６３は、貫通孔を有しない平板状に形成されていて、半導体センサチップ６１の底部を気密的に閉塞するように設けられている。すなわち、多層基板６４の厚さ方向における一端側は、底部基板６３によって気密的に閉塞されている。
【００２７】
多層基板６４は、固定部６５と可動部６６を有している。図２に示されているように、固定部６５には、図中Ｙ軸方向に延設された櫛歯状の固定電極が設けられている。固定部６５は、底部基板６３に対して相対移動しないように、固定的に設けられている。なお、図２は、図１に示されている半導体センサチップ６１の平面図に相当する。
【００２８】
一方、可動部６６は、固定部６５に対して図中Ｘ軸方向に沿って相対移動可能に設けられている。すなわち、可動部６６は、印加された加速度の作用により図中Ｘ軸方向に可動に形成されている。図２に示されているように、可動部６６は、図中Ｘ軸方向に延設された錘部と、この錘部から図中Ｙ軸方向に延設された櫛歯状の可動電極とを有している。
【００２９】
半導体センサチップ６１には、可動部６６が一体的に設けられている。すなわち、固定部６５と可動部６６とは、一体的に形成されている。加速度センサ６は、いわゆる静電容量タイプの構成を有していて、可動電極と固定電極との間の容量に基づいて加速度を検出するように構成されている。このような構成は、公知あるいは周知である。したがって、かかる半導体センサチップ６１の構成についてのこれ以上の詳細、および、かかる半導体センサチップ６１の製造方法の詳細については、説明を省略する。
【００３０】
多層基板６４の内側には、可動部６６を収容する収容空間６７が形成されている。収容空間６７の厚さ方向における一端側は、底部基板６３によって気密的に閉塞されている。収容空間６７の厚さ方向における他端側は、蓋部６８によって気密的に閉塞されている。蓋部６８は、金属により平板状に形成されている。
【００３１】
収容空間６７には、内部に１気圧の空気が封入されている。すなわち、半導体センサチップ６１は、気密的に閉塞された収容空間６７を有していて、この収容空間６７内に可動部６６を収容するように構成されている。
【００３２】
センサチップ接合層７は、回路チップ５におけるセンサチップ対向面５２上に設けられた配線パターン等を被覆する被覆層と、回路チップ５と半導体センサチップ６１との間に設けられた接合層とを構成するように、センサチップ対向面５２上に形成されている。本実施形態においては、センサチップ接合層７は、合成樹脂層であって、ポリイミド樹脂等によって形成されている。具体的には、センサチップ接合層７は、センサチップ対向面５２上に合成樹脂膜を塗布することによって形成されている。
【００３３】
本実施形態においては、センサチップ接合層７は、センサチップ対向面５２のほぼ全面にわたって設けられている。すなわち、センサチップ接合層７における非対向領域７１は、センサチップ対向面５２における密閉空間Ｃと対向する部分を被覆するように設けられている。非対向領域７１は、センサチップ接合層７における、対向領域７２以外の領域である。対向領域７２は、厚さ方向に回路チップ５と半導体センサチップ６１とが対向する領域である。
【００３４】
対向領域７２は、非接合部７３と接合部７４とを有している。非接合部７３は、半導体センサチップ６１の底面６２に設けられた接合補助層８から離隔するように、厚さ方向に凹設されている。すなわち、非接合部７３は、対向領域７２にてセンサチップ接合層７を厚さ方向に切り欠いた切り欠き部として設けられている。具体的には、本実施形態においては、非接合部７３は、センサチップ接合層７を厚さ方向に貫通するように設けられた孔部７５により形成されている。
【００３５】
接合部７４は、半導体センサチップ６１側と接合されるように、接合補助層８に向けて、非接合部７３よりも厚さ方向に凸設されている。すなわち、接合部７４は、対向領域７２における上記の切り欠き部以外の部分として設けられている。本実施形態においては、センサチップ接合層７は、フォトリソグラフィを用いて、非接合部７３と接合部７４とを有するパターン状に形成されている。
【００３６】
図１および図２に示されているように、非接合部７３は、面内方向における、可動部６６に対応する位置に設けられている。具体的には、本実施形態においては、非接合部７３すなわち孔部７５は、平面視にて略矩形状に形成されるとともに、半導体センサチップ６１の平面視における略中央部に配設されている。
【００３７】
