(57)【要約】【課題】物理量の検出精度に優れ、低コストでかつ小型化を図ることのできる物理量センサー、物理量センサーの製造方法、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】物理量センサー１は、ＩＰ基板２と、接着層１０１を介してＩＰ基板２に固定されている加速度センサー素子４と、加速度センサー素子４を覆う樹脂部９１と、を有している。そして、加速度センサー素子４の表面４０の樹脂部９１に囲まれた部分は、樹脂部９１と接着していない非接着部４０１を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
固定部材を介して前記基板に固定されている物理量センサー素子と、
前記物理量センサー素子を覆う第１の樹脂部と、を有し、
前記物理量センサー素子の表面の前記第１の樹脂部に囲まれた部分には、前記第１の樹脂部と非接着の非接着部を有することを特徴とする物理量センサー。
【請求項２】
前記非接着部は、前記表面から前記第１の樹脂部が剥離することで形成される請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項３】
前記第１の樹脂部は、少なくとも、前記基板と前記物理量センサー素子の間に配置され、
前記物理量センサー素子の前記基板側の表面に前記非接着部が配置されている請求項１または２に記載の物理量センサー。
【請求項４】
前記物理量センサー素子および前記第１の樹脂部を覆う第２の樹脂部を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物理量センサー。
【請求項５】
前記物理量センサー素子上に配置され、ボンディングワイヤーを介して前記物理量センサー素子と電気的に接続されているＩＣを有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の物理量センサー。
【請求項６】
前記物理量センサー素子の前記ボンディングワイヤーと接続されている端子は、前記非接着部と異なる位置に配置されている請求項５に記載の物理量センサー。
【請求項７】
前記ＩＣの前記ボンディングワイヤーと接続されている端子は、前記非接着部と異なる位置に配置されている請求項５に記載の物理量センサー。
【請求項８】
前記非接着部では、前記表面と前記第１の樹脂部とが離間している請求項１ないし７のいずれか１項に記載の物理量センサー。
【請求項９】
基板上に物理量センサー素子を配置する工程と、
前記物理量センサー素子の表面の少なくとも一部を覆うように樹脂を配置する工程と、
前記表面の少なくとも一部から前記樹脂を剥離する工程と、を有することを特徴とする物理量センサーの製造方法。
【請求項１０】
前記剥離する工程では、前記樹脂を加熱する請求項９に記載の物理量センサーの製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の物理量センサーを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の物理量センサーを備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサー、物理量センサーの製造方法、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、配線基板と、この配線基板に樹脂を介して固定されたＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）と、ＩＣ上に配置されたセンサーと、これらを封止するモールド樹脂と、を有する加速度センサーデバイスが開示されている。このような構成とすることで、ＩＣと配線基板との熱膨張率の差によって生じる反りによる応力が緩和され、センサーに加わる応力を緩和することができる。そのため、加速度の検出精度に優れたセンサーとなる。しかしながら、このような構成では、その製造にかかるコストが非常に高くなり、また、小型化も困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９１２２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、物理量の検出精度に優れ、低コストでかつ小型化を図ることのできる物理量センサー、物理量センサーの製造方法、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
【０００６】
本発明の物理量センサーは、基板と、
固定部材を介して前記基板に固定されている物理量センサー素子と、
前記物理量センサー素子を覆う第１の樹脂部と、を有し、
前記物理量センサー素子の表面の前記第１の樹脂部に囲まれた部分には、前記第１の樹脂部と非接着の非接着部を有することを特徴とする。
これにより、基板やモールドの変形により生じる応力が物理量センサー素子に伝わり難くなる。そのため、物理量の検出精度に優れる物理量センサーとなる。また、従来のモールド構造のセンサーとほぼ同様にして製造することができるため、低コストで製造することができ、さらには小型化を図ることができる。
【０００７】
本発明の物理量センサーでは、前記非接着部は、前記表面から前記第１の樹脂部が剥離することで形成されることが好ましい。
これにより、非接着部を容易に形成することができる。
【０００８】
本発明の物理量センサーでは、前記第１の樹脂部は、少なくとも、前記基板と前記物理量センサー素子の間に配置され、
前記物理量センサー素子の前記基板側の表面に前記非接着部が配置されていることが好ましい。
これにより、基板の変形により生じる応力が物理量センサー素子により伝わり難くなる。
