力学量センサ
【課題】検出精度が低下することを抑制することができる力学量センサを提供する。
【解決手段】物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部２１が形成されたセンサチップ２０と、センシング部２１を露出させつつセンサチップ２０を片持ち支持する支持部材４０と、を有する力学量センサにおいて、センサチップ２０の平面形状を矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される角部２３ａを有する形状とし、センサチップ２０のうち角部２３ａ側の端部を支持部材４０に封止する。
【解決手段】物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部２１が形成されたセンサチップ２０と、センシング部２１を露出させつつセンサチップ２０を片持ち支持する支持部材４０と、を有する力学量センサにおいて、センサチップ２０の平面形状を矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される角部２３ａを有する形状とし、センサチップ２０のうち角部２３ａ側の端部を支持部材４０に封止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部が形成されたセンサチップと、センシング部が露出するようにセンサチップを片持ち支持する支持部材とを有する力学量センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部が形成されたセンサチップと、センシング部が露出するようにセンサチップを片持ち支持する支持部材とを有する力学量センサが知られている。例えば、特許文献１には、次の力学量センサが開示されている。すなわち、センサチップは、平面形状が矩形状とされており、長手方向の一端部側に測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部が形成されている。そして、センシング部が露出するように、一端部側と反対側の他端部側が支持部材に封止されている。
【０００３】
このような力学量センサでは、例えばセンサチップの裏面全面を基板等の被搭載部材に固定してなる力学量センサと比較して、センサチップの長手方向の長さを適宜長くしてセンシング部を被搭載部材としての支持部材から遠ざけることにより、センサチップにおけるセンシング部と支持部材との間に位置する領域で支持部材から印加される力を緩和することができ、検出精度が低下することを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５０５０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年では、支持部材からセンサチップに印加される力を低減することによってさらに検出精度が低下することを抑制することができる力学量センサが望まれている。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、検出精度が低下することを抑制することができる力学量センサ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、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（２１）が形成されたセンサチップ（２０）と、センシング部（２１）を露出させつつセンサチップ（２０）を片持ち支持する支持部材（４０）と、を有し、センサチップ（２０）は、その平面形状が、矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される角部（２３ａ）を有する形状とされ、当該角部（２３ａ）側の端部が支持部材（４０）に封止されていることを特徴としている。
【０００８】
このような力学量センサでは、センサチップ（２０）は平面形状が矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される角部（２３ａ）を有する形状とされており、当該角部（２３ａ）側の端部が支持部材（４０）に支持されている。このため、センサチップの平面形状が矩形状である従来の力学量センサと比較して、センサチップ（２０）の厚さが同じである場合には、支持部材（４０）と接触する面積を小さくすることができる。したがって、支持部材（４０）からセンサチップ（２０）に印加される力を小さくすることができ、検出精度が低下することを抑制することができる。
【０００９】
例えば、請求項２に記載の発明のように、センサチップ（２０）は、平面形状が第１〜第３辺（２２ａ〜２２ｃ）および第１、第２辺（２２ａ、２２ｂ）を連結する角部としての第１角部（２３ａ）、第１、第３辺（２２ａ、２２ｃ）を連結する第２角部（２３ｂ）、第２、第３辺（２２ｂ、２２ｃ）を連結する第３角部（２３ｃ）を有する三角形とされ、第２、第３角部（２３ｂ、２３ｃ）が露出されつつ、第１角部（２３ａ）側の端部が支持部材（４０）に封止されるものとすることができる。
【００１０】
この場合、請求項３に記載の発明のように、センサチップ（２０）の平面形状を第２、第３角部（２３ｂ、２３ｃ）の角度が等しい二等辺三角形とすることができる。これによれば、センサチップ（２０）の平面形状が二等辺三角形でない場合と比較して、第１角部（２３ａ）から第３辺（２２ｃ）に下ろした垂線を軸としたとき、当該軸を境界にしてセンサチップ（２０）の一方の領域と他方の領域とで支持部材（４０）から印加される力がばらつくことを抑制することができる。このため、さらに、検出精度が低下することを抑制することができる。
【００１１】
そして、請求項４に記載の発明のように、センサチップ（２０）は、第１角部（２３ａ）から第３辺（２２ｃ）に垂線を降ろしたとき、垂線の長さが第３辺（２２ｃ）より長くされているものとすることができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明のように、センサチップ（２０）の平面形状を第２角部（２３ｂ）が９０°である直角三角形とすることができる。
【００１３】
そして、請求項６に記載の発明のように、センシング部（２１）が突出する状態で、センサチップ（２０）における第１角部（２３ａ）側の端部を搭載する搭載部材（１０、３０）を備え、支持部材（４０）は、センサチップ（２０）における第１角部（２３ａ）側の端部と共に、搭載部材（１０、３０）を封止するものとすることができる。
【００１４】
この場合、請求項７に記載の発明のように、支持部材（４０）は、センサチップ（２０）を露出させつつ搭載部材（１０、３０）を封止する第１支持部材（４０ａ）と、第１支持部材（４０ａ）より柔らかく、センサチップ（２０）における第１角部（２３ａ）側の端部を封止する第２支持部材（４０ｂ）とを有するものとすることができる。
【００１５】
これによれば、支持部材（４０）を第１支持部材（４０ａ）のみで構成する場合と比較して、第２支持部材（４０ｂ）は第１支持部材（４０ａ）より柔らかいため、支持部材（４０）からセンサチップ（２０）に印加される力を低減することができる。
【００１６】
さらに、請求項８に記載の発明のように、センサチップ（２０）は、センシング部（２１）として測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力する圧力検出素子が形成されているものとすることができる。
【００１７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態における力学量センサの断面構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示す力学量センサの平面図である。
