JP2001004655A - Acceleration sensor and manufacture thereof - Google Patents

Acceleration sensor and manufacture thereof

Info

Publication number
JP2001004655A
JP2001004655A JP11171853A JP17185399A JP2001004655A JP 2001004655 A JP2001004655 A JP 2001004655A JP 11171853 A JP11171853 A JP 11171853A JP 17185399 A JP17185399 A JP 17185399A JP 2001004655 A JP2001004655 A JP 2001004655A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
electrode pattern
ceramic substrate
piezoelectric ceramic
acceleration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11171853A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Hirose
茂 広瀬
Masahide Tamura
雅英 田村
Hisahiro Mori
尚浩 毛利
Tsutomu Sawai
努 沢井
Masato Ando
正人 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hokuriku Electric Industry Co Ltd filed Critical Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority to JP11171853A priority Critical patent/JP2001004655A/en
Publication of JP2001004655A publication Critical patent/JP2001004655A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acceleration sensor having a small variation in thickness in the plane direction of a junction layer, and high measuring precision. SOLUTION: An anisotropic conductive film which has a plurality of conductive particles so as to be dispersed in a plane direction and is capable of being crimped by heat is disposed on the surface of a diaphragm 1. The underside surface of a piezoelectric ceramic substrate is overlapped on the anisotropic conductive film so that the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm 1 may face through the anisotropic conductive film. Pressure and heat are applied between the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm 1 to form a junction layer 4 connected with the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm 1. The respective conductive particles 4b between a counter electrode pattern E0 and the diaphragm 1 are brought into contact with the counter electrode pattern E0 and diaphragm 1, and an interval between the underside surface of the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm 1 is determined.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電セラミックス
を利用して加速度を検出する加速度センサ及びその製造
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor for detecting acceleration using piezoelectric ceramics and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一方の面上に加速度検出用電極パターン
を形成し、他方の面上に加速度検出用電極パターンと対
向する対向電極パターンを形成した圧電セラミックス基
板に分極処理を施し、加速度を受けて圧電セラミックス
内に生じる応力により各方向の加速度検出用電極に発生
する自発分極電荷に基づいて各方向の加速度成分に対応
した信号を出力する加速度センサが知られている。この
加速センサの基本原理及び基本技術は、国際公開WO9
3/02342(PCT/JP92/00882)に詳
しく開示されている。この種の加速度センサでは、圧電
セラミックス基板の裏面及び対向電極パターンに金属製
のダイアフラムが接合層を介して接合されており、ダイ
アフラムの裏面側に突出するようにダイアフラムに対し
て重錘が固定されている。従来の加速度センサでは、エ
ポキシ樹脂系の接着剤を用いて圧電セラミックス基板の
裏面及び対向電極パターンと金属製のダイアフラムとを
接合する接合層を形成していた。
2. Description of the Related Art A piezoelectric ceramic substrate having an electrode pattern for acceleration detection formed on one surface and a counter electrode pattern opposite to the electrode pattern for acceleration detection formed on the other surface is subjected to polarization processing to receive acceleration. There is known an acceleration sensor that outputs a signal corresponding to an acceleration component in each direction based on spontaneous polarization charges generated in an acceleration detection electrode in each direction due to stress generated in piezoelectric ceramics. The basic principle and technology of this acceleration sensor are described in International Publication WO9.
3/02342 (PCT / JP92 / 00882). In this type of acceleration sensor, a metal diaphragm is bonded to the back surface of the piezoelectric ceramic substrate and the counter electrode pattern via a bonding layer, and a weight is fixed to the diaphragm so as to protrude toward the back surface of the diaphragm. ing. In a conventional acceleration sensor, a bonding layer for bonding the back surface of the piezoelectric ceramic substrate and the counter electrode pattern to the metal diaphragm is formed using an epoxy resin-based adhesive.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この種の加速度センサ
で接合層の厚みが不均一になると圧電セラミックス基板
とダイアフラムとの間の平行度が低下し、ダイアフラム
に固定された重錘の中心線と圧電セラミックス基板の板
面との間の角度(理想的には90°)にばらつきが発生
し、このばらつきが大きくなると検出精度のばらつきも
大きくなる。したがって、この種の加速度センサで加速
度の検出精度のばらつきを小さくするには、セラミック
ス基板とダイアフラムとの平行度をできるだけ高めるこ
とが求められる。しかしながら、エポキシ樹脂系接着剤
を用いて接合層を形成すると、接合層の面方向における
厚み寸法のばらつきが大きくなり、圧電セラミックス基
板とダイアフラムとの間の平行度を高めるには限界があ
った。そのため、従来の加速度センサでは、加速度の測
定精度のばらつきを小さくすることに限界があった。
In this type of acceleration sensor, when the thickness of the bonding layer becomes non-uniform, the parallelism between the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm decreases, and the center line of the weight fixed to the diaphragm is displaced. Variations occur in the angle (ideally 90 °) between the piezoelectric ceramic substrate and the plate surface, and the greater the variation, the greater the variation in the detection accuracy. Therefore, in order to reduce the variation in the accuracy of acceleration detection with this type of acceleration sensor, it is required to increase the parallelism between the ceramic substrate and the diaphragm as much as possible. However, when the bonding layer is formed using an epoxy resin-based adhesive, the thickness of the bonding layer in the surface direction varies greatly, and there is a limit in increasing the parallelism between the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm. Therefore, in the conventional acceleration sensor, there is a limit in reducing the variation in the measurement accuracy of the acceleration.

【0004】本発明の目的は、接合層の面方向における
厚み寸法のばらつきを小さくして、測定精度のばらつき
を小さくした加速度センサ及びその製造方法を提供する
ことにある。
[0004] It is an object of the present invention to provide an acceleration sensor in which the variation in the thickness dimension in the plane direction of the bonding layer is reduced to reduce the variation in the measurement accuracy, and a method of manufacturing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、加速度検出用
電極パターンが表面上に形成され、裏面上に加速度検出
用電極パターンに対向する対向電極パターンが形成さ
れ、加速度検出用電極パターンと対向電極パターンとの
間の部分が分極処理されている圧電セラミックス基板
と、表面に圧電セラミックス基板の裏面が接合された金
属製のダイアフラムと、ダイアフラムの裏面側に突出す
るようにダイアフラムに対して固定された重錘と、圧電
セラミックス基板の裏面とダイアフラムとを接合する接
合層とを具備してなる加速度センサを改良の対象とす
る。なお重錘は,ダイアフラムと一体に形成されてダイ
アフラムに対して固定されてもよい。
According to the present invention, an acceleration detecting electrode pattern is formed on a front surface, a counter electrode pattern facing the acceleration detecting electrode pattern is formed on a back surface, and the acceleration detecting electrode pattern is opposed to the acceleration detecting electrode pattern. A piezoelectric ceramic substrate in which the portion between the electrode patterns is polarized, a metal diaphragm in which the back surface of the piezoelectric ceramic substrate is joined to the front surface, and a diaphragm fixed to the diaphragm so as to protrude to the back surface side of the diaphragm. The object of the present invention is to improve an acceleration sensor comprising a weight that is attached and a bonding layer that bonds the back surface of the piezoelectric ceramic substrate to the diaphragm. The weight may be formed integrally with the diaphragm and fixed to the diaphragm.

