ＭＥＭＳデバイス及びその製造方法
【課題】簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減できるＭＥＭＳデバイス及びＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供すること。
【解決手段】基板と、前記基板上に配置されたＭＥＭＳ素子と、前記ＭＥＭＳ素子を覆い、前記ＭＥＭＳ素子との間に空間を確保するケースと、前記基板と前記ケースとが接触又は近接する位置に前記ケースの上面の少なくとも一部を露出させて配置される封止材と、を含むことを特徴とするＭＥＭＳデバイスを提供する。また、ＭＥＭＳ素子を基板上に配置し、ケースにより前記ＭＥＭＳ素子を覆い、前記ＭＥＭＳ素子と前記ケースとの間に空間を確保し、前記基板と前記ケースとが接触又は近接する位置に、前記ケースの上面の少なくとも一部を露出させて封止材を形成することを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法が提供される。
【解決手段】基板と、前記基板上に配置されたＭＥＭＳ素子と、前記ＭＥＭＳ素子を覆い、前記ＭＥＭＳ素子との間に空間を確保するケースと、前記基板と前記ケースとが接触又は近接する位置に前記ケースの上面の少なくとも一部を露出させて配置される封止材と、を含むことを特徴とするＭＥＭＳデバイスを提供する。また、ＭＥＭＳ素子を基板上に配置し、ケースにより前記ＭＥＭＳ素子を覆い、前記ＭＥＭＳ素子と前記ケースとの間に空間を確保し、前記基板と前記ケースとが接触又は近接する位置に、前記ケースの上面の少なくとも一部を露出させて封止材を形成することを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空構造を有してパッケージ化されたＭＥＭＳデバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器の小型軽量化、多機能化や高機能化が進み、実装される電子部品に高密度化が要求されている。このような要求に応じて各種電子部品が半導体デバイスとして製造されるものが増加している。また、回路素子として製造される半導体デバイス以外に、各種センサ等も半導体デバイスとして製造され、小型軽量化が図られている。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて小型ＭＥＭＳデバイスが実用化されている。
【０００３】
このようなＭＥＭＳデバイスのパッケージとして、従来、樹脂モールドパッケージが利用されている。樹脂モールドパッケージは、蓋付のＭＥＭＳチップをリードフレームあるいはケースに載置した後、樹脂で覆い、その後樹脂を硬化させる。一般に、樹脂としてエポキシ樹脂等が用いられる。このような樹脂モールドパッケージは、外部からの衝撃や水分からＭＥＭＳ素子を保護する。しかし、樹脂が硬化した際に発生する応力がＭＥＭＳデバイス躯体に影響を及ぼすことがあった。例えば、検出部に薄肉状の梁やダイアフラムを有するタイプのＭＥＭＳデバイスでは、樹脂による応力により検出精度が低下する問題があった。
【０００４】
そこで、従来のＭＥＭＳパッケージとして、パッケージ内部に中空構造を有するものがある。例えば、基板上に載置されたＭＥＭＳ素子の周囲の空間を確保するキャビティ確保部（プラスチックケース）によりＭＥＭＳ素子を覆った後、その上から樹脂を塗布してパッケージ化したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２６５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１により提案されたＭＥＭＳパッケージによると、ＭＥＭＳ素子を覆うケース全体を樹脂で覆うため、樹脂を塗布する際にケースに歪みが発生し、ＭＥＭＳ素子の性能に影響を与えてしまう可能性がある。また、高度な加工精度が要求され、製造工程が煩雑となり、製造コストが高くなる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することのできるＭＥＭＳデバイス及びＭＥＭＳデバイスの製造方法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】
【０００８】
本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、基板と、前記基板上に配置されたＭＥＭＳ素子と、前記ＭＥＭＳ素子を覆い、前記ＭＥＭＳ素子との間に空間を確保するケースと、前記基板と前記ケースとが接触又は近接する位置に前記ケースの上面の少なくとも一部を露出させて配置される封止材と、を含むことを特徴とする。このＭＥＭＳデバイスによれば、封止材でケースの上面を全て覆わずに、ケースの側面に封止材を配置して基板とケースとを固定させるため、ＭＥＭＳ素子に対する応力の影響を低減することができる。従って、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【０００９】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、前記ＭＥＭＳ素子の上部と前記ケースとの間には凸部材が配置され、前記凸部材により前記ＭＥＭＳ素子の上部の空間が確保されることを特徴とする。このＭＥＭＳデバイスによれば、凸部材をケースの内面に当接させる構造をとることにより、ケースの加工精度によらず、ＭＥＭＳ素子について一定の可動範囲を確保することができる。これにより、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【００１０】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、前記ＭＥＭＳ素子が、支持部及び前記支持部に対して変位する可動部を含み、前記ケースの内面は前記可動部の変位を規制することを特徴とする。このＭＥＭＳデバイスによれば、ケース内面がＭＥＭＳ素子の可動部の過度な変位を規制するため、ＭＥＭＳ素子の破損を防止することができる。また、可動部上に蓋部材を形成せずともケースの内面が蓋部材として機能することから、簡易な製造方法によりＭＥＭＳデバイスを製造することができる。さらに、蓋部材を含まないことからＭＥＭＳデバイスを低背化して小型化することも可能となる。
【００１１】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、前記凸部材は、フィラー含有樹脂であることを特徴とする。凸部材をフィラー含有樹脂とすることにより、凸部材の強度を高めることができるため、ＭＥＭＳデバイスの耐衝撃性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、前記封止材が、樹脂の発泡体であることを特徴とする。基板とケースとを樹脂の発泡体により固定させることにより、ケース内に水分が混入することを防ぎ、ＭＥＭＳデバイスの電極部分等が腐食することを防ぐことができる。また、耐衝撃性を高め、樹脂による応力の発生を抑えてＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【００１３】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、前記発泡体は、独立気泡構造であることを特徴とする。発泡体が独立気泡構造であることにより、より湿気や温度等の影響を受けにくく、耐衝撃性を向上させたＭＥＭＳデバイスを提供することができる。
【００１４】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、前記発泡体は、曲げ弾性率が０．１ＭＰａ以上５ＧＰａ以下のシリコーン樹脂材料を用いることを特徴とする。このＭＥＭＳデバイスによれば、樹脂による応力の発生を抑えてＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【００１５】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、ＭＥＭＳ素子を基板上に配置し、ケースにより前記ＭＥＭＳ素子を覆い、前記ＭＥＭＳ素子と前記ケースとの間に空間を確保し、前記基板と前記ケースとが接触又は近接する位置に、前記ケースの上面の少なくとも一部を露出させて封止材を形成することを特徴とする。この製造方法により製造されたＭＥＭＳデバイスによれば、封止材でケースの上面を全て覆わずに、ケースの側面に封止材を配置して基板とケースとを固定させるため、ＭＥＭＳ素子に対する応力の影響を低減することができる。従って、簡易な製造方法で、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することのできるＭＥＭＳデバイスを製造することができる。
【００１６】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記ＭＥＭＳ素子の上部と前記ケースとの間には凸部材が配置され、前記凸部材により前記ＭＥＭＳ素子の上部の空間が確保されることを特徴とする。この製造方法により製造されたＭＥＭＳデバイスによれば、凸部材をケースの内面に当接させる構造をとることにより、ケースの加工精度によらず、ＭＥＭＳ素子について一定の可動範囲を確保することができる。これにより、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【００１７】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記ＭＥＭＳ素子は、支持部及び前記支持部に対して変位する可動部を含み、前記ケースの内面は前記可動部の変位を規制することを特徴とする。この製造方法により製造されたＭＥＭＳデバイスによれば、ケース内面がＭＥＭＳ素子の可動部の過度な変位を規制し、破損を防止することができる。また、可動部上に蓋部材を形成せずともケースの内面が蓋部材として機能することから、簡易な製造方法でＭＥＭＳデバイスを製造することができる。さらに、蓋部材を含まないことからＭＥＭＳデバイスを低背化して小型化することも可能となる。
【００１８】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記凸部材は、フィラー含有樹脂であることを特徴とする。凸部材をフィラー含有樹脂とすることにより、凸部材の強度を高めることができるため、ＭＥＭＳデバイスの耐衝撃性を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記封止材は、樹脂の発泡体であることを特徴とする。基板とケースとを樹脂の発泡体により固定させることにより、ケース内に水分が混入することを防ぎ、ＭＥＭＳデバイスの電極部分等が腐食することを防ぐことができる。また、耐衝撃性を高め、樹脂による応力の発生を抑えてＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【００２０】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記発泡体は、独立気泡構造であることを特徴とする。発泡体が独立気泡構造であることにより、より湿気や温度等による影響を受けにくく、耐衝撃性を向上させたＭＥＭＳデバイスを提供することができる。
【００２１】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記発泡体は、曲げ弾性率が０．１ＭＧＰａ以上５ＧＰａ以下のシリコーン樹脂材料を用いることを特徴とする。このＭＥＭＳデバイスによれば、樹脂による応力の発生を抑えてＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を小さくすることのできるＭＥＭＳデバイス及びＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。
【図２】図１に示した本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスに含まれるＭＥＭＳ素子の一例を示す断面図である。
【図３】図２に示した本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳ素子の上面を示す平面図である。
【図４】図１に示した本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は、基板上に形成されたＭＥＭＳ素子を示す断面図、（ｂ）は、ＭＥＭＳ素子をケースにより覆う工程を説明するための断面図、（ｃ）は、基板とケースとを固定させる封止材の形成工程を説明するための断面図である。
【図５】図１に示した本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの他の例の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。
【図７】図６に示した本発明の第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は、基板上に形成されたＭＥＭＳ素子を示す断面図、（ｂ）は、ＭＥＭＳ素子を覆うケースの形成工程を説明するための断面図、（ｃ）は、基板とケースとを固定させる封止材の形成工程を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。
