特開 2024-100016 センサモジュールの製造方法及びセンサモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100016

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】センサモジュールの製造方法及びセンサモジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/28 20060101AFI20240719BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

H01L23/28 K

H01L23/28 C

H01L21/60 301A

H01L21/60 311S

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023003706

(22)【出願日】2023-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】319006047

【氏名又は名称】シャープセミコンダクターイノベーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002848

【氏名又は名称】弁理士法人ＮＩＰ＆ＳＢＰＪ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】満仲 健

【テーマコード（参考）】

4M109

5F044

【Ｆターム（参考）】

4M109AA01

4M109BA03

4M109CA06

5F044AA07

5F044QQ01

5F044RR18

(57)【要約】

【課題】半導体を用いた実装プロセス工程で一元管理できる形成方法を用いる事で容易に形成できるマイクロウェルにより保持される液体が漏れることを抑制することができるセンサモジュール及びセンサモジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】センサモジュールは、基板と、少なくともひとつのセンシング部と、を備え、前記少なくともひとつのセンシング部の各々は、前記基板上に固定され、センサ領域を有する上面を有するセンサ集積回路と、前記基板上に固定され、前記センサ集積回路を囲むマイクロウェル樹脂と、前記基板上であって前記センサ集積回路と前記マイクロウェル樹脂との間に配置される封止樹脂と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
少なくともひとつのセンシング部と、
を備え、
前記少なくともひとつのセンシング部の各々は、
前記基板上に固定され、センサ領域を有する上面を有するセンサ集積回路と、
前記基板上に固定され、前記センサ集積回路を囲むマイクロウェル樹脂と、
前記基板上であって前記センサ集積回路と前記マイクロウェル樹脂との間に配置される封止樹脂と、
を備える
センサモジュール。

【請求項2】

前記基板及び前記センサ集積回路を互いに電気的に接続するワイヤと、
前記上面の上に固定され、前記センサ領域を囲むダムと、
を更に備える請求項１のセンサモジュール。

【請求項3】

前記基板から前記ダムの上端までの高さが、前記基板から前記ワイヤの最上部までの高さより高い
請求項２のセンサモジュール

【請求項4】

前記ダムは、熱硬化型又は光硬化型のエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂の硬化物からなる
請求項２又は３に記載のセンサモジュール。

【請求項5】

３０Ｐａ・ｓ以上の粘度を有する樹脂を硬化させ、前記ワイヤに重ねて又は前記ワイヤと前記センサ領域との間に前記ダムを形成することを含む
請求項２又は３に記載のセンサモジュール。

【請求項6】

前記マイクロウェル樹脂は、筒状の形状を有し、内周面を有し、
前記内周面は、段差と、前記段差の上方にある第１の領域と、前記段差の下方にあり前記第１の領域より前記マイクロウェル樹脂の径方向内側にある第２の領域と、を含み、
前記基板から前記段差までの第１の高さは、前記基板から前記ダムの上端までの第２の高さより低く、
前記第１の高さと前記第２の高さとの差は、２００μｍ以下である
請求項１又は２に記載のセンサモジュール。

【請求項7】

センサ領域を有する上面を有するセンサ集積回路を基板上にダイボンドすることと、
前記基板及び前記センサ集積回路を互いに電気的に接続するワイヤをワイヤボンディングすることと、
前記センサ領域を囲むダムを前記上面の上に形成することと、
前記センサ集積回路及び前記ワイヤを囲むマイクロウェル樹脂を前記基板上に貼り付けることと、
前記基板上であって前記ダムと前記マイクロウェル樹脂との間に封止樹脂を形成することと、
を備えるセンサモジュールの製造方法。

【請求項8】

センサ領域を有する上面を有するセンサ集積回路を基板上にフリップチップ接続することと、
前記センサ集積回路を囲むマイクロウェル樹脂を前記基板上に貼り付けることと、
前記基板上であって前記センサ集積回路と前記マイクロウェル樹脂との間に封止樹脂を形成することと、
を備えるセンサモジュールの製造方法。

【請求項9】

前記封止樹脂は、熱硬化型の樹脂の硬化物であり、
前記マイクロウェル樹脂を前記基板上に貼り付けることは、前記封止樹脂の硬化温度より高い耐熱温度を有する接合媒体により前記基板上に前記マイクロウェル樹脂を接合することを含む
請求項７又は８に記載のセンサモジュールの製造方法。

【請求項10】

前記接合媒体は、熱硬化型又は光硬化型のエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂の硬化物である
請求項９に記載のセンサモジュールの製造方法。

【請求項11】

前記封止樹脂は、熱硬化型又は光硬化型のエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂の硬化物である
請求項７又は８に記載のセンサモジュールの製造方法。