【0006】本発明では、接合層を、電気絶縁性と接着
性とを有する接着材料の層の内部に多数の導電性粒子が
ダイアフラムの面方向に分散して配置された構造にす
る。そして、対向電極パターンとダイアフラムとの間に
位置する導電性粒子のそれぞれを対向電極パターン及び
ダイアフラムと接触させて圧電セラミックス基板の裏面
とダイアフラムとの間隔寸法を定める。言い換えるなら
ば、電気絶縁性と接着性とを有するフィルム状の接着材
料の層の内部に、多数の導電性粒子を接着材料により相
互に絶縁された状態で、接合層の面方向に分散して配置
する。そして、導電性粒子のそれぞれを圧電セラミック
ス基板の裏面とダイアフラムとの間に所定の間隔をあけ
るスペーサ手段として機能させる。
In the present invention, the bonding layer has a structure in which a large number of conductive particles are dispersed and arranged in the plane direction of the diaphragm inside a layer of an adhesive material having electrical insulation and adhesiveness. Then, each of the conductive particles located between the opposing electrode pattern and the diaphragm is brought into contact with the opposing electrode pattern and the diaphragm to determine the distance between the back surface of the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm. In other words, a large number of conductive particles are dispersed in the direction of the surface of the bonding layer in a state in which a large number of conductive particles are mutually insulated by the bonding material inside the layer of the film-like bonding material having electric insulation and adhesiveness. Deploy. Then, each of the conductive particles functions as spacer means for keeping a predetermined interval between the back surface of the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm.

【0007】本発明によれば、導電性粒子のそれぞれが
圧電セラミックス基板の裏面とダイアフラムとの間に所
定の間隔をあけるスペーサ手段として機能するため、導
電性粒子の粒子径をできるだけ均等にする(すなわち粒
子径のばらつきを小さくする)ことにより、接合層の面
方向における厚み寸法のばらつきを小さくすることがで
きる。そのため、本発明によれば、圧電セラミックス基
板とダイアフラムとの間の平行度を高めることができ、
加速度センサの測定精度のばらつきを小さくすることが
できる。また、導電性微粒子が対向電極パターンと金属
製のダイアフラムとを電気的に接続するため、両者間を
電気的に接続するための接続手段を別に設ける必要がな
い。
According to the present invention, since each of the conductive particles functions as a spacer means for keeping a predetermined interval between the back surface of the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm, the particle diameter of the conductive particles is made as uniform as possible ( That is, the variation in the particle size) can be reduced, whereby the variation in the thickness dimension in the surface direction of the bonding layer can be reduced. Therefore, according to the present invention, the parallelism between the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm can be increased,
Variations in the measurement accuracy of the acceleration sensor can be reduced. Further, since the conductive fine particles electrically connect the opposing electrode pattern and the metal diaphragm, it is not necessary to separately provide a connecting means for electrically connecting the two.

【0008】接合層の厚み寸法は、導電性粒子の平均直
径寸法または直径寸法のばらつきに応じて決まる。そこ
で、この導電性粒子としては、平均直径寸法または直径
寸法が4〜8μmの値を有する球状の一次粒子を用いる
のが好ましい。特に、導電性粒子として一次粒子を用い
れば、接合層の厚み方向に力が加わったときの導電性粒
子の変形量または変形の割合が安定している(同じよう
になる)ため、前述の平行度を高めることができる。
The thickness of the bonding layer is determined according to the average diameter of the conductive particles or the variation in the diameter. Therefore, it is preferable to use spherical primary particles having an average diameter or a diameter of 4 to 8 μm as the conductive particles. In particular, when primary particles are used as the conductive particles, the amount of deformation or the rate of deformation of the conductive particles when a force is applied in the thickness direction of the bonding layer is stable (becomes the same). The degree can be increased.

【0009】導電性粒子はニッケル等から形成すること
ができる。また、接着材料は圧電セラミックス基板の分
極を壊さない180℃以下の温度で加熱されて加圧され
ると接着性を示す合成樹脂材料により形成すればよい。
The conductive particles can be formed from nickel or the like. Further, the adhesive material may be formed of a synthetic resin material that exhibits an adhesive property when heated and pressed at a temperature of 180 ° C. or less so as not to break the polarization of the piezoelectric ceramic substrate.

【0010】本発明の加速度センサを製造するには、圧
電セラミックス基板の裏面及びダイアフラムの表面の一
方の面上に、多数の導電性粒子が面方向に分散して配置
された加熱圧着可能な異方導電フィルムを配置し、圧電
セラミックス基板とダイアフラムとが異方導電フィルム
を介して対向するように、圧電セラミックス基板の裏面
及びダイアフラムの表面の他方の面を異方導電フィルム
の上に重ね、異方導電フィルムを加熱圧着するために圧
電セラミックス基板とダイアフラムとの間に加圧力と熱
とを加える。ここでいう異方導電フィルムは、電気絶縁
性と接着性とを有する接着材料の層の内部に多数の導電
性粒子が面方向に分散して配置され且つ多数の導電性粒
子が接着材料により相互に絶縁されたフィルムである。
このような異方導電フィルムは、厚み方向には導電性を
有するものの、面方向には導電性を有していない。本発
明の製造方法では、圧電セラミックス基板とダイアフラ
ムとの間に加圧力と熱とを加える際に、異方導電フィル
ムの接着材料が圧電セラミックス基板及びダイアフラム
に付着すると共に導電性粒子のそれぞれが対向電極パタ
ーン及びダイアフラムに確実に接触する。
In order to manufacture the acceleration sensor according to the present invention, a plurality of conductive particles are dispersed on the back surface of the piezoelectric ceramic substrate and one of the surfaces of the diaphragm in the surface direction, and are heat-pressable. The other side of the back surface of the piezoelectric ceramic substrate and the surface of the diaphragm is placed on the anisotropic conductive film so that the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm face each other via the anisotropic conductive film. A pressing force and heat are applied between the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm in order to heat-press the one conductive film. In the anisotropic conductive film referred to herein, a large number of conductive particles are arranged and dispersed in a plane direction within a layer of an adhesive material having electrical insulation and adhesiveness, and a large number of conductive particles are interconnected by the adhesive material. It is a film insulated.
Such an anisotropic conductive film has conductivity in the thickness direction, but does not have conductivity in the plane direction. In the manufacturing method of the present invention, when a pressing force and heat are applied between the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm, the adhesive material of the anisotropic conductive film adheres to the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm, and the conductive particles face each other. Ensure contact with the electrode pattern and diaphragm.

【0011】なお、加熱圧着するときに、加える熱は圧
電セラミックス基板の分極を壊さないようにするために
180℃以下にするのが好ましい。
It is preferable that the heat applied at the time of thermocompression bonding is set to 180 ° C. or less so as not to break the polarization of the piezoelectric ceramic substrate.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、三軸加速度センサに適用
した本発明の実施の形態の加速度センサの概略断面図で
ある。本図に示すように、この三軸加速度センサは、ダ
イアフラム1と、重錘3と、ベース5と、ダイアフラム
1の重錘3が取り付けられた面側とは反対側の面上に固
定されたセンサ素子7とを備えている。なお、本図で
は、理解を容易にするため、センサ素子7の主要部の厚
みを誇張して描いている。これらの各部材は、枠状の絶
縁樹脂製ケース9内に収納されている。そして、絶縁樹
脂製ケース9には、樹脂成形体21にセンサ素子7の出
力電極OX,OY,OZ及び電極OE0 …にそれぞれ接
続される3本の端子金具25…が固定されてなる2つの
端子ユニット11,11が嵌合されている。またケース
9の上側開口部には、金属製の蓋部材6が取り付けられ
ている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention applied to a three-axis acceleration sensor. As shown in the figure, the three-axis acceleration sensor is fixed on the surface of the diaphragm 1, the weight 3, the base 5, and the surface of the diaphragm 1 opposite to the surface on which the weight 3 is mounted. And a sensor element 7. In this figure, the thickness of the main part of the sensor element 7 is exaggerated for easy understanding. These members are accommodated in a frame-shaped insulating resin case 9. The insulating resin case 9 has two terminals formed by fixing three terminal fittings 25 connected to the output electrodes OX, OY, OZ and the electrodes OE0 of the sensor element 7 on the resin molded body 21 respectively. The units 11, 11 are fitted. A metal lid member 6 is attached to the upper opening of the case 9.