【図９】図８に示した本発明の第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は、基板上に形成されたＭＥＭＳ素子を示す断面図、（ｂ）は、ＭＥＭＳ素子上の蓋部材の上面に凸部材が配置された状態を示す断面図、（ｃ）は、凸部材を介して配置されるケースの形成工程を説明するための断面図、（ｄ）は、基板とケースとを固定させる封止材の形成工程を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの他の例の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明のＭＥＭＳデバイス及びその製造方法は、以下に示す実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態及び後述する実施例で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００２５】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの構成について図１を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。なお、図１（ａ）は、図１（ｂ）に示したＡ１−Ａ１´線の断面図である。
【００２６】
図１を参照すると、ＭＥＭＳデバイス１００は、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、配線１０５ａ、１０５ｂ、ケース１０６、及び封止材１０７を含む。
【００２７】
基板１０１は、配線を有する。基板１０１は、また、有機材料を含む基板であってもよい。図１においては、基板１０１を１つの層として図示しているが、多層構造のプリント配線基板であってもよい。例えば、３層構造のプリント配線基板であってもよい。３層構造である場合、基板１０１は、導電物質を含む配線層、絶縁物質を含む絶縁層、及び導電物質を含む配線層を有する。導電物質とは、金属などであり、例えば、銅、銀、金、ニッケル、パラジウムなどを用いることができる。絶縁物質には、絶縁性樹脂を用いる。例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネートなどを用いることができる。上記樹脂は、単体で用いられてもよく、２種類以上の樹脂を組み合わせて用いられてもよい。また、上記樹脂に、ガラス、タルク、シリカなどの無機フィラーを併用して用いてもよい。しかしこれに限定されず、基板１０１の層は３層以下であってもよく、３層以上であってもよい。
【００２８】
基板１０１上には制御ＩＣ１０２が配置され、制御ＩＣ１０２上にはＭＥＭＳ素子１０３が配置される。制御ＩＣ１０２は、ＭＥＭＳ素子１０３を制御するために用いられるが、ＭＥＭＳ素子１０３からの信号を増幅するなど、ＭＥＭＳ素子１０３から出力される信号を処理するものであってもよい。また、ＭＥＭＳ素子１０３から出力される信号の処理以外の処理を行うものであってもよい。図１に図示したように、基板１０１と制御ＩＣ１０２とは、配線１０５ｂにより電気的に接続される。また、制御ＩＣ１０２とＭＥＭＳ素子１０３とは、配線１０５ａにより電気的に接続される。なお、制御ＩＣ１０２とＭＥＭＳ素子１０３又は基板１０１とが金属バンプ等を介して接続されてもよく、この場合には、配線１０５ａ、１０５ｂを不要とすることができる。
【００２９】
ＭＥＭＳ素子１０３は、加速度センサ、角速度センサ、圧力センサ等の、静電、ピエゾ、圧電、流体等を検出方式とするＭＥＭＳセンサや、ＭＥＭＳミラー等を含み、ＭＥＭＳ素子全般を示すものである。なお、本願では、一例として、支持部と、支持部に対して変位する可動部とを含む力学量センサである場合を以下に説明する。この場合、ＭＥＭＳ素子１０３の可動部は外力に応じて変位し、可動部の変位が加速度あるいは角速度等を示す電気信号の変化として検出される。しかし、これに限定されず、他の多様なＭＥＭＳ素子が適用されてもよい。
【００３０】
図１に示したＭＥＭＳ素子１０３の構成例について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、ＭＥＭＳデバイス１００に含まれるＭＥＭＳ素子１０３の一例を示す断面図であり、図３は、図２に示したＭＥＭＳ素子１０３の上面を示す平面図である。なお、図２は、図３に示したＭＥＭＳデバイス１００のＡ２−Ａ２´線の断面図である。
【００３１】
図２を参照すると、ＭＥＭＳデバイス１００に含まれるＭＥＭＳデバイスは、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂを含む。また、図２に図示したように、ＭＥＭＳ素子１０３は、可動部１０３ａ、錘部１０３ｂ、及び支持部１０３ｃを含み、図３に図示したように、ピエゾ抵抗素子１２１を有する加速度センサであってもよい。
【００３２】
図２及び図３を参照して、ＭＥＭＳ素子１０３の動作を簡単に説明する。ＭＥＭＳ素子１０３に外力が加わると、ＭＥＭＳ素子１０３の錘部１０３ｂが変位し、この変位に伴って可動部１０３ａが撓む。可動部１０３ａが撓むと、可動部１０３ａに配置されたピエゾ抵抗素子１２１に力が加わり、ピエゾ抵抗素子１２１の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を検出して、ＭＥＭＳ素子１０３に加えられた外力、例えば、加速度の大きさ、方向などを検出する。ＭＥＭＳ素子１０３からの信号は、ピエゾ抵抗素子１２１に接続されている配線１２２に接続された外部接続端子１２０から配線１０５ａ、１０５ｂを通じて外部に伝達される。
【００３３】
ＭＥＭＳ素子１０３の上面には、支持部１０３ｃに固定され、可動部１０３ａと錘部１０３ｂとを覆う蓋部材１０４が配置されてもよい。蓋部材１０４は、ＭＥＭＳ素子１０３が可動部１０３ａの微小な変位を検出することから、ＭＥＭＳ素子１０３の上部を保護するために配置され、可動部１０３ａの上方向への過大な変位を制限し、破損を防止する。従って、蓋部材１０４にはある程度の強度が必要とされる。例えば、蓋部材１０４は、シリコン基板、セラミック基板、絶縁性樹脂基板、金属板等で形成されてもよい。また、図１に示すＭＥＭＳ素子１０３は可動部を基板１０１側に向けて配置することも可能である（フリップチップ配置）。この場合、ＭＥＭＳ素子１０３の基板１０１側面及び基板１０１の反対側面に蓋部材１０４が配置されるようにしてもよい。ＭＥＭＳ素子１０３は可動部を基板１０１側に向けて配置する場合、ＭＥＭＳ素子１０３と基板１０１又は制御ＩＣ１０２とを配線１０５ａ、１０５ｂで接続する代わりに、金属バンプ等を介して接続するようにしてもよい。
【００３４】
このように、基板１０１上に、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂが配置される。
【００３５】
以下、図１及び図４を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００の構成を、製造方法とともに説明する。図４は、図１に示したＭＥＭＳデバイスの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）に、基板上に形成されたＭＥＭＳ素子を示す断面図、（ｂ）に、ＭＥＭＳ素子をケースにより覆う工程を説明するための断面図、（ｃ）に、基板とケースとを固定させる封止材の形成工程を説明するための断面図を示す。
【００３６】
まず、図４（ａ）に図示したように、基板１０１上には、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂが配置される。次に、図４（ｂ）に図示したように、図４（ａ）に図示した制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂを覆って、基板１０１上には、ケース１０６が配置される。
【００３７】
ケース１０６は、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂが収納される中空な空間を有する枡状の形状を有する。ケース１０６は、図示したように、四角形の枡状の形状を有してもよいが、半球をくり抜いたような形状や、角が面取りされたラウンド形状を有するように形成してもよい。角部を有さないことにより、応力を分散させ、ケース１０６を破損し難い形状とすることができる。ケース１０６の内側の高さ（枡形状を有するケース１０６の内側の深さ）は、基板１０１から蓋部材１０４の上面までの高さに５０μｍ以下の値を加えた高さであることが望ましい。これよりもケース１０６の内側の高さが大きくなると、ケース１０６の内面と蓋部材１０４との間隙が大きくなり、ＭＥＭＳデバイス１００の高さが過大となり、低背化が困難となるからである。ケース１０６は、樹脂、金属、セラミック、シリコーン等の材料を用いて、モールド成形等により形成されてもよい。また、ケースが金属性であれば、金属絞り加工によりケースを成形してもよい。なお、ケース１０６に用いられる材料は、基板１０１に用いられる材料との熱膨張係数差が、±５ｐｐｍ以内であることが望ましい。これにより、熱応力によるクラック等の発生を防ぐことができる。ケース１０６は、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の接着剤等を用いて、基板１０１に固定されてもよい。
【００３８】
次に、図４（ｃ）に図示したように、基板１０１とケース１０６とが接触又は近接する位置１０６−１に、封止材１０７が配置される。封止材１０７は、ケース１０６の上面を全て覆わないものとする。なお、ケース１０６の上面とは、ケース１０６を基板１０１に配置した場合に、基板１０１を上下関係の基準にしたときのケース１０６の上の面である。ケース１０６の上面を封止材１０７で覆わないことにより、基板１０１とケース１０６とを固定しつつケース１０６に対する封止材１０７による応力を軽減することができ、ＭＥＭＳデバイス１００自体の軽量化も可能となる。また、封止材１０７は、ケース１０６と基板１０１とが接触又は近接する位置１０６−１を封止することにより、ケース１０６内部に外部から水分が混入することを防ぐ。これにより、封止材１０７は、配線１０５ａ、１０５ｂ等を含むＭＥＭＳデバイス１００の電極部分が腐食することを防ぐことができる。なお、封止材１０７には、一般的な樹脂材料を用いてもよい。また、封止材１０７は、ケース１０６と基板１０１とを固定するように配置されるものであれば、図１及び図４（ｃ）に図示した形状に限定されない。
【００３９】
封止材１０７は、ケース１０６内に外部から水分が混入することを防止するため、吸水性の低い樹脂材料を用いることが望ましく、基板１０１上に封止材１０７が配置されるので、封止材１０７は、絶縁性を有することが望ましい。吸水性の低い樹脂材料は、種々の材料の吸水率に基づいて考察すると次のようになる。吸水率の測定条件の一例として、温度８５°Ｃ、湿度８５％ＲＨの恒温室内で樹脂を保存し、その保存前と７２時間保存後の樹脂の質量変化を測定し、樹脂の質量に占める割合から求めることができる。この測定条件を用いて、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂の各吸水率を測定すると、シリコーン系樹脂の吸水率は０．０２％、アクリル系樹脂の吸水率は０．６８％、エポキシ系樹脂の吸水率は１．０％、ポリイミド系樹脂の吸水率は０．１２％、ウレタン系樹脂の吸水率は０．６％であった。したがって、封止材１０７としては、シリコーン系樹脂を選択することが望ましい。
【００４０】
このような樹脂を用いた封止材１０７として、曲げ弾性率は、０．１ＭＧＰａ以上５ＧＰａ以下であることが望ましい。なお、曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ６９１１規格に基づいて測定したものとする。曲げ弾性率が５ＧＰａ以下の樹脂材料であれば、発泡体１０６が硬化収縮する際の応力の発生を抑え、蓋部材１０４に反りが発生すること等を防止することができる。しかし、曲げ弾性率が０．１ＭＰａ未満である場合には、吸水性が大きくなり、電極パッド等の酸化防止効果が低下する虞がある。また、流動性が高まることにより、耐衝撃性や強度の面において、発泡体の効果が低下する虞がある。従って、曲げ弾性率が、０．１ＭＰａ以上５ＧＰａ以下の樹脂を選択することが望ましい。
【００４１】
また、封止材１０７は、樹脂を発泡させた発泡体であってもよい。例えば、熱処理により発泡させた樹脂の発泡体であってもよく、他の多様な発泡方法により形成されたものであってもよい。
【００４２】
封止材１０７を発泡体とする場合には、発泡体は独立気泡構造、連続気泡構造のいずれであってもよいが、ＭＥＭＳデバイス１００内に水分が混入することを防ぐため、独立気泡構造とすることが好ましい。独立気泡構造の封止材１０７によれば、樹脂の応力を気泡により分散させることもでき、衝撃吸収材として耐衝撃性を向上させることもできる。また、独立気泡構造であることにより、断熱効果が期待でき、温度によるＭＥＭＳデバイス特性への影響も低減させることができる。
【００４３】
封止材１０７が発泡体である場合には、気泡密度は、１０７個／ｃｍ３以上１０１０個／ｃｍ３以下であることが望ましい。気泡密度が、１０７個／ｃｍ３より小さいと、ひずみを吸収し難くなり、また気泡密度が１０１０個／ｃｍ３より大きいと、強度が不足する虞があるからである。なお、気泡密度は、封止材１０７の破断面を走査型電子顕微鏡により観察して算出したものである。また、封止材１０７の硬度としては、アスカーＣ硬度計で測定したとき、アスカーＣ硬度で５以上３０以下であることが望ましい。アスカーＣ硬度が５より小さいと、変形し易く強度不足となり、またアスカーＣ硬度が３０より大きいと、応力が大きくなる虞があるからである。
【００４４】
以上のように、第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００は、上述したケース１０６及び封止材１０７により基板１０１上のＭＥＭＳ素子１０３を封止することにより形成される。
【００４５】
なお、複数のＭＥＭＳ素子１０３が基板１０１上に配置される場合には、ケース１０６及び封止材１０７によりＭＥＭＳ素子１０３を封止した後、ダイシングブレード等により切断して個片化される。これにより、図１に示したＭＥＭＳデバイス１００が形成される。
【００４６】
