CN111929468B - 惯性传感器、电子设备、移动体及惯性传感器的制造方法 - Google Patents

惯性传感器、电子设备、移动体及惯性传感器的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111929468B
CN111929468B CN202010334850.0A CN202010334850A CN111929468B CN 111929468 B CN111929468 B CN 111929468B CN 202010334850 A CN202010334850 A CN 202010334850A CN 111929468 B CN111929468 B CN 111929468B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
substrate
inertial sensor
main surface
step portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010334850.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111929468A (zh
Inventor
泷泽照夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN111929468A publication Critical patent/CN111929468A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111929468B publication Critical patent/CN111929468B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032—Packages or encapsulation
    • B81B7/0045—Packages or encapsulation for reducing stress inside of the package structure
    • B81B7/0048—Packages or encapsulation for reducing stress inside of the package structure between the MEMS die and the substrate
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0228—Inertial sensors
    • B81B2201/0235—Accelerometers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/01—Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0181—See-saws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2207/00—Microstructural systems or auxiliary parts thereof
    • B81B2207/09—Packages
    • B81B2207/091—Arrangements for connecting external electrical signals to mechanical structures inside the package
    • B81B2207/097—Interconnects arranged on the substrate or the lid, and covered by the package seal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/01—Packaging MEMS
    • B81C2203/0109—Bonding an individual cap on the substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/01—Packaging MEMS
    • B81C2203/0145—Hermetically sealing an opening in the lid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/03—Bonding two components
    • B81C2203/032—Gluing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0808—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
    • G01P2015/0811—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0814—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for translational movement of the mass, e.g. shuttle type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0831—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type having the pivot axis between the longitudinal ends of the mass, e.g. see-saw configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/07—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process
    • H01L2224/08—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/081—Disposition
    • H01L2224/0812—Disposition the bonding area connecting directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
    • H01L2224/08151—Disposition the bonding area connecting directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding the bonding area connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/08221—Disposition the bonding area connecting directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding the bonding area connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/08225—Disposition the bonding area connecting directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding the bonding area connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/3205—Shape
    • H01L2224/32057—Shape in side view
    • H01L2224/32058—Shape in side view being non uniform along the layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32135—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/32145—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H01L2224/331—Disposition