【図２】半導体ウェハの平面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第２実施形態における力学量センサの断面構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示す力学量センサの平面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第３実施形態における力学量センサの断面構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示す力学量センサの平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態におけるセンサチップの断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１（ａ）は本実施形態における力学量センサの断面構成を示す図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す力学量センサの平面図である。
【００２０】
図１に示されるように、力学量センサは、基板１０と、基板１０に搭載され、物理量に応じてセンサ信号を出力するセンシング部２１が形成されたセンサチップ２０と、センサチップ２０と外部回路とを電気的に接続する接続端子３０と、センシング部２１を露出させつつ、センサチップ２０や基板１０等を封止する支持部材４０とを備えている。
【００２１】
基板１０は、ＣｕやＦｅ等の板材をエッチングやプレス加工等によって形成されるアイランドや接続リード等を有するリードフレームのアイランドにて構成されるものであり、矩形板状とされている。そして、この基板１０には、センシング部２１が露出する状態で、センサチップ２０が図示しないダイボンド材等を介して搭載されている。なお、本実施形態では、基板１０が本発明の封止部材に相当する。
【００２２】
センサチップ２０は、その平面形状が、矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される角部２３ａを有する形成とされている。具体的には、本実施形態では、第１〜第３辺２２ａ〜２２ｃおよび第１辺２２ａと第２辺２２ｂとを連結する第１角部２３ａ、第１辺２２ａと第３辺２２ｃとを連結する第２角部２３ｂ、第２辺２２ｂと第３辺２２ｃとを連結する第３角部２３ｃとを有する三角形とされている。さらに詳しくは、第２角部２３ｂと第３角部２３ｃとの角度が等しくされた二等辺三角形とされている。言い換えると、第１辺２２ａと第２辺２２ｂとの長さが等しくされた二等辺三角形とされている。また、第１角部２３ａから第３辺２２ｃに降ろした垂線の長さ（高さ）が第３辺２２ｃの長さより長くされている。なお、本実施形態における第１角部２３ａは、本発明の矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される角部に相当する。
【００２３】
このような平面形状を有するセンサチップ２０は、シリコン基板等の半導体基板２４とガラス基板等で構成される台座２５とが接合されて構成されている。すなわち、半導体基板２４および台座２５は、それぞれ平面形状が二等辺三角形とされている。
【００２４】
半導体基板２４には、測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部２１が形成されている。具体的には、半導体基板２４には、裏面から異方性エッチングされることにより構成された断面が矩形状の凹部２４ａが形成されており、この凹部２４ａに伴って薄肉部となった部分によりダイヤフラム２４ｂが構成されている。そして、ダイヤフラム２４ｂには、当該ダイヤフラム２４ｂに印加された圧力によって抵抗値が変動する図示しないゲージ抵抗がホイートストンブリッジ回路を構成するように形成されている。
【００２５】
すなわち、本実施形態のセンシング部２１は、ダイヤフラム２４ｂとゲージ抵抗とを含んで構成されている。また、半導体基板２４の表面には、第１角部２３ａ近傍に図示しない４個のパッドが備えられており、各パッドは各ゲージ抵抗の接続点と電気的に接続されている。
【００２６】
具体的には、パッドの一つはブリッジ回路に駆動電圧を印加するものとされ、パッドの一つはブリッジ回路のグランド電位を維持するものとされ、パッドの二つはブリッジ回路の各中点に接続されてダイヤフラム２４ｂに圧力が印加されたときの電圧を出力するものとされている。
【００２７】
なお、センシング部２１は、半導体基板２４のうち支持部材４０から露出する部分に形成されるが、第３辺２２ｃ側の端部に形成されるのが好ましい。センシング部２１を支持部材４０から離れた場所に形成するほど、半導体基板２４におけるセンシング部２１と支持部材４０との間に位置する領域で支持部材４０からセンシング部２１に印加される力を緩和することができるためである。
【００２８】
半導体基板２４の裏面には、台座２５が陽極接合等によって接合されており、凹部２４ａと台座２５とにより圧力基準室２６が形成されている。本実施形態では、圧力基準室２６は真空圧とされているが、例えば、大気圧とされていてもよい。
【００２９】
そして、上記形状のセンサチップ２０は、基板１０に、センシング部２１が基板１０から突出すると共に台座２５が基板１０と対向する状態で、第１角部２３ａ側の端部が図示しないダイボンド材を介して搭載されている。すなわち、センサチップ２０は、第２、第３角部２３ｂ、２３ｃが基板１０から突出した状態とされている。
【００３０】
接続端子３０は、リードフレームの接続リードにて構成され、センサチップ２０と外部回路等とを電気的に接続する。本実施形態では、接続端子３０は、短冊板状とされ、基板１０の端部の外側にて基板１０とは分離して４本配置されている。そして、それぞれ半導体基板２４に形成されたパッドと金やアルミニウム等からなるボンディングワイヤ５０を介して電気的に接続されている。すなわち、接続端子３０の一つは駆動電圧を印加するパッドと電気的に接続されており、接続端子３０の一つはグランド電位を維持するパッドと電気的に接続されており、接続端子３０の二つはブリッジ回路の中点と接続されるパッドとそれぞれ電気的に接続されている。なお、図１（ｂ）では、ボンディングワイヤ５０を省略して示してある。
【００３１】
支持部材４０は、エポキシ樹脂等の一般的なモールド樹脂であり、センシング部２１を露出させつつ、センサチップ２０を封止している。具体的には、第２、第３角部２３ｂ、２３ｃを露出させつつ、第１角部２３ａ側の端部のみを封止し、センサチップを片持ち支持している。また、接続端子３０のアウターリード部を露出させつつ、基板１０、接続端子３０のインナーリード部、ボンディングワイヤ５０を封止している。
【００３２】
次に、上記力学量センサの製造方法について説明する。
【００３３】
まず、ダイシングされることによって複数の半導体基板２４を構成する半導体ウェハを用意し、当該半導体ウェハの裏面に台座２５を陽極接合等によって接合する。そして、この状態のものをダイシングラインに沿ってチップ単位に分割することでセンサチップ２０を形成する。
【００３４】
図２は、半導体ウェハの平面図である。図２に示されるように、半導体ウェハに三方向に延びる第１〜第３ダイシングライン６１〜６３を備えることにより、チップ単位に分割したときに平面形状が三角形となるセンサチップ２０を形成することができる。そして、本実施形態のように、平面形状が二等辺三角形となるセンサチップ２０を形成する場合には、第１ダイシングライン６１と第２ダイシングライン６２との成す内角、第１ダイシングライン６１と第３ダイシングライン６３との成す内角とが等しくなるようにすればよい。なお、内角とは、言い換えると鋭角となる角度のことである。
【００３５】
このように、半導体ウェハに三方向に延びる第１〜第３ダイシングライン６１〜６３を備えることにより、例えば、平面形状が矩形状となるセンサチップ２０を形成した後に角部を除去することによって平面形状が二等辺三角形となるセンサチップ２０を形成する場合と比較して、半導体ウェハに無駄な領域が形成されることを抑制することができる。
