(57)【要約】【課題】製造工程を簡素化するために樹脂封止型のパッケージ形態に構成した場合でも、信頼性の低下を抑制することが可能な半導体センサ装置を提供する。【解決手段】枠体部１１と、枠体部１１の内側に配置される重り部１２と、重り部１２を枠体部１１に揺動可能に支持する撓み部１３とを含み、重り部１２の変位量に応じて物理量を検出するセンサ素子１０と、上面上に、接着層２を介してセンサ素子１０が固定されるリードフレーム１と、少なくとも、センサ素子１０を封止する樹脂封止層３０とを備え、センサ素子１０は、接着層２によって、リードフレーム１の上面から上方に所定の距離だけ離間するように固定されており、接着層２は、センサ素子１０の枠体部１１とリードフレーム１との間の領域に、平面的に見て、枠体部１１に沿った枠状に形成されている。【選択図】図１
2009063550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持枠と、前記支持枠の内側に配置される構造体と、前記構造体を前記支持枠に揺動可能に支持する支持部とを含み、前記構造体の変位量に応じて物理量を検出するセンサ素子と、
上面上に、固定部材を介して前記センサ素子が固定される基板と、
少なくとも、前記センサ素子を封止する樹脂封止層とを備え、
前記センサ素子は、前記固定部材によって、前記基板の上面から上方に所定の距離だけ離間するように固定されており、
前記固定部材は、前記センサ素子の前記支持枠と前記基板との間の領域に、平面的に見て、前記支持枠に沿った枠状に形成されていることを特徴とする、半導体センサ装置。
【請求項２】
前記固定部材は、少なくとも内周部が、前記センサ素子の前記支持枠の内周部よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の半導体センサ装置。
【請求項３】
前記固定部材は、所定の厚みを有するダイボンドフィルムから構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の半導体センサ装置。
【請求項４】
前記固定部材は、ダイボンドペーストから構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の半導体センサ装置。
【請求項５】
突起電極を含み、前記突起電極を介して、前記センサ素子と電気的に接続される半導体素子をさらに備え、
前記半導体素子は、前記センサ素子の上面上に、少なくとも、前記センサ素子の前記構造体および前記支持部を覆うように配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体センサ装置。
【請求項６】
前記半導体素子は、複数の金属バンプをさらに含み、
前記センサ素子の前記支持枠と前記半導体素子との間の領域に、前記複数の金属バンプが連なるように形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の半導体センサ装置。
【請求項７】
前記複数の金属バンプは、平面的に見て、前記半導体素子の外周部に沿った枠状に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の半導体センサ装置。
【請求項８】
前記複数の金属バンプの各々は、前記突起電極と同じ材料から構成されていることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の半導体センサ装置。
【請求項９】
前記センサ素子が前記樹脂封止層で封止されることによって、ＱＦＮ型またはＢＧＡ型のパッケージ形態に構成されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体センサ装置に関し、特に、センサ素子を備えた半導体センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加速度を検出するセンサ素子を備えた半導体センサ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、内部にキャビティ（空間部）を有し、下部容器と上部蓋とから構成されるパッケージと、このパッケージのキャビティ内に収納される半導体加速度センサチップ（センサ素子）とを備えた半導体加速度センサ装置（半導体センサ装置）が記載されている。この半導体加速度センサ装置では、パッケージの下部容器は、積層構造を有するセラミックス製の容器から構成されており、半導体加速度センサチップを収納するためのキャビティを有している。また、半導体加速度センサチップは、固定部と、錘部と、錘部を固定部に揺動可能に支持する梁部と、梁部に形成されるピエゾ抵抗素子とを備えており、キャビティの底面に接着剤によって固着されている。そして、半導体加速度センサチップが収納されたキャビティを密閉するように、金属材料からなる上部蓋が、熱硬化性樹脂によって下部容器の上面に固着されている。
【０００４】