【０００９】
本発明の物理量センサーでは、前記物理量センサー素子および前記第１の樹脂部を覆う第２の樹脂部を有することが好ましい。
これにより、例えば、第１の樹脂部の離脱等を防止することができる。
【００１０】
本発明の物理量センサーでは、前記物理量センサー素子上に配置され、ボンディングワイヤーを介して前記物理量センサー素子と電気的に接続されているＩＣを有することが好ましい。
これにより、ＩＣを物理量センサー素子のより近傍に配置することができるため、例えば、物理量センサー素子からの出力にノイズが乗り難くなる。そのため、物理量の検出精度がより向上する。
【００１１】
本発明の物理量センサーでは、前記物理量センサー素子の前記ボンディングワイヤーと接続されている端子は、前記非接着部と異なる位置に配置されていることが好ましい。
これにより、第１の樹脂部を配置してからボンディングワイヤーを接続することができる。
【００１２】
本発明の物理量センサーでは、前記ＩＣの前記ボンディングワイヤーと接続されている端子は、前記非接着部と異なる位置に配置されていることが好ましい。
これにより、第１の樹脂部を配置してからボンディングワイヤーを接続することができる。
【００１３】
本発明の物理量センサーでは、前記非接着部では、前記表面と前記第１の樹脂部とが離間していることが好ましい。
これにより、基板やモールドの変形により生じる応力が物理量センサー素子により伝わり難くなる。
【００１４】
本発明の物理量センサーの製造方法は、基板上に物理量センサー素子を配置する工程と、
前記物理量センサー素子の表面の少なくとも一部を覆うように樹脂を配置する工程と、
前記表面の少なくとも一部から前記樹脂を剥離する工程と、を有することを特徴とする。
これにより、基板やモールドの変形により生じる応力が物理量センサー素子に伝わり難く、物理量の検出精度に優れる物理量センサーを製造することができる。また、このような製造方法は、従来のモールド構造の物理量センサーの製造方法を利用することができるため、物理量センサーを低コストで製造することができる。また、物理量センサーの小型化を図ることができる。
【００１５】
本発明の物理量センサーの製造方法では、前記剥離する工程では、前記樹脂を加熱することが好ましい。
これにより、より容易に、物理量センサー素子の表面から樹脂を剥離することができる。
【００１６】
本発明の電子機器は、本発明の物理量センサーを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【００１７】
本発明の移動体は、本発明の物理量センサーを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る物理量センサーの断面図である。
【図２】図１に示す物理量センサーが有する加速度センサー素子を示す平面図である。
【図３】加速度センサー素子が有するセンサー部を示す平面図である。
【図４】加速度センサー素子が有するセンサー部を示す平面図である。
【図５】加速度センサー素子が有するセンサー部を示す平面図である。
【図６】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図１に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る物理量センサーの断面図である。
【図９】図８に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【図１０】図８に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る物理量センサーの断面図である。
【図１２】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（スマートフォン、ＰＨＳ等も含む）の構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の電子機器を適用したディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。
【図１５】本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の物理量センサー、物理量センサーの製造方法、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る物理量センサーの断面図である。図２は、図１に示す物理量センサーが有する加速度センサー素子を示す平面図である。図３ないし図５は、それぞれ、加速度センサー素子が有するセンサー部を示す平面図である。図６は、図２中のＡ−Ａ線断面図である。図７は、図１に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【００２１】
なお、以下では、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸として説明する。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、Ｘ軸とＹ軸とを含む面を「ＸＹ面」とも言う。また、ＸＹ平面は、水平面と一致し、Ｚ軸方向は鉛直方向と一致する。
【００２２】
図１に示す物理量センサー１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれの加速度を独立して検知することのできる３軸加速度センサーとして利用可能である。このような物理量センサー１は、インターポーザー基板（基板。以下単に「ＩＰ基板」と言う。）２と、ＩＰ基板２上に配置された加速度センサー素子（物理量センサー素子）４と、加速度センサー素子４上に配置されたＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３と、加速度センサー素子４およびＩＣ３を覆う樹脂部（第１の樹脂部）９１と、を有している。なお、以下では、加速度センサー素子４およびＩＣ３を合わせて構造体１０とも言う。
