(57)【要約】【課題】ワイヤ接続の安定性確保および熱応力の緩和を両立する物理量センサおよび半導体装置を実現する。【解決手段】物理量に応じた信号を出力するセンサ部を有するセンサチップ３が接着層２を介して支持部材１上に搭載され、センサチップ３のうち接着層２の反対側の一面３ａ側にはワイヤ４が接続された物理量センサにおいて、接着層は、接着層にかかるずり速度が大きくなるほど、接着層に生じるずり応力が多次関数的に大きくなる、ダイラタンシー性を示す材料を有してなる。これにより、接着層２がセンサチップ３へのワイヤ４の接続時には硬く、その後には軟らかい状態となるため、ワイヤ接続の安定性を確保しつつ、センサチップ３への熱応力が緩和されることで信頼性の高い物理量センサとなる。センサチップ３の代わりに半導体チップを用いれば、上記と同様の効果が得られる半導体装置となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量に応じた信号を出力するセンサ部を有するセンサチップ（３）と、
前記センサチップが搭載された支持部材（１）と、
前記支持部材の表面（１ａ）上に配置され、前記センサチップを支持する接着層（２）と、
前記センサチップのうち前記接着層の反対側の一面（３ａ）側において、前記センサチップと電気的に接続されたワイヤ（４）と、を備え、
前記接着層は、ずり速度が大きくなるほど、ずり応力が多次関数的に大きくなる、ダイラタンシー性を示す材料を有してなる物理量センサ。
【請求項２】
前記接着層は、すべてがダイラタント流体により構成された変性接着層（２１）とされている請求項１に記載の物理量センサ。
【請求項３】
前記接着層は、一部のみが前記ダイラタンシー性を示す材料で構成された変性接着層（２１）とされている請求項１に記載の物理量センサ。
【請求項４】
前記センサチップのうち前記ワイヤが接続されている部分をワイヤ接続部とし、前記センサチップの前記一面のうち前記ワイヤ接続部および前記ワイヤ接続部に隣接する領域をワイヤ接続領域として、
前記一面に対する法線方向から見て、前記接着層のうち少なくとも前記ワイヤ接続領域を投影した領域が前記ダイラタンシー性を示す材料を有してなる変性接着層（２１）とされている請求項３に記載の物理量センサ。
【請求項５】
前記接着層は、前記表面に対する法線方向において２つの層が積層された２層構成とされ、その一方が前記ダイラタンシー性を示す材料を有してなる変性接着層（２１）とされている請求項１に記載の物理量センサ。
【請求項６】
前記センサチップは、前記センサ部を有する第１基板（３１）と、前記一面に対する法線方向から見て前記第１基板の直下に配置される第２基板（３２）と、が積層された構成とされており、
前記接着層は、前記第２基板上に配置され、前記第１基板を支持すると共に、前記ダイラタンシー性を示す材料で構成された変性接着層（２１）とされている請求項１に記載の物理量センサ。
【請求項７】
前記センサチップは、前記センサ部を有する第１基板（３１）と、前記一面に対する法線方向から見て前記第１基板の直下に配置される第２基板（３２）と、が積層された構成とされており、
前記接着層は、前記第２基板下に配置され、前記第２基板を支持すると共に、前記ダイラタンシー性を示す材料で構成された変性接着層（２１）とされている請求項１に記載の物理量センサ。
【請求項８】
回路チップと、
前記回路チップが搭載された支持部材（１）と、
前記支持部材の表面（１ａ）上に配置され、前記回路チップを支持する接着層（２）と、
前記回路チップのうち前記接着層の反対側の一面（３ａ）側において、前記回路チップと電気的に接続されたワイヤ（４）と、を備え、
前記接着層は、ずり速度が大きくなるほど、ずり応力が多次関数的に大きくなる、ダイラタンシー性を示す材料を有してなる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサおよび半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物理量に応じた信号を出力するセンサ部を有するセンサチップと、該センサチップが搭載される支持部材と、支持部材上に配置され、該センサチップを支持する接着層と、該センサチップに電気的に接続されるワイヤとを備える物理量センサが知られている。この種の物理量センサとしては、例えば特許文献１に記載のものが挙げられる。