    • H01L2224/3318—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/33181—On opposite sides of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
    • H01L2224/808—Bonding techniques
    • H01L2224/80893—Anodic bonding, i.e. bonding by applying a voltage across the interface in order to induce ions migration leading to an irreversible chemical bond
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83385—Shape, e.g. interlocking features
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222—Sequential connecting processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93—Batch processes
    • H01L2224/94—Batch processes at wafer-level, i.e. with connecting carried out on a wafer comprising a plurality of undiced individual devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/07—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process
    • H01L24/08—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process of an individual bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H01L2924/141—Analog devices
    • H01L2924/1426—Driver
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/146—Mixed devices
    • H01L2924/1461—MEMS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

本申请公开了惯性传感器、电子设备、移动体以及惯性传感器的制造方法。惯性传感器具有：支撑基板；传感器主体，被所述支撑基板支撑；以及接合部件，位于所述支撑基板与所述传感器主体之间，将所述支撑基板与所述传感器主体接合，所述传感器主体具有：基板，通过所述接合部件与所述支撑基板接合；以及静电电容型传感器元件，设置于所述基板的与所述支撑基板相反的一侧，所述基板具有：侧面；所述支撑基板侧的第一主面；以及位于所述侧面与所述第一主面之间且将所述侧面与所述第一主面连接的凹状的台阶部，所述接合部件沿所述第一主面和所述台阶部延伸。

Description

惯性传感器、电子设备、移动体及惯性传感器的制造方法
技术领域
本发明涉及惯性传感器、电子设备、移动体以及惯性传感器的制造方法。
背景技术
专利文献1中记载的惯性传感器具有：印刷基板；以及通过芯片焊接树脂固定于印刷基板的MEMS传感器。另外，MEMS传感器是具有传感器基板、电极以及设置于传感器基板的传感器元件并且在可动体与电极之间形成静电电容的静电电容式的加速度传感器。
专利文献1：国际公开第14/042055号
发明内容
然而，在专利文献1的惯性传感器中，芯片焊接树脂有可能以圆角状抵达到MEMS传感器的侧面。如果芯片焊接树脂向侧面抵达，则由于热膨胀会导致大应力传递至传感器基板的设置有所述传感器元件的面。并且，存在可动体与电极之间的距离因该应力而发生变化导致惯性传感器的检测特性降低的问题。
本实施方式所涉及的惯性传感器的特征在于，具有：支撑基板；传感器主体，被所述支撑基板支撑；以及接合部件，位于所述支撑基板与所述传感器主体之间，用于接合所述支撑基板与所述传感器主体，所述传感器主体具有：基板，通过所述接合部件接合于所述支撑基板；以及静电电容型的传感器元件，设置在所述基板的与所述支撑基板相反的一侧，所述基板具有侧面、所述支撑基板侧的第一主面以及位于所述侧面与所述第一主面之间且连接所述侧面与所述第一主面的凹状的台阶部，所述接合部件沿所述第一主面和所述台阶部延伸。
附图说明
图1是示出第一实施方式的惯性传感器的剖视图。
图2是图1所示的惯性传感器所具有的传感器主体的俯视图。
图3是图2中的A-A线剖视图。
图4是示出检测X轴方向的加速度的传感器元件的一个例子的俯视图。
图5是示出检测Y轴方向的加速度的传感器元件的一个例子的俯视图。
图6是示出检测Z轴方向的加速度的传感器元件的一个例子的俯视图。
图7是示出施加于各传感器元件的驱动电压的一个例子的图。
图8是示出传感器主体的输出值相对于温度的变动的图表。
图9是示出传感器主体的变形例的剖视图。
图10是示出传感器主体的变形例的剖视图。
图11是示出图1所示的惯性传感器的制造工序的图。
图12是用于说明图1所示的惯性传感器的制造方法的剖视图。
图13是用于说明图1所示的惯性传感器的制造方法的剖视图。
图14是用于说明图1所示的惯性传感器的制造方法的剖视图。
图15是用于说明图1所示的惯性传感器的制造方法的剖视图。
图16是用于说明图1所示的惯性传感器的制造方法的剖视图。
图17是用于说明图1所示的惯性传感器的制造方法的剖视图。
图18是用于说明图1所示的惯性传感器的制造方法的剖视图。
图19是用于说明图1所示的惯性传感器的制造方法的剖视图。
图20是用于说明图1所示的惯性传感器的制造方法的剖视图。
图21是示出第一实施方式的惯性传感器的一个例子的剖视图。
图22是示出图21的惯性传感器的截面的放大图。
图23是第二实施方式的惯性传感器所具有的传感器主体的俯视图。
图24是图23中的B-B线剖视图。
图25是第三实施方式的惯性传感器所具有的传感器主体的俯视图。
图26是图25中的C-C线剖视图。
图27是第四实施方式的惯性传感器所具有的传感器主体的俯视图。
图28是示出第五实施方式的智能手机的立体图。
图29是示出第六实施方式的惯性测量装置的分解立体图。
图30是图29所示的惯性测量装置所具有的基板的立体图。
图31是示出第七实施方式的移动体定位装置的整个系统的框图。
图32是示出图31所示的移动体定位装置的作用的图。
图33是示出第八实施方式的移动体的立体图。
附图标记说明
1…惯性传感器；10…传感器主体；100…元件基板；2…基板；2a～2d…边；20…玻璃基板；200…层叠基板；201…下表面；202…上表面；203…侧面；204…台阶部；205…第一面；206…第二面；23…凹部；231～233…固定件；24…凹部；241～243…固定件；25…凹部；251…固定件；3…传感器元件；31…固定部；32…可动体；33、34…弹簧；35…第一可动电极；36…第二可动电极；38…第一固定电极；39…第二固定电极；4…传感器元件；41…固定部；42…可动体；43、44…弹簧；45…第一可动电极；46…第二可动电极；48…第一固定电极；49…第二固定电极；5…传感器元件；51…固定部；52…可动体；521…第一可动部；522…第二可动部；53…梁；54…第一固定电极；55…第二固定电极；6…盖；6a～6d…边；60…盖基板；61…凹部；62…贯通孔；63…密封材料；69…接合部件；731～733、741～743、751～753…布线；8…电路元件；81…驱动电路；82…检测电路；9…封装件；91…基底；911…凹部；911a…凹部、911b凹部；92…盖；93…接合部件；941…内部端子；943…外部端子；1200…智能手机；1208…显示部；1210…控制电路；1500…汽车；1502…控制装置；1510…系统；2000…惯性测量装置；2100…外壳；2110…螺纹孔；2200…接合部件；2300…传感器模块；2310…内壳；2311…凹部；2312…开口；2320…基板；2330…连接器；2340x、2340y、2340z…角速度传感器；2350…加速度传感器；2360…控制IC；3000…移动体定位装置；3100…惯性测量装置；3110…加速度传感器；3120…角速度传感器；3200…运算处理部；3300…GPS接收部；3400…接收天线；3500…位置信息获取部；3600…位置合成部；3700…处理部；3800…通信部；3900…显示部；Ax、Ay、Az…加速度；B1、B2…接合部件；BW1、BW2…焊线；D…切割锯；H…高度；H2…厚度；J…摆动轴；P…电极垫；Q…空间；S…内部空间；SS…收纳空间；S1…传感器主体形成工序；S11…元件基板接合工序；S12…传感器元件形成工序；S13…盖接合工序；S14…台阶部形成工序；S15…单片化工序；S2…收纳工序；S21…传感器主体接合工序；S22…盖接合工序；T1、T2…边界；W…宽度；Vx、Vy、Vz…驱动电压；θ…倾斜度。