【００３６】
その後、基板１０および接続端子３０がフレーム部に連結されて一体化されたリードフレームを用意する。なお、基板１０と接続端子３０とは樹脂封止後にフレーム部をカットすることによって分離される。
【００３７】
そして、基板１０にセンサチップ２０を搭載する。具体的には、センシング部２１が突出するように第２、第３角部２３ｂ、２３ｃを基板１０から突出させた状態で、ダイボンド材を介して基板１０に第１角部２３ａ側の端部を搭載する。続いて、接続端子３０とセンサチップ２０との間でワイヤボンディングを行ってこれら接続端子３０とセンサチップ２０とを電気的に接続する。
【００３８】
次に、センシング部２１および接続端子３０のアウターリード部を露出させつつ、基板１０、センサチップ２０、接続端子３０、ボンディングワイヤ５０を支持部材４０によって樹脂封止する。その後、基板１０と接続端子３０とを繋ぐフレーム部をカットすることによって、上記力学量センサが製造される。
【００３９】
以上説明したように、センサチップ２０は、平面形状が、矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される第１角部２３ａを有する形状とされ、第１角部２３ａ側の端部が支持部材４０にて封止されている。このため、センサチップの平面形状が矩形状である力学量センサと比較して、センサチップ２０の厚さが同じである場合には、支持部材４０と接触する面積を小さくすることができる。また、センサチップの平面形状が矩形状である力学量センサと比較して、基板１０に搭載される面積（マウント面積）も小さくすることができる。したがって、支持部材４０および基板１０からセンサチップ２０に印加される力を小さくすることができ、検出精度が低下することを抑制することができる。なお、センサチップ２０に支持部材４０から印加される力とは、センサチップ２０と支持部材４０との熱膨張係数の違いによって発生する応力等であり、センサチップ２０に基板１０から印加される力とは、センサチップ２０と基板１０との熱膨張係数の違いによって発生する応力等である。
【００４０】
さらに、従来の力学量センサと比較して、センサチップ２０の面積を減少させることになるため、コストを低減することもできる。
【００４１】
また、本実施形態では、センサチップ２０の平面形状が二等辺三角形とされている。このため、センサチップ２０には、第１角部２３ａから第３辺２２ｃに下ろした垂線を軸（以下、単に軸という）とすると、当該軸を境界にして一方の領域（図１（ｂ）中センサチップ２０の紙面上側の領域）と他方の領域（図１（ｂ）中センサチップ２０の紙面下側の領域）とで支持部材４０および基板１０からセンサチップ２０に印加される力がばらつくことを抑制することができ、検出精度が低下することをさらに抑制することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、センサチップ２０を接続端子３０に搭載したものであり、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。図３（ａ）は、本実施形態における力学量センサの断面構成を示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す力学量センサの平面図である。なお、図３（ａ）は、図３（ｂ）中のＢ−Ｂ断面に相当している。
【００４３】
図３に示されるように、本実施形態では、第１実施形態に対して基板１０を無くした構成となっており、センサチップ２０は接続端子３０に搭載されている。具体的には、各接続端子３０は、一つの接続端子３０が第１角部２３ａ側の端部下方まで延設されており、一つの接続端子３０が第１辺２２ａ側から第１角部２３ａ側の端部下方まで延設されており、一つの接続端子３０が第２辺２２ｂ側から第１角部２３ａ側の端部下方まで延設されている。
【００４４】
また、半導体基板２４には、図示しないが、ブリッジ回路の二つの中点の電位差を差動増幅して出力する信号処理部が形成されており、パッドが三個とされている。すなわち、本実施形態では、パッドの一つはブリッジ回路に駆動電圧を印加するものとされ、パッドの一つはブリッジ回路のグランド電位を維持するものとされ、パッドの一つは信号処理部に接続されてダイヤフラム２４ｂに圧力が印加されたときの電圧を出力するものとされている。
【００４５】
そして、センサチップ２０は、半導体基板２４側が接続端子３０と対向する状態で、接続端子３０に搭載されている。具体的には、半導体基板２４に形成されているパッドがバンプ７０を介して接続端子３０と電気的、機械的に接続されている。つまり、本実施形態の接続端子３０は、本発明の搭載部材としての機能も果すものである。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態では、センサチップ２０は接続端子３０とバンプ７０を介して電気的、機械的に接続されている。このため、上記第１実施形態と比較して、センサチップ２０に印加される力を低減することができる。すなわち、上記のように、基板１０は、金属部材を用いて構成されるが、一般的にセンサチップ２０と樹脂等で構成される支持部材４０との熱膨張係数の違いより、センサチップ２０と金属部材で構成される基板１０との熱膨張係数の違いの方が大きくなる。このため、上記のように、センサチップ２０を接続端子３０とバンプ７０を介して電気的、機械的に接続することにより、センサチップ２０における第１角部２３ａ側の端部の下方の全領域に金属部材で構成される基板１０が配置された第１実施形態と比較して、センサチップ２０に印加される力を低減することができ、検出精度が低下することを抑制することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、センサチップ２０に信号処理部を形成し、ブリッジ回路の中点の電位差を差動増幅して出力することによりパッドを３つにしている。このため、図３（ｂ）に示されるように、接続端子３０をバランスよく配置することができ、接続端子３０からセンサチップ２０に印加される力が軸を境界にして一方の領域（図３（ｂ）中センサチップ２０の紙面上側の領域）と他方の領域（図３（ｂ）中センサチップ２０の紙面下側の領域）とでばらつくことを抑制することができる。すなわち、センサチップ２０に信号処理部を形成せずにパッドを４つ備えた場合には、図３（ｂ）に示した接続端子３０に加えて、例えば、さらに第１辺２２ａ側から第１角部２３ａ側の端部下方まで延設される接続端子３０を備えることになり、接続端子３０からセンサチップ２０に印加される力が軸を境界にして一方の領域（図３（ｂ）中センサチップ２０の紙面上側の領域）と他方の領域（図３（ｂ）中センサチップ２０の紙面下側の領域）とでばらつくことになる。これに対し、本実施形態では、センサチップ２０に信号処理部を形成してパッドを３つにしているため、接続端子３０からセンサチップ２０に印加される力がばらつくことを抑制することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して支持部材４０を第１支持部材と第２支持部材とを有する構成としたものであり、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。図４（ａ）は、本実施形態における力学量センサの断面構成を示す図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示す力学量センサの平面図である。なお、図４（ａ）は、図４（ｂ）中のＣ−Ｃ断面に相当している。
【００４９】
