(57)【要約】      （修正有）【課題】信号線の長距離化によるセンサー感度低下の問題を解決でき、且つ、生産性に優れた構造のセンサーパッケージを提供する。【解決手段】一面側に内部端子３１を、他面側に外部端子３２を有する端子部を配し、パッド部３５と前記各端子部とを同一平面上にて、独立させている部材群を有し、各内部端子の内側領域の端子部とパッド上に、ＡＳＩＣ２０の裏面側を搭載し、該ＡＳＩＣの表面側上に、その非アクティブ面を該ＡＳＩＣの表面に向けてセンサーチップ１０ａを搭載し、センサーチップとＡＳＩＣおよび各内部端子との電気的接続を、ボンディングワイヤ６０にて行い、且つ、各外部端子部を露出するように封止し、各内部端子を囲むように、封止用リブ４５を配して、側面側を封止し、センサーチップのアクティブ面側と空隙部８０を介して対向するように、前記封止用リブの先端側にて蓋部５０を搭載して、該センサーチップのアクティブ面側を封止している。【選択図】  図１
2009076588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空隙と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップを、ＡＳＩＣ上に搭載して一体化し、該センサーチップの該アクティブ面側に空隙部を設けて、センサーチップ、ＡＳＩＣ（特定用途用ＩＣ）を封止したパッケージであって、パッド部の周辺に、一面側に内部端子を有し、他面側に外部端子を有する端子部を、複数、その向きを揃えて配し、且つ、前記パッド部と前記の各端子部とを、同一平面上にして、互いに電気的に独立させている、部材群を有し、該部材群の内部端子側において、各内部端子の内側領域のパッド部と端子部上に、ＡＳＩＣをその裏面側を向けて搭載して固定し、該ＡＳＩＣの表面側上に、その非アクティブ面を該ＡＳＩＣの表面に向けてセンサーチップを搭載して固定し、センサーチップとＡＳＩＣとの電気的接続、センサーチップと端子部の内部端子との電気的接続、ＡＳＩＣと端子部の内部端子との電気的接続を、ボンディングワイヤにてしており、且つ、前記部材群の各外部端子部の面部を露出するようにして、該部材群の外部端子側を封止用樹脂を用いて封止し、前記部材群の内部端子側に、各内部端子を囲むようにこれらの外側に、封止用樹脂からなる封止用リブを配して、側面側を封止し、センサーチップのアクティブ面側と空隙部を介して対向するように、前記封止用リブの先端側にて保護用の蓋部を搭載して、該センサーチップのアクティブ面側を封止していることを特徴とするセンサーパッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサーパッケージであって、前記センサーチップは、錘部と、該錘部の周囲を囲むフレーム部と、該錘部の上部を該フレーム部の上部に接続して可撓的に支持して吊るビーム部とを有し、外部から該錘部に与えられる力により発生する該ビーム部の撓み量によって電気抵抗の値が変化する、加速度センサ素子を、前記アクティブ面と前記非アクティブ面との間に配した、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）であることを特徴とするセンサーパッケージ。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載のセンサーパッケージであって、前記各端子部あるいは前記各端子部とパッド部は、その断面形状に段差を有することを特徴とするセンサーパッケージ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセンサーパッケージであって、前記ＡＳＩＣは、再配線により、その表面に、その元の端子と接続する配線部、新たな端子部を設けたものであることを特徴とするセンサーパッケージ。
【請求項５】
空隙と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップを、ＡＳＩＣ上に搭載して一体化し、該センサーチップの該アクティブ面側に空隙部を設けて、センサーチップ、ＡＳＩＣを封止したパッケージの製造方法であって、アクティブ面、外側領域に、機能素子に接続する複数の端子を有するセンサーチップと、表面周辺にその端子部と接続する外部端子を再配線したＡＳＩＣと、パッド部の周辺に、一面側（表面側）に前記パッケージの内部端子を有し、他面側（裏面側）に前記パッケージの外部端子を有する端子部を、複数、その向きを揃えて配し、且つ、前記パッド部と前記の各端子部とを、それぞれ、連結リードを介して、これらの外側に配した枠部に支持させ、各部を同一平面上に形成している単位のリードフレームを、多数、面付けした状態で外形加工したリードフレームシートとを、予め準備しておき、リードフレームシートレベルで、各単位のリードフレーム毎に、順に、（ａ）トランスファー成形にて、その素材の表裏面部を露出させて、該リードフレームシートの厚さ内において封止用樹脂を充填すると共に、その内部端子側に、封止用樹脂からなる封止用リブを、各内部端子を囲むよう設ける、封止用リブ配設工程と、（ｂ）その内部端子にワイヤボンディング用のめっきを施すめっき工程と、（ｃ）内部端子側のパッド部と端子部上に、ＡＳＩＣの裏面を、接着層を介して固定し、且つ、該ＡＳＩＣの表面に、その非アクティブ面を該ＡＳＩＣの表面に向けてセンサーチップを接着層を介して固定した状態とする、センサーチップ配設工程と、（ｄ）ワイヤボンディングにより、センサーチップとＡＳＩＣとを、そしてセンサーチップと端子部の内部端子とを、電気的に接続する、あるいは、これらの電気接続に加えてＡＳＩＣと端子部の内部端子とを電気的に接続する、ワイヤボンディング接続工程と、（ｅ）センサーチップのアクティブ面側と空隙部を介して対向するように、前記封止用リブの先端側にて保護用の蓋部を搭載する、蓋部配設工程と、の各工程を行い、この後、各単位のリードフレーム毎に、そのフレームに接続する連結リードを分離して、単位のセンサーパッケージを個片化して得る、個片化工程とを有することを特徴とするセンサーパッケージの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のセンサーパッケージの製造方法であって、前記個片化工程は、レーザもしくはダイシングソーにて、前記単位のリードフレームの連結部の薄肉部を切断するものであることを特徴とするセンサーパッケージの製造方法。
【請求項７】
請求項５ないし６のいずれか１項に記載のセンサーパッケージの製造方法であって、前記ＡＳＩＣの再配線は、その端子面側に絶縁層を配設し、該絶縁層の端子部領域を孔開けし、スパッタ等によりＳＥＥＤ層を形成して電解めっきを行い金属層を形成し、該金属層を選択エッチングして、配線、端子を形成するものであることを特徴とするセンサーパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空隙と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップを、ＡＳＩＣ上に搭載して一体化し、該センサーチップの該アクティブ面側に空隙部を設けて、センサーチップ、ＡＳＩＣ（特定用途用ＩＣ）を共に封止したパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサーや、加速度センサー、圧力センサー、ジャイロセンサー等の、各種センサー用のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）は一方の面にその主たる機能部を有するアクティブ面を形成している。
例えば、撮像素子としての、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサーは、半導体チップの一方の面が光電変換を行う受光素子が配列されたアクティブ面となっている。
しかしながら、このような、イメージセンサーや、各種センサー用のＭＥＭＳは、従来、センサー部（以下、センサーチップとも言う）を個々に実装し、ワイヤボンディングを行う工程や、その後の封止工程等の一連の製造工程において、センサー部のアクティブ面に汚染が生じ易く、歩留まりの向上に支障をきたしていた。
また、センサー部が実装された領域とは別の領域の配線基板上にＤＳＰ（信号処理装置、Ｄｉｇｉｔａｌ、Ｓｉｇｎａｌ、Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が実装されることにより、面方向の広がりが生じ、小型化に限界があった。
【０００３】
近年、これらを解決するために、本願出願人により、表面側に内部端子を有し裏面側に外部端子を有する複数の端子部が、略同一平面内に互いに電気的に独立して配列され、前記端子部が配列された平面の略中央に端子部と電気的に独立して配置されたパッド部を有し、該パッド部の表面側にアクティブ面と反対側の面にて固着されたセンサー部（センサーチップ）を備え、該センサー部のアクティブ面側の端子と前記端子部の内部端子とを電気的に接続するワイヤを有し、複数の前記端子部の表面側に架け渡され、かつ、前記内部端子を囲むように配設された封止部材を有し、さらに、前記センサー部のアクティブ面と空隙部を介して対向するように前記封止部材の先端部に固着された保護材を備えるような形態の、センサーパッケージが提案されている。（特開２００６−６０１７８号公報、特許文献１）
この形態のセンサーパッケージの場合、センサー部のアクティブ面が保護材と封止部材とにより外部から隔離保護され、センサー部の端子と内部端子がワイヤで接続されているので、配線基板上への実装は、ワイヤボンディングを行うことなく、外部端子の接続のみで完了し、また、センサー部のアクティブ面の汚染が保護材により防止され、実装工程中等においてセンサーパッケージが汚染された場合には、保護材面を清浄化するだけで良好な状態のセンサーパッケージが得られ、製造歩留まりが向上する。
更に、ここには、図９に示すように、汎用のＤＳＰ（信号処理装置）１３０をパッド部１２１と端子部１２２上に配し、更に、該ＤＳＰ１３０上に一致的にセンサー部（センサーチップ）１１０を固定して封止した形態も記載されている。
この形態の場合、センサー部１１０とＤＳＰ（信号処理装置）１３０とが同一領域に位置することとなり、面方向の広がりが抑制され、装置の小型化が可能である。
ここでは、内側の内部端子１２２ａには、ＤＳＰ（信号処理装置）１３０の端子がバンプ１３１を介して接続されており、このＤＳＰ１３０は、電気絶縁性の樹脂部材１５０によりパッド部１２１、端子部１２２側（図９で下側）を樹脂封止している。
また、このセンサー部１１０の表面（アクティブ面側）の複数の端子１１２と端子部１２２の内部端子１２２ａとがワイヤ１４０により電気的に接続されている。