【０００３】
特許文献１に記載の物理量センサは、支持部材としての基板上に接着層を介してセンサ部を有するセンサチップが搭載され、センサチップのうち接着層と反対側の一面側においてワイヤがセンサチップと電気的に接続された構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２８７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の物理量センサは、例えば、用意した支持部材上に接着性材料を含む塗液を塗布して接着層を形成し、センサチップを接着層上に搭載した後に、ワイヤボンディングによりワイヤがセンサチップと電気的に接続されることで製造される。
【０００６】
ここで、例えば超音波加圧などの方法でワイヤボンディングを行う場合、ワイヤボンディングを安定させるためには、超音波によるエネルギーをセンサチップに伝え、そのエネルギーが接着層を介して逃げないようにすることが好ましい。つまり、ワイヤボンディングの安定性確保の観点からは、接着層は、変形しにくく、センサチップに伝わったエネルギーがセンサチップから逃げにくい材料、すなわち高弾性の硬い材料により構成されることが好ましい。
【０００７】
一方、この種の物理量センサは、支持部材とセンサチップとがそれぞれ線膨張係数の異なる材料で構成されており、温度変化が生じると、この線膨張係数の差に起因した熱応力が接着層を介してセンサチップに生じる構造とされている。この支持部材とセンサチップとの線膨張係数差に起因する熱応力を緩和し、信頼性を確保するため、接着層は、弾性変形しやすく、支持部材の熱による変形がセンサチップに伝わりにくい材料、すなわち低弾性の軟らかい材料により構成されることが好ましい。
【０００８】
つまり、この種の物理量センサに用いられる接着層は、ワイヤボンディングの安定性確保の観点と温度変化における信頼性確保の観点とでは真逆の特性が求められ、これらの双方の要求を満足することが難しい。これは、センサチップが搭載される場合に限られず、物理量に応じた電気信号を出力しない半導体チップが用いられた半導体装置についても同様である。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ワイヤボンディングの安定性と温度変化における信頼性との両立が可能な接着層を備える物理量センサおよび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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の物理量センサは、物理量に応じた信号を出力するセンサ部を有するセンサチップ（３）と、センサチップが搭載された支持部材（１）と、支持部材の表面（１ａ）上に配置され、センサチップを支持する接着層（２）と、センサチップのうち接着層の反対側の一面（３ａ）側において、センサチップと電気的に接続されたワイヤ（４）と、を備える。このような構成において、接着層は、ずり速度が大きくなるほど、ずり応力が多次関数的に大きくなる、ダイラタンシー性を示す材料を有してなる。
【００１１】
これにより、大きなずり速度が加わった際に、そのずり応力が多次関数的に大きくなるダイラタンシー性を示す材料を有してなる接着層を備える物理量センサとなる。そのため、センサチップを支持する接着層は、大きなずり速度、すなわち急激な外力が加わった時には、そのずり応力が大きい性質、すなわち硬い性質である高弾性を示し、小さなずり速度が加わった時には軟らかい性質である低弾性を示す。
【００１２】
よって、センサチップにワイヤボンディングによる急激な外力が加わる際には高弾性、ワイヤボンディング後においては低弾性を示す接着層を備え、ワイヤボンディングにおける安定性確保と熱応力の緩和による信頼性確保とが両立する物理量センサとなる。
【００１３】
請求項８に記載の半導体装置は、回路チップと、回路チップが搭載された支持部材（１）と、支持部材の表面（１ａ）上に配置され、回路チップを支持する接着層（２）と、回路チップのうち接着層の反対側の一面（３ａ）側において、回路チップと電気的に接続されたワイヤ（４）と、を備え、接着層は、ずり速度が大きくなるほど、ずり応力が多次関数的に大きくなる、ダイラタンシー性を示す材料を有してなる。
【００１４】
