JP2000227439A - 半導体力学量センサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路チップ上にセンサチップを配置する場合
に、それらの間を電気的に接続するためのボンディング
ワイヤの延長寸法が無闇に長くなることを阻止する。 【解決手段】 チップ主表面と平行した一次元方向の力
学量検出軸Ｘを有したセンサチップ１は、回路チップ１
９上に設定されたチップマウント領域２７に搭載され
る。このチップマウント領域２７は、センサチップ１
を、当該センサチップ１の力学量検出軸Ｘが、回路チッ
プ１９の基準エッジ部ＳＥに対し４５°となる第１の方
向及びこれとは異なる第２の方向（基準エッジ部ＳＥに
対し０°、９０°となる各方向）の何れか１つに向いた
状態で選択的に搭載可能な領域として設定される。回路
チップ１９には、チップマウント領域２７に近接した位
置に、センサチップ１側の電極パッド３ｂ、６ｃ、７
ｃ、１３ａとボンディングワイヤ２４を介して接続され
る複数個の電極パッド２８が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、センサチップ及び
このセンサチップからの信号を電気的に処理するための
回路チップを備えた半導体力学量センサ及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えば、車両用エアバ
ッグなどに用いられる半導体加速度センサにあっては、
作用する加速度の大きさに応じた信号を発生するセンサ
チップと、このセンサチップからの信号を電気的に処理
するための回路チップとを外部端子が設けられたセラミ
ックパッケージ内に収納し、当該パッケージをプリント
基板に実装して車両に搭載する構成となっており、この
ものでは、センサチップ及び回路チップ間、並びに回路
チップ及びパッケージ間をボンディングワイヤを介して
電気的に接続することが一般的となっている。このよう
な半導体加速度センサにおいて、センサチップ及び回路
チップをパッケージ内に横に並べて収納する構成とした
場合には、実装用面積が大きいパッケージが必要となっ
て、全体の大型化が避けられないという事情がある。こ
のため、従来では、回路チップ上にセンサチップを段積
み状に搭載する構成とし、以て全体の小型化を図ること
が考えられている。

【０００３】上記のような半導体加速度センサを例えば
サイドエアバッグに適用しようとすると、車両の正面方
向に加わる加速度の検出に加え、側面方向に加わる加速
度の検出も必要であり、各検出方向にセンサチップの加
速度検出軸が向くように２つのパッケージを基板実装方
向（位置）を適宜変更して基板に実装する必要があっ
た。この場合、基板側に形成する配線の設計が複雑にな
り、場合によっては、配線のための領域を大きくする必
要も生じる。従って、加速度検出軸が異なる場合であっ
ても、基板に対するパッケージ実装向きを変えないで基
板実装可能とすること、換言すれば、センサチップに設
定された加速度検出軸をパッケージ内で任意に且つ容易
に変更できるようにすることが要望されている。

【０００４】しかしながら、上記のように回路チップ上
にセンサチップを段積み状に搭載することにより全体の
小型化を図ったものにおいて、前記要望を踏まえて単純
にセンサチップの配置向きを変えて加速度検出軸の方向
を変更しようとすると、センサチップ上の電極パッドと
回路チップ上の電極パッドとの間の距離が長短変化する
ことになるため、場合によってはボンディングワイヤの
延長寸法が極端に長くなることがある。このような状態
では、ボンディングワイヤが垂れてショートする恐れ
や、センサチップが容量検出型の場合にワイヤ長が長く
なることに起因する浮遊容量や寄生容量などの影響によ
って加速度検出特性が悪化するという問題点が出てく
る。また、このような問題点に対処するために、センサ
チップ及び回路チップを１チップに集積化することも考
えられているが、このような構成では、その製造プロセ
スが複雑になってコストが大幅に上昇するという新たな
問題点が出てくる。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、回路チップ上にセンサチップを配置した半導体力
学量センサにおいて、力学量検出軸の方向を変更する際
にボンディングワイヤの延長寸法が無闇に長くなること
のない半導体力学量センサ及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載した手段を採用できる。この手段によ
れば、回路チップ上に設けられたチップマウント領域に
センサチップを搭載する構成となっているから、それら
センサチップ及び回路チップによる占有面積を小さくで
きて全体の小型化を実現できるようになる。また、上記
チップマウント領域は、上記センサチップを、当該セン
サチップが有する所定の力学量検出軸を少なくとも第１
の方向及び該第１の方向と異なる第２の方向の何れか１
つに向けて選択的に搭載可能な領域として設定されてい
ると共に、回路チップ側の電極パッド、つまり上記セン
サチップ側の電極部とボンディングワイヤを介して電気
的に接続される電極パッドは、そのセンサチップが選択
される全ての搭載状態に合わせて当該センサチップ側の
電極部と近接するように配置されてなるものであるか
ら、ボンディングワイヤの延長寸法が無闇に長くなる恐
れがなくなり、しかも力学量検出軸の方向を容易に変更
できるようになる。さらに、チップマウント領域及び電
極パッドのレイアウトを変更した状態の回路チップを複
数種類用意するだけで済むから、コストの高騰を抑制で
きるようになる。