さらに、複数の端子部１２２の表面側に架け渡され、かつ、内部端子１２２ａを囲むように封止部材（封止用リブとも言う）１５５が配設されており、この封止部材１５５の先端部（図９で上側）に、センサー部１１０のアクティブ面と空隙部１６０を介して対向するように保護材１７０が固着されている。
【特許文献１】特開２００６−６０１７８号公報
【０００４】
しかし、特開２００６−６０１７８号公報（特許文献１）に記載のものは、特定用途向けのセンサーとして機能させるためには、効率的でなく、場合によっては、更に、センサーパッケージの他に特定用途用ＩＣ（以下、ＡＳＩＣと呼ぶ）が必要となる為、部品が少なくとも２点となり、コストアップの要因となっているとともに、それらを電気的に接続する必要があり、信号線の長距離化によるセンサー感度低下が問題となっている。
また、封止用樹脂と端子部やパッド部との間の密着性に問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、センサー部のアクティブ面に汚染が生じ易く、歩留まりの向上に支障をきたすと言う従来のセンサー用パッケージ（センサーパッケージとも言う）の問題を解決する形態のパッケージとして、センサーチップを封止したセンサーパッケージが、特開２００６−６０１７８号公報により開示されているが、この形態のものでは、特に特定用途において、使いがってが悪く、場合によっては、実装において、センサー用パッケージの他に特定用途用ＩＣ（以下、ＡＳＩＣとも呼ぶ）が必要となり、コストアップの要因となっており、また、複雑な構造で、その作製が複雑で、これらの対応が求められていた。
また、封止用樹脂と端子部やパッド部との間の密着性の問題に対する対応も求められていた。
本発明はこれに対応するもので、一面にアクティブ面を有する機能チップとしてのセンサーチップのアクティブ面側に空隙部を設けて、センサーチップを封止したセンサーパッケージで、特に特定用途において、使いがってが良く、信号線の長距離化によるセンサー感度低下の問題を解決でき、且つ、複雑でない生産性に優れた構造の、センサーパッケージを提供する。
同時に、そのようなセンサーパッケージを量産できるセンサーパッケージの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のセンサーパッケージは、空隙と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップを、ＡＳＩＣ上に搭載して一体化し、該センサーチップの該アクティブ面側に空隙部を設けて、センサーチップ、ＡＳＩＣ（特定用途用ＩＣ）を封止したパッケージであって、パッド部の周辺に、一面側に内部端子を有し、他面側に外部端子を有する端子部を、複数、その向きを揃えて配し、且つ、前記パッド部と前記の各端子部とを、同一平面上にして、互いに電気的に独立させている、部材群を有し、該部材群の内部端子側において、各内部端子の内側領域のパッド部と端子部上に、ＡＳＩＣをその裏面側を向けて搭載して固定し、該ＡＳＩＣの表面側上に、その非アクティブ面を該ＡＳＩＣの表面に向けてセンサーチップを搭載して固定し、センサーチップとＡＳＩＣとの電気的接続、センサーチップと端子部の内部端子との電気的接続、ＡＳＩＣと端子部の内部端子との電気的接続を、ボンディングワイヤにてしており、且つ、前記部材群の各外部端子部の面部を露出するようにして、該部材群の外部端子側を封止用樹脂を用いて封止し、前記部材群の内部端子側に、各内部端子を囲むようにこれらの外側に、封止用樹脂からなる封止用リブを配して、側面側を封止し、センサーチップのアクティブ面側と空隙部を介して対向するように、前記封止用リブの先端側にて保護用の蓋部を搭載して、該センサーチップのアクティブ面側を封止していることを特徴とするものである。
そして、上記のセンサーパッケージであって、前記センサーチップは、錘部と、該錘部の周囲を囲むフレーム部と、該錘部の上部を該フレーム部の上部に接続して可撓的に支持して吊るビーム部とを有し、外部から該錘部に与えられる力により発生する該ビーム部の撓み量によって電気抵抗の値が変化する、加速度センサ素子を、前記アクティブ面と前記非アクティブ面との間に配した、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）であることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのセンサーパッケージであって、前記各端子部あるいは前記各端子部とパッド部は、その断面形状に段差を有することを特徴とするものである。
また、上記いずれかのセンサーパッケージであって、前記ＡＳＩＣは、再配線により、その表面に、その元の端子と接続する配線部、新たな端子部を設けたものであることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のセンサーパッケージの製造方法は、空隙と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップを、ＡＳＩＣ上に搭載して一体化し、該センサーチップの該アクティブ面側に空隙部を設けて、センサーチップ、ＡＳＩＣを封止したパッケージの製造方法であって、アクティブ面、外側領域に、機能素子に接続する複数の端子を有するセンサーチップと、表面周辺にその端子部と接続する外部端子を再配線したＡＳＩＣと、パッド部の周辺に、一面側（表面側）に前記