(57)【要約】【課題】接着剤同士の凝集の問題を解消してパッケージ内の複数の電子部品の位置ずれによる問題を無くしたパッケージ部品を構成する。【解決手段】パッケージ部品１０１は、パッケージ本体２２と、その内部に収納されたセンサチップ３０及びＩＣチップ３１を備えている。パッケージ本体２２は、内底面と内側壁とにより構成される中空部２３を備えている。パッケージ本体２２の内底面には凹部２４が形成されている。センサチップ３０は凹部２４に第１の接着剤３３で接着固定されている。ＩＣチップ３１は、凹部２４以外の領域に、第２の接着剤３４で接着固定されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内底面と内側壁とを有する樹脂パッケージと、
前記樹脂パッケージの内部にそれぞれ接着剤により固定される第１の電子部品及び第２の電子部品と、を有するパッケージ部品であって、
前記内底面は凹部を備え、
前記内底面の凹部に第１の電子部品が第１の接着剤で接着固定され、
前記内底面の前記凹部以外の位置に第２の電子部品が第２の接着剤で接着固定された、パッケージ部品。
【請求項２】
第１の接着剤の厚みは第２の接着剤の厚みより大きく、且つ、前記凹部の深さよりも小さい、請求項１に記載のパッケージ部品。
【請求項３】
前記第１の電子部品の高さは前記第２の電子部品の高さより高く、前記第１の電子部品と前記第２の電子部品とがワイヤを介して電気的に接続されている、請求項２に記載のパッケージ部品。
【請求項４】
前記第１の電子部品は物理量センサであり、前記第２の電子部品はＩＣチップである、請求項１乃至３の何れかに記載のパッケージ部品。
【請求項５】
前記凹部の周縁の少なくとも一部に溝が形成されている、請求項１乃至４の何れかに記載のパッケージ部品。
【請求項６】
前記凹部は複数あって、各凹部にセンサチップが接着固定されている、請求項１乃至５の何れかに記載のパッケージ部品。
【請求項７】
第１の接着剤と第２の接着剤とは同じ材料で構成されている、請求項１乃至６の何れかに記載のパッケージ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電子部品をパッケージ内に収納したパッケージ部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
底面と側壁とを有するパッケージの内部に複数のチップがそれぞれ接着剤により固定されたパッケージ構造は、例えば特許文献１，２のように、センサ部品等の各種電子部品に採用されている。
【０００３】
図１は、特許文献１のセンサユニットの構造を示す断面図である。このセンサユニット１０は、センサチップ１２がダイボンド剤５０により、また、センサチップ１２からの信号を処理するＩＣチップ５４がダイボンド剤５６により、基板５２に接着固定されている。基板５２はダイボンド剤６０により鉄製のステム６２に接着固定されている。
【０００４】
特許文献２の慣性センサは、リードフレームに固定したジャイロセンサが樹脂モールドパッケージによって封止された構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３２７９２号公報
【特許文献２】特開２００８−０９６４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のセンサユニットは、センサチップ１２とステム６２との間に、センサチップ１２と熱膨張性係数が近いＳｉ基板５２を介在させ、さらにダイボンド剤５０及びダイボンド剤６０の厚さを十分厚くすることにより、センサチップに加わる応力を緩和できる。そのため、角速度センサのゼロ点変動（角速度が生じていないにもかかわらず、センサチップの変形や反りにより誤信号が発生する状態）が抑制できる。しかし、図１に示される構造では、部品点数が多く構造も複雑であるので、製造コストが高く小型低背化も困難である。
【０００７】
特許文献２の慣性センサは、樹脂モールドパッケージを用いているので、生産性が高く、小型低背化にも有利である。しかし、パッケージ内のセンサチップ（ジャイロセンサ）と樹脂モールドパッケージの熱膨張係数が大きく異なると、センサチップに応力が加わる。そのため、センサチップに変形が生じ、ゼロ点変動が発生するという問題がある。
【０００８】
そこで、発明者らは樹脂からなる中空パッケージに、センサチップとＩＣチップとをそれぞれ接着剤（ダイボンド剤）により接着固定する構造を考案した。図２はその主要部の構成を示す断面図である。この例では、中空樹脂パッケージ７２の内底面に、センサチップ８０を第１の接着剤３３で接着し、ＩＣチップ８１を第２の接着剤３４で接着している。