上述したＭＥＭＳデバイス１００によれば、ケース１０６により基板１０１上の制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂを覆った後、樹脂を用いた封止材１０７でケース１０６と基板１０１とを固定することにより、ＭＥＭＳ素子１０３に対して生じる応力を低減することができる。これにより、ＭＥＭＳ素子１０３の検出精度に及ぼす影響を小さくすることができる。また、基板１０１とケース１０６とが接触又は近接する位置１０６−１を封止材１０７で封止するため、ケース１０６内に水分が混入することを防ぐことができる。さらに、封止材１０７に樹脂の発泡体を用いた場合には、封止材１０７が衝撃吸収材として機能するため、ＭＥＭＳ素子の耐衝撃性を向上させる効果を期待でき、外部環境の温度や湿度の影響を受けにくく、厳しい環境下であっても安定した動作を実現できるという効果を期待できる。また、ケース１０６は、封止材１０７を用いて基板１０１に固定されるので、ケース１０６により基板１０１上の制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂを覆ったときにケース１０６と基板１０１との間に多少の隙間があってもよい。したがって、ケース１０６の加工に高精度は要求されない。このように、本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００によれば、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子１０３の特性への影響を小さくすることができる。
【００４７】
また、第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００の構成は、図１に示したものに限定されず、例えば、図５に示した構成であってもよい。
【００４８】
図５は、図１に示したＭＥＭＳデバイス１００の他の例の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。なお、図５（ａ）は、図５（ｂ）に示したＡ３−Ａ３´線の断面図である。
【００４９】
図５に図示したＭＥＭＳデバイス１１０は、図１に示す例と同様、基板１１１、制御ＩＣ１１２、ＭＥＭＳ素子１１３、蓋部材１１４、配線１１５ａ、１１５ｂ、ケース１１６、及び封止材１１７を含む。図５に示すＭＥＭＳデバイス１１０は、基板１１１に制御ＩＣ１１２とＭＥＭＳ素子１１３とが横に並んで配置されている点において、図１に示すＭＥＭＳデバイス１００と構成が異なる。図５に示すように、基板１１１と制御ＩＣ１１２とは、配線１１５ｂにより電気的に接続される。また、制御ＩＣ１１２とＭＥＭＳ素子１１３とは、配線１１５ａにより電気的に接続される。なお、本実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１１０において、基板１１１と制御ＩＣ１１２との配置の仕方は図５に示す形態に限定されるわけではなく、如何なる配置形態を採用してもよい。図１に示すＭＥＭＳ素子１０３と同様に、図５に示すＭＥＭＳ素子１１３についても、可動部を基板１１１側に向けて配置することも可能である。
【００５０】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの構成について図６及び図７を参照して説明する。
【００５１】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス２００の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。なお、図６（ａ）は、図６（ｂ）に示したＢ１−Ｂ１´線の断面図である。
図７は、図６に示したＭＥＭＳデバイス２００の製造方法を説明するための断面図を示し、（ａ）に、基板上に形成されたＭＥＭＳ素子を示す断面図、（ｂ）に、ＭＥＭＳ素子を覆うケースの形成工程を説明するための断面図、（ｃ）に、基板とケースとを固定させる封止材の形成工程を説明するための断面図を示す。
【００５２】
図６を参照すると、ＭＥＭＳデバイス２００は、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、配線１０５ａ、１０５ｂ、ケース２０６、及び封止材２０７を含む。図６に図示されたように、第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス２００は、ＭＥＭＳ素子１０３上に配置される蓋部材１０４を含まない点において、第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００と構成が異なる。従って、以下、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、及び配線１０５ａ、１０５ｂについては、第１の実施の形態で説明した構成と同様であるため、説明については省略する。
【００５３】
なお、第２の実施の形態に係るケース２０６は、第１の実施の形態に係るケース１０６と同様の形状を有し、同様の材料を用いて形成されてもよい。また、第２の実施の形態に係るケース２０６は、第１の実施の形態に係るケース１０６とは異なり、ＭＥＭＳ素子１０１が蓋部材１０４を上部に有さないことから、ケース２０６を蓋部材１０４と同様に機能させる必要がある。このため、ケース２０６の内側の高さは、基板１０１からＭＥＭＳ素子１０３の上面までの高さに５０μｍ以下の値を加えた高さとし、ケース２０６をＭＥＭＳ素子１０３の過度な変位を制限するストッパとして機能させることが望ましい。このように、第２の実施の形態に係るケース２０６は、ＭＥＭＳデバイス２００が蓋部材１０４を含まないことから、第１の実施の形態に係るケース１０６と比較して低背化することができるため、ＭＥＭＳデバイス２００自体を小型化することも可能となる。
【００５４】
以下、ＭＥＭＳデバイス２００の製造方法について説明する。まず、図７（ａ）に図示したように、基板１０１上には、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、及び配線１０５ａ、１０５ｂが配置される。次に、図７（ｂ）に図示したように、ＭＥＭＳ素子１０３及び制御ＩＣ１０２を覆って、基板１０１上にはケース２０６が配置される。
【００５５】
次に、図７（ｃ）に図示したように、基板１０１とケース２０６とが接触又は近接する位置２０７−１に、封止材２０７が配置される。封止材２０７は、第１の実施の形態に係る封止材１０６と同様の材料を用いて形成されてもよく、封止材１０７と同様にケース１０６の上面を覆わないことが望ましい。また、封止材２０７の形状は、図１及び図５に図示した封止材１０７、１１７の形状と異なり、図６及び図７（ｃ）に図示したように、ケース２０６の高さよりも低い位置に封止材２０７が形成されてもよい。なお、封止材２０７は、基板１０１とケース２０６とが接触又は近接する位置２０７−１を封止するものであればよい。
【００５６】
以上のように、第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス２００が形成される。このような構成を有するＭＥＭＳデバイス２００によれば、ケース２０６によりＭＥＭＳ素子１０３を覆った後、樹脂を用いた封止材２０７でケース２０６と基板１０１とを固定するので、ＭＥＭＳ素子１０３に対して生じる応力を低減することができる。また、ケース２０６の上面に封止材２０７が配置されないことからケース２０６の上面を歪ませることなく、ＭＥＭＳ素子１０３の可動部の可動範囲をほぼ一定に確保することができる。これにより、ＭＥＭＳ素子１０３の検出精度に及ぼす影響を小さくすることができる。また、第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００と比較して、ＭＥＭＳ素子１０３上に蓋部材１０４を配置せずとも、ケース２０６を蓋部材１０４として機能させることができるため、製造工程を簡略化でき、且つケース２０６を低背化することができるため、ＭＥＭＳデバイス２００を小型化することも可能となる。このように、本発明の第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス２００によれば、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子１０３の特性への影響を小さくすることができる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの構成について図８及び図９を参照して説明する。
【００５８】
図８は本発明の第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイス３００の断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイス３００の上面図である。なお、図８（ａ）は、図８（ｂ）に示したＣ１−Ｃ１´線の断面図である。図９は、図８に示したＭＥＭＳデバイス３００の製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）に、基板上に形成されたＭＥＭＳ素子を示す断面図、（ｂ）に、ＭＥＭＳ素子上の蓋部材の上面に凸部材が配置された状態を示す断面図、（ｃ）に、凸部材を介して配置されるケースの形成工程を説明するための断面図、（ｄ）に、基板とケースとを固定させる封止材の形成工程を説明するための断面図を示す。
【００５９】
図８を参照すると、ＭＥＭＳデバイス３００は、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、配線１０５ａ、１０５ｂ、ケース３０６、封止材３０７、及び凸部材３０８を含む。第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００は、基板１０１上に形成された制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂについては、図１に図示された第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００と同様の構成を有する。従って、以下、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂについては、第１の実施の形態で説明した構成と同様であるため、説明については省略する。
【００６０】
以下、ＭＥＭＳデバイス３００の製造方法について説明する。まず、図９（ａ）に図示したように、基板１０１上には、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂが配置される。
【００６１】
次に、図９（ｂ）に図示したように、蓋部材１０４の上面には、凸部材３０８が配置される。ここで、凸部材３０８は、蓋部材１０４の上部とケース３０６との間の空間を確保するために配置されるものである。凸部材３０８は、樹脂、金属、セラミック、シリコーン等を材料として、一般的な印刷方法やディスペンサ等を用いて蓋部材１０４上に塗布して硬化させ、凸状に形成される。凸部材３０８は、例えば、蓋部材１０４の上面の４隅に凸状に形成されてもよく、上面の縁部に沿って形成されてもよい。なお、凸部材３０８は、後述する工程において凸部材３０８上に形成されるケース３０６と蓋部材１０４とを接合し、蓋部材１０４の上部とケース３０６の内側との間の空間を安定して維持できるものであれば、上述した形状に限定されない。また、凸部材３０８の高さについても、仕様に応じて、蓋部材１０４の上部とケース３０６の内側との間の空間を維持可能な値に設定すればよく、例えば５μｍ以上５０μｍ以下とすればよい。また、凸部材３０８に用いられる材料は、蓋部材１０４及びケース３０６に用いられる材料との熱膨張係数差が±５ｐｐｍ以内であることが望ましい。これにより、クラック等を生じさせずに、ケース３０６と蓋部材１０４とを、凸部材３０８を介して固定させることが容易になる。なお、凸部材３０８の材料として樹脂を用いる場合には、樹脂中に無機フィラーやビーズを含めてもよい。これにより、凸部材３０８の高さの調整が容易となり、凸部材３０８の強度を強化させることができる。また、凸部材３０８は、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の接着剤等を用いて蓋部材１０４に接着されてもよい。
【００６２】
次に、図９（ｃ）に図示したように、蓋部材１０４上に形成された凸部材３０８上に、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、及び蓋部材１０４を覆い、基板１０１上から距離ｄだけ離隔されたケース３０６が配置される。ケース３０６は、第１の実施の形態に係るケース１０６と同様の形状を有し、同様の材料を用いて形成されてもよい。また、ケース３０６は、ポリイミド系樹脂やエポキシ系樹脂等の接着剤等を用いて凸部材３０８に接着されてもよい。なお、基板１０１とケース３０６との距離ｄは、５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。このように、基板１０１とケース３０６とが距離ｄだけ離隔して配置されることから、蓋部材１０４の上面からケース３０６の内面までの空間を維持するにあたり、ケース３０６の加工精度によらず、ケース３０６の内面に当接させる凸部材３０８の高さを調整することにより可能となる。
【００６３】
次に、図９（ｄ）に図示したように、基板１０１とケース３０６とが近接する位置３０７−１に、封止材３０７が配置される。封止材３０７は、基板１０１とケース３０６とが距離ｄだけ離隔した隙間を充填し、基板１０１とケース３０６とを固定するように配置される。なお、封止材３０７は、第１の実施の形態に係る封止材１０６と同様の材料を用いて形成されてもよく、封止材１０７と同様にケース３０６の上面を覆わないものとする。また、封止材３０７は、図８及び図９（ｄ）に図示した形状に限定されず、基板１０１とケース２０６とが接触又は近接する位置３０７−１を封止するものであればよい。