また、上記特許文献１に記載の半導体加速度センサ装置では、半導体加速度センサ装置に加速度が加わると、半導体加速度センサチップの錘部が慣性力によって揺動し、これによって、梁部が変形する。このため、梁部に形成されたピエゾ抵抗素子の抵抗値が変化するので、ピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化を検出することにより、半導体加速度センサ装置に加わった加速度が検出される。なお、特許文献１に記載の半導体加速度センサ装置では、半導体加速度センサチップがパッケージのキャビティ内に収納されているので、錘部の揺動動作が妨げられるのを抑制することが可能となる。したがって、半導体加速度センサ装置に加わる加速度が正確に検出される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３５９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載された従来の半導体加速度センサ装置（半導体センサ装置）では、キャビティを有するパッケージを用いて構成されているため、積層構造を有するセラミックス製の容器からなる下部容器および金属材料からなる上部蓋をそれぞれ形成するとともに、下部容器のキャビティ内に半導体加速度センサチップを固定した後、キャビティを密閉するように熱硬化性樹脂によって下部容器の上面に上部蓋を固着するという工程を経て装置が１つずつ組み立てられる。このため、封止樹脂によって半導体加速度センサチップ（センサ素子）を樹脂封止する樹脂封止型のパッケージ形態に半導体加速度センサ装置（半導体センサ装置）を構成する場合に比べて、半導体加速度センサ装置（半導体センサ装置）の製造工程が煩雑化するという不都合がある。
【０００７】
一方、樹脂封止型のパッケージ形態に半導体加速度センサ装置（半導体センサ装置）を構成した場合には、製造工程（組立工程）を簡素化することが可能であるものの、この場合には、半導体加速度センサチップ（センサ素子）を樹脂封止する際に、錘部の揺動領域に封止樹脂が侵入するという不都合が生じる。このため、錘部の揺動領域に封止樹脂が侵入することによって、錘部の自由な動きが妨げられるので、半導体加速度センサチップ（センサ素子）による加速度の正確な検出が困難になるという不都合がある。これにより、信頼性が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、製造工程を簡素化するために樹脂封止型のパッケージ形態に構成した場合でも、信頼性の低下を抑制することが可能な半導体センサ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による半導体センサ装置は、支持枠と、支持枠の内側に配置される構造体と、構造体を支持枠に揺動可能に支持する支持部とを含み、構造体の変位量に応じて物理量を検出するセンサ素子と、上面上に、固定部材を介してセンサ素子が固定される基板と、少なくとも、センサ素子を封止する樹脂封止層とを備え、センサ素子は、固定部材によって、基板の上面から上方に所定の距離だけ離間するように固定されており、固定部材は、センサ素子の支持枠と基板との間の領域に、平面的に見て、支持枠に沿った枠状に形成されている。
【００１０】
この一の局面による半導体センサ装置では、上記のように、センサ素子を、固定部材により基板の上面から上方に所定の距離だけを離間するように固定することによって、センサ素子と基板との間に所定の高さを有する隙間を形成することができる。このため、形成された隙間によって構造体の動き代が確保されるので、センサ素子の構造体が揺動した場合でも、構造体と基板とが接触するのを抑制することができる。これにより、構造体と基板とが接触することに起因して、構造体の自由な動きが妨げられるという不都合が生じるのを抑制することができる。また、固定部材を、センサ素子の支持枠と基板との間の領域に、平面的に見て、支持枠に沿った枠状に形成することによって、センサ素子と基板との間に形成された隙間の入り口部分（支持枠と基板との間の部分）を固定部材で塞ぐことができるので、センサ素子を樹脂封止層で封止した場合でも、センサ素子と基板との間の隙間から、樹脂封止層が構造体の揺動領域に侵入するのを抑制することができる。これにより、センサ素子と基板との間の隙間に樹脂封止層が侵入することによって、隙間に侵入した樹脂封止層と構造体とが接触するのを抑制することができるので、構造体の自由な動きが妨げられるという不都合が生じるのを抑制することができる。したがって、上記のように構成することにより、製造工程を簡素化するために樹脂封止型のパッケージ形態に構成した場合でも、半導体センサ装置に加わる物理量をセンサ素子で正確に検出することが可能となるので、半導体センサ装置の信頼性の低下を抑制することができる。
【００１１】
なお、上記した構成では、固定部材によってセンサ素子を基板の上面から上方に所定の距離だけ離間させることができるので、センサ素子の離間距離を適宜設定することによって、所定の揺動範囲で構造体が揺動するように設定することができる。すなわち、構造体が所定の揺動範囲を超えて揺動した際には、構造体と基板とが接触するように、センサ素子の離間距離を設定することによって、構造体が所定の範囲以上揺動するのを抑制することができる。これにより、構造体が揺動し過ぎることに起因して、センサ素子が破損および損傷するという不都合が生じるのを抑制することができる。したがって、これによっても、半導体センサ装置の信頼性の低下を抑制することができる。