図４に示されるように、支持部材４０は、接続端子３０のうちセンサチップ２０が搭載されるセンサチップ搭載領域およびアウターリード部を露出させつつ、接続端子３０のインナーリード部を封止する第１支持部材４０ａと、センサチップ２０の第１角部２３ａ側の端部および接続端子３０のセンサチップ搭載領域を封止する第２支持部材４０ｂとを有している。そして、第１支持部材４０ａはモールド樹脂等により構成されており、第２支持部材４０ｂは第１支持部材４０ａよりも柔らかいゲル等のポッティング剤で封止されている。
【００５０】
このような力学量センサは、例えば、次のように製造される。すなわち、まず、接続端子３０のうちセンサチップ２０が搭載されるセンサチップ搭載領域およびアウターリード部を露出させつつ、接続端子３０を第１支持部材４０ａにて封止する。次に、接続端子３０におけるセンサチップ搭載領域にバンプ７０を介してセンサチップ２０を搭載し、接続端子３０とセンサチップ２０とを電気的、機械的に接続する。その後、センサチップ２０の第１角部２３ａ側の端部にポッティング材を配置し、センサチップ２０の第１角部２３ａ側の端部および接続端子３０のセンサチップ搭載領域を第２支持部材４０ｂにて封止することにより、上記図４に示す力学量センサが製造される。
【００５１】
これによれば、上記第２実施形態と比較して、センサチップ２０を第１支持部材４０ａより柔らかい第２支持部材４０ｂで封止しているため、支持部材４０からセンサチップ２０に印加される力を低減することができ、検出精度が低下することをさらに抑制することができる。
【００５２】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、センサチップ２０の平面形状が二等辺三角形である例を説明したが、これに限定されるものではなく、センサチップ２０は、平面形状が、矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される第１角部２３ａを有し、当該第１角部２３ａ側の端部が支持部材４０に封止されるものであればよい。例えば、センサチップ２０は、第２角部２３ｂの角度が９０°とされている直角三角形であってもよい。
【００５３】
また、上記各実施形態では、半導体ウェハに台座２５を接合したものをチップ単位に分割することによってセンサチップ２０を形成する方法を説明したが、例えば、次のようにセンサチップ２０を形成することもできる。すなわち、例えば、半導体ウェハをチップ単位に分割して半導体基板２４を形成した後に当該半導体基板２４に台座２５を接合することによってセンサチップ２０を形成することもできる。
【００５４】
さらに、上記各実施形態では、センシング部２１として圧力を検出する圧力検出素子が形成されている例について説明したが、例えば、センシング部２１として、流量を検出する流量検出素子が形成されていてもよいし、温度を検出する温度検出素子が形成されていてもよいし、加速度や角速度等を検出する検出素子が形成されていてもよい。
【００５５】
さらに、上記各実施形態では、センサチップ２０が搭載部材としての基板１０や接続端子３０に搭載され、第１角部２３ａ側の端部が支持部材４０に封止されてなる力学量センサについて説明したが、例えば、搭載部材としての基板１０や接続端子３０を備えずにセンサチップ２０の第１角部２３ａ側の端部を支持部材４０にて封止するようにしてもよい。
【００５６】
また、上記各実施形態では、センサチップ２０は、裏面に凹部２４ａが形成された半導体基板２４と、当該半導体基板２４の裏面に接合される台座２５とを有するものを例に挙げて説明したが、例えば、センサチップ２０は次のような構成とされていてもよい。図５は、他の実施形態におけるセンサチップ２０の断面構成を示す図である。
【００５７】
図５（ａ）に示されるように、凹部２３は断面形状が台形形状であってもよい。また、図５（ｂ）に示されるように、半導体基板２４を薄膜化すると共に台座２５に凹部２５ａを形成し、半導体基板２４のうち凹部２５ａと対向する領域にてダイヤフラム２４ｂを構成するようにしてもよい。そして、図５（ｃ）に示されるように、半導体基板２４の表面から断面が台形形状となる凹部２４ａを形成すると共に台座２５のうち凹部２４ａの底面と対向する領域に凹部２５ａを形成してダイヤフラム２４ｂを構成してもよい。さらに、図５（ｄ）に示されるように、図５（ｃ）の変形例として、凹部２４ａの断面形状を矩形状してもよい。また、図５（ｅ）に示されるように、センサチップ２０を半導体基板２４のみで構成し、半導体基板２４の内部に圧力基準室２６を構成する空洞部２７を形成するようにしてもよい。このような半導体基板２４は、例えば、シリコンで構成された基板の表面に凹部を形成した後、ＬＰＣＶＤ法等により凹部を閉塞するように基板上にエピタキシャル層を形成することにより、凹部により空洞部２７が構成されて製造される。
【００５８】
そして、上記第２、第３実施形態では、センサチップ２０を接続端子３０にバンプ７０を介して電気的、機械的に接続する例について説明したが、例えば、台座２５が接続端子３０と対向する状態でセンサチップ２０を接続端子３０にダイボンド材を介して機械的に接続し、センサチップ２０を接続端子３０にボンディングワイヤ５０を介して電気的に接続するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 基板
２０ センサチップ
２１ センシング部
３０ 接続端子
４０ 支持部材
５０ ボンディングワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部が形成されたセンサチップと、センシング部が露出するようにセンサチップを片持ち支持する支持部材とを有する力学量センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部が形成されたセンサチップと、センシング部が露出するようにセンサチップを片持ち支持する支持部材とを有する力学量センサが知られている。例えば、特許文献１には、次の力学量センサが開示されている。すなわち、センサチップは、平面形状が矩形状とされており、長手方向の一端部側に測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部が形成されている。そして、センシング部が露出するように、一端部側と反対側の他端部側が支持部材に封止されている。
【０００３】
このような力学量センサでは、例えばセンサチップの裏面全面を基板等の被搭載部材に固定してなる力学量センサと比較して、センサチップの長手方向の長さを適宜長くしてセンシング部を被搭載部材としての支持部材から遠ざけることにより、センサチップにおけるセンシング部と支持部材との間に位置する領域で支持部材から印加される力を緩和することができ、検出精度が低下することを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５０５０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年では、支持部材からセンサチップに印加される力を低減することによってさらに検出精度が低下することを抑制することができる力学量センサが望まれている。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、検出精度が低下することを抑制することができる力学量センサ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、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（２１）が形成されたセンサチップ（２０）と、センシング部（２１）を露出させつつセンサチップ（２０）を片持ち支持する支持部材（４０）と、を有し、センサチップ（２０）は、その平面形状が、矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される角部（２３ａ）を有する形状とされ、当該角部（２３ａ）側の端部が支持部材（４０）に封止されていることを特徴としている。