【００６４】
以上のように、第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００が形成される。このような構成を有するＭＥＭＳデバイス３００によれば、ケース３０６により制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂを覆った後、樹脂を用いた封止材３０７でケース３０６と基板１０１とを固定することにより、ＭＥＭＳ素子１０３に対して生じる応力を低減することができる。また、ケース３０６の加工精度によらず、ケース３０６の内面に当接させる凸部材３０８の高さを調整することで、蓋部材１０４の上部とケース３０６の内側との間の空間を維持することが可能となる。従って、本発明の第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００によれば、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子１０３の特性への影響を小さくすることができる。
【００６５】
また、第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００の構成は、図８に示したものに限定されず、例えば、図１０に示した構成であってもよい。
【００６６】
図１０は、図８に示したＭＥＭＳデバイス３００の他の例の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。なお、図８（ａ）は、図８（ｂ）に示したＣ２−Ｃ２´線の断面図である。
【００６７】
図１０に図示したＭＥＭＳデバイス３１０は、図８に示す例と同様、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、配線１０５ａ、１０５ｂ、ケース３０６、及び封止材３０７を含む。ただし、図１０に示すＭＥＭＳデバイス３１０は、蓋部材１０４の上面とケース３０６の内面とを接触させて凸部材３０８を含まない点において、図８に図示したＭＥＭＳデバイス３００と構成が異なる。図１０に図示したＭＥＭＳデバイス３１０は、蓋部材１０４にＭＥＭＳ素子１０３の可動部の一定の可動範囲を確保させることにより、ＭＥＭＳ素子１０３の検出精度に及ぼす影響を小さくすることができる。また、ＭＥＭＳデバイス３１０によれば、蓋部材１０４の上面に凸部材３０８を形成しないことにより、図８に図示したＭＥＭＳデバイス３００と比較して、製造工程を簡略化し、ＭＥＭＳデバイス３１０を低背化して小型化することも可能となる。
【００６８】
（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス４００の構成について図１１を参照して説明する。
【００６９】
図１１は、本発明の第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス４００の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。なお、図１１（ａ）は、図１１（ｂ）に示したＣ３−Ｃ３´線の断面図である。
【００７０】
図１１を参照すると、ＭＥＭＳデバイス４００は、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、配線１０５ａ、１０５ｂ、ケース４０６、封止材４０７、及び凸部材４０８を含む。図１１に図示されたように、第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス４００は、ＭＥＭＳ素子１０３上に配置される蓋部材１０４を含まない点において、第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００と構成が異なる。従って、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、及び配線１０５ａ、１０５ｂについては、第３の実施の形態で説明した構成と同様であるため、説明については省略する。また、ケース４０６、封止材４０７、及び凸部材４０８については、第３の実施の形態で説明した構成と同様の材料及び製造方法を用いて形成されてもよい。このため、ケース４０６、封止材４０７、及び凸部材４０８について、第３の実施の形態と同様の構成を有する点については、説明を省略する。
【００７１】
なお、図１１に図示したように、第４の実施の形態に係る凸部材４０８は、第３の実施の形態に係る凸部材３０８とは異なり、ＭＥＭＳ素子１０３の支持部上に配置され、ＭＥＭＳ素子１０３の上部とケース４０６との間の空間を確保する。ここで、ケース４０６の内側の高さを、基板１０１からＭＥＭＳ素子１０３の上面までの高さに５０μｍ以下の値を加えた高さとしてもよい。これにより、ケース４０６をＭＥＭＳ素子１０３の過度な変位を制限するストッパとして機能させることができる。なお、凸部材４０８の高さは、可動部の変位を規制できる値に設定すればよく、例えば５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。また、第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００と比較すると、第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス４００は、蓋部材１０４を含まないことから低背化することができるため、ＭＥＭＳデバイス４００自体を小型化することも可能となる。
【００７２】
従って、図１１に図示されたＭＥＭＳデバイス４００によれば、第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００と比較して、ＭＥＭＳ素子１０３上に蓋部材１０４を配置せずとも、ケース４０６を蓋部材１０４として機能させることができるため、ケース４０６によりＭＥＭＳ素子１０３の可動部の一定の可動範囲を確保させることが可能となり、製造工程を簡略化できる。従って、本発明の第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス４００によれば、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子１０３の特性への影響を小さくすることができる。
【００７３】
以下、第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス２００の実施例及び比較例について説明する。
【００７４】
（実施例１）
エポキシ樹脂からなるプリント基板（５０ｍｍ×２００ｍｍ×０．２ｍｍ）に、３．５ｍｍ角のチップ面積で電極パターンを配置加工した両面配線基板１０１を用意した。
【００７５】
制御ＩＣ１０２（1．９ｍｍ×１．９ｍｍ、０．１ｍｍｔ）をシリコーン系のダイアタッチ剤、ＸＥ１３−Ｃ２４７６（東芝モメンティブ製）を用いて、基板１０１上にダイアタッチし、さらにその上にＭＥＭＳ素子１０３として加速度センサチップ（１．４ｍｍ×１．２ｍｍ×０．６ｍｍ）を積層ダイアタッチした。
【００７６】
制御ＩＣ１０２と基板１０１とを、ＭＥＭＳ素子１０３と制御ＩＣ１０２とを、それぞれ２５μｍの金ワイヤでワイヤボンディングを行い、結線した。
【００７７】
エポキシモールド材としてＣＥＬ−９７５０ＺＨＦ１０（日立化成製）をカプセルの金型（内形２．３ｍｍ×２．３ｍｍ×０．７ｍｍｔ、外形２．８ｍｍ×２．８ｍｍ×０．８ｍｍｔ）にトランスファーモールド成型し、ケース２０６を作製した。
【００７８】
ケース２０６をダイボンディング、ワイヤボンディング済みの基板１０１に、接着材としてヘンケル製ＱＭＩ５３８を用いて貼り合わせ、１５０℃、１時間で硬化した。
【００７９】
ケース２０６と基板１０１とが接触又は近接する位置に、ケース２０６と基板１０１との隙間を充填し、ケース２０６と基板１０１とを固定させるように、封止材２０７として液状ポッティング材のＣＶ５４０１Ａ（パナソニック電工製）をディスペンサで塗布し、熱処理として１５０℃、１時間、熱硬化を行った。
【００８０】
ダイシングブレードにより切断して個片化し、ＭＥＭＳデバイス２００を得た。
【００８１】
このＭＥＭＳデバイス２００の２５℃でのオフセット電圧を調べたところ、−５ｍＶ〜＋５ｍＶの範囲に収まっていた。また、オフセット電圧の−３０℃〜８５℃の温度依存性を調べたところ、−２ｍＶから＋２ｍＶに収まっていた。
【００８２】
（実施例２）
実施例１と同様の工程で、ケース２０６を、シリコンのＤＲＩＥ加工により作製し、ＭＥＭＳデバイス２００を得た。その他の構成は、実施例１と同じである。
【００８３】
このＭＥＭＳデバイス２００の２５℃でのオフセット電圧を調べたところ、−５ｍＶ〜+５ｍＶの範囲に収まっていた。また、オフセット電圧の−３０℃〜８５℃の温度依存性を調べたところ、−２ｍＶから＋２ｍＶに収まっていた。
【００８４】
（実施例３）
実施例１と同様の工程で、ケース２０６を、メタルの絞り加工で作製し、ＭＥＭＳデバイス２００を得た。その他の構成は、実施例１と同じである。
【００８５】
このＭＥＭＳデバイス２００の２５℃でのオフセット電圧を調べたところ、−５ｍＶ〜+５ｍＶの範囲に収まっていた。また、オフセット電圧の−３０℃〜８５℃の温度依存性を調べたところ、−２ｍＶから＋２ｍＶに収まっていた。
【００８６】
（比較例１）
実施例１乃至３と異なり、ケースを形成せず、液状ポッティング材のみで基板上のＭＥＭＳ素子及び制御ＩＣを封止する成型加工を行った。その他は、実施例１乃至３と同じ構成である。液状ポッティング材のＣＶ５４０１Ａ（パナソニック電工製）をディスペンサで塗布し、熱処理１５０℃、１時間、熱硬化を行った。硬化後ダイシングブレードにて、切断して個片化し、加速度センサパッケージであるＭＥＭＳデバイスを得た。
【００８７】
しかしながら、この加速度センサパッケージの２５℃でのオフセット電圧を調べたところ、−５ｍＶ〜＋５ｍＶの範囲を外れてしまった。
【００８８】
以上の実施例と比較例とによれば、応力の影響が大きくなると、ＭＥＭＳ素子のオフセット電圧も大きくなることがわかる。従って、本発明に係るＭＥＭＳデバイスによれば、ケースによりＭＥＭＳ素子を覆った後、樹脂を用いた封止材でケースと基板とを固定することにより、ＭＥＭＳ素子に対して生じる応力を低減することができることがわかる。よって、本発明によれば、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を小さくすることができる。
【００８９】
以上のように、本発明の第１乃至第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスによれば、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を小さくすることのできるＭＥＭＳデバイス及びＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１００…ＭＥＭＳデバイス、１０１…基板、１０２…制御ＩＣ、１０３…ＭＥＭＳ素子、１０４…蓋部材、１０５ａ、１０５ｂ…配線、１０６…ケース、１０７…封止材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空構造を有してパッケージ化されたＭＥＭＳデバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器の小型軽量化、多機能化や高機能化が進み、実装される電子部品に高密度化が要求されている。このような要求に応じて各種電子部品が半導体デバイスとして製造されるものが増加している。また、回路素子として製造される半導体デバイス以外に、各種センサ等も半導体デバイスとして製造され、小型軽量化が図られている。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて小型ＭＥＭＳデバイスが実用化されている。
【０００３】
このようなＭＥＭＳデバイスのパッケージとして、従来、樹脂モールドパッケージが利用されている。樹脂モールドパッケージは、蓋付のＭＥＭＳチップをリードフレームあるいはケースに載置した後、樹脂で覆い、その後樹脂を硬化させる。一般に、樹脂としてエポキシ樹脂等が用いられる。このような樹脂モールドパッケージは、外部からの衝撃や水分からＭＥＭＳ素子を保護する。しかし、樹脂が硬化した際に発生する応力がＭＥＭＳデバイス躯体に影響を及ぼすことがあった。例えば、検出部に薄肉状の梁やダイアフラムを有するタイプのＭＥＭＳデバイスでは、樹脂による応力により検出精度が低下する問題があった。
【０００４】
そこで、従来のＭＥＭＳパッケージとして、パッケージ内部に中空構造を有するものがある。例えば、基板上に載置されたＭＥＭＳ素子の周囲の空間を確保するキャビティ確保部（プラスチックケース）によりＭＥＭＳ素子を覆った後、その上から樹脂を塗布してパッケージ化したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２６５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１により提案されたＭＥＭＳパッケージによると、ＭＥＭＳ素子を覆うケース全体を樹脂で覆うため、樹脂を塗布する際にケースに歪みが発生し、ＭＥＭＳ素子の性能に影響を与えてしまう可能性がある。また、高度な加工精度が要求され、製造工程が煩雑となり、製造コストが高くなる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することのできるＭＥＭＳデバイス及びＭＥＭＳデバイスの製造方法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】
【０００８】