【請求項12】

前記ワイヤをワイヤボンディングすることは、前記ワイヤの一端を前記基板に接続した後に前記ワイヤの他端を前記上面に接続することを含む
請求項７に記載のセンサモジュールの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、液体状の検査対象を保持する構造を備えるセンサモジュールの製造方法及びセンサモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、集積回路（ＩＣ、Integrated Circuit）技術を用いたバイオセンサの開発が活発である。

【0003】

特許文献１は、細菌検査デバイスを開示する。当該細菌検査デバイスにおいては、プリント配線基板の上に半導体集積回路が実装される。検査対象とする液体を保持するウェルは、半導体集積回路の表面の円形状の部分を露出させるように半導体集積回路の上に形成される。ウェルは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）により構成される（段落００１８及び００１９）。

【0004】

特許文献２は、センサモジュールを開示する。当該センサモジュールにおいては、複数のセンサＩＣが基板上に配列される。また、計測対象の被検査体（液体）を収容するために複数個のマイクロウェルが、複数個のセンサＩＣの表面の周縁を覆うようにそれぞれ形成される（段落００２１及び００２２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－７６９３８号公報

【特許文献2】特開２０２２－７６９３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示された細菌検査デバイスにおいては、ウェルは、センサ部が露出する様に樹脂封止した後の半導体集積回路上に、該当部に穴を形成した部材を接着する事により形成される。このため、ウェルにより保持される、検査対象とする液体が、ウェルと半導体集積回路との間を経由して漏れる可能性がある。

【0007】

特許文献２に開示されたセンサモジュールにおいては、複数のセンサＩＣを基板上に実装したのち、上記複数のセンサＩＣの周辺に一括してマイクロウェルを、金型を使用して樹脂形成する必要がある。このため、センサチップ上に金型突起部を押し当てる必要があり、センサ部分を傷つける恐れがある。複数の金型突起部を複数のセンサIC表面に均一に当てる必要があり、金型の精度が必要になる課題も発生する。また、樹脂を広範囲に射出する必要があり、樹脂の粘度やキュア工程に注意が必要という課題がある。

【0008】

本開示の一態様は、これらの問題を鑑みてなされた。本開示の一態様は、半導体を用いた実装プロセス工程で一元管理できる形成方法を用いる事で容易に形成できるマイクロウェルにより保持される液体が漏れることを抑制することができるセンサモジュール及びセンサモジュール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】

【0009】

本開示の第１の態様のセンサモジュールは、基板と、少なくともひとつのセンシング部と、を備え、前記少なくともひとつのセンシング部の各々は、前記基板上に固定され、センサ領域を有する上面を有するセンサ集積回路と、前記基板上に固定され、前記センサ集積回路を囲むマイクロウェル樹脂と、前記基板上であって前記センサ集積回路と前記マイクロウェル樹脂との間に配置される封止樹脂と、を備える。

【0010】

本開示の第２の態様のセンサモジュールの製造方法は、センサ領域を有する上面を有するセンサ集積回路を基板上にダイボンドすることと、前記基板及び前記センサ集積回路を互いに電気的に接続するワイヤをワイヤボンディングすることと、前記センサ領域を囲むダムを前記上面の上に形成することと、前記センサ集積回路及び前記ワイヤを囲むマイクロウェル樹脂を前記基板上に貼り付けることと、前記基板上であって前記ダムと前記マイクロウェル樹脂との間に封止樹脂を形成することと、を備える。

【0011】

本開示の第３の態様のセンサモジュールの製造方法は、センサ領域を有する上面を有するセンサ集積回路を基板上にフリップチップ接続することと、前記センサ集積回路を囲むマイクロウェル樹脂を前記基板上に貼り付けることと、前記基板上であって前記センサ集積回路と前記マイクロウェル樹脂との間に封止樹脂を形成することと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態のセンサモジュールを模式的に図示する上面図である。