【００２３】
［ＩＰ基板２］
図１に示すように、ＩＰ基板２の上面には複数の内部端子２１が配置されており、下面には複数の外部端子２２が配置されている。また、各内部端子２１は、ＩＰ基板２内に形成された図示しない内部配線を介して、対応する外部端子２２に電気的に接続されている。このようなＩＰ基板２としては、特に限定されないが、例えば、シリコン基板、セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板等を用いることができる。
【００２４】
［加速度センサー素子４］
図１に示すように、加速度センサー素子４は、接着層（接合部材）１０１を介してＩＰ基板２の上面に配置されている。また、接着層１０１は、加速度センサー素子４の底面４０ａの中央部に配置され、底面４０ａの外周部とは接触しないように配置されている。これにより、底面４０ａの接着層１０１との接着面積を十分に小さくすることができるため、ＩＰ基板２と加速度センサー素子４の熱膨張率の差により発生する熱応力（ＩＰ基板２の反り等により発生する応力）が接着層１０１を介して加速度センサー素子４に伝わり難くなる。また、底面４０ａの外周部とＩＰ基板２との間に樹脂部９１を入り込ませるためのスペースを形成することができる。なお、接着層１０１の直径は、１０μｍ以上、１５μｍ以下程度であることが好ましく、接着層１０１の厚みは、１μｍ以上、３μｍ以下程度であることが好ましい。
【００２５】
このような接着層１０１としては、ＩＰ基板２上に加速度センサー素子４を固定することができれば、特に限定されず、例えば、半田、銀ペースト、樹脂系接着剤（ダイアタッチ剤）等を用いることができるが、これらの中でも、樹脂系接着剤（ダイアタッチ剤）を用いることが好ましい。これにより、加速度センサー素子４をＩＰ基板２により簡単かつ強固に固定することができる。また、接着層１０１を柔らかくすることができるため、前述した熱応力を接着層１０１で緩和することができ、熱応力が加速度センサー素子４に伝わり難くなる。なお、接着層１０１のヤング率としては特に限定されないが、例えば、６ＧＰａ以下であることが好ましい。
【００２６】
このような加速度センサー素子４は、図２に示すように、ベース基板５１および蓋部５２を有するパッケージ５と、パッケージ５内に収容された３つのセンサー部６、７、８と、を有している。
【００２７】
−ベース基板５１−
ベース基板５１には上面に開口する凹部５１１、５１２、５１３が形成されている。これらのうち、凹部５１１は、その上方に配置されているセンサー部６とベース基板５１との接触を防止するための逃げ部として機能する。同様に、凹部５１２は、その上方に配置されているセンサー部７とベース基板５１との接触を防止するための逃げ部として機能する。また、凹部５１３は、その上方に配置されているセンサー部８とベース基板５１との接触を防止するための逃げ部として機能する。
【００２８】
また、ベース基板５１には上面に開口する凹部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、凹部５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃおよび凹部５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃが形成されている。これらのうち、凹部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃは、凹部５１１の周囲に配置されており、これら凹部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ内にはセンサー部６用の配線６９１、６９２、６９３が配置されている。また、凹部５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃは、凹部５１２の周囲に配置されており、凹部５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ内にはセンサー部７用の配線７９１、７９２、７９３が配置されている。また、凹部５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃは、凹部５１３の周囲に配置されており、凹部５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ内にはセンサー部８用の配線８９１、８９２、８９３が配置されている。また、これら各配線６９１、６９２、６９３、７９１、７９２、７９３、８９１、８９２、８９３の端部は、パッケージ５の外部に露出しており、露出した部分が端子Ｔとなっている。そして、この各端子ＴがボンディングワイヤーＢＹ２を介してＩＣ３の端子３２と電気的に接続されている。
【００２９】
このようなベース基板５１は、例えば、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス材料（例えば、パイレックスガラス（登録商標）のような硼珪酸ガラス）から形成されている。これにより、シリコン基板から形成されているセンサー部６、７、８をベース基板５１に対して陽極接合により強固に接合することができる。また、ベース基板５１に光透過性を付与することができるため、ベース基板５１を介してパッケージ５の内部を観察することができる。ただし、ベース基板５１の構成材料としては、ガラス材料に限定されず、例えば、高抵抗なシリコン材料を用いることができる。この場合、センサー部６、７、８との接合は、例えば、樹脂系接着剤、ガラスペースト、金属層等を介して行うことができる。