本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、基板と、前記基板上に配置されたＭＥＭＳ素子と、前記ＭＥＭＳ素子を覆い、前記ＭＥＭＳ素子との間に空間を確保するケースと、前記基板と前記ケースとが接触又は近接する位置に前記ケースの上面の少なくとも一部を露出させて配置される封止材と、を含むことを特徴とする。このＭＥＭＳデバイスによれば、封止材でケースの上面を全て覆わずに、ケースの側面に封止材を配置して基板とケースとを固定させるため、ＭＥＭＳ素子に対する応力の影響を低減することができる。従って、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【０００９】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、前記ＭＥＭＳ素子の上部と前記ケースとの間には凸部材が配置され、前記凸部材により前記ＭＥＭＳ素子の上部の空間が確保されることを特徴とする。このＭＥＭＳデバイスによれば、凸部材をケースの内面に当接させる構造をとることにより、ケースの加工精度によらず、ＭＥＭＳ素子について一定の可動範囲を確保することができる。これにより、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【００１０】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、前記ＭＥＭＳ素子が、支持部及び前記支持部に対して変位する可動部を含み、前記ケースの内面は前記可動部の変位を規制することを特徴とする。このＭＥＭＳデバイスによれば、ケース内面がＭＥＭＳ素子の可動部の過度な変位を規制するため、ＭＥＭＳ素子の破損を防止することができる。また、可動部上に蓋部材を形成せずともケースの内面が蓋部材として機能することから、簡易な製造方法によりＭＥＭＳデバイスを製造することができる。さらに、蓋部材を含まないことからＭＥＭＳデバイスを低背化して小型化することも可能となる。
【００１１】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、前記凸部材は、フィラー含有樹脂であることを特徴とする。凸部材をフィラー含有樹脂とすることにより、凸部材の強度を高めることができるため、ＭＥＭＳデバイスの耐衝撃性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、前記封止材が、樹脂の発泡体であることを特徴とする。基板とケースとを樹脂の発泡体により固定させることにより、ケース内に水分が混入することを防ぎ、ＭＥＭＳデバイスの電極部分等が腐食することを防ぐことができる。また、耐衝撃性を高め、樹脂による応力の発生を抑えてＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【００１３】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、前記発泡体は、独立気泡構造であることを特徴とする。発泡体が独立気泡構造であることにより、より湿気や温度等の影響を受けにくく、耐衝撃性を向上させたＭＥＭＳデバイスを提供することができる。
【００１４】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスは、前記発泡体は、曲げ弾性率が０．１ＭＰａ以上５ＧＰａ以下のシリコーン樹脂材料を用いることを特徴とする。このＭＥＭＳデバイスによれば、樹脂による応力の発生を抑えてＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【００１５】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、ＭＥＭＳ素子を基板上に配置し、ケースにより前記ＭＥＭＳ素子を覆い、前記ＭＥＭＳ素子と前記ケースとの間に空間を確保し、前記基板と前記ケースとが接触又は近接する位置に、前記ケースの上面の少なくとも一部を露出させて封止材を形成することを特徴とする。この製造方法により製造されたＭＥＭＳデバイスによれば、封止材でケースの上面を全て覆わずに、ケースの側面に封止材を配置して基板とケースとを固定させるため、ＭＥＭＳ素子に対する応力の影響を低減することができる。従って、簡易な製造方法で、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することのできるＭＥＭＳデバイスを製造することができる。
【００１６】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記ＭＥＭＳ素子の上部と前記ケースとの間には凸部材が配置され、前記凸部材により前記ＭＥＭＳ素子の上部の空間が確保されることを特徴とする。この製造方法により製造されたＭＥＭＳデバイスによれば、凸部材をケースの内面に当接させる構造をとることにより、ケースの加工精度によらず、ＭＥＭＳ素子について一定の可動範囲を確保することができる。これにより、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【００１７】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記ＭＥＭＳ素子は、支持部及び前記支持部に対して変位する可動部を含み、前記ケースの内面は前記可動部の変位を規制することを特徴とする。この製造方法により製造されたＭＥＭＳデバイスによれば、ケース内面がＭＥＭＳ素子の可動部の過度な変位を規制し、破損を防止することができる。また、可動部上に蓋部材を形成せずともケースの内面が蓋部材として機能することから、簡易な製造方法でＭＥＭＳデバイスを製造することができる。さらに、蓋部材を含まないことからＭＥＭＳデバイスを低背化して小型化することも可能となる。
【００１８】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記凸部材は、フィラー含有樹脂であることを特徴とする。凸部材をフィラー含有樹脂とすることにより、凸部材の強度を高めることができるため、ＭＥＭＳデバイスの耐衝撃性を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記封止材は、樹脂の発泡体であることを特徴とする。基板とケースとを樹脂の発泡体により固定させることにより、ケース内に水分が混入することを防ぎ、ＭＥＭＳデバイスの電極部分等が腐食することを防ぐことができる。また、耐衝撃性を高め、樹脂による応力の発生を抑えてＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【００２０】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記発泡体は、独立気泡構造であることを特徴とする。発泡体が独立気泡構造であることにより、より湿気や温度等による影響を受けにくく、耐衝撃性を向上させたＭＥＭＳデバイスを提供することができる。
【００２１】
また、本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記発泡体は、曲げ弾性率が０．１ＭＧＰａ以上５ＧＰａ以下のシリコーン樹脂材料を用いることを特徴とする。このＭＥＭＳデバイスによれば、樹脂による応力の発生を抑えてＭＥＭＳ素子の特性への影響を低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を小さくすることのできるＭＥＭＳデバイス及びＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。
【図２】図１に示した本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスに含まれるＭＥＭＳ素子の一例を示す断面図である。
【図３】図２に示した本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳ素子の上面を示す平面図である。
【図４】図１に示した本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は、基板上に形成されたＭＥＭＳ素子を示す断面図、（ｂ）は、ＭＥＭＳ素子をケースにより覆う工程を説明するための断面図、（ｃ）は、基板とケースとを固定させる封止材の形成工程を説明するための断面図である。
【図５】図１に示した本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの他の例の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。
【図７】図６に示した本発明の第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は、基板上に形成されたＭＥＭＳ素子を示す断面図、（ｂ）は、ＭＥＭＳ素子を覆うケースの形成工程を説明するための断面図、（ｃ）は、基板とケースとを固定させる封止材の形成工程を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。
【図９】図８に示した本発明の第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は、基板上に形成されたＭＥＭＳ素子を示す断面図、（ｂ）は、ＭＥＭＳ素子上の蓋部材の上面に凸部材が配置された状態を示す断面図、（ｃ）は、凸部材を介して配置されるケースの形成工程を説明するための断面図、（ｄ）は、基板とケースとを固定させる封止材の形成工程を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの他の例の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明のＭＥＭＳデバイス及びその製造方法は、以下に示す実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態及び後述する実施例で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００２５】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの構成について図１を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。なお、図１（ａ）は、図１（ｂ）に示したＡ１−Ａ１´線の断面図である。
【００２６】
図１を参照すると、ＭＥＭＳデバイス１００は、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、配線１０５ａ、１０５ｂ、ケース１０６、及び封止材１０７を含む。
【００２７】
基板１０１は、配線を有する。基板１０１は、また、有機材料を含む基板であってもよい。図１においては、基板１０１を１つの層として図示しているが、多層構造のプリント配線基板であってもよい。例えば、３層構造のプリント配線基板であってもよい。３層構造である場合、基板１０１は、導電物質を含む配線層、絶縁物質を含む絶縁層、及び導電物質を含む配線層を有する。導電物質とは、金属などであり、例えば、銅、銀、金、ニッケル、パラジウムなどを用いることができる。絶縁物質には、絶縁性樹脂を用いる。例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネートなどを用いることができる。上記樹脂は、単体で用いられてもよく、２種類以上の樹脂を組み合わせて用いられてもよい。また、上記樹脂に、ガラス、タルク、シリカなどの無機フィラーを併用して用いてもよい。しかしこれに限定されず、基板１０１の層は３層以下であってもよく、３層以上であってもよい。
【００２８】
基板１０１上には制御ＩＣ１０２が配置され、制御ＩＣ１０２上にはＭＥＭＳ素子１０３が配置される。制御ＩＣ１０２は、ＭＥＭＳ素子１０３を制御するために用いられるが、ＭＥＭＳ素子１０３からの信号を増幅するなど、ＭＥＭＳ素子１０３から出力される信号を処理するものであってもよい。また、ＭＥＭＳ素子１０３から出力される信号の処理以外の処理を行うものであってもよい。図１に図示したように、基板１０１と制御ＩＣ１０２とは、配線１０５ｂにより電気的に接続される。また、制御ＩＣ１０２とＭＥＭＳ素子１０３とは、配線１０５ａにより電気的に接続される。なお、制御ＩＣ１０２とＭＥＭＳ素子１０３又は基板１０１とが金属バンプ等を介して接続されてもよく、この場合には、配線１０５ａ、１０５ｂを不要とすることができる。
【００２９】
ＭＥＭＳ素子１０３は、加速度センサ、角速度センサ、圧力センサ等の、静電、ピエゾ、圧電、流体等を検出方式とするＭＥＭＳセンサや、ＭＥＭＳミラー等を含み、ＭＥＭＳ素子全般を示すものである。なお、本願では、一例として、支持部と、支持部に対して変位する可動部とを含む力学量センサである場合を以下に説明する。この場合、ＭＥＭＳ素子１０３の可動部は外力に応じて変位し、可動部の変位が加速度あるいは角速度等を示す電気信号の変化として検出される。しかし、これに限定されず、他の多様なＭＥＭＳ素子が適用されてもよい。
【００３０】
図１に示したＭＥＭＳ素子１０３の構成例について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、ＭＥＭＳデバイス１００に含まれるＭＥＭＳ素子１０３の一例を示す断面図であり、図３は、図２に示したＭＥＭＳ素子１０３の上面を示す平面図である。なお、図２は、図３に示したＭＥＭＳデバイス１００のＡ２−Ａ２´線の断面図である。
【００３１】
図２を参照すると、ＭＥＭＳデバイス１００に含まれるＭＥＭＳデバイスは、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂを含む。また、図２に図示したように、ＭＥＭＳ素子１０３は、可動部１０３ａ、錘部１０３ｂ、及び支持部１０３ｃを含み、図３に図示したように、ピエゾ抵抗素子１２１を有する加速度センサであってもよい。
【００３２】