パッケージの内部端子を有し、他面側（裏面側）に前記パッケージの外部端子を有する端子部を、複数、その向きを揃えて配し、且つ、前記パッド部と前記の各端子部とを、それぞれ、連結リードを介して、これらの外側に配した枠部に支持させ、各部を同一平面上に形成している単位のリードフレームを、多数、面付けした状態で外形加工したリードフレームシートとを、予め準備しておき、リードフレームシートレベルで、各単位のリードフレーム毎に、順に、（ａ）トランスファー成形にて、その素材の表裏面部を露出させて、該リードフレームシートの厚さ内において封止用樹脂を充填すると共に、その内部端子側に、封止用樹脂からなる封止用リブを、各内部端子を囲むよう設ける、封止用リブ配設工程と、（ｂ）その内部端子にワイヤボンディング用のめっきを施すめっき工程と、（ｃ）内部端子側のパッド部と端子部上に、ＡＳＩＣの裏面を、接着層を介して固定し、且つ、該ＡＳＩＣの表面に、その非アクティブ面を該ＡＳＩＣの表面に向けてセンサーチップを接着層を介して固定した状態とする、センサーチップ配設工程と、（ｄ）ワイヤボンディングにより、センサーチップとＡＳＩＣとを、そしてセンサーチップと端子部の内部端子とを、電気的に接続する、あるいは、これらの電気接続に加えてＡＳＩＣと端子部の内部端子とを電気的に接続する、ワイヤボンディング接続工程と、（ｅ）センサーチップのアクティブ面側と空隙部を介して対向するように、前記封止用リブの先端側にて保護用の蓋部を搭載する、蓋部配設工程と、の各工程を行い、この後、各単位のリードフレーム毎に、そのフレームに接続する連結リードを分離して、単位のセンサーパッケージを個片化して得る、個片化工程とを有することを特徴とするものである。
そして、上記のセンサーパッケージの製造方法であって、前記個片化工程は、レーザもしくはダイシングソーにて、前記単位のリードフレームの連結部の薄肉部を切断するものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのセンサーパッケージの製造方法であって、前記ＡＳＩＣの再配線は、その端子面側に絶縁層を配設し、該絶縁層の端子部領域を孔開けし、スパッタ等によりＳＥＥＤ層を形成して電解めっきを行い金属層を形成し、該金属層を選択エッチングして、配線、端子を形成するものであることを特徴とするものである。
ここでの「リードフレームシートレベルで」はリードフレームシートの状態でを意味し、また、ここでの「ウエハレベルで」は、ウエハの状態を意味する。
【０００８】
（作用）
本発明のセンサーパッケージは、このような構成にすることにより、一面にアクティブ面を有する機能チップとしてのセンサーチップのアクティブ面側に空隙部を設けて、センサーチップを封止したセンサーパッケージで、特に特定用途において、使いがってが良く、信号線の長距離化によるセンサー感度低下の問題を解決でき、且つ、複雑でない生産性に優れた構造の、センサーパッケージの提供を可能としている。
具体的には、パッド部の周辺に、一面側に内部端子を有し、他面側に外部端子を有する端子部を、複数、その向きを揃えて配し、且つ、前記パッド部と前記の各端子部とを、同一平面上にして、互いに電気的に独立させている、部材群を有し、該部材群の内部端子側において、各内部端子の内側領域のパッド部と端子部上に、ＡＳＩＣをその裏面側を向けて搭載して固定し、該ＡＳＩＣの表面側上に、その非アクティブ面を該ＡＳＩＣの表面に向けてセンサーチップを搭載して固定し、センサーチップとＡＳＩＣとの電気的接続、センサーチップと端子部の内部端子との電気的接続、ＡＳＩＣと端子部の内部端子との電気的接続を、ボンディングワイヤにてしており、且つ、前記部材群の各外部端子部の面部を露出するようにして、該部材群の外部端子側を封止用樹脂を用いて封止し、前記部材群の内部端子側に、各内部端子を囲むようにこれらの外側に、封止用樹脂からなる封止用リブを配して、側面側を封止し、センサーチップのアクティブ面側と空隙部を介して対向するように、前記封止用リブの先端側にて保護用の蓋部を搭載して、該センサーチップのアクティブ面側を封止していることにより、これを達成している。
詳しくは、パッド部と端子部上に、ＡＳＩＣをその裏面側を向けて搭載し、該ＡＳＩＣの表面（端子面）に、その非アクティブ面を該ＡＳＩＣの表面（端子面）に向けてセンサーチップを搭載し、且つ、封止用樹脂からなる封止用リブを配し、側面側を封止し、部材群の外部端子側を封止用樹脂を用いて封止し、更に保護用の蓋部により、センサーチップのアクティブ面側を封止していることにより、センサーチップのアクティブ面側に空隙部を設けて中空にして、センサーチップとＡＳＩＣとを、共に封止できるものとしている。  このように、樹脂封止することにより、耐環境性が向上できる。
そして、パッド部と端子部上に、ＡＳＩＣをその裏面側を向けて搭載し、該ＡＳＩＣの表面（端子面）に、その非アクティブ面を該ＡＳＩＣの表面（端子面）に向けてセンサーチップを搭載し、センサーチップとＡＳＩＣとの電気的接続、センサーチップと端子部の内部端子との電気的接続、ＡＳＩＣと端子部の内部端子との電気的接続を、ボンディングワイヤにてしていることにより、実装のためのエリアを小さくでき、また、信号線を短くでき、センサー感度を良くできる。
特に、特定用途において、使いがってが悪くコストアップの要因となっているという問題とを、解決できるものとしている。
【０００９】
