(57)【要約】【課題】搭載面が一平面のみの実装部材であっても、三軸のうちいずれの軸に対する物理量の変化も検出可能なセンサアッセンブリを構成することのできる半導体パッケージを提供する。【解決手段】ケース２に加速度センサ６を収容した場合には、ケース２を実装部材に対して実装される第１実装面と第１実装面に垂直である第２実装面とを有して構成し、端子３を第１実装面および第２実装面に備え、第１実装面または第２実装面が加速度センサ６の検出方向と垂直になるように半導体パッケージを構成する。このような半導体パッケージによれば、搭載面が一平面のみである実装部材であっても三軸のうちいずれの軸に対しても加速度の検出を行うことができるように半導体パッケージを実装部材に実装することができる。【選択図】図１
2009294077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向を加速度の検出方向とし、前記検出方向の前記加速度の変化に応じて信号を出力する加速度センサ（６）と、
搭載面（５）が形成されていると共に搭載面（５）に前記加速度センサ（６）を搭載するケース（２）と、
前記ケース（２）の外壁面に配置され、実装部材に対して電気的および機械的に接続される端子（３）と、
前記ケース（２）に形成されており、前記端子（３）と前記加速度センサ（６）とを電気的に接続する配線（７）と、を備え
前記ケース（２）は前記実装部材に対して実装される第１実装面と前記第１実装面に垂直である第２実装面とを有して構成され、前記端子（３）は前記第１実装面および前記第２実装面に備えられており、前記第１実装面または前記第２実装面が前記検出方向と垂直であることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
一方向を中心軸とする角速度が印加されたときの前記角速度を検出し、前記角速度の変化に応じて信号を出力する角速度センサと、
搭載面（５）が形成されていると共に搭載面（５）に前記角速度センサを搭載するケース（２）と、
前記ケース（２）の外壁面に配置され、実装部材に対して電気的および機械的に接続される端子（３）と、
前記ケース（２）に形成されており、前記端子（３）と前記角速度センサとを電気的に接続する配線（７）と、を備え
前記ケース（２）は前記実装部材に対して実装される第１実装面と前記第１実装面に垂直である第２実装面とを有して構成され、前記端子（３）は前記第１実装面および前記第２実装面に備えられており、前記第１実装面または前記第２実装面が前記中心軸と垂直であることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項３】
前記ケース（２）は直方体であり、前記ケース（２）には表面から凹部（４）が形成され、前記搭載面（５）が前記凹部（４）の壁面により構成されており、前記ケース（２）には前記凹部（４）を覆うように蓋（１１）が配置され、前記蓋（１１）における外壁面の周の長さが前記ケース（２）のうち前記蓋（１１）に垂直である前記外壁面の周の長さと同じかまたは前記周の長さより小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
前記ケース（２）は直方体であり、前記ケース（２）には表面から凹部（４）が形成され、前記搭載面（５）が前記凹部（４）の壁面により構成されており、前記ケース（２）の表面には前記凹部（４）を覆うように蓋（１１）が配置され、前記蓋（１１）における外壁面の周の長さが前記ケース（２）のうち前記蓋（１１）に垂直である前記外壁面の周の長さと同じであり、前記ケース（２）と前記蓋（１１）とで構成される外型形状が立方体であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体パッケージ。
【請求項５】
前記ケース（２）は樹脂を有して構成され、前記配線（７）は前記ケース（２）にインサート成形されており、前記加速度センサ（６）が樹脂モールドされていることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項６】
前記ケース（２）は樹脂を有して構成され、前記配線（７）は前記ケース（２）にインサート成形されており、前記角速度センサが樹脂モールドされていることを特徴とする請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項７】
前記ケース（２）の外型形状が立方体であることを特徴とする請求項５または６に記載の半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置をケースの内部に収容した半導体パッケージに関し、特に複数の半導体パッケージを実装部材に電気的に接続して構成されるセンサアッセンブリに適用すると好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ケースに凹部を形成してこの凹部に半導体装置を収容し、ケースの裏面にプリント基板等の実装部材と電気的に接続されるための端子が形成されている半導体パッケージが開示されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、このような半導体パッケージには、ケースの裏面と凹部の底面との間を貫通するスルーホールが形成されていると共にスルーホールに配線が備えられており、この配線を介して半導体装置と端子とが電気的に接続されている。
