JP2009186344A - 半導体力学量センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化を図ることができ、かつ、ハンダ付けを減らすことにより、鉛成分溶出による環境への悪影響を小さくすること。
【解決手段】 半導体センサチップ４０からの出力信号を処理するための電気回路が形成された半導体回路チップ３０は、半導体チップ化されているため、加速度センサ装置１を小型化することができる。また、センサ本体２０は、スタッドバンプ１３によってターミナル４にフリップチップ実装されているため、従来のように回路基板を端子にハンダ付けする必要がないので、ハンダに含まれる鉛成分が溶出して環境に悪影響を及ぼすおそれがない。
【選択図】 図６

Description

この発明は、半導体によって形成され、力学量を検出するための半導体力学量センサ装置に関する。

従来、この種の半導体力学量センサ装置として、回路基板上に半導体力学量センサを搭載したものが知られている（例えば、特許文献１）。図１４は、その従来の半導体力学量センサの縦断面図である。
半導体力学量センサとしての衝突検知センサ装置５０は、エアバッグ制御装置側と接続されるコネクタ部５１と、車両に取り付けられるケース部５３とを備える。ケース部５３の内部に形成された凹部５７には、センサ本体５６が配置されている。センサ本体５６は、ガラスエポキシ系の回路基板上に加速度センサ（Ｇセンサ）を搭載して構成される。

コネクタ部５１の内部には、凹部５２が形成されており、その凹部５２の底壁には、ターミナル５４が挿通されている。ターミナル５４には、ワイヤ５５がハンダ付けされており、ワイヤ５５はハンダ付けによってセンサ本体５６と電気的に接続されている。

特開２００５−１３５８５０号公報（第１３〜１７段落、図３）。

しかし、上記従来の衝突検知センサ装置５０は、加速度センサが搭載されたガラスエポキシ系の回路基板が大きな占有面積を有するため、衝突検知センサの小型化が阻害されるという問題がある。
また、ワイヤ５５がターミナル５４およびセンサ本体５６とそれぞれハンダ付けされているため、廃棄後、ハンダに含まれる鉛成分が溶出し、環境に悪影響を及ぼす。

そこでこの発明は、上述の諸問題を解決するためになされたものであり、小型化を図ることができ、かつ、ハンダ付けを減らすことにより、鉛成分溶出による環境への悪影響を小さくすることを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、与えられた力学量に対応する信号を出力する半導体センサチップ（４０）と、前記半導体センサチップからの出力信号を処理するための半導体回路チップ（３０）とが電気的に接続されるとともに積層されて一体化したセンサ（２０）と、前記半導体回路チップからの出力信号を、その出力信号によって作動する装置へ伝達するための端子（４）と、を備えており、前記センサがスタッドバンプ（１３）を用いて前記端子にフリップチップ実装されてなる半導体力学量センサ装置（１）という技術的手段を用いる。

請求項２に記載の発明では、与えられた力学量に対応する信号を出力する半導体センサチップ（４０）と、前記半導体センサチップからの出力信号を処理するための半導体回路チップ（３０）とが電気的に接続されるとともに積層されて一体化したセンサ（２０）と、前記半導体回路チップからの出力信号を、その出力信号によって作動する装置へ伝達するための端子（４）と、を備えており、前記センサがワイヤボンディングによって前記端子と電気的に接続されてなる半導体力学量センサ装置（１）という技術的手段を用いる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の半導体力学量センサ装置（１）において、前記半導体回路チップ（３０）に形成された回路を構成する素子の一部（１１）が前記センサ（２０）の外方において前記端子（４）に電気的に接続されてなるという技術的手段を用いる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の半導体力学量センサ装置（１）において、内部空間（５）を有する絶縁性部材（１２）を備えており、前記端子（４）の一端（４ｂ１）は、前記内部空間（５）を通過するように前記絶縁性部材の相対向する壁（１２ａ，１２ｂ）の一方の壁（１２）ａを貫通して他方の壁（１２ｂ）に挿入されており、前記センサ（２０）は、前記内部空間に存在する前記端子に電気的に接続されてなるという技術的手段を用いる。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の半導体力学量センサ装置（１）において、前記センサ（２０）および端子（４）が、絶縁性部材（１２）によって封止されてなるという技術的手段を用いる。