【0013】ダイアフラム1,重錘3及びベース5は、
図1,図2(A)及び図2(B)に示すように、真鍮か
らなる金属材料により一体に成形された単体ユニット1
0として構成されている。なお、図2(A)は単体ユニ
ット10の底面図であり、図2(B)は図2(A)のB
−B線断面図である。ダイアフラム1は、厚み約0.1
mm、直径12mmの円板形状を有している。重錘3
は、円柱形状を有しており、その中心線の延長部分がダ
イアフラム1の中心を通るようにダイアフラム1と一体
化されている。ベース5は円筒形状を有しており、ダイ
アフラム1の外周部を支持している。また、ベース5の
外周部には、周方向に連続するV字溝5aが形成されて
いる。本実施例では、真鍮からなる円柱状金属材料を用
意し、この円柱状金属材料に対して重錘3を削り出すよ
うに切削加工を施して環状の空洞部Cを形成し、また外
周部に切削加工を施こしてV字溝5aを形成して単体ユ
ニット10を一体成形した。
The diaphragm 1, the weight 3 and the base 5
As shown in FIG. 1, FIG. 2 (A) and FIG. 2 (B), a single unit 1 integrally formed of a metal material made of brass.
It is configured as 0. FIG. 2A is a bottom view of the single unit 10, and FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B. Diaphragm 1 has a thickness of about 0.1
mm and a disk shape with a diameter of 12 mm. Weight 3
Has a cylindrical shape, and is integrated with the diaphragm 1 so that an extension of the center line passes through the center of the diaphragm 1. The base 5 has a cylindrical shape and supports the outer peripheral portion of the diaphragm 1. Further, a V-shaped groove 5a that is continuous in the circumferential direction is formed on the outer peripheral portion of the base 5. In the present embodiment, a cylindrical metal material made of brass is prepared, and a cutting process is performed on the cylindrical metal material so as to cut out the weight 3 to form an annular cavity C, and the outer peripheral portion is formed. The V-shaped groove 5a was formed by cutting, and the single unit 10 was integrally formed.

【0014】この例では、センサ素子7として、図1及
び図3の平面図に示すように圧電セラミックス基板7a
の表面に三軸加速度検出用の加速度検出用電極パターン
E1が形成され、裏面にこの加速度検出用電極パターン
E1 の主要部と対向する環状の対向電極パターンE0 が
形成されて構成された圧電型三軸センサ素子を用いてい
る。
In this example, as the sensor element 7, a piezoelectric ceramic substrate 7a as shown in plan views of FIGS.
An electrode pattern E1 for acceleration detection for triaxial acceleration detection is formed on the front surface of the piezoelectric element, and an annular counter electrode pattern E0 facing the main part of the electrode pattern E1 for acceleration detection is formed on the back surface. An axis sensor element is used.

【0015】圧電セラミックス基板7aの裏面及び対向
電極パターンE0 は、接合層4によってダイアフラム1
の表面に接合されている。接合層4は、図4の部分拡大
図に示すように、フィルム状の接着材料層4aの内部
に、多数の導電性粒子4b…が面方向に分散して配置さ
れた構造を有している。接着材料層4aは、180℃以
下の温度で加熱されて加圧されると接着性を示すエポキ
シ等の合成樹脂材料からなり、接着性と共に絶縁性を有
している。導電性粒子4b…は、ニッケルの球状の一次
粒子により形成されている。これら導電性粒子4b…
は、接着材料層4aの接着材料により相互に絶縁された
状態で、ダイアフラム1の面方向に分散して配置されて
いる。対向電極パターンE0とダイアフラム1との間に
位置する導電性粒子4b…のそれぞれは、対向電極パタ
ーンE0及びダイアフラム1と接触して圧電セラミック
ス基板7aの裏面とダイアフラム1との間に所定の間隔
をあけるスペーサ手段として機能している。この例で
は、導電性粒子4b…は、平均直径寸法または直径寸法
が4〜8μmの範囲に入る値を有しているので、圧電セ
ラミックス基板7aの裏面とダイアフラム1との間隔寸
法(接合層の厚み寸法)は、接合層の面方向全体に亘っ
てほぼ4〜8μmの値になる。
The back surface of the piezoelectric ceramic substrate 7a and the counter electrode pattern E0 are connected to the diaphragm 1 by the bonding layer 4.
It is joined to the surface. As shown in the partial enlarged view of FIG. 4, the bonding layer 4 has a structure in which a large number of conductive particles 4b are dispersed in a plane direction inside a film-like adhesive material layer 4a. . The adhesive material layer 4a is made of a synthetic resin material such as epoxy which exhibits adhesiveness when heated and pressed at a temperature of 180 ° C. or lower, and has insulating properties as well as adhesiveness. The conductive particles 4b are formed of nickel spherical primary particles. These conductive particles 4b ...
Are dispersed in the surface direction of the diaphragm 1 while being insulated from each other by the adhesive material of the adhesive material layer 4a. Each of the conductive particles 4b located between the opposing electrode pattern E0 and the diaphragm 1 comes into contact with the opposing electrode pattern E0 and the diaphragm 1 to form a predetermined gap between the back surface of the piezoelectric ceramic substrate 7a and the diaphragm 1. It functions as an opening spacer means. In this example, since the conductive particles 4b have an average diameter or a value within a range of 4 to 8 μm, the spacing between the back surface of the piezoelectric ceramic substrate 7a and the diaphragm 1 (the bonding layer Thickness) is approximately 4 to 8 μm over the entire surface of the bonding layer in the surface direction.