具体实施方式
下面，基于附图所示的实施方式详细地说明本发明的惯性传感器、电子设备、移动体以及惯性传感器的制造方法。
第一实施方式
图1是示出第一实施方式的惯性传感器的剖视图。图2是图1所示的惯性传感器所具有的传感器主体的俯视图。图3是图2中的A-A线剖视图。图4是示出检测X轴方向的加速度的传感器元件的一个例子的俯视图。图5是示出检测Y轴方向的加速度的传感器元件的一个例子的俯视图。图6是示出检测Z轴方向的加速度的传感器元件的一例的俯视图。图7是示出施加于各传感器元件的驱动电压的一个例子的图。图8是示出传感器主体的输出值相对于温度的变动的图表。图9以及图10分别是示出传感器主体的变形例的剖视图。图11是示出图1所示的惯性传感器的制造工序的图。图12至图20分别是用于说明图1所示的惯性传感器的制造方法的剖视图。
在图1至图6中，作为彼此正交的三个轴示出了X轴、Y轴以及Z轴。另外，将沿着X轴的方向即与X轴平行的方向称为“X轴方向”，将沿着Y轴的方向即与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”，将沿着Z轴的方向即与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。另外，将各轴的箭头前端侧也称为“正侧”，将相反侧也称为“负侧”。另外，将Z轴方向正侧也称为“上”，将Z轴方向负侧也称为“下”。另外，在本申请说明书中，“正交”除了包括以90°相交的情况之外，还包括以从90°稍微倾斜的角度、例如90°±5°以内的范围相交的情况。
图1所示的惯性传感器1是能够分别独立地检测相互正交的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的加速度的加速度传感器。这样的惯性传感器1具有封装件9、收纳于封装件9的传感器主体10以及电路元件8。
封装件9具有：作为支撑基板的基底91，形成有上表面开口的凹部911；以及盖92，通过接合部件93接合于基底91的上表面以堵住凹部911的开口。在封装件9的内侧由凹部911形成内部空间S，并且在内部空间S收纳传感器主体10以及电路元件8。
此外，基底91可以重叠多张由氧化铝等构成的陶瓷片或硼硅酸玻璃的片而构成，盖92可以由可伐合金等金属材料构成。但是，作为基底91以及盖92的构成材料都没有特别限定。
另外，内部空间S是气密的，为大气压状态。但是，内部空间S的气氛没有特别的限定，例如可以为加压状态、减压状态。在减压状态下，在处于更接近真空的状态时，内部空间S作为绝热层发挥作用，能够抑制传感器主体10的温度变动。因此，传感器主体10的检测特性得到提高。
另外，凹部911通过将冲切后的陶瓷片重叠而构成，具有在基底91的上表面开口的凹部911a和在凹部911a的底面开口且开口宽度比凹部911a的开口宽度小的凹部911b。并且，传感器主体10通过接合部件B1固定于凹部911b的底面。作为接合部件B1，并没有特别的限定，例如可以使用环氧类、聚酰亚胺类、丙烯酸类、有机硅类等各种树脂类粘接剂。为了减少对传感器主体10的应力影响，优选各种树脂类粘接材料的弹性模量为0.1～10GPa左右，线膨胀系数为数ppm～数百ppm左右。
另外，凹部911a的底面设有多个内部端子941，基底91的下表面设有多个外部端子943。这些内部端子941以及外部端子943通过形成于基底91内的未图示的布线电连接。另外，内部端子941通过焊线BW1与电路元件8电连接。
如图1及图2所示，传感器主体10具有：通过接合部件B1接合于凹部911b的底面的基板2、设置于基板2的上表面侧的三个传感器元件3、4、5、以及收纳传感器元件3、4、5而接合于基板2的盖6。并且，三个传感器元件3、4、5功能分别如下：传感器元件3检测X轴方向的加速度Ax，传感器元件4检测Y轴方向的加速度Ay，传感器元件5检测Z轴方向的加速度Az。此外，在图1及图2中，为了便于说明，简化了传感器元件3、4、5而进行图示。
惯性传感器1的构成不限于上述的构成，例如，传感器元件3、4、5的配置、形状、功能等也可以与图示的构成不同。另外，例如也可以省略传感器元件3、4、5中的一个或两个。另外，也可以使用能够检测加速度以外的惯性、例如角速度的传感器元件来代替传感器元件3、4、5或者在传感器元件3、4、5的基础上进一步追加。
如图2所示，基板2在从Z轴方向俯视时为矩形、即四边形，呈具有在Y轴方向延伸的一对边2a、2b和在X轴方向延伸的一对边2c、2d的长方形。但是，作为基板2的俯视形状，没有特别的限定，例如可以是四边形以外的多边形、圆形、异形等。
另外，如图3所示，基板2呈板状，具有作为第一主面的下表面201、与下表面201处于正反关系的作为第二主面的上表面202、以及连接下表面201与上表面202的侧面203。另外，基板2具有在上表面202开口的三个凹部23、24、25。并且，传感器元件3的一部分以与凹部23重叠的方式接合于基板2的上表面，传感器元件4的一部分以与凹部24重叠的方式接合于基板2的上表面，传感器元件5的一部分以与凹部25重叠的方式接合于基板2的上表面。传感器元件3、4、5被构成为通过这些凹部23、24、25而可动。另外，凹部23、24、25也可以一体地由一个凹部构成。
另外，如图2所示，基板2具有在上表面202开口的槽，在该槽中设置有布线731、732、733、741、742、743、751、752、753。布线731、732、733、741、742、743、751、752、753遍及收纳空间SS的内外而设置，其中，布线731、732、733与传感器元件3电连接，布线741、742、743与传感器元件4电连接，布线751、752、753与传感器元件5电连接。
另外，布线731、732、733、741、742、743、751、752、753的一端部露出在盖6外，作为进行与外部装置的电连接的电极垫P而发挥作用。另外，这9个电极垫P沿着基板2的边2a设置为一列。并且，如图1所示，各电极垫P通过焊线BW2与电路元件8电连接。
作为这样的基板2，例如，可以使用包含钠离子等碱金属离子的玻璃材料，具体而言，可以使用由TEMPAX玻璃、百丽耐热玻璃(均为注册商标)这样的硼硅酸玻璃构成的玻璃基板。但是，作为基板2的构成材料没有特别的限定，也可以使用硅基板、陶瓷基板等。
如图2所示，盖6在俯视时为矩形，呈具有在Y轴方向延伸的一对边6a、6b和在X轴方向延伸的一对边6c、6d的长方形。但是，作为盖6的俯视形状，没有特别的限定，例如可以是四边形以外的多边形、圆形、异形等。另外，盖6具有在下表面敞开的凹部61。
另外，如图3所示，盖6在形成于其内侧的凹部61中收纳传感器元件3、4、5并与基板2的上表面接合。而且，通过盖6和基板2形成气密地收纳传感器元件3、4、5的收纳空间SS。另外，在盖6设有连通收纳空间SS的内外的贯通孔62，在通过贯通孔62使收纳空间SS内为期望的气氛之后，通过密封材料63密封贯通孔62。
收纳空间SS中封入有氮气、氦气、氩气等惰性气体，优选使用温度例如为-40℃～+125℃左右且密封压力大致为大气压。通过使收纳空间SS的密封压力为大气压，粘性阻力增加而发挥阻尼效果，能够使各传感器元件3、4、5的振动迅速收敛。因此，惯性传感器1的检测精度提高。更详细而言，根据各传感器元件3、4、5的阻尼设计，收纳空间SS的密封压力能够在大约0.1～2个大气压的大气压附近进行调整。
作为这样的盖6，例如可以使用硅基板。但是，作为盖6的构成材料，并没有特别的限定，例如可以使用玻璃基板、陶瓷基板。另外，作为基板2与盖6的接合方法，没有特别限定，只要根据基板2、盖6的材料适当选择即可，在本实施方式中，通过遍及盖6的下表面整周形成的接合部件69接合。作为接合部件69，例如可以使用作为低熔点玻璃的玻璃釉料(glass frit)。
接下来，根据图4至图6对传感器元件3、4、5进行说明。传感器元件3、4、5例如可以通过将掺杂有磷(P)、硼(B)、砷(As)等杂质的硅基板阳极接合于基板2的上表面，利用深槽蚀刻技术即博世(Bosch)工艺对该硅基板进行图案化，从而一并形成。但是，作为传感器元件3、4、5的形成方法，并不限定于此。
