(57)【要約】【課題】  ボンディングワイヤが接続されるセンサチップを、接着部材を介して基板上に接続し固定してなるセンサ装置において、センサチップへのワイヤボンディングを可能としつつ、センサのより高感度化を図る。【解決手段】  ボンディングワイヤ４０が接続されるセンサチップ２０を接着部材３０を介して基板１０上に接着し固定してなるセンサ装置Ｓ１において、接着部材３０として、接着剤３２中に熱の付与により気化する発泡剤が含有されたものを用いる。それによれば、ワイヤボンディング後に熱の付与を行い、発泡剤を気化させてなるボイド３１を形成することでクッション機能を有する接着部材３０が実現され、より低弾性な接着部材３０とすることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンディングワイヤ（４０）が接続されるセンサチップ（２０）を接着部材（３０）を介して基板（１０）上に接着し固定してなるセンサ装置において、
前記接着部材（３０）として、エネルギーを付与することによりエネルギーを付与する前に比べて弾性が低下するものを用いることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記エネルギーを付与された前記接着部材（３０）は、空気のボイド（３１）が内在することによりクッション機能を有するものであることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記エネルギーは、熱であることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記接着部材（３０）は、接着剤（３２）中に熱の付与により気化する発泡剤（３１ａ）が含有されたものであることを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記発泡剤（３１ａ）は、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒドラジドおよびこれらの混合物の中から選択されたものであることを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンディングワイヤが接続されるセンサチップを、接着部材を介して、ケースや回路基板あるいはリードフレームなどの基板上に接続し固定してなるセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種のセンサ装置としては、たとえば、シリコンなどの半導体基板に加速度を検出するセンシング部が形成されたセンサチップを、接着部材としての接着フィルムを介して、基板としての回路チップ上に搭載してなる加速度センサが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、このような従来のセンサ装置においては、センサチップは、基板に対してボンディングワイヤを介して結線されている。つまり、センサチップにおいては、ワイヤボンディングが施されるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２１６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上記した従来のセンサ装置においては、極力低い弾性を有するシリコーン系樹脂などからなる接着部材を用いることにより、基板上のセンサチップに応力を伝達させないようにし、それによって、センサの高感度化を図っていた。
【０００５】
しかしながら、従来の接着部材では、センサチップにワイヤボンディングを行う際に当該センサチップを支持するために、たとえば、低弾性のものであっても弾性率が１ＭＰａ以上の接着フィルムを使用する必要があった。
【０００６】
そのため、従来のセンサ装置においては、そのような接着部材の弾性率に基づく応力に見合った感度しか実現できなかった。
【０００７】
さらに、高感度のセンサ装置を実現しようとすると、センサチップへの応力伝達をより抑制するため、より弾性率の低い、たとえば弾性率が１ＭＰａ以下の接着部材を使用する必要がある。
【０００８】
しかしながら、そのような場合には、接着部材が弾性率が低すぎて軟らかすぎることになり、逆に、ワイヤボンディング時におけるセンサチップの支持が不安定となって、ワイヤボンディングができないという問題が起こる。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、ボンディングワイヤが接続されるセンサチップを、接着部材を介して基板上に接続し固定してなるセンサ装置において、センサチップへのワイヤボンディングを可能としつつ、センサのより高感度化を図れるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ボンディングワイヤ（４０）が接続されるセンサチップ（２０）を接着部材（３０）を介して基板（１０）上に接着し固定してなるセンサ装置において、接着部材（３０）として、エネルギーを付与することによりエネルギーを付与する前に比べて弾性が低下するものを用いることを特徴としている。