図２及び図３を参照して、ＭＥＭＳ素子１０３の動作を簡単に説明する。ＭＥＭＳ素子１０３に外力が加わると、ＭＥＭＳ素子１０３の錘部１０３ｂが変位し、この変位に伴って可動部１０３ａが撓む。可動部１０３ａが撓むと、可動部１０３ａに配置されたピエゾ抵抗素子１２１に力が加わり、ピエゾ抵抗素子１２１の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を検出して、ＭＥＭＳ素子１０３に加えられた外力、例えば、加速度の大きさ、方向などを検出する。ＭＥＭＳ素子１０３からの信号は、ピエゾ抵抗素子１２１に接続されている配線１２２に接続された外部接続端子１２０から配線１０５ａ、１０５ｂを通じて外部に伝達される。
【００３３】
ＭＥＭＳ素子１０３の上面には、支持部１０３ｃに固定され、可動部１０３ａと錘部１０３ｂとを覆う蓋部材１０４が配置されてもよい。蓋部材１０４は、ＭＥＭＳ素子１０３が可動部１０３ａの微小な変位を検出することから、ＭＥＭＳ素子１０３の上部を保護するために配置され、可動部１０３ａの上方向への過大な変位を制限し、破損を防止する。従って、蓋部材１０４にはある程度の強度が必要とされる。例えば、蓋部材１０４は、シリコン基板、セラミック基板、絶縁性樹脂基板、金属板等で形成されてもよい。また、図１に示すＭＥＭＳ素子１０３は可動部を基板１０１側に向けて配置することも可能である（フリップチップ配置）。この場合、ＭＥＭＳ素子１０３の基板１０１側面及び基板１０１の反対側面に蓋部材１０４が配置されるようにしてもよい。ＭＥＭＳ素子１０３は可動部を基板１０１側に向けて配置する場合、ＭＥＭＳ素子１０３と基板１０１又は制御ＩＣ１０２とを配線１０５ａ、１０５ｂで接続する代わりに、金属バンプ等を介して接続するようにしてもよい。
【００３４】
このように、基板１０１上に、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂが配置される。
【００３５】
以下、図１及び図４を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００の構成を、製造方法とともに説明する。図４は、図１に示したＭＥＭＳデバイスの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）に、基板上に形成されたＭＥＭＳ素子を示す断面図、（ｂ）に、ＭＥＭＳ素子をケースにより覆う工程を説明するための断面図、（ｃ）に、基板とケースとを固定させる封止材の形成工程を説明するための断面図を示す。
【００３６】
まず、図４（ａ）に図示したように、基板１０１上には、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂが配置される。次に、図４（ｂ）に図示したように、図４（ａ）に図示した制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂを覆って、基板１０１上には、ケース１０６が配置される。
【００３７】
ケース１０６は、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂが収納される中空な空間を有する枡状の形状を有する。ケース１０６は、図示したように、四角形の枡状の形状を有してもよいが、半球をくり抜いたような形状や、角が面取りされたラウンド形状を有するように形成してもよい。角部を有さないことにより、応力を分散させ、ケース１０６を破損し難い形状とすることができる。ケース１０６の内側の高さ（枡形状を有するケース１０６の内側の深さ）は、基板１０１から蓋部材１０４の上面までの高さに５０μｍ以下の値を加えた高さであることが望ましい。これよりもケース１０６の内側の高さが大きくなると、ケース１０６の内面と蓋部材１０４との間隙が大きくなり、ＭＥＭＳデバイス１００の高さが過大となり、低背化が困難となるからである。ケース１０６は、樹脂、金属、セラミック、シリコーン等の材料を用いて、モールド成形等により形成されてもよい。また、ケースが金属性であれば、金属絞り加工によりケースを成形してもよい。なお、ケース１０６に用いられる材料は、基板１０１に用いられる材料との熱膨張係数差が、±５ｐｐｍ以内であることが望ましい。これにより、熱応力によるクラック等の発生を防ぐことができる。ケース１０６は、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の接着剤等を用いて、基板１０１に固定されてもよい。
【００３８】
次に、図４（ｃ）に図示したように、基板１０１とケース１０６とが接触又は近接する位置１０６−１に、封止材１０７が配置される。封止材１０７は、ケース１０６の上面を全て覆わないものとする。なお、ケース１０６の上面とは、ケース１０６を基板１０１に配置した場合に、基板１０１を上下関係の基準にしたときのケース１０６の上の面である。ケース１０６の上面を封止材１０７で覆わないことにより、基板１０１とケース１０６とを固定しつつケース１０６に対する封止材１０７による応力を軽減することができ、ＭＥＭＳデバイス１００自体の軽量化も可能となる。また、封止材１０７は、ケース１０６と基板１０１とが接触又は近接する位置１０６−１を封止することにより、ケース１０６内部に外部から水分が混入することを防ぐ。これにより、封止材１０７は、配線１０５ａ、１０５ｂ等を含むＭＥＭＳデバイス１００の電極部分が腐食することを防ぐことができる。なお、封止材１０７には、一般的な樹脂材料を用いてもよい。また、封止材１０７は、ケース１０６と基板１０１とを固定するように配置されるものであれば、図１及び図４（ｃ）に図示した形状に限定されない。
【００３９】
封止材１０７は、ケース１０６内に外部から水分が混入することを防止するため、吸水性の低い樹脂材料を用いることが望ましく、基板１０１上に封止材１０７が配置されるので、封止材１０７は、絶縁性を有することが望ましい。吸水性の低い樹脂材料は、種々の材料の吸水率に基づいて考察すると次のようになる。吸水率の測定条件の一例として、温度８５°Ｃ、湿度８５％ＲＨの恒温室内で樹脂を保存し、その保存前と７２時間保存後の樹脂の質量変化を測定し、樹脂の質量に占める割合から求めることができる。この測定条件を用いて、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂の各吸水率を測定すると、シリコーン系樹脂の吸水率は０．０２％、アクリル系樹脂の吸水率は０．６８％、エポキシ系樹脂の吸水率は１．０％、ポリイミド系樹脂の吸水率は０．１２％、ウレタン系樹脂の吸水率は０．６％であった。したがって、封止材１０７としては、シリコーン系樹脂を選択することが望ましい。
【００４０】
このような樹脂を用いた封止材１０７として、曲げ弾性率は、０．１ＭＧＰａ以上５ＧＰａ以下であることが望ましい。なお、曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ６９１１規格に基づいて測定したものとする。曲げ弾性率が５ＧＰａ以下の樹脂材料であれば、発泡体１０６が硬化収縮する際の応力の発生を抑え、蓋部材１０４に反りが発生すること等を防止することができる。しかし、曲げ弾性率が０．１ＭＰａ未満である場合には、吸水性が大きくなり、電極パッド等の酸化防止効果が低下する虞がある。また、流動性が高まることにより、耐衝撃性や強度の面において、発泡体の効果が低下する虞がある。従って、曲げ弾性率が、０．１ＭＰａ以上５ＧＰａ以下の樹脂を選択することが望ましい。
【００４１】
また、封止材１０７は、樹脂を発泡させた発泡体であってもよい。例えば、熱処理により発泡させた樹脂の発泡体であってもよく、他の多様な発泡方法により形成されたものであってもよい。
【００４２】
封止材１０７を発泡体とする場合には、発泡体は独立気泡構造、連続気泡構造のいずれであってもよいが、ＭＥＭＳデバイス１００内に水分が混入することを防ぐため、独立気泡構造とすることが好ましい。独立気泡構造の封止材１０７によれば、樹脂の応力を気泡により分散させることもでき、衝撃吸収材として耐衝撃性を向上させることもできる。また、独立気泡構造であることにより、断熱効果が期待でき、温度によるＭＥＭＳデバイス特性への影響も低減させることができる。
【００４３】
封止材１０７が発泡体である場合には、気泡密度は、１０７個／ｃｍ３以上１０１０個／ｃｍ３以下であることが望ましい。気泡密度が、１０７個／ｃｍ３より小さいと、ひずみを吸収し難くなり、また気泡密度が１０１０個／ｃｍ３より大きいと、強度が不足する虞があるからである。なお、気泡密度は、封止材１０７の破断面を走査型電子顕微鏡により観察して算出したものである。また、封止材１０７の硬度としては、アスカーＣ硬度計で測定したとき、アスカーＣ硬度で５以上３０以下であることが望ましい。アスカーＣ硬度が５より小さいと、変形し易く強度不足となり、またアスカーＣ硬度が３０より大きいと、応力が大きくなる虞があるからである。
【００４４】
以上のように、第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００は、上述したケース１０６及び封止材１０７により基板１０１上のＭＥＭＳ素子１０３を封止することにより形成される。
【００４５】
なお、複数のＭＥＭＳ素子１０３が基板１０１上に配置される場合には、ケース１０６及び封止材１０７によりＭＥＭＳ素子１０３を封止した後、ダイシングブレード等により切断して個片化される。これにより、図１に示したＭＥＭＳデバイス１００が形成される。
【００４６】
上述したＭＥＭＳデバイス１００によれば、ケース１０６により基板１０１上の制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂを覆った後、樹脂を用いた封止材１０７でケース１０６と基板１０１とを固定することにより、ＭＥＭＳ素子１０３に対して生じる応力を低減することができる。これにより、ＭＥＭＳ素子１０３の検出精度に及ぼす影響を小さくすることができる。また、基板１０１とケース１０６とが接触又は近接する位置１０６−１を封止材１０７で封止するため、ケース１０６内に水分が混入することを防ぐことができる。さらに、封止材１０７に樹脂の発泡体を用いた場合には、封止材１０７が衝撃吸収材として機能するため、ＭＥＭＳ素子の耐衝撃性を向上させる効果を期待でき、外部環境の温度や湿度の影響を受けにくく、厳しい環境下であっても安定した動作を実現できるという効果を期待できる。また、ケース１０６は、封止材１０７を用いて基板１０１に固定されるので、ケース１０６により基板１０１上の制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂを覆ったときにケース１０６と基板１０１との間に多少の隙間があってもよい。したがって、ケース１０６の加工に高精度は要求されない。このように、本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００によれば、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子１０３の特性への影響を小さくすることができる。
【００４７】
また、第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００の構成は、図１に示したものに限定されず、例えば、図５に示した構成であってもよい。
【００４８】
図５は、図１に示したＭＥＭＳデバイス１００の他の例の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。なお、図５（ａ）は、図５（ｂ）に示したＡ３−Ａ３´線の断面図である。
【００４９】
図５に図示したＭＥＭＳデバイス１１０は、図１に示す例と同様、基板１１１、制御ＩＣ１１２、ＭＥＭＳ素子１１３、蓋部材１１４、配線１１５ａ、１１５ｂ、ケース１１６、及び封止材１１７を含む。図５に示すＭＥＭＳデバイス１１０は、基板１１１に制御ＩＣ１１２とＭＥＭＳ素子１１３とが横に並んで配置されている点において、図１に示すＭＥＭＳデバイス１００と構成が異なる。図５に示すように、基板１１１と制御ＩＣ１１２とは、配線１１５ｂにより電気的に接続される。また、制御ＩＣ１１２とＭＥＭＳ素子１１３とは、配線１１５ａにより電気的に接続される。なお、本実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１１０において、基板１１１と制御ＩＣ１１２との配置の仕方は図５に示す形態に限定されるわけではなく、如何なる配置形態を採用してもよい。図１に示すＭＥＭＳ素子１０３と同様に、図５に示すＭＥＭＳ素子１１３についても、可動部を基板１１１側に向けて配置することも可能である。
【００５０】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの構成について図６及び図７を参照して説明する。
【００５１】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス２００の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。なお、図６（ａ）は、図６（ｂ）に示したＢ１−Ｂ１´線の断面図である。
図７は、図６に示したＭＥＭＳデバイス２００の製造方法を説明するための断面図を示し、（ａ）に、基板上に形成されたＭＥＭＳ素子を示す断面図、（ｂ）に、ＭＥＭＳ素子を覆うケースの形成工程を説明するための断面図、（ｃ）に、基板とケースとを固定させる封止材の形成工程を説明するための断面図を示す。
【００５２】
図６を参照すると、ＭＥＭＳデバイス２００は、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、配線１０５ａ、１０５ｂ、ケース２０６、及び封止材２０７を含む。図６に図示されたように、第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス２００は、ＭＥＭＳ素子１０３上に配置される蓋部材１０４を含まない点において、第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００と構成が異なる。従って、以下、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、及び配線１０５ａ、１０５ｂについては、第１の実施の形態で説明した構成と同様であるため、説明については省略する。