【０００７】請求項２に記載した手段によれば、回路チ
ップ側には、複数存在する電極パッドを１グループとし
た電極パッド群が前記チップマウント領域を囲むように
複数配置されているから、センサチップを、その力学量
検出軸が前記第１の方向及び第２の方向の何れか１つに
向いた状態となるように上記チップマウント領域に搭載
した場合には、当該センサチップ側の電極部とこれに近
い距離にある電極パッド群との間をボンディングワイヤ
により接続すれば良いことになる。この結果、力学量検
出軸の方向を容易に変更できるようになり、しかも、こ
のような変更が行われた場合でもボンディングワイヤの
延長寸法が無闇に長くなる恐れがなくなるものである。
また、回路チップの構造が複雑になるものの、１種類の
回路チップを用意するだけで済むからコストの高騰を極
力防止できるようになる。

【０００８】請求項３に記載した手段によれば、回路チ
ップ側にはリング状電極パッドが前記チップマント領域
を包囲した状態で同心円状に配置されているから、セン
サチップが、その力学量検出軸の向きが任意の方向に設
定された状態で上記チップマウント領域に搭載されたと
きには、当該センサチップ側の電極部と電極パッドとの
間をボンディングワイヤにより最短距離で接続できるよ
うになる。この結果、力学量検出軸の方向を容易に変更
できると共に、ボンディングワイヤの延長寸法を最短に
できるものである。また、回路チップの構造が複雑にな
るものの、１種類の回路チップを用意するだけで済むか
らコストの高騰を極力防止できるようになる。

【０００９】前記目的を達成するために請求項６に記載
した製造方法を採用できる。この製造方法によれば、所
定の力学量検出軸を備えたセンサチップからの信号を電
気的に処理するための回路チップの表面に、少なくとも
第１の方向または該第１の方向と異なる第２の方向に前
記力学量検出軸が向くように前記センサチップを選択的
に搭載可能なチップマウント領域と複数の電極パッドと
を形成した上で、そのチップマウント領域に対して、前
記力学量検出軸の向きを前記第１の方向及び前記第２の
方向の何れか１つに合わせた状態で前記センサチップを
搭載することになる。そして、上記回路チップの複数の
電極パッドのうち、前記センサチップの電極部に近接す
る電極パッドを選択して前記電極部と当該選択した電極
パッドとをボンディングワイヤにて接続することにな
る。

【００１０】従って、回路チップ上に設けられたチップ
マウント領域にセンサチップが搭載されることになるか
ら、それらセンサチップ及び回路チップによる占有面積
を小さくできて全体の小型化を実現できるようになる。
この場合、回路チップ表面に形成されるチップマウント
領域は、センサチップの力学量検出軸が少なくとも第１
の方向または該第１の方向と異なる第２の方向に向くよ
うに当該センサチップを選択的に搭載可能な状態とされ
るものであり、また、センサチップの電極部を回路チッ
プ側の複数の電極パッドにボンディングワイヤにて接続
する際には、回路チップの複数の電極パッドのうち、当
該センサチップの電極部に近接するものが選択されて接
続されることになるから、力学量検出軸の方向を容易に
変更できるようになると共に、ボンディングワイヤの延
長寸法が無闇に長くなる恐れがなくなり、スムーズなワ
イヤボンディングを実施できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明を容量式の半導体加速度センサ及びその製造方法に適
用した第１実施例について図１ないし図７を参照しなが
ら説明する。図５には半導体加速度センサのためのセン
サチップ１の平面構造が示され（但し、図５中の斜線帯
は断面を示すものではなく、各構造要素の区別を容易に
認識可能にするためのものである）、図６には図５中の
Ａ−Ａ線に沿った模式的な断面構造が示されている。

【００１２】これら図５及び図６において、例えば単結
晶シリコンにより構成された支持基板２（図６にのみ図
示）は、矩形状の開口部２ａを備えた正方形状に形成さ
れており、その上面には、不純物拡散により比抵抗が比
較的低い状態とされた単結晶シリコン層３が、絶縁膜４
（図６にのみ図示）を介して形成されている。この単結
晶シリコン層３には、梁構造体５並びに一対の固定電極
構造体６、７がマイクロマシニング技術を利用して形成
されている。