【００１１】
それによれば、接着部材（３０）として、エネルギーを付与することによりエネルギーを付与する前に比べて弾性が低下するものを用いるため、センサチップ（２０）を接着部材（３０）を介して基板（１０）上に接着固定してワイヤボンディングを行う際には、接着部材（３０）はワイヤボンディング可能な弾性を有するものとし、さらに、ワイヤボンディング後にはエネルギーを付与することで、より低弾性な接着部材（３０）とすることができる。
【００１２】
そのため、本発明によれば、ワイヤボンディング後の接着部材（３０）は、ワイヤボンディングができない程度まで低弾性なものにすることができる。つまり、従来では達成し得なかったレベルまで低弾性化された接着部材（３０）を実現することができ、センサチップ（２０）への応力伝達に関しても、従来よりも抑制できるのである。
【００１３】
したがって、本発明によれば、ボンディングワイヤ（４０）が接続されるセンサチップ（２０）を、接着部材（３０）を介して基板（１０）上に接続し固定してなるセンサ装置において、センサチップ（２０）へのワイヤボンディングを可能としつつ、センサのより高感度化を図ることができる。
【００１４】
ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のセンサ装置においては、エネルギーを付与された接着部材（３０）は、空気のボイド（３１）が内在することによりクッション機能を有するものにできる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明のように、請求項１または請求項２に記載のセンサ装置における前記エネルギーは、熱とすることができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明では、請求項３に記載のセンサ装置において、接着部材（３０）は、接着剤（３２）中に熱の付与により気化する発泡剤（３１ａ）が含有されたものであることを特徴としている。
【００１７】
本発明の接着部材（３０）によれば、センサチップ（２０）を基板（１０）上に接着固定してワイヤボンディングを行った後には、接着部材（３０）に熱を付与することで接着剤（３２）中の発泡剤（３１ａ）が気化し、気化が行われた部分がボイド（３１）となる。
【００１８】
そのため、熱付与後の接着部材（３０）においては、空気のボイド（３１）が内在することによりクッション機能を有する接着部材（３０）が実現され、より低弾性な接着部材（３０）とすることができる。
【００１９】
ここで、請求項５に記載の発明のように、請求項４に記載のセンサ装置における発泡剤（３１ａ）としては、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒドラジドおよびこれらの混合物の中から選択されたものを採用することができる。
【００２０】
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を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係るセンサ装置としての加速度センサＳ１を示す概略断面図である。用途限定するものではないが、この加速度センサＳ１は、例えば自動車に搭載されて運転制御用のものとして用いることができる。
【００２３】
図１において、基板１０は、ケースやハウジング、またはプリント基板やセラミック基板などの回路基板、あるいはリードフレームなどを採用することができ、その材質も樹脂、セラミック、金属など特に限定されない。なお、基板１０がケースやハウジングである場合、このケースやハウジングは、ボンディングワイヤ４０と接続するための導体部を有するものとする。
【００２４】
この基板１０の上には、センサチップ２０が搭載されており、センサチップ２０と基板１０とは接着部材３０を介して接着され固定されている。
【００２５】
また、センサチップ２０と基板１０とはボンディングワイヤ４０により結線され、電気的に接続されている。このボンディングワイヤ４０は、金やアルミニウムなどのワイヤボンディングを行うことにより形成されたものである。
【００２６】
ここでは、センサチップ２０は、加速度検出を行う検出素子として構成されており、たとえば、シリコン基板などに対して一般に知られている櫛歯構造を有する梁構造体を形成し、印加された加速度に応じた可動電極と固定電極間の静電容量変化（電気信号）を検出するものにすることができる。
【００２７】
また、センサチップ２０から出力される電気信号は、たとえばボンディングワイヤ４０を介して、基板１０に設けられた図示しない回路部に備えられたＣ／Ｖ変換回路により電圧信号に変換され、さらに増幅・調整などの処理が施されて、加速度信号として外部に出力されるようになっている。
【００２８】