これによれば、請求項１に記載の物理量センサと同様に、ワイヤボンディングにおける安定性確保と熱応力の緩和による信頼性確保とが両立すると共に、回路チップにかかる熱応力が緩和されることで、回路の電気特性の変動が抑制される半導体装置となる。
【００１５】
なお、上記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の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の物理量センサの断面を示す概略断面図である。
【図２】変性接着層が示すダイラタンシー性について示す図であって、ずり速度に対するずり応力もしくは粘度について示す概略図である。
【図３】第２実施形態の物理量センサの断面を示す概略断面図である。
【図４】第３実施形態の物理量センサの断面を示す概略断面図である。
【図５】第４実施形態の物理量センサの断面を示す概略断面図である。
【図６】第４実施形態の物理量センサの変形例における断面を示す概略断面図である。
【図７】第５実施形態の物理量センサの断面を示す概略断面図である。
【図８】第５実施形態の物理量センサの変形例における断面を示す概略断面図である。
【図９】他の実施形態の物理量センサの断面を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１８】
（第１実施形態）
第１実施形態の物理量センサについて、図１、図２を参照して述べる。本実施形態の物理量センサは、例えば、自動車などの車両などに搭載され、車両もしくはその構成部品にかかる物理量に応じた信号を出力する物理量センサに適用される。
【００１９】
図１では、物理量センサの構成を分かり易くするため、厚みや寸法などを誇張してデフォルメしたものを示している。図２では、見易くするため、後述する変性接着層２１のずり応力を実線で示し、変性接着層２１の粘度を破線で示している。
【００２０】
本実施形態の物理量センサは、図１に示すように、支持部材１と、接着層２と、センサチップ３と、ワイヤ４とを備え、センサチップ３に作用する物理量に応じた信号がワイヤ４を介して外部に出力される構成とされている。
【００２１】
支持部材１は、図１に示すように、表面１ａを有し、表面１ａ上に接着層２を介してセンサチップ３が搭載される支持体である。支持部材１は、物理量センサの用途に応じて、例えば、基板、リードフレームや筐体部品など任意の形態とされ、樹脂材料や導電性の金属材料などの任意の材料で構成される。例えば、本実施形態の物理量センサが圧力センサとして構成される場合には、支持部材１は、任意の樹脂材料で構成される樹脂成形体とされてもよいし、任意の金属材料で構成されるハウジングとされてもよい。
【００２２】
接着層２は、図１に示すように、支持部材１の表面１ａ上に配置され、センサチップ３を支持部材１上に搭載するために用いられる層であり、例えば、ディスペンサーなどにより形成される。接着層２は、遅いせん断刺激、例えばゆっくりとした外力が加わった際には低弾性を示し、より速いせん断刺激、例えば急激な外力が加わった際には高弾性を示す材料、すなわちダイラタンシー性を示す材料を有してなる。
【００２３】
具体的には、接着層２は、後述するセンサチップ３へのワイヤ４のワイヤボンディングなどの速いせん断刺激が加えられた際には高弾性を示し、ワイヤ４の接続後に熱応力が作用するなどの遅いせん断刺激が加えられた状態では低弾性を示す。言い換えると、接着層２は、センサチップ３へのワイヤ４のワイヤボンディングにおける弾性率が、センサチップ３へのワイヤ４の接続後における弾性率よりも高い、ダイラタンシー性を示す材料を有してなる。
【００２４】
なお、ここでいう「高弾性」とは、その弾性率が１００ＭＰａ〜３０ＧＰａとなることを意味し、「低弾性」とは、その弾性率が０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａとなることを意味する。
【００２５】
接着層２は、本実施形態では、図１に示すように、上記のダイラタンシー性を示すダイラタント流体により構成され、層全体がダイラタンシー性を示す変性接着層２１とされている。接着層２は、本実施形態では、高弾性を示す高弾性材料と低弾性を示す低弾性材料との混合体で構成されている。
【００２６】