請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の半導体力学量センサ装置（１）において、前記装置と前記端子（４）の他端（４ｂ２）とを電気的に接続するためのコネクタ部（２）と、前記コネクタ部に隣接するハウジング（３）と、前記センサ（２０）を収容するために前記ハウジングの内部に形成された収容空間（３ａ）と、前記収容空間に収容されたゲル状の保護部材（１５）とを有し、前記力学量が発生する箇所に前記センサを取付けるための取付部材（２，３）を備えており、前記端子の一端（４ｂ１）は、前記コネクタ部から前記収容空間を形成する一の壁（２ｃ）を貫通して前記収容空間に延出しており、かつ、前記センサは、前記延出した前記端子の一端に電気的に接続されており、前記センサおよび前記収容空間に延出した端子は、前記絶縁性部材（１２）によって封止されており、さらに、前記絶縁性部材は、前記ゲル状の保護部材によって覆われ保護されてなるという技術的手段を用いる。

なお、上記括弧内の符号は、後述する発明の実施形態において記載されている符号と対応するものである。

（請求項１に係る発明の効果）
センサは、半導体センサチップと、半導体回路チップとが電気的に接続されるとともに積層されて一体化したものである。
つまり、半導体センサチップからの出力信号を処理するための電気回路が配置されている部分は、半導体チップ化されているため、従来のようにガラスエポキシ系の回路基板を用いたものよりも、センサ部分の占有面積を小さくすることができるので、力学量センサ装置を小型化することができる。

また、センサがスタッドバンプを用いて端子とフリップチップ実装されてなるため、従来のように回路基板を端子にハンダ付けする必要がないので、ハンダに含まれている鉛成分が溶出して環境に悪影響を及ぼすおそれがない。

（請求項２に係る発明の効果）
半導体センサチップからの出力信号を処理するための電気回路が配置されている部分は、半導体チップ化されているため、従来のようにガラスエポキシ系の回路基板を用いたものよりも、センサ部分の占有面積を小さくすることができるので、力学量センサ装置を小型化することができる。

また、センサがワイヤボンディングによって端子と電気的に接続されてなるため、従来のように回路基板を端子にハンダ付けする必要がないので、ハンダに含まれている鉛成分が溶出して環境に悪影響を及ぼすおそれがない。

（請求項３に係る発明の効果）
半導体センサチップからの出力信号を処理する回路において、半導体回路チップ化し難い素子、例えば、コンデンサなどを外付け素子としてセンサの外方において端子に電気的に接続することにより、半導体回路チップの小型化が阻害されないようにすることができる。

（請求項４に係る発明の効果）
端子が、内部空間を有する絶縁性部材に挿通され、その内部空間に存在する端子にセンサが電気的に接続されており、センサの前後および両横方向が絶縁性部材によって保護された状態となるため、センサおよび端子を前後および横方向から作用する外力から保護することができる。

（請求項５に係る発明の効果）
センサおよび端子が絶縁性部材によって封止されており、センサの周囲が絶縁性部材によって保護された状態となるため、センサおよび端子を周囲から作用する外力から保護することができる。また、センサおよび端子に水分や塵芥などの異物が浸入してセンサが故障するおそれがない。

（請求項６に係る発明の効果）
絶縁性部材によって封止されたセンサは、さらにゲル状の保護部材によって覆われて保護されてなるため、センサの外力からの保護をより一層強化することができる。また、水分や塵芥などの異物の浸入をより一層強固に阻止し、センサの保護に万全を期すことができる。

さらに、保護部材の粘度を選択することにより、半導体センサチップに伝達する力学量を調節することができる。
従って、例えば、与えられる可能性のある力学量の範囲と、センサの検出範囲とを整合させることができる。

＜第１実施形態＞
この発明に係る第１実施形態について図を参照して説明する。以下の各実施形態では、この発明に係る半導体力学量センサ装置として、自動車などの車両に取付け、車両の加速度を検出する加速度センサ装置（Ｇセンサ装置ともいう）を例に挙げて説明する。