前記センサーチップとしては、錘部と、該錘部の周囲を囲むフレーム部と、該錘部の上部を該フレーム部の上部に接続して可撓的に支持して吊るビーム部とを有し、外部から該錘部に与えられる力により発生する該ビーム部の撓み量によって電気抵抗の値が変化する、加速度センサ素子を、前記アクティブ面と前記非アクティブ面との間に配した、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）が、挙げられる。
特に、前記端子部あるいは前記各端子部とパッド部は、その断面形状に段差を有する、請求項３の発明の形態とすることにより、封止用樹脂の各端子部やパッドへの密着性を良いものとしている。
これにより、熱ストレスでの信頼性が向上し、封止用樹脂と各端子部やパッドとの剥離を無いものとできる。
また、前記ＡＳＩＣは、再配線により、その表面に、その元の端子と接続する配線部、新たな端子部を設けたものである、請求項４の発明の形態とすることにより、既成のＡＳＩＣの端子配列に限定されないで、所望のＡＳＩＣを用いて、ワイヤボンディングの距離を短かくできるものとしている。
【００１０】
本発明のセンサーパッケージの製造方法は、このような構成にすることにより、一面にアクティブ面を有するセンサーチップを、ＡＳＩＣ上に搭載して一体化し、該センサーチップのアクティブ面側に空隙部を設けて中空にして、ＡＳＩと共にを封止したパッケージで、信号線の長距離化によるセンサー感度低下の問題や、その使用、特に特定用途において、使いがってが悪くコストアップの要因となっているという問題を解決できるセンサーパッケージを、量産性良く作製することができるセンサーパッケージの製造方法の提供を可能としている。
詳しくは、センサーチップを、従来より公知のリードフレームを用いて、センサーチップと特定用途用ＩＣ（ＡＳＩＣ）とを一体化させることにより、小型化と生産性向上、低価格化可能としている。
また、封止用リブ配設工程の後に、ワイヤボンディング用のめっきを施すめっき工程を行うことにより、特別にめっき用のレジスト製版をせずに、封止用の樹脂から露出したワイヤボンディング用端子表面にめっきを施すことができる。
そして、前記個片化工程は、ダイシングソーにて、前記単位のリードフレームの連結部の薄肉部を切断するものである、請求項６の発明の形態とすることにより、個片化を容易とし、且つ、ダイシングソーの磨耗を少なくできる。
また、センサーチップ配設工程に先立ち、予め、ＡＳＩＣの表面に、その端子と接続する配線部と、該配線部に接続する新たな再配置端子部を設ける、ＡＳＩＣ端子部再配置工程を行う、請求項７の発明の形態とすることにより、既成のＡＳＩＣの端子配列に限定されないで、所望のＡＳＩＣを用いて、ワイヤボンディングの距離を短かくできるものとしている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記のように、一面にアクティブ面を有する機能チップとしてのセンサーチップのアクティブ面側に空隙部を設けて、センサーチップを封止したセンサーパッケージで、特に特定用途において、使いがってが良く、信号線の長距離化によるセンサー感度低下の問題を解決でき、且つ、複雑でない生産性に優れた構造の、センサーパッケージと、その製造方法の提供を可能とした。
更には、封止用樹脂と端子部やパッド部との間の密着性の問題の問題を解決できる、センサーパッケージと、その製造方法の提供を可能した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明のセンサーパッケージの実施の形態の１例の概略断面図で、図２（ａ）はセンサーチップの１例の概略断面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ１−Ａ２における断面を示した図で、図３（ａ）〜図３（ｃ）は図１に示すセンサーパッケージの製造方法の１例の一部工程を示した工程断面図で、図４（ｄ）から図４（ｆ）は図３に続く一部工程を示した工程断面図で、図５は個別モールドの場合の封止用リブを配設した状態を示した図で、図６は単位のリードフレームを示した図で、図７（ａ）は図６の状態から更に封止用リブを配設した状態を示した図で、図７（ｂ）は図７（ａ）の状態から更にＡＳＩＣとセンサーチップを搭載した状態を示した図で、図８は図７（ｂ）の状態から更にワイヤボンデジングを行った状態を示した図である。
尚、図２（ａ）は、図２（ｂ）のＡ３−Ａ４における断面を示したものである。
図１〜７中、１は錘部、３は支持部（ビーム部とも言う）、４は枠部（フレーム部とも言う）、６はガラス層、７はピエゾ抵抗素子、１０ａはセンサーチップ、１１は端子、１５は接着剤層、２０はＡＳＩＣ、２１は端子、２５は接着剤層、３０は回路部材、３０Ａはリードフレームシート、３０ａは単位のリードフレーム、３１は内部端子、３１ａはめっき部、３２は外部端子、３３は端子部、３３ｄは段差、３５はパッド部、３５ｄは段差、３６は連結リード、３８は吊りリード、４０、４０ａは封止材料（封止用樹脂とも言う）、４５、４５ａは封止用リブ（封止材料、封止用樹脂とも言う）、５０は保護用の蓋部（保護材とも言う）、６０はボンディングワイヤ、８０は空隙部である。
【００１３】
はじめに、本発明のセンサーパッケージの実施の形態の１例を図１に基づいて説明する。