【００１３】上記梁構造体５は、矩形棒状のマス部８の
両端を、矩形枠状の梁部９ａ及び９ｂを介してアンカー
部１０ａ及び１０ｂに一体に連結した構成となってお
り、これらアンカー部１０ａ及び１０ｂが支持基板２に
おける対向辺部上に前記絶縁膜４を介して支持されてい
る。これにより、上記マス部８及び梁部９ａ、９ｂは、
支持基板２の開口部２ａに臨んだ状態となっている。こ
の場合、センサチップ１の加速度検出軸（本発明でいう
力学量検出軸に相当）は、センサチップ１の主表面と平
行した一次元方向となるものであり、前記梁部９ａ及び
９ｂは、図５中矢印Ｘで示されたセンサチップ１の加速
度検出軸の成分を含む加速度を受けたときにマス部８を
当該方向へ変位させると共に、加速度の消失に応じて元
の状態に復元させるというバネ機能を備えた構成となっ
ている。

【００１４】さらに、梁構造体５は、マス部８の両側面
から当該マス部８と直交した方向へ一体的に突出された
複数個ずつの可動電極１１ａ及び１１ｂを備えており、
これら可動電極１１ａ及び１１ｂも支持基板２の開口部
２ａに臨んだ状態となっている。尚、これら可動電極１
１ａ及び１１ｂは、実際には多数個ずつ設けられるもの
であるが、図５では簡略化のため２個ずつのみ示してい
る。また、可動電極１１ａ及び１１ｂは、断面矩形の棒
状に形成されていると共に、矩形状の貫通孔１２が複数
個形成されており、この貫通孔１２により複数の矩形枠
状体を直線状に連結した形態の所謂ラーメン構造を備え
た形状とされている。

【００１５】支持基板２上には、梁構造体５における一
方のアンカー部１０ｂと一体に連結された状態の可動電
極用配線部１３が前記絶縁膜４を介して形成されてお
り、この配線部１３上の所定位置、具体的にはセンサチ
ップ１のエッジ部寄りの部位には、ワイヤボンディング
用の電極パッド１３ａ（本発明でいう電極部に相当）が
例えばアルミニウムにより形成されている。

【００１６】前記固定電極構造体６は、支持基板２上に
絶縁膜４を介して形成された固定電極用配線部６ａと、
前記可動電極１１ａの一方の側面と所定の検出空隙を存
して平行した状態で配置された複数個の第１の固定電極
６ｂとを一体に有した構成となっており、各固定電極６
ｂは、上記固定電極用配線部６ａに片持ち状に支持され
た状態となっている。これにより、上記第１の固定電極
６ｂは、支持基板２の開口部２ａに臨んだ状態となって
いる。

【００１７】また、前記固定電極構造体７は、支持基板
２上に絶縁膜４を介して形成された固定電極用配線部７
ａと、前記可動電極１１ｂの一方の側面（前記可動電極
１１ａにおける前記検出空隙側と反対側の面）と所定の
検出空隙を存して平行した状態で配置された複数個の第
２の固定電極７ｂとを一体に有した構成となっており、
各固定電極７ｂは、上記配線部７ａに片持ち状に支持さ
れた状態となっている。これにより、上記第２の固定電
極７ｂは、支持基板２の開口部２ａに臨んだ状態となっ
ている。

【００１８】尚、上記第１及び第２の固定電極６ｂ及び
７ｂは、実際には多数個ずつ設けられるものであるが、
図５では簡略化のため２個ずつのみ示している。また、
第１及び第２の固定電極６ｂ及び７ｂは、断面矩形の棒
状に形成されていると共に、矩形状の貫通孔１４が複数
個形成されており、この貫通孔１４により複数の矩形枠
状体を直線状に連結した形態の所謂ラーメン構造を備え
た形状とされている。さらに、上記固定電極用配線部６
ａ及び７ａ上の所定位置、具体的にはセンサチップ１の
エッジ部寄りの部位には、ワイヤボンディング用の電極
パッド６ｃ及び７ｃ（本発明でいう電極部に相当）がア
ルミニウムにより形成されている。