図２において、平面視にて可動部６６が占める領域が、二点鎖線の矩形で示されている。また、孔部７５の開口端縁は、破線の矩形で示されていて、非接合部７３の平面視における内縁、すなわち、非接合部７３と接合部７４との境界を構成するように設けられている。
【００３８】
本実施形態においては、平面視にて、非接合部７３と接合部７４との境界は、可動部６６が占める領域よりも外側に設けられている。すなわち、非接合部７３は、平面視にて、可動部６６の全体と重なるように設けられている。一方、接合部７４は、平面視にて、可動部６６と重ならないように設けられている。また、接合部７４は、平面視にて、固定部６５の少なくとも一部と重なるように設けられている。
【００３９】
接合補助層８は、半導体センサチップ６１の底面６２と接合された合成樹脂層であって、ポリイミド等によって形成されている。接合補助層８は、センサチップ接合層７における接合部７４と接合されている。すなわち、接合補助層８は、回路チップ５上に設けられたセンサチップ接合層７と半導体センサチップ６１との接合が、より強固となるように設けられている。
【００４０】
「ジャイロセンサ」とも称される角速度センサ９は、半導体センサチップ６１とは異なる位置にて、凹部Ｒ内に収容されている。角速度センサ９は、印加されたＺ軸周りの角速度に応じた出力を発生するように構成されている。すなわち、半導体力学量センサ１は、二種類の力学量、すなわち、加速度および角速度を検出可能に構成されている。
【００４１】
角速度センサ９は、支持部３２に支持されつつ、凹部Ｒ内に収容されている。角速度センサ９の構成は、公知あるいは周知である。したがって、角速度センサ９の構成についてのこれ以上の詳細については、説明を省略する。加速度および角速度を検出可能な構成については、例えば、特開２０１７−４０６１９号公報等参照。
【００４２】
（効果）
以下、本実施形態の構成により奏される効果について説明する。
【００４３】
半導体力学量センサ１の製造時には、まず、回路チップ５におけるセンサチップ対向面５２上に、配線パターン等を被覆する被覆層を兼ねるセンサチップ接合層７が形成される。次に、リフローハンダ付け、フリップチップ、ワイヤボンディング等を用いて、センサチップ対向面５２上に、加速度センサ６を含む各種の回路素子が実装される。
【００４４】
加速度センサ６を含む各種の回路素子が実装された回路チップ５は、回路チップ接合層３７を介して支持部３２に固定されるとともに、ワイヤボンディング等を用いて支持部３２と電気接続される。その後、加速度センサ６および角速度センサ９を凹部Ｒ内に収容した状態で、凹部Ｒ内が真空状態に設定されつつ、閉塞部材３１と支持部３２とが接合されることで、パッケージ３が形成される。続いて、リフローハンダ付けにより、パッケージ３が実装基板２における実装面２ａ上に実装される。
【００４５】
上記の製造工程において、互いに接合される複数の部材間の熱膨張係数の相違により、熱応力が発生する。具体的には、例えば、回路チップ５と半導体センサチップ６１との熱膨張係数の相違により、両者の接合箇所に、熱応力に起因する実装応力が作用し得る。また、支持部３２と回路チップ５との接合箇所にも、同様に、実装応力が作用し得る。さらに、実装基板２とパッケージ３との接合箇所にも、同様に、実装応力が作用し得る。このような実装応力が作用すると、半導体力学量センサ１のゼロ点が変動し得る。
【００４６】
また、半導体力学量センサ１の使用環境において、周囲温度が変動すると、互いに接合される複数の部材間の熱膨張係数の相違により、熱応力が発生する。特に、半導体力学量センサ１が車載用である場合、使用環境温度は−４０〜１１０℃という幅広い範囲となる。このため、使用環境温度の変動に伴って、ゼロ点が変動し得る。
【００４７】
上記のように、熱応力が半導体センサチップ６１に作用することでゼロ点が変動すると、力学量すなわち加速度の検出精度が低下する。すなわち、例えば、同一の加速度が加速度センサ６に作用しても、使用環境温度が変化すると、異なる出力となってしまう。したがって、熱応力が半導体センサチップ６１に作用することを、可能な限り抑制することが望まれている。
【００４８】
この点、本実施形態においては、回路チップ５と半導体センサチップ６１との間に設けられたセンサチップ接合層７における、厚さ方向に回路チップ５と半導体センサチップ６１とが対向する対向領域７２には、非接合部７３と接合部７４とが形成されている。非接合部７３は、半導体センサチップ６１側に設けられた接合補助層８と接合されない。一方、接合部７４は、非接合部７３よりも厚さ方向に凸設されているため、半導体センサチップ６１側すなわち接合補助層８と良好に接合される。