【００３０】
−センサー部６−
センサー部６は、Ｘ軸方向の加速度を検出する部分である。このようなセンサー部６は、図３に示すように、支持部６１１、６１２と、可動部６２と、連結部６３１、６３２と、複数の第１固定電極指６４と、複数の第２固定電極指６５と、を有している。また、可動部６２は、基部６２１と、基部６２１からＹ軸方向両側に突出している複数の可動電極指６２２と、を有している。このようなセンサー部６は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされたシリコン基板から形成されている。
【００３１】
支持部６１１、６１２は、ベース基板５１の上面に陽極接合され、支持部６１１が導電性バンプＢ１１を介して配線６９１と電気的に接続されている。そして、これら支持部６１１、６１２の間に可動部６２が設けられている。可動部６２は、連結部６３１、６３２を介して支持部６１１、６１２に連結されている。連結部６３１、６３２は、バネのようにＸ軸方向に弾性変形可能であるため、可動部６２が支持部６１１、６１２に対して矢印ａで示すようにＸ軸方向に変位可能となる。
【００３２】
複数の第１固定電極指６４は、可動電極指６２２のＸ軸方向一方側に配置され、対応する可動電極指６２２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなして並んでいる。このような複数の第１固定電極指６４は、その基端部にてベース基板５１の上面に陽極接合され、導電性バンプＢ１２を介して配線６９２に電気的に接続されている。
【００３３】
これに対して、複数の第２固定電極指６５は、可動電極指６２２のＸ軸方向他方側に配置され、対応する可動電極指６２２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなして並んでいる。このような複数の第２固定電極指６５は、その基端部にて、ベース基板５１の上面に陽極接合され、導電性バンプＢ１３を介して配線６９３に電気的に接続されている。
【００３４】
このようなセンサー部６を用いて、次のようにしてＸ軸方向角速度を検知する。すなわち、Ｘ軸方向の加速度が加わると、その加速度の大きさに基づいて、可動部６２が、連結部６３１、６３２を弾性変形させながら、Ｘ軸方向に変位する。当該変位に伴って、可動電極指６２２と第１固定電極指６４との間の静電容量および可動電極指６２２と第２固定電極指６５との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。そして、当該静電容量の変化に基づいてＩＣ３にて加速度が求められる。
【００３５】
−センサー部７−
センサー部７は、Ｙ軸方向の加速度を検出する部分である。このようなセンサー部７は、平面視で９０°回転した状態で配置されている以外は、センサー部６と同様の構成である。センサー部７は、図４に示すように、支持部７１１、７１２と、可動部７２と、連結部７３１、７３２と、複数の第１固定電極指７４と、複数の第２固定電極指７５と、を有している。また、可動部７２は、基部７２１と、基部７２１からＸ軸方向両側に突出している複数の可動電極指７２２と、を有している。
【００３６】
支持部７１１、７１２は、ベース基板５１の上面に陽極接合され、支持部７１１が導電性バンプＢ２１を介して配線７９１と電気的に接続されている。そして、これら支持部７１１、７１２の間に可動部７２が設けられている。可動部７２は、連結部７３１、７３２を介して支持部７１１、７１２に連結されている。連結部７３１、７３２は、バネのようにＹ軸方向に弾性変形可能であるため、可動部７２が支持部７１１、７１２に対して矢印ｂで示すようにＹ軸方向に変位可能となる。
【００３７】
複数の第１固定電極指７４は、可動電極指７２２のＹ軸方向一方側に配置され、対応する可動電極指７２２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなして並んでいる。このような複数の第１固定電極指７４は、その基端部にてベース基板５１の上面に陽極接合され、導電性バンプＢ２２を介して配線７９２に電気的に接続されている。
【００３８】
これに対して、複数の第２固定電極指７５は、可動電極指７２２のＹ軸方向他方側に配置され、対応する可動電極指７２２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなして並んでいる。このような複数の第２固定電極指７５は、その基端部にて、ベース基板５１の上面に陽極接合され、導電性バンプＢ２３を介して配線７９３に電気的に接続されている。
【００３９】
このようなセンサー部７を用いて、次のようにしてＹ軸方向角速度を検知する。すなわち、Ｙ軸方向の加速度が加わると、その加速度の大きさに基づいて、可動部７２が、連結部７３１、７３２を弾性変形させながら、Ｙ軸方向に変位する。当該変位に伴って、可動電極指７２２と第１固定電極指７４との間の静電容量および可動電極指７２２と第２固定電極指７５との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。そして、当該静電容量の変化に基づいてＩＣ３にて加速度が求められる。
【００４０】
−センサー部８−