传感器元件3能够检测X轴方向的加速度Ax。如图4所示，这样的传感器元件3具有：固定部31，固定于从凹部23的底面突出的固定件231；可动体32，相对于固定部31能够沿X轴方向位移；弹簧33、34，连结固定部31与可动体32；可动体32所具备的第一可动电极35及第二可动电极36；第一固定电极38，固定于从凹部23的底面突出的固定件232，并与第一可动电极35相对；以及第二固定电极39，固定于从凹部23的底面突出的固定件233，并与第二可动电极36相对。
另外，第一、第二可动电极35、36在固定部31处与布线731电连接，第一固定电极38与布线732电连接，第二固定电极39与布线733电连接。并且，对第一可动电极35、第二可动电极36例如施加如图7所示的将直流电压和交流电压叠加而成的驱动电压Vx。另一方面，第一固定电极38、第二固定电极39被施加固定电压AGND(模拟接地)，并通过电极垫P与电荷放大器连接。被施加固定电压AGND(模拟接地)，并通过电极垫P与电荷放大器连接。此外，固定电压AGND(模拟接地)是驱动电压Vx的振幅的中心电压。
因此，在第一可动电极35与第一固定电极38之间形成静电电容Cx1，在第二可动电极36与第二固定电极39之间形成静电电容Cx2。在驱动电压Vx与固定电压AGND之间产生电位差时，在第一可动电极35与第一固定电极38之间、第二可动电极36与第二固定电极39之间感应与该电位差相应的电荷。在第一可动电极35与第一固定电极38之间、第二可动电极36与第二固定电极39之间感应的电荷量相同时，电荷放大器产生的电压值为0。这表示施加于传感器元件3的加速度Ax为0(静止状态)。
并且，在形成有静电电容Cx1、Cx2的状态下对传感器元件3施加加速度Ax时，可动体32在X轴方向上位移，随之，静电电容Cx1、Cx2彼此反相地变化。因此，基于这些静电电容Cx1、Cx2的变化，在第一可动电极35与第一固定电极38之间、第二可动电极36与第二固定电极39之间感应的电荷量也发生变化。当第一可动电极35与第一固定电极38之间、第二可动电极36与第二固定电极39之间感应的电荷量不同时，作为电荷放大器的电压值输出。因此，能够基于从电荷放大器输出的电压值求出传感器元件3所受到的加速度Ax。
传感器元件4能够检测Y轴方向的加速度Ay。这样的传感器元件4例如如图5所示，可以采用使上述传感器元件3绕Z轴旋转90°后的构成。也就是说，传感器元件4具有：固定部41，固定于从凹部24的底面突出的固定件241；可动体42，能够相对于固定部41在Y轴方向上位移；弹簧43、44，连结固定部41与可动体42；可动体42所具备的第一可动电极45及第二可动电极46；第一固定电极48，固定于从凹部24的底面突出的固定件242，并与第一可动电极45相对；以及第二固定电极49，固定于从凹部24的底面突出的固定件243，并与第二可动电极46相对。
另外，第一、第二可动电极45、46在固定部41处与布线741电连接，第一固定电极48与布线742电连接，第二固定电极49与布线743电连接。并且，对第一可动电极45、第二可动电极46施加例如图7所示的将直流电压和交流电压叠加而成的驱动电压Vy。另一方面，第一固定电极48、第二固定电极49被施加固定电压AGND(模拟接地)，并通过电极垫P与电荷放大器连接。此外，固定电压AGND(模拟接地)是驱动电压Vy的振幅的中心电压。
因此，在第一可动电极45与第一固定电极48之间形成静电电容Cy1，在第二可动电极46与第二固定电极49之间形成静电电容Cy2。在驱动电压Vy与固定电压AGND之间产生电位差时，在第一可动电极45与第一固定电极48之间、第二可动电极46与第二固定电极49之间感应与该电位差相应的电荷。在第一可动电极45与第一固定电极48之间、第二可动电极46与第二固定电极49之间感应的电荷量相同时，电荷放大器产生的电压值为0。这表示施加于传感器元件4的加速度Ay为0(静止状态)。
并且，在形成有静电电容Cy1、Cy2的状态下对传感器元件4施加加速度Ay时，可动体42在Y轴方向上位移，随之，静电电容Cy1、Cy2彼此反相地变化。因此，基于这些静电电容Cy1、Cy2的变化，在第一可动电极45与第一固定电极48之间、第二可动电极46与第二固定电极49之间感应的电荷量也发生变化。当第一可动电极45与第一固定电极48之间、第二可动电极46与第二固定电极49之间感应的电荷量不同时，作为电荷放大器的电压值输出。因此，能够基于从电荷放大器输出的电压值求出传感器元件4所受到的加速度Ay。
传感器元件5能够检测Z轴方向的加速度Az。如图6所示，这样的传感器元件5例如具有：固定部51，固定于从凹部25的底面突出的固定件251；以及可动体52，通过梁53与固定部51连接，相对于固定部51能够绕沿着X轴的摆动轴J摆动。另外，可动体52在位于摆动轴J的一侧的第一可动部521与位于另一侧的第二可动部522之间绕摆动轴J的旋转力矩不同。另外，在凹部25的底面设置有与第一可动部521相对的第一固定电极54以及与第二可动部522相对的第二固定电极55。
另外，可动体52在固定部51处与布线751电连接，第一固定电极54与布线752电连接，第二固定电极55与布线753电连接。并且，通过电极垫P对可动体52施加例如图7所示的将直流电压和交流电压叠加而成的驱动电压Vz。另一方面，第一、第二固定电极54、55被施加固定电压AGND(模拟接地)，并通过电极垫P与电荷放大器连接。此外，固定电压AGND(模拟接地)是驱动电压Vz的振幅的中心电压。
因此，在第一可动部521与第一固定电极54之间形成静电电容Cz1，在第二可动部522与第二固定电极55之间形成静电电容Cz2。在驱动电压Vz与固定电压AGND之间产生电位差时，在第一可动部521与第一固定电极54之间、第二可动部522与第二固定电极55之间感应与该电位差相应的电荷。在第一可动部521与第一固定电极54之间、第二可动部522与第二固定电极55之间感应的电荷量相同时，电荷放大器产生的电压值为0。这表示施加于传感器元件5的加速度Az为0(静止状态)。
并且，在形成有静电电容Cz1、Cz2的状态下对传感器元件5施加加速度Az时，可动体52绕摆动轴J位移，随之，静电电容Cz1、Cz2彼此反相地变化。因此，基于这些静电电容Cz1、Cz2的变化，第一可动部521与第一固定电极54之间、第二可动部522与第二固定电极55之间感应的电荷量也发生变化。当第一可动部521与第一固定电极54之间、第二可动部522与第二固定电极55之间感应的电荷量不同时，作为电荷放大器的电压值输出。因此，能够基于从电荷放大器输出的电压值求出传感器元件5所受到的加速度Az。
以上对传感器元件3、4、5进行了说明，但作为这些传感器元件3、4、5的构成，只要能够分别检测加速度Ax、Ay、Az，则没有特别限定。
在此，返回到基板2的说明，如图3所示，基板2上形成有凹状的台阶部204，该台阶部204位于侧面203与下表面201之间且连接侧面203与下表面201。此外，台阶部204在基板2的整周上形成为环状。另外，台阶部204的加工后的截面为L字状，具有从下表面201的外边缘沿Z轴方向延伸的第一面205以及从侧面203的下端沿X-Y面方向延伸且与第一面205连接的第二面206。换言之，基板2具有作为第一主面的下表面201、与下表面201处于正反关系的作为第二主面的上表面202、与第一主面平行的凹部23、24、25的底面以及同样与第一主面平行的第二面206。并且，基板2还具有侧面203以及与侧面203平行的第一面205。特别是当使用玻璃材料作为基板2的材料时，能够容易以廉价实现这样的加工。
并且，接合基板2和基底91的接合部件B1设置为跨过下表面201和台阶部204而延伸。即，接合部件B1与下表面201和台阶部204接触，不与侧面203接触。这样，通过在基板2设置台阶部204，在台阶部204和基底91之间形成限制接合部件B1的空间Q，因此，能够有效地抑制接合部件B1向外侧扩展。因此，能够有效抑制如以往那样接合部件B1抵达到侧面203而成为圆角状。其结果为，对应于接合部件B1与基板2的热膨胀系数差而产生的应力被有效地分散于基板2而不易传递到基板2的上表面202。这是因为，基板2不会被圆角状的部分从周围按压或者拉拽。在此，如果使用以焊料为主要成分的焊锡类固定材料作为接合部件B1，则热应力集中于台阶部204，基板2有可能产生裂纹或缺口。由此，有可能导致传感器元件3、4、5的动作不良、长期可靠性降低。因此，作为接合部件B1，优选具有低弹性的树脂类粘接材料。特别优选的是，弹性模量为0.1～10GPa左右且线膨胀系数为数ppm～数百ppm左右的树脂类粘接剂。另外，作为基板2，可以使用非晶质(amorphous)的玻璃材料。
