DE19903585A1 - Semiconductor sensor for medical or automotive industries, or other areas, e.g. for measuring and calibration - Google Patents

Semiconductor sensor for medical or automotive industries, or other areas, e.g. for measuring and calibration

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Abstract

A main surface is provided at the casing (920) for mounting the sensor chip (910). The main surface is perpendicular to the surface of a printed circuit board (940), provided for the mounting of the casing. The main surface has multi-connectors (923) running along two opposite sides, for the input and output connectors of the sensor chip. A base surface runs perpendicularly to the main surface and has several pins (922) run along two opposite sides parallel to the main surface and are inserted in mounting holes in the printed circuit board. The connections and pins are electrically connected. The input and output chip connectors are connected to the casing connectors. An Independent claim is also given for a sensor casing.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Halbleitersensor, der in unterschiedlichen Einsatzgebieten wie etwa auf dem medizinischen Sektor, bei Kraftfahrzeugen, bei der Messung und der Kalibrierung benutzbar ist. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf ein Halbleitersensorgehäuse, das einen Halbleitersensorchip zum Erfassen eines einwirkenden physikalischen Werts enthält. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Halbleitersensor und ein Halbleitersensorgehäuse, die zum Messen einer physikali­ schen Größe wie etwa einer Beschleunigung dienen, die in einer rechtwinklig zu der Oberfläche des Halbleitersensorchips orientierten Richtung einwirkt.The present invention relates to a semiconductor sensor, which in different Areas of application such as in the medical sector, in motor vehicles, in the Measurement and calibration can be used. The present invention further relates also on a semiconductor sensor housing that has a semiconductor sensor chip for detecting a containing physical value. In particular, the invention relates to a semiconductor sensor and a semiconductor sensor housing, which for measuring a physi serve as an acceleration that is at a right angle to the Surface of the semiconductor sensor chip oriented direction acts.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines zum Stand der Technik rechnenden Halbleitersensors. Bei diesem herkömmlichen Beispiel ist ein Beschleunigungssensorchip 500 vorgesehen, der zum Erfassen einer Beschleunigung dient, die in einer rechtwinklig zu der Oberfläche des Chips verlaufenden Richtung 700 wirkt, und der auf einer gedruckten Leiterplatte montiert ist, derart, daß die Richtung der Oberfläche des Chips tatsächlich exakt rechtwinklig zu der Richtung 700 der Beschleunigung orientiert ist. Genauer gesagt, ist ein Gehäuse bzw. ein mit Gehäuse versehenes Bauelement 600, das den Beschleunigungssensorchip 500 enthält, mit Hilfe eines zum Halten des Sensors dienenden Stifts 910 an einem hohe Steifigkeit aufweisenden Substrat 900 befestigt. Dieses hohe Steifigkeit besitzende Substrat 900 ist an der gedruckten Leiterplatte angebracht. Gehäuseanschlüsse 610 sind elektrisch mit nicht gezeigten Eingangs-/Ausgangsanschlüssen des Beschleunigungssensorchips verbunden und sind an Anschlüsse 810 der gedruckten Schaltung über eine Verdrahtung bzw. über Leitungen 820 angeschlossen. Ein ähnlicher Aufbau wie der in Fig. 1 gezeigte Halbleiterbeschleunigungssensor ist als Stand der Technik in der japanischen Patentanmel­ dungs-Offenlegung JP 8-94663 A (1996) beschrieben. Diese JP 8-94663 A entspricht der US-Patentanmeldung mit der Nummer 08/189,948. Fig. 1 shows an example of a computing prior art semiconductor sensor. In this conventional example, an acceleration sensor chip 500 is provided which is used to detect an acceleration acting in a direction 700 perpendicular to the surface of the chip and which is mounted on a printed circuit board such that the direction of the surface of the chip is actually is oriented exactly at right angles to the direction 700 of the acceleration. More specifically, a package 600 that contains the acceleration sensor chip 500 is attached to a high rigidity substrate 900 using a pin 910 that holds the sensor. This high rigidity substrate 900 is attached to the printed circuit board. Housing connections 610 are electrically connected to input / output connections of the acceleration sensor chip , not shown, and are connected to connections 810 of the printed circuit via a wiring or via lines 820 . A structure similar to that of the semiconductor acceleration sensor shown in Fig. 1 is described as prior art in Japanese Patent Application Laid-Open JP 8-94663 A (1996). This JP 8-94663 A corresponds to US patent application number 08 / 189,948.

Als der Beschleunigungssensorchip 500 kann beispielsweise ein Sensorchip zum Einsatz kommen, wie er in Fig. 2 gezeigt ist. Der Beschleunigungssensorchip 500 weist vier Balken 510, die aus einem integralen Einkristall aus Silizium hergestellt sind, ein Gewicht 520 und einen Stützrahmen 530 auf. Halbleiterbelastungsfühler 540A bis 540D sind jeweils an den vier Balken 510 ausgebildet, und es sind diese Halbleiterbelastungsfühler 540A bis 540D mit einer aus Aluminium bestehenden Verdrahtung 550 so verbunden, daß sie eine Wheatstonesche Brückenschaltung bilden. Die Bezugszeichen 560A und 560C bezeichnen Eingangsanschlüsse, wohingegen mit den Bezugszeichen 560B und 560D Ausgangsan­ schlüsse bezeichnet sind. Wenn eine Beschleunigung in dem Beschleunigungssensorchip in der Richtung 700 hervorgerufen wird, die rechtwinklig zu der Oberfläche 501 verläuft, ist es möglich, ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von dieser Beschleunigung zu erhalten, die in der rechtwinklig zu der Oberfläche des Beschleunigungssensorchips 500 verlaufen­ den Richtung 700 hervorgerufen wird. Dies liegt daran, daß sich das Gewicht 520 in der Richtung der Beschleunigung verlagert, wobei von den vier Halbleiterbelastungsfühlern 540A bis 540D die Belastungsfühler 540A und 540C, die auf der Seite des Gewichts angeordnet sind, und die Belastungsfühler 540B und 540D, die auf der Seite des Stützrah­ mens angeordnet sind, jeweils Widerstandsänderungen verursachen, die stets entgegen­ gesetzt zueinander verlaufen. Dies ist die Folge davon, daß die Belastungsfühler 540A und 540C auf sich gegenüberliegenden Seiten der Wheatstoneschen Brückenschaltung angeord­ net sind, ebenso wie auch die Belastungsfühler 540B und 540D auf sich gegenüberliegen­ den Seiten der Wheatstoneschen Brückenschaltung positioniert sind. Bei dem vorstehend beschriebenen, zum Stand der Technik rechnenden Beschleunigungssensor treten allerdings die nachstehend erläuterten Probleme auf.For example, a sensor chip such as that shown in FIG. 2 can be used as the acceleration sensor chip 500 . The acceleration sensor chip 500 has four bars 510 , which are made of an integral single crystal made of silicon, a weight 520 and a support frame 530 . Semiconductor load sensors 540 A to 540 D are each formed on the four bars 510 , and these semiconductor load sensors 540 A to 540 D are connected to an aluminum wiring 550 so that they form a Wheatstone bridge circuit. Reference numerals 560 A and 560 C denote input connections, whereas reference numerals 560 B and 560 D denote output connections. If acceleration is caused in the acceleration sensor chip in the direction 700 which is perpendicular to the surface 501 , it is possible to obtain an output signal depending on this acceleration which is produced in the direction 700 perpendicular to the surface of the acceleration sensor chip 500 becomes. This is because the weight 520 shifts in the direction of acceleration, of the four semiconductor strain sensors 540 A to 540 D, the load sensors 540 A and 540 C, which are arranged on the side of the weight, and the load sensors 540 B and 540 D, which are arranged on the side of the support frame, each cause changes in resistance that are always opposite to each other. This is the result of the fact that the load sensors 540 A and 540 C are arranged on opposite sides of the Wheatstone bridge circuit, just as the load sensors 540 B and 540 D are positioned on opposite sides of the Wheatstone bridge circuit. The above-described acceleration sensor, which is part of the prior art, however has the problems explained below.

  • (1) Da das Beschleunigungssensorgehäuse 600 an der gedruckten Leiterplatte 800 über das hohe Steifigkeit aufweisende Substrat 900 angebracht ist, ist die für die Montage benötigte Fläche erhöht, und es ist demzufolge die Größe des gesamten Be­ schleunigungsmeßsystems einschließlich der gedruckten Leiterplatte 800 erhöht.(1) Since the acceleration sensor housing 600 is attached to the printed circuit board 800 via the high rigidity substrate 900 , the area required for mounting is increased, and consequently the size of the entire accelerometer system including the printed circuit board 800 is increased.
  • (2) Mechanische Vibrationen der Verdrahtung 820 werden auf das Sensorge­ häuse übertragen, wodurch mechanische Störungen hervorgerufen werden. Da weiterhin die Verdrahtung 829 in einem dreidimensionalen Raum angeordnet ist, tendiert sie dazu, Induktionsstörungen, das heißt induktive Störungen zu verursachen, die von der Außenseite her induziert werden.(2) Mechanical vibrations of the wiring 820 are transmitted to the sensor housing, causing mechanical disturbances. Furthermore, since the wiring 829 is arranged in a three-dimensional space, it tends to cause induction disturbances, that is, inductive disturbances, which are induced from the outside.
  • (3) Es werden ein Verfahrensschritt zur Befestigung des Gehäuses 600 an dem hohe Steifigkeit aufweisenden Substrat 900, ein Verfahrensschritt zum Herstellen der Ver­ drahtung von dem Gehäuse 600 zu der gedruckten Leiterplatte 800 und dergleichen be­ nötigt, die jedoch nur schwierig zu automatisieren sind. Dies führt zu erhöhten Montage­ kosten.(3) A step of attaching the case 600 to the high rigidity substrate 900 , a step of making the wiring from the case 600 to the printed circuit board 800, and the like are required, but are difficult to automate. This leads to increased assembly costs.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halbleitersensor und ein Halbleiter­ sensorgehäuse zu schaffen, bei denen die vorstehend erläuterten, dem Stand der Technik anhaftenden Probleme gelöst sind, die Montagefläche verringert ist, die Erzeugung von durch die Verdrahtung hervorgerufenen mechanischen und induzierten Störungen verhin­ dert ist, und die Montagekosten niedrig sind.It is an object of the present invention to provide a semiconductor sensor and a semiconductor To provide sensor housing, in which those explained above, the prior art inherent problems are solved, the mounting area is reduced, the generation of mechanical and induced interference caused by the wiring and the installation costs are low.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Halbleitersensors mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Halbleitersensorgehäuses wird diese Auf­ gabe mit den im Patentanspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved with respect to the semiconductor sensor in claim 1 mentioned features solved. With regard to the semiconductor sensor housing, this is open surrendered with the features specified in claim 9.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Halbleitersensor bereitgestellt, der einen Halbleitersensorchip und ein den Halbleitersensorchip enthaltendes Gehäuse umfaßt. Der Halbleitersensorchip dient zum Erfassen einer physikalischen Größe, und insbesondere von deren Wert, die in einer rechtwinklig zu der Oberfläche des Chips verlaufenden Richtung einwirkt. In dem Gehäuse ist eine Hauptfläche für die Montage des Halbleitersensorchips so ausgebildet, daß sie in einem vorbestimmten Winkel zu der Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte verläuft, die für die Montage des Gehäuses vorgesehen ist. Die Hauptfläche ist mit einer Mehrzahl von Anschlüssen versehen, die entlang zweier sich gegenüberliegenden Seiten der Hauptfläche angeordnet sind und für die Verbindung mit den Eingangs-/Aus­ gangsanschlüssen des Halbleitersensorchips vorgesehen sind. Eine Bodenfläche, die rechtwinklig zu der Hauptfläche verläuft, ist mit einer Mehrzahl von Stiften versehen, die jeweils entlang der beiden Seiten parallel zu der Hauptfläche ausgebildet sind. Diese Stifte sind in Montagelöcher eingeführt, die in der gedruckten Leiterplatte ausgebildet sind, wobei die Mehrzahl von Anschlüssen und die Mehrzahl von Stiften elektrisch miteinander verbunden sind. Die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse des Halbleitersensorchips, der an der Hauptfläche angebracht ist, sind elektrisch mit der Mehrzahl von Anschlüssen des Gehäu­ ses verbunden.According to the present invention, a semiconductor sensor is provided which has a Semiconductor sensor chip and a housing containing the semiconductor sensor chip. Of the Semiconductor sensor chip is used to detect a physical variable, and in particular of whose value is in a direction perpendicular to the surface of the chip acts. A main surface for mounting the semiconductor sensor chip is in the housing formed so that they are at a predetermined angle to the surface of a printed PCB runs, which is provided for the assembly of the housing. The main area is provided with a plurality of connections which lie along two opposite one another Sides of the main area are arranged and for connection to the entrance / exit output connections of the semiconductor sensor chips are provided. A floor space that  perpendicular to the main surface is provided with a plurality of pins that are each formed parallel to the main surface along the two sides. These pens are inserted into mounting holes formed in the printed circuit board wherein the plurality of terminals and the plurality of pins are electrically interconnected are connected. The input / output terminals of the semiconductor sensor chip connected to the Main surface is attached are electrically connected to the plurality of terminals of the housing connected.

In diesem Fall ist die für die Montage des Halbleiterchips vorgesehene Hauptfläche im wesentlichen rechtwinklig zu der Oberfläche der gedruckten, für die Montage des Gehäu­ ses vorgesehenen Leiterplatte ausgebildet. Der Halbleitersensorchip kann ein Halbleiter-Be­ schleunigungssensorchip sein. Dieser Halbleiterbeschleunigungssensorchip kann als ein Beschleunigungssensorchip ausgebildet sein, der einen Stützrahmenabschnitt und einen Sensoraufbau enthält, der mindestens einen verlagerbaren Gewichtsabschnitt und einen Balkenabschnitt umfaßt, über den der Gewichtsabschnitt mit dem Stützrahmenabschnitt verbunden ist. Der Sensoraufbau ist auf einem dünnen, aus Silizium bestehenden Film ausgebildet, der über eine isolierende Schicht auf einem aus Silizium bestehenden Substrat ausgebildet ist, wobei die isolierende Schicht zwischen dem Sensoraufbau und dem aus Silizium bestehenden Substrat entfernt ist. Der Balkenabschnitt weist eine Mehrzahl von Sätzen von parallel zueinander verlaufenden Balken auf. Der Gewichtsabschnitt ist mit dem Stützrahmenabschnitt über die Mehrzahl von Sätzen aus parallelen Balken verbunden. Mindestens zwei Halbleiterbelastungsfühler sind an der Mehrzahl von Sätzen aus parallelen Balken ausgebildet.In this case, the main surface provided for mounting the semiconductor chip is in the essentially perpendicular to the surface of the printed, for mounting the housing ses provided circuit board. The semiconductor sensor chip can be a semiconductor device be acceleration sensor chip. This semiconductor acceleration sensor chip can be used as a Acceleration sensor chip may be formed, the one support frame section and one Contains sensor structure, the at least one displaceable weight section and one Includes beam section over which the weight section with the support frame section connected is. The sensor structure is on a thin film made of silicon formed over an insulating layer on a substrate made of silicon is formed, the insulating layer between the sensor structure and the Silicon existing substrate is removed. The bar section has a plurality of Sets of parallel bars. The weight section is with the Support frame section connected via the plurality of sets of parallel beams. At least two semiconductor load sensors are on the plurality of sets of parallel ones Beams formed.