センサー部８は、Ｚ軸方向（鉛直方向）の加速度を検出する部分である。このようなセンサー部８は、図５に示すように、一対の支持部８１１、８１２と、可動部８２と、可動部８２を支持部８１１、８１２に対して揺動可能に連結する一対の連結部８３１、８３２と、を有し、連結部８３１、８３２を軸Ｊとして、可動部８２が支持部８１１、８１２に対してシーソー揺動する。このようなセンサー部８は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされたシリコン基板から形成されている。
【００４１】
支持部８１１、８１２は、ベース基板５１の上面に陽極接合され、支持部８１１が導電性バンプＢ３１を介して配線８９１と電気的に接続されている。そして、これら支持部８１１、８１２の間に可動部８２が設けられている。可動部８２は、軸Ｊよりも＋Ｙ方向側に位置する第１可動部８２１と、軸Ｊよりも−Ｙ方向側に位置し、第１可動部８２１よりも大きい第２可動部８２２とを有している。第１、第２可動部８２１、８２２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わったときの回転モーメントが異なっており、加速度に応じて可動部８２に所定の傾きが生じるように設計されている。これにより、Ｚ軸方向の加速度が生じると、可動部８２が軸Ｊまわりにシーソー揺動する。
【００４２】
また、凹部５１３の底面の第１可動部８２１と対向する位置には配線８９２に電気的に接続された第１検出電極８８１が配置されており、第２可動部８２２と対向する位置には配線８９３に電気的に接続された第２検出電極８８２が配置されている。そのため、第１可動部８２１と第１検出電極８８１との間に静電容量が形成され、第２可動部８２２と第２検出電極８８２との間に静電容量が形成されている。なお、第１検出電極８８１および第２検出電極８８２は、例えば、ＩＴＯ等の透明な導電性材料で構成されていることが好ましい。
【００４３】
このようなセンサー部８を用いて、次のようにしてＺ軸方向の加速度を検出する。すなわち、Ｚ軸方向の加速度が加わると、可動部８２は、軸Ｊまわりにシーソー揺動する。このような可動部８２のシーソー揺動によって、第１可動部８２１と第１検出電極８８１の離間距離および第２可動部８２２と第２検出電極８８２の離間距離が変化し、これに応じてこれらの間の静電容量が変化する。そして、当該静電容量の変化に基づいてＩＣ３にて加速度が求められる。
【００４４】
−蓋部５２−
蓋部５２は、図６に示すように、下面に開口する凹部５２１を有し、凹部５２１が凹部５１１、５１２、５１３とで内部空間Ｓを形成するようにベース基板５１に接合されている。このような蓋部５２は、本実施形態ではシリコン基板で形成されている。これにより、蓋部５２とベース基板５１とを陽極接合によって強固に接合することができる。なお、蓋部５２をベース基板５１に接合した状態では、ベース基板５１に形成されている凹部５１１ａ〜５１１ｃ、５１２ａ〜５１２ｃ、５１３ａ〜５１３ｃを介して内部空間Ｓの内外が連通されている。そのため、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたＣＶＤ法等で形成されたＳｉＯ２膜５３によって凹部５１１ａ〜５１１ｃ、５１２ａ〜５１２ｃ、５１３ａ〜５１３ｃを塞いでいる。
【００４５】
［ＩＣ３］
図１に示すように、ＩＣ３は、接着層１０２を介して加速度センサー素子４の上面（蓋部５２の上面）に配置されている。このようにＩＣ３を配置することで、ＩＣ３を加速度センサー素子４のより近傍に配置することができるため、例えば、加速度センサー素子４からの出力にノイズが乗り難くなる。そのため、物理量センサー１の検出精度がより向上する。
【００４６】
なお、接着層１０２としては、加速度センサー素子４上にＩＣ３を固定することができれば、特に限定されず、例えば、半田、銀ペースト、樹脂系接着剤（ダイアタッチ剤）等を用いることができる。
【００４７】
ＩＣ３には、例えば、加速度センサー素子４を駆動する駆動回路や、加速度センサー素子４からの信号に基づいてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の加速度を検出する検出回路や、検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路等が含まれている。このようなＩＣ３は、上面に複数の端子３１および複数の端子３２を有し、各端子３１がボンディングワイヤーＢＹ１を介してＩＰ基板２の内部端子２１に電気的に接続され、各端子３２がボンディングワイヤーＢＹ２を介して加速度センサー素子４の端子Ｔに電気的に接続されている。
【００４８】
［樹脂部９１］
樹脂部９１は、図１に示すように、加速度センサー素子４およびＩＣ３を合わせた構造体１０を覆うように、ＩＰ基板２の上面に配置されている。これにより、ＩＣ３および加速度センサー素子４を湿気、飛散物、衝撃等から保護することができる。このような樹脂部９１の構成材料は、熱硬化型の樹脂材料であることが好ましい。これにより、トランスファーモールド法等を用いて樹脂部９１を簡単に形成することができる。また、樹脂部９１の構成材料は、熱収縮型の樹脂材料であることが好ましい。これにより、後述する非接着部４０１を容易に形成することができる。このような樹脂材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂を用いることができる。
【００４９】
一般的に、熱変化の大きな環境においては、ヤング率が高くなると密着性は低下する傾向がある。樹脂部９１のヤング率としては、特に限定されないが、信頼性等を考慮すると、例えば、６ＧＰａ以下であることが好ましい。加速度センサー素子４と非接着部４０１をより確実に形成することができる。
【００５０】