【００１２】
上記一の局面による半導体センサ装置において、好ましくは、固定部材は、少なくとも内周部が、センサ素子の支持枠の内周部よりも大きくなるように形成されている。このように構成すれば、構造体の揺動領域に固定部材が設けられるのを抑制することができるので、センサ素子の構造体が揺動した際に、固定部材と構造体とが接触するのを抑制することができる。これにより、固定部材と構造体とが接触することに起因して、構造体の自由な動きが妨げられるという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００１３】
上記一の局面による半導体センサ装置において、好ましくは、固定部材は、所定の厚みを有するダイボンドフィルムから構成されている。このように構成すれば、センサ素子と基板との間の距離（離間距離）を精度よく制御することができる。
【００１４】
上記一の局面による半導体センサ装置において、固定部材は、ダイボンドペーストから構成されていてもよい。
【００１５】
上記一の局面による半導体センサ装置において、好ましくは、突起電極を含み、突起電極を介して、センサ素子と電気的に接続される半導体素子をさらに備え、半導体素子は、センサ素子の上面上に、少なくとも、センサ素子の構造体および支持部を覆うように配置されている。このように構成すれば、センサ素子の上面側を半導体素子で保護することができるので、樹脂封止層によってセンサ素子を封止した際に、センサ素子が破損および損傷するのを抑制することができる。また、半導体素子は、センサ素子の上面上に、突起電極を介してセンサ素子と電気的に接続されているので、突起電極により、半導体素子とセンサ素子との間に所定の高さを有する隙間を形成することができる。この隙間によって構造体の動き代が確保されるので、センサ素子の構造体が揺動した際に、構造体と半導体素子とが接触するのを抑制することができる。これにより、構造体と半導体素子とが接触することに起因して、構造体の自由な動きが妨げられるという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００１６】
この場合において、好ましくは、半導体素子は、複数の金属バンプをさらに含み、センサ素子の支持枠と半導体素子との間の領域に、複数の金属バンプが連なるように形成されている。このように構成すれば、センサ素子と半導体素子との間に形成された隙間の入り口部分（支持枠と半導体基板との間の部分）を複数の金属バンプで塞ぐことができるので、センサ素子を樹脂封止層で封止した場合でも、センサ素子の支持枠と半導体素子との間の隙間から、樹脂封止層が構造体の揺動領域に侵入するのを抑制することができる。これにより、センサ素子の支持枠と半導体素子との間の隙間に樹脂封止層が侵入することによって、センサ素子の構造体が揺動した際に、樹脂封止層と構造体とが接触するのを抑制することができる。
【００１７】
上記複数の金属バンプを備えた構成において、好ましくは、複数の金属バンプの各々は、突起電極と同じ材料から構成されている。このように構成すれば、半導体素子の突起電極の形成工程と同一工程で複数の金属バンプを形成することができるので、樹脂封止層が構造体の揺動領域に侵入するのを抑制するために、複数の金属バンプをセンサ素子の支持枠と半導体素子との間の領域に形成したとしても、製造工数が増加するのを抑制することができる。これにより、製造工程が煩雑化するのを抑制することができる。
【００１８】
上記一の局面による半導体センサ装置において、好ましくは、センサ素子が樹脂封止層で封止されることによって、ＱＦＮ型またはＢＧＡ型のパッケージ形態に構成されている。このように構成すれば、センサ素子の素子特性の低下を抑制しながら、実装面積の小さい半導体センサ装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、製造工程を簡素化するために樹脂封止型のパッケージ形態に構成した場合でも、信頼性の低下を抑制することが可能な半導体センサ装置を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる半導体センサ装置の断面図である。図２は、図１に示した本発明の第１の実施形態にかかる半導体センサ装置の概略斜視図である。図３は、図１示した本発明の第１の実施形態にかかる半導体センサ装置の概略平面図である。図４〜図７は、図１に示した本発明の第１の実施形態にかかる半導体センサ装置の構造を説明するための図である。まず、図１〜図７を参照して、本発明の第１の実施形態にかかる半導体センサ装置の構造について説明する。
【００２２】