Der Halbleiterbeschleunigungssensorchip kann ferner als ein Beschleunigungssensorchip ausgebildet sein, der einen Stützrahmenabschnitt, einen Sensoraufbau und eine Spule aufweist, die einen Gewichtsabschnitt umgibt und an dem Stützrahmenabschnitt an dem peripheren Bereich des Gewichtsabschnitts ausgebildet ist. Der Sensoraufbau enthält den verlagerbaren Gewichtsabschnitt und einen Balkenabschnitt, der zum Verbinden des Gewichtsabschnitts mit dem Stützrahmenabschnitt dient. Ferner ist der Sensoraufbau auf einem dünnen Film aus Silizium ausgebildet, der unter Zwischenlage einer isolierenden Schicht auf dem aus Silizium bestehenden Substrat gebildet ist. Hierbei ist die isolierende Schicht zwischen dem Sensoraufbau und dem aus Silizium bestehenden Substrat entfernt.The semiconductor acceleration sensor chip can also be used as an acceleration sensor chip be formed, the support frame section, a sensor structure and a coil has, which surrounds a weight portion and on the support frame portion on the peripheral region of the weight section is formed. The sensor structure contains the displaceable weight section and a beam section which is used to connect the Weight section serves with the support frame section. Furthermore, the sensor structure is open  a thin film made of silicon, with the interposition of an insulating Layer is formed on the substrate made of silicon. Here is the isolating one Layer between the sensor structure and the substrate made of silicon removed.

Der Halbleiterbeschleunigungssensor kann aber auch als ein Beschleunigungssensor ausgestaltet sein, der einen Stützrahmenabschnitt und eine Mehrzahl von Sensorstrukturen enthält, die jeweils einen verlagerbaren Gewichtsabschnitt, der einen auf der Oberfläche ausgebildeten magnetischen dünnen Film aufweist, und einen Balkenabschnitt umfassen, der zum Verbinden des Gewichtsabschnitts mit dem Stützrahmenabschnitt dient. Diese Sensorstrukturen sind auf einem dünnen Film aus Silizium ausgebildet, der unter Zwi­ schenlage einer isolierenden Schicht auf dem aus Silizium bestehenden Substrat ausgebildet ist. Hierbei ist die isolierende Schicht zwischen der Mehrzahl von Sensorstrukturen und dem aus Silizium bestehenden Substrat beseitigt. Weiterhin ist jeweils eine Spule vor­ gesehen, die den Gewichtsabschnitt umgibt und an dem Stützrahmenabschnitt jedes der Gewichtsabschnitte ausgebildet ist. Die Mehrzahl von Spulen ist in Reihe geschaltet.The semiconductor acceleration sensor can also be used as an acceleration sensor be configured, the one support frame section and a plurality of sensor structures contains, each a shiftable weight section, one on the surface formed magnetic thin film, and include a beam portion, which serves to connect the weight section to the support frame section. This Sensor structures are formed on a thin film made of silicon, which under Zwi layer of an insulating layer formed on the substrate made of silicon is. Here, the insulating layer is between the plurality of sensor structures and eliminates the silicon substrate. There is also a coil in front seen that surrounds the weight portion and on the support frame portion of each Weight sections is formed. The plurality of coils are connected in series.

Der Halbleitersensorchip kann als ein Winkelbeschleunigungssensorchip auf Halbleiterbasis ausgebildet sein, der eine erste Sensorgruppe, die einen ersten Stützrahmenabschnitt um­ faßt, und eine Mehrzahl von ersten Sensorstrukturen enthält, die jeweils einen ersten verla­ gerbaren Gewichtsabschnitt, der einen magnetischen dünnen, auf der Oberfläche ausgebil­ deten Film umfaßt, und einen ersten Balkenabschnitt enthalten, der zum Verbinden des er­ sten Gewichtsabschnitts mit dem ersten Stützrahmenabschnitt dient. Die ersten Sensor­ strukturen sind hierbei auf einem dünnen, aus Silizium bestehenden Film unter Zwischenla­ ge einer isolierenden Schicht aus dem aus Silizium bestehenden Substrat ausgebildet, wobei die isolierende Schicht zwischen der Mehrzahl der ersten Sensorstrukturen und dem aus Si­ lizium bestehenden Substrat entfernt ist. Weiterhin enthält jede erste Sensorstruktur eine erste Erfassungsspule, die jeden bzw. den jeweiligen der ersten Gewichtsabschnitte umgibt, und die an dem ersten Stützrahmenabschnitt an der Peripherie jedes der bzw. des jewei­ ligen ersten Gewichtsabschnitts ausgebildet ist. Die Mehrzahl von ersten Erfassungsspulen ist hierbei in Reihe geschaltet. Ferner ist eine zweite Sensorgruppe vorhanden, die einen zweiten Stützrahmenabschnitt und eine Mehrzahl von zweiten Sensorstrukturen enthält, die jeweils einen zweiten verlagerbaren Gewichtsabschnitt, der einen magnetischen dünnen, auf der Oberfläche ausgebildeten Film aufweist, und einen zweiten Balkenabschnitt zum Verbinden des zweiten Gewichtsabschnitts mit dem zweiten Stützrahmenabschnitt um­ fassen. Die zweiten Sensorstrukturen sind auf einem dünnen, aus Silizium bestehenden Film ausgebildet, der unter Zwischenlage einer isolierenden Schicht aus dem aus Silizium bestehenden Substrat ausgebildet ist, wobei die isolierende Schicht zwischen der Mehrzahl der zweiten Sensorstrukturen und dem aus Silizium bestehenden Substrat beseitigt ist. Die Mehrzahl von Sensorstrukturen der zweiten Sensorgruppe umfaßt weiterhin jeweils eine zweite Erfassungsspule, die jeden bzw. den jeweiligen zweiten Gewichtsabschnitt umgibt und an dem zweiten Stützrahmenabschnitt an dem Umfang jedes der zweiten Gewichts­ abschnitte ausgebildet ist, wobei die Mehrzahl von zweiten Erfassungsspulen in Reihe geschaltet ist. Die erste Sensorgruppe und die zweite Sensorgruppe sind auf dem gleichen Halbleiterchip ausgebildet. Die erste Sensorgruppe und die zweite Sensorgruppe weisen jeweils die gleiche Anzahl von Sensorstrukturen auf. Ferner sind die erste Sensorgruppe und die zweite Sensorgruppe symmetrisch um die als eine Symmetrieachse dienende Erfassungsachse herum angeordnet, wobei die ersten und die zweiten Erfassungsspulen der ersten und zweiten Sensorgruppen eine geschlossene Schleife bilden, derart, daß dann, wenn eine Winkelbeschleunigung um die Erfassungsachse herum auftritt, Ströme, die in der Mehrzahl von ersten und zweiten Erfassungsspulen der ersten und zweiten Sensorgrup­ pen fließen, in der gleichen Richtung verlaufen, wobei eine Einrichtung zum Verstärken von Signalen, die von der Mehrzahl von ersten und zweiten Erfassungsspulen stammen, und eine Einrichtung zum Integrieren von Ausgangssignalen von der Mehrzahl von Erfassungsspulen vorgesehen sind, um hierdurch ein Winkelgeschwindigkeitssignal zu erzeugen.The semiconductor sensor chip can be used as a semiconductor-based angular acceleration sensor chip be formed of a first sensor group around a first support frame section summarizes, and contains a plurality of first sensor structures, each leaving a first storable section of weight, which is a magnetic thin, formed on the surface deten film, and include a first beam section, which for connecting the he most weight section with the first support frame section. The first sensor structures are here on a thin film made of silicon with an intermediate layer ge an insulating layer made of the substrate consisting of silicon, wherein the insulating layer between the plurality of the first sensor structures and that of Si silicon existing substrate is removed. Each first sensor structure also contains one first detection coil surrounding each of the respective first weight sections, and the one on the first support frame portion on the periphery of each leaigen first weight section is formed. The plurality of first detection coils is connected in series. There is also a second sensor group, the one  contains second support frame section and a plurality of second sensor structures, which each have a second displaceable weight section, which is a magnetic thin has film formed on the surface, and a second beam portion for Connect the second weight section to the second support frame section grasp. The second sensor structures are on a thin silicon one Film formed with the interposition of an insulating layer made of silicon existing substrate is formed, the insulating layer between the plurality the second sensor structures and the substrate made of silicon is eliminated. The A plurality of sensor structures of the second sensor group further comprises one each second detection coil, which surrounds each or the respective second weight section and on the second support frame portion on the periphery of each of the second weights sections is formed, wherein the plurality of second detection coils in series is switched. The first sensor group and the second sensor group are on the same Semiconductor chip formed. The first sensor group and the second sensor group point each have the same number of sensor structures. Furthermore, the first sensor group and the second sensor group symmetrical about that serving as an axis of symmetry Detection axis arranged around, the first and the second detection coils of the first and second sensor groups form a closed loop in such a way that when angular acceleration occurs around the detection axis, currents in the plurality of first and second detection coils of the first and second sensor groups pen flow in the same direction, with a device for reinforcement signals originating from the plurality of first and second detection coils and means for integrating output signals from the plurality of Detection coils are provided to thereby generate an angular velocity signal produce.

Das Halbleitersensorgehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Gehäuse zum Aufnehmen eines Halbleitersensorchips und zeichnet sich dadurch aus, daß eine Haupt­ fläche zum Montieren des Halbleiterchips in einem vorbestimmten Winkel mit Bezug zu der Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte, auf der das Gehäuse montiert ist, ausgebildet ist, wobei die Hauptfläche mit einer Mehrzahl von Anschlüssen versehen ist, die entlang zweier sich gegenüberliegender Seiten der Hauptfläche angeordnet sind und für die Verbindung mit Eingangs-/Ausgangsanschlüssen des Halbleitersensorchips dienen. Eine rechtwinklig zu der Hauptfläche verlaufende Bodenfläche ist mit einer Mehrzahl von Stiften versehen, die jeweils entlang der beiden parallel zu der Hauptfläche verlaufenden Seiten ausgebildet sind, wobei die Mehrzahl von Stiften in Montagelöcher eingeführt sind, die in der gedruckten Leiterplatte ausgebildet sind. Die Mehrzahl von Anschlüssen und die Mehrzahl von Stiften sind elektrisch entlang der beiden Seitenflächen verbunden, die die Hauptfläche sandwichartig einschließen.The semiconductor sensor package according to the present invention is a package for Record a semiconductor sensor chip and is characterized in that a main area for mounting the semiconductor chip at a predetermined angle with respect to the surface of a printed circuit board on which the housing is mounted  , the main surface being provided with a plurality of terminals running along two opposite sides of the main surface are arranged and for the Serve connection with input / output connections of the semiconductor sensor chip. A floor surface perpendicular to the main surface is provided with a plurality of Provide pins, each along the two parallel to the main surface Sides are formed with the plurality of pins inserted into mounting holes, which are formed in the printed circuit board. The majority of connections and the A plurality of pins are electrically connected along the two side surfaces that the Sandwich the main surface.

Hierbei kann die für die Montage des Halbleitersensorchips vorgesehene Hauptfläche im wesentlichen rechtwinklig zu der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte, auf der das Ge­ häuse montiert ist, ausgebildet sein. Die Verdrahtung für die Verbindung der Mehrzahl von Anschlüssen und der Mehrzahl von Stiften ist vorzugsweise in dem Gehäuse vergraben bzw. eingebettet.Here, the main surface provided for the assembly of the semiconductor sensor chip in the substantially perpendicular to the surface of the printed circuit board on which the Ge housing is mounted, be formed. The wiring for connecting the majority of connectors and the plurality of pins is preferably buried in the housing or embedded.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.The invention is described below using exemplary embodiments with reference to the drawings described in more detail.

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines zum Stand der Technik rechnenden Beispiels eines Halbleitersensors, FIG. 1 shows a schematic perspective illustration of an example of a semiconductor sensor that is part of the prior art,

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines zum Stand der Technik rechnenden Beschleunigungssensors veranschaulicht, FIG. 2 shows a schematic illustration which illustrates an example of an acceleration sensor which is part of the prior art,

Fig. 3A zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden Halbleitersensors, wobei eine Front­ ansicht des Sensors mit abgenommener Abdeckung dargestellt ist, Fig. 3A is a schematic diagram for explaining a property in accordance with the present invention, a semiconductor sensor, wherein a front view of the sensor is shown with the cover removed,

Fig. 3B zeigt eine schematische Seitenansicht des Halbleitersensors, Fig. 3B shows a schematic side view of the semiconductor sensor,

Fig. 3C zeigt eine Schnittansicht, die entlang einer in Fig. 3A gezeigten Linie IIIC-IIIC geschnitten ist, Fig. 3C is a sectional view which is cut along a position shown in Fig. 3A line IIIC-IIIC,

Fig 3D zeigt eine Schnittansicht, die entlang einer in Fig. 3A gezeigten Linie IIID-IIID geschnitten ist,Figure 3 D shows a sectional view cut along a direction shown in Fig. 3A line IIID-IIID,

Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zum Montieren des Halbleitersensors gemäß der vorliegenden Erfindung an einer gedruckten Leiterplatte, Fig. 4 shows a schematic sectional view for explaining a method of mounting the semiconductor sensor according to the present invention on a printed circuit board,

Fig. 5A zeigt eine von oben gesehene Draufsicht, in der ein erstes Beispiel eines Beschleunigungssensortyps dargestellt ist, das für den in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden Halbleitersensor geeignet ist, Fig. 5A shows a top plan view of a first example is shown of an acceleration sensor type, which is suitable for the property in accordance with the present invention, semiconductor sensor,

Fig. 5B zeigt eine Schnittansicht, die entlang einer in Fig. 5A gezeigten Linie VB-VB geschnitten ist, FIG. 5B shows a sectional view cut along a in Fig. Line VB-VB shown 5A

Fig. 6A zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Erfassungsabschnitts des Halbleiter­ sensorchips, der in Fig. 5 gezeigt ist, Fig. 6A shows an enlarged view of a detection portion of the semiconductor sensor chip shown in Fig. 5,

Fig. 6B zeigt eine Schnittansicht, die entlang einer in Fig. 6A gezeigten Linie VIB-VIB geschnitten ist, Fig. 6B shows a sectional view cut along a in Fig. Line VIB-VIB shown 6A,

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild einer Beschleunigungserfassungsschaltung in einem ersten Halbleitersensorchip, Fig. 7 shows a block diagram of an acceleration detecting circuit in a first semiconductor sensor chip,

Fig. 8A zeigt eine von oben gesehene Draufsicht, in der ein zweites Beispiel eines Beschleunigungssensorchips dargestellt ist, der für den in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden Halbleitersensor geeignet ist, Fig. 8A shows a top plan view of a second example is shown of an acceleration sensor chip that is suitable for the property in accordance with the present invention, semiconductor sensor,

Fig. 8B zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Erfassungsabschnitts bei dem Be­ schleunigungssensorchip, Fig. 8B shows an enlarged view of a detection portion in the loading schleunigungssensorchip,

Fig. 9 zeigt eine Darstellung, die eine Wheatstonesche Brückenschaltung gemäß einem zweiten Beispiel eines Beschleunigungssensorchips zeigt, Fig. 9 is a diagram showing a Wheatstone bridge circuit according to a second embodiment of an acceleration sensor chip,

Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung, die ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfassungsabschnitts bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des Sensorchips veranschaulicht, Fig. 10 shows a schematic diagram illustrating another embodiment of the detection portion in the second embodiment of the sensor chip,