ここで、センサチップ２０と基板１０とを接着する接着部材３０としては、センサチップ２０と基板１０とを接着した状態、すなわち、接着機能を持った状態で、熱や光などのエネルギーを付与することにより当該エネルギーを付与する前に比べて弾性が低下するものを用いている。
【００２９】
加速度センサＳ１が完成した状態では、接着部材３０は当該エネルギーが付与された状態であり、たとえば、弾性率として０．５ＭＰａ程度の従来のセンサ装置では実現されていなかった超低弾性な状態となっている。
【００３０】
また、図１に示されるように、このエネルギーを付与された接着部材３０は、空気のボイド３１が内在することによりクッション機能を有するものである。
【００３１】
つまり、従来のこの種のセンサ装置における接着部材が、内部にボイドを持たない均質なものであったのに対して、本実施形態の接着部材３０はボイド３１を内在する不均質なクッションの状態となっている。
【００３２】
たとえば、この接着部材３０としては、接着剤３２中に熱の付与により気化する発泡剤３１ａ（後述の図２参照）が含有されたものを採用することができる。それによれば、接着部材３０に熱を付与することで接着剤３２中の発泡剤３１ａが気化し、気化が行われた部分がボイド３１として構成されることになる。
【００３３】
ここで、たとえば、接着部材３０における発泡剤３１ａは、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒドラジドおよびこれらの混合物の中から選択されたものなどを採用することができる。また、接着剤３２としては、たとえば、弾性率が１ＭＰａ程度であるシリコーン系樹脂からなる熱硬化型の樹脂接着剤などを採用することができる。
【００３４】
また、上記発泡剤３１ａは、たとえば粉末状態として接着剤３２中に混合されて用いられるものであるが、その混合組成については、当業者であれば、接着剤３２の種類や弾性率などを考慮してエネルギー付与後の弾性率を所望値とするように、決めることは容易である。
【００３５】
次に、この加速度センサＳ１の製造方法について、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して説明する。図２は、本加速度センサＳ１の組み付け方法を概略断面として示す工程図である。
【００３６】
［図２（ａ）の工程］
まず、基板１０の上に、接着部材３０を配設する。この接着部材３０は上述したように、粉末状態の発泡剤３１ａが混入された接着剤３２をディスペンス法などにより塗布することによって配設される。
【００３７】
ここでは、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒドラジドなどの加熱すると発泡する発泡剤３１ａを、弾性率が１ＭＰａであるシリコーン系接着剤３２に混入したものを採用したものとする。
【００３８】
そして、塗布された接着部材３０の上にセンサチップ２０を搭載し、続いて加熱処理などを行い、接着部材３０を硬化する。このとき、接着部材３０中の接着剤３２は硬化し、また、発泡剤３１ａは固形（粉末）の状態にあり、この状態が図２（ａ）に示される。
【００３９】
［図２（ｂ）の工程］
次に、図２（ｂ）に示されるように、センサチップ２０と基板１０との間でワイヤボンディングを行う。それにより、センサチップ２０と基板１０とがボンディングワイヤ４０によって結線され電気的に接続される。このときも、発泡剤３１ａは固形（粉末）の状態にある。
【００４０】
［図２（ｃ）の工程］
続いて、このものを、たとえば２００℃に加熱する。それにより、図２（ｃ）に示されるように、接着剤３２中の発泡剤３１ａが気化し、気化が行われた部分がボイド３１として形成される。こうして、本実施形態の加速度センサＳ１ができあがる。
【００４１】
ところで、本実施形態によれば、ボンディングワイヤ４０が接続されるセンサチップ２０を接着部材３０を介して基板１０上に接着し固定してなるセンサ装置において、接着部材３０として、エネルギーを付与することによりエネルギーを付与する前に比べて弾性が低下するものを用いることを特徴とするセンサ装置Ｓ１が提供される。
【００４２】
それによれば、接着部材３０として、エネルギーを付与することによりエネルギーを付与する前に比べて弾性が低下するものを用いるため、センサチップ２０を接着部材３０を介して基板１０上に接着固定してワイヤボンディングを行う際には、接着部材３０はワイヤボンディング可能な弾性を有するものとし、さらに、ワイヤボンディング後にはエネルギーを付与することで、より低弾性な接着部材３０とすることができる。
【００４３】
たとえば、ワイヤボンディングを行う際には、接着部材３０は１ＭＰａ以上の弾性率を有するものとし、さらに、ワイヤボンディング後には０．５ＭＰａ程度の弾性率を有するものにできる。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、ワイヤボンディング後の接着部材３０は、ワイヤボンディングができない程度まで低弾性なものにすることができる。つまり、従来では達成し得なかったレベルまで低弾性化された接着部材３０を実現することができ、センサチップ２０への応力伝達に関しても、従来よりも抑制できるのである。