また、図１に示すように、加速度センサー素子４の表面４０は、樹脂部９１と非接着の（接着していない）非接着部４０１を有している。このような非接着部４０１を設けることで、環境に起因する樹脂部９１の変形（外力に起因する変形、熱に起因する変形）により発生する応力が加速度センサー素子４に伝わり難くなる。そのため、加速度センサー素子４の加速度検出精度の低下（変動）を抑えることができ、優れた加速度検出精度を有する物理量センサー１となる。また、後述する製造方法でも説明するように、本構成の物理量センサー１は、従来のモールド構造のセンサーとほぼ同様の工程で製造することができるため、低コストで製造することができ、さらには小型化を図ることができる。
【００５１】
このような非接着部４０１は、表面４０に接着されていた樹脂部９１が表面４０から剥離することで形成されている。このような形成方法によれば、後述する製造方法でも説明するように、非接着部４０１を容易に形成することができる。また、非接着部４０１では、表面４０と樹脂部９１とが離間していることが好ましい。すなわち、非接着部４０１では、表面４０と樹脂部９１との間に空間Ｓ１が形成されている。このように、空間Ｓ１を形成することで、環境に起因する樹脂部９１の変形により発生する応力が加速度センサー素子４により伝わり難くなる。そのため、加速度センサー素子４の加速度検出精度の低下をより効果的に抑えることができる。
【００５２】
また、非接着部４０１は、少なくとも底面４０ａに配置されている。言い換えると、非接着部４０１は、加速度センサー素子４とＩＰ基板２との間に配置されている。非接着部４０１をこのように配置することで、環境に起因するＩＰ基板２の変形（外力に起因する変形、熱に起因する変形）により発生する応力が加速度センサー素子４により伝わり難くなる。そのため、加速度センサー素子４の加速度検出精度の低下（変動）をさらに効果的に抑えることができる。特に、本実施形態では、応力の影響を受けやすい底面４０ａの外周部に非接着部４０１が配置されているため、上述した効果がより顕著となる。
以上、物理量センサー１の構成について詳細に説明した。
【００５３】
なお、本実施形態では、表面４０（樹脂部９１と対面している部分に限る）のほぼ全域に非接着部４０１が配置されているが、非接着部４０１の配置としてはこれに限定されず、表面４０の少なくとも一部に配置されていればよい。
【００５４】
次に、物理量センサー１の製造方法について説明する。
物理量センサー１の製造方法は、ＩＰ基板２上に構造体１０を配置する第１工程と、構造体１０を覆うように樹脂９Ａを配置する第２工程と、構造体１０の表面の少なくとも一部から樹脂９Ａを剥離する第３工程と、を有している。以下、各工程について順に説明する。
【００５５】
［第１工程］
まず、図７（ａ）に示すように、ＩＰ基板２に構造体１０を接着層１０１を介して固定し、ＩＣ３と加速度センサー素子４をボンディングワイヤーＢＹ２で接続すると共に、ＩＣ３とＩＰ基板２をボンディングワイヤーＢＹ１で接続する。
【００５６】
［第２工程］
次に、図７（ｂ）に示すように、構造体１０を覆うようにＩＰ基板２上に熱硬化性の樹脂９１Ａを配置する。
【００５７】
［第３工程］
次に、図７（ｃ）に示すように、樹脂９１Ａを加熱して熱硬化させることで樹脂部９１を得る。樹脂９１Ａを加熱することで樹脂９１Ａが熱収縮し、この熱収縮によって樹脂９１Ａが加速度センサー素子４の表面４０から剥離して非接着部４０１が形成される。このように、加熱により非接着部４０１を形成することで、樹脂９１Ａの熱硬化と共に非接着部４０１が得られ、製造工程を少なくすることができる（従来とほぼ同じ工程数とすることができる）。なお、第２工程および第３工程は、トランスファーモールド法等を用いて簡単に行うことができる。
【００５８】
以上によって、物理量センサー１が得られる。
このような製造方法によれば、簡単な方法で物理量センサー１を得ることができる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
図８は、本発明の第２実施形態に係る物理量センサーの断面図である。図９および図１０は、それぞれ、図８に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【００６０】
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６１】
第２実施形態は、樹脂部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００６２】
本実施形態の物理量センサー１は、図８に示すように、加速度センサー素子４とＩＰ基板２の間に配置された樹脂部（第１の樹脂部）９１と、構造体１０および樹脂部９１を覆う樹脂部（第２の樹脂部）９２と、を有している。そして、加速度センサー素子４の底面４０ａに非接着部４０１が形成されている。このように、樹脂部９１を覆うようにさらに樹脂部９２を配置することで、樹脂部９１の離脱を防止することができ、構造体１０をより効果的に保護することができる。なお、樹脂部９２は、樹脂部９１に密着していることが好ましい。言い換えると、樹脂部９１、９２の境界に非接着部４０１のような部分が形成されていないことが好ましい。
【００６３】
ここで、樹脂部９１および樹脂部９２の構成材料としては、特に限定されず、同じ樹脂材料を用いてもよいし、異なる樹脂材料を用いてもよい。同じ樹脂材料を用いる場合、樹脂部９１および樹脂部９２のヤング率は、それぞれ、６ＧＰａ以下であることが好ましい。また、異なる樹脂材料を用いる場合、樹脂部９２は、樹脂部９１よりもヤング率が高いことが好ましい。具体的には、樹脂部９１のヤング率は、６ＧＰａ以下であることが好ましく、樹脂部９２のヤング率は、樹脂部１０ＧＰａ以上であることが好ましい。このように、樹脂部９１よりも樹脂部９２のヤング率を高くすることで、樹脂部９１と樹脂部９２の密着性を高めることができる。