本例のセンサーパッケージは、図１に示すように、空隙１８０と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップ１０ａを、ＡＳＩＣ２０上に搭載して一体化し、該センサーチップ１０ａの該アクティブ面側に空隙部を設けて、センサーチップ、ＡＳＩＣ２０を封止したパッケージである。
そして、パッド部３５の周辺に、一面側に内部端子３１を有し、他面側に外部端子３２を有する端子部３３を、複数、その向きを揃えて配し、且つ、前記パッド部３５と前記の各端子部３３とを、同一平面上にして、互いに電気的に独立させている、部材群を有し、該部材群の内部端子３１側を上として、上側において、各内部端子３１の内側領域のパッド部３５と端子部３３上に、ＡＳＩＣ２０をその裏面側を向けて搭載して固定し、該ＡＳＩＣの表面側上に、その非アクティブ面を該ＡＳＩＣの表面に向けてセンサーチップを搭載して固定している。
そしてまた、センサーチップ１０ａとＡＳＩＣ２０との電気的接続、センサーチップ１０ａと端子部３３の内部端子３１との電気的接続、ＡＳＩＣ２０と端子部２１の内部端子３１との電気的接続を、ボンディングワイヤ６０にてしている。
また、前記部材群の各外部端子部３２の面部を露出するようにして、該部材群の外部端子３２側を封止用樹脂４０を用いて封止している。
また、前記部材群の内部端子３１側に、各内部端子３１を囲むようにこれらの外側に、封止用樹脂からなる封止用リブ４５を配して、側面側を封止している。
また、センサーチップ１０ａのアクティブ面側と空隙部８０を介して対向するように、前記封止用リブ４５の先端側にて保護用の蓋部（保護材とも言う）５０を搭載して、該センサーチップのアクティブ面側を封止している。
尚、ここでは、蓋部５０は封止用リブ４５の先端のへこんだ箇所に嵌めて前記封止用リブの先端側に搭載しているが、封止用リブ４５の先端（図１上側）を平坦とし、該先端に蓋部を載せた形態でも良い。
本例は、このようにセンサーチップとＡＳＩＣとを一体としてパッケージ内に封止した構成にすることにより、一面にアクティブ面を有する機能チップとしてのセンサーチップのアクティブ面側に空隙部を設けて、センサーチップを封止したセンサーパッケージで、特に特定用途において、使いがってが良く、信号線の長距離化によるセンサー感度低下の問題を解決でき、且つ、複雑でない生産性に優れた構造の、センサーパッケージの提供の可能としている。
また、封止性が良く、耐環境性の良いものとしている。
本例は、更に、端子部３３の、あるいは、各端子部３３とパッド部３５の、断面形状に段差を有する構造のもので、このような構造により、封止用樹脂の各端子部３３やパッド部３５への密着性を良いものとしている。
【００１４】
本例においては、ＡＳＩＣ２０は、再配線により、その表面（端子面とも言う）に、その元の端子と接続する配線部、新たな端子部を設けたものである。
このように再配線した構造とすることにより、端子を所望の位置に再配置することができ、その表面にセンサーチップ１０ａを搭載して、且つ、ワイヤボンディング接続をできるものとしている。
【００１５】
センサーチップ１０ａとしては、例えば、図２に示すような加速度センサー部が挙げられるが、このような、空隙と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップであれば、センサーチップは加速度センサー部に限定はされない。
図２に示す、加速度センサー部としてのセンサーチップは、錘部１の周囲を囲むフレーム部（枠部）４と、これら錘部１の上部をフレーム部４の上部に接続して可撓的に支持して吊るビーム部（支持部）３とを有し、外部から該錘部１に与えられる力により発生する該ビーム部３の撓み量によって電気抵抗の値が変化する、加速度センサ素子を、前記アクティブ面と前記非アクティブ面との間に配した、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）である。
【００１６】
端子部３３、パッド部３５は、導電性の基材で、通常、鉄ーニッケル合金、銅材、銅合金が用いられる。
封止用樹脂４０や封止用リブ４５の主となる材質としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
保護用の蓋部（保護材）５０としては、ガラス材等が用いられる。
めっき部３１ａとしては、例えば、Ｎｉめっき層を下引き層としてＡｇめっき層を形成したものが挙げられるが、これに限定はされない。
接着層１５、２５としては、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤等が用いられるが、これに限定はされない。
【００１７】
次に、本例のセンサーパッケージの製造方法の１例を、図３、図４に基づいて簡単に説明する。
尚、これを以って本発明のセンサーパッケージの製造方法の実施の形態の１例とする。  先ず、予め、センサーチップのアクティブ面側に、センサーチップの端子部と接続し、該アクティブ面の周辺に位置する外部端子を再配線して形成した、センサーチップ（図１、図２（ａ）の１０ａに相当）と、表面周辺にその端子部と接続する外部端子を再配線したＡＳＩＣ（図１の２０に相当）と、パッド部の周辺に、一面側（表面側）に前記パッケージの内部端子を有し、他面側（裏面側）に前記パッケージの外部端子を有する端子部を、複数、その向きを揃えて配し、且つ、前記パッド部と前記の各端子部とを、それぞれ、連結リードを介して、これらの外側に配した枠部に支持させ、各部を同一平面上に形成している単位のリードフレーム（図６の３０ａに相当）を、多数、連結部でつなぎ面付けした状態で外形加工したリードフレームシート（図３（ａ）の３０Ａ）を、予め準備しておく。（図３（ａ））