【図2】第１実施形態のセンサモジュールの、図１に描かれた切断線Ａ－Ａの位置における断面を模式的に図示する断面図である。

【図3】第１実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面である。

【図4】第１実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面である。

【図5】第１実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面である。

【図6】第１実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面である。

【図7】第１実施形態のセンサモジュールに備えられる基板、センサＩＣ及びワイヤを模式的に図示する上面図である。

【図8】第１実施形態のセンサモジュールに備えられる基板、センサＩＣ、ワイヤ及びダムの第１の例を模式的に図示する上面図である。

【図9】第１実施形態のセンサモジュールに備えられる基板、センサＩＣ、ワイヤ及びダムの第２の例を模式的に図示する上面図である。

【図10】第１実施形態のセンサモジュールに備えられる基板、センサＩＣ、ワイヤ及びダムの第３の例を模式的に図示する上面図である。

【図11】第１実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面である。

【図12】第１実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面である。

【図13】第１実施形態のセンサモジュールに備えられる基板、マイクロウェル樹脂、接合媒体及び封止樹脂を模式的に図示する拡大断面図である。

【図14】第２実施形態のセンサモジュールの断面を模式的に図示する断面図である。

【図15】第２実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面図である。

【図16】第２実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面図である。

【図17】第２実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面図である。

【図18】第２実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面図である。

【図19】第２実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面図である。

【図20】第３実施形態のセンサモジュールの断面を模式的に図示する断面図である。

【図21】第３実施形態のセンサモジュールに備えられるマイクロウェル樹脂を模式的に図示する上面図である。

【図22】第３実施形態のセンサモジュールに備えられるマイクロウェル樹脂を、図２０に描かれた切断線Ｂ－Ｂの位置において切断した状態を模式的に図示する斜視図である。

【図23】第４実施形態のセンサモジュールを模式的に図示する上面図である。

【図24】第４実施形態のセンサモジュールの、図２３に描かれた切断線Ｃ－Ｃの位置における断面を模式的に図示する断面図である。

【図25】第４実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面図である。

【図26】第４実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面図である。

【図27】第４実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面図である。

【図28】第５実施形態のセンサモジュールの断面を模式的に図示する断面図である。

【図29】第６実施形態のセンサモジュールを模式的に図示する上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0014】

１ 第１実施形態
１．１ センサモジュール
図１は、第１実施形態のセンサモジュールを模式的に図示する上面図である。図２は、第１実施形態のセンサモジュールの、図１に描かれた切断線Ａ－Ａの位置における断面を模式的に図示する断面図である。

【0015】

図１及び図２に図示される第１実施形態のセンサモジュール１は、細菌、細胞等を含む検査液、検体液等の液体を保持し、保持する液体を検査する。センサモジュール１は、
半導体を用いた実装プロセス工程で一元管理できる形成方法を用いる事で容易に形成でき、
保持する液体が漏れにくい構造を有する。

【0016】

図１及び図２に図示されるように、センサモジュール１は、基板１１及びひとつのセンシング部１２を備える。

【0017】

基板１１は、センシング部１２を支持する。センシング部１２は、センサ領域２１ｃを備えるセンサ集積回路（ＩＣ）２１、センサＩＣ２１と基板１１上の配線（図示せず）を接続するワイヤ２２、センサ領域２１ｃ上に検査される液体を貯めるための凹部１２ａを形成するマイクロウェル樹脂２４が配置されている。また、マイクロウェル樹脂２４とセンサＩＣ２１の間を埋めるとともに、センサＩＣ２１の保護を行うための樹脂封止２５が形成されているが、センサ領域２１ｃへはダム２３により樹脂封止２５の樹脂が堰き止められる構造になっている。

【0018】

上記センサモジュール１は以下の様に製造される。

【0019】

１．２ センサモジュールの製造方法
図３から図６までは、第１実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面である。

【0020】

センサモジュール１が製造される際には、図３に図示されるように、センサＩＣ２１が基板１１上にダイボンドされる。その際には、接合材、接着剤等の接合媒体を用いてセンサＩＣ２１の下面２１ｂが基板１１の上面１１ａに固定される。

【0021】

続いて、図４に図示されるように、ワイヤ２２がワイヤボンディングされる。その際には、ワイヤ２２をワイヤボンディングする機器の動きによりワイヤ２２に折り目がつけられて、ワイヤ２２により形成されるループの形状、ワイヤ２２の長さ等が調整される。ワイヤ２２がワイヤボンディングされる際には、望ましくは、逆ボンド方式によるワイヤボンディングが行われる。逆ボンド方式については、後述する。

【0022】

続いて、図５に図示されるように、ダム２３がセンサＩＣ２１の上面２１ａ上に形成される。その際には、ダム２３の前駆体である樹脂の流動体がダム２３が形成される領域に塗布される。樹脂の流動体の塗布は、ディスペンサを用いて行われる。樹脂の流動体の塗布は、１回だけ行われてもよいし、２回以上行われてもよい。また、塗布された樹脂の流動体が硬化させられてダム２３に変化させられる。これにより、安定した形状を有するダム２３が形成される。塗布される樹脂の流動体は、比較的に高い粘度を有し、例えば、樹脂の流動体が塗布される際の温度状態、感光度等の条件下において３０Ｐａ・ｓ以上の粘度を有する。これにより、樹脂の流動体がセンサ領域２１ｃ上に流れ込むことを抑制することができる。樹脂の流動体は、熱硬化又は光硬化により硬化させられる。