【０００９】
しかし、小型化のために、センサチップ８０とＩＣチップ８１とを近接させると、センサチップ８０側の第１の接着剤３３の一部とＩＣチップ８１側の第２の接着剤３４の一部とが接触し、表面張力によって接着剤同士が凝集してしまう。それにより、センサチップ８０とＩＣチップ８１の位置関係（平行方向及び回転方向の位置関係）がずれてしまう。その結果、センサチップ８０とＩＣチップ８１とを互いにワイヤで接続する際やＩＣチップ８１と中空樹脂パッケージ７２のパッドとをワイヤで接続する際に、自動ボンダーの認識エラーにより設備が停止したり、隣接ワイヤ同士の近接によるクロストークが増加し、製品特性が劣化したりする不具合が生じることが判った。
【００１０】
特に、図２のように、応力緩和を目的としてセンサチップ８０側の第１の接着剤３３を厚くすると、センサチップ８０側の接着剤３３がＩＣチップ８１側の第２の接着剤３４の方へ流動し、さらにセンサチップ８０の回転方向を含む位置ずれが大きくなる。
【００１１】
センサチップ８０側の第１の接着剤３３を一旦硬化させた後に、ＩＣチップ８１を接着固定する方法も考えられるが、硬化工程が増え、リードタイムも長くなって、コストアップにつながる。また、センサチップ８０とＩＣチップ８１との間にパッケージと一体となる壁部を設ければ、接着剤同士の凝集を防ぐこともできるが、壁部の厚みが必要であることと、センサチップが壁部に接触しないような十分なスペースが必要であることから、やはり小型化には不利である。
【００１２】
本発明の目的は、接着剤同士の凝集の問題を解消してパッケージ内の複数の電子部品の位置ずれによる問題を無くしたパッケージ部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のパッケージ部品は、内底面と内側壁とを有する樹脂パッケージと、前記樹脂パッケージの内部にそれぞれ接着剤により固定される第１の電子部品及び第２の電子部品と、を有し、前記内底面は凹部を備え、前記内底面の凹部に第１の電子部品が第１の接着剤で接着固定され、前記内底面の前記凹部以外の位置に第２の電子部品が第２の接着剤で接着固定された構造である。
【００１４】
例えば、第１の接着剤の厚みは第２の接着剤の厚みより大きく前記凹部の深さよりも小さい。
例えば、第１の電子部品は物理量センサであり、第２の電子部品はＩＣチップである。
例えば、第１の電子部品の高さは第２の電子部品の高さより高く、第１の電子部品と第２の電子部品とがワイヤを介して電気的に接続されている。
【００１５】
前記内底面の凹部の周縁の少なくとも一部には溝が形成されていてもよい。
また、前記凹部は複数あって、各凹部にセンサチップが接着固定されていてもよい。
第１の接着剤と第２の接着剤とは同じ材料で構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
内底面の異なる高さの面に第１の接着剤と第２の接着剤とがそれぞれ付着されているので、第１の電子部品と第２の電子部品とを近接配置したとしても、第１の接着剤と第２の接着剤とが互いに接触して凝集する、といった現象を防ぐことができる。
【００１７】
これにより、第１の電子部品と第２の電子部品との位置関係のずれを防止でき、第１の電子部品と第２の電子部品とをワイヤボンディングする際に、認識エラーによる設備停止や隣接ワイヤ同士の近接によってクロストークが増加し製品特性が劣化するといった不具合がなくなる。
【００１８】
また、第１の接着剤の厚みを第２の接着剤の厚みより大きく、且つ凹部の深さより小さくすることにより、第２の接着剤の凹部への流出や、第１の接着剤との接触をより回避できる。
【００１９】
また、第１の接着剤を十分に厚くできるため、第１の電子部品として物理量センサを用いた場合、物理量センサに加わる応力を緩和でき、ゼロ点変動を抑制できる。
【００２０】
また、第１の電子部品と第２の電子部品との天面位置を同程度に設計することが可能であり、ワイヤ接続が容易に行うことができる。さらには、衝撃等によるワイヤの断線等が生じにくく信頼性の高いパッケージ部品が得られる。
【００２１】
また、パッケージの凹部の周縁の少なくとも一部に溝が形成されていると、センサチップの側面と凹部の内側面との間に第１の接着剤が入り込まないので、センサチップと凹部の内側面とが接触してセンサチップに外部応力が加わる、といった現象を防止できる。また、第１の接着剤の一部が溝に浸入し硬化されるので、投錨効果（アンカー効果）により第１の接着剤と凹部の内底面との接着強度が大きくなる。