【００４９】
このように、本実施形態においては、回路チップ５と半導体センサチップ６１との間の接合面積が小さくなる。よって、回路チップ５と半導体センサチップ６１との接合箇所を構成する接合部７４を介して半導体センサチップ６１に作用する熱応力を、可能な限り小さくすることが可能となる。したがって、本実施形態によれば、熱応力が半導体センサチップ６１に作用することによる出力変動を、可能な限り抑制することが可能となる。
【００５０】
本実施形態においては、センサチップ接合層７は、合成樹脂層であって、回路チップ５におけるセンサチップ対向面５２上にて非接合部７３と接合部７４とを有するパターン状に形成されている。通常、回路チップ５におけるセンサチップ対向面５２上には、配線パターン等を被覆する被覆層が、フォトリソグラフィ等によりパターン形成される。このため、非接合部７３と接合部７４とを有するパターンも、上記の被覆層と同時に形成することが可能である。したがって、新たな工程を追加することなく、非接合部７３と接合部７４とを有するセンサチップ接合層７を形成することが可能となる。
【００５１】
本実施形態においては、非接合部７３は、面内方向における、可動部６６に対応する位置に設けられている。すなわち、印加された力学量すなわち加速度に応じて面内方向に可動な可動部６６の面内位置に対応して、非接合部７３が設けられる。これにより、可動部６６に対する熱応力の伝搬を、可能な限り抑制することが可能となる。したがって、熱応力が半導体センサチップ６１に作用することによる出力変動を、可能な限り抑制することが可能となる。
【００５２】
本実施形態においては、接合部７４は、平面視にて、可動部６６と重ならないように設けられている。すなわち、接合部７４は、可動部６６に対応する位置には設けられていない。これにより、可動部６６に対する熱応力の伝搬を、よりいっそう抑制することが可能となる。したがって、熱応力が半導体センサチップ６１に作用することによる出力変動を、よりいっそう有効に抑制することが可能となる。
【００５３】
本実施形態においては、支持部３２は、実装基板２の実装面２ａ上に実装されている。また、実装基板２と、支持部３２と、回路チップ５と、半導体センサチップ６１とは、この順に厚さ方向に積層されている。このように、多数の部材が厚さ方向に積層された構成においては、上記の熱応力による影響が特に懸念される。しかしながら、本実施形態によれば、センサチップ接合層７における対向領域７２に非接合部７３を設けることで、熱応力が半導体センサチップ６１に作用することによる出力変動を、良好に抑制することが可能となる。
【００５４】
本実施形態においては、加速度センサ６は、半導体センサチップ６１の底面６２と接合された合成樹脂層である接合補助層８をさらに備えている。また、合成樹脂層であるセンサチップ接合層７における接合部７４は、接合補助層８と接合されている。
【００５５】
かかる構成においては、回路チップ５と半導体センサチップ６１との接合箇所は、回路チップ５側に設けられた合成樹脂層であるセンサチップ接合層７における接合部７４と、半導体センサチップ６１側に設けられた合成樹脂層である接合補助層８との接合により形成される。したがって、回路チップ５と半導体センサチップ６１とが、良好に接合され得る。また、半導体センサチップ６１に作用する熱応力が、合成樹脂層であるセンサチップ接合層７における接合部７４と合成樹脂層である接合補助層８との接合箇所にて、良好に緩和され得る。
【００５６】
本実施形態においては、加速度センサ６は、気密的に閉塞された収容空間６７を有し、この収容空間６７内に可動部６６を収容するように構成されている。具体的には、半導体センサチップ６１の底面６２側は、底部基板６３によって気密的に閉塞されている。
【００５７】
かかる構成においては、半導体センサチップ６１の底面６２は、面内方向における可動部６６に対応する位置にも設けられる。しかしながら、面内方向における可動部６６に対応する位置に非接合部７３を設けることで、可動部６６に対する熱応力の伝搬を良好に抑制することが可能となる。したがって、熱応力が半導体センサチップ６１に作用することによる出力変動を、良好に抑制することが可能となる。
【００５８】