由于在上表面202侧设有传感器元件3、4、5，所以应力变得不易传递至上表面202，从而应力不易传递至这些传感器元件3、4、5。因此，在传感器元件3中，能够有效地抑制第一可动电极35与第一固定电极38之间的间隙以及第二可动电极36与第二固定电极39之间的间隙的非期望的变化(加速度Ax以外的力所引起的变化)；在传感器元件4中，能够有效地抑制第一可动电极45与第一固定电极48之间的间隙以及第二可动电极46与第二固定电极49之间的间隙的非期望的变化(加速度Ay以外的力所引起的变化)；在传感器元件5中，能够有效地抑制第一可动部521与第一固定电极54之间的间隙以及第二可动部522与第二固定电极55之间的间隙的非期望的变化(加速度Az以外的力所引起的变化)。
其结果为，能够抑制由热应力引起的惯性传感器1的输出值的变动，从而能够更高精度地检测加速度Ax、Ay、Az。另外，图8的图表中示出传感器主体10的输出值相对于温度的变动。在如以往那样接合部件B1抵达到侧面203的构成中，如线L1所示，惯性传感器1的输出值相对于温度以二次函数或三次函数的非线性方式变化，与此相对，在像本实施方式这样接合部件B1未抵达到侧面203的构成中，如线L2所示，惯性传感器1的输出值相对于温度以一次函数的线性方式变化。因此，输出值的变动固定且变动量也变小，进而也能够降低滞后。因此，能够高精度地进行电路元件8的温度校正，即使在周围的温度发生了变化的情况下，也能够更高精度地检测加速度Ax、Ay、Az。
特别是，在本实施方式中，如图3所示，接合部件B1延伸设置至台阶部204的第二面206。即，接合部件B1设置为与下表面201、第一面205以及第二面206接触。由此，基板2与接合部件B1的接合面积变大，能够进一步提高它们的接合强度。
另外，在本实施方式中，凹部23、24、25的底面位于比台阶部204更靠上侧即更靠上表面202侧的位置。由此，台阶部204的高度H被抑制，从而能够抑制基板2的机械强度的降低。但是，不限于此，凹部23、24、25的底面也可以位于比台阶部204靠下侧即更靠下表面201侧的位置。作为台阶部204的高度H，没有特别的限定，在将基板2的厚度设为H2时，优选H/H2为1/6以上且1/3以下左右。也就是说，基板2的厚度H2为300μm时，高度H优选为50μm以上且100μm以下左右。由此，既能够确保空间Q足够大，又能够抑制台阶部204的高度H，能够更有效地抑制基板2的机械强度的降低。
另外，在本实施方式中，在从Z轴方向俯视时，台阶部204设置在凹部23、24、25与侧面203之间。即，在从Z轴方向俯视时，，台阶部204不与凹部23、24、25重叠，而是位于比凹部23、24、25更靠外侧的位置。由此，台阶部204的宽度W被抑制，能够抑制基板2的机械强度的降低。
此外，在本实施方式中，台阶部204的整周位于比凹部23、24、25更靠外侧的位置，但并不限定于此，只要至少一部分位于比凹部23、24、25更靠外侧的位置即可。在该情况下，优选台阶部204的整周的50％以上位于比凹部23、24、25更靠外侧的位置，更优选台阶部204的整周的80％以上位于比凹部23、24、25更靠外侧的位置，进一步优选台阶部204的整周的90％以上位于比凹部23、24、25更靠外侧的位置。
如下文所述，如上所述的台阶部204能够通过使用了切割锯的半切割而形成。由此，台阶部204的形成变得容易。另外，通过切割锯而使台阶部204的表面粗糙，在该表面形成微小的凹凸。因此，也能够发挥锚固效果，提高基板2与接合部件B1的接合强度。特别是在使用玻璃材料作为基板2的情况下，由于玻璃为非晶质，所以凹凸变得显著，能够进一步提高基板2与接合部件B1的接合强度。但是，作为台阶部204的形成方法没有特别限定，例如，也可以通过湿式蚀刻形成。在该情况下，基板2被各向同性地蚀刻，因此成为如图9所示的形状的台阶部204。另外，例如在基板2为硅基板的情况下，也可以通过湿式蚀刻形成台阶部204。在使用具有结晶面(100)的硅晶片作为基板2的情况下，如图10所示，呈现硅的(111)结晶面且第一面205相对于z轴倾斜。
电路元件8通过接合部件B2接合于传感器主体10的上表面。电路元件8具有：驱动电路81，对传感器元件3、4、5施加驱动电压Vx、Vy、Vz；以及检测电路82，基于从传感器主体10输出的信号来检测加速度Ax、Ay、Az。
以上对惯性传感器1进行了说明。如上所述，惯性传感器1具有：作为支撑基板的基底91、被基底91支撑的传感器主体10、以及位于基底91与传感器主体10之间且将基底91与传感器主体10接合的接合部件B1。另外，传感器主体10具有：基板2，通过接合部件B1接合于基底91；以及静电电容型的传感器元件3、4、5，设于基板2的与基底91相反的一侧。另外，基板2具有侧面203、作为基底91侧的第一主面的下表面201、以及位于侧面203与下表面201之间且连接侧面203与下表面201的凹状的台阶部204。并且，接合部件B1跨过下表面201和台阶部204而延伸。
这样，通过在基板2设置台阶部204，在台阶部204和基底91之间形成限制接合部件B1的空间Q，因此，能够有效地抑制接合部件B1向外侧扩展。因此，能够有效地抑制接合部件B1抵达到侧面203而成为圆角状。其结果为，对应于接合部件B1与基板2的热膨胀系数差而产生的应力被有效地分散而不易传递到基板2的上表面202。由于在上表面202侧设有传感器元件3、4、5，所以应力不易传递到上表面202，从而应力不易传递到这些传感器元件3、4、5。因此，能够抑制因应力引起的惯性传感器1的输出值的变动，能够更高精度地检测加速度Ax、Ay、Az。
另外，如上所述，接合部件B1不与侧面203接触。由此，对应于接合部件B1与基板2的热膨胀系数差而产生的应力被更有效地分散，不易通过基板2的上表面202传递。因此，能够进一步抑制因应力引起的惯性传感器1的输出值的变动，能够更高精度地检测加速度Ax、Ay、Az。
另外，如上所述，基板2在与下表面201呈正反关系且位于可动体32、42、52侧的作为第二主面的上表面202上具有从Z轴方向俯视时与可动体32、42、52重叠设置的凹部23、24、25，凹部23、24、25的底面位于比台阶部204更靠上表面202侧的位置。由此，台阶部204的高度H被抑制，能够抑制基板2的机械强度的降低。
另外，如上所述，在俯视时，台阶部204设置在凹部23、24、25与侧面203之间。即，在从Z轴方向俯视时，台阶部204不与凹部23、24、25重叠，而是位于比凹部23、24、25更靠外侧的位置。由此，台阶部204的宽度W被抑制，能够抑制基板2的机械强度的降低。
接下来，对上述惯性传感器1的制造方法进行说明。如图11所示，惯性传感器1的制造方法包括：形成传感器主体10的传感器主体形成工序S1；以及将传感器主体10收纳于封装件9的收纳工序S2。另外，传感器主体形成工序S1包括：元件基板接合工序S11，在具有处于正反关系的下表面201和上表面202的基板2的上表面202侧接合元件基板100；传感器元件形成工序S12，由元件基板100形成传感器元件3、4、5；盖接合工序S13，在基板2的上表面202接合盖6而覆盖传感器元件3、4、5；台阶部形成工序S14，在基板2的下表面201与侧面203之间形成凹状的台阶部204；以及单片化工序S15。另外，收纳工序S2包括通过接合部件B1接合基板2与基底91的传感器主体接合工序S21以及将盖92接合于基底91并覆盖传感器主体10的盖接合工序S22。下面，依次说明各工序。
元件基板接合工序S11
首先，如图12所示，准备一体形成有多个基板2的玻璃基板20。接着，在各基板2上形成凹部23、24、25、固定件231、232、233、241、242、243、251以及槽。这些例如可以通过湿式蚀刻、干式蚀刻等各种蚀刻而形成。接着，在槽处形成布线731、732、733、741、742、743、751、752、753，在凹部25的底面形成第一、第二固定电极54、55。
接着，如图13所示，准备由作为传感器元件3、4、5的母材的硅基板构成的元件基板100，将该元件基板100接合于玻璃基板20的上表面。作为元件基板100与玻璃基板20的接合方法，没有特别限定，在本实施方式中通过阳极接合法进行接合。接着，根据需要使用CMP(化学机械研磨)使元件基板100薄壁化后，向元件基板100掺杂(扩散)磷(P)、硼(B)、砷(As)等杂质而赋予导电性。但是，掺杂杂质的顺序没有特别限定，既可以在使元件基板100薄壁化之前，也可以在接合元件基板100之前。
传感器元件形成工序S12
接着，如图14所示，通过利用未图示的硬掩模对元件基板100进行干式蚀刻，由元件基板100形成传感器元件3、4、5。作为干蚀刻方法，没有特别限定，在本实施方式中，使用组合了使用反应性等离子体气体的蚀刻工艺和沉积工艺的干式博世法。
盖接合工序S13