Fig. 11A zeigt eine von oben gesehene Draufsicht, in der ein drittes Ausführungsbei­ spiels eines Beschleunigungssensorchips dargestellt ist, der für den in Überein­ stimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden Halbleitersensor geeignet ist, FIG. 11A shows a top plan view, in which a third Ausführungsbei shown Game of an acceleration sensor chip that is suitable for the humor in Convention standing with the present invention, semiconductor sensor,

Fig. 11B zeigt eine Schnittansicht, die entlang der in Fig. 11A gezeigten Linie XIB-XIB geschnitten ist, FIG. 11B shows a sectional view cut along the position shown in Fig. 11A line XIB-XIB,

Fig. 11C zeigt eine vergrößerte Darstellung, in der ein Teil der Fig. 11B dargestellt ist, Fig. 11C shows an enlarged view in which a part is shown in FIG. 11B,

Fig. 12 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Erfassungsabschnitts bei dem Be­ schleunigungssensorchip, der in Fig. 11 dargestellt ist, Fig. 12 shows an enlarged view of a detection portion in the schleunigungssensorchip Be, shown in Fig. 11,

Fig. 13A zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips eines Detek­ tionsvorgangs bei dem dritten Ausführungsbeispiel des Beschleunigungssen­ sorchips, FIG. 13A shows a schematic diagram for explaining the principle of Detek tion process in the third embodiment of the Beschleunigungssen sorchips,

Fig. 13B zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips eines Detek­ tionsvorgangs bei dem dritten Ausführungsbeispiel des Beschleunigungssen­ sorchips, FIG. 13B shows a schematic diagram for explaining the principle of Detek tion process in the third embodiment of the Beschleunigungssen sorchips,

Fig. 14 zeigt eine schematische Darstellung, in der ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Erfassungsabschnitts bei dem dritten Ausführungsbeispiel des Beschleuni­ gungssensorchips dargestellt ist, Fig. 14 shows a schematic view in which another embodiment of a detection portion in the third embodiment of the Accelerati represented supply sensor chips,

Fig. 15A zeigt eine von oben gesehene schematische Darstellung, in der ein viertes Ausführungsbeispiel eines Beschleunigungssensorchips dargestellt ist, das für den in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden Halbleiter­ sensor geeignet ist, FIG. 15A shows a top schematic representation seen in which a fourth embodiment is shown of an acceleration sensor chip, the sensor for the property in accordance with the present invention is suitable semiconductor,

Fig. 15B zeigt eine von oben gesehene schematische Ansicht, in der eine weitere Ausge­ staltung des vierten Ausführungsbeispiels des Beschleunigungssensorchips veranschaulicht ist, FIG. 15B shows a top viewed schematic view in which a further Substituted staltung of the fourth embodiment of the acceleration sensor chip is illustrated,

Fig. 15C zeigt eine von oben gesehene schematische Draufsicht, in der eine andere abgeänderte Ausführungsform des vierten Ausführungsbeispiels des Beschleuni­ gungssensorchips dargestellt ist, FIG. 15C is a top schematic plan view seen, in another modified embodiment of the fourth embodiment is shown of the Accelerati supply sensor chips,

Fig. 16 zeigt eine schematische Ansicht, in der ein Ausführungsbeispiel des Schaltungs­ aufbaus bei dem vierten Ausführungsbeispiels des Beschleunigungssensorchips dargestellt ist, Fig. 16 shows a schematic view in which an embodiment of the circuit configuration in the fourth embodiment of the acceleration sensor chip is shown,

Fig. 17 zeigt eine schematische Darstellung, in der ein weiteres Ausführungsbeispiel des Schaltungsaufbaus bei dem vierten Ausführungsbeispiels des Beschleuni­ gungssensorchips dargestellt ist, Fig. 17 shows a schematic view in which another embodiment of the circuit configuration in the fourth embodiment of the Accelerati represented supply sensor chips,

Fig. 18 zeigt eine schematische Darstellung, in der ein Winkelbeschleunigungssens­ orchip veranschaulicht ist, der ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Sens­ orchips bildet, der für den in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden Halbleitersensor geeignet ist, Fig. 18 shows a schematic representation in which a Winkelbeschleunigungssens illustrated orchip forming orchips a fifth embodiment of a Sens, which is suitable for the property in accordance with the present invention, semiconductor sensor,

Fig. 19 zeigt eine schematische Darstellung, die ein Beispiel des Schaltungsaufbaus bei dem fünften Ausführungsbeispiel des Winkelbeschleunigungssensors veran­ schaulicht, und FIG. 19 is a diagram showing an example of the circuit structure in the fifth embodiment of the angular acceleration sensor, and

Fig. 20 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Ausfüh­ rungsform eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden Halbleitersensors. Fig. 20 shows a schematic illustration for explaining another form of an exporting approximately in accordance with the present invention standing semiconductor sensor.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Halbleitersensors gemäß der vorliegenden Erfin­ dung veranschaulicht. In Fig. 3A ist eine von vorne gesehene Ansicht dargestellt, während in Fig. 3B eine Seitenansicht gezeigt ist. Fig. 3C zeigt eine Schnittansicht, die entlang ei­ ner in Fig. 3A dargestellten Linie IIIC-IIIC geschnitten ist. In Fig. 3D ist eine Schnittan­ sicht gezeigt, die entlang der in Fig. 3A gezeigten Linie IIID-IIID geschnitten ist. Fig. 3A zeigt einen Zustand, bei dem eine in Fig. 3C dargestellte Abdeckung 921 weggenom­ men ist.In Fig. 3, an embodiment of the semiconductor sensor according to the present inven tion is illustrated. FIG. 3A shows a view seen from the front, while FIG. 3B shows a side view. Fig. 3C shows a sectional view cut along a line IIIC-IIIC shown in Fig. 3A. FIG. 3D shows a sectional view cut along the line IIID-IIID shown in FIG. 3A. Fig. 3A shows a state in which a cover 921 shown in Fig. 3C is removed.

Beispielsweise weist ein Gehäuse 920, das aus einem Epoxidharz hergestellt ist, eine sensorfixierende Oberfläche 920A, die zum Befestigen eines Halbleitersensorchips 910 dient, eine Abdeckung 921 und eine Mehrzahl von Stiften 922 auf, die parallel entlang zweier Seitenflächen, die die sensorfixierende Oberfläche 920A sandwichartig umgeben, angeordnet sind und von einer Bodenfläche des Gehäuses vorstehen, wobei ein Teil derselben in einem Hauptkörper des Gehäuses 920 vergraben bzw. eingebettet ist. Die zur Fixierung des Sensors dienende Oberfläche 920A ist mit einer Mehrzahl von Drahtan­ schlußflächen 923 versehen, die zum Zuführen von Strom zu dem Beschleunigungssen­ sorchip und zum Herausführen eines Erfassungssignals nach außen dienen. Jede der Drahtanschlußflächen 923 ist jeweils mit einem der Stifte 922 über eine Verdrahtung 925 verbunden. In der Praxis können die jeweiligen Drahtanschlußflächen 923 und die jeweili­ gen Verdrahtungen 925 aus einer integralen bzw. einstückigen dünnen Platte aus Metall hergestellt werden. Dies bedeutet dann, daß die dünne Platte aus Metall in die gewünschte Form gestanzt wird, einem Biegevorgang für die Verbindung (Bonden) mit der zur Fixierung des Sensors dienenden Oberfläche 920A und der Seitenfläche des Gehäuses unterzogen wird, und mit dem zugehörigen Stift 922 durch Löten verbunden wird. Weiter­ hin ist oder wird die äußere periphere Oberfläche des Gehäuses mit einem Epoxidharz oder dergleichen beschichtet, um hierdurch den Verdrahtungsabschnitt in dem Gehäuse zu vergraben, was im Hinblick auf den Schutz der Verdrahtung bevorzugt ist. Der Halbleiter­ sensorchip ist an der zur Fixierung des Sensors vorgesehenen Oberfläche 920A des in dieser Weise hergestellten Gehäuses mit einem Klebmittel oder dergleichen fest verbunden. Der Halbleitersensorchip 910 ist ein Sensorchip, der zum Erfassen eines physikalischen Werts bzw. einer physikalischen Größe, beispielsweise einer Beschleunigung dient, die in einer rechtwinklig zu seiner Oberfläche verlaufenden Richtung 930 einwirkt. Die Draht­ anschlußflächen 923 sind jeweils elektrisch mit einem nicht gezeigten Eingangs-/Ausgangs­ anschluß des Halbleitersensorchips 910 verbunden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbei­ spiel ist eine Verbindung gezeigt, bei der ein Drahtbonden unter Einsatz eines Drahts 924 für die Verbindung zum Einsatz kommt. Schließlich wird die Abdeckung 921 an dem Hauptkörper des Gehäuses angebracht. Damit ist ein Halbleitersensor hergestellt. Dieser Aufbau ist hinsichtlich der Gehäusestruktur ähnlich wie diejenige, die als DIP-Gehäuse ("dual in-line package") bekannt ist. Hierbei ist jeder aus der Mehrzahl von Stiften 922 zuverlässig in der dargestellten Weise unabhängig von den anderen Stiften in dem Gehäuse aufgebaut, so daß die jeweiligen Stifte nicht in störende Wechselwirkung miteinander treten. Da ferner die Verdrahtung 925 in dem Gehäuse vergraben eingebettet ist, unterliegt sie niemals vibrierenden Effekten. Da ferner das Gehäuse 920 durch die Abdeckung 921 abgedichtet versiegelt ist, ist der Halbleitersensorchip 910 unter keinen Umständen den externen Umgebungsbedingungen ausgesetzt.For example, a housing 920 , which is made of an epoxy resin, has a sensor-fixing surface 920 A, which is used to fasten a semiconductor sensor chip 910 , a cover 921 and a plurality of pins 922 , which are parallel along two side surfaces, the sensor-fixing surface 920 A are sandwiched, arranged, and protrude from a bottom surface of the case, a part of which is buried or embedded in a main body of the case 920 . The surface serving to fix the sensor 920 A is provided with a plurality of wire connection surfaces 923 , which are used for supplying current to the acceleration sensor chip and for leading out a detection signal to the outside. Each of the wire pads 923 is connected to one of the pins 922 through a wiring 925 . In practice, the respective wire pads 923 and the respective wirings 925 can be made from an integral thin sheet of metal. This then means that the thin plate of metal is punched into the desired shape, is subjected to a bending process for the connection (bonding) with the surface 920 A serving to fix the sensor and the side face of the housing, and with the associated pin 922 Soldering is connected. Further, the outer peripheral surface of the case is coated with an epoxy resin or the like to thereby bury the wiring portion in the case, which is preferable in view of the protection of the wiring. The semiconductor sensor chip is firmly connected to the surface 920 A provided for fixing the sensor of the housing produced in this way with an adhesive or the like. The semiconductor sensor chip 910 is a sensor chip which is used to detect a physical value or a physical variable, for example an acceleration, which acts in a direction 930 running at right angles to its surface. The wire pads 923 are each electrically connected to an input / output terminal of the semiconductor sensor chip 910 , not shown. In the present exemplary embodiment, a connection is shown in which wire bonding using a wire 924 is used for the connection. Finally, the cover 921 is attached to the main body of the case. A semiconductor sensor is thus produced. In terms of package structure, this structure is similar to that known as a DIP package ("dual in-line package"). Here, each of the plurality of pins 922 is reliably constructed in the manner shown, independently of the other pins in the housing, so that the respective pins do not interact with one another. Further, since the wiring 925 is buried in the case, it is never subject to vibrating effects. Furthermore, since the housing 920 is sealed by the cover 921 , the semiconductor sensor chip 910 is under no circumstances exposed to the external environmental conditions.

Wie vorstehend beschrieben, ist der Halbleitersensor, der als Baueinheit mit einem Halbleitersensorchip zusammengefaßt ist, an einer gedruckten Leiterplatte angebracht, wie dies auch bei normalen IC-Teilen der Fall ist. Fig. 4 veranschaulicht den Zustand der Montage, wobei ein Querschnitt gezeigt ist, der der Fig. 3D entspricht. Die Stifte 922 des Gehäuses 920 sind in zur Montage dienende Durchgangslöcher 941 einer gedruckten Leiterplatte 940 eingeführt und sind an der unteren Fläche der gedruckten Leiterplatte mit einem Lötmittel 942 oder ähnlichem durch Bonden verbunden. Mit diesem Verfahren kann der Halbleitersensor an der gedruckten Leiterplatte mit genau dem gleichen Verfahren wie bei der Montage eines DIP-Gehäuses angebracht werden. Der Eingangsanschluß des Halbleitersensorchips ist an eine Spannungsversorgung über eine nicht gezeigte Verdrah­ tung angeschlossen, die mit den zur Montage dienenden Durchgangslöchern 941 der gedruckten Leiterplatte 940 verbunden ist. Ein Signal, das dem physikalischen Wert bzw. dem Wert der physikalischen Größe entspricht, der von dem Halbleitersensor erfaßt wird, kann nach außen abgegeben werden. Wenn der physikalische Wert erfaßt wird, ist die gedruckte Leiterplatte so angeordnet, daß die Oberfläche des Sensorchips des Halbleiter­ sensors, der an der gedruckten Leiterplatte montiert ist, korrekt der Richtung des physika­ lischen Werts bzw. Parameters gegenüberliegt, der erfaßt werden soll.As described above, the semiconductor sensor, which is combined as a unit with a semiconductor sensor chip, is attached to a printed circuit board, as is the case with normal IC parts. FIG. 4 illustrates the state of assembly, a cross section being shown which corresponds to FIG. 3D. The pins 922 of the housing 920 are inserted into through holes 941 of a printed circuit board 940 for assembly and are bonded to the lower surface of the printed circuit board with a solder 942 or the like. With this method, the semiconductor sensor can be attached to the printed circuit board using exactly the same method as when assembling a DIP housing. The input terminal of the semiconductor sensor chip is connected to a voltage supply via a wiring, not shown, which is connected to the mounting holes 941 of the printed circuit board 940 used for mounting. A signal that corresponds to the physical value or the value of the physical quantity that is detected by the semiconductor sensor can be emitted to the outside. When the physical value is detected, the printed circuit board is arranged so that the surface of the sensor chip of the semiconductor sensor which is mounted on the printed circuit board is correctly opposite the direction of the physical value or parameter to be detected.

Wenn der Halbleitersensor unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Gehäuses montiert wird, kann die auf der gedruckten Leiterplatte benötigte Montagefläche erheblich verringert werden, und es kann der Halbleitersensor zuverlässig so fixiert werden, daß sich der Halbleitersensorchip in einer Linie bzw. ausgerichtet mit der Richtung des zu detektie­ renden physikalischen Werts oder Parameters befindet, das heißt es ist diejenige Richtung, die rechtwinklig zu der Oberfläche des Halbleitersensorchips verläuft, parallel zu der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte orientiert, wobei der Sensorchip auch mit der An­ ordnungsrichtung der Mehrzahl von zur Montage dienenden Durchgangslöchern ausgerich­ tet ist.If the semiconductor sensor using the housing described above is mounted, the mounting area required on the printed circuit board can be considerable can be reduced, and the semiconductor sensor can be reliably fixed so that the semiconductor sensor chip in a line or aligned with the direction of the detection physical value or parameter, i.e. it is the direction which is perpendicular to the surface of the semiconductor sensor chip, parallel to that Surface of the printed circuit board oriented, the sensor chip also with the An Direction of order of the plurality of through holes used for assembly aligned is.