本実施形態においては、半導体センサチップ６１は、力学量としての加速度に応じた出力を発生するように構成された加速度センサ６に設けられている。支持部３２は、回路チップ５と接合される底板部３３と、底板部３３の面内方向における端縁部から厚さ方向に突設する筒状に形成された突設部３４とを有する。半導体センサチップ６１および回路チップ５は、支持部３２における底板部３３と突設部３４とによって形成された凹部Ｒ内に収容されている。閉塞部材３１は、凹部Ｒ内を真空状態に保持しつつ、凹部Ｒを気密的に閉塞するように設けられている。角速度センサ９が、半導体センサチップ６１とは異なる位置にて凹部Ｒ内に収容されている。
【００５９】
かかる構成においては、角速度センサ９は、真空状態に保持された凹部Ｒ内にて、真空雰囲気下で動作し得る。一方、加速度センサ６は、気密的に閉塞されつつ１気圧の空気が封入された収容空間６７に収容された可動部６６により、空気雰囲気下で動作し得る。すなわち、収容空間６７内の空気を可動部６６の変位におけるダンパとして用いることで、加速度センサ６は、低周波的な加速度変化を検出する。したがって、半導体力学量センサ１は、二種類の力学量、すなわち、加速度および角速度を、良好に検出可能となる。
【００６０】
また、かかる構成においては、半導体センサチップ６１の底面６２側は、底部基板６３によって気密的に閉塞されている。このため、半導体センサチップ６１の底面６２は、面内方向における可動部６６に対応する位置にも設けられる。しかしながら、面内方向における可動部６６に対応する位置に非接合部７３を設けることで、可動部６６に対する熱応力の伝搬を良好に抑制することが可能となる。したがって、熱応力が半導体センサチップ６１に作用することによる出力変動を、良好に抑制することが可能となる。
【００６１】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。故に、上記実施形態に対しては、適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。
【００６２】
以下の変形例の説明においては、主として、上記実施形態と異なる部分について説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。
【００６３】
半導体力学量センサ１が車載用である場合、典型的には、車載状態にて、Ｚ軸負方向が重力作用方向すなわち下方となる。しかしながら、本発明は、かかる態様に限定されない。また、半導体力学量センサ１は、車載用に限定されない。
【００６４】
パッケージ３の平面視における形状は、特段の限定はない。すなわち、例えば、パッケージ３は、平面視にて略矩形状に形成され得る。あるいは、パッケージ３は、平面視にて略円形状に形成され得る。
【００６５】
パッケージ３における閉塞部材３１は、省略され得る。すなわち、凹部Ｒ内は、真空ではなくてもよい。この場合、加速度センサ６における蓋部６８は、省略され得る。また、角速度センサ９は、省略され得る。
【００６６】
回路チップ接合層３７は、導電性接着層であってもよいし、絶縁性接着層であってもよい。
【００６７】
加速度センサ６は、いわゆる静電容量タイプに限定されない。すなわち、例えば、加速度センサ６は、いわゆる歪ケージタイプであってもよい。
【００６８】
半導体センサチップ６１の平面視における形状は、特段の限定はない。すなわち、例えば、半導体センサチップ６１は、平面視にて略正八角形状に形成され得る。あるいは、半導体センサチップ６１は、平面視にて略円形状に形成され得る。
【００６９】
可動部６６の機械的構成によっては、加速度センサ６における収容空間６７は、真空状態に設定され得る。この場合、収容空間６７は、真空状態の凹部Ｒと連通され得る。すなわち、例えば、加速度センサ６における蓋部６８は、省略され得る。
【００７０】
センサチップ接合層７の構成も、上記実施形態にて示されている具体例に限定されない。すなわち、例えば、非接合部７３は、センサチップ接合層７を厚さ方向に貫通していなくてもよい。すなわち、非接合部７３は、半導体センサチップ６１側に開口する非貫通孔によって形成された凹部であってもよい。
【００７１】
非接合部７３および接合部７４の面内形状、すなわち、平面視における形状も、上記実施形態にて示されている具体例に限定されない。すなわち、例えば、図３に示されているように、非接合部７３および接合部７４は、面内方向に長手方向および短手方向を有する線状あるいは帯状に形成され得る。また、非接合部７３および接合部７４は、それぞれ複数設けられ得る。
【００７２】
具体的には、図３においては、非接合部７３は、図中Ｙ軸方向に幅方向すなわち短手方向を有するとともに、長手方向である図中Ｘ軸方向に延設された溝部として形成されている。また、接合部７４は、図中Ｙ軸方向に幅方向を有するとともに図中Ｘ軸方向に延設された帯状部分として形成されている。さらに、非接合部７３と接合部７４とが、幅方向すなわち短手方向に交互に配置されている。