【０００８】
このような力学量センサでは、センサチップ（２０）は平面形状が矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される角部（２３ａ）を有する形状とされており、当該角部（２３ａ）側の端部が支持部材（４０）に支持されている。このため、センサチップの平面形状が矩形状である従来の力学量センサと比較して、センサチップ（２０）の厚さが同じである場合には、支持部材（４０）と接触する面積を小さくすることができる。したがって、支持部材（４０）からセンサチップ（２０）に印加される力を小さくすることができ、検出精度が低下することを抑制することができる。
【０００９】
例えば、請求項２に記載の発明のように、センサチップ（２０）は、平面形状が第１〜第３辺（２２ａ〜２２ｃ）および第１、第２辺（２２ａ、２２ｂ）を連結する角部としての第１角部（２３ａ）、第１、第３辺（２２ａ、２２ｃ）を連結する第２角部（２３ｂ）、第２、第３辺（２２ｂ、２２ｃ）を連結する第３角部（２３ｃ）を有する三角形とされ、第２、第３角部（２３ｂ、２３ｃ）が露出されつつ、第１角部（２３ａ）側の端部が支持部材（４０）に封止されるものとすることができる。
【００１０】
この場合、請求項３に記載の発明のように、センサチップ（２０）の平面形状を第２、第３角部（２３ｂ、２３ｃ）の角度が等しい二等辺三角形とすることができる。これによれば、センサチップ（２０）の平面形状が二等辺三角形でない場合と比較して、第１角部（２３ａ）から第３辺（２２ｃ）に下ろした垂線を軸としたとき、当該軸を境界にしてセンサチップ（２０）の一方の領域と他方の領域とで支持部材（４０）から印加される力がばらつくことを抑制することができる。このため、さらに、検出精度が低下することを抑制することができる。
【００１１】
そして、請求項４に記載の発明のように、センサチップ（２０）は、第１角部（２３ａ）から第３辺（２２ｃ）に垂線を降ろしたとき、垂線の長さが第３辺（２２ｃ）より長くされているものとすることができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明のように、センサチップ（２０）の平面形状を第２角部（２３ｂ）が９０°である直角三角形とすることができる。
【００１３】
そして、請求項６に記載の発明のように、センシング部（２１）が突出する状態で、センサチップ（２０）における第１角部（２３ａ）側の端部を搭載する搭載部材（１０、３０）を備え、支持部材（４０）は、センサチップ（２０）における第１角部（２３ａ）側の端部と共に、搭載部材（１０、３０）を封止するものとすることができる。
【００１４】
この場合、請求項７に記載の発明のように、支持部材（４０）は、センサチップ（２０）を露出させつつ搭載部材（１０、３０）を封止する第１支持部材（４０ａ）と、第１支持部材（４０ａ）より柔らかく、センサチップ（２０）における第１角部（２３ａ）側の端部を封止する第２支持部材（４０ｂ）とを有するものとすることができる。
【００１５】
これによれば、支持部材（４０）を第１支持部材（４０ａ）のみで構成する場合と比較して、第２支持部材（４０ｂ）は第１支持部材（４０ａ）より柔らかいため、支持部材（４０）からセンサチップ（２０）に印加される力を低減することができる。
【００１６】
さらに、請求項８に記載の発明のように、センサチップ（２０）は、センシング部（２１）として測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力する圧力検出素子が形成されているものとすることができる。
【００１７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態における力学量センサの断面構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示す力学量センサの平面図である。
【図２】半導体ウェハの平面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第２実施形態における力学量センサの断面構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示す力学量センサの平面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第３実施形態における力学量センサの断面構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示す力学量センサの平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態におけるセンサチップの断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１（ａ）は本実施形態における力学量センサの断面構成を示す図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す力学量センサの平面図である。
【００２０】
図１に示されるように、力学量センサは、基板１０と、基板１０に搭載され、物理量に応じてセンサ信号を出力するセンシング部２１が形成されたセンサチップ２０と、センサチップ２０と外部回路とを電気的に接続する接続端子３０と、センシング部２１を露出させつつ、センサチップ２０や基板１０等を封止する支持部材４０とを備えている。
【００２１】
基板１０は、ＣｕやＦｅ等の板材をエッチングやプレス加工等によって形成されるアイランドや接続リード等を有するリードフレームのアイランドにて構成されるものであり、矩形板状とされている。そして、この基板１０には、センシング部２１が露出する状態で、センサチップ２０が図示しないダイボンド材等を介して搭載されている。なお、本実施形態では、基板１０が本発明の封止部材に相当する。
【００２２】
センサチップ２０は、その平面形状が、矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される角部２３ａを有する形成とされている。具体的には、本実施形態では、第１〜第３辺２２ａ〜２２ｃおよび第１辺２２ａと第２辺２２ｂとを連結する第１角部２３ａ、第１辺２２ａと第３辺２２ｃとを連結する第２角部２３ｂ、第２辺２２ｂと第３辺２２ｃとを連結する第３角部２３ｃとを有する三角形とされている。さらに詳しくは、第２角部２３ｂと第３角部２３ｃとの角度が等しくされた二等辺三角形とされている。言い換えると、第１辺２２ａと第２辺２２ｂとの長さが等しくされた二等辺三角形とされている。また、第１角部２３ａから第３辺２２ｃに降ろした垂線の長さ（高さ）が第３辺２２ｃの長さより長くされている。なお、本実施形態における第１角部２３ａは、本発明の矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される角部に相当する。
【００２３】
このような平面形状を有するセンサチップ２０は、シリコン基板等の半導体基板２４とガラス基板等で構成される台座２５とが接合されて構成されている。すなわち、半導体基板２４および台座２５は、それぞれ平面形状が二等辺三角形とされている。
【００２４】
半導体基板２４には、測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部２１が形成されている。具体的には、半導体基板２４には、裏面から異方性エッチングされることにより構成された断面が矩形状の凹部２４ａが形成されており、この凹部２４ａに伴って薄肉部となった部分によりダイヤフラム２４ｂが構成されている。そして、ダイヤフラム２４ｂには、当該ダイヤフラム２４ｂに印加された圧力によって抵抗値が変動する図示しないゲージ抵抗がホイートストンブリッジ回路を構成するように形成されている。
【００２５】