【0016】圧電セラミックス基板7aとダイアフラム
1とは、次のようにして接合した。まず、図5(A)に
示すように、ダイアフラム1の表面上に、異方導電フィ
ルム12を配置した。異方導電フィルム12は、多数の
導電性粒子が面方向に分散して配置された加熱圧着可能
なフィルムであり、厚み方向には導電性を有するもの
の、面方向には導電性を持たない特性を有している。こ
の異方導電フィルム12は、片面に剥離フィルムが貼ら
れているので、剥離フィルムの貼られていない面とダイ
アフラム1の表面とが当接するように、異方導電フィル
ム12を配置した。本例ではソニーケミカル株式会社か
らCP7652Kの商品名で販売されている異方導電フ
ィルム、または日立化成工業株式会社からAC−720
5の商品名で販売されている異方導電フィルムを用い
た。次に異方導電フィルム12とダイアフラム1との間
に2〜3kgf/cmの圧力を加えると共に70〜9
0℃の熱を2〜3秒間加えて異方導電フィルム12をダ
イアフラム1に仮接合した。次に、異方導電フィルム1
2から剥離フィルムを剥離した後に、図5(B)に示す
ように、圧電セラミックス基板7aとダイアフラム1と
が異方導電フィルム12を介して対向するように、加速
度検出用電極パターンE1 及び対向電極パターンE0が
形成された圧電セラミックス基板7aの裏面を異方導電
フィルム12の上に重ねた。そして、異方導電フィルム
12を加熱圧着するために圧電セラミックス基板7aと
ダイアフラム1との間に矢印Pで示す方向に30〜40
kgf/cmの圧力を加えると共に異方導電フィルム
12に150〜180℃の熱を20〜30秒間加えて異
方導電フィルム12の接着材料を圧電セラミックス基板
7a及びダイアフラム1に付着させると共に導電性粒子
のそれぞれを対向電極パターンE0及びダイアフラム1
に確実に接触させた。
The piezoelectric ceramic substrate 7a and the diaphragm 1 were joined as follows. First, as shown in FIG. 5A, an anisotropic conductive film 12 was arranged on the surface of the diaphragm 1. The anisotropic conductive film 12 is a heat-pressable film in which a large number of conductive particles are dispersed in the plane direction and has conductivity in the thickness direction but does not have conductivity in the plane direction. have. Since the anisotropic conductive film 12 has a release film adhered to one side, the anisotropic conductive film 12 is arranged such that the surface of the diaphragm 1 on which the release film is not affixed is in contact with the surface of the diaphragm 1. In this example, an anisotropic conductive film sold under the trade name CP7652K from Sony Chemical Co., Ltd., or AC-720 from Hitachi Chemical Co., Ltd.
An anisotropic conductive film sold under the trade name No. 5 was used. Next, a pressure of 2 to 3 kgf / cm 2 is applied between the anisotropic conductive film 12 and the diaphragm 1 and 70 to 9
Heat at 0 ° C. was applied for 2 to 3 seconds to temporarily join the anisotropic conductive film 12 to the diaphragm 1. Next, the anisotropic conductive film 1
After the release film is peeled off from the second electrode 2, the acceleration detecting electrode pattern E1 and the counter electrode are arranged such that the piezoelectric ceramic substrate 7a and the diaphragm 1 face each other with the anisotropic conductive film 12 therebetween as shown in FIG. The back surface of the piezoelectric ceramic substrate 7a on which the pattern E0 was formed was overlaid on the anisotropic conductive film 12. Then, in order to heat-compress the anisotropic conductive film 12, between the piezoelectric ceramic substrate 7a and the diaphragm 1, 30 to 40 in the direction shown by the arrow P.
While applying a pressure of kgf / cm 2 and applying heat of 150 to 180 ° C. to the anisotropic conductive film 12 for 20 to 30 seconds, the adhesive material of the anisotropic conductive film 12 is adhered to the piezoelectric ceramic substrate 7 a and the diaphragm 1. Each of the particles is divided into the counter electrode pattern E0 and the diaphragm 1
Contact.

【0017】なお、本例では、異方導電フィルム12を
ダイアフラム1に仮接合してから、異方導電フィルム1
2と圧電セラミックス基板7aとを接合したが、異方導
電フィルム12を圧電セラミックス基板7aに仮接合し
てから、異方導電フィルム12とダイアフラム1とを接
合しても構わない。
In this embodiment, after the anisotropic conductive film 12 is temporarily joined to the diaphragm 1, the anisotropic conductive film 1
2 and the piezoelectric ceramic substrate 7a are joined, but the anisotropic conductive film 12 and the diaphragm 1 may be joined after the anisotropic conductive film 12 is temporarily joined to the piezoelectric ceramic substrate 7a.

【0018】圧電セラミックス基板7aは、輪郭形状が
四角形をなしており、内部に応力が加わると自発分極電
荷が発生するように電極に対応した部分に分極処理が施
されている。分極処理については後に詳細に説明する。
図3に示すように、圧電セラミックス基板7aは、重錘
対向領域8Aとベース対向領域8Bと、重錘対向領域8
Aとベース対向領域8Bとの間に位置する中間領域8C
とを有している。重錘対向領域8Aに対応する部分には
重錘3が位置しており、ベース対向領域8Bに対応する
部分にはベース5が位置している。中間領域8Cは、重
錘対向領域8Aを囲む応力発生領域8C1と、応力発生
領域8C1とベース対向領域8Bとの間に位置する応力
非発生領域8C2とから構成されている。応力発生領域
8C1は、重錘3に加速度が作用したときに変形して内
部に応力が発生する領域であり、表面側に加速度検出用
電極パターンE1 の加速度検出用電極EX1〜EZ4が
形成されている。この応力発生領域8C1は、重錘3に
対して圧電セラミックス基板7aの基板面と平行な方向
(X軸方向またはY軸方向)に加速度が作用すると、重
錘3の重心を中心として点対称に異なった状態(引っ張
り応力が加わった状態と、圧縮応力が加わった状態と)
に変形する。また、重錘3に対して圧電セラミックス基
板7aの基板面と直交する方向(Z軸方向)に加速度が
作用すると、応力発生領域8C1の各部は同じ状態に変
形する。応力非発生領域8C2は、重錘3に加速度が作
用したときでも実質的に応力が発生しない領域、または
応力が発生したとしてもごく僅かな応力しか発生しない
領域である。なお、図3において、8Dは応力発生領域
8C1と応力非発生領域8C2との境界線(中立線)であ
る。
The piezoelectric ceramic substrate 7a has a quadrangular contour, and a portion corresponding to the electrodes is subjected to a polarization treatment so that spontaneous polarization is generated when a stress is applied to the inside. The polarization process will be described later in detail.
As shown in FIG. 3, the piezoelectric ceramic substrate 7a includes a weight facing region 8A, a base facing region 8B, and a weight facing region 8B.
Intermediate area 8C located between A and the base facing area 8B
And The weight 3 is located at a portion corresponding to the weight facing region 8A, and the base 5 is located at a portion corresponding to the base facing region 8B. The intermediate region 8C includes a stress generating region 8C1 surrounding the weight facing region 8A, and a stress non-generating region 8C2 located between the stress generating region 8C1 and the base facing region 8B. The stress generating region 8C1 is a region in which the weight 3 is deformed when an acceleration acts on the weight 3 to generate a stress therein, and the acceleration detecting electrodes EX1 to EZ4 of the acceleration detecting electrode pattern E1 are formed on the surface side. I have. When an acceleration acts on the weight 3 in a direction (X-axis direction or Y-axis direction) parallel to the substrate surface of the piezoelectric ceramic substrate 7a, the stress generating region 8C1 becomes point-symmetric with respect to the center of gravity of the weight 3. Different states (tensile stress applied and compressive stress applied)
Deform to. When acceleration acts on the weight 3 in a direction (Z-axis direction) perpendicular to the substrate surface of the piezoelectric ceramic substrate 7a, each part of the stress generating region 8C1 is deformed to the same state. The stress non-generating region 8C2 is a region where substantially no stress is generated even when an acceleration is applied to the weight 3, or a region where only a very small stress is generated even if a stress is generated. In FIG. 3, reference numeral 8D denotes a boundary (neutral line) between the stress generating region 8C1 and the stress non-generating region 8C2.