【０００３】
そして、このような半導体パッケージにおいて、半導体装置として、例えば、固定電極と加速度の変化に応じて変位する可動電極とを有して構成されている一軸検出用の加速度センサが収容されている場合には、固定電極と可動電極との配列方向と加速度が印加される方向とが平行になるように半導体パッケージが実装部材に実装される。
【０００４】
具体的には、ケースの裏面をｘ−ｙ面と平行な面とすると、ｘ軸方向またはｙ軸方向の加速度の検出を行う場合には、固定電極と可動電極との配列方向がｘ軸またはｙ軸と平行になるように半導体パッケージを実装する。このため、例えば、二つの半導体パッケージを用いてｘ軸方向とｙ軸方向の両方向の加速度を検出することのできるセンサアッセンブリを構成する場合には、一方の半導体パッケージを固定電極と可動電極との配列方向がｘ軸方向と平行になるように実装部材に実装し、他方の半導体パッケージを固定電極と可動電極との配列方向がｙ軸方向と平行になるように実装部材に実装する。
【特許文献１】特開平８−７８５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の半導体パッケージを用いてｚ軸方向の加速度を検出するためには、固定電極と可動電極との配列方向がｚ軸と平行な方向となるようにｚ軸と平行な面を搭載面とする実装部材に半導体パッケージを実装しなければならない。このため、上記特許文献１の半導体パッケージを複数用いてｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の加速度を検出することのできるセンサアッセンブリを構成する場合には、ｘ−ｙ面を搭載面とする実装部材に加えて、新たにｚ軸と平行な面を搭載面とする実装部材を追加しなければならず、製造工程が増加すると共に複雑になるという問題がある。なお、ここでは半導体装置として加速度センサを例に挙げて説明したが、半導体装置として角速度センサを適用した場合においても同様の問題がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、搭載面が一平面のみの実装部材であっても、三軸のうちいずれの軸に対する物理量の変化も検出可能なセンサアッセンブリを構成することのできる半導体パッケージ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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一方向を加速度の検出方向とし、検出方向の加速度の変化に応じて信号を出力する加速度センサ（６）をケース（２）の搭載面（５）に搭載し、ケース（２）の外壁面に実装部材に対して電気的および機械的に接続される端子（３）を配置すると共に、ケース（２）に配線（７）を形成し、端子（３）と加速度センサ（６）とを配線（７）を介して電気的に接続した半導体パッケージであって、ケース（２）を実装部材に対して実装される第１実装面と第１実装面に垂直である第２実装面とを有して構成し、端子（３）を第１実装面および第２実装面に備え、第１実装面または第２実装面が加速度センサ（６）の検出方向と垂直になることを特徴としている。
【０００８】
このような半導体パッケージによれば、ケース（２）の第１実装面または第２実装面が加速度センサ（６）の検出方向と垂直であり、端子（３）が第１実装面および第２実装面に備えられているため、加速度センサ（６）を搭載することのできる面が一平面のみである実装部材であっても三軸のうちいずれの軸に対しても加速度の検出を行うことができるように半導体パッケージを実装部材に実装することができる。したがって、このような半導体パッケージを複数用いることにより、加速度センサ（６）を搭載することのできる面が一平面のみである実装部材であっても三軸のうちいずれの軸に対する加速度の変化も検出可能なセンサアッセンブリを構成することができる。
【０００９】
また、例えば、請求項２に記載に発明のように、一方向を中心軸とする角速度が印加されたときの角速度を検出し、角速度の変化に応じて信号を出力する角速度センサをケース（２）の搭載面（５）に搭載した半導体パッケージであって、ケース（２）を実装部材に対して実装される第１実装面と第１実装面に垂直である第２実装面とを有して構成し、端子（３）を第１実装面および第２実装面に備え、第１実装面または第２実装面が中心軸と垂直になるように半導体パッケージを構成してもよい。
【００１０】