Der Halbleitersensorchip 10 der in dem Gehäuse 20 abgedichtet untergebracht ist, ist beispielsweise in einem integralen bzw. einstückigen, aus Silizium bestehenden Substrat aufgebaut, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Der Halbleitersensorchip 910 kann ein Beschleu­ nigungssensorchip sein, der zum Erfassen einer Beschleunigung dient, die in einer recht­ winklig zu der Oberfläche des Sensorchips verlaufenden Richtung 700 auftritt, oder kann auch ein Beschleunigungssensorchip sein, wie er in der japanischen offengelegten Patentan­ meldung JP 5-273229 A (1993) und der zur gleichen Patentfamilie gehörenden US-PS 5 490 421 beschrieben ist. Ausführungsbeispiele in Form eines Beschleunigungssensorchips und eines Winkelbeschleunigungssensorchips, bei denen der Halbleitersensor gemäß der vorliegenden Erfindung am vorteilhaftesten zum Einsatz kommen kann, werden nachfol­ gend näher beschrieben. Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Beschleunigungssensorchips, der als ein in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehender Halbleitersensor geeignet ist, ist in den Fig. 5A und 5B, sowie in den Fig. 6A und 6B gezeigt. Fig. 5A zeigt eine von oben gesehene Draufsicht auf einen Beschleunigungssensorchip, während in Fig. 5B eine Schnittansicht dargestellt ist, die entlang der in Fig. 5A gezeigten Linie VB-VB geschnitten ist. Fig. 6A zeigt eine vergrößerte, von oben gesehene Darstellung eines Erfassungsabschnitts, wohingegen in Fig. 6B eine Schnittansicht gezeigt ist, die entlang einer in Fig. 6A dargestellten Linie VIB-VIB geschnitten ist.The semiconductor sensor chip 10 is housed in the sealed housing 20 is, for example, constructed in an integral or one-piece, made of silicon substrate, as shown in FIG. 1. The semiconductor sensor chip 910 may be an acceleration sensor chip that serves to detect an acceleration that occurs in a direction 700 that is at a right angle to the surface of the sensor chip, or may also be an acceleration sensor chip, as described in Japanese Patent Application Laid-Open JP 5-273229 A (1993) and U.S. Patent No. 5,490,421, belonging to the same family of patents. Embodiments in the form of an acceleration sensor chip and an angular acceleration sensor chip, in which the semiconductor sensor according to the present invention can be most advantageously used, are described in more detail below. A first embodiment of an acceleration sensor chip that is suitable as a semiconductor sensor in accordance with the present invention is shown in FIGS. 5A and 5B, as well as in FIGS. 6A and 6B. FIG. 5A shows a top view of an acceleration sensor chip seen from above, while FIG. 5B shows a sectional view which is cut along the line VB-VB shown in FIG. 5A. FIG. 6A shows an enlarged top view of a detection portion, whereas FIG. 6B shows a sectional view cut along a line VIB-VIB shown in FIG. 6A.

Wie in Fig. 5A und 5B gezeigt ist, ist eine aus SiO2 bestehende Schicht 102, die als eine teilweise zu opfernde bzw. wieder zu entfernende Schicht für die elektrische Isolierung dient, zwischen einem aus Silizium bestehenden Substrat 100 und einem dünnen, aus Silizium bestehenden Film 101 ausgebildet, wodurch ein Chip gebildet ist. Auf dem dünnen, aus Silizium bestehenden Film 101 des Chips sind ein Erfassungsabschnitt 103, der in dem Zentrum des Chips angeordnet ist, eine digitale Einstellschaltung 104, eine analoge Verstärkerschaltung 105, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 106 und digitale Einstell­ anschlüsse (Justieranschlüsse) 107 ausgebildet. Die analoge Verstärkerschaltung 105 dient zum Verstärken eines von dem Erfassungsabschnitt 103 stammenden Ausgangssignals. Die digitale Einstellschaltung 104 bildet eine Schaltung zum Ausführen einer Kompensation der Empfindlichkeit und einer Temperaturkompensation des Sensors und dergleichen und ist beispielsweise durch ein ROM (Festwertspeicher) gebildet. Die digitalen Justieranschlüsse 107 dienen als Anschlüsse zum Einspeisen von für die Justierung dienenden Daten in die digitale Einstellschaltung 104.As shown in Fig. 5A and 5B, is a made of SiO 2 layer 102 as a partially sacrificial or re-used to remove layer for electrical insulation between a group consisting of silicon substrate 100 and a thin silicon existing film 101 is formed, whereby a chip is formed. On the thin silicon film 101 of the chip, a detection section 103 located in the center of the chip, a digital adjustment circuit 104 , an analog amplifier circuit 105 , input / output terminals 106, and digital adjustment terminals (adjustment terminals) 107 are formed. The analog amplifier circuit 105 serves to amplify an output signal from the detection section 103 . The digital setting circuit 104 constitutes a circuit for performing sensitivity compensation and temperature compensation of the sensor and the like, and is constituted by, for example, a ROM (read only memory). The digital adjustment connections 107 serve as connections for feeding data used for the adjustment into the digital adjustment circuit 104 .

Wie in Fig. 6A gezeigt ist, weist der Erfassungsabschnitt 103 einen Gewichtsabschnitt 110 und vorstehende Teile (Balkenabschnitte) 111a1, 111a2, 111b1 und 111b2 an den vier Ecken des Gewichtsabschnitts 110 auf. Der Gewichtsabschnitt 110 ist mit einem umgeben­ den Stützrahmenabschnitt 112 über die vorstehenden Teile (Balkenabschnitte) 111a1, 111a2, 111b1 und 111b2 an den vier Ecken integral bzw. einstückig verbunden. Bei diesem Aufbau wird der Gewichtsabschnitt 110 durch zwei Sätze von parallelen Balken­ abschnitten an seinen beiden Seiten abgestützt, das heißt, genauer gesagt, an dem Stützrah­ menabschnitt 112 über einen ersten Balkenabschnitt, der die vorstehenden Teile 111a1 und 111a2 enthält, und einen zweiten Balkenabschnitt gehalten, der die vorstehenden Teile 111b1 und 111b2 enthält. Das Bezugszeichen 108 bezeichnet Durchgangslöcher, die durch den dünnen, aus Silizium bestehenden Film 101 hindurch geführt sind. Unter Ausnutzung dieser Durchgangslöcher 108 ist der Anteil der aus SiO2 bestehenden Schicht 102 unterhalb des Gewichtsabschnitts 110 und der Balkenabschnitte 111a1, 111a2, 111b1 und 111b2 durch Naßätzen entfernt (siehe die Fig. 5B und Fig. 6B). Als Ergebnis dessen sind der Gewichtsabschnitt 110 und der erste und der zweite Balkenabschnitt in einer Richtung verlagerbar, die rechtwinklig zu ihrer Oberfläche verläuft. Der Gewichtsabschnitt 110 und die Balkenabschnitte 111a1, 111a2, 111b1 und 111b2 weisen gleich große Dicke auf, die beispielsweise 5 µm beträgt. Die Abmessungen des Gewichtsabschnitts 110 sind beispiels­ weise 850 µm × 600 µm, und die Breite der Balkenabschnitte beispielsweise 30 µm beträgt. An den jeweiligen Seiten des Stützrahmens und an den Seiten des Gewichts­ abschnitts an den beiden Enden der Balkenabschnitte 111a1, 111a2, 111b1 und 111b2 sind insgesamt acht Halbleiterbelastungsfühler 113a, 113b, 113c, 113d, 113e, 113f, 113g und 113h vorgesehen, die durch Diffusion, das heißt Eindiffundieren eines Dotiermaterials ausgebildet sind. Mit dem Bezugszeichen 114 ist eine Verdrahtung für die Verbindung dieser Belastungsmeßfühler bezeichnet, wobei eine Wheatstonesche Brückenschaltung durch die acht Belastungsmeßfühler gebildet ist. Die Wheatstonesche Brücken ist an eine Konstantspannungsversorgung Vcc und an Massepotential GND angeschlossen. Die Ausgänge bzw. Ausgangssignale V+ und V- der Wheatstoneschen Brückenschaltung sind zu der Verstärkerschaltung 105 geführt.As shown in FIG. 6A, the detection section 103 has a weight section 110 and protruding parts (bar sections) 111 a1, 111 a2, 111 b1 and 111 b2 at the four corners of the weight section 110 . The weight section 110 is integrally or integrally connected to a surrounding the support frame section 112 via the protruding parts (beam sections) 111 a1, 111 a2, 111 b1 and 111 b2 at the four corners. In this construction, the weight portion 110 is supported by two sets of parallel beam portions on both sides thereof, that is, more specifically, the support frame portion 112 via a first beam portion including the protruding parts 111 a1 and 111 a2, and a second Beam section held, which contains the protruding parts 111 b1 and 111 b2. Numeral 108 denotes through holes that are passed through the thin film 101 made of silicon. Taking advantage of these through holes is the proportion of the group consisting of SiO 2 layer 108 102 below the weight portion 110 and the beam portions 111 a1, 111 a2, 111 b1 and 111 b2 removed (see Fig. 5B and Fig. 6B) by wet etching. As a result, the weight section 110 and the first and second beam sections are displaceable in a direction perpendicular to their surface. The weight section 110 and the beam sections 111 a1, 111 a2, 111 b1 and 111 b2 have the same thickness, for example 5 μm. The dimensions of the weight section 110 are, for example, 850 μm × 600 μm, and the width of the bar sections is, for example, 30 μm. On the respective sides of the support frame and on the sides of the weight section at the two ends of the beam sections 111 a1, 111 a2, 111 b1 and 111 b2 there are a total of eight semiconductor load sensors 113 a, 113 b, 113 c, 113 d, 113 e, 113 f, 113 g and 113 h are provided, which are formed by diffusion, that is to say diffusion in of a doping material. Reference numeral 114 denotes a wiring for the connection of these strain gauges, a Wheatstone bridge circuit being formed by the eight strain gauges. The Wheatstone bridge is connected to a constant voltage supply Vcc and to ground potential GND. The outputs or output signals V + and V- of the Wheatstone bridge circuit are led to the amplifier circuit 105 .

In Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer Beschleunigungserfassungsschaltung gezeigt. Die Ausgangssignale V+ und V- der Wheatstoneschen Brückenschaltung, die durch die acht Halbleiterbelastungsfühler 113a, 113b, 113c, 113d, 113e, 113f, 113g und 113h gebildet ist, werden in die Verstärkerschaltung 105 eingespeist und in dieser verstärkt. Wenn eine Beschleunigung in der Richtung eines in Fig. 6B gezeigten Pfeils ausgeübt wird, wird auf die Belastungsmeßfühler 113b, 113c, 113f und 113g auf der Seite des Gewichtsabschnitts eine Druckbeanspruchung ausgeübt, wodurch ihr Widerstandswert verringert wird. Demgegenüber wird auf die auf der Seite des Stützrahmenabschnitts befindlichen Bela­ stungsmeßfühler 113a, 113d, 113e und 113h eine Zugbeanspruchung ausgeübt, wodurch ihr Widerstandswert vergrößert wird. Als Ergebnis dessen wird von der Wheatstoneschen Brückenschaltung ein Sensorausgangssignal erhalten, das von der Größe der Beschleuni­ gung abhängig ist und das durch die Verstärkerschaltung 105 verstärkt wird. Weiterhin werden von der digitalen Einstellschaltung 104 an die Verstärkerschaltung 105 Daten Vg für die Kompensation der Empfindlichkeit Daten TCS und eine Offsetspannung Voff (Sensorausgangssignal, wenn keine Beschleunigung ausgeübt wird) zum Kompensieren der Temperatureigenschaften der Empfindlichkeit, und Daten ΔVoff zum Kompensieren einer Abweichung der Offsetspannung angelegt. Das Ausgangssignal der Verstärkerschaltung 105 wird als ein Ausgangssignal Vout über ein Hochpaßfilter 116 und ein Tiefpaßfilter 117 erhalten. Folglich kann ein Erfassungsergebnis, das je nach Notwendigkeit kompensiert ist, als die Ausgangsspannung Vout der Brückenschaltung herausgegriffen werden. Das Hochpaßfilter 116 und das Tiefpaßfilter 117 können externe Schaltungen sein, oder es können Einstellabschnitte für Frequenzantwortbereiche dieser Filter in der digitalen Einstellschaltung 104 vorgesehen sein. FIG. 7 shows a block diagram of an acceleration detection circuit. The output signals V + and V- of the Wheatstone bridge circuit, which is formed by the eight semiconductor load sensors 113 a, 113 b, 113 c, 113 d, 113 e, 113 f, 113 g and 113 h, are fed into and in the amplifier circuit 105 reinforced. When acceleration is applied in the direction of an arrow shown in Fig. 6B, the pressure sensors 113b, 113c , 113f and 113g on the weight portion side are pressed, thereby reducing their resistance value. In contrast, a tensile stress is exerted on the load sensor 113 a, 113 d, 113 e and 113 h on the side of the support frame section, as a result of which their resistance value is increased. As a result, a sensor output signal is obtained from the Wheatstone bridge circuit, which is dependent on the magnitude of the acceleration and which is amplified by the amplifier circuit 105 . Furthermore, from the digital setting circuit 104 , data Vg for the compensation of sensitivity, data TCS and an offset voltage Voff (sensor output signal when no acceleration is exerted) for compensating the temperature properties of the sensitivity, and data ΔVoff for compensating for a deviation of the offset voltage are applied to the amplifier circuit 105 . The output signal of the amplifier circuit 105 is obtained as an output signal Vout via a high-pass filter 116 and a low-pass filter 117 . Consequently, a detection result, which is compensated for as necessary, can be taken out as the output voltage Vout of the bridge circuit. The high-pass filter 116 and the low-pass filter 117 can be external circuits, or setting sections for frequency response ranges of these filters can be provided in the digital setting circuit 104 .

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Gewichtsabschnitt 110 beweglich an dem Stützrahmenabschnitt 112 durch die beiden parallelen Balkenabschnitte 111a und 111b abgestützt, die auf den beiden Seiten ausgebildet sind. Hierdurch wird ein Meßfehler verhindert, der auf eine torsionsmäßige Deformation der Balkenabschnitte zurückzuführen ist. Da ferner bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Belastungsmeßfühler jeweils an einer Seite bzw. in einem Zweig der Brücke angeordnet sind, kann die Empfindlichkeit des Sensors verbessert sein. Da ferner bei der vorliegenden Erfindung die Wheatstonesche Brückenschaltung durch Halbleitermeßfühler gebildet ist, ist selbst dann, wenn Fremdmate­ rialien mit einer Größe, die die Bewegung des Gewichtsabschnitts nicht stört, zwischen den Erfassungsabschnitt 103 und das aus Silizium bestehende Substrat 100 eindringt, der Einfluß auf die Eigenschaften des Sensors klein, was einen Unterschied gegenüber dem Fall eines kapazitiven Typs darstellt.In the present embodiment, the weight section 110 is movably supported on the support frame section 112 by the two parallel beam sections 111 a and 111 b, which are formed on the two sides. This prevents a measurement error that is due to a torsional deformation of the beam sections. Furthermore, since two load sensors are arranged on one side or in a branch of the bridge in the present exemplary embodiment, the sensitivity of the sensor can be improved. Further, in the present invention, since the Wheatstone bridge circuit is formed by semiconductor sensors, even if foreign matter having a size that does not interfere with the movement of the weight portion penetrates between the detection portion 103 and the silicon substrate 100 , the influence on the Properties of the sensor small, which is a difference from the case of a capacitive type.