例えば、ＳｉＯ２などの無機系材料、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂などの有機系材料が高弾性材料として用いられることができる。一方、シリコーン、ポリアクリレートやパーフロロポリエーテルなどの有機系の接着性材料が低弾性材料として用いられることができる。この場合、高弾性材料は、例えば粒状とされ、混合体にダイラタンシー性を発現させるため、粒径が１０μｍ以上とされる。また、高弾性材料は、混合体におけるダイラタンシー性を示す領域を広く確保するため、混合体全体に対して５０ｖｏｌ％以上含有されることが好ましい。具体的には、例えば、酢酸ビニル樹脂系やエポキシ樹脂系などのエマルションに、ＳｉＯ２などの高弾性材料およびシリコーンなどの低弾性材料を混合したものであって、高弾性材料が５０ｖｏｌ％以上含有するものを接着層２として用いることができる。
【００２７】
変性接着層２１は、例えば、上記のように高弾性材料と低弾性材料とが用いられ、下記の（１）式および（２）式を満たす特性、すなわちダイラタンシー性を持つ構成とされる。
【００２８】
τ＝μ×ｖｎ・・・（１）
η＝μ×ｖ（ｎ−１）・・・（２）
なお、（１）式または（２）式においては、τが混合体で生じるずり応力（単位：Ｐａ）を、ｖが混合体に生じるずり速度（単位：ｓｅｃ−１）を、ηが混合体の粘度（単位：Ｐａ・ｓｅｃ）を示す。また、μは、任意の定数である。ｎは、２よりも大きい数である。つまり、変性接着層２１は、図２に示すように、変性接着層２１にかかるずり速度が大きくなる、すなわち、せん断刺激が速くなるほど、変性接着層２１の粘度ηや変性接着層２１に生じるずり応力τが多次関数的に大きくなる特性を示す。この変性接着層２１の効果については、後述する。
【００２９】
センサチップ３は、例えば、図１に示すように、一面３ａを有する矩形板状とされ、一面３ａの反対面が接着層２と接するように配置されており、Ｓｉなどの半導体材料により構成される。センサチップ３は、例えば、圧力、加速度、角速度などの１つの物理量に応じた信号を出力する図示しないセンサ部が一面３ａ側に形成されており、任意の半導体プロセスにより製造される。センサチップ３は、一面３ａ上に図示しない電極パッドが形成されており、図１に示すように、この部分にワイヤ４が接続されている。
【００３０】
なお、センサ部は、例えば、圧力に応じた信号を出力させる場合には、ダイヤフラムやゲージ抵抗を備える構成とされる。センサ部は、検出する物理量に応じて任意の構成とされる。
【００３１】
ワイヤ４は、センサチップ３と他の部材とを電気的に接続する部材であり、例えば、アルミニウムや金などの導電性の金属材料により構成され、ワイヤボンディングにより接続される。ワイヤ４は、本実施形態では、センサチップ３と支持部材１とを電気的に接続しているが、センサチップ３と図示しない他の部材とを電気的に接続してもよい。ワイヤ４は、物理量センサの用途に応じて、その本数や接続箇所が適宜変更されてもよい。
【００３２】
以上が、本実施形態の物理量センサの基本的な構成である。本実施形態の物理量センサは、例えば、センサチップ３の種類により、圧力センサ、加速度センサやジャイロセンサなどとされ、その用途に応じて図示しない他の部材などを備えていてもよい。
【００３３】
次に、ダイラタンシー性を示す変性接着層２１による効果について説明する。
【００３４】
変性接着層２１は、ワイヤ４をセンサチップ３に超音波加圧などのよるワイヤボンディングで接続する際には、高弾性を示し、変形しにくいため、センサチップ３にかかる力が外部に逃げることを抑制し、ワイヤボンディングを安定させる役割を果たす。
【００３５】
一方、ワイヤ４を接続した後においては、変性接着層２１は、低弾性を示し、軟らかい状態となる。ここで、本実施形態の物理量センサが冷熱サイクルなどの温度変化が起きる環境に晒されると、例えば主としてＳｉで構成されたセンサチップ３には、例えば樹脂材料で構成された支持部材１との線膨張係数差に起因した熱応力が生じる。しかしながら、変性接着層２１は、上記したようにワイヤ４の接続後、すなわち急激な外力が加わらない状況では、低弾性を示し、軟らかいため、センサチップ３にかかる熱応力を緩和し、信頼性を確保する役割を果たす。
【００３６】
つまり、変性接着層２１は、ワイヤ４のワイヤボンディングの際には、高弾性で硬く、ワイヤボンディング後には低弾性で軟いため、ワイヤボンディングの安定性確保とセンサチップ３への熱応力の緩和による信頼性確保とを両立する構成とされる。