【0023】

続いて、図６に図示されるように、マイクロウェル樹脂２４が基板１１上に貼り付けられる。その際には、接合媒体によりマイクロウェル樹脂２４が基板１１に接合される。

【0024】

貼り付けられるマイクロウェル樹脂２４は、一定の形状を有する形状物である。

【0025】

マイクロウェル樹脂２４は、センサＩＣ２１を囲むように貼り付けられる。このため、マイクロウェル樹脂２４は、貼り付けられる際に、センサＩＣ２１に当たらない。これにより、マイクロウェル樹脂２４がセンサＩＣ２１を損傷することを抑制することができる。

【0026】

続いて、図１及び図２に図示されるように、封止樹脂２５が基板１１上に形成される。封止樹脂２５は、ダム２３とマイクロウェル樹脂２４との間に形成される。その際には、封止樹脂２５の前駆体である樹脂の流動体が封止樹脂２５が形成される領域に塗布される。また、塗布された樹脂の流動体が硬化させられて封止樹脂２５に変化させられる。樹脂の流動体は、熱硬化又は光硬化により硬化させられる。

【0027】

上述したセンサモジュール１の製造方法においては、半導体素子を製造する際に採用される実装プロセスと同様のプロセスによりセンサモジュール１が製造される。

【0028】

センサモジュール１の各部の説明を行う

【0029】

１．３ センシング部
図１及び図２に図示されるように、センシング部１２は、センサＩＣ２１、ワイヤ２２、ダム２３、マイクロウェル樹脂２４及び封止樹脂２５を備える。

【0030】

センサＩＣ２１は、上面２１ａ及び下面２１ｂを有する。上面２１ａ及び下面２１ｂは、互いに反対の側にある。上面２１ａは、センサ領域２１ｃを含み、センサ領域２１ｃに接触する液体を検査する。センサＩＣ２１は、ワイヤ２２を介して供給された電力によりセンサ素子を動作させて液体を検査する。センサＩＣ２１は、検査を行うのに必要な信号、行った検査の結果を示す信号等をワイヤ２２を介して基板１１を介して外部とやり取りする。

【0031】

センサ領域２１ｃは、凹部１２ａの最深部の底に露出する。これにより、センサ領域２１ｃは、凹部１２ａに貯められた液体に接触する。これにより、センサＩＣ２１は、凹部１２ａに貯められた液体を検査することができる。

【0032】

ダム２３は、封止樹脂２５の流動体がセンサ領域２１ｃへ移動することを抑制する。

【0033】

ダム２３は、センサＩＣ２１の上面２１ａ上に固定される。ダム２３は、センサ領域２１ｃを囲む。これにより、ダム２３は、ダム２３の外側から到来した流動体を堰き止め、センサ領域２１ｃ上に流れ込むことを抑制する。

【0034】

基板１１からダム２３の上端までの高さは、基板１１からワイヤ２２の最上部までの高さより高い。これにより、封止樹脂２５の前駆体である樹脂の流動体がダム２３及びマイクロウェル樹脂２４の間に注入される場合に、樹脂の流動体によりワイヤ２２が隠されるまで樹脂の流動体を注入する事ができ、ワイヤ２２を保護するため樹脂で覆っても、樹脂の流動体がダム２３の上端を超えてセンサ領域２１ｃ上に流れ込むことは無い。

【0035】

ダム２３は、樹脂の硬化物からなり、例えば、熱硬化型又は光硬化型のシリコーン樹脂又はエポキシ樹脂の硬化物からなる。シリコーン樹脂の硬化物は、細胞毒性をほとんど有さず、自家蛍光等の光をほとんど発さず、高い透明性を有する。エポキシ樹脂は、半導体実装プロセスにおいても利用されている。

【0036】

マイクロウェル樹脂２４は、筒状の形状を有し、内周面２４ａを有する。内周面２４ａにより定義される筒内空間２４ｂに、センサＩＣ２１及びワイヤ２２が収容されるように配置され固定される。このため、マイクロウェル樹脂２４は、センサＩＣ２１及びワイヤ２２を囲む凹部１２ａを形成でき液体を入れる事ができる。

【0037】

マイクロウェル樹脂２４は、円筒状の形状を有する。液体を入れることができる筒内空間２４ｂが形成されている限り、マイクロウェル樹脂２４が、円筒状の形状以外の筒状の形状を有してもよい。例えば、マイクロウェル樹脂２４が、四角筒状の形状、八角筒状の形状等を有してもよい。

【0038】

マイクロウェル樹脂２４は、樹脂の硬化物からなり、例えば、熱硬化型又は光硬化型のシリコーン樹脂又はエポキシ樹脂の硬化物からなる。シリコーン樹脂の硬化物は、細胞毒性をほとんど有さず、自家蛍光等の光をほとんど発さず、高い透明性を有する。エポキシ樹脂は、半導体実装プロセスにおいても利用されている。