接着，如图15所示，准备一体形成有多个盖6的盖基板60，通过由玻璃釉料构成的接合部件69将盖基板60与玻璃基板20的上表面接合。接着，通过贯通孔62使各收纳空间SS内为期望的气氛，之后，通过密封材料63密封各贯通孔62。下面，也将玻璃基板20和盖基板60称为层叠基板200。
台阶部形成工序S14
接着，如图16所示，使用切割锯D将玻璃基板20的下表面沿着各基板2的外边缘进行半切割而形成台阶部204。由此，在层叠基板200一体形成多个传感器主体10。像这样通过使用半切割，能够容易在各基板2形成台阶部204。另外，通过切割锯D而使台阶部204的表面粗糙，在该表面形成微小的凹凸。因此，也能够发挥锚固效果，提高基板2与接合部件B1的接合强度。半切割既可以进行一次，也可以进行多次。例如，既可以使用宽度为300um的切割锯通过一次来形成台阶部204，也可以使用宽度为100um的切割锯通过3次至4次来形成台阶部204。但是，作为台阶部204的形成方法没有特别限定，可以通过湿式蚀刻、干式蚀刻等蚀刻形成。
单片化工序S15
接着，如图17所示，由层叠基板200形成多个传感器主体10的单片(单片化)。通过以上方式得到传感器主体10。此时，在进行单片化时再次切割的情况下，可以使用宽度比在半切割中使用的切割锯的宽度小的切割锯。例如能够使用80um左右的宽度的切割锯。但是，作为单片化的方法没有特别限定，也可以通过激光切割等方法形成。
传感器主体接合工序S21
接着，如图18所示，准备基底91，并通过接合部件B1将传感器主体10接合于凹部911的底面。此时，使接合部件B1沿基板2的下表面201和台阶部204延伸。
盖接合工序S22
接着，如图19所示，通过接合部件B2将电路元件8接合于传感器主体10的上表面。接着，利用焊线BW2将电路元件8与传感器主体10电连接，并利用焊线BW1将电路元件8与内部端子941电连接。接着，如图20所示，通过接合部件93将盖92接合于基底91的上表面。通过以上方式得到惯性传感器1。
此外，如图21所示，在电路元件8比传感器主体10大的情况下，能够通过接合部件B2将传感器主体10接合于电路元件8的上表面。而且，在构成传感器主体10的基板2的弹性模量小于电路元件8的弹性模量的情况下，优选采用通过接合部件B2将传感器主体10接合于电路元件8的上表面的构成。此时，接合部件B1优选为使用弹性模量更低的接合部件、例如弹性模量是0.1～5.0GPa的接合部件的构成。通过采用这样的构成，既能够提高基板2与接合部件B1的接合强度，又能够抑制惯性传感器1的输出值变动的变动量，进而也能够降低滞后。
另外，在图21所示的构成的情况下，如图22所示，接合部件B1为不超过侧面203的虚拟延长线与基底91的交点O的构成，从而能够确保电路元件8的接合区域，能够良好地进行传感器主体10与电路元件8的电连接以及电路元件8与内部端子941的电连接。另外，并不限定于此，如图22所示，接合部件B1延伸也可以设置至台阶部204的第一面205而不与第二面206接触。接合部件B1不超过交点O的构成除了接合部件B1的接合条件、弹性模量、粘性等特性之外，还可以通过使台阶部204的形状最优化来实现。另外，也能够使接合部件B1的材料中含有填料，使基板2与基底91的间隔L2为固定值。
以上对惯性传感器1的制造方法进行了说明。如上所述，这样的惯性传感器1的制造方法包括：将元件基板100接合于基板2的上表面202侧的工序，基板2具有处于正反关系的作为第一主面的下表面201和作为第二主面的上表面202；由元件基板100形成静电电容型的传感器元件3、4、5的工序；将盖6与基板2的作为第二主面的上表面202接合而覆盖传感器元件3、4、5的工序；在基板2的下表面201与侧面203之间形成凹状的台阶部204的工序；以及通过接合部件B1接合基板2与作为支撑基板的基底91的工序。并且，在接合基板2与基底91的工序中，将基板2与基底91接合成使接合部件B1沿基板2的下表面201和台阶部204延伸。
这样，通过在基板2设置台阶部204，在台阶部204和基底91之间形成容纳接合部件B1的空间Q，因此，能够有效地抑制接合部件B1向外侧扩展。因此，能够有效地抑制如以往那样接合部件B1抵达到侧面203而成为圆角状的情况。其结果为，对应于接合部件B1与基板2的热膨胀系数差而产生的应力被有效地分散而不易传递到基板2的上表面202。由于在上表面202侧设有传感器元件3、4、5，所以应力不易传递到上表面202，从而应力不易传递到这些传感器元件3、4、5。因此，能够抑制因应力引起的惯性传感器1的输出值的变动，能够高精度地检测加速度Ax、Ay、Az。
另外，如上所述，在上述的制造方法中，通过半切割来形成台阶部204。由此，台阶部204的形成变得容易。另外，通过切割锯D而使台阶部204的表面粗糙，在该表面形成微小的凹凸。因此，也能够发挥锚固效果，提高基板2与接合部件B1的接合强度。
第二实施方式
图23是第二实施方式的惯性传感器所具有的传感器主体的俯视图。图24是图23中的B-B线剖视图。
本实施方式除了台阶部204的构成不同之外，其余均与前述的第一实施方式相同。此外，在以下的说明中，关于本实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项则省略其说明。另外，在图23和图24中，对与上述实施方式相同的构成标注相同的附图标记。
如图23以及图24所示，在从Z轴方向俯视时，本实施方式的台阶部204跨过凹部23、24、25的外侧和内侧而设置。也就是说，在从Z轴方向俯视时，台阶部204与凹部23、24、25的底面重叠设置。由此，例如，与上述第一实施方式相比，空间Q变大，相应地，能够抑制接合部件B1的扩展。因此，能够更有效地抑制接合部件B1向侧面203抵达。
此外，在本实施方式中，台阶部204的整周遍及凹部23、24、25的外侧和内侧而设置，但并不限定于此，只要至少一部分遍及凹部23、24、25的外侧和内侧而设置即可。在该情况下，优选台阶部204的整周的50％以上遍及凹部23、24、25的外侧和内侧而设置，更优选台阶部204的整周的80％以上遍及凹部23、24、25的外侧和内侧而设置，进一步优选台阶部204的整周的90％以上遍及凹部23、24、25的外侧和内侧而设置。
根据这样的第二实施方式，也能够发挥与上述第一实施方式同样的效果。
第三实施方式
图25是第三实施方式的惯性传感器所具有的传感器主体的俯视图。图26是图25中的C-C线剖视图。
本实施方式除了台阶部204的构成不同之外，其余均与前述的第一实施方式相同。此外，在以下的说明中，关于本实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项则省略其说明。另外，在图25和图26中，对与上述实施方式相同的构成标注相同的附图标记。
如图25及图26所示，在从Z轴方向俯视时，对于本实施方式的台阶部204，上表面202与凹部23、24、25的边界T1、下表面201与台阶部204的边界T2重叠。由此，例如能够同时实现上述第一实施方式和第二实施方式双方的效果。即，能够在抑制基板2的机械强度降低的同时，充分确保空间Q。
此外，在本实施方式中，边界T1、T2在台阶部204的整周重叠，但并不限定于此，边界T1、T2在至少一部分重叠即可。在该情况下，优选边界T1、T2在台阶部204的整周的50％以上重叠，更优选边界T1、T2在台阶部204的整周的80％以上重叠，进一步优选边界T1、T2在台阶部204的整周的90％以上重叠。
根据这样的第三实施方式，也能够发挥与上述第一实施方式同样的效果。
第四实施方式
图27是第四实施方式的惯性传感器所具有的传感器主体的俯视图。
本实施方式除了台阶部204的构成不同之外，其余均与前述的第一实施方式相同。此外，在以下的说明中，关于本实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项则省略其说明。另外，在图27中，对与上述实施方式相同的构成标注相同的附图标记。
如图27所示，本实施方式的台阶部204并未遍及基板2的整周而形成，而是沿着基板的边2c和边2d形成。根据这样的第四实施方式，也能够发挥与上述第一实施方式同样的效果。
第五实施方式
图28是示出第五实施方式的智能手机的立体图。
在图28所示的智能手机1200中内置有惯性传感器1和根据从惯性传感器1输出的检测信号进行控制的控制电路1210。由惯性传感器1检测到的检测数据被发送到控制电路1210，控制电路1210能够根据接收到的检测数据识别智能手机1200的姿态、行为，使显示于显示部1208的显示图像发生变化、发出警告音或效果音、驱动振动马达而使主体振动。
作为这样的电子设备的智能手机1200具有惯性传感器1和根据从惯性传感器1输出的检测信号进行控制的控制电路1210。因此，能够起到上述惯性传感器1的效果，能够发挥高可靠性。