【００２２】
また、パッケージに複数の凹部があって、各凹部にセンサチップが接着固定される構造であると、センサチップが複数ある場合でも、それらをパッケージの内部に近接配置できるので、パッケージを小型化できる。
【００２３】
また、第１の接着剤と第２の接着剤とが同じ材料で構成されていると、一つの工程で同時に硬化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】特許文献１のセンサユニットの構造を示す断面図である。
【図２】樹脂からなる中空パッケージに、センサチップとＩＣチップとがそれぞれ接着剤により接着固定された構成の断面図である。
【図３】第１の実施形態に係るパッケージ部品１０１の断面図である。
【図４】第２の実施形態に係るパッケージ部品１０２の構成要素である樹脂パッケージ２１の構造を示す図である。
【図５】樹脂パッケージ２１とリードフレーム２６Ｆとが一体成型された状態での平面図である。
【図６】第２の実施形態に係るパッケージ部品１０２の構造を示す図である。
【図７】センサチップ３０の断面図である。
【図８】第３の実施形態に係るパッケージ部品１０３の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
《第１の実施形態》
第１の実施形態に係るパッケージ部品の構成を、図３を参照して説明する。
図３は第１の実施形態に係るパッケージ部品１０１の断面図である。このパッケージ部品１０１は、パッケージ本体２２の内部に第１の電子部品としてのセンサチップ３０及び第２の電子部品としてのＩＣチップ３１が収納された電子部品である。
【００２６】
パッケージ本体２２は、内底面と内側壁とにより構成される中空部２３を備えている。パッケージ本体２２の内底面には凹部２４が形成されている。センサチップ３０は凹部２４に第１の接着剤３３で接着固定されている。ＩＣチップ３１は、パッケージ本体２２の内底面の前記凹部以外の領域に、第２の接着剤３４で接着固定されている。
【００２７】
センサチップ３０とＩＣチップ３１にはそれぞれボンディングパッドが形成されている。パッケージ本体２２にもボンディングパッドが形成されていて、センサチップ３０及びＩＣチップ３１のボンディングパッドと樹脂パッケージのボンディングパッドとがワイヤで接続される。また、必要に応じて、センサチップ３０とＩＣチップ３１のボンディングパッド同士がワイヤで接続される。
【００２８】
このように、第１の接着剤３３と第２の接着剤３４がそれぞれ異なる面に付着されているので、第１の接着剤３３と第２の接着剤３４とが互いに接触して、凝集するといった現象を避けることができる。
【００２９】
それにより、センサチップとＩＣチップの回転方向を含む位置関係のずれを防止でき、ワイヤをボンディングする際に、認識エラーによる設備停止や隣接ワイヤ同士の近接によってクロストークが増加し製品特性が劣化するといった不具合も生じない。
【００３０】
さらに、第１の接着剤３３の厚みを第２の接着剤３４の厚みより大きく、且つ、凹部２４の深さよりも小さくすることにより、第１の接着剤３３を十分に厚くできるため、センサチップに加わる応力を緩和できる。また逆に言えば、第２の接着剤３４の厚みが第１の接着剤３３の厚みより小さく、且つ、第１の接着剤３３の厚みが凹部２４の深さより小さくなるので、第２の接着剤３４が凹部２４へ流出したり、第１の接着剤３３が凹部２４から流出したりすることを防止できる。そのため、第１の接着剤３３と第２の接着剤３４とが互いに接触して、凝集する恐れをより小さくできる。
【００３１】
《第２の実施形態》
第２の実施形態に係る、物理量センサ装置であるパッケージ部品の構成を、図４〜図７を参照して説明する。
図４は、第２の実施形態に係るパッケージ部品の構成要素である樹脂パッケージの構造を示す図である。図４（Ａ）は樹脂パッケージ２１の上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）におけるＸ−Ｘ′部分の断面図、図４（Ｃ）は図４（Ａ）におけるＹ−Ｙ′部分の断面図である。
【００３２】
パッケージ部品１０２は、図４に示すような樹脂パッケージ２１を備える。樹脂パッケージ２１はパッケージ本体２２と複数のリード端子２６とから構成される。
パッケージ本体２２は、中空部２３を有する方形箱型形状を成している。パッケージ本体２２の内底面の一部には、長方形状の凹部２４が形成されている。また、パッケージ本体２２の４つの内側面には、第１段部２７が形成されている。第１段部２７には後に示すリッドが嵌合される。このことにより、樹脂パッケージ２１は封止される。