【0019】圧電セラミックス基板7aの表面及び裏面
に形成された加速度検出用電極パターンE1 及び対向電
極パターンE0 は、いずれもスクリーン印刷により形成
されている。重錘3に作用する加速度に基づいてダイア
フラム1が変形すると圧電セラミックス基板7aが撓ん
で検出用電極パターンE1 と対向電極パターンE0 との
間に発生する自発分極電荷が変化して、重錘3に加わっ
た三軸(X軸,Y軸,Z軸)方向の加速度が電流または
電圧の変化として測定される。なお、ここでいうX軸,
Y軸,Z軸は互いに直交する方向に延びる軸である。X
軸はX軸方向仮想線XLの方向に延びており、Y軸はY
軸方向仮想線YLの方向に延びており、Z軸は圧電セラ
ミックス基板7aの面方向と直交する方向に延びてい
る。
The acceleration detecting electrode pattern E1 and the counter electrode pattern E0 formed on the front and back surfaces of the piezoelectric ceramic substrate 7a are both formed by screen printing. When the diaphragm 1 is deformed based on the acceleration acting on the weight 3, the piezoelectric ceramic substrate 7a bends, and the spontaneous polarization charge generated between the detection electrode pattern E1 and the counter electrode pattern E0 changes. The applied acceleration in the directions of the three axes (X axis, Y axis, Z axis) is measured as a change in current or voltage. Note that the X axis here
The Y axis and the Z axis are axes extending in directions orthogonal to each other. X
The axis extends in the direction of the X-axis virtual line XL, and the Y axis is Y
It extends in the direction of the axial virtual line YL, and the Z axis extends in a direction orthogonal to the surface direction of the piezoelectric ceramic substrate 7a.

【0020】加速度検出用電極パターンE1 はX軸方向
検知電極パターン13とY軸方向検知電極パターン15
とZ軸方向検知電極パターン17とを有している。X軸
方向検知電極パターン13は、一対のX軸方向加速度検
出用電極EX1,EX2とX軸出力電極OXとが接続線
L1,L2により直列に接続された構造を有している。
一対のX軸方向加速度検出用電極EX1,EX2は、後
に説明するY軸方向検知電極パターン15の一対のY軸
方向加速度検出用電極EY1,EY2及びZ軸方向検知
電極パターン17のZ軸方向加速度検出用電極EZ1〜
EZ4と共に、重錘対向領域8Aを囲む環状の列を形成
している。一対のX軸方向加速度検出用電極のそれぞれ
の電極EX1,EX2は、X軸方向仮想線XLに対して
線対称になり且つ重錘対向領域8Aと第1の応力発生領
域8C1とに跨がる(領域境界線8Dを跨がる)矩形に
近い形状を有している。
The electrode pattern E1 for acceleration detection includes an X-axis direction detecting electrode pattern 13 and a Y-axis direction detecting electrode pattern 15.
And a Z-axis direction detection electrode pattern 17. The X-axis direction detection electrode pattern 13 has a structure in which a pair of X-axis direction acceleration detection electrodes EX1 and EX2 and an X-axis output electrode OX are connected in series by connection lines L1 and L2.
The pair of X-axis direction acceleration detection electrodes EX1 and EX2 are a pair of Y-axis direction acceleration detection electrodes EY1 and EY2 of the Y-axis direction detection electrode pattern 15 and the Z-axis direction acceleration of the Z-axis direction detection electrode pattern 17, which will be described later. Detection electrodes EZ1
Together with EZ4, an annular row surrounding the weight facing region 8A is formed. The electrodes EX1 and EX2 of the pair of X-axis direction acceleration detection electrodes are line-symmetric with respect to the X-axis direction virtual line XL and straddle the weight facing region 8A and the first stress generation region 8C1. It has a shape close to a rectangle (straddling the area boundary line 8D).

【0021】Y軸方向加速度検出用電極パターン15
は、2つのY軸方向加速度検出用電極EY1,EY2と
Y軸出力電極OYとが接続線L3〜L5により直列に接
続された構造を有している。一対のY軸方向加速度検出
用電極のそれぞれの加速度検出用電極EY1,EY2も
X軸方向加速度検出用電極EX1及びEX2と同様な形
状を有しており、Y軸方向仮想線YLに対して線対称に
なり且つ重錘対向領域8Aと第1の応力発生領域8C1
とに跨がる(領域境界線8Dを跨がる)矩形に近い形状
を有している。Y軸方向仮想線YLとX軸方向仮想線X
Lとは互いに直交するので、X軸方向加速度検出用電極
EX1,Y軸方向加速度検出用電極EY1,X軸方向加
速度検出用電極EX2及びY軸方向加速度検出用電極E
Y2はそれぞれ90度の間隔を隔てて配置されることに
なる。Y軸出力電極OYはX軸出力電極OXと同様にほ
ぼ正方形の形状を有しており、第2の応力発生領域8C
の外側にある圧電セラミックス基板7aの外周縁部に位
置するようにX軸出力電極OXと並んで形成されてい
る。
Electrode pattern 15 for detecting acceleration in the Y-axis direction
Has a structure in which two Y-axis direction acceleration detecting electrodes EY1 and EY2 and a Y-axis output electrode OY are connected in series by connection lines L3 to L5. Each of the acceleration detection electrodes EY1 and EY2 of the pair of Y-axis direction acceleration detection electrodes has the same shape as the X-axis direction acceleration detection electrodes EX1 and EX2, and corresponds to the Y-axis direction virtual line YL. It becomes symmetrical and the weight facing region 8A and the first stress generating region 8C1
(Spans the region boundary line 8D). Y-axis virtual line YL and X-axis virtual line X
Since L is orthogonal to each other, the X-axis direction acceleration detection electrode EX1, the Y-axis direction acceleration detection electrode EY1, the X-axis direction acceleration detection electrode EX2, and the Y-axis direction acceleration detection electrode E
Y2 will be arranged at intervals of 90 degrees. The Y-axis output electrode OY has a substantially square shape similarly to the X-axis output electrode OX, and the second stress generation region 8C
Is formed alongside the X-axis output electrode OX so as to be located at the outer peripheral edge of the piezoelectric ceramic substrate 7a outside the substrate.