本発明の第１の実施形態にかかる半導体センサ装置は、図１に示すように、製造工程を簡素化することが可能な樹脂封止型パッケージ（ＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−Ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）に構成されている。具体的には、第１の実施形態にかかる半導体センサ装置は、リードフレーム１と、リードフレーム１に装着されるセンサ素子１０と、センサ素子１０の上面上に実装される制御回路素子２０と、センサ素子１０および制御回路素子２０を封止する樹脂封止層３０とを備えている。リードフレーム１は、たとえば、燐青銅や無酸素銅などの銅系（銅またはその合金）材料などからなる金属板によって構成されており、ダイパッド１ａと、ダイパッド１ａから分離された複数のリード端子１ｂとを含んでいる。複数のリード端子１ｂの各々は、ボンディングワイヤ４を介して、センサ素子１０と電気的に接続されている。なお、ダイパッド１ａは、本発明の「基板」の一例であり、制御回路素子２０は、本発明の「半導体素子」の一例である。
【００２３】
第１の実施形態では、図１に示すように、センサ素子１０および制御回路素子２０は、樹脂封止層３０によって樹脂封止されている。この樹脂封止層３０は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂によって構成されており、トランスファー成形法などによって、センサ素子１０および制御回路素子２０を封止するように形成される。
【００２４】
また、センサ素子１０は、３軸方向の加速度を検出可能なピエゾ抵抗型の加速度センサ素子から構成されている。具体的には、図４および図５に示すように、センサ素子１０は、枠体部１１と、枠体部１１の内側に配置される重り部１２と、重り部１２の四方から所定の方向に延びるとともに、重り部１２を枠体部１１に揺動自在に支持する４つの撓み部１３とを備えている。なお、枠体部１１は、本発明の「支持枠」の一例であり、重り部１２は、本発明の「構造体」の一例である。また、撓み部１３は、本発明の「支持部」の一例である。
【００２５】
センサ素子１０の重り部１２は、図４〜図７に示すように、４つの撓み部１３を介して枠体部１１に支持された直方体状のコア部１２ａと、平面的に見て、コア部１２ａの四隅の各々に一体的に連結された直方体状の４つの付随部１２ｂとを含んでいる。また、付随部１２ｂの各々と、枠体部１１および撓み部１３との間には、隙間部１４が設けられている。この隙間部１４は、加速度を受けて重り部１２が揺動した際に、付随部１２ｂが枠体部１１や撓み部１３と接触しない程度の大きさに構成されている。
【００２６】
４つの撓み部１３の各々の表面には、ピエゾ抵抗素子１５が形成されている。このピエゾ抵抗素子１５は、外力（応力）が加わると抵抗値が変化する素子であり、加速度を受けて重り部１２が揺動した際の撓み部１３の変位を抵抗値の変化として検出する。すなわち、ピエゾ抵抗型の加速度センサ素子であるセンサ素子１０では、加速度が加わると、その加速度によって重り部１２が揺動し、重り部１２を支持している撓み部１３が変形する。そして、撓み部１３が変形することによって、撓み部１３に形成されているピエゾ抵抗素子１５に応力が加わり、ピエゾ抵抗素子１５の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を電気信号として検出することにより、半導体センサ装置に加わった加速度が検出される。なお、上記したセンサ素子１０は、半導体プロセス技術を応用した微細加工技術（ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術）を用いて形成することができる。
【００２７】
センサ素子１０は、図１および図２に示すように、リードフレーム１のダイパッド１ａの上面上に、接着層２を介して固定されている。第１の実施形態では、センサ素子１０は、接着層２によって、ダイパッド１ａの上面から上方に所定の距離だけ離間するように固定されており、図１に示すように、ダイパッド１ａとセンサ素子１０との間には、約５０μｍ〜約１００μｍの高さを有する隙間部３が形成されている。この隙間部３を設けることによって、センサ素子１０の重り部１２の動き代が確保されるので、センサ素子１０の重り部１２が揺動した場合でも、重り部１２とダイパッド１ａとが接触するのを抑制することが可能となる。これにより、重り部１２とダイパッド１ａとが接触することに起因して、重り部１２の自由な動きが妨げられるという不都合が生じるのを抑制することができる。なお、接着層２は、本発明の「固定部材」の一例である。
【００２８】
また、第１の実施形態では、接着層２によって、隙間部３の高さを所定の距離に設定することができるので、重り部１２が、所定の揺動範囲内で揺動するように、隙間部３の高さを適宜設定することができる。すなわち、重り部１２が、所定の揺動範囲内で揺動する場合には、重り部１２とダイパッド１ａとが接触することなく、自由に動くことができるとともに、重り部１２が、所定の揺動範囲を超えて揺動した場合には、重り部１２とダイパッド１ａとが接触するように、隙間部３の高さを設定することによって、重り部１２が所定の範囲以上に揺動するのを抑制することができる。これにより、重り部１２が揺動し過ぎることに起因して、センサ素子１０が破損および損傷するという不都合が生じることを抑制できる。なお、第１の実施形態では、接着層２として、エポキシ樹脂から構成される厚さ５０μｍのダイボンドフィルムを用いることによって、隙間部の高さを約５０μｍとした。