【００１９】支持基板２の周縁部に残存した単結晶シリ
コン層３は、シールド用薄膜３ａとして機能するもので
あり、そのシールド用薄膜３ａと梁構造体５及び可動電
極用配線部１３との隣接部位には絶縁分離トレンチ１５
が形成され、シールド用薄膜３ａと固定電極用配線部６
ａ及び７ａとの各隣接部位には絶縁分離トレンチ１６及
び１７がそれぞれ形成されている。また、シールド用薄
膜３ａ上におけるセンサチップ１のエッジ部寄りの部位
には、ワイヤボンディング用の電極パッド３ｂ（本発明
でいう電極部に相当）がアルミニウムにより形成されて
いる。

【００２０】上記のように構成されたセンサチップ１に
あっては、図５中に矢印で示す加速度検出軸Ｘ方向の成
分を含む加速度が印加されると、マス部８が当該加速度
検出軸Ｘ方向へ変位するようになり、その加速度に応じ
た変位量は、マス部８の質量と梁部９ａ、９ｂの復元
力、並びに電圧印加状態において可動電極１１ａ及び１
１ｂと第１及び第２の固定電極６ｂ及び７ｂとの各間に
作用する静電気力によって決定される。この場合、可動
電極１１ａと第１の固定電極６ｂとの間に第１のコンデ
ンサが形成され、また、可動電極１１ｂと第２の固定電
極７ｂとの間に第２のコンデンサが形成されるものであ
り、これら第１及び第２のコンデンサの各静電容量は、
上記のようにマス部８に加速度が作用したときの可動電
極１１ａ及び１１ｂの変位に応じて差動的に変化するも
のである。従って、斯様な静電容量の変化を、電極パッ
ド６ｃ、７ｃ、１３ａを通じて電荷量の変化として取り
出すことにより加速度を検出できることになる。

【００２１】図４には、上記センサチップ１を含んで構
成された半導体加速度センサ（半導体力学量センサ）１
８の概略的な縦断面構造が示されている。この図４にお
いて、センサチップ１は、当該センサチップ１からの信
号を電気的に処理するための回路チップ１９に載置状に
搭載されるものであり、これらセンサチップ１及び回路
チップ１９の一体物を、図示しない外部端子を備えたケ
ース状のパッケージ２０に形成された凹部２０ａ内に収
納すると共に、その凹部２０ａを蓋２１によって気密に
封止した構成となっている。即ち、センサチップ１は、
回路チップ１９に対し可撓性接着剤２２を介して接着さ
れ、また、回路チップ１９は、パッケージ２０に対し同
じく可撓性接着剤２３を介して接着される。この場合、
センサチップ１と回路チップ１９との間、並びに回路チ
ップ１９とパッケージ２０との間は、それぞれボンディ
ングワイヤ２４及び２５を介して電気的に接続される。
さらに、蓋２１は、パッケージ２０に対し金属製シール
リング２６を介して後述のように取り付けられる。

【００２２】さて、以下においては、センサチップ１及
び回路チップ１９の関係について具体的に説明する。図
１（ａ）ないし図３（ａ）には、上記回路チップ１９の
平面図が示され、図１（ｂ）ないし図３（ｂ）には、当
該回路チップ１９上にセンサチップ１を搭載した状態の
平面図が示されている。但し、これら図１ないし図３
は、ワイヤボンディング用の電極パッドのレイアウト、
前記ボンディングワイヤ２４及びセンサチップ１の加速
度検出軸Ｘのみを図示した概略的なものである。

【００２３】即ち、回路チップ１９は、センサチップ１
を載置状に搭載するための正方形状のチップマウント領
域２７、センサチップ１が有する前記電極パッド３ｂ、
６ｃ、７ｃ及び１３ａと前記ボンディングワイヤ２４を
介して接続される４個の電極パッド２８、パッケージ２
０が有する図示しない電極パッド群と前記ボンディング
ワイヤ２５を介して接続される複数個（例えば１３個）
の電極パッド２９を有するもので、図１（ａ）、図２
（ａ）、図３（ａ）に示すように、それらチップマウン
ト領域１９ａ、電極パッド１９ｂ及び１９ｃを異なるレ
イアウトで設けたものが３種類用意される。そこで、以
下においては、各回路チップ１９のレイアウトについて
説明する。尚、以下の説明では、便宜上、図１（ａ）の
回路チップ１９に添字Ａ、図２（ａ）の回路チップ１９
に添字Ｂ、図３（ａ）の回路チップ１９に添字Ｃを必要
に応じて付すことにする。