【0039】

封止樹脂２５は、封止樹脂２５により覆われる物体を封止する。

【0040】

封止樹脂２５は、基板１１上に配置される。封止樹脂２５は、ダム２３及びマイクロウェル樹脂２４の間に配置される。封止樹脂２５は、ワイヤ２２を隠す。封止樹脂２５は、基板１１とマイクロウェル樹脂２４との境界を筒内空間２４ｂの側から覆う。これにより、液体が基板１１とマイクロウェル樹脂２４との境界に到達することを抑制することができる。これにより、マイクロウェル樹脂２４により形成されるマイクロウェルにより保持される液体が基板１１とマイクロウェル樹脂２４との間を経由して漏れることを抑制することができる。

【0041】

封止樹脂２５は、樹脂の硬化物からなり、例えば、熱硬化型又は光硬化型のシリコーン樹脂又はエポキシ樹脂の硬化物からなる。シリコーン樹脂の硬化物は、細胞毒性をほとんど有さず、自家蛍光等の光をほとんど発さず、高い透明性を有する。エポキシ樹脂は、半導体実装プロセスにおいても利用されている。

【0042】

基板１１、センサＩＣ２１、ダム２３、マイクロウェル樹脂２４及び封止樹脂２５は、液体を貯める凹部１２ａが形成された容器を構成する。凹部１２ａは、ダム２３の内側にある内側部においては第１の深さを有し、ダム２３の外側にある外側部においては第１の深さより浅い第２の深さを有する。内側部の底には、センサ領域２１ｃが露出する。

【0043】

１．４ ワイヤによる基板及びセンサＩＣの接続
図７は、第１実施形態のセンサモジュールに備えられる基板、センサＩＣ及びワイヤを模式的に図示する上面図である。

【0044】

図７に図示されるように、基板１１は、電極３１を備える。また、基板１１は、図示されない配線パターンを備える。

【0045】

基板１１の電極３１は、基板１１の上面１１ａに配置される。電極３１は、センサＩＣ２１の下面２１ｂに対向する領域の外側に配置される。電極３１は、当該領域の外周に沿って配置される。電極３１は、配線パターンに電気的に接続される。

【0046】

また、図７に図示されるように、センサＩＣ２１は、電極４１を備える。

【0047】

センサＩＣ２１の電極４１は、センサＩＣ２１の上面２１ａに配置される。このため、センサＩＣ２１の上面２１ａは、電極配置面である。電極４１は、センサＩＣ２１の上面２１ａの外周に沿って配置される。電極４１は、センサ領域２１ｃの外側に配置される。

【0048】

ワイヤ２２の一端は、基板１１の電極３１に接続される。ワイヤ２２の他端は、センサＩＣ２１の電極４１に電気的に接続される。これにより、ワイヤ２２は、基板１１及びセンサＩＣ２１を互いに電気的に接続する。これにより、基板１１は、ワイヤ２２を経由して、センサＩＣ２１に電力を供給し、センサＩＣ２１と信号をやり取りする。基板１１に備えられる配線パターンは、供給される電力及びやり取りされる信号を伝送する。

【0049】

１．５ ダムが配置される位置
図８は、第１実施形態のセンサモジュールに備えられる基板、センサＩＣ、ワイヤ及びダムの第１の例を模式的に図示する上面図である。

【0050】

第１の例においては、図８に図示されるように、ダム２３は、ワイヤ２２の他端及びセンサＩＣ２１の電極４１に重ねて配置される。これにより、ワイヤ２２の他端と電極４１との接続を保護することができる。

【0051】

ダム２３は、センサＩＣ２１の上面２１ａの外周に沿って配置される。センサＩＣ２１の上面２１ａは、矩形状の形状を有する。このため、ダム２３は、矩形環状の形状を有する。

【0052】

図９は、第１実施形態のセンサモジュールに備えられる基板、センサＩＣ、ワイヤ及びダムの第２の例を模式的に図示する上面図である。

【0053】

第２の例においては、図９に図示されるように、ダム２３は、ワイヤ２２とセンサ領域２１ｃとの間に配置される。このため、ダム２３は、ワイヤ２２に重ねられずに配置される。これにより、ダム２３の形成がワイヤ２２の影響を受けなくなる。これにより、均一な高さを有するダム２３を形成することが容易になる。第２の例は、センサ領域２１ｃの平面形状が小さく、ワイヤ２２とセンサ領域２１ｃとの間にダム２３を形成することができるスペースを確保することができる場合に好適に採用される。

【0054】

第３の例においては、図１０に図示されるように、ダム２３は、円環状の形状を有する。

【0055】

１．６ 逆ボンド方式
図１１及び図１２は、第１実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面である。