Der Beschleunigungssensor ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Funktion versehen, durch die bestätigt bzw. ermittelt wird, ob das Verhalten des Sensors normal ist oder nicht. Dies bedeutet, daß eine Eigenüberprüfungsfunktion, das heißt eine Selbsttestfunktion, vorgesehen ist. Dies wird in der folgenden Weise ausgeführt. Für das aus Silizium bestehende Substrat 100 wird Silizium benutzt, das einen kleinen spezifischen Widerstand aufweist. Eine Elektrode 115, die an der Rückseite des Substrats 100 vor­ gesehen ist, wird extern mit einer Spannung Vself beaufschlagt, um hierdurch eine Potentialdifferenz zwischen dem aus Silizium bestehenden Substrat 100 und dem dünnen, aus Silizium bestehenden Film 101 zu erzeugen. Der Sensor 103 wird durch die elektro­ statische Kraft ausgelenkt, wobei das zu diesem Zeitpunkt von der Brückenschaltung erhaltene Ausgangssignal detektiert wird. Der Spalt zwischen dem aus Silizium bestehende Substrat 100 und dem dünnen Film 101 aus Silizium wird durch die Dicke der zwischen ihnen befindlichen aus SiO2 bestehenden Schicht bestimmt. Anders ausgedrückt, kann die Größe des Spalts leicht dadurch gesteuert werden, daß die Dicke der aus SiO2 bestehenden Schicht während der Herstellung eines SOI-Wafers (Silizium aus Isolator) gesteuert wird. Da die Größe der elektrostatischen Kraft, die durch die angelegte Spannung hervorgerufen wird, leicht und präzise berechnet werden kann, ist eine Eigendiagnose (Selbsttest) dadurch möglich, daß die Beziehung zwischen der Größe einer Wechselspannung oder einer Gleichspannung, die an die Elektrode 115 angelegt wird, und dem Ausgangssignal des Sensors überprüft wird. Da die Abmessungen des beweglichen Abschnitts, der den Ge­ wichtsabschnitt und die Balkenabschnitte umfaßt, naturgemäß zum Zeitpunkt des Entwurfs (Designs) festgelegt werden, kann ein Spannungsbereich für die Erzeugung einer Ver­ lagerung, bei der sich kein Kontakt mit dem aus Silizium bestehenden Substrat einstellt, in einfacher Weise festgelegt werden.In the present exemplary embodiment, the acceleration sensor is provided with a function by which it is confirmed or ascertained whether the behavior of the sensor is normal or not. This means that a self-checking function, that is to say a self-test function, is provided. This is done in the following way. For the substrate 100 made of silicon, silicon is used which has a low specific resistance. An electrode 115 , which is seen on the back of the substrate 100 , is externally applied with a voltage Vself to thereby generate a potential difference between the substrate 100 made of silicon and the thin film 101 made of silicon. The sensor 103 is deflected by the electrostatic force, the output signal received by the bridge circuit at this time being detected. The gap between the silicon substrate 100 and the thin silicon film 101 is determined by the thickness of the SiO 2 layer between them. In other words, the size of the gap can be easily controlled by controlling the thickness of the SiO 2 layer during the manufacture of an SOI wafer (silicon from insulator). Since the magnitude of the electrostatic force caused by the applied voltage can be calculated easily and precisely, self-diagnosis (self-test) is possible by making the relationship between the magnitude of an AC voltage or a DC voltage applied to the electrode 115 , and the output signal of the sensor is checked. Since the dimensions of the movable section, which includes the weight section and the beam sections, are naturally determined at the time of the design, a stress range can be created for the generation of a displacement in which there is no contact with the substrate composed of silicon, be set in a simple manner.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Beschleunigungssensorchips, das als der Halbleiter­ sensor gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist in den Fig. 8A und 8B gezeigt. A second embodiment of an acceleration sensor chip that is suitable as the semiconductor sensor according to the present invention is shown in FIGS. 8A and 8B.

Fig. 8A zeigt eine von oben gesehene Draufsicht, wohingegen in Fig. 8B eine vergrößerte Darstellung des Erfassungsabschnitts gezeigt ist. FIG. 8A shows a top view seen from above, whereas FIG. 8B shows an enlarged illustration of the detection section.

Der Chip ist so aufgebaut, daß eine aus SiO2 bestehende Schicht, die zur elektrischen Isolierung und als eine zu opfernde Schicht dient, zwischen dem aus Silizium bestehenden Substrat 100 und dem aus Silizium bestehenden dünnen Film 101 ausgebildet ist. Auf dem dünnen Film 101 des Chips sind ein Erfassungsabschnitt 200, der in der Mitte des Chips angeordnet ist, eine digitale Einstellschaltung bzw. Justierschaltung 104, eine analoge Verstärkerschaltung 105, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 106 und digitale Einstellanschlüsse bzw. Justieranschlüsse 107 ausgebildet. Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dein in den Fig. 5 bis 7 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel im Hinblick auf die Gestaltung des Erfassungsabschnitts und auf das Layout der Halbleiterbelastungsfühler in Verbindung mit der Struktur des Erfassungsabschnitts. Da die anderen Teile die glei­ chen sind wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wird deren detaillierte Beschreibung hier weggelassen.The chip is constructed such that a layer made of SiO 2 , which serves for electrical insulation and as a layer to be sacrificed, is formed between the substrate 100 made of silicon and the thin film 101 made of silicon. On the thin film 101 of the chip, a detection section 200 arranged in the center of the chip, a digital adjustment circuit 104 , an analog amplifier circuit 105 , input / output terminals 106, and digital adjustment terminals 107 are formed. The present exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment shown in FIGS. 5 to 7 with regard to the design of the detection section and to the layout of the semiconductor load sensors in connection with the structure of the detection section. Since the other parts are the same as in the first embodiment, the detailed description thereof is omitted here.

Der Erfassungsabschnitt 200 weist zwei Gewichtsabschnitte 201a und 201b sowie sechs Verbindungsabschnitte 211a1, 211a1, 211a3, 211b1, 211b2 und 211b3 auf, die für die Verbindung der beiden Gewichtsabschnitte mit einem Stützrahmenabschnitt 212 und für die jeweils gegenseitige Verbindung der beiden Gewichtsabschnitte dienen. Die beiden Ge­ wichtsabschnitte 201a und 201b sowie deren Peripherie ist mit den Durchgangslöchern 108 versehen, wie dies auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel bei dem Gewichtsabschnitt der Fall ist, und es ist die aus SiO2 bestehende Schicht unterhalb der beiden Gewichtsabschnitte 201a und 201b sowie der sechs Verbindungsabschnitte durch Ätzen entfernt. Die beiden Gewichtsabschnitte sind daher mit den peripheren Stützrahmenabschnitten 212 über die Verbindungsabschnitte 211a1, 211a3, 211b1 und 211b3 integriert ausgebildet bzw. ein­ stückig verbunden, so daß sie in einer Richtung verlagerbar sind, die rechtwinklig zu der Oberfläche des Papiers bzw. der Zeichnungsebene verläuft. Bei diesem Aufbau sind die beiden Gewichtsabschnitte 201a und 201b an dem Stützrahmenabschnitt 212 durch zwei Sätze paralleler Balkenabschnitte abgestützt, nämlich durch einen ersten Balkenabschnitt, der die Verbindungsabschnitte 211a1, 211a2 und 211a3 umfaßt, und einen zweiten Balken­ abschnitt, der die Verbindungsabschnitte 211b1, 211b2 und 211b3 enthält. Halbleiterbela­ stungsmeßfühler 213a, 213b, 213c und 213d sind durch Eindiffundieren von Dotiermaterial in die Verbindungsabschnitte 211a1 und 211a3 des ersten Balkenabschnitts sowie in die Verbindungsabschnitte 211b2 und 211b3 des zweiten Balkenabschnitts ausgebildet. Zur Vergrößerung der Empfindlichkeit ist die Dicke des Balkenabschnitts vorzugsweise kleiner ausgelegt als die Dicke des Gewichtsabschnitts (Dicke des dünnen, aus Silizium bestehende Films). Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Balkenabschnitt eine Dicke von 2 µm auf, wohingegen der Gewichtsabschnitt eine Dicke von 5 µm besitzt. Zur Verringerung der Dicke des Balkenabschnitts wird eine Musterätzung bzw. eine Ätzung mit Musterbildung ausgeführt, um hierdurch die Dicke des Balkenabschnitts zu verringern, bevor die Halbleitermeßfühler, die Schaltungsbauelemente und dergleichen erzeugt werden.The detection section 200 has two weight sections 201 a and 201 b and six connecting sections 211 a1, 211 a1, 211 a3, 211 b1, 211 b2 and 211 b3, which are used to connect the two weight sections to a support frame section 212 and for the respective mutual connection of the two weight sections serve. The two weight sections 201 a and 201 b and their periphery are provided with the through holes 108 , as is also the case with the weight section in the first exemplary embodiment, and it is the layer consisting of SiO 2 below the two weight sections 201 a and 201 b and the six connecting sections removed by etching. The two weight sections are therefore integrated with the peripheral support frame sections 212 via the connecting sections 211 a1, 211 a3, 211 b1 and 211 b3 or are integrally connected so that they can be displaced in a direction which is perpendicular to the surface of the paper or the drawing plane. With this construction, the two weight sections 201 a and 201 b are supported on the support frame section 212 by two sets of parallel beam sections, namely by a first beam section which comprises the connecting sections 211 a1, 211 a2 and 211 a3, and a second beam which cuts the Contains connecting sections 211 b1, 211 b2 and 211 b3. Semiconductor Belungsmeßfühler 213 a, 213 b, 213 c and 213 d are formed by diffusing dopant into the connecting sections 211 a1 and 211 a3 of the first bar section and in the connecting sections 211 b2 and 211 b3 of the second bar section. To increase the sensitivity, the thickness of the bar section is preferably designed to be smaller than the thickness of the weight section (thickness of the thin film made of silicon). In the present exemplary embodiment, the bar section has a thickness of 2 μm, whereas the weight section has a thickness of 5 μm. To reduce the thickness of the beam section, pattern etching is performed to thereby reduce the thickness of the beam section before the semiconductor sensors, circuit components, and the like are produced.

Fig. 9 zeigt die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorhandene Wheatstonesche Brückenschaltung. Wenn eine Beschleunigung in einer Richtung, die auf das aus Silizium bestehende Substrat gerichtet ist, in Richtung der Dicke des Gewichtsabschnitts gemäß den Fig. 8A und 8B ausgeübt wird, wird in den Balkenabschnitten in demjenigen Teil, in dem die Halbleiterbelastungsfühler 213b und 213c ausgebildet sind, eine Druckbeanspruchung hervorgerufen, wohingegen in demjenigen Teil, in dem die Halbleiterfühler 213a und 213d ausgebildet sind, eine Zugbeanspruchung hervorgerufen wird. Daher verringert sich der Widerstand der Halbleiterbelastungsfühler 213b und 213c, wohingegen sich der Wert des Widerstands der Halbleiterbelastungsfühler 213a und 213d erhöht. Aufgrund dieser Vorgänge wird von der Wheatstoneschen Brückenschaltung eine Spannungsänderung abgegeben, die von der Änderung der Beschleunigung abhängt. Fig. 9 shows the presence of in the present embodiment, Wheatstone bridge circuit. When an acceleration in a direction which is directed to the existing silicon substrate, in the direction of thickness of the weight portion is applied as shown in FIGS. 8A and 8B, in the beam sections in the part in which the semiconductor strain gages 213 b and 213 c are formed, a compressive stress is caused, whereas in the part in which the semiconductor sensors 213 a and 213 d are formed, a tensile stress is caused. Therefore, the resistance of the semiconductor load sensors 213 b and 213 c decreases, whereas the value of the resistance of the semiconductor load sensors 213 a and 213 d increases. Because of these processes, the Wheatstone bridge circuit emits a voltage change that depends on the change in acceleration.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Erfassungsabschnitts, der zwei Gewichtsabschnitte umfaßt. Im Unterschied zu dem Erfassungsabschnitt, der in Fig. 9 gezeigt ist, sind die Gewichtsabschnitte 201a und 201b mit dem Stützrahmenabschnitt durch drei Sätze paralleler Balkenabschnitte 211c1 und 211c2, 211d1 und 211d2 bzw. 211e1 und 211e2 verbunden. Die Gewichtsabschnitt 201a und 201b sind wie bei dem in Fig. 9 dargestellten Beispiel durch zwei parallele Balkenabschnitte 211a und 211b mitein­ ander verbunden. Die Balkenabschnitte 211d1, 211a, 211b und 211d2 sind mit den Halbleiterbelastungsfühlern 213a, 213b, 213c und 213d versehen, wodurch eine Wheat­ stonesche Brückenschaltung gebildet ist. Da eine Belastung in der Oberfläche des Balken­ abschnitts aufgrund einer Beschleunigung hervorgerufen wird, wird zur Erhöhung der Stabilität der Verdrahtung keine normale, aus Aluminium bestehende Verdrahtungsstruktur (eine Verdrahtung bzw. Leitung aus Aluminium wird auf dem Silizium unter Zwischenlage einer isolierenden Schicht vorgesehen) als die Leitungsverbindung zum Verbinden der jeweiligen Belastungsfühler benutzt, sondern es kann eine durch Diffusion hergestellte Leitungsverbindung benutzt werden. In diesem Fall ist die Diffusionsverdrahtung bzw. Diffusionsleitungsverbindung ein Blattwiderstand bzw. ein blattförmiger Widerstand, wobei der Wert dieses Widerstands durch die Länge und Breite bestimmt wird. Bei dem in Fig. 8B dargestellten Beispiel sind in demjenigen Abschnitt, in dem ein oder mehrere Bela­ stungsmeßfühler durch einen Balkenabschnitt gebildet sind, der den Gewichtsabschnitt und den Stützrahmenabschnitt miteinander verbindet, zwei Teile der Verdrahtung bzw. Leitung an einem einzigen Balkenabschnitt notwendig, so daß daher die Breite der Leitung gering wird, sich der Widerstandswert des blattförmigen Widerstands erhöht, und die Empfind­ lichkeit in diesem Ausmaß verringert ist. Auf der anderen Seite ist jedoch bei dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ein einziges Verdrahtungs- bzw. Leitungsteil für jeden Balken ausreichend, so daß daher die Breite der Leitung erhöht werden kann und eine geringen Widerstandswert besitzende Verdrahtung benutzt werden kann, wodurch sich die Verschlechterung der Empfindlichkeit verringert. Fig. 10 shows a further embodiment of a sensing portion including two weight portions. In contrast to the detection section shown in FIG. 9, the weight sections 201 a and 201 b are connected to the support frame section by three sets of parallel beam sections 211 c1 and 211 c2, 211 d1 and 211 d2 or 211 e1 and 211 e2. The weight section 201 a and 201 b are connected to each other as in the example shown in FIG. 9 by two parallel beam sections 211 a and 211 b. The beam sections 211 d1, 211 a, 211 b and 211 d2 are provided with the semiconductor load sensors 213 a, 213 b, 213 c and 213 d, whereby a Wheatstone bridge circuit is formed. Since a load is caused in the surface of the beam section due to acceleration, to increase the stability of the wiring, no normal wiring structure made of aluminum (a wiring or line made of aluminum is provided on the silicon with an insulating layer interposed) than that Line connection used to connect the respective load sensors, but a line connection made by diffusion can be used. In this case, the diffusion wiring or diffusion line connection is a sheet resistor or a sheet-shaped resistor, the value of this resistor being determined by the length and width. In the example shown in FIG. 8B, in the section where one or more load sensors are formed by a beam section connecting the weight section and the support frame section, two parts of the wiring on a single beam section are necessary, so that therefore, the width of the wire becomes narrow, the resistance value of the sheet resistance increases, and the sensitivity is reduced to that extent. On the other hand, however, in the embodiment shown in Fig. 10, a single wiring part is sufficient for each bar, so that therefore the width of the line can be increased and low resistance wiring can be used, thereby worsening the sensitivity decreased.