すなわち、本実施形態のセンシング部２１は、ダイヤフラム２４ｂとゲージ抵抗とを含んで構成されている。また、半導体基板２４の表面には、第１角部２３ａ近傍に図示しない４個のパッドが備えられており、各パッドは各ゲージ抵抗の接続点と電気的に接続されている。
【００２６】
具体的には、パッドの一つはブリッジ回路に駆動電圧を印加するものとされ、パッドの一つはブリッジ回路のグランド電位を維持するものとされ、パッドの二つはブリッジ回路の各中点に接続されてダイヤフラム２４ｂに圧力が印加されたときの電圧を出力するものとされている。
【００２７】
なお、センシング部２１は、半導体基板２４のうち支持部材４０から露出する部分に形成されるが、第３辺２２ｃ側の端部に形成されるのが好ましい。センシング部２１を支持部材４０から離れた場所に形成するほど、半導体基板２４におけるセンシング部２１と支持部材４０との間に位置する領域で支持部材４０からセンシング部２１に印加される力を緩和することができるためである。
【００２８】
半導体基板２４の裏面には、台座２５が陽極接合等によって接合されており、凹部２４ａと台座２５とにより圧力基準室２６が形成されている。本実施形態では、圧力基準室２６は真空圧とされているが、例えば、大気圧とされていてもよい。
【００２９】
そして、上記形状のセンサチップ２０は、基板１０に、センシング部２１が基板１０から突出すると共に台座２５が基板１０と対向する状態で、第１角部２３ａ側の端部が図示しないダイボンド材を介して搭載されている。すなわち、センサチップ２０は、第２、第３角部２３ｂ、２３ｃが基板１０から突出した状態とされている。
【００３０】
接続端子３０は、リードフレームの接続リードにて構成され、センサチップ２０と外部回路等とを電気的に接続する。本実施形態では、接続端子３０は、短冊板状とされ、基板１０の端部の外側にて基板１０とは分離して４本配置されている。そして、それぞれ半導体基板２４に形成されたパッドと金やアルミニウム等からなるボンディングワイヤ５０を介して電気的に接続されている。すなわち、接続端子３０の一つは駆動電圧を印加するパッドと電気的に接続されており、接続端子３０の一つはグランド電位を維持するパッドと電気的に接続されており、接続端子３０の二つはブリッジ回路の中点と接続されるパッドとそれぞれ電気的に接続されている。なお、図１（ｂ）では、ボンディングワイヤ５０を省略して示してある。
【００３１】
支持部材４０は、エポキシ樹脂等の一般的なモールド樹脂であり、センシング部２１を露出させつつ、センサチップ２０を封止している。具体的には、第２、第３角部２３ｂ、２３ｃを露出させつつ、第１角部２３ａ側の端部のみを封止し、センサチップを片持ち支持している。また、接続端子３０のアウターリード部を露出させつつ、基板１０、接続端子３０のインナーリード部、ボンディングワイヤ５０を封止している。
【００３２】
次に、上記力学量センサの製造方法について説明する。
【００３３】
まず、ダイシングされることによって複数の半導体基板２４を構成する半導体ウェハを用意し、当該半導体ウェハの裏面に台座２５を陽極接合等によって接合する。そして、この状態のものをダイシングラインに沿ってチップ単位に分割することでセンサチップ２０を形成する。
【００３４】
図２は、半導体ウェハの平面図である。図２に示されるように、半導体ウェハに三方向に延びる第１〜第３ダイシングライン６１〜６３を備えることにより、チップ単位に分割したときに平面形状が三角形となるセンサチップ２０を形成することができる。そして、本実施形態のように、平面形状が二等辺三角形となるセンサチップ２０を形成する場合には、第１ダイシングライン６１と第２ダイシングライン６２との成す内角、第１ダイシングライン６１と第３ダイシングライン６３との成す内角とが等しくなるようにすればよい。なお、内角とは、言い換えると鋭角となる角度のことである。
【００３５】
このように、半導体ウェハに三方向に延びる第１〜第３ダイシングライン６１〜６３を備えることにより、例えば、平面形状が矩形状となるセンサチップ２０を形成した後に角部を除去することによって平面形状が二等辺三角形となるセンサチップ２０を形成する場合と比較して、半導体ウェハに無駄な領域が形成されることを抑制することができる。
【００３６】
その後、基板１０および接続端子３０がフレーム部に連結されて一体化されたリードフレームを用意する。なお、基板１０と接続端子３０とは樹脂封止後にフレーム部をカットすることによって分離される。
【００３７】
そして、基板１０にセンサチップ２０を搭載する。具体的には、センシング部２１が突出するように第２、第３角部２３ｂ、２３ｃを基板１０から突出させた状態で、ダイボンド材を介して基板１０に第１角部２３ａ側の端部を搭載する。続いて、接続端子３０とセンサチップ２０との間でワイヤボンディングを行ってこれら接続端子３０とセンサチップ２０とを電気的に接続する。
【００３８】
次に、センシング部２１および接続端子３０のアウターリード部を露出させつつ、基板１０、センサチップ２０、接続端子３０、ボンディングワイヤ５０を支持部材４０によって樹脂封止する。その後、基板１０と接続端子３０とを繋ぐフレーム部をカットすることによって、上記力学量センサが製造される。
【００３９】
以上説明したように、センサチップ２０は、平面形状が、矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される第１角部２３ａを有する形状とされ、第１角部２３ａ側の端部が支持部材４０にて封止されている。このため、センサチップの平面形状が矩形状である力学量センサと比較して、センサチップ２０の厚さが同じである場合には、支持部材４０と接触する面積を小さくすることができる。また、センサチップの平面形状が矩形状である力学量センサと比較して、基板１０に搭載される面積（マウント面積）も小さくすることができる。したがって、支持部材４０および基板１０からセンサチップ２０に印加される力を小さくすることができ、検出精度が低下することを抑制することができる。なお、センサチップ２０に支持部材４０から印加される力とは、センサチップ２０と支持部材４０との熱膨張係数の違いによって発生する応力等であり、センサチップ２０に基板１０から印加される力とは、センサチップ２０と基板１０との熱膨張係数の違いによって発生する応力等である。
【００４０】
さらに、従来の力学量センサと比較して、センサチップ２０の面積を減少させることになるため、コストを低減することもできる。
【００４１】
また、本実施形態では、センサチップ２０の平面形状が二等辺三角形とされている。このため、センサチップ２０には、第１角部２３ａから第３辺２２ｃに下ろした垂線を軸（以下、単に軸という）とすると、当該軸を境界にして一方の領域（図１（ｂ）中センサチップ２０の紙面上側の領域）と他方の領域（図１（ｂ）中センサチップ２０の紙面下側の領域）とで支持部材４０および基板１０からセンサチップ２０に印加される力がばらつくことを抑制することができ、検出精度が低下することをさらに抑制することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、センサチップ２０を接続端子３０に搭載したものであり、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。図３（ａ）は、本実施形態における力学量センサの断面構成を示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す力学量センサの平面図である。なお、図３（ａ）は、図３（ｂ）中のＢ−Ｂ断面に相当している。
【００４３】
図３に示されるように、本実施形態では、第１実施形態に対して基板１０を無くした構成となっており、センサチップ２０は接続端子３０に搭載されている。具体的には、各接続端子３０は、一つの接続端子３０が第１角部２３ａ側の端部下方まで延設されており、一つの接続端子３０が第１辺２２ａ側から第１角部２３ａ側の端部下方まで延設されており、一つの接続端子３０が第２辺２２ｂ側から第１角部２３ａ側の端部下方まで延設されている。