【００２４】図１（ａ）に示す回路チップ１９Ａは、チ
ップマウント領域２７の所定のエッジ部２７ａを当該回
路チップ１９Ａの基準エッジ部ＳＥと４５°の角度を存
した状態、換言すれば、センサチップ１の力学量検出軸
Ｘが基準エッジ部ＳＥに対し４５°となる方向（第１の
方向）へ向いた状態となるように配置すると共に、上記
エッジ部２７ａと沿った領域に、センサチップ１側の電
極パッド６ｃ、１３ａ、７ｃとそれぞれ近接した状態と
なる３個の電極パッド２８を一列状に配置し、さらに、
チップマウント領域２７における上記エッジ部２７ａと
対向したエッジ部２７ｂと沿った領域に、センサチップ
１側の電極パッド３ｂと近接した状態となる１個の電極
パッド２８を配置した構成となっている。

【００２５】図２（ａ）に示す回路チップ１９Ｂは、チ
ップマウント領域２７の所定のエッジ部２７ａを当該回
路チップ１９Ｂの基準エッジ部ＳＥと平行させた状態
（基準エッジ部ＳＥと０°の角度を存した状態）、換言
すれば、センサチップ１の力学量検出軸Ｘが基準エッジ
部ＳＥに対し９０°となる方向（第２の方向）へ向いた
状態となるように配置すると共に、上記エッジ部２７ａ
と沿った領域に、センサチップ１側の電極パッド６ｃ、
１３ａ、７ｃとそれぞれ近接した状態となる３個の電極
パッド２８を一列状に配置し、さらに、チップマウント
領域２７における上記エッジ部２７ａと対向したエッジ
部２７ｂと沿った領域に、センサチップ１側の電極パッ
ド３ｂと近接した状態となる１個の電極パッド２８を配
置した構成となっている。

【００２６】図３（ａ）に示す回路チップ１９Ｃは、チ
ップマウント領域２７の所定のエッジ部２７ａを当該回
路チップ１９Ｃの基準エッジ部ＳＥと直交させた状態
（基準エッジ部ＳＥと９０°の角度を存した状態）、換
言すれば、センサチップ１の力学量検出軸Ｘが基準エッ
ジ部ＳＥに対し０°となる方向（第２の方向）へ向いた
状態となるように配置すると共に、上記エッジ部２７ａ
と沿った領域に、センサチップ１側の電極パッド６ｃ、
１３ａ、７ｃとそれぞれ近接した状態となる３個の電極
パッド２８を一列状に配置し、さらに、チップマウント
領域２７における上記エッジ部２７ａと対向したエッジ
部２７ｂと沿った領域に、センサチップ１側の電極パッ
ド３ｂと近接した状態となる１個の電極パッド２８を配
置した構成となっている。

【００２７】そして、回路チップ１９のチップマウント
領域２７にセンサチップ１を搭載するときには、回路チ
ップ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの中からセンサチップ１の
加速度検出軸Ｘと回路チップ１９の基準エッジ部ＳＥと
の間に設定される検出角度（４５°、０°、９０°の何
れか）に対応したものを選択するものである。

【００２８】図７には、半導体加速度センサ１８の製造
手順が概略的な断面図により示されており、以下これに
ついて説明する。

【００２９】即ち、まず、図７（ａ）に示すように、セ
ンサチップ１の下面に液状の可撓性接着剤２２を塗布
し、この後、図７（ｂ）に示すように、そのセンサチッ
プ１を上述のように選択した回路チップ１９のチップマ
ウント領域２７にその形状に合致させた状態で搭載して
接着する。次いで、図７（ｃ）に示すように、回路チッ
プ１９の下面に液状の可撓性接着剤２３を塗布し、この
後、図７（ｄ）に示すように、当該回路チップ１９及び
センサチップ１の一体物を、シールリング２６が例えば
ロー付けにより取り付けられたパッケージ２０の凹部２
０ａ内に搭載して接着する。

【００３０】尚、上記のような各接着工程を行う場合、
チップマウント領域２７側に可撓製接着剤２２を塗布し
ておく構成、或いは、凹部２０ａにおける回路チップ１
９の搭載領域側に可撓製接着剤２３を塗布しておく構成
も可能である。また、接着剤２２、２３として液状のも
のを使用したが、シート状、固体状、ゲル状などの各種
接着剤を使用することもできる。

【００３１】この後には、図７（ｅ）に示すように、セ
ンサチップ１の電極パッド３ｂ、６ｃ、７ｃ、１３ａ
（図１〜図３参照）と回路チップ１９の電極パッド２８
群（図１〜図３参照）との間をボンディングワイヤ２４
により電気的に接続すると共に、当該回路チップ１９の
電極パッド２９群（図１〜図３参照）とパッケージ２０
側の図示しない電極パッド群との間をボンディングワイ
ヤ２５により電気的に接続する。尚、このボンディング
の順序はどちらが先でも良い。そして、図７（ｆ）に示
すように、シールリング２６上に蓋２１を置き、シーム
ウェルド法により蓋２１及びシールリング２６間を気密
に封止することにより、半導体加速度センサ１８を完成
させる。