【００５３】
なお、第２の実施の形態に係るケース２０６は、第１の実施の形態に係るケース１０６と同様の形状を有し、同様の材料を用いて形成されてもよい。また、第２の実施の形態に係るケース２０６は、第１の実施の形態に係るケース１０６とは異なり、ＭＥＭＳ素子１０１が蓋部材１０４を上部に有さないことから、ケース２０６を蓋部材１０４と同様に機能させる必要がある。このため、ケース２０６の内側の高さは、基板１０１からＭＥＭＳ素子１０３の上面までの高さに５０μｍ以下の値を加えた高さとし、ケース２０６をＭＥＭＳ素子１０３の過度な変位を制限するストッパとして機能させることが望ましい。このように、第２の実施の形態に係るケース２０６は、ＭＥＭＳデバイス２００が蓋部材１０４を含まないことから、第１の実施の形態に係るケース１０６と比較して低背化することができるため、ＭＥＭＳデバイス２００自体を小型化することも可能となる。
【００５４】
以下、ＭＥＭＳデバイス２００の製造方法について説明する。まず、図７（ａ）に図示したように、基板１０１上には、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、及び配線１０５ａ、１０５ｂが配置される。次に、図７（ｂ）に図示したように、ＭＥＭＳ素子１０３及び制御ＩＣ１０２を覆って、基板１０１上にはケース２０６が配置される。
【００５５】
次に、図７（ｃ）に図示したように、基板１０１とケース２０６とが接触又は近接する位置２０７−１に、封止材２０７が配置される。封止材２０７は、第１の実施の形態に係る封止材１０６と同様の材料を用いて形成されてもよく、封止材１０７と同様にケース１０６の上面を覆わないことが望ましい。また、封止材２０７の形状は、図１及び図５に図示した封止材１０７、１１７の形状と異なり、図６及び図７（ｃ）に図示したように、ケース２０６の高さよりも低い位置に封止材２０７が形成されてもよい。なお、封止材２０７は、基板１０１とケース２０６とが接触又は近接する位置２０７−１を封止するものであればよい。
【００５６】
以上のように、第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス２００が形成される。このような構成を有するＭＥＭＳデバイス２００によれば、ケース２０６によりＭＥＭＳ素子１０３を覆った後、樹脂を用いた封止材２０７でケース２０６と基板１０１とを固定するので、ＭＥＭＳ素子１０３に対して生じる応力を低減することができる。また、ケース２０６の上面に封止材２０７が配置されないことからケース２０６の上面を歪ませることなく、ＭＥＭＳ素子１０３の可動部の可動範囲をほぼ一定に確保することができる。これにより、ＭＥＭＳ素子１０３の検出精度に及ぼす影響を小さくすることができる。また、第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００と比較して、ＭＥＭＳ素子１０３上に蓋部材１０４を配置せずとも、ケース２０６を蓋部材１０４として機能させることができるため、製造工程を簡略化でき、且つケース２０６を低背化することができるため、ＭＥＭＳデバイス２００を小型化することも可能となる。このように、本発明の第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス２００によれば、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子１０３の特性への影響を小さくすることができる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスの構成について図８及び図９を参照して説明する。
【００５８】
図８は本発明の第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイス３００の断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイス３００の上面図である。なお、図８（ａ）は、図８（ｂ）に示したＣ１−Ｃ１´線の断面図である。図９は、図８に示したＭＥＭＳデバイス３００の製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）に、基板上に形成されたＭＥＭＳ素子を示す断面図、（ｂ）に、ＭＥＭＳ素子上の蓋部材の上面に凸部材が配置された状態を示す断面図、（ｃ）に、凸部材を介して配置されるケースの形成工程を説明するための断面図、（ｄ）に、基板とケースとを固定させる封止材の形成工程を説明するための断面図を示す。
【００５９】
図８を参照すると、ＭＥＭＳデバイス３００は、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、配線１０５ａ、１０５ｂ、ケース３０６、封止材３０７、及び凸部材３０８を含む。第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００は、基板１０１上に形成された制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂについては、図１に図示された第１の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス１００と同様の構成を有する。従って、以下、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂについては、第１の実施の形態で説明した構成と同様であるため、説明については省略する。
【００６０】
以下、ＭＥＭＳデバイス３００の製造方法について説明する。まず、図９（ａ）に図示したように、基板１０１上には、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂが配置される。
【００６１】
次に、図９（ｂ）に図示したように、蓋部材１０４の上面には、凸部材３０８が配置される。ここで、凸部材３０８は、蓋部材１０４の上部とケース３０６との間の空間を確保するために配置されるものである。凸部材３０８は、樹脂、金属、セラミック、シリコーン等を材料として、一般的な印刷方法やディスペンサ等を用いて蓋部材１０４上に塗布して硬化させ、凸状に形成される。凸部材３０８は、例えば、蓋部材１０４の上面の４隅に凸状に形成されてもよく、上面の縁部に沿って形成されてもよい。なお、凸部材３０８は、後述する工程において凸部材３０８上に形成されるケース３０６と蓋部材１０４とを接合し、蓋部材１０４の上部とケース３０６の内側との間の空間を安定して維持できるものであれば、上述した形状に限定されない。また、凸部材３０８の高さについても、仕様に応じて、蓋部材１０４の上部とケース３０６の内側との間の空間を維持可能な値に設定すればよく、例えば５μｍ以上５０μｍ以下とすればよい。また、凸部材３０８に用いられる材料は、蓋部材１０４及びケース３０６に用いられる材料との熱膨張係数差が±５ｐｐｍ以内であることが望ましい。これにより、クラック等を生じさせずに、ケース３０６と蓋部材１０４とを、凸部材３０８を介して固定させることが容易になる。なお、凸部材３０８の材料として樹脂を用いる場合には、樹脂中に無機フィラーやビーズを含めてもよい。これにより、凸部材３０８の高さの調整が容易となり、凸部材３０８の強度を強化させることができる。また、凸部材３０８は、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の接着剤等を用いて蓋部材１０４に接着されてもよい。
【００６２】
次に、図９（ｃ）に図示したように、蓋部材１０４上に形成された凸部材３０８上に、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、及び蓋部材１０４を覆い、基板１０１上から距離ｄだけ離隔されたケース３０６が配置される。ケース３０６は、第１の実施の形態に係るケース１０６と同様の形状を有し、同様の材料を用いて形成されてもよい。また、ケース３０６は、ポリイミド系樹脂やエポキシ系樹脂等の接着剤等を用いて凸部材３０８に接着されてもよい。なお、基板１０１とケース３０６との距離ｄは、５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。このように、基板１０１とケース３０６とが距離ｄだけ離隔して配置されることから、蓋部材１０４の上面からケース３０６の内面までの空間を維持するにあたり、ケース３０６の加工精度によらず、ケース３０６の内面に当接させる凸部材３０８の高さを調整することにより可能となる。
【００６３】
次に、図９（ｄ）に図示したように、基板１０１とケース３０６とが近接する位置３０７−１に、封止材３０７が配置される。封止材３０７は、基板１０１とケース３０６とが距離ｄだけ離隔した隙間を充填し、基板１０１とケース３０６とを固定するように配置される。なお、封止材３０７は、第１の実施の形態に係る封止材１０６と同様の材料を用いて形成されてもよく、封止材１０７と同様にケース３０６の上面を覆わないものとする。また、封止材３０７は、図８及び図９（ｄ）に図示した形状に限定されず、基板１０１とケース２０６とが接触又は近接する位置３０７−１を封止するものであればよい。
【００６４】
以上のように、第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００が形成される。このような構成を有するＭＥＭＳデバイス３００によれば、ケース３０６により制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、及び配線１０５ａ、１０５ｂを覆った後、樹脂を用いた封止材３０７でケース３０６と基板１０１とを固定することにより、ＭＥＭＳ素子１０３に対して生じる応力を低減することができる。また、ケース３０６の加工精度によらず、ケース３０６の内面に当接させる凸部材３０８の高さを調整することで、蓋部材１０４の上部とケース３０６の内側との間の空間を維持することが可能となる。従って、本発明の第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００によれば、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子１０３の特性への影響を小さくすることができる。
【００６５】
また、第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００の構成は、図８に示したものに限定されず、例えば、図１０に示した構成であってもよい。
【００６６】
図１０は、図８に示したＭＥＭＳデバイス３００の他の例の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。なお、図８（ａ）は、図８（ｂ）に示したＣ２−Ｃ２´線の断面図である。
【００６７】
図１０に図示したＭＥＭＳデバイス３１０は、図８に示す例と同様、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、蓋部材１０４、配線１０５ａ、１０５ｂ、ケース３０６、及び封止材３０７を含む。ただし、図１０に示すＭＥＭＳデバイス３１０は、蓋部材１０４の上面とケース３０６の内面とを接触させて凸部材３０８を含まない点において、図８に図示したＭＥＭＳデバイス３００と構成が異なる。図１０に図示したＭＥＭＳデバイス３１０は、蓋部材１０４にＭＥＭＳ素子１０３の可動部の一定の可動範囲を確保させることにより、ＭＥＭＳ素子１０３の検出精度に及ぼす影響を小さくすることができる。また、ＭＥＭＳデバイス３１０によれば、蓋部材１０４の上面に凸部材３０８を形成しないことにより、図８に図示したＭＥＭＳデバイス３００と比較して、製造工程を簡略化し、ＭＥＭＳデバイス３１０を低背化して小型化することも可能となる。
【００６８】
（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス４００の構成について図１１を参照して説明する。
【００６９】
図１１は、本発明の第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス４００の概略構成を示す図であり、（ａ）はＭＥＭＳデバイスの断面図であり、（ｂ）はＭＥＭＳデバイスの上面図である。なお、図１１（ａ）は、図１１（ｂ）に示したＣ３−Ｃ３´線の断面図である。
【００７０】
図１１を参照すると、ＭＥＭＳデバイス４００は、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、配線１０５ａ、１０５ｂ、ケース４０６、封止材４０７、及び凸部材４０８を含む。図１１に図示されたように、第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス４００は、ＭＥＭＳ素子１０３上に配置される蓋部材１０４を含まない点において、第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００と構成が異なる。従って、基板１０１、制御ＩＣ１０２、ＭＥＭＳ素子１０３、及び配線１０５ａ、１０５ｂについては、第３の実施の形態で説明した構成と同様であるため、説明については省略する。また、ケース４０６、封止材４０７、及び凸部材４０８については、第３の実施の形態で説明した構成と同様の材料及び製造方法を用いて形成されてもよい。このため、ケース４０６、封止材４０７、及び凸部材４０８について、第３の実施の形態と同様の構成を有する点については、説明を省略する。
【００７１】