【００２９】
また、接着層２は、図３に示すように、センサ素子１０の枠体部１１とダイパッド１ａとの間の領域に、平面的に見て、枠体部１１に沿った枠状に形成されているとともに、接着層２の内周部が、平面的に見て、センサ素子１０の枠体部１１の内周部よりも大きくなるように形成されている。このように接着層２を形成することによって、重り部１２の揺動領域に接着層２が設けられるのを抑制することができるので、センサ素子１０の重り部１２が揺動した際に、接着層２と重り部１２とが接触するのを抑制することができる。これにより、接着層２と重り部１２とが接触することに起因して、重り部１２の自由な動きが妨げられるという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００３０】
また、図１に示すように、接着層２によって、センサ素子１０とダイパッド１ａとの間に形成された隙間部３の入り口部分を塞ぐことができるので、樹脂封止層３０で封止した場合でも、センサ素子１０とダイパッド１ａとの間に、樹脂封止層が侵入することを抑制できる。すなわち、重り部１２の揺動領域であるセンサ素子１０とダイパッド１ａとの間の隙間部３に、樹脂封止層３０が侵入するのを抑制することができるので、センサ素子１０の重り部１２が揺動した場合でも、樹脂封止層３０と重り部１２とが接触するのを抑制することができる。これにより、樹脂封止層３０と重り部１２とが接触することに起因して、重り部１２の自由な動きが妨げられるという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００３１】
制御回路素子２０は、センサ素子１０によって検出された電気信号を、増幅・補正するとともに、電気信号を、加速度に比例した電圧として出力する機能を有している。第１の実施形態では、制御回路素子２０は、図１および図２に示すように、センサ素子１０の上面上に、フリップチップ実装されている。具体的には、図１および図３に示すように、一方の主面（回路が形成されている面）の四隅にＡｕバンプからなる突起電極２１が形成されおり、この突起電極２１とセンサ素子１０の電極パッド（図示せず）とが電気的に接続するように、センサ素子１０の上面上に、制御回路素子２０が固定されている。また、図３および図４に示すように、制御回路素子２０は、センサ素子１０の開口よりも大きい平面積に構成されており、枠体部１１の開口（重り部１２および撓み部１３および隙間部１４）を覆うように、センサ素子１０の上面上に固定されている。これにより、センサ素子１０の重り部１２および撓み部１３は、制御回路素子２０によって、保護される。
【００３２】
また、センサ素子１０の上面と制御回路素子２０との間には、図１に示すように、突起電極２１によって、約２０μｍ〜約１００μｍの高さを有する隙間部２２が形成されている。この隙間部２２によって、センサ素子１０の重り部１２の動き代が確保されるので、センサ素子１０の重り部１２が揺動した場合でも、重り部１２と制御回路素子２０とが接触するのを抑制することが可能となる。これにより、重り部１２と制御回路素子２０とが接触することに起因して、重り部１２の自由な動きが妨げられるという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００３３】
また、図２および図３に示すように、制御回路素子２０の外周部には、全周にわたって樹脂部材２３が形成されている。このように、樹脂部材２３を形成しているので、センサ素子１０および制御回路素子２０を樹脂封止層３０によって樹脂封止した場合でも、センサ素子１０と制御回路素子２０との間に形成された隙間部２２に、樹脂封止層３０が侵入するのを制御することができる。これにより、隙間部２２に侵入した樹脂封止層３０とセンサ素子１０の重り部１２とが接触するのを抑制することができるので、重り部１２と樹脂封止層３０とが接触することに起因して、重り部１２の自由な動きが妨げられるという不都合が生じるのを抑制することができる。なお、第１の実施形態では、樹脂部材２３として、樹脂部材２３を制御回路素子２０の外周部に注入する際の加工温度（約８０℃〜約９０℃）における粘度が比較的高い熱硬化性樹脂が好適に用いられる。このような熱硬化性樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂などが挙げられる。上記のような特性を有する樹脂部材２３は、加工温度（約８０℃〜約９０℃）における粘度が比較的高いため、樹脂部材２３を制御回路素子２０の外周部に注入する際に、隙間部２２に、樹脂部材２３が侵入するのを抑制することができる。
【００３４】