［加速度センサ装置の取付構造］
加速度センサ装置の取付構造について図を参照して説明する。図１は、取付部材に取付けられた加速度センサ装置の平面図である。

図１に示すように、加速度センサ装置１は、この加速度センサ装置１と乗員保護補助装置の１つであるＳＲＳ(Supplemental Restraint System)エアバッグシステムとを接続するためのコネクタ部２と、このコネクタ部２に隣接するハウジング３とを備える。

加速度センサ装置１は、ハウジング３を挾持した取付部材６によって車両の所定個所に取付けられる。取付部材６は、加速度センサ装置１のハウジング３の外面を挾持する挾持部６ａと、この挾持部６ａの両端からそれぞれ延出形成された取付片６ｂ，６ｂとを備える。各取付片６ｂには、ボルトなどの固定部材を挿通するための挿通孔６ｃがそれぞれ貫通形成されている。

［加速度センサ装置の構造］
加速度センサ装置の構造について図を参照して説明する。図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。図３は、図２に示す加速度センサ装置の構成部材を示す説明図であり、（ａ）はコネクタ部の縦断面図、（ｂ）はハウジングの縦断面図、（ｃ）はセンサの縦断面図である。なお、図２において、図面左側を後方とし、図面右側を前方とする。

図３（ｂ）に示すように、ハウジング３は、後面が開口形成された断面四角形の筒状に形成されている。また、後方の内壁には、段部３ｂが形成されている。図３（ａ）に示すように、コネクタ部２は、後面が開口形成された断面四角形の筒状に形成されている。また、コネクタ部２の前方の外周面には、ハウジング３の段部３ｂに合致する形状に形成された鍔部２ｃが形成されている。つまり、図２に示すように、鍔部２ｃが、段部３ｂに嵌合することにより、コネクタ部２とハウジング３とが接続される。

図２に示すように、ハウジング３の収容空間３ａには、センサ本体（図４において符号２０で示す）の前後および両側を絶縁性部材（図４，図５において符号１２で示す）によって保護してなるセンサ部１０が収容されている。コネクタ部２の前壁２ｂには、センサからの出力信号をＳＲＳエアバッグシステムへ伝達するためのターミナル（端子）４ｂが挿通されている。ターミナル４ｂの前端は、ハウジング３の収容空間３ａ内に延出しており、その延出した部分には、センサ部１０が取付けられている。センサ部１０内のセンサ本体は、ターミナル４ｂに電気的に接続されている。

ターミナル４ｂの後端は、コネクタ部２の内部空間２ａ内に位置している。なお、図２では、ターミナル４ｂのみを示すが、実際には、複数本（この実施形態では３本）のターミナルがコネクタ部２からハウジング３へ挿通されており、各ターミナルがセンサ本体と電気的に接続されている（図５）。

図４は、センサ部１０の構造を示す縦断面図であり、図５は、センサ部１０の平面図である。絶縁性部材１２は、樹脂などの絶縁性材料によって平面視枠状に形成されており、絶縁性部材１２によって囲まれた部分には、内部空間５が形成されている。図４に示すように、ターミナル４ｂの一端４ｂ１は、絶縁性部材１２の前後に相対向する壁の後壁１２ａを貫通し、内部空間５を通過して前壁１２ｂに挿入されている。図５に示すように、同様に他のターミナル４ａ，４ｃの各一端も後壁１２ａを貫通し、内部空間５を通過して前壁１２ｂに挿入されている。

内部空間５に存在する各ターミナル４ａ〜４ｃの上には、センサ本体２０がスタッドバンプ１３を用いてフリップチップ実装されている。
つまり、センサ本体２０と、センサ本体２０が実装されているターミナル４ａ〜４ｃとを含む領域の前後方向および両横方向は、絶縁性部材１２によって囲まれ保護されている。また、センサ本体２０と絶縁性部材１２との間には、隙間１４が形成されている。さらに、図４に示すように、絶縁性部材１２の上面は、センサ本体２０の上面よりも高い位置にあり、センサ本体２０が絶縁性部材１２から上方へ露出しないようになっている。