単位のリードフレーム３０ａの平面図は、例えば、図６のようになる。
ＡＳＩＣの再配線は、例えば、その表面（端子面）全面に感光性の絶縁材層を塗布し、該絶縁材層に対して、フォトリソ法により、新たな端子形成領域を開口として形成し、スパッタ法等により電解めっきのＳＥＥＤ層としての金属薄膜からなる導電性層を、前記開口領域および絶縁材料表面に形成し、該ＳＥＥＤ層をもとに電解めっきを行い該絶縁材層上に導電層を形成し、更に、フォトリソ法により該導電層の配線、端子部形成領域を開口するレジスト層を形成しエッチングして配線と端子を新たに形成する。
尚、必要に応じて新たな端子領域については、選択的に貴金属めっきを行う。
また、センサーチップ１０ａは、例えば、ウエハレベルで、多面付けに区画して、各面付け毎に単位のチップとしてのセンサーチップを作製し、ウエハを各面付け毎に分離して個片化して、図２（ａ）に示すような単位のセンサーチップ１０ａとして作製する。
また、リードフレームシート３０Ａは、例えば、フォトエッチング法により行うが、本例では、鉄ーニッケル合金や銅合金等の素材の両面にフォトレジストをエッチング領域のみを開口してパターニングして、両面から塩化第二鉄溶液等のエッチング液を用いて素材をエッチングして形成する。
尚、図１に示す段差部３３ｄ、３５ｄを形成する薄肉部は、両側に形成されるレジストパターンについて対向する一方側をフォトレジストのないフォトレジスト開口とし、対向する他方側をフォトレジストで覆った状態で両側からエッチングすることにより、前記フォトレジスト開口側をハーフエッチングにて薄肉に形成する。
【００１８】
次いで、リードフレームシート３０Ａの状態で（以下、リードフレームシートレベルとも言う）で、トランスファー成形にて、各単位のリードフレーム（図６の３０ａに相当）毎に、その素材の表裏面部を露出させて、該リードフレームシートの厚さ内において封止用樹脂を充填すると共に、その内部端子側に、封止用樹脂からなる封止用リブを、各内部端子を囲むよう設ける、封止用リブ配設工程を行う。（図３（ｂ））
ここでの単位のリードフレーム毎の平面図は、例えば、図７（ａ）のようになる。
封止用樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
ここでは、各単位のリードフレームの境部において、封止用リブは一体的に形成されている。
一体的に形成された境部には、後の個片化の際に、個片化し易くするための形状、例えば、溝をＶ字にして設けた形状を配しても良い。
モールド樹脂としては、モールドできるもので、且つ、前記樹脂充填工程における封止用樹脂に近い組成のものが好んで用いられる。
余分な封止用樹脂は研磨して除去する。
必要に応じで、乾燥等を行う。
【００１９】
ここでは、トランスファー成形にて、封止用樹脂４０と、封止用リブ４５とを一緒に、且つ、リードフレームシートレベルで各単位のリードフレームについて形成して、単位のリードフレームの境部の封止用リブは、境部でも連結している。
尚、このような形態のタイプを、マップモールドタイプとも言う。
モールド形態はこれに限定はされず、例えば、図５に示すように、単位のリードフレーム毎に、個別に分離して封止用樹脂４０ａと、封止用リブ４５ａとを一緒に形成する形態もある。
図５において、点線部は、単位のリードフレーム毎の境部であるが、後に行う各単位のリードフレーム毎への分離はこの位置で行う。
尚、例えば、単位のリードフレーム毎のモールド形態Ｍ１は、同じとするが、かならずしも同じとする必要はない。
また、このような形態のタイプを、個別モールドタイプとも言う。
【００２０】
次いで、各単位のリードフレーム毎に、その内部端子（図１の３１に相当）にワイヤボンディング用のめっきを施すめっき工程を行う。
封止用リブ配設工程の後に、ワイヤボンディング用の金めっき、銀メッキ等の貴金属めっきを施すめっき工程を行うことにより、特別にめっき用のレジスト製版をせずに、封止用の樹脂から露出したワイヤボンディング用端子表面にめっきを施すことができる。      尚、本例では、ＡＳＩＣ搭載側ではない側はめっきされないように覆った状態として、ＡＳＩＣ搭載側の面の露出した部分のみめっきしたが、場合によっては、このように覆うことはせず、ＡＳＩＣ搭載側ではない側の外部端子表面にもめっきを施しても良い。
【００２１】
次いで、各単位のリードフレーム毎に、その内部端子側のパッド部３５と端子部３３上に、ＡＳＩＣ２０の裏面を、接着層２５を介して固定し、且つ、該ＡＳＩＣ２０の表面（端子面）に、その非アクティブ面を該ＡＳＩＣ２０の表面に向けてセンサーチップ１０ａを接着層１５を介して固定した状態とする、センサーチップ配設工程を行う。（図３（ｃ））
接着層１５、２５としては、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤等が用いられるが、これに限定はされない。
ここでの単位のリードフレーム毎の平面図は図７（ｂ）のようになる。
尚、図７（ｂ）において端子部３３の表面はめっき部３１ａで、ワイヤボンディング用のめっきが配設されている。
次いで、ワイヤボンディングにより、少なくとも該ＡＳＩＣと内部端子とを電気的に接続する、ワイヤボンディング接続工程を行う。（図４（ｄ））