【００３７】
また、本発明者らの検討によれば、接着層２上に配置されたセンサチップ３にワイヤ４を接続する際におけるセンサチップ３の接着層２への沈み込み（以下「チップ振幅」という）を小さくすることで、ワイヤボンディングが安定する傾向にある。具体的には、本発明者らの検討によれば、チップ振幅は、センサチップ３と接着層２との接触面積、および接着層２の弾性率に反比例する。
【００３８】
近年、この種の物理量センサではセンサチップ３の小型化のニーズがあるが、センサチップ３の小型化は、接着層２との接触面積が小さくなるため、ワイヤボンディングの安定性の観点からは好ましくない。しかしながら、ダイラタンシー性を示す変性接着層２１で接着層２が構成されることで、ワイヤボンディング時における接着層２の弾性率を大きくでき、チップ振幅を小さくできる。そのため、本実施形態の物理量センサは、センサチップ３が小型化されてもワイヤボンディングの安定性を従来よりも確保できる構成となる効果も期待される。
【００３９】
次に、本実施形態の物理量センサの製造方法の一例について説明する。ただ、接着層２をダイラタント流体で構成された変性接着層２１として形成する点以外については、従来のこの種の物理量センサと同じ任意の製造方法を採用できるため、ここでは、接着層２を形成する工程以外の工程については、簡単に説明する。
【００４０】
例えば、支持部材１として、コンプレッション成形などで形成された樹脂成形体を用意する。この樹脂成形体の表面１ａ上にダイラタント流体を例えばディスペンサーなどにより塗布し、接着層２を形成する。なお、ダイラタント流体は、例えば、シリコーンなどの低弾性材料とＳｉＯ２などの高弾性材料とを所定の割合で混合し、撹拌することで得られる。
【００４１】
続けて、任意の半導体プロセスで製造されたセンサチップ３を用意する。このセンサチップ３を、一面３ａの反対面が接着層２側を向くように、接着層２上に載せる。その後、ワイヤ４を、例えば、超音波加圧によるワイヤボンディングでセンサチップ３の一面３ａ側と支持部材１とに接続する。最後に、例えば、加熱乾燥により接着層２に含まれる余分な溶媒などを除去することで、本実施形態の物理量センサを製造することができる。
【００４２】
なお、上記の製造方法は、あくまで一例であり、乾燥をワイヤボンディング前に行うなど適宜変更されてもよい。例えば、接着層２の乾燥をワイヤボンディング前に行う場合には、加熱乾燥により接着層２に含まれる余分な溶媒などを除去し、または接合を促進することで支持部材１とセンサチップ３とを接続させてもよい。その後、上記と同様にワイヤ４をワイヤボンディングによりセンサチップ３に接続する。
【００４３】
本実施形態によれば、接着層２がワイヤボンディング時には高弾性を示し、ワイヤボンディング後には低弾性を示す変性接着層２１ですべて構成された物理量センサとなる。そのため、ワイヤボンディングにおける安定性確保と熱応力の緩和による信頼性確保とが両立できる物理量センサとなる。また、本実施形態の物理量センサは、センサチップ３が小型化されても、従来よりもワイヤボンディングの安定性を確保できる物理量センサとなる。
【００４４】
（第２実施形態）
第２実施形態の物理量センサについて、図３を参照して述べる。図３では、図１と同様に、厚みや寸法などを誇張してデフォルメしたものを示している。
【００４５】
本実施形態の物理量センサは、図３に示すように、接着層２がダイラタンシー性を示すダイラタンシー部２１１と低弾性接着剤２２とを有してなる点で上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【００４６】
接着層２は、本実施形態では、図３に示すように、複数のダイラタンシー部２１１と低弾性接着剤２２とを有してなり、例えば、複数のダイラタンシー部２１１および低弾性接着剤２２をまとめてディスペンサーなどにより塗布形成することで得られる。言い換えると、接着層２は、本実施形態では、一部のみがダイラタンシー性を示す材料で構成されている。
【００４７】
ダイラタンシー部２１１は、例えば、上記第１実施形態と同様に、高弾性材料と低弾性材料との混合体であるが、本実施形態では、１つの層ではなく、扁球形状や長球形状などの粒状とされている。ダイラタンシー部２１１は、例えば、図３に示すように、接着層２内に部分的に複数配置されると共に、支持部材１とセンサチップ３との両方に接触するように配置されている。