Da bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine solche Wheatstonesche Brückenschal­ tung vorgesehen ist, kann jede beliebige Kombination zum Einsatz kommen, durch die die gleichen Änderungen der Belastungsfühler hervorgerufen werden. Die vorliegende Erfin­ dung ist daher nicht auf das Layout und die Kombination der Belastungsfühler beschränkt, die in Fig. 8 und in Fig. 10 gezeigt sind.Since such a Wheatstone bridge circuit is provided in the present exemplary embodiment, any combination can be used by which the same changes in the load sensors are brought about. The present invention is therefore not limited to the layout and the combination of the load sensors shown in FIG. 8 and FIG. 10.

Ein drittes Ausführungsbeispiel eines Beschleunigungssensors, der als der Halbleitersensor gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist in den Fig. 11A, 11B und 11C gezeigt. Fig. 11A zeigt eine von oben gesehene Ansicht, während in Fig. 11B eine Schnittansicht gezeigt ist, die entlang der in Fig. 11A dargestellten Linie XIB-XIB ge­ schnitten ist. In Fig. 11C ist eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 11B gezeigten Sensorabschnitts dargestellt.A third embodiment of an acceleration sensor suitable as the semiconductor sensor according to the present invention is shown in FIGS. 11A, 11B and 11C. FIG. 11A shows a top view, while FIG. 11B shows a sectional view cut along the line XIB-XIB shown in FIG. 11A. FIG. 11C shows an enlarged illustration of the sensor section shown in FIG. 11B.

Wie auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem aus Silizium bestehenden Substrat 100 und dem aus Silizium bestehenden dünnen Film 101 eine aus SiO2 bestehende Schicht 102 vorgesehen, die zur elektrischen Isolierung und als eine zu opfernde Schicht dient. Hierdurch ist ein Chip gebildet. Auf dem aus Silizium bestehenden dünnen Film 101 sind ein Erfassungsabschnitt 300, eine digitale Einstell- bzw. Justierschaltung 104, eine analoge Verstärkerschaltung 105, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 106 und digitale Ein­ stell- bzw. Justieranschlüsse 107 ausgebildet. Die aus SiO2 bestehende Schicht 102 unterhalb des Erfassungsabschnitts 103, der in der Mitte des Chips angeordnet ist, wird wie bei den Ausführungsbeispielen 1 und 2 durch Ätzen beseitigt. Wie im weiteren Text noch erläutert wird, kann der Sensorabschnitt zu Zwecken eines Eigentests dadurch verlagert werden, daß eine Spannung zwischen dem aus Silizium bestehenden Substrat 100 und dem Erfas­ sungsabschnitt 300 angelegt wird.As in the first exemplary embodiment, between the substrate 100 made of silicon and the thin film 101 made of silicon, a layer 102 made of SiO 2 is provided, which serves for electrical insulation and as a layer to be sacrificed. A chip is thereby formed. On the thin film 101 made of silicon, a detection section 300 , a digital adjustment circuit 104 , an analog amplifier circuit 105 , input / output connections 106 and digital adjustment connections 107 are formed. The layer 102 consisting of SiO 2 below the detection section 103 , which is arranged in the center of the chip, is removed by etching, as in the exemplary embodiments 1 and 2. As will be explained in the further text, the sensor section can be moved for the purpose of a self-test by applying a voltage between the silicon substrate 100 and the detection section 300 .

Eine vergrößerte, von oben gesehene Ansicht des Erfassungsabschnitts ist in Fig. 12 darge­ stellt. Der Erfassungsabschnitt 300 weist einen Gewichtsabschnitt 302, in dem ein magneti­ scher dünner Film 301 des Typs NbFeB oder des Typs SmCo oder dergleichen als ein dünner Filmmagnet vorgesehen ist, der an der Oberfläche des dünnen, aus Silizium be­ stehenden Films 101 unter Verwendung einer Methode zur Dünnfilmerzeugung wie etwa eines mit Vakuumabscheidung arbeitenden Verfahrens oder eines Sputterverfahrens oder dergleichen ausgebildet ist, und einen elastischen Balkenabschnitt 303 auf, der zum Ver­ binden des Gewichtsabschnitts 302 und des Stützrahmenabschnitts 112 dient. Da das SiO2 Material unterhalb des Erfassungsabschnitts 300 gemäß den vorstehenden Erläuterung be­ seitigt ist, und da auch der dünne, aus Silizium bestehende Film an der Peripherie des Er­ fassungsabschnitts entfernt ist oder wird, ist oder wird ein Durchgangsloch zum Ätzen der zu opfernden Schicht gebildet. Der Gewichtsabschnitt 302, der den dünnen magnetischen Film 301 an der Oberfläche aufweist, ist mit dem Stützrahmenabschnitt über den ela­ stischen Balken 303 integriert ausgebildet bzw. einstückig verbunden. Wenn eine Beschleu­ nigung, die rechtwinklig zu der Papier- bzw. Zeichnungsoberfläche auf den Gewichts­ abschnitt 302 ausgeübt wird, wird der elastische Balken 303 ausgelenkt und es kann der Gewichtsabschnitt 302 verlagert werden. An dem Stützrahmenabschnitt an der Peripherie, das heißt im Umfangsbereich des Durchgangslochs 108 ist eine Erfassungsspule 304, die den Gewichtsabschnitt umgibt, unter Verwendung einer Dünnfilmmethode ausgebildet.An enlarged, seen from above view of the detection section is shown in Fig. 12 Darge. The detection section 300 has a weight section 302 in which a magnetic thin film 301 of the NbFeB or SmCo type or the like is provided as a thin film magnet attached to the surface of the thin silicon film 101 using a method of Thin film generation such as a vacuum deposition method or a sputtering method or the like is formed, and an elastic beam section 303 , which is used to connect the weight section 302 and the support frame section 112 . Since the SiO 2 material is removed below the detection section 300 as explained above, and also because the thin film made of silicon on the periphery of the detection section is or is removed, a through hole for etching the layer to be sacrificed is or is formed . The weight portion 302 , which has the thin magnetic film 301 on the surface, is integrally formed or integrally connected to the support frame portion via the elastic beam 303 . When an acceleration applied to the weight portion 302 perpendicular to the paper or drawing surface, the elastic beam 303 is deflected and the weight portion 302 can be displaced. On the support frame portion at the periphery, that is, in the peripheral area of the through hole 108 , a detection coil 304 surrounding the weight portion is formed using a thin film method.

In den Fig. 13A und 13B sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Arbeits­ prinzips des vorliegenden Ausführungsbeispiels gezeigt. Wie aus Fig. 13A ersichtlich ist, fließt dann, wenn eine Beschleunigung G auf den Sensor ausgeübt wird und sich demzufol­ ge der Gewichtsabschnitt 302 und damit auch der dünne magnetische Film 301 nach oben verlagern, gemäß der Lenzschen Regel ein Strom I in der Erfassungsspule 304 in Ab­ hängigkeit von einer Änderung der Beschleunigung des dünnen magnetischen Films 301. Wenn andererseits jedoch der dünne magnetische Film 301 nach unten verlagert wird, wie dies in Fig. 13B gezeigt ist, fließt in der Erfassungsspule 304 ein Strom I, dessen Richtung entgegengesetzt ist zu der Richtung des in Fig. 13A fließenden Stroms. Der in dieser Weise erzeugte Induktionsstrom I kann in eine Integrierschaltung oder ähnliches einge­ speist werden, um die Beschleunigung zu erfassen, oder kann in eine zweistufige Integrier­ schaltung zur Erfassung der Geschwindigkeit eingespeist werden, oder kann auch in eine drei Stufen enthaltende Integrierschaltung gespeist werden, um hierdurch die Verlagerung zu ermitteln.In FIGS. 13A and 13B are schematic diagrams for explaining the working principle of the present embodiment are shown. As can be seen from FIG. 13A, when an acceleration G is exerted on the sensor and consequently the weight section 302 and thus also the thin magnetic film 301 move upward, a current I flows in the detection coil 304 in accordance with Lenz's rule depending on a change in the acceleration of the thin magnetic film 301 . On the other hand, when the thin magnetic film 301 is shifted downward as shown in Fig. 13B, a current I flows in the detection coil 304 , the direction of which is opposite to the direction of the current flowing in Fig. 13A. The induction current I generated in this way can be fed into an integrating circuit or the like to detect the acceleration, or can be fed into a two-stage integrating circuit for detecting the speed, or can also be fed into an integrating circuit containing three stages thereby to determine the relocation.

Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiels des Erfassungsabschnitts. Der Gewichtsab­ schnitt 302 trägt den dünnen magnetischen Film 301, der an der Oberfläche ausgebildet ist, und wird durch eine Mehrzahl von elastischen Balken 303a und 303b gehalten. In diesem Fall erfolgt die Verlagerung des Gewichtsabschnitts 302 und folglich diejenige des dünnen magnetischen Films 301 in einer Richtung, die rechtwinklig zu der Oberfläche des Papiers ist. Fig. 14 shows a further embodiment of the detection portion. The weight section 302 carries the thin magnetic film 301 formed on the surface and is held by a plurality of elastic beams 303 a and 303 b. In this case, the displacement of the weight portion 302, and hence that of the thin magnetic film 301, is in a direction perpendicular to the surface of the paper.

In den Fig. 15A, 15B und 15C ist ein viertes Ausführungsbeispiels eines Beschleuni­ gungssensorchips gezeigt, der als der Halbleitersensor gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die bei dem vorstehend erläuterten dritten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Erfassungsabschnitte in Reihe geschaltet. Wenn ein Signal eines einzelnen Erfassungsabschnitts verstärkt wird, und zwar im Fall eines Sensors mittels eines üblichen Halbleiterbelastungsfühlers, eines kapazitiven Sensors oder dergleichen, wird dieses Signal im allgemeinen durch eine Verstärkerschal­ tung verstärkt. Im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels des Beschleunigungssensors ist es jedoch aufgrund von dessen fundamentalen Eigenschaften möglich, eine Verstärkung in dem Ausmaß der Anzahl von miteinander verbundenen Erfassungsabschnitten zu erzielen, wenn eine Mehrzahl von Erfassungsabschnitten in Reihe geschaltet wird. Fig. 15 zeigt einen für geringe Beschleunigungen vorgesehenen Erfassungsabschnitt 401, bei dem eine große Anzahl von Erfassungsabschnitten 300 miteinander verbunden sind. In Fig. 15B ist ein für mittlere Beschleunigungen ausgelegter Erfassungsabschnitt 402 dargestellt, bei dem eine mittlere Anzahl von Beschleunigungsabschnitten 300 miteinander verbunden sind. In Fig. 15C ist ein zur Erfassung hoher Beschleunigungen ausgelegter Erfassungsabschnitt 403 gezeigt, der einen einzigen Erfassungsabschnitt 300 aufweist. Wenn eine Mehrzahl von Erfassungsabschnitten, die sich in ihrem Erfassungsbereich unterscheiden, auf einem einzigen Chip ausgebildet werden, und die Ausgangssignale aus der Mehrzahl von Erfas­ sungsabschnitten selektiert und in einen Verstärker eingespeist werden, kann hiermit ein einzelner Beschleunigungssensorchip für die Erfassung einer Beschleunigung über einen breiten Bereich hinweg benutzt werden.In FIGS. 15A, 15B and 15C, a fourth embodiment of a Accelerati shown supply sensor chips, of the present invention is suitable as according to the semiconductor sensor. In the present exemplary embodiment, the detection sections provided in the third exemplary embodiment explained above are connected in series. When a signal of a single detection section is amplified, in the case of a sensor by means of a conventional semiconductor load sensor, a capacitive sensor or the like, this signal is generally amplified by an amplifier circuit. In the case of the present embodiment of the acceleration sensor, however, due to its fundamental properties, it is possible to achieve an increase in the number of detection sections connected to each other when a plurality of detection sections are connected in series. Fig. 15 shows an intended for low acceleration detection section 401, in which a large number are connected to each of detection sections 300th FIG. 15B shows a detection section 402 designed for medium accelerations, in which a medium number of acceleration sections 300 are connected to one another. FIG. 15C shows a detection section 403 designed to detect high accelerations, which has a single detection section 300 . If a plurality of detection sections, which differ in their detection range, are formed on a single chip and the output signals from the plurality of detection sections are selected and fed into an amplifier, a single acceleration sensor chip can be hereby used to detect acceleration over a wide range Area.