【００３３】
パッケージ本体２２の４つの内側面のうち対向する２つの内側面には、第２段部２８が設けられている。第２段部２８は、第１段部２７よりもさらに内側に、第１段部２７よりも低く形成されている。
【００３４】
複数のリード端子２６は、パッケージ本体２２の第２段部２８が設けられている側壁を貫通するように設けられている。リード端子２６のそれぞれの一端は、第２段部２８の上面に露出している。各リード端子２６のパッケージ本体２２の外側に露出する部分は、一旦下方に折り曲がり、さらに外方に折り曲がる形状となっている。
【００３５】
パッケージ本体２２及びリード端子２６は、インサートモールド成型により一体成型されている。
【００３６】
図５は、樹脂パッケージ２１とリードフレーム２６Ｆとが一体成型された状態での平面図である。図５に示すように、リードフレーム２６Ｆの所定箇所に複数の樹脂パッケージ２１がインサートモールド成型される。そして、リードフレーム２６Ｆの一部を切断して折り曲げることにより、図４に示したように複数のリード端子２６が形成される。
【００３７】
なお、パッケージ本体２２に電子部品を搭載し、リッドで封止した後にリード端子２６を形成してもよい。
【００３８】
前記パッケージ本体２２は、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂(ＰＰＳ)等の合成樹脂材からなる。また、前記リード端子２６（リードフレーム２６Ｆ）は例えば銅ベースの金属材からなる。
【００３９】
図６は、第２の実施形態に係るパッケージ部品１０２の構造を示す図である。図６（Ａ）は樹脂パッケージ２１の上面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）におけるＸ−Ｘ′部分の断面図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）におけるＹ−Ｙ′部分の断面図である。
【００４０】
図６に示すように、パッケージ部品１０２は、第１の電子部品であるセンサチップ３０と、第２の電子部品であるＩＣチップ３１を備える。これらのセンサチップ３０とＩＣチップ３１は樹脂パッケージ２１内に搭載されている。
【００４１】
センサチップ３０はＭＥＭＳ構造の角速度センサのチップである。ＩＣチップ３１はセンサチップ３０からの信号を処理するＡＳＩＣ等のＩＣチップである。
センサチップ３０は、第１の接着剤３３により凹部２４の内底面に接着固定されている。ＩＣチップ３１は、第２の接着剤３４によりパッケージ本体２２の内底面における凹部２４以外の部分に接着固定されている。ＩＣチップ３１は、複数のワイヤ３２を介してリード端子２６の一端に電気的に接続されている。また、複数のワイヤ３６を介してセンサチップ３０と電気的に接続されている。パッケージ本体２２の第１段部２７には合成樹脂からなるリッド３５が嵌合され、接着剤や熱圧着で接着固定される。
【００４２】
第１の接着剤３３は、例えば、硬化後も柔軟性を有するシリコーン系の材料により構成されている。第１の接着剤３３の厚みは例えば１１０μｍであり、センサチップ３０に加わる応力を十分に緩和できる厚さ、例えば５０μｍ以上となっている。ここでは、第１の接着剤３３の厚みを一定とするために、第１の接着剤３３の中に球体樹脂を含有させている。
【００４３】
一方、第２の接着剤３４の厚みは１０μｍ程度である。第２の接着剤３４は、実装時の位置ずれ等をより防ぐことができるので、厚みは薄いほうがよい。第１の接着剤３３と第２の接着剤３４とは必ずしも同じ材料である必要はないが、同じ材料であれば一つの工程で同じ条件で硬化できるので、同じ材料を用いる方が製造効率を高められる。
【００４４】
ここで、凹部２４の深さは第１の接着剤３３の厚みより大きくなるように、且つ、センサチップ３０の天面とＩＣチップ３１の天面とがほぼ同じ高さになるように設定されている。例えば、凹部２４の深さは１５０μｍであり、センサチップ３０の高さは７７３μｍであり、ＩＣチップ３１の高さは７２５μｍである。そのため、センサチップ３０の天面は凹部２４の内底面からみて１１０＋７７３＝８８３μｍの位置にあり、ＩＣチップ３１の天面は凹部２４の内底面からみて１５０＋１０＋７２５＝８８５μｍの位置にある。
【００４５】
必ずしもセンサチップ３０とＩＣチップ３１の天面を同じ高さにする必要はないが、高さを同じにすることにより、センサチップ３０とＩＣチップ３１をワイヤボンディングするとき、ボンディングの精度と効率が向上する。