【００４８】
なお、ダイラタンシー部２１１は、接着層２がセンサチップ３へのワイヤボンディング時にこのワイヤボンディングによる外力を支持部材１側に逃げない構成となればよく、必ずしもそのすべてが支持部材１とセンサチップ３との両方に接触していなくてもよい。また、ダイラタンシー部２１１の形状や接着層２の膜平面方向における配置については、任意である。
【００４９】
低弾性接着剤２２は、例えば、シリコーン、ポリアクリレートやパーフロロポリエーテルなどの有機系の低弾性、かつ接着性を示す材料で構成され、複数のダイラタンシー部２１１が分散した１つの層状とされている。低弾性接着剤２２は、この種の従来の物理量センサにおいて採用されている任意の低弾性の接着剤が用いられてもよい。
【００５０】
本実施形態によれば、ダイラタンシー部２１１と低弾性接着剤２２とにより構成され、全体として変性接着層２１として機能する接着層２を備える物理量センサとなる。このような構成とされても、上記第１実施形態と同様の効果が得られる物理量センサとなる。
【００５１】
（第３実施形態）
第３実施形態の物理量センサについて、図４を参照して述べる。図４では、図１と同様に、厚みや寸法などを誇張してデフォルメしたものを示している。
【００５２】
本実施形態の物理量センサは、図４に示すように、接着層２が変性接着層２１と低弾性接着剤２２とにより構成され、変性接着層２１が断面視にてセンサチップ３のうちワイヤ４が接続されている領域の直下に配置されている点で上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【００５３】
接着層２は、本実施形態では、図４に示すように、所定の位置に配置された変性接着層２１と、低弾性接着剤２２とにより構成され、例えば、変性接着層２１と低弾性接着剤２２とを別々にディスペンサーなどにより塗布形成することにより得られる。
【００５４】
変性接着層２１は、本実施形態では、例えば、図３に示すように、センサチップ３の一面３ａに対する法線方向、すなわち一面法線方向から見て、接着層２のうちワイヤ４が接続された領域の直下に相当する領域に配置されている。
【００５５】
以下、説明の簡略化のため、センサチップ３の一面３ａのうちワイヤ４が接続されている部分を「ワイヤ接続部」と称し、一面３ａのうちワイヤ接続部およびワイヤ接続部に隣接する領域を「ワイヤ接続領域」と称する。
【００５６】
変性接着層２１は、一面法線方向から見て、接着層２のうちセンサチップ３の一面３ａのワイヤ接続領域の外郭を投影した領域に配置されている。言い換えると、変性接着層２１は、図４に示すように、断面視にてワイヤ接続領域と並列で配置されている。これにより、少なくともワイヤボンディングにおいて、ワイヤ接続部にかかる力が支持部材１側に逃げにくくなり、ワイヤボンディングの安定性確保に寄与する構成の接着層２となる。
【００５７】
なお、ワイヤ接続領域の一面法線方向から見たときの面積については、任意であり、ワイヤボンディングの安定性を確保できる程度とされていればよい。
【００５８】
低弾性接着剤２２は、本実施形態では、接着層２のうち変性接着層２１が配置される部分と異なる残部に配置されている。
【００５９】
本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果が得られる物理量センサとなる。
【００６０】
（第４実施形態）
第４実施形態の物理量センサについて、図５を参照して述べる。図５では、図１と同様に、厚みや寸法などを誇張してデフォルメしたものを示している。
【００６１】
本実施形態の物理量センサは、図５に示すように、接着層２が変性接着層２１と低弾性接着剤２２とにより構成され、支持部材１側から低弾性接着剤２２、変性接着層２１の順に積層された二層構成とされている点で上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【００６２】
接着層２は、本実施形態では、図５に示すように、支持部材１の表面１ａ上に低弾性接着剤２２および変性接着層２１がこの順に積層された２層構成とされている。言い換えると、接着層２は、２つの異なる層が積層された２層構成であって、その一方の層が変性接着層２１である。接着層２は、例えば、ディスペンサーなどにより低弾性接着剤２２を塗布した後に、その上に変性接着層２１を塗布形成することで得られる。