また、図５に示すように、センサ本体２０よりも後方におけるターミナル４ａ，４ｂには、外付け素子１１が電気的に接続されている。外付け素子１１は、絶縁性部材１２によって封止され保護されている。外付け素子１１は、センサ本体２０を構成する半導体回路チップ（図６において符号３０で示す）に備えられた電気回路を構成する素子の一つであり、例えばコンデンサである。つまり、コンデンサなど、他の素子と比較して大きな素子を外付け素子としてセンサ本体２０の外方に配置することにより、センサ本体２０のさらなる小型化を達成している。

この実施形態では、絶縁性部材１２は、樹脂などの絶縁性材料により形成されている。また、各ターミナルは、鉄にニッケルおよびコバルトを配合した合金によって形成されており、センサ部１０の自重によっては大きく撓まない程度の剛性を有する。

なお、スタッドバンプとは、ワイヤボンディング技術を利用して作る金ボールバンプのことである。ワイヤボンディングとは、公知の手法であり、金（Ａｕ）または銅（Ｃｕ）などにより形成されたワイヤの端部を圧着によって接続する手法のことである。また、フリップチップ実装とは、一般的に、半導体チップをワイヤを用いないで直接プリント基板などに接続する方法である。さらに、フリップチップ実装には、スタッドバンプを高温下で圧接する手法と、スタッドバンプに超音波を付与し、スタッドバンプと電極パッドとの摩擦熱によってスタッドバンプを溶融させる手法とがある。

［センサ本体の構造］
次に、センサ本体２０の構造について図６を参照して説明する。図６は、センサ本体２０の構造を示す縦断面図である。
センサ本体２０は、与えられた加速度に対応する信号を出力する半導体センサチップ４０と、この半導体センサチップ４０からの出力信号を処理するための半導体回路チップ３０とを備える。

この実施形態では、半導体センサチップ４０は、静電容量の変化に基づいて加速度を検出する容量式加速度センサである。この容量式加速度センサとして、例えば、本願出願人が過去に提案したもの（特開２００１−３３０６２３号公報）を用いることができる。このものは、支持基板上に支持された半導体層４１に対して、エッチングなどにより、溝を形成することにより、可動部と、この可動部と溝を介して区画され且つ支持基板に固定された固定部とを形成してなる。

可動部は、与えられた加速度に応じて所定方向に変位可能な錘部と、この錘部の変位方向の軸を中心として錘部の両側に形成された櫛歯状の可動電極４４とを備える。固定部は、可動電極４４における櫛歯の隙間に噛み合うように対向して配置された櫛歯状の固定電極４３を備える。固定電極４３および可動電極４４の周囲および上方には、空間４２が形成されており、下方には空間２３が形成されている。

半導体回路チップ３０は、半導体センサチップ４０から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などを備える。それらの回路は、公知の製造プロセスによって半導体ウェハ上に形成されている。また、半導体回路チップ３０の両端には、超音波溶着装置に備えられたロボットハンドによって把持される把持部３０ａがそれぞれ形成されている。

半導体センサチップ４０は、絶縁性の接着フィルム２２によって半導体回路チップ３０の上に接着積層されている。半導体センサチップ４０は、その下面に配置されたスタッドバンプ２５と電気的に接続されている。半導体回路チップ３０は、その上面に配置されたスタッドバンプ２４と電気的に接続されている。スタッドバンプ２５，２４は相互に接合されており、これにより、半導体センサチップ４０および半導体回路チップ３０が電気的に接続されている。

半導体回路チップ３０には、その厚さ方向に貫通電極２１が貫通形成されており、その貫通電極２１は、図示しない電路によってスタッドバンプ２４と電気的に接続されている。貫通電極２１は、半導体回路チップ３０の下面に配置されたスタッドバンプ１３と電気的に接続されている。つまり、半導体センサチップ４０は、スタッドバンプ２５，２４および貫通電極２１を介してスタッドバンプ１３と電気的に接続されている。