【0056】

逆ボンド方式によるワイヤボンディングによりワイヤ２２がボンディングされる際には、図１１に図示されるように、ワイヤ２２の一端が基板１１に接続される。

【0057】

また、図１２に図示されるように、ワイヤ２２の一端が基板１１に接続された後に、ワイヤ２２の他端がセンサＩＣ２１の上面２１ａに接続される。

【0058】

逆ボンド方式によるワイヤボンディングによれば、センサＩＣ２１の上面２１ａからワイヤ２２が突き出る高さが高くなることを抑制することができる。

【0059】

１．７ マイクロウェル樹脂及び接合媒体の耐熱温度、並びに封止樹脂の硬化温度
図１３は、第１実施形態のセンサモジュールに備えられる基板、マイクロウェル樹脂、接合媒体及び封止樹脂を模式的に図示する拡大断面図である。

【0060】

上述したように、マイクロウェル樹脂２４は、接合媒体により基板１１に固定される。このため、図１３に図示されるように、センサモジュール１は、マイクロウェル樹脂２４及び基板１１を互いに接合する接合媒体２６を備える。

【0061】

接合媒体２６は、両面シール、接着剤の硬化物、封止樹脂と同種の樹脂の硬化物等からなる。

【0062】

接合媒体２６が両面シールであり、封止樹脂２５が熱硬化型の樹脂の硬化物である場合は、マイクロウェル樹脂２４及び両面シールは、望ましくは、封止樹脂の硬化温度より高い耐熱温度を有する。これにより、封止樹脂２５の前駆体である樹脂の流動体が熱硬化させられる際にマイクロウェル樹脂２４及び両面シールが熱に耐えきれずに両面シールのシール性能が低下することを抑制することができる。

【0063】

接合媒体２６が接着剤の硬化物であり、封止樹脂２５が熱硬化型の樹脂の硬化物である場合は、マイクロウェル樹脂２４及び接着剤の硬化物は、望ましくは、封止樹脂の硬化温度より高い耐熱温度を有する。これにより、封止樹脂２５の前駆体である樹脂の流動体が熱硬化させられる際にマイクロウェル樹脂２４及び接着剤の硬化物が熱に耐えきれずに接着剤の硬化物のシール性能が低下することを抑制することができる。

【0064】

接合媒体２６が封止樹脂と同種の樹脂の硬化物である場合は、当該樹脂の流動体が基板１１上に塗布される。また、塗布された樹脂の流動体を介してマイクロウェル樹脂２４が基板１１に接続される。また、樹脂の流動体が硬化させられて接合媒体２６に変化させられる。樹脂の流動体は、熱硬化又は光硬化により硬化させられる。接合媒体２６が封止樹脂と同種の樹脂の硬化物である場合は、封止樹脂２５及び接合媒体２６を同じ材質により構成することができる。このため、センサモジュール１の製造を簡略化することができる。

【0065】

接合媒体２６は、例えば、熱硬化型又は光硬化型のエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂の硬化物である。

【0066】

２ 第２実施形態
以下では、第２実施形態が第１実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第１実施形態において採用される構成と同様の構成が第２実施形態においても採用される。

【0067】

図１４は、第２実施形態のセンサモジュールの断面を模式的に図示する断面図である。

【0068】

図１４に図示される第２実施形態のセンサモジュール２においては、センシング部１２が、部品２７を備える。

【0069】

部品２７は、基板１１上に搭載される。基板１１から部品２７の上端までの高さは、望ましくは、基板１１からダム２３の上端までの高さより低い。部品２７は、チップ部品であり、チップキャパシタ、チップ抵抗等である。

【0070】

図１５から図１９までは、第２実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面図である。

【0071】

センサモジュール２が製造される際には、図１５に図示されるように、センサモジュール１が製造される際と同様に、センサＩＣ２１が基板１１上にダイボンドされる。

【0072】

続いて、図１６に図示されるように、センサモジュール１が製造される際と同様に、ワイヤ２２がワイヤボンディングされる。

【0073】

続いて、図１７に図示されるように、センサモジュール１が製造される際と同様に、ダム２３がセンサＩＣ２１の上面２１ａ上に形成される。

【0074】

続いて、図１８に図示されるように、部品２７が基板１１上に搭載される。部品２７が基板１１上に搭載された後に、ワイヤ２２がワイヤボンディングされ、ダム２３がセンサＩＣ２１の上面２１ａ上に形成されてもよい。

【0075】

続いて、図１９に図示されるように、センサモジュール１が製造される際と同様に、マイクロウェル樹脂２４が基板１１上に貼り付けられる。マイクロウェル樹脂２４は、センサＩＣ２１、ワイヤ２２及び部品２７を囲む。