このような半導体パッケージによれば、ケース（２）の第１実装面または第２実装面が中心軸と垂直であり、端子（３）が第１実装面および第２実装面に備えられているため、角速度センサを搭載することのできる実装面が一平面のみであったとしても三軸のうちいずれの軸を中心軸とする角速度の変化も検出することができるように半導体パッケージを実装部材に配置することができる。したがって、このような半導体パッケージを複数用いることにより、角速度センサを搭載することのできる面が一平面のみである実装部材であっても三軸のうちいずれの軸を中心軸とする角速度の変化も検出可能なセンサアッセンブリを構成することができる。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明のように、ケース（２）を直方体とし、ケース（２）の表面に凹部（４）を形成すると共に凹部（４）の壁面にて搭載面（５）を構成し、ケース（２）の表面に凹部（４）を覆うように蓋（１１）を配置し、蓋（１１）における外壁面の周の長さをケース（２）のうち蓋（１１）に垂直である外壁面の周の長さと同じかまたは外壁面の周の長さより小さくなるように構成することもできる。蓋（１１）における外壁面の周の長さをケース（２）のうち蓋（１１）に垂直である外壁面の周の長さと同じにした場合には、請求項４に記載の発明のように、ケース（２）と蓋（１１）とで構成される外型形状が立方体となるようにすることもできる。
【００１２】
さらに、請求項５または請求項６に記載の発明のように、ケース（２）を樹脂を有して構成し、配線（７）をケース（２）にインサート成形し、加速度センサ（５）または角速度センサを樹脂モールドすることもできる。この場合、請求項７に記載の発明のように、ケース（２）の外型形状が立方体となるようにすることもできる。
【００１３】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は本実施形態にかかる半導体パッケージの斜視図であり、この図に基づいて説明する。なお、本実施形態では半導体パッケージは立方体とされており、半導体パッケージの表面および裏面の各辺をｘ軸またはｙ軸と平行な辺とし、半導体パッケージの隣り合う側面が共有する辺をｚ軸と平行な辺として以下に説明する。
【００１５】
図１に示されるように、複数のセラミック層１が積層されることでケース２が構成されている。また、ケース２の外壁面のうちｘ−ｙ面とｘ−ｚ面にはプリント基板等の実装部材と電気的に接続される端子３が複数備えられており、これらの端子３はそれぞれケース２の外壁面のうちｙ−ｚ面にまで跨るように備えられている。なお、本実施形態ではｘ−ｙ面およびｘ−ｚ面が本発明の第１実装面および第２実装面に相当する。
【００１６】
図２は図１に示す半導体パッケージのＡ−Ａ矢視断面図である。図２に示されるように、ケース２には表面から凹部４が形成されていると共に、凹部４の底面にて搭載面５が形成されており、搭載面５に加速度センサ６が搭載されている。この加速度センサ６には、例えば、図示しない固定電極と加速度の変化に応じて変位する可動電極とを有して構成され、一方向を加速度の検出方向とする周知のものを用いることができる。また、図１および図２では、加速度の検出方向がｙ軸方向と平行になるように加速度センサ６が搭載面５に搭載されており、ｘ−ｚ面が加速度センサ６の検出方向と垂直になるようにされている。
【００１７】
図３は図１に示す半導体パッケージのＢ−Ｂ矢視断面図である。図２および図３に示されるように、ケース２には外壁面と凹部４の壁面とを貫通するようにＡｌやＣｕ等で構成された配線７が形成されている。そして加速度センサ６が配線７に備えられているパッド８とワイヤ９を介して電気的に接続されており、加速度センサ６と端子３とが配線７を介して電気的に接続されている。また、ｘ−ｚ面を含む部分に配置されている端子３とｘ−ｙ面を含む部分に配置されている端子３とがそれぞれパッド８および配線７を介して電気的に接続されている。
【００１８】
配線７は複数のセラミック層１の表面およびセラミック層１を貫通するようにケース２に形成されており、配線７のうちセラミック層１を貫通するように形成されているものは、セラミック層１に形成されているスルーホール１０に配置されている。そして、セラミック層１の表面に配置されている配線７がｘ−ｚ面を含む部分に配置されている端子３と電気的に接続されており、スルーホール１０に配置されている配線７がｘ−ｙ面を含む部分に配置されている端子３と電気的に接続されることにより、ｘ−ｚ面を含む部分に配置されている端子３とｘ−ｙ面を含む部分に配置されている端子３とがそれぞれ電気的に接続されている。
【００１９】
また、この配線７は、ケース２のｘ−ｙ面を含む部分に配置されている端子３とパッド８との電気的な接続を行う部分と、ケース２のｘ−ｚ面を含む部分に配置されている端子３とパッド８との電気的な接続を行う部分との内部抵抗が同じになるように幅や厚さが調整されている。
【００２０】