Ein Ausführungsbeispiel für den Schaltungsaufbau bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 16 und 17 gezeigt. In den beiden Figuren sind aus Gründen der Einfachheit lediglich die Erfassungsspulen von zwei Erfassungsabschnitten dargestellt. Ein Induktions­ strom, der in der Erfassungsspule 304 des Sensorabschnitts 300 induziert wird, wird durch einen zur Spannungsumwandlung dienenden Widerstand 411 in eine Ausgangsspannung umgewandelt und über die Verstärkerschaltung 105, die eine durch die digitale Justier­ schaltung 104 gesteuerte Justierfunktion aufweist, sowie über ein Hochpaßfilter 116, ein Tiefpaßfilter 117 und ähnliches nach außen abgegeben. Fig. 16 zeigt eine Ausführungs­ form, bei der die digitale Justierschaltung 104 und die Verstärkerschaltung 105 in anderen Bereichen als auf demjenigen Chip ausgebildet sind, auf dem der Erfassungsabschnitt gebildet ist. Demgegenüber ist in Fig. 17 ein Beispiel dargestellt, bei dem diese Kom­ ponenten auf dem gleichen Chip wie der Erfassungsabschnitt ausgebildet sind.An embodiment of the circuit structure in the fourth embodiment is shown in FIGS. 16 and 17. For the sake of simplicity, only the detection coils of two detection sections are shown in the two figures. An induction current, which is induced in the detection coil 304 of the sensor section 300 , is converted by a voltage conversion resistor 411 into an output voltage and via the amplifier circuit 105 , which has an adjustment function controlled by the digital adjustment circuit 104 , and via a high-pass filter 116 , a low-pass filter 117 and the like are released to the outside. FIG. 16 shows an embodiment in which the digital adjustment circuit 104 and the amplifier circuit 105 are formed in areas other than on the chip on which the detection section is formed. In contrast, FIG. 17 shows an example in which these components are formed on the same chip as the detection section.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie dies in Fig. 11C gezeigt ist, eine Eigenüberprüfung möglich, bei der der Erfassungsabschnitt durch eine elektrostatische Kraft bewegt wird, die generiert wird, wenn eine Spannung zwischen dem aus Silizium bestehenden Substrat 100 und dem Erfassungsabschnitt 300 angelegt wird, wobei ein induzierter Induktionsstrom, der in der Erfassungsspule in Abhängigkeit von der zu diesem Zeitpunkt auftretenden Bewegung des Erfassungsabschnitts induziert wird, durch die Verstärkerschaltung 105 verstärkt wird. Ferner ist es auch bei dem vorliegenden Aus­ führungsbeispiel möglich, einen Eigentest auszuführen, indem Wählschalter 412 und 413 benutzt werden, die zum Auswählen zwischen der üblichen Erfassung der Beschleunigung und der Eigenüberprüfung, das heißt dem Selbsttest, dienen. Bei dem Eigentest werden folglich die Schalter 412 und 413 so selektiert bzw. umgeschaltet, daß ein Strom zu den Erfassungsanschlüssen 414 und 415 und zu dem Eigentestanschluß 416 fließt. Bei dem Eigentest wird an die Erfassungsspule ein gepulstes Ausgangssignal angelegt, um hierdurch dem Sensorabschnitt 300 eine impulsförmige elektromagnetische Kraft aufzuzwingen, durch die der Gewichtsabschnitt 302 bewegt wird. Das zu diesem Zeitpunkt erhaltene Antwortsignal wird verarbeitet und durch die im Anschluß an die Verstärkerschaltung vorgesehenen Schaltungen überprüft, um hierdurch den Eigentest auszuführen. Gemäß diesen Methoden kann die Eigentestfunktion durch einen einfachen Aufbau erzielt werden. Zusätzlich zu den vorstehend erläuterten Methoden ist es weiterhin auch möglich, einen Eigentest mit Hilfe eines Verfahrens zu erreichen, bei dem ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet in der Nähe des Erfassungsabschnitts 300 angeordnet wird oder ist, um hierdurch ein Magnetfeld von außen auf den Sensorabschnitt auszuüben, wobei hierbei ein induzierter Strom detektiert wird, der in der Erfassungsspule 304 erzeugt wird, wenn der Erfassungsabschnitt 300 durch das Magnetfeld bewegt wird. Selbstverständlich können diese Selbstüberprüfungsfunktionen auch bei dem Beschleunigungssensor gemäß dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein.In the present embodiment, as shown in FIG. 11C, self-checking is possible in which the detection section is moved by an electrostatic force generated when a voltage is applied between the silicon substrate 100 and the detection section 300 , an induced induction current induced in the detection coil depending on the movement of the detection section occurring at that time, amplified by the amplifier circuit 105 . Furthermore, it is also possible in the present exemplary embodiment to carry out a self-test by using selector switches 412 and 413 , which serve to select between the usual detection of the acceleration and the self-check, that is to say the self-test. Consequently, in the self test, the switches 412 and 413 are selected or switched so that a current flows to the detection terminals 414 and 415 and to the self test terminal 416 . In the self-test, a pulsed output signal is applied to the detection coil, thereby forcing the sensor section 300 to have a pulsed electromagnetic force by which the weight section 302 is moved. The response signal obtained at this time is processed and checked by the circuits provided after the amplifier circuit to thereby carry out the self-test. According to these methods, the self-test function can be achieved by a simple structure. In addition to the methods explained above, it is also possible to achieve a self-test with the aid of a method in which a permanent magnet or an electromagnet is or is arranged in the vicinity of the detection section 300 , in order to thereby exert a magnetic field on the sensor section from the outside. thereby detecting an induced current generated in the detection coil 304 when the detection section 300 is moved by the magnetic field. Of course, these self-checking functions can also be provided in the acceleration sensor according to the third exemplary embodiment described above.

Unter Bezugnahme auf Fig. 18 wird nachfolgend ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Sensortyps erläutert, der als der Halbleitersensor gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zwei Einheiten gemäß dem dritten, in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel, oder dem vierten, in Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiel, kombiniert, um hierdurch eine Winkelbeschleunigung erfassen zu können. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jeweils drei Einheiten von Erfassungseinheiten 300L und 300R symmetrisch auf der rechten bzw. der linken Seite einer Erfassungsachse X angeordnet. Wenn sich die beispielsweise um die Erfassungsachse X herum auftretende Winkelbeschleunigung ändert, verlagert sich beispielsweise der Gewichtsabschnitt in dem auf der linken Seite angeordneten Erfassungsabschnitt nach oben, während sich der Gewichtsabschnitt in dem auf der rechten Seite angeordneten Erfassungsabschnitt nach unten verlagert. Wie in Fig. 19 gezeigt ist, sind diese Erfas­ sungsabschnitte so miteinander verdrahtet, daß eine geschlossene Schleife gebildet ist, so daß Ströme in den gleichen Richtungen in den Erfassungsspulen 304L und 304R der rechten und der linken Erfassungsabschnittsanordnungen fließen, wenn eine Änderung der Winkelbeschleunigung um die Erfassungsachse X herum hervorgerufen wird. Wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel werden diese Ströme durch den zur Umwandlung in eine Spannung vorgesehenen Widerstand 411 in eine Spannung umgewandelt, wonach sich eine Integration und eine Verstärkung anschließt. Dies ermöglicht es, den Sensor als einen Erfassungssensor zum Erfassen einer Winkelbeschleunigung zu benutzen, durch den eine Winkelbeschleunigung, die um die Erfassungsachse X herum auftritt, detektierbar ist.A fifth embodiment of a sensor type suitable as the semiconductor sensor according to the present invention will be explained below with reference to FIG. 18. In the present exemplary embodiment, two units according to the third exemplary embodiment shown in FIG. 10 or the fourth exemplary embodiment shown in FIG. 15 are combined in order to be able to detect an angular acceleration as a result. In the present exemplary embodiment, three units of detection units 300 L and 300 R are arranged symmetrically on the right and left sides of a detection axis X, respectively. For example, if the angular acceleration occurring around the detection axis X changes, the weight section in the detection section arranged on the left side shifts upward, while the weight section in the detection section arranged on the right side shifts downward. As shown in Fig. 19, these detection sections are wired together so that a closed loop is formed so that currents flow in the same directions in the detection coils 304 L and 304 R of the right and left detection section arrangements when a change in the Angular acceleration around the detection axis X is caused. As in the fourth embodiment, these currents are converted to a voltage by the voltage converting resistor 411 , followed by integration and amplification. This makes it possible to use the sensor as a detection sensor for detecting an angular acceleration, by which an angular acceleration that occurs around the detection axis X can be detected.

Die vorliegende Erfindung ist nicht nur bei dem vorstehend erläuterten Beschleunigungs­ sensor und einem Winkelbeschleunigungssensor einsetzbar, sondern kann auch bei einem Halbleitersensor zum Einsatz kommen, der zum Erfassen von physikalischen Werten oder Parametern dient, bei denen die Richtung wichtig ist. Bei dem Halbleitersensor, der in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist eine Ausführungsform vorgesehen, bei der die für die Mon­ tage des Halbleitersensorchips vorgesehene Hauptfläche im wesentlichen rechtwinklig zu der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte verläuft, die für die Montage bzw. Halterung des Gehäuses vorgesehen ist. Jedoch kann der Winkel, den die für die Montage des Halb­ leitersensorchips vorgesehene Hauptfläche mit Bezug zu der Oberfläche der für die Mon­ tage des Gehäuses dienenden gedruckten Leiterplatte einschließt, flexibel in Abhängigkeit von der Richtung der physikalischen, zu detektierenden Größe und von der Montage­ position der gedruckten Leiterplatte, die die Sensoranordnung bildet, gewählt werden.The present invention can be used not only in the acceleration sensor and an angular acceleration sensor explained above, but can also be used in a semiconductor sensor which is used to detect physical values or parameters in which the direction is important. In the semiconductor sensor shown in FIGS. 3 and 4, an embodiment is provided in which the main surface provided for the mounting of the semiconductor sensor chip is substantially perpendicular to the surface of the printed circuit board which is used for mounting or holding the Housing is provided. However, the angle that the main surface provided for mounting the semiconductor sensor chip with respect to the surface of the printed circuit board used for mounting the housing can be made flexible depending on the direction of the physical size to be detected and the mounting position of the printed circuit board that forms the sensor arrangement can be selected.

Fig. 20 zeigt ein Beispiel für eine solche Gestaltung, bei der die Richtung 930 des physika­ lischen Werts bzw. der physikalische Größe, die rechtwinklig zu der Oberfläche des Halbleitersensorchips einwirkt, in einem Winkel von 45° mit Bezug zu der gedruckten Leiterplatte 940 liegt. Da die verwendeten Bezugszeichen gleich sind wie die in Fig. 4 benutzten Bezugszeichen, entfällt eine detaillierte Beschreibung dieser Komponenten. In diesem Fall liegt die Hauptfläche des Halbleitersensorgehäuses, die für die Montage des Halbleitersensorchips 910 vorgesehen ist, in einer Richtung, die einen Winkel von 45° mit Bezug zu der gedruckten Leiterplatte 940 einschließt. Wie gezeigt ist, ist die Hauptfläche des Gehäuses, die für die Montage des Halbleitersensorchips vorgesehen ist, bzw. der Winkel dieser Hauptfläche unter Berücksichtigung der Richtung des zu erfassenden physikalischen Parameters und der aktuellen Montagerichtung der gedruckten Leiterplatte 940 gewählt, wobei zu berücksichtigen ist, daß der Halbleitersensorchip 910 zur Erfassung eines physikalischen Parameters dient, der in einer rechtwinklig zu der Oberfläche des Halbleitersensorchips einwirkenden Richtung orientiert ist. Fig. 20 shows an example of such a design in which the direction 930 of the physical value or the physical quantity, which acts perpendicular to the surface of the semiconductor sensor chip, is at an angle of 45 ° with respect to the printed circuit board 940 . Since the reference symbols used are the same as the reference symbols used in FIG. 4, a detailed description of these components is omitted. In this case, the main surface of the semiconductor sensor package, which is provided for mounting the semiconductor sensor chip 910 , lies in a direction which includes an angle of 45 ° with respect to the printed circuit board 940 . As shown, the main surface of the housing which is intended for the mounting of the semiconductor sensor chip, or the angle of this main surface, is selected taking into account the direction of the physical parameter to be detected and the current mounting direction of the printed circuit board 940 , taking into account that the semiconductor sensor chip 910 is used to detect a physical parameter which is oriented in a direction acting perpendicular to the surface of the semiconductor sensor chip.

Wie vorstehend beschrieben, können mit der vorliegenden Erfindung die nachstehend erläuterten Effekte erzielt werden:
As described above, the effects explained below can be achieved with the present invention:

  • 1) Die Montagefläche kann verringert werden, und es kann die Größe des gesamten Erfassungssystems einschließlich des Sensors verkleinert werden.1) The mounting area can be reduced and the size of the entire detection system including the sensor can be reduced.
  • 2) Wie bei herkömmlichen ICs ist eine Lötmontage durch Verlöten der Stifte mit der gedruckten Leiterplatte möglich und es kann der Herstellungsprozeß in einfacher Weise automatisiert werden, wodurch die Produktionskosten verringert werden. 2) As with conventional ICs, solder mounting is by soldering the pins possible with the printed circuit board and it can make the manufacturing process easier Automated way, reducing production costs.  
  • 3) Da eine Montage durch die Einführung der Stifte in die gedruckte Leiter­ platte möglich ist, können die Richtung des zu detektierenden physikalischen Parameters und die Richtung des Sensorchips positiv und definiert in einer einzigen Richtung angeord­ net werden, wodurch die Zuverlässigkeit des Erfassungssignals verbessert wird.3) As an assembly by inserting the pins into the printed conductor plate is possible, the direction of the physical parameter to be detected and the direction of the sensor chip is positive and defined in a single direction be net, which improves the reliability of the detection signal.

Bei dem beschriebenen, zur Aufnahme eines Halbleitersensorchips vorgesehenen Gehäuse ist somit die Hauptfläche, an der der Halbleiterchip montiert ist, mit einem vorbestimmten Winkel gegenüber der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte geneigt, an der das Gehäuse angebracht ist. Die Hauptfläche ist an ihren beiden gegenüberliegenden Seiten mit einer Mehrzahl von Anschlüssen versehen, über die die Verbindung mit Eingangs-/Ausgangs­ anschlüssen des Halbleitersensorchips hergestellt wird. Die rechtwinklig zu der Haupt­ fläche verlaufende Bodenfläche ist mit einer Mehrzahl von Stiften ausgestattet, die jeweils an zwei Seiten parallel zu der Hauptfläche ausgebildet sind, wobei die Stifte in Montagelö­ cher eingeführt sind, die in der gedruckten Leiterplatte ausgebildet sind. Die Mehrzahl von Anschlüssen und die Mehrzahl von Stiften, die entlang paralleler Seiten angeordnet sind, werden elektrisch entlang der beiden Seitenflächen miteinander verbunden, die die Haupt­ fläche sandwichartig umgeben. Durch diesen Aufbau wird die Montagefläche des Halblei­ tersensors verringert und zugleich das Auftreten von durch die Verdrahtung bedingten mechanischen Störungen und induktiven Störungen verhindert. Ferner sind die Montageko­ sten reduziert.In the case described, which is intended to accommodate a semiconductor sensor chip is thus the main surface on which the semiconductor chip is mounted with a predetermined one Angle inclined to the surface of the printed circuit board on which the housing is appropriate. The main surface is on one of its two opposite sides Provide a plurality of connections through which the connection with input / output connections of the semiconductor sensor chip is produced. The perpendicular to the main Floor area is equipped with a plurality of pins, each are formed on two sides parallel to the main surface, with the pins in assembly sol cher are introduced, which are formed in the printed circuit board. The majority of Terminals and the plurality of pins arranged along parallel sides are electrically connected together along the two side surfaces that make up the main sandwiched area. With this structure, the mounting surface of the half lead tersensors reduced and at the same time the occurrence of caused by the wiring prevents mechanical interference and inductive interference. Furthermore, the assembly is most reduced.