第１の実施形態では、上述のように、センサ素子１０の重り部１２および撓み部１３は、制御回路素子２０によって保護されているので、樹脂封止層３０でセンサ素子を封止した場合でも、樹脂封止層３０によって、センサ素子１０の重り部１２の揺動動作が妨げられるという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、センサ素子１０の素子特性が低下するのを抑制することができる。
【００３５】
また、第１の実施形態では、制御回路素子２０を、センサ素子１０の上面上に、重り部１２および撓み部１３を覆うようにフリップチップ実装することによって、容易に、制御回路素子２０とセンサ素子１０とを互いに電気的に接続することができるとともに、制御回路素子２０によって、容易に、センサ素子１０の重り部１２および撓み部１３を保護することができる。
【００３６】
また、第１の実施形態では、センサ素子１０を、重り部１２の変位量に応じて加速度を検出するピエゾ抵抗型の半導体加速度センサ素子に構成することによって、センサ素子１０を静電容量型の加速度センサ素子から構成する場合に比べて、容易に、センサ素子１０を小型化することができる。これにより、センサ素子１０の素子特性の低下を抑制しながら、半導体センサ装置の小型化を図ることができる。
【００３７】
また、第１の実施形態では、半導体センサ装置をＱＦＮ型のパッケージ形態に構成することによって、センサ素子１０の素子特性の低下を抑制しながら、実装面積の小さい半導体センサ装置を得ることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態にかかる半導体センサ装置の断面図である。図９は、図８に示した本発明の第２の実施形態にかかる半導体センサ装置の概略斜視図である。図１０は、図８に示した本発明の第２の実施形態にかかる半導体センサ装置の概略平面図である。次に、図８〜図１０を参照して、本発明の第２の実施形態にかかる半導体センサ装置について説明する。なお、第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００３９】
第２の実施形態では、制御回路素子２０は、図８および図１０に示すように、センサ素子１０の上面上に、フリップチップ実装されている。具体的には、図８および図１０に示すように、制御回路素子２０の主面の四隅にＡｕバンプからなる突起電極２１が形成されおり、この突起電極２１とセンサ素子１０の電極パッド（図示せず）とが電気的に接続するように、センサ素子１０の上面上に、制御回路素子２０が固定されている。
【００４０】
さらに、第２の実施形態では、センサ素子１０と制御回路素子２０との間の領域に、複数の金属バンプ２４が形成されている。この複数の金属バンプ２４は、図１０に示すように、センサ素子１０の枠体部１１と制御回路素子２０との間の領域において、互いに連なるように形成されている。このように、突起電極２１および複数の金属バンプ２４を形成することによって、センサ素子１０と制御回路素子２０との間には、図８に示すように、約２０μｍ〜約１００μｍの高さを有する隙間部２５が形成される。第２の実施形態では、この隙間部２５によって、センサ素子１０の重り部１２の動き代が確保されるので、センサ素子１０の重り部１２が揺動した場合でも、重り部１２と制御回路素子２０とが接触するのを抑制することが可能となる。これにより、重り部１２と制御回路素子２０とが接触することに起因して、重り部１２の自由な動きが妨げられるという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００４１】
また、複数の金属バンプ２４は、図１０に示すように、４つの突起電極２１の外側の領域に、平面的に見て、制御回路素子２０の外周部に沿った枠状に形成されている。このように、複数の金属バンプ２４を、制御回路素子２０の外周部に沿って枠状に連なるように形成することによって、センサ素子１０と制御回路素子２０との間の隙間部２５の入り口部分を塞ぐことができるので、センサ素子１０を封止樹脂層で封止した場合でも、隙間部２５、すなわち、センサ素子１０の枠体部１１と制御回路素子２０との間の重り部１２の揺動領域に、樹脂封止層３０が侵入するのを抑制することができる。これにより、センサ素子１０の重り部１２の動き代を確保することができるので、センサ素子１０の重り部が揺動する際に、樹脂封止層３０と重り部１２とが接触するのを抑制することができる。
【００４２】
なお、第２の実施形態では、金属バンプ２４は、突起電極２１と同様に、Ａｕバンプを用いた。このように、金属バンプ２４に、突起電極２１と同じＡｕバンプを用いることによって、突起電極２１の形成工程と同一工程で複数の金属バンプ２４を形成することができるので、センサ素子１０の枠体部１１と制御回路素子２０との間の領域に、複数の金属バンプ２４を形成したとしても、製造工数が増加するのを抑制することができる。これにより、製造工程が煩雑化するのを抑制することができる。
【００４３】
また、上述した第２の実施形態のその他の構成は、上記第１の実施形態と同様である。
【００４４】