【００３２】上記した本実施例の構成によれば、回路チ
ップ１９上に設けられたチップマウント領域２７にセン
サチップ１を搭載する構成となっているから、それらセ
ンサチップ１及び回路チップ１９による占有面積を小さ
くできる。従って、パッケージ２０に必要な実装用面積
を小さくできて、当該パッケージ２０を小型化できるか
ら、センサ全体の小型化を実現できるようになる。

【００３３】また、チップマント領域２７及び電極パッ
ド２８及び２９群のレイアウトが異なる３種類の回路チ
ップ１９（１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ）の中から、これに
搭載されるセンサチップ１側の電極パッド３ｂ、６ｃ、
７ｃ、１３ａに対し近接した配置状態の電極パッド２８
群を有するものを選択して使用することになるから、電
極パッド３ｂ、６ｃ、７ｃ、１３ａと４個の電極パッド
２８との間を電気的に接続するボンディングワイヤ２４
の延長寸法が無闇に長くなる恐れがなくなる。この結
果、ボンディングワイヤ２４が垂れて他のボンディング
ワイヤ２４などとショートする恐れがなくなる共に、本
実施例のようにセンサチップ１が容量検出型の場合に問
題となるワイヤ長の延長に起因した浮遊容量や寄生容量
などの影響によって、加速度検出特性が悪化する事態を
未然に防止できるようになる。

【００３４】しかも、上記のような回路チップ１９の種
類選択に応じて、センサチップ１の力学量検出軸Ｘと回
路チップ１９の基準エッジ部ＳＥとの間の角度を、４５
°、０°、９０°の何れかに変更できるから、その力学
量検出軸Ｘの方向の変更（加速度検出軸Ｘとパッケージ
２０との絶対的な位置関係の変更）を任意且つ容易に行
い得るようになる。この結果、本実施例による半導体加
速度センサを例えばエアバッグ用として用いる場合、２
以上のパッケージ２０を、その実装向きを変えないで、
車両の正面方向に加わる加速度や側面方向に加わる加速
度などの各検出方向にセンサチップ１の加速度検出軸が
向くようにセンサチップ１の向きを任意且つ容易に変更
して基板に実装するという要求にも確実に応え得るよう
になる。また、上記のように、チップマウント領域２７
及び電極パッド２８及び２９群のレイアウトを変更した
状態の回路チップ１９を３種類用意するだけで済むか
ら、コストの高騰を抑制できるようになる。

【００３５】（第２の実施の形態）図８及び図９には本
発明の第２実施例が示されており、以下これについて前
記第１実施例と異なる部分のみ説明する。図８には、本
実施例による回路チップ３０の平面図が示され、図９に
は、当該回路チップ３０上にセンサチップ１を搭載した
状態の平面図が示されている。但し、これら図８及び図
９は、ワイヤボンディング用の電極パッドのレイアウ
ト、ボンディングワイヤ及びセンサチップ１の加速度検
出軸Ｘのみを図示した概略的なものである。

【００３６】即ち、回路チップ３０は、その上面中央部
にセンサチップ１を載置状に搭載するための円形状のチ
ップマウント領域３１を有し、センサチップ１が有する
電極パッド３ｂ、６ｃ、７ｃ及び１３ａと接続される４
個の電極パッド２８を１グループとした例えば８群の電
極パッド群が上記チップマウント領域を包囲した形態で
同心状に配置すると共に、それらの周囲にパッケージが
有する図示しない電極パッド群と接続される複数個の電
極パッド２９を配置したレイアウトとなっている。尚、
回路チップ３０は多層配線を使用することが可能であ
り、このような場合には、電極パッド２８からの配線に
内層配線を利用できるものである。

【００３７】そして、回路チップ３０のチップマウント
領域３１にセンサチップ１を搭載するときには、そのセ
ンサチップ１の加速度検出軸Ｘと回路チップ３０の基準
エッジ部ＳＥとの間の角度を任意に設定するものであ
り、このように搭載した状態では、図９（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示すように、当該センサチップ１側の
電極パッド３ｂ、６ｃ、７ｃ及び１３ａとこれに最も近
い距離にある電極パッド２８群との間をボンディングワ
イヤ２４により接続することになる。尚、図９（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）は、加速度検出軸Ｘと基準エッジ部ＳＥ
との間の角度をそれぞれ４５°、０°、９０°に設定し
た例であるが、その角度は０°〜３６０°の範囲で任意
に設定できるものである。