【0022】Z軸方向加速度検出用電極パターン17
は、Z軸方向加速度検出用電極EZ1,Z軸方向加速度
検出用電極EZ2,Z軸方向加速度検出用電極EZ3,
Z軸方向加速度検出用電極EZ4,Z軸出力電極OZ
が、これらの順に接続線L6〜L9によって直列に接続
された構造を有している。4つのZ軸方向加速度検出用
電極EZ1〜EZ4は、矩形に近い形状を有している。
Z軸方向加速度検出用電極EZ1〜EZ4もX軸方向加
速度検出用電極EX1及びEX2と同様に重錘対向領域
8Aと第1の応力発生領域8C1とに跨がって形成され
ている。またZ軸方向加速度検出用電極EZ1〜EZ4
は、X軸方向加速度検出用電極EX2とY軸方向加速度
検出用電極EY1との間,Y軸方向加速度検出用電極E
Y1とX軸方向加速度検出用電極EX1との間,X軸方
向加速度検出用電極EX1とY軸方向加速度検出用電極
EY2との間,Y軸方向加速度検出用電極EY2とX軸
方向加速度検出用電極EX2との間の各中央部にそれぞ
れ配置されている。したがって、Z軸方向加速度検出用
電極EZ1〜EZ4は、それぞれ90度の間隔を隔てて
配置されることになる。Z軸出力電極OZもX軸出力電
極OXと同様にほぼ正方形の形状を有しており、第2の
応力発生領域8Cの外側にある圧電セラミックス基板7
aの縁部に位置するようにX軸出力電極OX及びY軸出
力電極OYと並んで形成されている。
Electrode pattern 17 for detecting acceleration in the Z-axis direction
Are Z-axis direction acceleration detecting electrode EZ1, Z-axis direction acceleration detecting electrode EZ2, Z-axis direction acceleration detecting electrode EZ3.
Z-axis direction acceleration detection electrode EZ4, Z-axis output electrode OZ
Have a structure in which they are connected in series in this order by connection lines L6 to L9. The four Z-axis direction acceleration detecting electrodes EZ1 to EZ4 have a shape close to a rectangle.
The Z-axis direction acceleration detection electrodes EZ1 to EZ4 are also formed so as to straddle the weight facing region 8A and the first stress generation region 8C1, similarly to the X-axis direction acceleration detection electrodes EX1 and EX2. Also, the Z-axis direction acceleration detecting electrodes EZ1 to EZ4
Represents an electrode E2 between the X-axis direction acceleration detecting electrode EX2 and the Y-axis direction acceleration detecting electrode EY1;
Y1 and X-axis acceleration detection electrode EX1, X-axis acceleration detection electrode EX1 and Y-axis acceleration detection electrode EY2, Y-axis acceleration detection electrode EY2 and X-axis acceleration detection It is arranged at each central portion between the electrodes EX2. Therefore, the Z-axis direction acceleration detecting electrodes EZ1 to EZ4 are arranged at intervals of 90 degrees. The Z-axis output electrode OZ also has a substantially square shape similarly to the X-axis output electrode OX, and the piezoelectric ceramic substrate 7 outside the second stress generation region 8C.
It is formed alongside the X-axis output electrode OX and the Y-axis output electrode OY so as to be located at the edge of a.

【0023】出力電極OX,OY,OZが並ぶセラミッ
クス基板7aの辺と対向する辺に沿う部分には、3つの
アース電極OE0 …が出力電極OX,OY,OZと平行
をなすように並んで形成されている。アース電極OE0
は、圧電セラミックス基板7aを貫通するスルーホール
導電部及び接続線(図示せず)を介して対向電極パター
ンE0 と接続されている。このようにセンサ素子7に含
まれる出力電極は、OX,OY,OZとOE0 …の2つ
のグループに分けられて配置されることになる。なお、
この例では、圧電セラミックス基板7aの外周縁部に位
置する3つの電極全てをアース電極OE0 …としたが、
3つの電極の少なくとも1つをアース電極OE0 とし、
残りの電極を端子を接続するためだけのダミー電極とし
ても構わない。
Three earth electrodes OE0... Are formed in parallel with the output electrodes OX, OY, OZ in a portion along the side opposite to the side of the ceramic substrate 7a in which the output electrodes OX, OY, OZ are arranged. Have been. Earth electrode OE0
Is connected to the opposing electrode pattern E0 through a through-hole conductive portion penetrating the piezoelectric ceramic substrate 7a and a connection line (not shown). As described above, the output electrodes included in the sensor element 7 are arranged in two groups of OX, OY, OZ and OE0. In addition,
In this example, all three electrodes located on the outer peripheral edge of the piezoelectric ceramic substrate 7a are earth electrodes OE0.
At least one of the three electrodes is a ground electrode OE0,
The remaining electrodes may be used as dummy electrodes only for connecting terminals.

【0024】X軸方向加速度検出用電極EX1,EX2
に対応する圧電セラミックス基板7aの各部分には、重
錘3にZ軸方向の加速度が作用して各部分に同種類の応
力が発生したときに重錘対向領域8Aの一方の側に位置
する加速度検出用電極EX1と他方の側に位置する加速
度検出用電極EX2とにそれぞれ逆極性の自発分極電荷
が現れるように分極処理が施されている。この例では、
X軸方向加速度検出用電極EX1,EX2に対応する圧
電セラミックス基板7aの各部分に引っ張り応力が発生
したときに、一方のX軸方向加速度検出用電極EX1に
マイナスの自発分極電荷が現れ、他方のX軸方向加速度
検出用電極EX2にプラスの自発分極電荷が現れるよう
に分極処理が施されている。
X-axis direction acceleration detecting electrodes EX1, EX2
Is located on one side of the weight opposing area 8A when the same type of stress is generated in each part of the piezoelectric ceramic substrate 7a by applying acceleration in the Z-axis direction to the weight 3 at each part. The polarization processing is performed so that spontaneous polarization charges of opposite polarities appear on the acceleration detection electrode EX1 and the acceleration detection electrode EX2 located on the other side. In this example,
When a tensile stress is generated in each portion of the piezoelectric ceramic substrate 7a corresponding to the X-axis direction acceleration detecting electrodes EX1 and EX2, a negative spontaneous polarization charge appears on one X-axis direction acceleration detecting electrode EX1 and the other ends. The polarization processing is performed so that a positive spontaneous polarization charge appears on the X-axis direction acceleration detection electrode EX2.

【0025】また、Y軸方向加速度検出用電極EY1,
EY2に対応する圧電セラミックス基板7aの各部分も
X軸方向加速度検出用電極EX1,EX2に対応する圧
電セラミックス基板7aの各部分と同様に、重錘3にZ
軸方向の加速度が作用して各部分に同種類の応力が発生
したときに重錘対向領域8Aの一方の側に位置するY軸
方向加速度検出用電極EY1と他方の側に位置するY軸
方向加速度検出用電極EY2とにそれぞれ逆極性の自発
分極電荷が現れるように分極処理が施されている。この
例では、Y軸方向加速度検出用電極EY1,EY2に対
応する圧電セラミックス基板7aの各部分に引っ張り応
力が発生したときに、一方のY軸方向加速度検出用電極
EY1にマイナスの自発分極電荷が現れ、他方のY軸方
向加速度検出用電極EY2にプラスの自発分極電荷が現
れるように分極処理が施されている。
The Y-axis direction acceleration detecting electrodes EY1,
Similarly to the respective portions of the piezoelectric ceramic substrate 7a corresponding to the X-axis direction acceleration detection electrodes EX1 and EX2, the weight 3 has a Z portion on the piezoelectric ceramic substrate 7a corresponding to the EY2.
When the same type of stress is generated in each part by the acceleration in the axial direction, the Y-axis direction acceleration detection electrode EY1 located on one side of the weight facing region 8A and the Y-axis direction located on the other side Polarization processing is performed so that spontaneous polarization charges of opposite polarities appear on the acceleration detection electrode EY2. In this example, when a tensile stress is generated in each portion of the piezoelectric ceramic substrate 7a corresponding to the Y-axis direction acceleration detection electrodes EY1 and EY2, a negative spontaneous polarization charge is applied to one Y-axis direction acceleration detection electrode EY1. The polarization processing is performed so that the positive spontaneous polarization charge appears on the other Y-axis direction acceleration detection electrode EY2.