この実施形態では、センサ本体２０は超音波溶着法によってターミナル４に電気的接続される。つまり、超音波溶着装置に備えられたロボットハンドが半導体回路チップ３０の把持部３０ａを把持し、センサ本体２０の各スタッドバンプ１３を対応するターミナル上に接触するように配置する。そして、センサ本体２０を超音波振動させることにより、各スタッドバンプ１３とターミナル４との間に摩擦熱を発生させ、その摩擦熱によって各スタッドバンプ１３を溶融させ、ターミナル４に溶着する。

与えられた加速度に応じて可動電極４４が所定方向へ変位したとき、固定電極４３と可動電極４４との間の距離が変化し、固定電極４３と可動電極４４との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化に応じて半導体センサチップ４０からの出力信号が変化し、この変化に対応した信号が半導体回路チップ３０から所定のターミナルを通じてエアバッグ制御装置へ出力される。また、所定のターミナルを通じて、半導体回路チップ３０および半導体センサチップ４０へ動作電源が供給される。

［第１実施形態の効果］
（１）半導体センサチップ４０からの出力信号を処理するための電気回路が形成された半導体回路チップ３０は、半導体チップ化されているため、従来のようにガラスエポキシ系の回路基板を用いたものよりも、占有面積を小さくすることができるので、加速度センサ装置１を小型化することができる。

（２）また、センサ本体２０がスタッドバンプ１３を用いてターミナル４とフリップチップ実装されてなるため、従来のように回路基板を端子にハンダ付けする必要がないので、ハンダに含まれる鉛成分が溶出して環境に悪影響を及ぼすおそれがない。

（３）さらに、コンデンサなどを外付け素子１１としてターミナル４に電気的に接続してなるため、半導体回路チップ３０の小型化が阻害されないようにすることができる。

（４）ターミナル４が絶縁性部材１２に挿通され、その内部空間５に存在する各ターミナルにセンサ本体２０がフリップチップ実装されており、センサ本体２０の前後および両横方向が絶縁性部材１２によって保護された状態となるため、センサ本体２０およびターミナル４を前後および横方向から作用する外力から保護することができる。

＜第２実施形態＞
次に、この発明の第２実施形態について図７を参照して説明する。図７は、この実施形態の加速度センサ装置に備えられたセンサ部１０の構造を示す縦断面図である。なお、前述の第１実施形態の加速度センサ装置と同じ構成については説明を省略し、同じ符号を用いる。

センサ本体２０は、ワイヤボンディングによってターミナル４と電気的に接続されている。センサ本体２０およびターミナル４には、電極パッド１７が配置されており、各電極パッド間は、ワイヤ１６によって電気的に接続されている。なお、図７では、ターミナル４ｂのみを示すが、他のターミナル４ａ，４ｃについても、同様に電極パッド１７およびワイヤ１６によってセンサ本体２０と電気的に接続されている。

前述の通り、ワイヤボンディングとは、金（Ａｕ）または銅（Ｃｕ）などにより形成されたワイヤの端部を圧着によって接続する手法であり、ハンダを使用しないため、従来のハンダ付けのようにハンダに含まれる鉛成分が溶出して環境に悪影響を及ぼすおそれがない。また、この実施形態の加速度センサ装置は、センサ本体２０のターミナルへの実装方法を除いて前述の第１実施形態の加速度センサ装置と同じ構成であるため、第１実施形態の効果（１），（３）および（４）と同じ効果を奏することができる。

＜第３実施形態＞
次に、この発明の第３実施形態について図８を参照して説明する。図８は、この実施形態の加速度センサ装置に備えられたセンサ部１０の構造を示す縦断面図であり、（ａ）はフリップ実装されたセンサ部の構造を示す縦断面図、（ｂ）はワイヤボンディングによって実装されたセンサ部の構造を示す縦断面図である。なお、前述の第１および第２実施形態の加速度センサ装置と同じ構成については説明を省略し、同じ符号を用いる。

センサ本体２０と、外付け素子１１と、センサ本体２０および外付け素子１１が実装されたターミナル４が、絶縁性部材１２によって封止されている。
従って、センサ本体２０およびターミナル４を前後および両横方向のみならず、上下方向から作用する外力から保護することができる。また、センサおよび端子に水分や塵芥などの異物が浸入してセンサが故障するおそれがない。