【００７３】
かかる構成においては、非接合部７３および接合部７４は、長手方向が可動部６６の可動方向と平行となるように形成され得る。また、非接合部７３および接合部７４の長手方向は、熱応力が作用する方向と直交となるように設定され得る。これにより、可動部６６に対する熱応力の伝搬を、可能な限り抑制することが可能となる。したがって、熱応力が半導体センサチップ６１に作用することによる出力変動を、可能な限り抑制することが可能となる。
【００７４】
非接合部７３を構成する孔部７５は、対向領域７２内にて、二次元的に多数配列され得る。具体的には、図４に示されているように、平面視にて、略矩形状の非接合部７３と、略矩形状の接合部７４とが、格子柄を構成するように、交互に二次元配列され得る。
【００７５】
非接合部７３および接合部７４は、平面視にて略矩形状に限定されない。例えば、図５に示されているように、接合部７４は、平面視にてリング状に形成され得る。この場合、非接合部７３は、接合部７４の平面視リング形状における中心点の周囲を囲むように、平面視にて略円形に形成され得る。また、非接合部７３は、平面視における接合部７４よりも外側の領域、具体的には、対向領域７２の角部にも設けられ得る。
【００７６】
図６においては、４個の平面視にて略矩形状の孔部７５が、格子柄を構成するように二次元配置されている。すなわち、平面視にて４個の孔部７５によって、非接合部７３が形成されている。また、平面視にて４個の孔部７５に囲まれた十字状の部分によって、接合部７４が形成されている。
【００７７】
図５および図６に示されているように、非接合部７３を構成する孔部７５の開口端縁は、平面視にて、対向領域７２の外側に設けられ得る。すなわち、非接合部７３は、非対向領域７１と対向領域７２とに跨って設けられ得る。
【００７８】
図４および図６において、孔部７５は、平面視にて、略円形状、略楕円形状、あるいは略多角形状に形成され得る。
【００７９】
接合補助層８は、省略され得る。
【００８０】
上記説明において、互いに継目無く一体に形成されていた複数の構成要素は、互いに別体の部材を貼り合わせることによって形成されてもよい。同様に、互いに別体の部材を貼り合わせることによって形成されていた複数の構成要素は、互いに継目無く一体に形成されてもよい。
【００８１】
上記説明において、互いに同一の材料によって形成されていた複数の構成要素は、互いに異なる材料によって形成されてもよい。同様に、互いに異なる材料によって形成されていた複数の構成要素は、互いに同一の材料によって形成されてもよい。
【００８２】
上記実施形態を構成する要素は、特に必須であると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。また、構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると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、その特定の数に本発明が限定されることはない。
【００８３】
同様に、構成要素等の形状、方向、位置関係等が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に特定の形状、方向、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、方向、位置関係等に本発明が限定されることはない。各部を構成する材料についても、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の材料に限定される場合等を除き、特段の限定はない。
【００８４】
変形例も、上記の例示に限定されない。すなわち、例えば、複数の変形例が、互いに組み合わされ得る。
【符号の説明】
【００８５】
１      半導体力学量センサ
３１    支持部
３５    センサチップ対向面
５      回路チップ
６１    センサチップ
６６    可動部
７      センサチップ接合層
７２    対向領域
７３    非接合部
７４    接合部
【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】
2019200150.tif 000007
【図６】
2019200150.tif 000008