【００６３】
変性接着層２１は、図５に示すように、断面視にて低弾性接着剤２２上に配置されると共に、センサチップ３のうち少なくとも一面３ａの反対面と接するようにセンサチップ３の直下に配置されている。
【００６４】
低弾性接着剤２２は、図５に示すように、支持部材１の表面１ａ上に層状に配置されている。
【００６５】
本実施形態によれば、センサチップ３の直下にダイラタンシー性を示す変性接着層２１が配置されているため、ワイヤボンディングの安定性確保とセンサチップ３にかかる熱応力緩和による信頼性確保を両立できる接着層２を備える物理量センサとなる。そのため、上記第１実施形態と同様の効果が得られる物理量センサとなる。
【００６６】
（第４実施形態の変形例）
第４実施形態の物理量センサの変形例について、図６を参照して述べる。図６では、図１と同様に、厚みや寸法などを誇張してデフォルメしたものを示している。
【００６７】
本変形例では、接着層２が、図６に示すように、変性接着層２１および低弾性接着剤２２がこの順に積層された構成とされている点において、上記第４実施形態と相違する。本変形例では、接着層２は、例えば、上記第４実施形態とは逆に、変性接着層２１、低弾性接着剤２２の順に順次ディスペンサーなどにより塗布形成されることで得られる。
【００６８】
このような構成とされても、接着層２は、図６に示すように、センサチップ３の直下の領域においては、変性接着層２１があらかじめ形成されているため、低弾性接着剤２２の厚みが薄い構成となる。センサチップ３のワイヤ接続領域の直下における低弾性接着剤２２が薄く、かつ、それよりもさらに支持部材１側に変性接着層２１が配置されているため、センサチップ３へワイヤボンディング時にかかる外力が逃げにくい構成の接着層２となる。
【００６９】
本変形例の物理量センサにおいても、上記第４実施形態と同様の効果が得られる。
【００７０】
（第５実施形態）
第５実施形態の物理量センサについて、図７を参照して述べる。図７では、図１と同様に、厚みや寸法などを誇張してデフォルメしたものを示している。
【００７１】
本実施形態の物理量センサは、図７に示すように、センサチップ３が物理量に応じた信号を出力する図示しないセンサ部を有する第１基板３１と、第２基板３２とを備え、変性接着層２１を介して第２基板３２、第１基板３１の順に積層された構成とされている。また、本実施形態の物理量センサは、センサチップ３が第２基板３２を支持部材１側に向けた状態で、低弾性接着剤２２を介して支持部材１の表面１ａ上に搭載されている。さらに、本実施形態の物理量センサは、第１基板３１のうち変性接着層２１と反対側の面が一面３ａとされ、この一面３ａ側にワイヤ４が接続されている。本実施形態の物理量センサは、これらの点において、上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【００７２】
第１基板３１および第２基板３２は、例えば、主としてＳｉなどの半導体材料により構成され、図７に示すように、変性接着層２１を介して積層されることでセンサチップ３を構成している。センサチップ３は、本実施形態では、例えば、加速度や角速度に応じた信号を出力する加速度センサや角速度センサとして機能する構成とされる。
【００７３】
このような構成とされることで、第１基板３１の一面３ａ側にワイヤ４をワイヤボンディングで接続する際、断面視にて第１基板３１の直下に配置された変性接着層２１が高弾性を示し、第１基板３１にかかる力が逃げにくい構造となる。つまり、本実施形態の物理量センサは、ワイヤ４のワイヤボンディングの安定性が確保できる構造となる。その一方で、第１基板３１に熱応力がかかった際には変性接着層２１が低弾性を示すため、この熱応力が変性接着層２１で緩和され、信頼性を確保できる構造となる。
【００７４】
本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果が得られる物理量センサとなる。
【００７５】
（第５実施形態の変形例）
第５実施形態の物理量センサの変形例について、図８を参照して述べる。図８では、図１と同様に、厚みや寸法などを誇張してデフォルメしたものを示している。
【００７６】
本変形例では、接着層２が、図８に示すように、変性接着層２１および低弾性接着剤２２の配置が上記第５実施形態と逆にされた構成とされている点において、上記第５実施形態と相違する。