【００６４】
特に、本実施形態では、樹脂部９１は、加速度センサー素子４とＩＰ基板２との間に充填されるように配置されており、さらに、加速度センサー素子４の側面にもフィレット状に回り込んでいる。そのため、底面４０ａに非接着部４０１を形成することができると共に、表面４０の端子Ｔが配置されている部分（ベース基板５１の上面の蓋部５２から突出している部分）４０ｂを樹脂部９１から露出させることができる。そして、この樹脂部９１から露出した部分４０ｂは、ＩＣ３と共に樹脂部９２に覆われている。このような構成とすることで、ＩＰ基板２の内部端子２１、加速度センサー素子４の端子ＴおよびＩＣ３の端子３１、３２を非接着部４０１とは異なる位置に配置することができ、さらに、これら端子とボンディングワイヤーＢＹ１、ＢＹ２との接続部を樹脂部９２で補強することができる。そのため、物理量センサー１の電気的な信頼性を高めることができる。
以上、物理量センサー１の構成について詳細に説明した。
【００６５】
次に、物理量センサー１の製造方法について説明する。
物理量センサー１の製造方法は、ＩＰ基板２上に構造体１０を固定する第１工程と、構造体１０とＩＰ基板２の間に樹脂９１Ａを配置する第２工程と、構造体１０の表面の少なくとも一部から樹脂９１Ａを剥離する第３工程と、構造体１０および樹脂９１Ａを覆うように樹脂９２Ａを配置する第４工程と、を有している。以下、各工程について順に説明する。
【００６６】
［第１工程］
まず、図９（ａ）に示すように、接着層１０１を介してＩＰ基板２上に構造体１０を固定する。
【００６７】
［第２工程］
次に、図９（ｂ）に示すように、構造体１０とＩＰ基板２との間に熱硬化性の樹脂９１Ａを配置する。
【００６８】
［第３工程］
次に、図９（ｃ）に示すように、樹脂９１Ａを加熱して熱硬化させることで樹脂部９１を得る。樹脂９１Ａを加熱することで樹脂９１Ａが熱収縮し、この熱収縮によって樹脂９１Ａが加速度センサー素子４の表面４０から剥離して非接着部４０１が形成される。
【００６９】
次に、図１０（ａ）に示すように、ＩＣ３と加速度センサー素子４とをボンディングワイヤーＢＹ２で接続し、ＩＣ３とＩＰ基板２とをボンディングワイヤーＢＹ１で接続する。ここで、既に、構造体１０とＩＰ基板２との間に樹脂部９１が設けられており、構造体１０がＩＰ基板２と樹脂部９１とによって下方から支えられている。そのため、各端子に圧力および超音波を効率的に伝えることができ、本工程をより確実に行うことができる。
【００７０】
［第４工程］
次に、図１０（ｂ）に示すように、構造体１０および樹脂部９２を覆うように熱硬化性の樹脂９２Ａを配置する。次に、図１０（ｃ）に示すように、樹脂９２Ａを加熱して熱硬化させることで樹脂部９２を得る。
以上によって、物理量センサー１が得られる。
【００７１】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７２】
＜第３実施形態＞
図１１は、本発明の第３実施形態に係る物理量センサーの断面図である。
【００７３】
以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７４】
第３実施形態は、樹脂部の構成が異なること以外は、前述した第２実施形態と同様である。
【００７５】
本実施形態の物理量センサー１は、図１１に示すように、樹脂部９１が構造体１０の全周を覆って配置されている。また、ボンディングワイヤーＢＹ１、ＢＹ２が共に樹脂部９１に囲まれている。このように、ボンディングワイヤーＢＹ１、ＢＹ２を樹脂部９１で囲むことで、樹脂部９１を樹脂部９２よりも柔らかくした場合には、ボンディングワイヤーＢＹ１、ＢＹ２へ応力が伝わり難くなる。そのため、物理量センサー１の電気的な信頼性を高めることができる。
【００７６】
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７７】
（電子機器）
次に、本発明の電子機器を説明する。
【００７８】
図１２は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【００７９】
この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、加速度センサーとして機能する物理量センサー１が内蔵されている。
【００８０】
図１３は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（スマートフォン、ＰＨＳ等も含む）の構成を示す斜視図である。
【００８１】
この図において、携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、加速度センサーとして機能する物理量センサー１が内蔵されている。
【００８２】
図１４は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
【００８３】
ディジタルスチールカメラ１３００のケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとしても機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００８４】
撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチールカメラ１３００では、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチールカメラ１３００には、例えば、加速度センサーとして手振れ補正に用いられる物理量センサー１が内蔵されている。