【００４６】
図４及び図６に示すように、凹部２４の内底面には周縁に沿って、深さ５０μｍの溝２５が形成されている。第１の接着剤３３は凹部２４の内底面のほぼ中央に塗布されるが、センサチップ３０を上方から押圧することにより、平面形状は円形または楕円形に広がる。
【００４７】
仮に、第１の接着剤３３の外周の一部が凹部２４の内側面に接触して、第１の接着剤３３がセンサチップ３０の側面と凹部２４の内側面との間に毛管現象によって入り込むと、センサチップ３０が回転方向を含む実装位置ずれを起こす。その結果、センサチップ３０とＩＣチップ３１とを互いにワイヤで接続する際に、認識エラーによる設備停止や隣接ワイヤ同士の近接によってクロストークが増加し製品特性が劣化する、といった不具合が生じる。また、この接触部分から外部応力が加わる恐れがある。
【００４８】
第２の実施形態では、溝２５が設けられているため、第１の接着剤３３の濡れ広がりが溝２５により抑制される。また、第１の接着剤３３がセンサチップ３０の側面と凹部２４の内側面との間に入り込むことが防止される。また、第１の接着剤３３の一部が溝２５に侵入し硬化されるので、投錨効果（アンカー効果）により第１の接着剤３３と凹部２４の内底面との接着強度が大きくなる。
なお、溝２５は凹部２４の内底面周縁すべてにあることが望ましいが、第１の接着剤３３が濡れ広がりやすい箇所にのみ形成されていてもよい。
【００４９】
図７はセンサチップ３０の断面図である。図７に示すように、単結晶Ｓｉ基板４１にインターデジタル構造からなる駆動部と検出部とが微細加工技術で形成されたものであり、駆動部と検出部が空間内に浮いた状態で支持されるようにガラス基板４２で挟み込まれた、いわゆるＭＥＭＳ構造の角速度センサ素子である。このような角速度センサ素子に外部応力が加わると、ゼロ点変動が発生するが、第２の実施形態では、第１の接着剤３３の厚みが１１０μｍと厚いので、センサチップ３０に加わる応力を十分に緩和でき、ゼロ点変動が抑えられる。
【００５０】
《第３の実施形態》
図８は第３の実施形態に係るパッケージ部品１０３の構成を示す断面図である。
第３の実施形態では、パッケージ本体２２内に二つのセンサチップ３０Ａ，３０Ｂを配置し、一つのＩＣチップ３１を配置している。
【００５１】
パッケージ本体２２は、中空部を有する方形箱型形状を成している。パッケージ本体２２の内底面の２箇所に長方形状の凹部が形成されていて、それらの凹部内にセンサチップ３０Ａ，３０Ｂがそれぞれ接着されている。パッケージ本体２２の開口部にはリッド３５が嵌合されている。
【００５２】
このように、パッケージ本体２２内に構成されるセンサチップやＩＣチップの数は１つに限らない。それぞれのセンサチップを個別の凹部に配置することによって、センサチップやＩＣチップの下に設けられる接着剤が互いに接触して凝集することはない。そのため、センサチップやＩＣチップが複数ある場合でも、パッケージの中空部に近接配置でき、パッケージを小型化できる。
【００５３】
なお、本発明のセンサチップは、角速度センサ素子に限らず、加速度センサ素子等、同様の課題を有する物理量センサ素子であってもよい。
また、パッケージ本体の内底面に凹部を複数形成する場合、各凹部の深さは必ずしも同じである必要はなく、設けられる各センサチップの高さに応じて凹部の深さを変えてもよい。また、これに合わせて第１の接着剤の塗布厚みを変えてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
２１…樹脂パッケージ
２２…パッケージ本体
２３…中空部
２４…凹部
２５…溝
２６…リード端子
２６Ｆ…リードフレーム
２７…第１段部
２８…第２段部
３０…センサチップ
３０Ａ，３０Ｂ…センサチップ
３１…ＩＣチップ
３２，３６…ワイヤ
３３…第１の接着剤
３４…第２の接着剤
３５…リッド
４１…Ｓｉ基板
４２…ガラス基板
１０１，１０２，１０３…パッケージ部品
【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】
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【図６】
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【図７】
2013080729.tif 000009
【図８】
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