また、図１に示されるように、ケース２の表面には、凹部４を覆うように蓋１１が配置されている。この蓋１１の外壁面の周の長さはケース２のうち蓋１１に垂直である外壁面の周の長さと同一となるように構成されており、本実施形態ではケース２と蓋１１とで構成される外型形状が立方体となるようにケース２と蓋１１とがそれぞれ構成されている。
【００２１】
このような半導体パッケージは以下のように製造される。
【００２２】
まず、ケース２を構成する一部のセラミック層１に対して、凹部４が形成される部分およびスルーホール１０が形成される部分を金型などで打ち抜く。次に、スルーホール１０が形成されているセラミック層１に対してスルーホール１０に導体を埋め込むことで配線７を形成すると共に、セラミック層１の表面に導体をパターニングして配線７を形成する。そして、セラミック層１の側面に表面に形成された配線７と電気的に接続されるように導体を配置して端子３を形成する。その後、これらのセラミック層１のうち一つのセラミック層１に対して加速度センサ６と電気的に接続されるパッド８を形成する。
【００２３】
続いて、上記形状となるように、各セラミック層１をプレス積層すると共に焼成し、表面から凹部４が形成されているケース２を形成する。そして、ケース２の表面にＮｉメッキやＡｕメッキを行う。その後、加速度センサ６を搭載面５に搭載し、加速度センサ６とパッド８とをワイヤ９を介して電気的に接続する。最後に、ケース２に形成されている凹部４を覆うように蓋１１をケース２の表面に配置することで本実施形態の半導体パッケージが製造される。
【００２４】
このような半導体パッケージによれば、ケース２のｘ−ｚ面と、ｘ−ｚ面に垂直であるｘ−ｙ面に端子３が配置されており、ｘ−ｚ面が加速度センサ６の検出方向と垂直となるため、加速度センサ６を搭載することのできる面が一平面のみの実装部材においても三軸のうちいずれの軸に対しても加速度の検出を行うことができるように半導体パッケージを実装部材に実装することができる。具体的には、本実施形態では、ｘ−ｙ面に備えられた端子３を用いて半導体パッケージをｚ軸を中心に回転させて実装部材に実装することでｘ軸方向およびｙ軸方向の加速度の検出を行うことができる。また、加速度センサ６の検出方向と垂直な面であるｘ−ｚ面に備えられている端子３を用いて、半導体パッケージを実装部材に実装することでｚ軸方向の加速度の検出も行うことができる。したがって、本実施形態の半導体パッケージを複数用いることにより、加速度センサ６を搭載することのできる面が一平面のみである実装部材においても三軸のいずれの軸に対しても加速度の検出を行うことができるセンサアッセンブリを構成することができる。また、このようにセンサアッセンブリを構成することができるため、新たに実装部材を追加する必要もない。
【００２５】
さらに、端子３はｙ−ｚ面にまで跨るように配置されているため、例えば、ケース２のｘ−ｙ面を実装部材にはんだを介して実装する際に、ケース２のｙ−ｚ面に回り込むはんだとｙ−ｚ面に配置されている端子３との接続とを目視することができ、はんだと端子３との接続を確認することができる。
【００２６】
また、蓋１１の外壁面の周の長さはケース２のうち蓋１１に垂直である外壁面の周の長さと同一となるように構成されており、蓋１１とケース２とで構成される外型形状が立方体とされているので、例えば、半導体パッケージを実装する面をｘ−ｙ面からｘ−ｚ面に変更した場合においても実装面積が変化しない。このため、半導体パッケージを実装部材に実装した際に、実装面を変更させたことによる構造共振周波数や加速度センサ６の耐振動性の変化を低減することができる。
【００２７】
さらに、ケース２のｘ−ｙ面を含む部分に配置されている端子３とパッド８との間を接続する配線７と、ケース２のｘ−ｚ面を含む部分に配置されている端子３とパッド８との間を接続する配線７との内部抵抗が同じになるように構成されているので、ケース２の実装面を変更して実装部材に実装しても加速度センサ６への電気的な影響を抑制することができる。
【００２８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の半導体パッケージは、第１実施形態に対して、ケース２を樹脂を有した材料で構成すると共に半導体パッケージの製造工程を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。
【００２９】
図４は本実施形態の半導体パッケージの製造工程を示す図である。図４（ａ）に示されるように、まず、配線７をインサート成形し、ｘ−ｙ面およびｙ−ｚ面を有するＬ地型のインサートケース２ａを形成する。本実施形態では、Ｌ字型のインサートケース２ａのうち、内側に位置するｘ−ｙ面が搭載面５となり、外側に位置するｘ−ｙ面およびｙ−ｚ面が第１実装面および第２実装面となる。そして、搭載面５にインサート成形された配線７と電気的に接続されるパッド８を配置し、ｘ−ｙ面およびｙ−ｚ面にインサート成形された配線７と電気的に接続される端子３を配置する。続いて、加速度センサ６を搭載面５に配置すると共に、パッド８とワイヤを介して電気的に接続する。
【００３０】