【００８５】
このような電子機器は、物理量センサー１を備えているので、優れた信頼性を有している。
【００８６】
なお、本発明の電子機器は、図１２のパーソナルコンピューター、図１３の携帯電話機、図１４のディジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。
【００８７】
（移動体）
次に、本発明の移動体を説明する。
【００８８】
図１５は、本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。
図１５に示すように、自動車１５００には物理量センサー１が内蔵されており、例えば、物理量センサー１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。物理量センサー１の検出信号は、車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。また、物理量センサー１は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
【００８９】
以上、本発明の物理量センサー、物理量センサーの製造方法、電子機器および移動体を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【００９０】
また、前述した実施形態では、加速度センサー素子が３つのセンサー部を有している構成について説明したが、センサー部の数としては、これに限定されず、１つまたは２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、前述した実施形態では、物理量センサー素子として加速度センサー素子を用いているが、物理量センサーとしては、加速度センサー素子に限定されず、例えば、圧力センサー素子であってもよいし、角速度センサー素子であってもよい。また、例えば、加速度および角速度等の異なる物理量を同時に検出することのできる複合センサーであってもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１……物理量センサー
１０……構造体
１０１……接着層
１０２……接着層
２……ＩＰ基板
２１……内部端子
２２……外部端子
３……ＩＣ
３１、３２……端子
４……加速度センサー素子
４０……表面
４０ａ……底面
４０ｂ……部分
４０１……非接着部
５……パッケージ
５１……ベース基板
５１１、５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ……凹部
５１２、５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ……凹部
５１３、５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ……凹部
５２……蓋部
５２１……凹部
５３……ＳｉＯ２膜
６……センサー部
６１１、６１２……支持部
６２……可動部
６２１……基部
６２２……可動電極指
６３１、６３２……連結部
６４……第１固定電極指
６５……第２固定電極指
６９１、６９２、６９３……配線
７……センサー部
７１１、７１２……支持部
７２……可動部
７２１……基部
７２２……可動電極指
７３１、７３２……連結部
７４……第１固定電極指
７５……第２固定電極指
７９１、７９２、７９３……配線
８……センサー部
８１１、８１２……支持部
８２……可動部
８２１……第１可動部
８２２……第２可動部
８３１、８３２……連結部
８８１……第１検出電極
８８２……第２検出電極
８９１、８９２、８９３……配線
９１……樹脂部
９１Ａ……樹脂
９２……樹脂部
９２Ａ……樹脂
１１００……パーソナルコンピューター
１１０２……キーボード
１１０４……本体部
１１０６……表示ユニット
１１０８……表示部
１２００……携帯電話機
１２０２……操作ボタン
１２０４……受話口
１２０６……送話口
１２０８……表示部
１３００……ディジタルスチールカメラ
１３０２……ケース
１３０４……受光ユニット
１３０６……シャッターボタン
１３０８……メモリー
１３１０……表示部
１３１２……ビデオ信号出力端子
１３１４……入出力端子
１４３０……テレビモニター
１４４０……パーソナルコンピューター
１５００……自動車
１５０１……車体
１５０２……車体姿勢制御装置
１５０３……車輪
Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ３１……導電性バンプ
ＢＹ１、ＢＹ２……ボンディングワイヤー
Ｊ……軸
Ｓ……内部空間
Ｓ１……空間
Ｔ……端子
ａ、ｂ……矢印
【図１】
2016169951.tif 000003
【図２】
2016169951.tif 000004
【図３】
2016169951.tif 000005
【図４】
2016169951.tif 000006
【図５】
2016169951.tif 000007
【図６】
2016169951.tif 000008
【図７】
2016169951.tif 000009
【図８】
2016169951.tif 000010
【図９】
2016169951.tif 000011
【図１０】
2016169951.tif 000012
【図１１】
2016169951.tif 000013
【図１２】
2016169951.tif 000014
【図１３】
2016169951.tif 000015
【図１４】
2016169951.tif 000016
【図１５】
2016169951.tif 000017