【００３８】このような構成とした本実施例によれば、
加速度検出軸Ｘの方向を容易に変更できるようになるか
ら、２以上のパッケージ２０を、その実装向きを変えな
いで、複数の検出方向にセンサチップ１の加速度検出軸
が向くようにセンサチップ１の向きを任意且つ容易に変
更して基板に実装するという要求にも確実に応え得るよ
うになる。しかも、このような加速度検出軸Ｘの方向の
変更が行われた場合でもボンディングワイヤ２４の延長
寸法が無闇に長くなる恐れがなくなるから、ボンディン
グワイヤ２４が垂れて他のボンディングワイヤ２４など
とショートする恐れがなくなる共に、ワイヤ長の延長に
起因した浮遊容量や寄生容量などの影響によって、加速
度検出特性が悪化する事態を未然に防止できるようにな
る。また、回路チップ３０の構造が複雑になるものの、
１種類の回路チップ３０を用意するだけで済むからコス
トの高騰を極力防止できるものである。

【００３９】（第３の実施の形態）図１０には本発明の
第３実施例が示されており、以下これについて前記第１
実施例と異なる部分のみ説明する。図１０には、本実施
例による回路チップ３２上にセンサチップ１を搭載した
状態の平面図が示されている。但し、この図１０は、ワ
イヤボンディング用の電極パッドのレイアウト、ボンデ
ィングワイヤ及びセンサチップ１の加速度検出軸Ｘのみ
を図示した概略的なものである。また、図１０中の斜線
帯は断面を示すものではなく、各電極パッドの区別を容
易に認識可能にするためのものである即ち、回路チップ
３２は、その上面中央部にセンサチップ１を載置状に搭
載するための円形状のチップマウント領域（図示せず）
を有し、センサチップ１が有する電極パッド３ｂ、６
ｃ、７ｃ及び１３ａと接続される４個の電極パッド３３
を、上記チップマウント領域を包囲した異なる大きさの
リング状に形成すると共に、これらを互いに同心円状に
配置したレイアウトとなっている。尚、回路チップ３０
は多層配線を使用することが可能であり、電極パッド３
３のための配線は内層配線を利用することになる。

【００４０】そして、回路チップ３２のチップマウント
領域にセンサチップ１を搭載するときには、そのセンサ
チップ１の加速度検出軸Ｘと回路チップ３２の基準エッ
ジ部ＳＥとの間の角度を任意に設定するものであり、こ
のように搭載した状態では、図１０に示すように、当該
センサチップ１側の電極パッド３ｂ、６ｃ、７ｃ及び１
３ａと４個の電極パッド３３との間をボンディングワイ
ヤ２４により最短距離で接続できるようになる。

【００４１】このような構成とした本実施例によって
も、加速度検出軸Ｘの方向を容易に変更できるようにな
るから、２以上のパッケージ２０を、その実装向きを変
えないで、複数の検出方向にセンサチップ１の加速度検
出軸が向くように、そのセンサチップ１の向きを任意且
つ容易に変更して基板に実装するという要求にも確実に
応え得るようになる。しかも、このような加速度検出軸
Ｘの方向の変更が行われた場合でもボンディングワイヤ
２４の延長寸法を最短にできるから、ボンディングワイ
ヤ２４が垂れて他のボンディングワイヤ２４などとショ
ートする恐れがなくなる共に、ワイヤ長の延長に起因し
た浮遊容量や寄生容量などの影響によって、加速度検出
特性が悪化する事態を未然に防止できるようになる。ま
た、回路チップ３２の構造が複雑になるものの、１種類
の回路チップ３２を用意するだけで済むからコストの高
騰を極力防止できるものである。

【００４２】（その他の実施の形態）尚、本発明は上記
した実施例に限定されるものではなく、次のような変形
または拡張が可能である。第１実施例では、回路チップ
１９の電極パッドなどのレイアウトを３種類としたが、
センサチップ１の力学量検出軸Ｘと回路チップ１９の基
準エッジ部ＳＥとの間の角度の多様な変更に対応できる
ように、さらに多種類のレイアウトを設定することがで
きる。半導体加速度センサに限らず、例えばヨーレート
センサなど、他の半導体力学量センサにも広く適用でき
るものである。また、上記各実施例では、センサチップ
１の検出軸は１つとしているが、一次元方向の検出軸を
同一チップ面に複数有するものでも本発明は適用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す回路チップの概略的
平面図並びに回路チップ上にセンサチップを搭載した状
態での概略的平面図その１

