車載用半導体パッケージにおけるMEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)は、自動車の安全、快適性、自動運転機能を支える上で極めて重要な役割を果たします。
MEMSは、加速度、圧力、角速度といった物理的な変化を検知し、それを電気信号に変換する超小型のセンサーとして、車載システムの中核を担っています。
車載MEMSの役割と種類
車載MEMSは、厳しい温度変化や振動に耐える高い信頼性と冗長性が求められます。
1. 安全システム向けMEMS
車の安全性に直結する重要な機能を担います。
MEMSの種類 | 役割 | 応用システム |
加速度センサー | 車両の急激な速度変化を検知する。 | エアバッグ展開システム |
ジャイロセンサー | 車両の回転・傾き（角速度）を検知する。 | 横滑り防止装置 (ESC/ESP)、横転検知 |
圧力センサー | ブレーキ圧やタイヤ内の空気圧を検知する。 | タイヤ空気圧監視システム (TPMS)、エンジン制御 |
2. 自動運転・ADAS向けMEMS
ADAS（先進運転支援システム）や将来の自動運転車の中核センサーとして重要性が増しています。
慣性計測ユニット (IMU): 加速度センサーとジャイロセンサーを統合し、車両の正確な位置と姿勢をリアルタイムで把握するために使われます。ナビゲーションの精度向上にも貢献します。
MEMS LiDAR：光MEMS（MOEMS）技術を用いたマイクロミラーによりレーザー光を高速で走査し、周囲の環境マップを生成します。
車載MEMSのパッケージング技術
MEMSデバイスは、その微細な可動構造を保護しつつ、外部の物理量を正確に検知できるようにする必要があるため、一般的な半導体（ICチップ）とは異なる特殊なパッケージングが要求されます。
1. 可動部の保護と隔離
キャビティ・パッケージ（空洞付きパッケージ）：MEMSの可動部が動作するために、パッケージ内部に空間（キャビティ）を設けます。
ウェハレベル・パッケージング (WLP)：ウェハの状態でMEMSチップを封止する技術。特に、ウェハボンディング技術を用いて、MEMS構造を持つシリコンウェハを別のシリコンやガラスの蓋ウェハと接合し、真空または不活性ガスの環境を確保します。ボッシュプロセスのような深掘りRIE技術はこのWLPのキャビティ形成に利用されます。
2. 環境耐性の確保
ハーメチックシール（気密封止）：湿気や異物の侵入を完全に防ぐための高い気密性が求められ、特に車載環境で重要です。セラミックや金属のパッケージが用いられることもあります。
応力分離：パッケージの熱膨張や外部からの応力が、微細なMEMS構造に伝わり、センサーの検出精度に影響を与えないよう、緩衝材や構造的な分離が設計されます。
車載用MEMSデバイスは、この複雑なパッケージング技術により、高い機能性と極めて高い信頼性を両立させています。
この動画は、MEMSデバイスのパッケージング進化、特に金属、セラミック、プラスチックなど多様なパッケージが圧力、モーション、赤外線センサーなどの幅広い市場用途でどのように使用されているかを解説しています: The Evolution of MEMS Packaging。
The Evolution of MEMS Packaging