なお、図１１に図示したように、第４の実施の形態に係る凸部材４０８は、第３の実施の形態に係る凸部材３０８とは異なり、ＭＥＭＳ素子１０３の支持部上に配置され、ＭＥＭＳ素子１０３の上部とケース４０６との間の空間を確保する。ここで、ケース４０６の内側の高さを、基板１０１からＭＥＭＳ素子１０３の上面までの高さに５０μｍ以下の値を加えた高さとしてもよい。これにより、ケース４０６をＭＥＭＳ素子１０３の過度な変位を制限するストッパとして機能させることができる。なお、凸部材４０８の高さは、可動部の変位を規制できる値に設定すればよく、例えば５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。また、第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００と比較すると、第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス４００は、蓋部材１０４を含まないことから低背化することができるため、ＭＥＭＳデバイス４００自体を小型化することも可能となる。
【００７２】
従って、図１１に図示されたＭＥＭＳデバイス４００によれば、第３の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス３００と比較して、ＭＥＭＳ素子１０３上に蓋部材１０４を配置せずとも、ケース４０６を蓋部材１０４として機能させることができるため、ケース４０６によりＭＥＭＳ素子１０３の可動部の一定の可動範囲を確保させることが可能となり、製造工程を簡略化できる。従って、本発明の第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス４００によれば、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子１０３の特性への影響を小さくすることができる。
【００７３】
以下、第２の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイス２００の実施例及び比較例について説明する。
【００７４】
（実施例１）
エポキシ樹脂からなるプリント基板（５０ｍｍ×２００ｍｍ×０．２ｍｍ）に、３．５ｍｍ角のチップ面積で電極パターンを配置加工した両面配線基板１０１を用意した。
【００７５】
制御ＩＣ１０２（1．９ｍｍ×１．９ｍｍ、０．１ｍｍｔ）をシリコーン系のダイアタッチ剤、ＸＥ１３−Ｃ２４７６（東芝モメンティブ製）を用いて、基板１０１上にダイアタッチし、さらにその上にＭＥＭＳ素子１０３として加速度センサチップ（１．４ｍｍ×１．２ｍｍ×０．６ｍｍ）を積層ダイアタッチした。
【００７６】
制御ＩＣ１０２と基板１０１とを、ＭＥＭＳ素子１０３と制御ＩＣ１０２とを、それぞれ２５μｍの金ワイヤでワイヤボンディングを行い、結線した。
【００７７】
エポキシモールド材としてＣＥＬ−９７５０ＺＨＦ１０（日立化成製）をカプセルの金型（内形２．３ｍｍ×２．３ｍｍ×０．７ｍｍｔ、外形２．８ｍｍ×２．８ｍｍ×０．８ｍｍｔ）にトランスファーモールド成型し、ケース２０６を作製した。
【００７８】
ケース２０６をダイボンディング、ワイヤボンディング済みの基板１０１に、接着材としてヘンケル製ＱＭＩ５３８を用いて貼り合わせ、１５０℃、１時間で硬化した。
【００７９】
ケース２０６と基板１０１とが接触又は近接する位置に、ケース２０６と基板１０１との隙間を充填し、ケース２０６と基板１０１とを固定させるように、封止材２０７として液状ポッティング材のＣＶ５４０１Ａ（パナソニック電工製）をディスペンサで塗布し、熱処理として１５０℃、１時間、熱硬化を行った。
【００８０】
ダイシングブレードにより切断して個片化し、ＭＥＭＳデバイス２００を得た。
【００８１】
このＭＥＭＳデバイス２００の２５℃でのオフセット電圧を調べたところ、−５ｍＶ〜＋５ｍＶの範囲に収まっていた。また、オフセット電圧の−３０℃〜８５℃の温度依存性を調べたところ、−２ｍＶから＋２ｍＶに収まっていた。
【００８２】
（実施例２）
実施例１と同様の工程で、ケース２０６を、シリコンのＤＲＩＥ加工により作製し、ＭＥＭＳデバイス２００を得た。その他の構成は、実施例１と同じである。
【００８３】
このＭＥＭＳデバイス２００の２５℃でのオフセット電圧を調べたところ、−５ｍＶ〜+５ｍＶの範囲に収まっていた。また、オフセット電圧の−３０℃〜８５℃の温度依存性を調べたところ、−２ｍＶから＋２ｍＶに収まっていた。
【００８４】
（実施例３）
実施例１と同様の工程で、ケース２０６を、メタルの絞り加工で作製し、ＭＥＭＳデバイス２００を得た。その他の構成は、実施例１と同じである。
【００８５】
このＭＥＭＳデバイス２００の２５℃でのオフセット電圧を調べたところ、−５ｍＶ〜+５ｍＶの範囲に収まっていた。また、オフセット電圧の−３０℃〜８５℃の温度依存性を調べたところ、−２ｍＶから＋２ｍＶに収まっていた。
【００８６】
（比較例１）
実施例１乃至３と異なり、ケースを形成せず、液状ポッティング材のみで基板上のＭＥＭＳ素子及び制御ＩＣを封止する成型加工を行った。その他は、実施例１乃至３と同じ構成である。液状ポッティング材のＣＶ５４０１Ａ（パナソニック電工製）をディスペンサで塗布し、熱処理１５０℃、１時間、熱硬化を行った。硬化後ダイシングブレードにて、切断して個片化し、加速度センサパッケージであるＭＥＭＳデバイスを得た。
【００８７】
しかしながら、この加速度センサパッケージの２５℃でのオフセット電圧を調べたところ、−５ｍＶ〜＋５ｍＶの範囲を外れてしまった。
【００８８】
以上の実施例と比較例とによれば、応力の影響が大きくなると、ＭＥＭＳ素子のオフセット電圧も大きくなることがわかる。従って、本発明に係るＭＥＭＳデバイスによれば、ケースによりＭＥＭＳ素子を覆った後、樹脂を用いた封止材でケースと基板とを固定することにより、ＭＥＭＳ素子に対して生じる応力を低減することができることがわかる。よって、本発明によれば、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を小さくすることができる。
【００８９】
以上のように、本発明の第１乃至第４の実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスによれば、簡易な製造方法により製造することができ、ＭＥＭＳ素子の特性への影響を小さくすることのできるＭＥＭＳデバイス及びＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１００…ＭＥＭＳデバイス、１０１…基板、１０２…制御ＩＣ、１０３…ＭＥＭＳ素子、１０４…蓋部材、１０５ａ、１０５ｂ…配線、１０６…ケース、１０７…封止材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置されたＭＥＭＳ素子と、
前記ＭＥＭＳ素子を覆い、前記ＭＥＭＳ素子との間に空間を確保するケースと、
前記基板と前記ケースとが接触又は近接する位置に前記ケースの上面の少なくとも一部を露出させて配置される封止材と、
を含むことを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳ素子の上部と前記ケースとの間には凸部材が配置され、
前記凸部材により前記ＭＥＭＳ素子の上部の空間が確保されることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記ＭＥＭＳ素子は、支持部及び前記支持部に対して変位する可動部を含み、
前記ケースの内面は前記可動部の変位を規制することを特徴とする請求項１または２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記凸部材は、フィラー含有樹脂であることを特徴とする請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
前記封止材は、樹脂の発泡体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
前記発泡体は、独立気泡構造であることを特徴とする請求項５に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
前記発泡体は、曲げ弾性率が０．１ＭＧＰａ以上５ＧＰａ以下のシリコーン樹脂材料を用いることを特徴とする請求項６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
ＭＥＭＳ素子を基板上に配置し、
ケースにより前記ＭＥＭＳ素子を覆い、前記ＭＥＭＳ素子と前記ケースとの間に空間を確保し、
前記基板と前記ケースとが接触又は近接する位置に、前記ケースの上面の少なくとも一部を露出させて封止材を形成することを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項９】
前記ＭＥＭＳ素子の上部と前記ケースとの間には凸部材が配置され、
前記凸部材により前記ＭＥＭＳ素子の上部の空間が確保されることを特徴とする請求項８に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記ＭＥＭＳ素子は、支持部及び前記支持部に対して変位する可動部を含み、
前記ケースの内面は前記可動部の変位を規制することを特徴とする請求項８または９に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記凸部材は、フィラー含有樹脂であることを特徴とする請求項９に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記封止材は、樹脂の発泡体であることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記発泡体は、独立気泡構造であることを特徴とする請求項１２に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記発泡体は、曲げ弾性率が０．１ＭＧＰａ以上５ＧＰａ以下のシリコーン樹脂材料を用いることを特徴とする請求項１３に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置されたＭＥＭＳ素子と、
前記ＭＥＭＳ素子を覆い、前記ＭＥＭＳ素子との間に空間を確保するケースと、
前記基板と前記ケースとが接触又は近接する位置に前記ケースの上面の少なくとも一部を露出させて配置される封止材と、
を含むことを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳ素子の上部と前記ケースとの間には凸部材が配置され、
前記凸部材により前記ＭＥＭＳ素子の上部の空間が確保されることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記ＭＥＭＳ素子は、支持部及び前記支持部に対して変位する可動部を含み、
前記ケースの内面は前記可動部の変位を規制することを特徴とする請求項１または２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記凸部材は、フィラー含有樹脂であることを特徴とする請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
前記封止材は、樹脂の発泡体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
前記発泡体は、独立気泡構造であることを特徴とする請求項５に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
前記発泡体は、曲げ弾性率が０．１ＭＧＰａ以上５ＧＰａ以下のシリコーン樹脂材料を用いることを特徴とする請求項６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
ＭＥＭＳ素子を基板上に配置し、
ケースにより前記ＭＥＭＳ素子を覆い、前記ＭＥＭＳ素子と前記ケースとの間に空間を確保し、
前記基板と前記ケースとが接触又は近接する位置に、前記ケースの上面の少なくとも一部を露出させて封止材を形成することを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項９】
前記ＭＥＭＳ素子の上部と前記ケースとの間には凸部材が配置され、
前記凸部材により前記ＭＥＭＳ素子の上部の空間が確保されることを特徴とする請求項８に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記ＭＥＭＳ素子は、支持部及び前記支持部に対して変位する可動部を含み、
前記ケースの内面は前記可動部の変位を規制することを特徴とする請求項８または９に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記凸部材は、フィラー含有樹脂であることを特徴とする請求項９に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記封止材は、樹脂の発泡体であることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記発泡体は、独立気泡構造であることを特徴とする請求項１２に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記発泡体は、曲げ弾性率が０．１ＭＧＰａ以上５ＧＰａ以下のシリコーン樹脂材料を用いることを特徴とする請求項１３に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−３５３３７（Ｐ２０１２−３５３３７Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４９０５（Ｐ２０１０−１７４９０５）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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