【0026】また、Z軸方向加速度検出用電極EZ1〜
EZ4に対応する圧電セラミックス基板7aの各部分
は、重錘3にZ軸方向の加速度が作用して各部分に同種
類の応力が発生したときにすべてのZ軸方向加速度検出
用電極EZ1〜EZ4に同じ極性の自発分極電荷が現れ
るように分極処理が施されている。この例では、Z軸方
向加速度検出用電極EZ1〜EZ4に対応する圧電セラ
ミックス基板7aの部分に引っ張り応力が生じた際にZ
軸方向加速度検出用電極EZ1〜EZ4にプラスの自発
分極電荷が現れるように分極処理が施されている。
The Z-axis direction acceleration detecting electrodes EZ1 to EZ1
Each part of the piezoelectric ceramic substrate 7a corresponding to the EZ4 is provided with all the Z-axis direction acceleration detecting electrodes EZ1 to EZ4 when the same type of stress is generated in the respective parts by the acceleration in the Z-axis direction acting on the weight 3. Has been subjected to a polarization treatment so that spontaneous polarization charges of the same polarity appear in FIG. In this example, when a tensile stress is generated in the portion of the piezoelectric ceramic substrate 7a corresponding to the Z-axis direction acceleration detecting electrodes EZ1 to EZ4, Z
Polarization processing is performed so that positive spontaneous polarization charges appear on the axial acceleration detection electrodes EZ1 to EZ4.

【0027】本実施例では、加速度検出用電極EX1〜
EZ4及び対向電極パターンE0をガラス−銀ペースト
を用いてスクリーン印刷した後にこれを焼成して5μm
の厚みに形成した後に、対向する各電極間に直流電圧を
印加することにより圧電セラミックス基板7aに分極処
理を行った。そして、接続線L1〜L9を銀ペーストに
よりスクリーン印刷して加速度検出用電極パターンE1
を形成した。
In this embodiment, the acceleration detection electrodes EX1 to EX1
EZ4 and the counter electrode pattern E0 were screen-printed using a glass-silver paste, and then baked to 5 μm.
After the formation, the piezoelectric ceramic substrate 7a was polarized by applying a DC voltage between the opposing electrodes. Then, the connection lines L1 to L9 are screen-printed with silver paste, and the electrode patterns E1 for acceleration detection are printed.
Was formed.

【0028】なお、本例では三軸加速度センサに本発明
を適用した例を示したが、一軸方向の加速度を検出する
一軸加速度センサ及び直交する二軸の加速度を検出する
二軸加速度センサにも本発明を適用できるのは勿論であ
る。
In this embodiment, an example in which the present invention is applied to a three-axis acceleration sensor is shown. However, a one-axis acceleration sensor for detecting uniaxial acceleration and a two-axis acceleration sensor for detecting orthogonal two-axis acceleration are also used. Of course, the present invention can be applied.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、導電性粒子のそれぞれ
が圧電セラミックス基板の裏面とダイアフラムと間に所
定の間隔をあけるスペーサ手段として機能するため、導
電性粒子の粒子径をほぼ均等にすることにより、接合層
の厚み寸法をほぼ均等にして、接合層の面方向における
厚み寸法のばらつきを小さくすることができる。そのた
め、圧電セラミックス基板とダイアフラムとをほぼ平行
に配置することができ、加速度の測定精度を高めること
ができる。
According to the present invention, since each of the conductive particles functions as a spacer means for keeping a predetermined interval between the back surface of the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm, the particle diameter of the conductive particles is made substantially uniform. This makes it possible to make the thickness of the bonding layer substantially uniform, thereby reducing the variation in the thickness in the surface direction of the bonding layer. Therefore, the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm can be arranged substantially in parallel, and the accuracy of acceleration measurement can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の加速度センサの概略断面
図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】(A)は本発明の実施の形態の三軸加速度セン
サに用いる単体ユニットの底面図であり、(B)は図2
(A)のB−B線断面図である。
FIG. 2A is a bottom view of a single unit used in the three-axis acceleration sensor according to the embodiment of the present invention, and FIG.
It is a BB sectional view taken on the line of (A).

【図3】本発明の実施の形態の三軸加速度センサに用い
るセンサ素子の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a sensor element used in the three-axis acceleration sensor according to the embodiment of the present invention.

【図4】図1の部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 1;

【図5】圧電セラミックス基板とダイアフラムとを接合
する工程を説明するために用いる図である。
FIG. 5 is a view used to explain a step of joining a piezoelectric ceramic substrate and a diaphragm.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ダイアフラム 3 重錘 4 接合層 4a 接着材料層 4b 導電性粒子 5 ベース 7 センサ素子 7a 圧電セラミックス基板 9 絶縁樹脂製ケース 10 単体ユニット E0 対向電極パターン E1 加速度検出用電極パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diaphragm 3 Weight 4 Bonding layer 4a Adhesive material layer 4b Conductive particle 5 Base 7 Sensor element 7a Piezoelectric ceramic substrate 9 Insulating resin case 10 Single unit E0 Counter electrode pattern E1 Acceleration detection electrode pattern