此外，作为内置惯性传感器1的电子设备，没有特别限定，除了智能手机1200以外，例如还可列举出个人计算机、数码静态相机、平板终端、钟表、智能手表、喷墨打印机、笔记本电脑、电视机、HMD(头戴式显示器)等可穿戴终端、摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本、电子辞典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备、鱼群探测器、各种测定设备、移动终端基站用设备、车辆、飞机、船舶等的各种仪器类、飞行模拟器、网络服务器等。
第六实施方式
图29是示出第六实施方式的惯性测量装置的分解立体图。图30是图29所示的惯性测量装置所具有的基板的立体图。
图29所示的惯性测量装置2000(IMU：Inertial Measurement Unit：惯性测量单元)是检测汽车、机器人等被安装装置的姿态、行为的惯性测量装置。惯性测量装置2000作为具备三轴加速度传感器和三轴角速度传感器的六轴运动传感器发挥作用。
惯性测量装置2000是俯视形状为大致正方形的长方体。另外，在位于正方形的对角线方向的两处顶点附近形成有作为固定部的螺纹孔2110。通过使两根螺钉穿过该两处螺纹孔2110，能够将惯性测量装置2000固定于汽车等被安装体的被安装面。另外，通过部件的选定、设计变更，例如也能够小型化为能够搭载于智能手机、数码静态相机的尺寸。
惯性测量装置2000具有外壳2100、接合部件2200以及传感器模块2300，成为在外壳2100的内部隔着接合部件2200插入有传感器模块2300的构成。外壳2100的外形与上述的惯性测量装置2000的整体形状同样，是俯视形状为大致正方形的长方体，在位于正方形的对角线方向的两处顶点附近分别形成有螺纹孔2110。另外，外壳2100为箱状，在其内部收纳有传感器模块2300。
传感器模块2300具有内壳2310和基板2320。内壳2310是支撑基板2320的部件，形成为收纳于外壳2100的内部的形状。另外，在内壳2310形成有用于抑制与基板2320接触的凹部2311、用于使后述的连接器2330露出的开口2312。这样的内壳2310通过接合部件2200与外壳2100接合。另外，基板2320通过粘接剂接合于内壳2310的下表面。
如图30所示，在基板2320的上表面安装有连接器2330、检测绕Z轴的角速度的角速度传感器2340z、检测X轴、Y轴以及Z轴的各轴方向的加速度的加速度传感器2350等。另外，在基板2320的侧面安装有检测绕X轴的角速度的角速度传感器2340x以及检测绕Y轴的角速度的角速度传感器2340y。并且，作为这些各传感器，能够使用实施方式中记载的惯性传感器。
另外，在基板2320的下表面安装有控制IC2360。控制IC2360是MCU(MicroController Unit：微控制单元)，用于控制惯性测量装置2000的各部分。存储部存储有规定了用于检测加速度和角速度的顺序和内容的程序、将检测数据数字化并编入包数据的程序、附带的数据等。此外，在基板2320上除上述之外还安装有多个电子部件。
第七实施方式
图31是示出第七实施方式的移动体定位装置的整体系统的框图。图32是表示图31所示的移动体定位装置的作用的图。
图31所示的移动体定位装置3000是安装在移动体上使用的、用于进行该移动体的定位的装置。此外，作为移动体，没有特别限定，可以是自行车、汽车、摩托车、电车(電車)、飞机、船等中的任一种，但在本实施方式中，对使用四轮汽车作为移动体的情况进行说明。
移动体定位装置3000具有惯性测量装置3100(IMU)、运算处理部3200、GPS接收部3300、接收天线3400、位置信息获取部3500、位置合成部3600、处理部3700、通信部3800以及显示部3900。此外，作为惯性测量装置3100，例如可以使用上述的惯性测量装置2000。
惯性测量装置3100具有三轴加速度传感器3110和三轴角速度传感器3120。运算处理部3200接收来自加速度传感器3110的加速度数据以及来自角速度传感器3120的角速度数据，并对这些数据进行惯性导航运算处理，输出包含移动体的加速度以及姿态的惯性导航定位数据。
另外，GPS接收部3300通过接收天线3400接收来自GPS卫星的信号。另外，位置信息获取部3500基于GPS接收部3300接收到的信号，输出表示移动体定位装置3000的位置(纬度、经度、高度)、速度、方位的GPS定位数据。该GPS定位数据还包括表示接收状态、接收时刻等的状态数据。
位置合成部3600基于从运算处理部3200输出的惯性导航定位数据以及从位置信息获取部3500输出的GPS定位数据，计算移动体的位置，具体而言计算移动体在地面的哪个位置行驶。例如，即使GPS定位数据所包含的移动体的位置相同，如图32所示，如果因地面的倾斜度θ等的影响而使移动体的姿态不同，则移动体在地面的不同位置行驶。因此，仅通过GPS定位数据无法计算移动体的准确位置。因此，位置合成部3600使用惯性导航定位数据来计算移动体在地面的哪个位置行驶。
从位置合成部3600输出的位置数据由处理部3700进行规定的处理，并作为定位结果显示于显示部3900。另外，位置数据也可以通过通信部3800发送到外部装置。
第八实施方式
图33是示出第八实施方式的移动体的立体图。
作为图33所示的移动体的汽车1500包括作为发动机系统、制动系统以及无钥匙进入系统中至少任一系统的系统1510。此外，在汽车1500中内置有惯性传感器1，能够通过惯性传感器1检测车体的姿态。惯性传感器1的检测信号被供给到控制装置1502，控制装置1502能够基于该信号控制系统1510。
这样，作为移动体的汽车1500具有惯性传感器1和基于从惯性传感器1输出的检测信号进行控制的控制装置1502。因此，能够起到上述惯性传感器1的效果，能够发挥高可靠性。
此外，除上述以外，惯性传感器1还可以广泛应用于汽车导航系统、汽车空调、防抱死制动系统(ABS)、安全气囊、轮胎压力监测系统(TPMS：Tire Pressure MonitoringSystem)、发动机控制、混合动力汽车、电动汽车的电池监视器等电子控制单元(ECU：electronic control unit)。另外，作为移动体，并不限定于汽车1500，例如也能够应用于飞机、火箭、人造卫星、船舶、AGV(无人搬运车)、双足步行机器人、无人机等无人飞行器等。
上文中基于图示的实施方式对本发明的惯性传感器、电子设备、移动体以及惯性传感器的制造方法进行了说明，但本发明并不限定于此，各部分的构成能够替换为具有相同功能的任意构成。

Claims (10)

1.一种惯性传感器，其特征在于，具有：
支撑基板；
传感器主体，被所述支撑基板支撑；以及
接合部件，位于所述支撑基板与所述传感器主体之间，用于接合所述支撑基板与所述传感器主体，
所述传感器主体具有：
传感器基板，通过所述接合部件接合于所述支撑基板；以及
静电电容型的传感器元件，设置在所述传感器基板的与所述支撑基板相反的一侧，
所述传感器基板具有侧面、所述支撑基板的主面侧的第一主面以及位于所述侧面与所述第一主面之间且连接所述侧面与所述第一主面的凹状的台阶部，
所述接合部件沿所述第一主面和所述台阶部延伸，
所述传感器基板的所述侧面向第一面延伸，通过所述台阶部的内表面、所述支撑基板的所述主面和所述第一面形成腔体，
所述腔体被中空的空间和所述接合部件填充。
2.根据权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，
所述接合部件不与所述侧面接触。
3.根据权利要求1或2所述的惯性传感器，其特征在于，
所述传感器基板在与所述第一主面呈正反关系的位于所述传感器元件侧的第二主面上，具有在俯视时与所述传感器元件重叠设置的凹部，
所述凹部的底面与所述台阶部相比位于所述第二主面侧。
4.根据权利要求3所述的惯性传感器，其特征在于，
在俯视时，所述台阶部设置于所述凹部与所述侧面之间。
5.根据权利要求3所述的惯性传感器，其特征在于，
在俯视时，所述台阶部与所述凹部的底面重叠。
6.根据权利要求3所述的惯性传感器，其特征在于，
在俯视时，所述第二主面与所述凹部的边界和所述第一主面与所述台阶部的边界重叠。
7.一种电子设备，其特征在于，具有：
权利要求1至6中任一项所述的惯性传感器；以及
控制电路，基于从所述惯性传感器输出的检测信号进行控制。
8.一种移动体，其特征在于，具有：
权利要求1至6中任一项所述的惯性传感器；以及
控制装置，基于从所述惯性传感器输出的检测信号进行控制。
9.一种惯性传感器的制造方法，其特征在于，
所述惯性传感器是权利要求1所述的惯性传感器，
所述惯性传感器的制造方法包括：
在具有处于正反关系的所述第一主面和第二主面的所述传感器基板的所述第二主面侧接合元件基板的工序；