また、この実施形態の加速度センサ装置は、センサ本体２０およびターミナル４の保護方法を除いて前述の第１実施形態の加速度センサ装置と同じ構成であるため、第１実施形態の効果（１）ないし（３）と同じ効果を奏することができる。
なお、図８（ａ），（ｂ）において、外付け素子１１を絶縁性部材１２によって封止しないように構成することもできる。

＜第４実施形態＞
次に、この発明の第４実施形態について図９を参照して説明する。図９は、この実施形態の加速度センサ装置に備えられたセンサ部１０の平面図であり、（ａ）は外付け素子が絶縁性部材によって封止されていない例、（ｂ），（ｃ）はターミナルが絶縁性部材の後壁のみ貫通した例であり、（ｂ）は外付け素子が絶縁性部材によって封止されている例、（ｃ）は外付け素子が絶縁性部材によって封止されていない例を示す。なお、前述の第１実施形態の加速度センサ装置と同じ構成については説明を省略し、同じ符号を用いる。

前述の第１実施形態の図５に示す構成において、外付け素子１１を絶縁性部材１２の外方においてターミナル４ａ，４ｂに電気的に接続し、絶縁性部材１２によって封止されていない構成にすることもできる（図９（ａ））。また、図９（ｂ），（ｃ）に示すように、各ターミナル４ａ〜４ｃの各一端が絶縁性部材１２の前壁１２ｂを貫通していない構成にすることもできる。この場合、外付け素子１１は、図９（ｂ）に示すように絶縁性部材１２によって封止することもでき、図９（ｃ）に示すように封止しないようにすることもできる。

この実施形態の加速度センサ装置は、外付け素子１１の配置およびターミナル４の構造を除いて前述の第１実施形態の加速度センサ装置と同じ構成であるため、第１実施形態の効果（１）ないし（４）と同じ効果を奏することができる。

＜第５実施形態＞
次に、この発明の第５実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は、図２に対応するＡ−Ａ矢視断面図である。なお、前述の第１実施形態の加速度センサ装置と同じ構成については説明を省略し、同じ符号を用いる。

加速度センサ装置１に備えられたハウジング３の収容空間３ａには、ゲル状の保護部材１５が充填されており、絶縁性部材１２によって封止されたセンサ部１０は、さらに保護部材１５によって保護されている。
従って、センサ本体２０の外力からの保護をより一層強化することができる。また、水分や塵芥などの異物の浸入をより一層強固に阻止し、センサ本体２０の保護に万全を期すことができる。

さらに、保護部材１５の粘度を選択することにより、半導体センサチップ４０に伝達する加速度を調節することができる。
従って、例えば、与えられる可能性のある加速度の範囲と、センサ本体２０の検出範囲とを整合させることができる。

また、この実施形態の加速度センサ装置１は、センサ部１０が保護部材１５によって保護されている構造を除いて前述の第１実施形態の加速度センサ装置と同じ構成であるため、第１実施形態の効果（１）ないし（４）と同じ効果を奏することができる。
この実施形態では、保護部材１５は、フッ素系ゲル、フロロシリコーンゲル、シリコーンゲルなどにより形成されている。

＜第６実施形態＞
次に、この発明の第６実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は、図６に対応する縦断面図である。なお、前述の第１実施形態の加速度センサ装置と同じ構成については説明を省略し、同じ符号を用いる。

センサ本体２０は、半導体センサチップ４０の上に半導体回路チップ３０が積層されて一体化されてなる。櫛歯状の固定電極４３および可動電極４４は下向きに配置されている。半導体センサチップ４０には、その厚さ方向に貫通電極２１が貫通形成されており、その貫通電極２１は、スタッドバンプ２４と電気的に接続されている。貫通電極２１は、半導体センサチップ４０の下面に配置されたスタッドバンプ１３と電気的に接続されている。つまり、半導体回路チップ３０は、スタッドバンプ２５，２４および貫通電極２１を介してスタッドバンプ１３と電気的に接続されている。