【0076】

続いて、図１４に図示されるように、センサモジュール１が製造される際と同様に、封止樹脂２５が基板１１上に形成される。封止樹脂２５は、ダム２３とマイクロウェル樹脂２４との間に形成される。

【0077】

３ 第３実施形態
以下では、第３実施形態が第１実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第１実施形態において採用される構成と同様の構成が第３実施形態においても採用される。

【0078】

図２０は、第３実施形態のセンサモジュールの断面を模式的に図示する断面図である。図２１は、第３実施形態のセンサモジュールに備えられるマイクロウェル樹脂を模式的に図示する上面図である。図２２は、第３実施形態のセンサモジュールに備えられるマイクロウェル樹脂を、図２１に描かれた切断線Ｂ－Ｂの位置において切断した状態を模式的に図示する斜視図である。

【0079】

図２０に図示される第３実施形態のセンサモジュール３においては、図２０、図２１及び図２２に図示されるように、マイクロウェル樹脂２４の内周面２４ａは、段差５１、第１の領域５２及び第２の領域５３を有する。

【0080】

段差５１は、基板１１の上面１１ａと平行をなす。このため、基板１１から段差５１までの高さは、均一である。第１の領域５２は、段差５１の上方にある。第２の領域５３は、段差５１の下方にある。第２の領域５３は、第１の領域５２よりマイクロウェル樹脂２４の径方向内側にある。第１の領域５２及び第２の領域５３は、同軸配置される。このため、第２の領域５３により囲まれる円柱状の空間は、第１の領域５２により囲まれる円柱状の空間の径より小さい径を有する。このような内周面２４ａを形成するために、マイクロウェル樹脂２４は、段差５１の下方に下部突起６１を備える。

【0081】

基板１１から段差５１までの第１の高さｈ１は、基板１１からダム２３の上端までの高さｈ２より低い。第１の高さｈ１と第２の高さｈ２との差ｈ２－ｈ１は、２００μｍ以下である。

【0082】

これらにより、封止樹脂２５の前駆体である樹脂の流動体が塗布される場合に、第２の領域５３により囲まれる円柱状の空間に注入された樹脂の流動体の上面の中央部が、樹脂の流動体の表面張力により盛り上がる。これにより、樹脂の流動体がマイクロウェル樹脂２４に引っ張られることを抑制することができる。これにより、樹脂の流動体が硬化させられて封止樹脂２５が形成される際に、収縮により封止樹脂２５に割れが発生することを抑制することができる。これにより、封止樹脂２５の品質を向上することができる。

【0083】

４ 第４実施形態
以下では、第４実施形態が第１実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第１実施形態において採用される構成と同様の構成が第４実施形態においても採用される。

【0084】

図２３は、第４実施形態のセンサモジュールを模式的に図示する上面図である。図２４は、第４実施形態のセンサモジュールの、図２３に描かれた切断線Ｃ－Ｃの位置における断面を模式的に図示する断面図である。

【0085】

図２３及び図２４に図示される第４実施形態のセンサモジュール４においては、図２４に図示されるように、基板１１の電極３１が、センサＩＣ２１の下面２１ｂに対向する領域に配置される。

【0086】

また、センサＩＣ２１の電極４１は、センサＩＣ２１の下面２１ｂに配置される。このため、センサＩＣ２１の下面２１ｂは、電極配置面である。

【0087】

また、センサモジュール４は、ワイヤ２２に代えて、バンプ２８を備える。バンプ２８は、基板１１の電極３１及びセンサＩＣ２１の電極４１を互いに接続する。

【0088】

また、センサモジュール４は、アンダーフィル樹脂２９を備える。アンダーフィル樹脂２９は、センサＩＣ２１と基板１１との間及びその周辺に配置される。アンダーフィル樹脂２９は、センサＩＣ２１と基板１１との間を埋める。アンダーフィル樹脂２９は、樹脂の硬化物である。

【0089】

封止樹脂２５は、センサＩＣ２１及びマイクロウェル樹脂２４の間に配置される。封止樹脂２５は、基板１１及びセンサＩＣ２１により形成される段差を埋める。これにより、封止樹脂２５の上面は、センサＩＣ２１の上面２１ａと略同一平面を構成する。

【0090】

図２５から図２７までは、第４実施形態のセンサモジュールの製造の途上で作製される中間品を模式的に図示する断面図である。

【0091】

センサモジュール４が製造される際には、図２５に図示されるように、センサＩＣ２１が基板１１上にフリップチップ接続される。その際には、バンプ２８が基板１１の電極３１上に形成される。また、センサＩＣ２１の電極４１がバンプ２８に接続されるようにセンサＩＣ２１がバンプ２８に接続される。