【００４５】
したがって、本実施形態によれば、ボンディングワイヤ４０が接続されるセンサチップ２０を、接着部材３０を介して基板１０上に接続し固定してなるセンサ装置において、センサチップ２０へのワイヤボンディングを可能としつつ、センサのより高感度化を図ることができる。
【００４６】
ここで、本実施形態のセンサ装置Ｓ１では、エネルギーを付与された接着部材３０としては、上記図１に示されるように、空気のボイド３１が内在することによりクッション機能を有するものにしている。
【００４７】
具体的には、そのような接着部材３０を、シリコーン系樹脂接着剤などからなる接着剤３２中に、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒドラジドおよびこれらの混合物の中から選択されたものなどからなる発泡剤３１ａが含有されたものとすることで、適切に実現している。
【００４８】
上述したように、そのような接着部材３０によれば、センサチップ２０を基板１０上に接着固定してワイヤボンディングを行った後には、接着部材３０に熱を付与することで接着剤３２中の発泡剤３１ａが気化しボイド３１が形成される。
【００４９】
そのため、熱付与後の接着部材３０においては、空気のボイド３１が内在することにより不均質でクッション機能を有する接着部材３０が適切に実現され、より低弾性な接着部材３０とすることができる。
【００５０】
なお、従来のように、ボイドのない均質な接着部材により、本実施形態のような超低弾性な接着部材３０を実現しようとすると、たとえばゲル状の接着部材を使用することになる。これでは、センサチップへのワイヤボンディングが不可能である。
【００５１】
ここで、本実施形態において、接着剤中に含有されている発泡剤を気化させることによりボイドを形成することは、上記した熱の付与以外にも、発泡剤として光によって反応して気化するようなものを採用しても実現することができる。
【００５２】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、熱や光により発泡剤を気化させることによって、ボイドを有する低弾性な接着部材を実現していたが、本発明の接着部材、すなわちエネルギー付与後にエネルギー付与前に比べて弾性が低下する接着部材の実現方法は、これに限定されるものではない。
【００５３】
たとえば、光や熱等のエネルギーの付与により超低弾性になる接着剤あるいはそういった材料を混入した接着剤を、接着部材として採用してもよい。それによれば、エネルギーの付与により当該接着剤が反応などにより超低弾性となるため、本発明の接着部材を実現できる。
【００５４】
また、接着部材としては、光や熱等のエネルギーの付与により気化や分解する成分を持つ接着剤あるいは、そういった材料を混入した接着剤を使用してもよい。
【００５５】
それによれば、エネルギーの付与後は、気化や分解が行われた部分が上記したボイドのような空隙部となってクッション状の接着部材が得られ、見かけ上、超低弾性となった本発明の接着部材となる。
【００５６】
また、本発明において接着部材に付与するエネルギーとしては、熱や光以外にも、たとえば超音波などであってもよい。たとえば、超音波のエネルギーによって、分解する成分を接着部材に混入させれば、本発明の接着部材が得られる。
【００５７】
以上、本発明のセンサ装置として加速度センサを例にとって説明してきたが、本発明は、加速度センサに限定されるものではなく、角速度センサ、圧力センサ、温度センサ、光センサにも適用可能である。つまり、上記実施形態において、上記センサチップ２０が角速度検出素子であったり、圧力検出素子であったり、温度検出素子であったり、光検出素子であっても良い。
【００５８】
要するに、本発明は、ボンディングワイヤが接続されるセンサチップを接着部材を介して基板上に接着し固定してなるセンサ装置において、接着部材として、エネルギーを付与することによりエネルギーを付与する前に比べて弾性が低下するものを用いたことを要部とするものであり、それ以外の部分については適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係るセンサ装置としての加速度センサを示す概略断面図である。
【図２】図１に示される加速度センサの組み付け方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０…基板、２０…センサチップ、３０…接着部材、３１…ボイド、
３１ａ…発泡剤、３２…接着剤、４０…ボンディングワイヤ。
【図１】
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【図２】
2005228777.tif 000004