上記のように、固定電極４３および可動電極４４、つまり加速度を検出するセンシング部が下向きに配置されているため、水分や塵芥などの異物がセンシング部に落下し、加速度の検出精度が低下したり、検出不能となるおそれがない。
また、この実施形態の加速度センサ装置１は、センサ部１０が保護部材１５によって保護されている構造を除いて前述の第１実施形態の加速度センサ装置と同じ構成であるため、第１実施形態の効果（１）ないし（４）と同じ効果を奏することができる。

＜第７実施形態＞
次に、この発明の第７実施形態について図１２を参照して説明する。図１２は、センサ本体２０の構造を示す縦断面図である。なお、前述の第１実施形態の加速度センサ装置と同じ構成については説明を省略し、同じ符号を用いる。

半導体センサチップ４０の固定電極４３および可動電極４４、つまり加速度を検出するセンシング部の上方は、キャップ１８によって覆われ保護されている。キャップ１８は、センシング部を完全に密閉する大きさおよび形状に形成されており、水分や塵芥などの異物の浸入を完全に阻止する構造になっている。

半導体センサチップ４０および絶縁性の接着フィルム２２には、それらの厚さ方向に貫通電極２６が貫通形成されている。貫通電極２６は、半導体回路チップ３０と電気的に接続されている。また、半導体回路チップ３０の端部上面には、電極パッド１７が配置されており、電極パッド１７はワイヤボンディングによるワイヤ１６によってターミナル４（図示省略）と電気的に接続されている。

また、この実施形態の加速度センサ装置は、前述の第２実施形態の加速度センサ装置と共通の構成を有するため、その構成については第２実施形態と同じ効果を奏することができる。

＜第８実施形態＞
次に、この発明の第８実施形態について図１３を参照して説明する。図１３は、センサ本体２０の構造を示す縦断面図である。なお、前述の第１実施形態の加速度センサ装置と同じ構成については説明を省略し、同じ符号を用いる。

半導体センサチップ４０の固定電極４３および可動電極４４、つまり加速度を検出するセンシング部の上方は、キャップ１８によって覆われ保護されている。キャップ１８は、センシング部を完全に密閉する大きさおよび形状に形成されており、水分や塵芥などの異物の浸入を完全に阻止する構造になっている。

半導体センサチップ４０および半導体回路チップ３０は、スタック構造（積層構造）になっている。半導体センサチップ４０および半導体回路チップ３０の各端部上面には電極パッド１７がそれぞれ配置されており、各電極パッド１７は、ワイヤボンディングによるワイヤ１６によって電気的に接続されている。また、半導体回路チップ３０の他の端部上面には、電極パッド１７が配置されており、電極パッド１７はワイヤボンディングによるワイヤ１６によってターミナル４（図示省略）と電気的に接続されている。

なお、この実施形態の加速度センサ装置は、前述の第２実施形態の加速度センサ装置と共通の構成を有するため、その構成については第２実施形態と同じ効果を奏することができる。

＜他の実施形態＞
（１）この発明の半導体力学量センサ装置は、加速度以外の力学量を検出するセンサにも適用することができる。例えば、車両の所定の空間圧の変化を検出してエアバッグを展開させるための圧力センサ、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、車両の傾きを検出する傾斜センサ、車両の角速度を検出するジャイロセンサなどに適用することができる。

（２）また、図９（ｂ），（ｃ）において、ターミナル４の前壁１２ｂへの挿入長さを調整することにより、センサ本体２０および絶縁性部材１２をターミナル４に沿って前後に移動させることができる。これにより、コネクタ部２の前壁２ｂにおけるターミナル４の基部を回動中心とするセンサ部１０の角速度を調整することができる。
従って、この発明の半導体力学量センサ装置をヨーレートセンサ、傾斜センサ、ジャイロセンサなどに適用する場合、実際に与えられる可能性のある力学量に対応してセンサ本体の検出範囲を調整することができる。