【００７７】
このような構成とされても、図６に示すように、センサチップ３の直下、すなわち第２基板３２の直下の領域においては、変性接着層２１が配置されているため、センサチップ３へワイヤボンディング時にかかる外力が逃げにくい構成となる。
【００７８】
本変形例の物理量センサにおいても、上記第５実施形態と同様の効果が得られる。
【００７９】
（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態に示した物理量センサは、本発明の物理量センサの一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００８０】
（１）例えば、上記各実施形態では、図示しないセンサ部を有するセンサチップ３が外部に露出している構造の物理量センサを例に説明したが、物理量センサの用途に応じて、センサチップ３が例えばシリコンゲルなどの低弾性材料に覆われていてもよい。
【００８１】
具体的には、例えば物理量センサが圧力センサとして構成される場合、図９に示すように、接着層２、センサチップ３およびワイヤ４がシリコンゲルなどの低弾性材料５により覆われた構成とされてもよい。この場合、支持部材１は、例えば図９に示すように、凹部１１や内部配線１２を備える樹脂成形体とされると共に、凹部１１の底部に接着層２を介してセンサチップ３が搭載されている。センサチップ３は、一面３ａ側にワイヤ４が接続されると共に、ワイヤ４を介して凹部１１の底部側に配置され、その一端が樹脂成形体から露出した内部配線１２と電気的に接続されている。このような構成において、低弾性材料５は、凹部１１を充填し、接着層２、センサチップ３およびワイヤ４を覆っている。この場合、低弾性材料５に外部からの圧力が加わると、低弾性材料５が変形し、センサチップ３の図示しないセンサ部がその変形に応じた信号を出力する構成の圧力センサとなる。このように、センサチップ３は、図示しないセンサ部の動作に支障のない程度に低弾性材料などにより覆われていてもよい。
【００８２】
（２）上記第５実施形態およびその変形例では、第１基板３１または第２基板３２を支持する変性接着層２１が上記第１実施形態と同様にすべてダイラタント流体とされた例について説明した。しかしながら、上記第２実施形態ないし第４実施形態における接着層２の構成が、上記第５実施形態の変性接着層２１に採用されてもよい。
【００８３】
（３）上記各実施形態では、センサチップ３が物理量に応じた電気信号を出力するセンサ部を備えるものとされ、全体として物理量センサとされた例について説明したが、センサチップ３は、上記のセンサ部を備えない半導体チップとされてもよい。例えば、センサチップ３の代わりにＩＣを備えた半導体チップ、すなわち回路チップが、支持部材１上に接着層２を介して搭載されると共に、ワイヤ４が該回路チップに接続された半導体装置とされてもよい。これにより、ワイヤボンディングにおける安定性確保とその後の応力緩和とが両立した半導体装置となる。なお、この半導体装置の構造は、上記各実施形態で示した図１、図３ないし図８で示したもののうちセンサチップ３が回路チップに置き換わったものであり、基本的にはこれらと同様である。
【００８４】
また、回路チップに熱応力が作用すると回路チップの配線が微小に変形し、ピエゾ効果によって回路の電気特性の変動が生じるおそれがあるが、接着層２によるワイヤボンディング後の応力緩和により、この電気特性の変動が抑制されると考えられる。ダイラタンシー性を示す材料を備える接着層２を介して回路チップが搭載された半導体装置は、熱応力に起因する電気特性の変動を抑制する構造となることも期待される。同様に、上記各実施形態の物理量センサについても、熱応力の緩和による電気特性の変動抑制の効果が期待される。
【符号の説明】
【００８５】
１      支持部材
２      接着層
２１    変性接着層
２１１  ダイラタンシー部
２２    低弾性接着剤
３      センサチップ
３１    第１基板
３２    第２基板
３ａ    一面
４      ワイヤ
【図１】
2019145645.tif 000003
【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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