【0092】

続いて、図２６に図示されるように、アンダーフィル樹脂２９が基板１１上に形成される。アンダーフィル樹脂２９は、センサＩＣ２１と基板１１との間及びその周辺に形成される。その際には、アンダーフィル樹脂２９が形成される領域に、アンダーフィル樹脂２９の前駆体である樹脂の流動体が塗布される。また、塗布された樹脂の流動体が硬化させられてアンダーフィル樹脂２９に変化させられる。これより、アンダーフィル樹脂２９による封止が行われる。アンダーフィル樹脂２９を基板１１上に形成することが省略され、アンダーフィル樹脂２９が形成される領域に封止樹脂２５が形成されてもよい。

【0093】

続いて、図２７に図示されるように、センサモジュール１が製造される際と同様に、マイクロウェル樹脂２４が基板１１上に貼り付けられる。マイクロウェル樹脂２４は、センサＩＣ２１及びアンダーフィル樹脂２９を囲むように貼り付けられる。

【0094】

続いて、図２３及び図２４に示されるように、センサモジュール１が製造される際と同様に、封止樹脂２５が基板１１上に形成される。封止樹脂２５は、センサＩＣ２１とマイクロウェル樹脂２４との間に形成される。

【0095】

５ 第５実施形態
以下では、第５実施形態が第４実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第４実施形態において採用される構成と同様の構成が第５実施形態においても採用される。

【0096】

図２８に図示される第５実施形態のセンサモジュール５においては、第３実施形態のセンサモジュール３と同様に、マイクロウェル樹脂２４の内周面２４ａは、段差５１、第１の領域５２及び第２の領域５３を有する。

【0097】

段差５１は、基板１１の上面１１ａと平行をなす。このため、基板１１から段差５１までの高さは、均一である。第１の領域５２は、段差５１の上方にある。第２の領域５３は、段差５１の下方にある。第２の領域５３は、第１の領域５２よりマイクロウェル樹脂２４の径方向内側にある。第１の領域５２及び第２の領域５３は、同軸配置される。このため、第２の領域５３により囲まれる円柱状の空間は、第１の領域５２により囲まれる円柱状の空間の径より小さい径を有する。

【0098】

基板１１から段差５１までの第１の高さｈ１は、基板１１からセンサＩＣ２１の上端までの高さｈ２より低い。第１の高さｈ１と第２の高さｈ２との差ｈ２－ｈ１は、２００μｍ以下である。

【0099】

これらにより、封止樹脂２５の前駆体である樹脂の流動体が塗布される場合に、第２の領域５３により囲まれる円柱状の空間に注入された樹脂の流動体の上面が、樹脂の流動体の表面張力により盛り上がる。これにより、樹脂の流動体がマイクロウェル樹脂２４に引っ張られることを抑制することができる。これにより、樹脂の流動体が硬化させられて封止樹脂２５が形成される際に、収縮により封止樹脂２５に割れが発生することを抑制することができる。これにより、封止樹脂２５の品質を向上することができる。

【0100】

６ 第６実施形態
以下では、第６実施形態が第１実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第１実施形態において採用される構成と同様の構成が第６実施形態において採用される。

【0101】

図２９は、第６実施形態のセンサモジュールを模式的に図示する上面図である。

【0102】

図２９に図示される第６実施形態のセンサモジュール６は、基板１１及び複数のセンシング部１２を備える。

【0103】

複数のセンシング部１２の各々は、第１実施形態のセンサモジュール１、第２実施形態のセンサモジュール２、第３実施形態のセンサモジュール３、第４実施形態のセンサモジュール４又は第５実施形態のセンサモジュール５に備えられるセンシング部１２と同様のセンシング部である。複数のセンシング部１２は、基板１１上に配列される。

【0104】

センサモジュール６は、複数のセンシング部１２に液体を同時に検査させることができる。複数のセンシング部１２により検査される液体は、同種の液体であってもよいし、異種の液体であってもよい。これにより、複数のセンシング部１２による評価の差を確認することができ、複数のセンシング部１２による評価の信頼性を早期に判断することができる。

【0105】

本開示は、上記実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えてもよい。

【符号の説明】

【0106】

１，２，３，４，５，６ センサモジュール、１１ 基板、１１ａ 上面、１２ センシング部、１２ａ 凹部、２１ センサ集積回路（ＩＣ）、２１ａ 上面、２１ｂ 下面、２１ｃ センサ領域、２２ ワイヤ、２３ ダム、２４ マイクロウェル樹脂、２４ｂ 筒内空間、２５ 封止樹脂、２６ 接合媒体、２７ 部品、２８ バンプ、２９ アンダーフィル樹脂、３１ 電極、４１ 電極、５１ 段差、５２ 第１の領域、５３ 第２の領域、６１ 下部突起。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】