【００４４】
また、半導体基板２４には、図示しないが、ブリッジ回路の二つの中点の電位差を差動増幅して出力する信号処理部が形成されており、パッドが三個とされている。すなわち、本実施形態では、パッドの一つはブリッジ回路に駆動電圧を印加するものとされ、パッドの一つはブリッジ回路のグランド電位を維持するものとされ、パッドの一つは信号処理部に接続されてダイヤフラム２４ｂに圧力が印加されたときの電圧を出力するものとされている。
【００４５】
そして、センサチップ２０は、半導体基板２４側が接続端子３０と対向する状態で、接続端子３０に搭載されている。具体的には、半導体基板２４に形成されているパッドがバンプ７０を介して接続端子３０と電気的、機械的に接続されている。つまり、本実施形態の接続端子３０は、本発明の搭載部材としての機能も果すものである。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態では、センサチップ２０は接続端子３０とバンプ７０を介して電気的、機械的に接続されている。このため、上記第１実施形態と比較して、センサチップ２０に印加される力を低減することができる。すなわち、上記のように、基板１０は、金属部材を用いて構成されるが、一般的にセンサチップ２０と樹脂等で構成される支持部材４０との熱膨張係数の違いより、センサチップ２０と金属部材で構成される基板１０との熱膨張係数の違いの方が大きくなる。このため、上記のように、センサチップ２０を接続端子３０とバンプ７０を介して電気的、機械的に接続することにより、センサチップ２０における第１角部２３ａ側の端部の下方の全領域に金属部材で構成される基板１０が配置された第１実施形態と比較して、センサチップ２０に印加される力を低減することができ、検出精度が低下することを抑制することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、センサチップ２０に信号処理部を形成し、ブリッジ回路の中点の電位差を差動増幅して出力することによりパッドを３つにしている。このため、図３（ｂ）に示されるように、接続端子３０をバランスよく配置することができ、接続端子３０からセンサチップ２０に印加される力が軸を境界にして一方の領域（図３（ｂ）中センサチップ２０の紙面上側の領域）と他方の領域（図３（ｂ）中センサチップ２０の紙面下側の領域）とでばらつくことを抑制することができる。すなわち、センサチップ２０に信号処理部を形成せずにパッドを４つ備えた場合には、図３（ｂ）に示した接続端子３０に加えて、例えば、さらに第１辺２２ａ側から第１角部２３ａ側の端部下方まで延設される接続端子３０を備えることになり、接続端子３０からセンサチップ２０に印加される力が軸を境界にして一方の領域（図３（ｂ）中センサチップ２０の紙面上側の領域）と他方の領域（図３（ｂ）中センサチップ２０の紙面下側の領域）とでばらつくことになる。これに対し、本実施形態では、センサチップ２０に信号処理部を形成してパッドを３つにしているため、接続端子３０からセンサチップ２０に印加される力がばらつくことを抑制することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して支持部材４０を第１支持部材と第２支持部材とを有する構成としたものであり、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。図４（ａ）は、本実施形態における力学量センサの断面構成を示す図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示す力学量センサの平面図である。なお、図４（ａ）は、図４（ｂ）中のＣ−Ｃ断面に相当している。
【００４９】
図４に示されるように、支持部材４０は、接続端子３０のうちセンサチップ２０が搭載されるセンサチップ搭載領域およびアウターリード部を露出させつつ、接続端子３０のインナーリード部を封止する第１支持部材４０ａと、センサチップ２０の第１角部２３ａ側の端部および接続端子３０のセンサチップ搭載領域を封止する第２支持部材４０ｂとを有している。そして、第１支持部材４０ａはモールド樹脂等により構成されており、第２支持部材４０ｂは第１支持部材４０ａよりも柔らかいゲル等のポッティング剤で封止されている。
【００５０】
このような力学量センサは、例えば、次のように製造される。すなわち、まず、接続端子３０のうちセンサチップ２０が搭載されるセンサチップ搭載領域およびアウターリード部を露出させつつ、接続端子３０を第１支持部材４０ａにて封止する。次に、接続端子３０におけるセンサチップ搭載領域にバンプ７０を介してセンサチップ２０を搭載し、接続端子３０とセンサチップ２０とを電気的、機械的に接続する。その後、センサチップ２０の第１角部２３ａ側の端部にポッティング材を配置し、センサチップ２０の第１角部２３ａ側の端部および接続端子３０のセンサチップ搭載領域を第２支持部材４０ｂにて封止することにより、上記図４に示す力学量センサが製造される。
【００５１】
これによれば、上記第２実施形態と比較して、センサチップ２０を第１支持部材４０ａより柔らかい第２支持部材４０ｂで封止しているため、支持部材４０からセンサチップ２０に印加される力を低減することができ、検出精度が低下することをさらに抑制することができる。
【００５２】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、センサチップ２０の平面形状が二等辺三角形である例を説明したが、これに限定されるものではなく、センサチップ２０は、平面形状が、矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される第１角部２３ａを有し、当該第１角部２３ａ側の端部が支持部材４０に封止されるものであればよい。例えば、センサチップ２０は、第２角部２３ｂの角度が９０°とされている直角三角形であってもよい。
【００５３】
また、上記各実施形態では、半導体ウェハに台座２５を接合したものをチップ単位に分割することによってセンサチップ２０を形成する方法を説明したが、例えば、次のようにセンサチップ２０を形成することもできる。すなわち、例えば、半導体ウェハをチップ単位に分割して半導体基板２４を形成した後に当該半導体基板２４に台座２５を接合することによってセンサチップ２０を形成することもできる。
【００５４】
さらに、上記各実施形態では、センシング部２１として圧力を検出する圧力検出素子が形成されている例について説明したが、例えば、センシング部２１として、流量を検出する流量検出素子が形成されていてもよいし、温度を検出する温度検出素子が形成されていてもよいし、加速度や角速度等を検出する検出素子が形成されていてもよい。
【００５５】
さらに、上記各実施形態では、センサチップ２０が搭載部材としての基板１０や接続端子３０に搭載され、第１角部２３ａ側の端部が支持部材４０に封止されてなる力学量センサについて説明したが、例えば、搭載部材としての基板１０や接続端子３０を備えずにセンサチップ２０の第１角部２３ａ側の端部を支持部材４０にて封止するようにしてもよい。
【００５６】
また、上記各実施形態では、センサチップ２０は、裏面に凹部２４ａが形成された半導体基板２４と、当該半導体基板２４の裏面に接合される台座２５とを有するものを例に挙げて説明したが、例えば、センサチップ２０は次のような構成とされていてもよい。図５は、他の実施形態におけるセンサチップ２０の断面構成を示す図である。
【００５７】