続いて、図４（ｂ）に示されるように、インサートケース２ａを再びモールド成型してケース２を構成する。このとき、加速度センサ６が樹脂モールドされるようにすると共に、ケース２の外型形状が立方体となるようにする。
【００３１】
このような半導体パッケージによれば、ケース２を三辺の長さが等しい立方体としているため、実装面を変更して実装部材に実装した際にさらに構造共振周波数や耐振動性を低減させることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、ケース２の搭載面５に加速度センサ６を搭載した半導体パッケージを説明したが、ケース２の搭載面５に角速度センサを配置した半導体パッケージとすることもできる。例えば、上記第１実施形態で説明した加速度センサ６と同様に、固定電極と角速度の変化に応じて変位する可動電極とを有して構成される角速度センサをケース２に収容して半導体パッケージを構成してもよい。この場合、ｚ軸方向を中心軸とする角速度が印加されたときの角速度を検出することができるように角速度センサをケース２の搭載面５に搭載すると、ｘ−ｙ面が中心軸と垂直な面となり、例えば、ｘ−ｙ面とｘ−ｚ面に端子３を備えることで上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。したがって、この半導体パッケージを複数用いることにより、角速度センサを搭載することのできる面が一平面のみの実装部材であるとしても、三軸のいずれの軸を中心軸とする角速度の変化も検出可能なセンサアッセンブリを構成することができる。  
【００３３】
また、上記第１実施形態では、加速度センサ６とパッド８とをワイヤ９を介して電気的に接続した例を説明したが、例えば、加速度センサ６とパッド８とをバンプを介して電気的に接続してもよい。
【００３４】
さらに、上記第１実施形態では、蓋１１の外壁面の周の長さはケース２のうち蓋１１に垂直である外壁面の周の長さと同一となるように構成されているが、蓋１１の外壁面の周の長さを蓋１１に垂直である外壁面の周の長さよりも小さくなるように構成することもできる。
【００３５】
また、上記第１実施形態では、端子３はｙ−ｚ面にまで跨るように形成されているが、もちろん端子３はｙ−ｚ面にまで跨るように形成されていない構成とすることもできる。
【００３６】
さらに、上記第１実施形態および上記第２実施形態において、複数の半導体パッケージをスタックして実装部材に実装することも可能である。この場合は、ケース２の裏面を第１実装面とすると、蓋１１の表面またはケース２の表面にも端子３を配置する構成とすればよい。
【００３７】
複数の半導体パッケージをスタックしてセンサアッセンブリを構成した場合には、信号線がデジタル信号等を用いたバスラインとすると、半導体パッケージの端子３の位置を調整すると共に、半導体パッケージをスタックした際に接触する端子３同士を直接半田付け等により電気的および機械的に接続するだけですべての加速度センサ６または角速度センサを作動させることができるようになり非常に有効である。また、複数の半導体パッケージをスタックすることで実装部材の実装面積を増やすことなく、複数軸の検出軸を有するセンサアッセンブリを構成すること、もしくは同一の検出軸であっても冗長性を有するセンサアッセンブリを構成することができる。もちろん、複数の半導体パッケージをスタックせずに実装部材に複数の半導体パッケージをそれぞれ繋いで実装することにより、複数軸の検出軸を有するセンサアッセンブリを構成すること、もしくは同一の検出軸であっても冗長性を有するセンサアッセンブリを構成することができる。
【００３８】
また、上記第１実施形態では、ケース２と蓋１１とで構成される外型形状が立方体でない構成としてもよく、また上記第２実施形態では、ケース２で構成される外型形状が立方体でない構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態における半導体パッケージの断面構成を示す図である。
【図２】図１に示す半導体パッケージのＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１に示す半導体パッケージのＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は本発明の第２実施形態における半導体パッケージの製造工程を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      セラミック層
２      ケース
３      端子
４      凹部
５      搭載面
６      加速度センサ
７      配線
８      パッド
９      ワイヤ
１０    スルーホール
１１    蓋
【図１】
2009294077.tif 000003
【図２】
2009294077.tif 000004
【図３】
2009294077.tif 000005
【図４】
2009294077.tif 000006