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
【００４５】
たとえば、上記第１および第２の実施形態では、半導体センサ装置をＱＦＮ型のパッケージ形態に構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、半導体センサ装置をＱＦＮ型以外のＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）型のパッケージ形態に構成してもよい。また、ＱＦＮ型およびＢＧＡ型以外のパッケージ形態にしてもよい。
【００４６】
また、上記第１および第２の実施形態では、制御回路素子によってセンサ素子を保護するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、制御回路素子以外の保護部材を用いることによって、センサ素子を保護する構成としてもよい。
【００４７】
また、上記第１および第２の実施形態では、センサ素子を、ピエゾ抵抗型の加速度センサ素子に構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、ピエゾ抵抗型以外の加速度センサ素子に構成してもよい。たとえば、センサ素子を、静電容量型の加速度センサ素子に構成してもよい。
【００４８】
また、上記第１および第２の実施形態では、３軸方向の加速度を検出するセンサ素子を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、１軸方向または２軸方向の加速度を検出するセンサ素子を用いてもよい。
【００４９】
また、上記第１および第２の実施形態では、エポキシ樹脂から構成されるダイボンドフィルムを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、エポキシ樹脂以外の樹脂から構成されるダイボンドフィルムを用いてもよい。エポキシ樹脂以外の樹脂としては、たとえば、ポリイミド樹脂、ポリウレタン系樹脂などが挙げられる。あるいは、導電性のダイボンドフィルムを用いてもよい。また、ダイボンドフィルムの代わりに、ダイボンドペーストを用いてもよい。ダイボンドペーストとしては、たとえば、銀ペーストなどが挙げられる。
【００５０】
また、上記第２の実施形態では、複数の金属バンプにＡｕバンプを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、Ａｕバンプ以外の金属バンプを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】は、本発明の第１実施形態にかかる半導体センサ装置の断面図である。
【図２】は、図１に示した本発明の第１の実施形態にかかる半導体センサ装置の概略斜視図である。
【図３】は、図１示した本発明の第１の実施形態にかかる半導体センサ装置の概略平面図である。
【図４】は、図１に示した本発明の第１実施形態にかかる半導体センサ装置のセンサ素子および制御回路素子の分解斜視図である。
【図５】は、図１示した本発明の第１の実施形態にかかる半導体センサ装置のセンサ素子および制御回路素子の平面図である。
【図６】は、図５の１００−１００線に沿った断面図である。
【図７】は、図５の２００−２００線に沿った断面図である。
【図８】は、本発明の第２実施形態にかかる半導体センサ装置の断面図である。
【図９】は、図８に示した本発明の第２実施形態にかかる半導体センサ装置の概略斜視図である。
【図１０】は、図８に示した本発明の第２実施形態にかかる半導体センサ装置の概略平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１                    リードフレーム
１ａ                  ダイパッド（基板）
１ｂ                  リード端子
２                    接着層（固定部材）
３、２２、２５        隙間部
４                    ボンディングワイヤ
１０                  センサ素子
１１                  枠体部（支持枠）
１２                  重り部（構造体）
１２ａ                コア部
１２ｂ                付随部
１３                  撓み部（支持部）
１４                  隙間部
１５                  ピエゾ抵抗素子
２０                  制御回路素子（半導体素子）
２１                  突起電極
２３                  樹脂部材
２４                  金属バンプ
３０                  封止樹脂層
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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