ここでは、ワイヤボンディングにより、少なくとも、センサーチップ１０ａとＡＳＩＣ２０と、ＡＳＩＣ２０と端子部３３の内部端子３１とを電気的に接続する。
必要に応じて、センサーチップ１０ａと端子部３３の内部端子３１とを電気的に接続する。
ここでの単位のリードフレーム毎の平面図は図８のようになる。
尚、図８においても、端子部３３の表面はめっき部３１ａで、ワイヤボンディング用のめっきが配設されている。
【００２２】
次いで、各単位のリードフレーム毎に、センサーチップ１０ａのアクティブ面側と、空隙部を介して対向するように、前記封止用リブの先端側にて保護用の蓋部５０を搭載する、蓋部配設工程を行う。（図４（ｅ））
保護用の蓋部５０としては、ガラス板材等が用いられる。
蓋部５０は封止用リブ４５の先端のへこんだ箇所に嵌めて前記封止用リブの先端側に搭載している。
【００２３】
次いで、各単位のリードフレームの境部を、レーザやダイシングソーにて、そのフレームに接続する連結リード３６を分離して、必要に応じて、吊りリード３８の連結リードも分離して、各単位のリードフレーム毎に、単位のセンサーパッケージを個片化して得る、個片化工程を行う。（図４（ｆ））
ここでは、図４（ｅ）に示す点線のように、隣接する単位リードフレームの境部を１箇所で、連結リード３６を分離するが、これは、単位リードフレームが図６に示すような形状であるからで、そうではない場合、例えば、単位リードフレーム毎にその周囲にフレームを設けているような場合には、分離は、上記本例の場合とは異なる。
このようにして、図１に示す本例のセンサーパッケージは作製される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明のセンサーパッケージの実施の形態の１例の概略断面図である。
【図２】図２（ａ）はセンサーチップの１例の概略断面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ１−Ａ２における断面を示した図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は図１に示すセンサーパッケージの製造方法の１例の一部工程を示した工程断面図である。
【図４】図４（ｄ）から図４（ｆ）は図３に続く一部工程を示した工程断面図である。
【図５】個別モールドの場合の封止用リブを配設した状態を示した図である。
【図６】単位のリードフレームを示した図である。
【図７】図７（ａ）は図６の状態から更に封止用リブを配設した状態を示した図で、図７（ｂ）は図７（ａ）の状態から更にＡＳＩＣとセンサーチップを搭載した状態を示した図である。
【図８】図７（ｂ）の状態から更にワイヤボンデジングを行った状態を示した図である。
【図９】従来のセンサーパッケージを示した図である。
【符号の説明】
【００２５】
１                錘部
３                支持部（ビーム部とも言う）
４                枠部（フレーム部とも言う）
７                ピエゾ抵抗素子
１０ａ            センサーチップ
１１              端子
１５              接着剤層
２０              ＡＳＩＣ
２１              端子
２５              接着剤層
３０              回路部材
３０Ａ            リードフレームシート
３０ａ            単位のリードフレーム
３１              内部端子
３１ａ            めっき部
３２              外部端子
３３              端子部
３３ｄ            段差
３５              パッド部
３５ｄ            段差
３６              連結リード
３８              吊りリード
４０、４０ａ      封止材料（封止用樹脂とも言う）
４５、４５ａ      封止用リブ（封止材料、封止用樹脂とも言う）
５０              保護用の蓋部（保護材とも言う）
６０              ボンディングワイヤ
８０              空隙部
１１０            センサー部（センサーチップ）
１１１            絶縁層
１１２            端子
１２１            パッド部
１２２            端子部
１２２ａ          内部端子
１２２ｂ          外部端子
１３０            ＤＳＰ（信号処理装置）
１３１            バンプ
１４０            ワイヤ
１５０            樹脂部材
１５５            封止部材（封止用リブとも言う）
１６０            空隙部
１７０            保護材
【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】
2009076588.tif 000009
【図８】
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【図９】
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