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 毛利 尚浩 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 (72)発明者 沢井 努 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 (72)発明者 安藤 正人 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Naohiro Mohri 3158, Shimo-Okubo, Osawano-cho, Kamishinkawa-gun, Toyama Prefecture Inside (72) Inventor Tsutomu Sawai 3158, Shimo-Okubo, Osawano-cho, Kamishikawa-gun, Toyama (72) Inventor Masato Ando 3158 Shimookubo, Osawano-cho, Kamishinkawa-gun, Toyama Prefecture Hokuriku Electric Industry Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加速度検出用電極パターンが表面上に形
成され、裏面上に前記加速度検出用電極パターンに対向
する対向電極パターンが形成され、前記加速度検出用電
極パターンと前記対向電極パターンとの間の部分が分極
処理されている圧電セラミックス基板と、 表面に前記圧電セラミックス基板の裏面が接合された金
属製のダイアフラムと、 前記ダイアフラムの裏面側に突出するように前記ダイア
フラムに対して固定された重錘と、 前記圧電セラミックス基板の裏面と前記ダイアフラムと
を接合する接合層とを具備してなる加速度センサであっ
て、 前記接合層は、電気絶縁性と接着性とを有する接着材料
の層の内部に多数の導電性粒子が前記接合層の面方向に
分散して配置された構造を有しており、 前記対向電極パターンと前記ダイアフラムとの間に位置
する前記導電性粒子のそれぞれが、前記対向電極パター
ン及び前記ダイアフラムと接触して前記圧電セラミック
ス基板の前記裏面と前記ダイアフラムとの間隔寸法を定
めていることを特徴とする加速度センサ。
1. An acceleration detection electrode pattern is formed on a front surface, and a counter electrode pattern facing the acceleration detection electrode pattern is formed on a back surface, between the acceleration detection electrode pattern and the counter electrode pattern. A piezoelectric ceramics substrate having a polarized portion; a metal diaphragm having a front surface joined to the back surface of the piezoelectric ceramic substrate; and a weight fixed to the diaphragm so as to protrude toward the back surface side of the diaphragm. An acceleration sensor comprising a weight, and a bonding layer for bonding the back surface of the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm, wherein the bonding layer is formed inside an adhesive material layer having electrical insulation and adhesiveness. Has a structure in which a large number of conductive particles are dispersed and arranged in the plane direction of the bonding layer, and the counter electrode pattern and the An acceleration, wherein each of the conductive particles located between the diaphragm and the diaphragm is in contact with the counter electrode pattern and the diaphragm to determine a distance between the rear surface of the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm. Sensor.
【請求項2】 加速度検出用電極パターンが表面上に形
成され、裏面上に前記加速度検出用電極パターンに対向
する対向電極パターンが形成され、前記加速度検出用電
極パターンと前記対向電極パターンとの間の部分が分極
処理されている圧電セラミックス基板と、 表面に前記圧電セラミックス基板の裏面が接合された金
属製のダイアフラムと、 前記ダイアフラムの裏面側に突出するように前記ダイア
フラムに対して固定された重錘と、 前記圧電セラミックス基板の裏面と前記ダイアフラムと
を接合する接合層とを具備してなる加速度センサであっ
て、 前記接合層は、電気絶縁性と接着性とを有するフィルム
状の接着材料の層の内部に、多数の導電性粒子が前記接
着材料により相互に絶縁された状態で、前記ダイアフラ
ムの面方向に分散して配置された構造を有しており、 前記対向電極パターンと前記ダイアフラムとの間に位置
する前記導電性粒子のそれぞれが、前記対向電極パター
ン及び前記ダイアフラムと接触して前記圧電セラミック
ス基板の前記裏面と前記ダイアフラムとの間に所定の間
隔をあけるスペーサ手段として機能していることを特徴
とする加速度センサ。
2. An acceleration detection electrode pattern is formed on a front surface, and a counter electrode pattern facing the acceleration detection electrode pattern is formed on a back surface, and between the acceleration detection electrode pattern and the counter electrode pattern. A piezoelectric ceramics substrate having a polarized portion; a metal diaphragm having a front surface joined to the back surface of the piezoelectric ceramic substrate; and a weight fixed to the diaphragm so as to protrude toward the back surface side of the diaphragm. A weight, and an acceleration sensor including a bonding layer that bonds the back surface of the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm, wherein the bonding layer is formed of a film-like adhesive material having electrical insulation and adhesiveness. Inside the layer, a large number of conductive particles are dispersed in the plane direction of the diaphragm while being insulated from each other by the adhesive material. Each of the conductive particles located between the counter electrode pattern and the diaphragm is in contact with the counter electrode pattern and the diaphragm and the back surface of the piezoelectric ceramic substrate. An acceleration sensor which functions as a spacer means for keeping a predetermined interval between the acceleration sensor and the diaphragm.
【請求項3】 前記導電性粒子は、平均直径寸法が4〜
8μmの値を有する球状の一次粒子からなる請求項1ま
たは2に記載の加速度センサ。
3. The conductive particles have an average diameter of 4 to 3.
3. The acceleration sensor according to claim 1, comprising spherical primary particles having a value of 8 μm.
【請求項4】 前記導電性粒子はニッケルからなり、前
記接着材料は180℃以下の温度で加熱されて加圧され
ると前記接着性を示す合成樹脂材料からなることを特徴
とする請求項1または2に記載の加速度センサ。
4. The method according to claim 1, wherein the conductive particles are made of nickel, and the adhesive material is made of a synthetic resin material exhibiting the adhesiveness when heated and pressed at a temperature of 180 ° C. or less. Or the acceleration sensor according to 2.
【請求項5】 加速度検出用電極パターンが表面上に形
成され、裏面上に前記加速度検出用電極パターンに対向
する対向電極パターンが形成され、前記加速度検出用電
極パターンと前記対向電極パターンとの間の部分が分極
処理されている圧電セラミックス基板と、表面に前記圧
電セラミックス基板の裏面が接合された金属製のダイア
フラムとを具備してなる加速度センサの前記圧電セラミ
ックス基板と前記ダイアフラムとを接合して製造する加
速度センサの製造方法であって、 前記圧電セラミックス基板の裏面及び前記ダイアフラム
の表面の一方の面上に、多数の導電性粒子が面方向に分
散して配置された加熱圧着可能な異方導電フィルムを配
置する工程と、 前記圧電セラミックス基板と前記ダイアフラムとが前記
異方導電フィルムを介して対向するように、前記圧電セ
ラミックス基板の裏面及び前記ダイアフラムの 表面の他方の面を前記異方導電フィルムの上に重ねる工
程と、前記異方導電フィルムを加熱圧着するために前記
圧電セラミックス基板と前記ダイアフラムとの間に加圧
力と熱とを加える工程とを具備することを特徴とする加
速度センサの製造方法。
5. An electrode pattern for acceleration detection is formed on a front surface, and a counter electrode pattern facing the electrode pattern for acceleration detection is formed on a back surface, between the electrode pattern for acceleration detection and the counter electrode pattern. The piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm of an acceleration sensor comprising a piezoelectric ceramic substrate having a portion subjected to polarization processing and a metal diaphragm having a front surface joined to the back surface of the piezoelectric ceramic substrate. A method for manufacturing an acceleration sensor to be manufactured, comprising: a plurality of conductive particles dispersed on a back surface of the piezoelectric ceramic substrate and a surface of the diaphragm; A step of disposing a conductive film, wherein the piezoelectric ceramic substrate and the diaphragm are interposed through the anisotropic conductive film. Stacking the other surface of the back surface of the piezoelectric ceramic substrate and the other surface of the diaphragm on the anisotropic conductive film so as to face each other; and bonding the piezoelectric ceramic substrate to the anisotropic conductive film by heating and pressing. Applying a pressing force and heat between the diaphragm and the diaphragm.
【請求項6】 前記加熱圧着するときに、加える熱が1
80℃以下であることを特徴とする請求項5に記載の加
速度センサの製造方法。
6. The method according to claim 6, wherein the heat to be applied during the thermocompression bonding is 1 heat.
The method for manufacturing an acceleration sensor according to claim 5, wherein the temperature is 80C or lower.
JP11171853A 1999-06-18 1999-06-18 Acceleration sensor and manufacture thereof Pending JP2001004655A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11171853A JP2001004655A (en) 1999-06-18 1999-06-18 Acceleration sensor and manufacture thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11171853A JP2001004655A (en) 1999-06-18 1999-06-18 Acceleration sensor and manufacture thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001004655A true JP2001004655A (en) 2001-01-12

Family

ID=15931003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11171853A Pending JP2001004655A (en) 1999-06-18 1999-06-18 Acceleration sensor and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001004655A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5864063A (en) Electrostatic capacity-type acceleration sensor
JP6024481B2 (en) Semiconductor pressure sensor
JP2008522193A (en) Piezoresistive strain concentrator
JP4335545B2 (en) Sensor for detecting both pressure and acceleration and manufacturing method thereof
JPH08220130A (en) Piezoelectric acceleration sensor
WO2007017980A1 (en) Method for manufacturing electronic component and electronic component
JP2007043017A (en) Semiconductor sensor equipment
JPH0577304B2 (en)
JP6139377B2 (en) Sensor device and manufacturing method thereof
JP2001004655A (en) Acceleration sensor and manufacture thereof
WO2009090841A1 (en) Electrostatic capacity type acceleration sensor
JP2800111B2 (en) Semiconductor device
JP2007225527A (en) Triaxial acceleration sensor
JP4093646B2 (en) Acceleration detector
JPH11326363A (en) Accelerometer
JP2007171040A (en) Physical quantity sensor
JP4286407B2 (en) Piezoelectric three-axis acceleration sensor
JP4275269B2 (en) Piezoelectric three-axis acceleration sensor
JP3308368B2 (en) 3-axis piezoelectric acceleration sensor
JP4156111B2 (en) Acceleration detector
JPH06152112A (en) Connection of circuit
JP2001004654A (en) Acceleration sensor
CN111928980A (en) Pressure-sensitive element, method for producing pressure-sensitive element, and pressure sensor
JP3672170B2 (en) Method for forming electrode with wire sensor in gas rate sensor and wire sensor structure
JP4864183B2 (en) Method for manufacturing acceleration sensor element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060616

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080623

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080701

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20081111