Claims (11)

1. Halbleitersensor mit
einem Halbleitersensorchip (910) zum Erfassen einer physikalischen Größe, die in einer rechtwinklig zu der Chipoberfläche verlaufenden Richtung einwirkt, und
einem Gehäuse (920) zur Aufnahme des Halbleitersensorchips,
wobei eine für die Montage des Halbleitersensorchips (910) vorgesehene Hauptfläche so ausgebildet ist, daß sie in einem vorbestimmten Winkel mit Bezug zu der Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte (940) verläuft, die für die Montage des Gehäuses (920) vorgesehen ist, und wobei die Hauptfläche mit einer Mehrzahl von Anschlüssen (923) entlang zweier sich gegenüberliegenden Seiten versehen ist, die für die Verbindung mit Eingangs-/Ausgangsanschlüssen des Halbleitersensorchips (910) vorgesehen sind, und wobei eine Bodenfläche, die rechtwinklig zu der Hauptfläche (920A) verläuft, mit einer Mehrzahl von Stiften (922) versehen ist, die entlang der beiden parallel zu der Hauptfläche (920A) verlaufenden Seiten angeordnet sind, wobei die Mehrzahl von Stiften (922) in Montagelöcher (941) eingeführt sind, die in der gedruckten Leiterplatte (940) ausgebildet sind, wobei die Mehrzahl von Anschlüssen (923) und die Mehrzahl von Stiften (922) elektrisch miteinander verbunden sind, und wobei die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse des Halbleitersensorchips (910) der an der Hauptfläche (920A) angebracht ist, elektrisch mit der Mehrzahl von Anschlüssen des Gehäuses verbunden sind.1. Semiconductor sensor with
a semiconductor sensor chip ( 910 ) for detecting a physical quantity which acts in a direction perpendicular to the chip surface, and
a housing ( 920 ) for receiving the semiconductor sensor chip,
wherein a major surface provided for mounting the semiconductor sensor chip ( 910 ) is formed so that it extends at a predetermined angle with respect to the surface of a printed circuit board ( 940 ) provided for mounting the housing ( 920 ), and wherein Main surface is provided with a plurality of connections ( 923 ) along two opposite sides, which are provided for connection to input / output connections of the semiconductor sensor chip ( 910 ), and a bottom surface which is perpendicular to the main surface ( 920 A), is provided with a plurality of pins ( 922 ) arranged along the two sides parallel to the main surface ( 920 A), the plurality of pins ( 922 ) being inserted into mounting holes ( 941 ) made in the printed circuit board ( 940 ), the plurality of connections ( 923 ) and the plurality of pins ( 922 ) being electrically connected are connected to each other, and wherein the input / output terminals of the semiconductor sensor chip ( 910 ) attached to the main surface ( 920 A) are electrically connected to the plurality of terminals of the package. 2. Halbleitersensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Montage des Halbleitersensorchips (910) vorgesehene Hauptfläche (920A) im wesentlichen rechtwinklig zu der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte (940) verläuft, die für die Anbringung des Gehäuses vorgesehen ist.2. Semiconductor sensor according to Claim 1, characterized in that the main surface ( 920 A) provided for the assembly of the semiconductor sensor chip ( 910 ) runs essentially at right angles to the surface of the printed circuit board ( 940 ) which is provided for the attachment of the housing. 3. Halbleitersensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleitersensorchip ein Halbleiterbeschleunigungssensorchip ist.3. Semiconductor sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the Semiconductor sensor chip is a semiconductor acceleration sensor chip. 4. Halbleitersensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halblei­ terbeschleunigungssensorchip ein Beschleunigungssensorchip ist, der einen Stützrahmen­ abschnitt und einen Sensoraufbau enthält, der mindestens einen verlagerbaren Gewichts­ abschnitt und einen zur Verbindung des Gewichtsabschnitts mit dem Stützrahmenabschnitt dienenden Balkenabschnitt umfaßt und der aus einem dünnen, aus Silizium bestehenden Film hergestellt ist, der auf einem aus Silizium bestehenden Substrat unter Zwischenlage einer isolierenden Schicht gebildet ist, wobei die isolierende Schicht zwischen dem Sensoraufbau und dem Substrat entfernt ist, daß der Balkenabschnitt eine Mehrzahl von Sätzen aus parallel zueinander verlaufenden Balken umfaßt, daß der Gewichtsabschnitt mit dem Stützrahmenabschnitt über die Mehrzahl von Sätzen aus parallelen Balken verbunden ist, und daß mindestens zwei Halbleiterbelastungsfühler an der Oberfläche der Mehrzahl von Sätzen paralleler Balken angeordnet sind.4. Semiconductor sensor according to claim 3, characterized in that the half lead  The acceleration sensor chip is an acceleration sensor chip that has a support frame section and contains a sensor structure that has at least one displaceable weight section and one for connecting the weight section to the support frame section serving bar section and that of a thin, made of silicon Film is produced, which is placed on a substrate made of silicon with an intermediate layer an insulating layer is formed, the insulating layer between the Sensor assembly and the substrate is removed that the beam section a plurality of Sets of parallel bars includes that the weight section with connected to the support frame section via the plurality of sets of parallel beams and that at least two semiconductor load sensors are on the surface of the plurality of sets of parallel bars are arranged. 5. Halbleitersensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halblei­ terbeschleunigungssensorchip ein Beschleunigungssensorchip ist, der einen Stützrahmen­ abschnitt, einen Sensoraufbau und eine Spule umfaßt, daß der Sensoraufbau einen verlager­ baren Gewichtsabschnitt, der einen magnetischen dünnen, auf einer Oberfläche derselben ausgebildeten Film umfaßt, und einen Balkenabschnitt aufweist, der zur Verbindung des Gewichtsabschnitts mit dem Stützrahmenabschnitt dient, daß der Sensoraufbau aus einem dünnen Film aus Silizium besteht, der auf einem aus Silizium bestehenden Substrat unter Zwischenlage einer isolierenden Schicht ausgebildet ist, wobei die isolierende Schicht zwischen dem Sensoraufbau und dem Substrat entfernt ist, und daß die Spule den Ge­ wichtsabschnitt umgibt und an dem Stützrahmenabschnitt an der Peripherie des Gewichts­ abschnitts ausgebildet ist.5. Semiconductor sensor according to claim 3, characterized in that the half lead The acceleration sensor chip is an acceleration sensor chip that has a support frame section, a sensor assembly and a coil includes that the sensor assembly a shift ed weight section, which is a magnetic thin, on a surface thereof formed film, and has a beam portion which for connecting the Weight section with the support frame section serves that the sensor structure from one thin film of silicon, which is placed on a substrate made of silicon Intermediate layer of an insulating layer is formed, the insulating layer is removed between the sensor assembly and the substrate, and that the coil Ge surrounds weight portion and on the support frame portion at the periphery of the weight section is formed. 6. Halbleitersensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halblei­ terbeschleunigungssensorchip ein Beschleunigungssensorchip ist, der einen Stützrahmen­ abschnitt und eine Mehrzahl von Sensorstrukturen umfaßt, die jeweils einen verlagerbaren Gewichtsabschnitt, der einen magnetischen dünnen, auf einer Oberfläche derselben ausgebildeten Film enthält, und einen Balkenabschnitt aufweisen, der zur Verbindung des Gewichtsabschnitts mit dem Stützrahmenabschnitt dient, daß die Sensorstrukturen aus einem dünnen, aus Silizium bestehenden Film bestehen, der auf einem aus Silizium bestehenden Substrat unter Zwischenlage einer isolierenden Schicht gebildet ist, daß die isolierende Schicht zwischen der Mehrzahl von Sensorstrukturen und dem Substrat beseitigt ist, daß mehrere Spulen vorgesehen sind, die an dem Stützrahmenabschnitt an der Periphe­ rie der jeweiligen Gewichtsabschnitte angeordnet sind und den jeweiligen Gewichtsab­ schnitt umgeben, und daß die Spulen in Reihe geschaltet sind.6. Semiconductor sensor according to claim 3, characterized in that the half lead The acceleration sensor chip is an acceleration sensor chip that has a support frame section and includes a plurality of sensor structures, each one displaceable Section of weight, which is a magnetic thin, on a surface of the same contains formed film, and have a beam section which is used to connect the Weight section with the support frame section serves that the sensor structures  consist of a thin film made of silicon on a film made of silicon existing substrate with the interposition of an insulating layer that the insulating layer between the plurality of sensor structures and the substrate is eliminated is that a plurality of coils are provided which are on the support frame portion on the periphery rie of the respective weight sections are arranged and the respective weight cut surrounded, and that the coils are connected in series. 7. Halbleitersensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleitersensorchip ein Halbleiterwinkelbeschleunigungssensorchip ist.7. Semiconductor sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the Semiconductor sensor chip is a semiconductor angular acceleration sensor chip. 8. Halbleitersensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Halblei­ terwinkelbeschleunigungssensorchip ein Winkelbeschleunigungssensorchip ist, der eine erste Sensorgruppe und eine zweite Sensorgruppe umfaßt, die auf demselben Halbleiterchip ausgebildet sind, daß die erste Sensorgruppe einem ersten Stützrahmenabschnitt und eine Mehrzahl von ersten Sensorstrukturen enthält, die jeweils einen ersten verlagerbaren Gewichtsabschnitt, der einen magnetischen dünnen, auf einer Oberfläche desselben ausgebildeten Film aufweist, und einen ersten Balkenabschnitt für die Verbindung des ersten Gewichtsabschnitts mit dem ersten Trägerrahmenabschnitt aufweist, daß die ersten Sensorstrukturen auf einem dünnen, aus Silizium bestehenden Film hergestellt sind, der auf einer auf einem aus Silizium bestehenden Substrat befindlichen isolierenden Schicht gebildet ist, wobei die isolierende Schicht zwischen der Mehrzahl von ersten Sensor­ strukturen und dem Substrat entfernt ist, daß jeweils eine erste Erfassungsspule, die jeden der ersten Gewichtsabschnitte umgibt, an dem ersten Stützrahmenabschnitt an der Periphe­ rie jedes der bzw. eines jeweiligen ersten Gewichtsabschnitts ausgebildet ist, und daß die Mehrzahl von ersten Erfassungsspulen in Reihe geschaltet ist,
daß die zweite Sensorgruppe einen zweiten Stützrahmenabschnitt und eine Mehrzahl von zweiten Sensorstrukturen enthält, die jeweils einen zweiten verlagerbaren Gewichtsabschnitt, der einen magnetischen dünnen, auf einer Oberfläche desselben gebildeten Film enthält, und einen zweiten Balkenabschnitt zum Verbinden des Gewichts­ abschnitts mit den zweiten Stützrahmenabschnitt umfassen, daß die zweiten Sensorstruktu­ ren aus einem dünnen, aus Silizium bestehenden Film bestehen, der auf einer isolierenden Schicht auf einem aus Silizium bestehenden Substrat gebildet ist, daß die isolierende Schicht zwischen der Mehrzahl von zweiten Sensorstrukturen und dem Substrat entfernt ist, daß jeweilige zweite Erfassungsspulen, die jeden der zweiten Gewichtsabschnitte umgeben, an dem zweiten Stützrahmenabschnitt an der Peripherie jedes der zweiten Gewichtsabschnitte ausgebildet sind, und daß die Mehrzahl von zweiten Erfassungsspulen in Reihe geschaltet ist,
daß die erste Sensorgruppe und die zweite Sensorgruppe jeweils die gleiche Anzahl von Sensorstrukturen enthalten, daß die erste Sensorgruppe und die zweite Sen­ sorgruppe symmetrisch um eine als Symmetrieachse dienende Erfassungsachse herum angeordnet sind, daß die ersten und die zweiten Erfassungsspulen der ersten und der zweiten Sensorgruppen eine geschlossene Schleife bilden, derart, daß dann, wenn eine Winkelbeschleunigung um die Erfassungsachse herum auftritt, Ströme, die in der Mehrzahl der ersten und zweiten Erfassungsspulen der ersten und der zweiten Sensorgruppen fließen, die gleiche Richtung aufweisen, und daß eine Einrichtung zum Verstärken von von der Mehrzahl von ersten und zweiten Erfassungsspulen stammenden Signalen und eine Ein­ richtung zum Integrieren der Ausgangssignale der Mehrzahl von Erfassungsspulen zur ausgangsseitigen Erzeugung eines Winkelgeschwindigkeitssignals vorgesehen sind.8. The semiconductor sensor according to claim 7, characterized in that the semiconductor angular acceleration sensor chip is an angular acceleration sensor chip which comprises a first sensor group and a second sensor group which are formed on the same semiconductor chip in that the first sensor group contains a first support frame section and a plurality of first sensor structures, each having a first displaceable weight portion having a magnetic thin film formed on a surface thereof and a first beam portion for connecting the first weight portion to the first support frame portion such that the first sensor structures are made on a thin silicon film , Which is formed on an insulating layer located on a substrate made of silicon, the insulating layer between the plurality of first sensor structures and the substrate being removed, that each a first detection coil surrounding each of the first weight portions is formed on the first support frame portion on the periphery of each of the respective first weight portions, and the plurality of first detection coils are connected in series;
that the second sensor group includes a second support frame portion and a plurality of second sensor structures, each comprising a second displaceable weight portion that includes a magnetic thin film formed on a surface thereof and a second beam portion for connecting the weight portion to the second support frame portion, that the second sensor structures consist of a thin film made of silicon formed on an insulating layer on a substrate made of silicon, that the insulating layer is removed between the plurality of second sensor structures and the substrate, that respective second detection coils, that surround each of the second weight portions, are formed on the second support frame portion on the periphery of each of the second weight portions, and that the plurality of second detection coils are connected in series,
that the first sensor group and the second sensor group each contain the same number of sensor structures, that the first sensor group and the second sensor group are arranged symmetrically around a detection axis serving as an axis of symmetry, that the first and the second detection coils of the first and the second sensor groups form a closed loop such that when angular acceleration occurs around the detection axis, currents flowing in the plurality of the first and second detection coils of the first and second sensor groups have the same direction and that means for amplifying the plurality of first and second detection coils originating signals and a device for integrating the output signals of the plurality of detection coils are provided for generating an angular velocity signal on the output side. 9. Halbleitersensorgehäuse zur Aufnahme eines Halbleitersensorchips, bei dem eine zur Anbringung des Halbleitersensorchips (910) dienende Hauptfläche (920A) in ei­ nem vorbestimmten Winkel gegenüber der Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte (940) angeordnet ist, auf der das Gehäuse angebracht ist, wobei die Hauptfläche (920A) mit ei­ ner Mehrzahl von Anschlüssen (923) entlang der beiden sich gegenüberliegenden Seiten der Hauptfläche versehen ist, die für die Verbindung mit Eingangs-/Ausgangsanschlüssen (910) vorgesehen sind, wobei eine rechtwinklig zu der Hauptfläche (920A) verlaufende Bo­ denfläche mit einer Mehrzahl von Stiften (922) versehen ist, die jeweils entlang zweier pa­ rallel zu der Hauptfläche verlaufenden Seiten gebildet sind, wobei die Mehrzahl von Stiften (922) in Montagelöcher (941) eingeführt sind, die in der gedruckten Leiterplatte (940) aus­ gebildet sind, und daß die Mehrzahl von entlang der parallelen Seiten vorgesehenen An­ schlüssen (923) und die Mehrzahl von Stiften (922) elektrisch miteinander verbunden sind.9. semiconductor sensor housing for receiving a semiconductor sensor chip, in which a for the attachment of the semiconductor sensor chip ( 910 ) serving main surface ( 920 A) is arranged at a predetermined angle relative to the surface of a printed circuit board ( 940 ) on which the housing is mounted, the Main surface ( 920 A) is provided with a plurality of connections ( 923 ) along the two opposite sides of the main surface, which are intended for connection to input / output connections ( 910 ), one perpendicular to the main surface ( 920 A) extending bottom surface is provided with a plurality of pins ( 922 ), each formed along two sides parallel to the main surface, the plurality of pins ( 922 ) being inserted into mounting holes ( 941 ) which are in the printed circuit board ( 940 ) are formed, and that the plurality of provided along the parallel sides to Schl uss ( 923 ) and the plurality of pins ( 922 ) are electrically connected together. 10. Halbleitersensorgehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Halterung des Halbleitersensorchips (910) vorgesehene Hauptfläche (920A) im wesent­ lichen rechtwinklig zu der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte (940) orientiert ist, auf der das Gehäuse angebracht ist.10. A semiconductor sensor housing according to claim 9, characterized in that the main surface ( 920 A) provided for holding the semiconductor sensor chip ( 910 ) is oriented at right angles to the surface of the printed circuit board ( 940 ) on which the housing is attached. 11. Halbleitersensorgehäuse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbindung der Mehrzahl von Anschlüssen (923) mit der Mehrzahl von Stiften (922) vorgesehene Verdrahtung (925) in dem Gehäuse vergraben bzw. eingebettet ist.11. The semiconductor sensor housing according to claim 9 or 10, characterized in that the wiring ( 925 ) provided for connecting the plurality of connections ( 923 ) to the plurality of pins ( 922 ) is buried or embedded in the housing.
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