【図２】回路チップの概略的平面図並びに回路チップ上
にセンサチップを搭載した状態での概略的平面図その２

【図３】回路チップの概略的平面図並びに回路チップ上
にセンサチップを搭載した状態での概略的平面図その３

【図４】半導体加速度センサの概略的な縦断面図

【図５】センサチップの平面図

【図６】図５中のＡ−Ａ線に沿った模式的な断面図

【図７】製造手順を示す概略的な断面図

【図８】本発明の第２実施例を示す回路チップの概略的
平面図

【図９】回路チップ上にセンサチップを搭載した状態で
の概略的平面図

【図１０】本発明の第３実施例を示す回路チップ上にセ
ンサチップを搭載した状態での概略的平面図

【符号の説明】

１はセンサチップ、３ｂ、６ｃ、７ｃ、１３ａは電極パ
ッド（電極部）、６ｂは第１の固定電極、７ｂは第２の
固定電極、１１ａ、１１は可動電極、１８は半導体加速
度センサ（半導体力学量センサ）、１９、１９Ａ、１９
Ｂ、１９Ｃは回路チップ、２０はパッケージ、２４、２
５はボンディングワイヤ、２７はチップマウント領域、
２８、２９は電極パッド、３０は回路チップ、３１はチ
ップマウント領域、３２は回路チップ、３３は電極パッ
ドを示す。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の力学量検出軸を有し電極部を備え
   たセンサチップと、前記センサチップを搭載するための
   チップマウント領域とボンディングワイヤを介して前記
   電極部と電気的に接続される電極パッドが設けられ、前
   記センサチップからの信号を電気的に処理するための回
   路チップとを備えた半導体力学量センサにおいて、 前記回路チップにおけるチップマウント領域は、前記力
   学量検出軸を少なくとも第１の方向及び該第１の方向と
   異なる第２の方向の何れか１つに向けて前記センサチッ
   プを選択的に搭載可能な領域として設定され、 前記回路チップにおける電極パッドは、前記センサチッ
   プが選択される全ての搭載状態に合わせて前記センサチ
   ップ側の電極部と近接するように配置されてなることを
   特徴とする半導体力学量センサ。
2. 【請求項２】 前記電極パッドは複数存在し、これらを
   １グループとした電極パッド群が前記チップマウント領
   域を囲むように複数配置され、 前記センサチップが前記チップマウント領域に搭載され
   た状態で、当該センサチップ側の電極部とこれに近い距
   離にある電極パッド群との間を前記ボンディングワイヤ
   により接続可能に構成したことを特徴とする請求項１記
   載の半導体力学量センサ。
3. 【請求項３】 前記複数個の電極パッドは、前記チップ
   マウント領域を包囲するリング状にそれぞれ形成される
   と共に、互いに同心円状に配置されることを特徴とする
   請求項１記載の半導体力学量センサ。
4. 【請求項４】 前記センサチップは、力学量の作用に応
   じて変位する可動電極と、この可動電極と所定空隙を存
   して対向配置された固定電極とを備え、力学量を前記可
   動電極及び固定電極間に形成されるコンデンサの静電容
   量の変化として取り出す容量式センサとして構成された
   ものであることを特徴とする請求項１ないし３の何れか
   に記載の半導体力学量センサ。
5. 【請求項５】 前記センサチップ及び回路チップを収納
   するためのパッケージが設けられることを特徴とする請
   求項１ないし４の何れかに記載の半導体力学量センサ。
6. 【請求項６】 所定の力学量検出軸を備えたセンサチッ
   プと、このセンサチップからの信号を電気的に処理する
   ための回路チップとを備えた半導体力学量センサの製造
   方法において、 前記回路チップ表面に、少なくとも第１の方向または該
   第１の方向と異なる第２の方向に前記力学量検出軸が向
   くように前記センサチップを選択的に搭載可能なチップ
   マウント領域と複数の電極パッドとを形成し、 前記力学量検出軸の向きを前記第１の方向及び前記第２
   の方向の何れか１つに合わせて前記チップマウント領域
   に前記センサチップを搭載し、 前記回路チップの複数の電極パッドのうち、前記センサ
   チップの電極部に近接する電極パッドを選択して前記電
   極部と前記選択した電極パッドとをボンディングワイヤ
   にて接続したことを特徴とする半導体力学量センサの製
   造方法。
7. 【請求項７】 前記ボンディングワイヤのボンディング
   実行前若しくは実行後に、前記センサチップ及び回路チ
   ップの一体物をパッケージ内に収納することを特徴とす
   る請求項６記載の半導体力学量センサの製造方法。