取付部材に取付けられた加速度センサ装置の平面図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 図２に示す加速度センサ装置の構成部材を示す説明図であり、（ａ）はコネクタ部の縦断面図、（ｂ）はハウジングの縦断面図、（ｃ）はセンサの縦断面図である。 センサ部１０の構造を示す縦断面図である。 センサ部１０の平面図である。 センサ本体２０の構造を示す縦断面図である。 第２実施形態の加速度センサ装置に備えられたセンサ部１０の構造を示す縦断面図である。 第３実施形態の加速度センサ装置に備えられたセンサ部１０の構造を示す縦断面図であり、（ａ）はフリップ実装されたセンサ部の構造を示す縦断面図、（ｂ）はワイヤボンディングによって実装されたセンサ部の構造を示す縦断面図である。 第４実施形態の加速度センサ装置に備えられたセンサ部１０の平面図であり、（ａ）は外付け素子が絶縁性部材によって封止されていない例、（ｂ），（ｃ）はターミナルが絶縁性部材の後壁のみ貫通した例であり、（ｂ）は外付け素子が絶縁性部材によって封止されている例、（ｃ）は外付け素子が絶縁性部材によって封止されていない例を示す。 第５実施形態において図２に対応するＡ−Ａ矢視断面図である。 第６実施形態において図６に対応する縦断面図である。 第７実施形態におけるセンサ本体２０の構造を示す縦断面図である。 第８実施形態におけるセンサ本体２０の構造を示す縦断面図である。 従来の半導体力学量センサの縦断面図である。

符号の説明

１・・加速度センサ装置（半導体力学量センサ装置）、２・・コネクタ部、
３・・ハウジング、３ａ・・収容空間、４・・ターミナル（端子）、５・・内部空間、
１０・・センサ部、１１・・外付け素子、１２・・絶縁性部材、
１２ａ・・後壁（一方の壁）、１２ｂ・・前壁（他方の壁）、
１３・・スタッドバンプ、１５・・保護部材、２０・・センサ本体、
３０・・半導体回路チップ、４０・・半導体センサチップ。

Claims (6)

1. 与えられた力学量に対応する信号を出力する半導体センサチップと、前記半導体センサチップからの出力信号を処理するための半導体回路チップとが電気的に接続されるとともに積層されて一体化したセンサと、
   前記半導体回路チップからの出力信号を、その出力信号によって作動する装置へ伝達するための端子と、を備えており、
   前記センサがスタッドバンプを用いて前記端子にフリップチップ実装されてなることを特徴とする半導体力学量センサ装置。
2. 与えられた力学量に対応する信号を出力する半導体センサチップと、前記半導体センサチップからの出力信号を処理するための半導体回路チップとが電気的に接続されるとともに積層されて一体化したセンサと、
   前記半導体回路チップからの出力信号を、その出力信号によって作動する装置へ伝達するための端子と、を備えており、
   前記センサがワイヤボンディングによって前記端子と電気的に接続されてなることを特徴とする半導体力学量センサ装置。
3. 前記半導体回路チップに形成された回路を構成する素子の一部が前記センサの外方において前記端子に電気的に接続されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体力学量センサ装置。
4. 内部空間を有する絶縁性部材を備えており、
   前記端子の一端は、前記内部空間を通過するように前記絶縁性部材の相対向する壁の一方の壁を貫通して他方の壁に挿入されており、
   前記センサは、前記内部空間に存在する前記端子に電気的に接続されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の半導体力学量センサ装置。
5. 前記センサおよび端子が、絶縁性部材によって封止されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の半導体力学量センサ装置。
6. 前記装置と前記端子の他端とを電気的に接続するためのコネクタ部と、前記コネクタ部に隣接するハウジングと、前記センサを収容するために前記ハウジングの内部に形成された収容空間と、前記収容空間に収容されたゲル状の保護部材とを備えており、
   前記端子の一端は、前記コネクタ部から前記ハウジングを形成する一の壁を貫通して前記収容空間に延出しており、かつ、前記センサは、前記延出した前記端子の一端に電気的に接続されており、
   前記センサおよび前記収容空間に延出した端子は、前記絶縁性部材によって封止されており、さらに、前記絶縁性部材は、前記ゲル状の保護部材によって覆われ保護されてなることを特徴とする請求項５に記載の半導体力学量センサ装置。

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