図５（ａ）に示されるように、凹部２３は断面形状が台形形状であってもよい。また、図５（ｂ）に示されるように、半導体基板２４を薄膜化すると共に台座２５に凹部２５ａを形成し、半導体基板２４のうち凹部２５ａと対向する領域にてダイヤフラム２４ｂを構成するようにしてもよい。そして、図５（ｃ）に示されるように、半導体基板２４の表面から断面が台形形状となる凹部２４ａを形成すると共に台座２５のうち凹部２４ａの底面と対向する領域に凹部２５ａを形成してダイヤフラム２４ｂを構成してもよい。さらに、図５（ｄ）に示されるように、図５（ｃ）の変形例として、凹部２４ａの断面形状を矩形状してもよい。また、図５（ｅ）に示されるように、センサチップ２０を半導体基板２４のみで構成し、半導体基板２４の内部に圧力基準室２６を構成する空洞部２７を形成するようにしてもよい。このような半導体基板２４は、例えば、シリコンで構成された基板の表面に凹部を形成した後、ＬＰＣＶＤ法等により凹部を閉塞するように基板上にエピタキシャル層を形成することにより、凹部により空洞部２７が構成されて製造される。
【００５８】
そして、上記第２、第３実施形態では、センサチップ２０を接続端子３０にバンプ７０を介して電気的、機械的に接続する例について説明したが、例えば、台座２５が接続端子３０と対向する状態でセンサチップ２０を接続端子３０にダイボンド材を介して機械的に接続し、センサチップ２０を接続端子３０にボンディングワイヤ５０を介して電気的に接続するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 基板
２０ センサチップ
２１ センシング部
３０ 接続端子
４０ 支持部材
５０ ボンディングワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（２１）が形成されたセンサチップ（２０）と、
前記センシング部（２１）を露出させつつ前記センサチップ（２０）を片持ち支持する支持部材（４０）と、を有し、
前記センサチップ（２０）は、その平面形状が、矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される角部（２３ａ）を有する形状とされ、前記角部（２３ａ）側の端部が前記支持部材（４０）に封止されていることを特徴とする力学量センサ。
【請求項２】
前記センサチップ（２０）は、前記平面形状が第１〜第３辺（２２ａ〜２２ｃ）および第１、第２辺（２２ａ、２２ｂ）を連結する前記角部としての第１角部（２３ａ）、前記第１、第３辺（２２ａ、２２ｃ）を連結する第２角部（２３ｂ）、前記第２、第３辺（２２ｂ、２２ｃ）を連結する第３角部（２３ｃ）を有する三角形とされており、前記第２、第３角部（２３ｂ、２３ｃ）が露出されつつ、前記第１角部（２３ａ）側の端部が前記支持部材（４０）に封止されていることを特徴とする請求項１に記載の力学量センサ。
【請求項３】
前記センサチップ（２０）は、前記平面形状が前記第２、第３角部（２３ｂ、２３ｃ）の角度が等しい二等辺三角形とされていることを特徴とする請求項２に記載の力学量センサ。
【請求項４】
前記センサチップ（２０）は、前記第１角部（２３ａ）から前記第３辺（２２ｃ）に垂線を降ろしたとき、前記垂線の長さが前記第３辺（２２ｃ）より長くされていることを特徴とする請求項３に記載の力学量センサ。
【請求項５】
前記センサチップ（２０）は、前記平面形状が前記第２角部（２３ｂ）が９０°である直角三角形とされていることを特徴とする請求項２に記載の力学量センサ。
【請求項６】
前記センシング部（２１）が突出する状態で、前記センサチップ（２０）における前記第１角部（２３ａ）側の端部を搭載する搭載部材（１０、３０）を備え、
前記支持部材（４０）は、前記センサチップ（２０）における前記第１角部（２３ａ）側の端部と共に、前記搭載部材（１０、３０）を封止することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の力学量センサ。
【請求項７】
前記支持部材（４０）は、前記センサチップ（２０）を露出させつつ前記搭載部材（１０、３０）を封止する第１支持部材（４０ａ）と、前記第１支持部材（４０ａ）より柔らかく、前記センサチップ（２０）における前記第１角部（２３ａ）側の端部を封止する第２支持部材（４０ｂ）とを有することを特徴とする請求項６に記載の力学量センサ。
【請求項８】
前記センサチップ（２０）は、前記センシング部（２１）として測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力する圧力検出素子が形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の力学量センサ。
【請求項１】
物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（２１）が形成されたセンサチップ（２０）と、
前記センシング部（２１）を露出させつつ前記センサチップ（２０）を片持ち支持する支持部材（４０）と、を有し、
前記センサチップ（２０）は、その平面形状が、矩形状において隣接する二つの角の除去により構成される角部（２３ａ）を有する形状とされ、前記角部（２３ａ）側の端部が前記支持部材（４０）に封止されていることを特徴とする力学量センサ。
【請求項２】
前記センサチップ（２０）は、前記平面形状が第１〜第３辺（２２ａ〜２２ｃ）および第１、第２辺（２２ａ、２２ｂ）を連結する前記角部としての第１角部（２３ａ）、前記第１、第３辺（２２ａ、２２ｃ）を連結する第２角部（２３ｂ）、前記第２、第３辺（２２ｂ、２２ｃ）を連結する第３角部（２３ｃ）を有する三角形とされており、前記第２、第３角部（２３ｂ、２３ｃ）が露出されつつ、前記第１角部（２３ａ）側の端部が前記支持部材（４０）に封止されていることを特徴とする請求項１に記載の力学量センサ。
【請求項３】
前記センサチップ（２０）は、前記平面形状が前記第２、第３角部（２３ｂ、２３ｃ）の角度が等しい二等辺三角形とされていることを特徴とする請求項２に記載の力学量センサ。
【請求項４】
前記センサチップ（２０）は、前記第１角部（２３ａ）から前記第３辺（２２ｃ）に垂線を降ろしたとき、前記垂線の長さが前記第３辺（２２ｃ）より長くされていることを特徴とする請求項３に記載の力学量センサ。
【請求項５】
前記センサチップ（２０）は、前記平面形状が前記第２角部（２３ｂ）が９０°である直角三角形とされていることを特徴とする請求項２に記載の力学量センサ。
【請求項６】
前記センシング部（２１）が突出する状態で、前記センサチップ（２０）における前記第１角部（２３ａ）側の端部を搭載する搭載部材（１０、３０）を備え、
前記支持部材（４０）は、前記センサチップ（２０）における前記第１角部（２３ａ）側の端部と共に、前記搭載部材（１０、３０）を封止することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の力学量センサ。
【請求項７】
前記支持部材（４０）は、前記センサチップ（２０）を露出させつつ前記搭載部材（１０、３０）を封止する第１支持部材（４０ａ）と、前記第１支持部材（４０ａ）より柔らかく、前記センサチップ（２０）における前記第１角部（２３ａ）側の端部を封止する第２支持部材（４０ｂ）とを有することを特徴とする請求項６に記載の力学量センサ。
【請求項８】
前記センサチップ（２０）は、前記センシング部（２１）として測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力する圧力検出素子が形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の力学量センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０２７６３（Ｐ２０１２−２０２７６３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６６２２３（Ｐ２０１１−６６２２３）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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