由所述元件基板形成静电电容型的所述传感器元件的工序；
将盖接合于所述传感器基板的所述第二主面并覆盖所述传感器元件的工序；
在所述传感器基板的所述第一主面与向所述第一面延伸的侧面之间形成凹状的所述台阶部、并且通过所述台阶部的内表面、所述支撑基板的主面和所述第一面形成所述腔体的工序；以及
接合工序，通过所述接合部件接合所述传感器基板与所述支撑基板，以使所述传感器基板的所述第一主面与所述支撑基板的所述主面相对，
在所述接合工序中，将所述传感器基板与所述支撑基板接合成使得所述接合部件沿所述第一主面和所述台阶部延伸。
10.根据权利要求9所述的惯性传感器的制造方法，其特征在于，
通过半切割形成所述台阶部。
CN202010334850.0A 2019-04-26 2020-04-24 惯性传感器、电子设备、移动体及惯性传感器的制造方法 Active CN111929468B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019085265A JP2020180921A (ja) 2019-04-26 2019-04-26 慣性センサー、電子機器、移動体および慣性センサーの製造方法
JP2019-085265 2019-04-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111929468A CN111929468A (zh) 2020-11-13
CN111929468B true CN111929468B (zh) 2022-09-09

Family

ID=72921818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010334850.0A Active CN111929468B (zh) 2019-04-26 2020-04-24 惯性传感器、电子设备、移动体及惯性传感器的制造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11282808B2 (zh)
JP (1) JP2020180921A (zh)
CN (1) CN111929468B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023048788A1 (en) * 2021-09-23 2023-03-30 Invensense, Inc. Improving motion sensor robustness utilizing a room-temperature-volcanizing material via a solder resist dam

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011169671A (ja) * 2010-02-17 2011-09-01 Seiko Epson Corp 慣性センサー及び慣性センサー装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020096766A1 (en) * 2001-01-24 2002-07-25 Chen Wen Chuan Package structure of integrated circuits and method for packaging the same
JP2006250760A (ja) 2005-03-11 2006-09-21 Omron Corp センサ
JP4492432B2 (ja) * 2005-05-13 2010-06-30 株式会社デンソー 物理量センサ装置の製造方法
JP2013092487A (ja) 2011-10-27 2013-05-16 Panasonic Corp 半導体物理量センサ
WO2014042055A1 (ja) 2012-09-13 2014-03-20 アルプス電気株式会社 半導体装置
JP6171402B2 (ja) 2013-03-01 2017-08-02 セイコーエプソン株式会社 モジュール、電子機器、および移動体
EP2947692B1 (en) 2013-12-20 2020-09-23 Analog Devices, Inc. Integrated device die and package with stress reduction features
JP2016048176A (ja) * 2014-08-27 2016-04-07 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体
JP6642044B2 (ja) 2016-01-28 2020-02-05 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体
US20170199217A1 (en) * 2016-01-13 2017-07-13 Seiko Epson Corporation Electronic device, method for manufacturing electronic device, and physical-quantity sensor
JP6926568B2 (ja) * 2017-03-24 2021-08-25 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体
JP2019035589A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、慣性計測ユニット、電子機器、および移動体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011169671A (ja) * 2010-02-17 2011-09-01 Seiko Epson Corp 慣性センサー及び慣性センサー装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111929468A (zh) 2020-11-13
US11282808B2 (en) 2022-03-22
US20200343213A1 (en) 2020-10-29
JP2020180921A (ja) 2020-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10900985B2 (en) Physical quantity sensor, inertia measurement device, vehicle positioning device, electronic apparatus, and vehicle
US20200309814A1 (en) Inertial sensor, electronic device, and vehicle
CN111929468B (zh) 惯性传感器、电子设备、移动体及惯性传感器的制造方法
US20200241032A1 (en) Inertial sensor, electronic device, and vehicle
US11320451B2 (en) Acceleration sensor, electronic device, and vehicle
US11385255B2 (en) Inertial sensor, electronic device, and vehicle
CN112129972B (zh) 惯性传感器、电子设备以及移动体
US11460483B2 (en) Inertial sensor, electronic instrument, and vehicle
CN111735990B (zh) 惯性传感器、电子设备以及移动体
CN111623760B (zh) 惯性传感器、电子设备以及移动体
CN111398630B (zh) 惯性传感器、电子设备以及移动体
CN112305262B (zh) 惯性传感器、电子设备和移动体
US11391753B2 (en) Inertial sensor, electronic instrument, and vehicle
US11674974B2 (en) Inertial sensor, electronic device, and vehicle
JP7206905B2 (ja) 慣性センサー、電子機器および移動体
JP2021067546A (ja) 物理量センサー、電子機器および移動体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant