JP2001337105A - 半導体加速度センサ - Google Patents

半導体加速度センサ

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JP2001337105A
JP2001337105A JP2000157337A JP2000157337A JP2001337105A JP 2001337105 A JP2001337105 A JP 2001337105A JP 2000157337 A JP2000157337 A JP 2000157337A JP 2000157337 A JP2000157337 A JP 2000157337A JP 2001337105 A JP2001337105 A JP 2001337105A
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acceleration sensor
stress
sensor chip
semiconductor acceleration
cap
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JP2000157337A
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Hironori Kami
浩則 上
Takuo Ishida
拓郎 石田
Hiroshi Saito
宏 齊藤
Sumio Akai
澄夫 赤井
Kazushi Kataoka
万士 片岡
Takashi Saijo
隆司 西條
Makoto Saito
誠 斉藤
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加速度検出の温度特性を低下し難くする。 【解決手段】 梁状の撓み部を延設し撓み部の先端側に
加速度により変位する重り部１３を一体形成により支持
した加速度センサチップ１と、加速度センサチップ１の
一方面に接合されて重り部１３と対向する第１のキャッ
プ２と、第１のキャップ２とは反対側から重り部１３と
対向するよう加速度センサチップ１の他方面に接合され
る第２のキャップ４と、を備えた半導体加速度センサに
おいて、加速度センサチップ１は、応力緩和用の凹型の
応力緩和部１８を一方面又は他方面の少なくとも一方に
設けた構成にしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加速度をこれに比
例する電気信号で検出する半導体加速度センサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体加速度センサとし
て図１６に示すものが存在する。このものは、加速度セ
ンサチップＡ、第１のキャップＢ、第２のキャップＣを
備えている。
【０００３】加速度センサチップＡは、シリコン基板よ
りなり、梁状の撓み部Ａ１を延設し、その撓み部Ａ１の
先端側に、加速度を受けて変位する重り部Ａ２を一体形
成により支持している。この加速度センサチップＡの撓
み部Ａ１には、その撓み部Ａ１の撓み状態に応じて、抵
抗値が変化するゲージ抵抗Ａ３が設けられている。この
加速度センサチップＡは、このゲージ抵抗Ａ３からの出
力により加速度を検出する。
【０００４】第１のキャップＢは、ガラスよりなり、重
り部Ａ２と対向するよう加速度センサチップＡの一方面
に基端側が接合されている。この第１のキャップＢは、
重り部Ａ２が過度に加速度を受けて変位した場合に、そ
の変位した重り部Ａ２に接触することにより、重り部Ａ
２が過度の変位をするのを規制し、重り部Ａ２の破損を
防止する。
【０００５】第２のキャップＣは、第１のキャップＢと
は反対側から重り部Ａ２と対向するよう加速度センサチ
ップＡの他方面に接合される。この第２のキャップＣ
は、重り部Ａ２が過度に加速度を受けて変位した場合
に、その変位した重り部Ａ２に接触することにより、重
り部Ａ２が過度の変位をするのを規制し、重り部Ａ２の
破損を防止する。この第２のキャップＣは、例えば、こ
の加速度センサチップＡを収容する樹脂製の箱型のパッ
ケージ（図示せず）の底部に設けられたアルミナ製の基
板（基台）に支持される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半導体
加速度センサにあっては、加速度センサチップＡをなす
シリコンの熱膨張係数が約２．８１×１０-6／Ｋ（２０
℃）であり、第２のキャップＣをなすガラスの熱膨張係
数が約３．３１×１０-6／Ｋ（２０℃）であって、互い
の熱膨張係数が異なるために、加熱された状態で使用さ
れた場合に、接合部分から熱応力を発生する恐れがあ
る。
【０００７】このように、加速度センサチップＡと第１
のキャップＢ又は加速度センサチップＡと第２のキャッ
プＣとの接合面から発生した場合に、その熱応力が撓み
部Ａ１に伝達されると、ゲージ抵抗Ａ３の抵抗値が変化
してしまい、加速度検出の温度特性が低下する恐れがあ
る。
【０００８】本発明は、上記の点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、加速度検出の温度特性
が低下し難い半導体加速度センサを提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載の半導体加速度センサは、梁状の
撓み部を延設し撓み部の先端側に加速度により変位する
重り部を一体形成により支持した加速度センサチップ
と、加速度センサチップの一方面に接合されて重り部と
対向する第１のキャップと、第１のキャップとは反対側
から重り部と対向するよう加速度センサチップの他方面
に接合される第２のキャップと、を備えた半導体加速度
センサにおいて、前記加速度センサチップは、応力緩和
用の凹型の応力緩和部を前記一方面又は前記他方面の少
なくとも一方に設けた構成にしている。
【００１０】請求項２記載の半導体加速度センサは、請
求項１記載の半導体加速度センサにおいて、前記加速度
センサチップは、前記一方面に前記応力緩和部を設けた
場合に、前記第１のキャップが接合される第１の接合面
とならずに残った残余面に、前記応力緩和部を設けた構
成にしている。
【００１１】請求項３記載の半導体加速度センサは、請
求項２記載の半導体加速度センサにおいて、前記加速度
センサチップは、平面視で前記第１の接合面と前記撓み
部の延設根元付近との間に、前記応力緩和部を設けた構
成にしている。
【００１２】請求項４記載の半導体加速度センサは、請
求項２記載の半導体加速度センサにおいて、前記加速度
センサチップは、前記第１の接合面に沿って、前記応力
緩和部を設けた構成にしている。
【００１３】請求項５記載の半導体加速度センサは、請
求項２記載の半導体加速度センサにおいて、前記加速度
センサチップは、平面視で前記撓み部の延設根元付近に
のみ前記応力緩和部を設けた構成にしている。
【００１４】請求項６記載の半導体加速度センサは、請
求項２記載の半導体加速度センサにおいて、前記加速度
センサチップは、複数個の前記応力緩和部を設けた構成
にしている。
【００１５】請求項７記載の半導体加速度センサは、請
求項２記載の半導体加速度センサにおいて、前記加速度
センサチップは、前記撓み部の延設方向及びその延設方
向に直交する直交方向に沿って前記応力緩和部を設けた
構成にしている。
【００１６】請求項８記載の半導体加速度センサは、請
求項１記載の半導体加速度センサにおいて、前記加速度
センサチップは、前記一方面に前記応力緩和部を設けた
場合に、前記第１のキャップが接合される第１の接合面
に、前記応力緩和部を設けた構成にしている。
【００１７】請求項９記載の半導体加速度センサは、請
求項１記載の半導体加速度センサにおいて、前記加速度
センサチップは、前記他方面に前記応力緩和部を設けた
場合に、前記第２のキャップが接合される第２の接合面
とならずに残った残余面に、前記応力緩和部を設けた構
成にしている。
【００１８】請求項１０記載の半導体加速度センサは、
請求項１記載の半導体加速度センサにおいて、前記加速
度センサチップは、前記他方面に前記応力緩和部を設け
た場合に、前記第２のキャップが接合される第２の接合
面に、前記応力緩和部を設けた構成にしている。
【００１９】請求項１１記載の半導体加速度センサは、
請求項１０記載の半導体加速度センサにおいて、前記加
速度センサチップは、前記第２の接合面に略均一に前記
応力緩和部を設けた構成にしている。
【００２０】請求項１２記載の半導体加速度センサは、
請求項１０記載の半導体加速度センサにおいて、前記加
速度センサチップは、平面視で前記撓み部の延設根元付
近に前記応力緩和部を設けた構成にしている。
【００２１】請求項１３記載の半導体加速度センサは、
請求項１２記載の半導体加速度センサにおいて、平面視
で前記撓み部の延設根元付近に設けた前記応力緩和部
を、前記撓み部の延設方向に沿うようにした構成にして
いる。
【００２２】請求項１４記載の半導体加速度センサは、
請求項１２記載の半導体加速度センサにおいて、平面視
で前記撓み部の延設根元付近に設けた前記応力緩和部
を、前記撓み部の延設方向に直交方向に沿うようにした
構成にしている。
【００２３】請求項１５記載の半導体加速度センサは、
請求項１４記載の半導体加速度センサにおいて、平面視
で前記撓み部の延設根元付近に設けた前記応力緩和部
を、前記撓み部の延設方向及びその延設に直交する直交
方向のいずれにも沿うようにした構成にしている。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態の半導体加
速度センサを図１乃至図４に基づいて以下に説明する。
【００２５】１は加速度センサチップで、シリコン基板
よりなり、図２に示すように、平面視矩形状に形成さ
れ、その中央部に平面視矩形状の孔１１が穿設されてい
る。この加速度センサチップ１は、その孔１１の一開口
縁部から弾性を有する一対の梁状の撓み部１２が、孔１
１の開口部へ向かって所定方向に沿って延設され、この
撓み部１２の先端部に、加速度を受けて垂直方向に沿っ
て変位する重り部１３を一体成形により支持している。
この重り部１３が加速度を受けて垂直方向に沿って変位
すると、その変位に応じて、撓み部１２が撓むことにな
る。
【００２６】この加速度センサチップ１の撓み部１２に
は、その撓み部１２の撓みに応じて抵抗値が変化するゲ
ージ抵抗１４が２個形成されている。従って、このゲー
ジ抵抗１４により、重り部１３が受けた加速度に比例す
る電圧を出力として取り出すことが可能になっている。
【００２７】また、この加速度センサチップ１上の一端
部には、信号の入出力用に、５個のワイヤボンディング
パッド１５が互いに等間隔離れて一列に配置されてい
る。ゲージ抵抗１４から加速度に比例して出力された出
力信号は、このワイヤボンディングパッド１５から取り
出される。
【００２８】この加速度センサチップ１は、その一方面
における孔１１の両側には、所定方向一端部から他端部
にかけて、後述する第１のキャップ２を接合するための
アルミ薄膜１６が設けられている。言い換えれば、加速
度センサチップ１におけるアルミ薄膜１６を設けた部分
が、第１のキャップ２の接合される第１の接合面１７と
なっている。
【００２９】この加速度センサチップ１は、その一方面
で第１のキャップ２が接合される第１の接合面１７とな
らずに残った残余面のうち、第１の接合面１７よりも孔
１１寄りであって、平面視で第１の接合面１７と撓み部
１２の延設根元付近の間に、応力緩和用の開口断面三角
形をなした凹型の応力緩和部１８を、第１の接合面１７
に沿って設けている。この応力緩和部１８は、アルミ薄
膜１６を介しての加速度センサチップ１及び第１のキャ
ップ２という異種材料の接合部分に発生する熱応力を、
吸収することにより緩和する。特に、この応力緩和部１
８は、撓み部１２の延設方向である所定方向に沿ってい
るので、延設方向に直交する直交方向の応力を吸収する
のに有効となっている。
【００３０】また、この加速度センサチップ１は、その
他方面に、後述する第２のキャップ３を接合するための
アルミ薄膜（図示せず）が設けられている。言い換えれ
ば、加速度センサチップ１の他方面でアルミ薄膜を設け
た部分が、第２のキャップ３の接合される第２の接合面
となっており、他方面における孔１１の開口縁部の略全
面に亙っている。
【００３１】２は第１のキャップ２で、耐熱ガラスによ
り、ブリッジ状、すなわち図４に示すように板状でかつ
前述した所定方向から見た各側面が下方に屈曲する形状
に形成されてなり、その両側部２１，２１により形成さ
れる深さが数μｍの凹部２２を有している。この第１の
キャップ２は、その両側部２１，２１の先端面が前述の
アルミ薄膜１６を介して加速度センサチップ１に陽極接
合される。この第１のキャップ２は、前述したように、
加速度センサチップ１に陽極接合されることにより、凹
部２２が重り部１３に対向する。
【００３２】この第１のキャップ２は、加速度センサチ
ップ１の重り部１３が過度に加速度を受けて変位した場
合に、その変位した重り部１３に接触することにより、
重り部１３が過度の変位をするのを規制し、重り部１３
の破損を防止する。
【００３３】３は第２のキャップで、第１のキャップ２
と同様に、耐熱ガラスよりなり、開口部が第１のキャッ
プ２の孔１１の開口部と略同一の凹部３１が設けられて
いる。この第２のキャップ２は、前述したアルミ薄膜を
介して凹部３１の開口周縁部の略全面に陽極接合され、
凹部の底面が加速度センサチップ１の重り部１３に対向
する。この第２のキャップ３は、例えば、この半導体加
速度センサを収容する樹脂製の箱型のパッケージ（図示
せず）の底部に設けられたアルミナ製の基板に支持され
る。
【００３４】この第２のキャップ３は、加速度センサチ
ップ１の重り部１３が過度に加速度を受けて変位した場
合に、その変位した重り部１３に接触することにより、
重り部１３が過度の変位をするのを規制し、重り部１３
の破損を防止する。
【００３５】かかる半導体加速度センサにあっては、第
１のキャップ２と加速度センサチップ１との間に熱膨張
係数の差異に基づく応力が発生したとしても、その応力
が、一方面に設けた応力緩和部１８により吸収されて緩
和されるから、応力が加速度センサチップ１の撓み部１
２に伝達され難くなり、加速度検出の温度特性が低下し
難くなる。
【００３６】また、第１のキャップ２が接合される第１
の接合面１７とならずに残った残余面に応力緩和部１８
を設けているから、接合面積を小さくしなくてもよくな
り、接合強度を高くすることができる。
【００３７】また、平面視で第１の接合面１７と撓み部
１２の延設根元付近との間に設けられた応力緩和部１８
により、第１の接合面１７で発生した応力が撓み部１２
の延設根元付近に伝達される過程で吸収されるので、加
速度検出の温度特性が低下し難くなるという効果をさら
に奏することができる。
【００３８】また、第１の接合面１７で発生した応力
が、第１の接合面１７に沿って設けた応力緩和部１８に
より、発生後周囲に伝達される前に吸収されるので、加
速度検出の温度特性が低下し難くなるという効果をさら
に奏することができる。
【００３９】次に、本発明の第２実施形態の半導体加速
度センサを図５に基づいて以下に説明する。なお、第１
実施形態の半導体加速度センサと実質的に同様の機能を
有する部分には同一の符号を付し、第１実施形態の半導
体加速度センサと異なるところのみ記す。
【００４０】本実施形態の半導体加速度センサは、基本
的には、第１実施形態の半導体加速度センサと同様であ
るが、加速度センサチップ１は、孔１１の開口断面を小
さくするよう、撓み部１２の延設根元付近の四隅を開口
部へ向かって少し突出させて、撓み部１２の延設根元付
近における前述した残余面を増設し、その増設した箇所
に、撓み部１２の延設方向である所定方向に沿って、応
力緩和部１８をそれぞれ設けている。従って、応力緩和
部１８は、撓み部１２の延設根元付近にのみ設けられて
いる。
【００４１】かかる半導体加速度センサにあっては、第
１実施形態と同様に、第１のキャップ２と加速度センサ
チップ１との間の熱膨張係数の差異に基づいて発生した
応力が、一方面に設けた応力緩和部１８により吸収され
て緩和されるから、応力が加速度センサチップ１の撓み
部１２に伝達され難くなり、加速度検出の温度特性が低
下し難くなる。
【００４２】また、残余面に応力緩和部１８を設けてい
るから、接合面積を小さくしなくてもよくなって、接合
強度を高くすることができ、また、平面視で撓み部１２
の延設根元付近にのみにしか応力緩和部１８を設けてい
ないから、応力緩和部１８を設ける手間が少なくなる。
【００４３】次に、本発明の第３実施形態の半導体加速
度センサを図６に基づいて以下に説明する。なお、第１
実施形態の半導体加速度センサと実質的に同様の機能を
有する部分には同一の符号を付し、第１実施形態の半導
体加速度センサと異なるところのみ記す。
【００４４】本実施形態の半導体加速度センサは、基本
的には、第１実施形態の半導体加速度センサと同様であ
るが、第２実施形態の半導体加速度センサと同様に、加
速度センサチップ１には、孔１１の開口断面を小さくす
るよう、撓み部１２の延設根元付近近くの四隅を開口部
へ向かって少し突出させて、撓み部１２の延設根元付近
における前述した残余面を増設し、その増設した箇所に
も、撓み部１２の延設方向である所定方向に沿って、応
力緩和部１８をそれぞれ設けている。従って、応力緩和
部１８は、第１の接合面１７に沿って設けられるととも
に、撓み部１２の延設根元付近に設けられている。
【００４５】かかる半導体加速度センサにあっては、第
２実施形態の半導体加速度センサの効果に加えて、第１
実施形態の半導体加速度センサと同様に、第１の接合面
１７で発生した応力が、第１の接合面１７に沿って設け
た応力緩和部１８により、発生後周囲に伝達される前に
吸収されるので、加速度検出の温度特性が低下し難くな
るという効果をさらに奏することができる。
【００４６】また、第１の接合面１７で発生した応力の
うち、第１の接合面１７に沿った応力緩和部１８により
吸収されずに残ってしまった応力が、撓み部１２の延設
根元付近の応力緩和部１８により吸収されるので、加速
度検出の温度特性が低下し難くなるという効果をさらに
奏することができる。
【００４７】次に、本発明の第４実施形態の半導体加速
度センサを図７に基づいて以下に説明する。なお、第１
実施形態の半導体加速度センサと実質的に同様の機能を
有する部分には同一の符号を付し、第１実施形態の半導
体加速度センサと異なるところのみ記す。
【００４８】本実施形態の半導体加速度センサは、基本
的には、第２実施形態の半導体加速度センサと同様であ
るが、撓み部１２の延設根元付近には、孔１１とワイヤ
ボンディングパッド１５との間に、撓み部１２の延設方
向と直交する方向に沿って、新たに応力緩和部１８が設
けられた構成となっている。この新たに設けられた応力
緩和部１８は、撓み部１２の延設方向に直交する直交方
向に沿っているので、延設方向の応力を吸収するのに有
効となっている。
【００４９】かかる半導体加速度センサにあっては、第
２実施形態の半導体加速度センサの効果に加えて、第１
の接合面１７で発生した応力のうち、撓み部１２の延設
方向に直交する直交方向の応力が、撓み部１２の延設方
向に沿った第１の接合面１７に沿って設けた応力緩和部
１８により吸収され、第１の接合面１７で発生した応力
のうち、撓み部１２の延設方向の応力が、撓み部１２の
延設方向に直交する直交方向に沿って設けた応力緩和部
１８により吸収されるので、応力を確実に吸収すること
ができ、加速度検出の温度特性が低下し難くなるという
効果をさらに奏することができる。
【００５０】次に、本発明の第５実施形態の半導体加速
度センサを図８に基づいて以下に説明する。なお、第１
実施形態の半導体加速度センサと実質的に同様の機能を
有する部分には同一の符号を付し、第１実施形態の半導
体加速度センサと異なるところのみ記す。
【００５１】第１実施形態の半導体加速度センサでは、
応力緩和部１８は、加速度センサチップ１の一方面で第
１のキャップ２が接合される第１の接合面１７とならず
に残った残余面に設けられているのに対し、本実施形態
の半導体加速度センサでは、加速度センサチップ１の一
方面で第１のキャップ２が接合される第１の接合面１
７、詳しくは、第１のキャップ２の両側部の先端面に対
応する箇所に、等間隔で複数個設けられた構成となって
いる。
【００５２】かかる半導体加速度センサにあっては、第
１実施形態と同様に、第１のキャップ２と加速度センサ
チップ１との間の熱膨張係数の差異に基づいて発生した
応力が、一方面に設けた応力緩和部１８により吸収され
て緩和されるから、応力が加速度センサチップ１の撓み
部１２に伝達され難くなり、しかも、応力が発生する第
１の接合面１７そのものに応力緩和部１８を設けている
から、第１の接合面１７で発生した応力が速やかに吸収
され、加速度検出の温度特性が低下し難くなるという効
果をさらに奏することができる。
【００５３】次に、本発明の第６実施形態の半導体加速
度センサを図９及び図１０に基づいて以下に説明する。
なお、第１実施形態の半導体加速度センサと実質的に同
様の機能を有する部分には同一の符号を付し、第１実施
形態の半導体加速度センサと異なるところのみ記す。
【００５４】第１実施形態の半導体加速度センサでは、
応力緩和部１８は、加速度センサチップ１の一方面で第
１のキャップ２が接合される第１の接合面１７とならず
に残った残余面に設けられているのに対し、本実施形態
の半導体加速度センサでは、加速度センサチップ１の他
方面で第２のキャップ３が接合される第２の接合面１９
に設けられた構成になっている。詳しくは、第２の接合
面１９は、第２のキャップ３の凹部３１の開口周縁部表
面に対応する箇所である。
【００５５】第２の接合面１９は、孔の周囲４箇所に応
力緩和部１８が設けられることにより、略均一に設けら
れている。ここで、ロ字状の周回した応力緩和部１８が
設けられずに、４箇所に分けて設けられているのは、隅
部の加工がＲ状になってしまい、応力緩和部１８を矩形
の所望の形状に加工し難いからである。
【００５６】かかる半導体加速度センサにあっては、第
２のキャップ３と加速度センサチップ１との間に熱膨張
係数の差異に基づく応力が発生したとしても、その応力
が、他方面に設けた応力緩和部１８により吸収されて緩
和されるから、応力が加速度センサチップ１の撓み部１
２に伝達され難くなり、加速度検出の温度特性が低下し
難くなる。
【００５７】また、応力が発生する第２の接合面１９そ
のものに応力緩和部１８を設けているから、第２の接合
面１９で発生した応力が速やかに吸収され、加速度検出
の温度特性が低下し難くなるという効果をさらに奏する
ことができる。
【００５８】また、第２の接合面１９で発生した応力
が、第２の接合面１９に略均一に設けた応力緩和部１８
により吸収されるので、応力の吸収が平均的になり、応
力の吸収が不十分になってしまう箇所がなくなる。
【００５９】次に、本発明の第７実施形態の半導体加速
度センサを図１１に基づいて以下に説明する。なお、第
６実施形態の半導体加速度センサと実質的に同様の機能
を有する部分には同一の符号を付し、第６実施形態の半
導体加速度センサと異なるところのみ記す。
【００６０】本実施形態の半導体加速度センサは、基本
的には、第６実施形態の半導体加速度センサと同様であ
るが、第２の接合面１９に設けた４箇所の応力緩和部１
８のうち、平面視で撓み部１２とワイヤボンディングパ
ッド１５との間に設けた応力緩和部１８を、すなわち、
撓み部１２の延設方向に直交する直交方向に沿った応力
緩和部１８を、撓み部１２の延設根元付近に設けた構成
としている。
【００６１】かかる半導体加速度センサにあっては、第
７実施形態の半導体加速度センサと同様に、第２のキャ
ップ３と加速度センサチップ１との間に熱膨張係数の差
異に基づいて発生した応力が、他方面に設けた応力緩和
部１８により吸収されて緩和されるから、応力が加速度
センサチップ１の撓み部１２に伝達され難くなり、加速
度検出の温度特性が低下し難くなる。
【００６２】また、第２の接合面１９で発生して撓み部
１２へ向かって伝達されてきた応力が、平面視で撓み部
１２の延設根元付近に設けた応力緩和部１８により、撓
み部１２の間際で吸収されるので、加速度検出の温度特
性が低下し難くなるという効果をさらに奏することがで
きる。
【００６３】しかも、応力緩和部１８は、撓み部１２の
延設方向に直交する直交方向に沿って設けられているか
ら、撓み部１２の延設方向の応力の吸収に特に有効とな
っている。
【００６４】次に、本発明の第８実施形態の半導体加速
度センサを図１２に基づいて以下に説明する。なお、第
７実施形態の半導体加速度センサと実質的に同様の機能
を有する部分には同一の符号を付し、第７実施形態の半
導体加速度センサと異なるところのみ記す。
【００６５】第７実施形態の半導体加速度センサは、撓
み部１２の延設根元付近に設けた応力緩和部１８が、撓
み部１２の延設方向に沿っているのに対し、本実施形態
の半導体加速度センサでは、撓み部１２の延設方向に直
交する直交方向に沿った構成としている。
【００６６】かかる半導体加速度センサにあっては、第
７実施形態の半導体加速度センサと同様に、第２のキャ
ップ３と加速度センサチップ１との間に熱膨張係数の差
異に基づいて発生した応力が、他方面に設けた応力緩和
部１８により吸収されて緩和されるから、応力が加速度
センサチップ１の撓み部１２に伝達され難くなり、加速
度検出の温度特性が低下し難くなり、しかも、平面視で
撓み部１２の延設根元付近に設けた応力緩和部１８によ
り、撓み部１２の間際で吸収されるので、加速度検出の
温度特性が低下し難くなるという効果をさらに奏するこ
とができる。
【００６７】しかも、応力緩和部１８は、撓み部１２の
延設方向に沿って設けられているから、撓み部１２の延
設方向に直交する直交方向の応力の吸収に特に有効とな
っている。
【００６８】なお、本実施形態では、２つの応力緩和部
１８のそれぞれの一端が、撓み部１２の延設根元と隣接
しているが、例えば、図１３に示すように、２つの応力
緩和部１８の間隔を広げることにより、撓み部１２の延
設根元から多少離れた構成にして、平面視で撓み部１２
の延設根元部分を挟むようにしても、本実施形態と同様
の効果を奏することができる。
【００６９】次に、本発明の第９実施形態の半導体加速
度センサを図１４に基づいて以下に説明する。なお、第
７実施形態の半導体加速度センサと実質的に同様の機能
を有する部分には同一の符号を付し、第７実施形態の半
導体加速度センサと異なるところのみ記す。
【００７０】第７実施形態の半導体加速度センサは、撓
み部１２の延設根元付近に設けた応力緩和部１８が、撓
み部１２の延設方向にのみ沿っているのに対し、本実施
形態の半導体加速度センサでは、撓み部１２の延設方向
に直交する直交方向にも沿った構成としている。
【００７１】かかる半導体加速度センサにあっては、第
７実施形態の半導体加速度センサの効果に加えて、応力
緩和部１８は、撓み部１２の延設方向にも沿って設けら
れているから、撓み部１２の延設方向に直交する直交方
向の応力の吸収にも有効となっている。
【００７２】次に、本発明の第１０実施形態の半導体加
速度センサを図１５に基づいて以下に説明する。なお、
第１実施形態の半導体加速度センサと実質的に同様の機
能を有する部分には同一の符号を付し、第１実施形態の
半導体加速度センサと異なるところのみ記す。
【００７３】第１実施形態の半導体加速度センサでは、
応力緩和部１８は、加速度センサチップ１の一方面で第
１のキャップ２が接合される第１の接合面１７とならず
に残った残余面に設けられているのに対し、本実施形態
の半導体加速度センサでは、加速度センサチップ１の他
方面で第２のキャップ３が接合される第２の接合面１９
とならずに残った残余面を設け、その残余面に応力緩和
部１８が設けられた構成になっている。
【００７４】かかる半導体加速度センサにあっては、第
２のキャップ３と加速度センサチップ１との間に発生し
た応力が、他方面に設けた応力緩和部１８により吸収さ
れて緩和されるから、応力が加速度センサチップ１の撓
み部１２に伝達され難くなり、加速度検出の温度特性が
低下し難くなる。
【００７５】また、応力が発生する第２の接合面１９そ
のものに応力緩和部１８を設けているから、第２の接合
面１９で発生した応力が速やかに吸収され、加速度検出
の温度特性が低下し難くなるという効果をさらに奏する
ことができる。
【００７６】なお、第１実施形態乃至第１０実施形態の
半導体加速度センサは、いずれも、応力緩和用の凹型の
応力緩和部１８を、加速度センサチップ１の一方面又は
他方面のいずれか一方に設けているが、双方に設けても
よい。
【００７７】また、第１実施形態乃至第１０実施形態の
半導体加速度センサは、いずれも、重り部１３が受けた
加速度を、撓み部１２に設けたゲージ抵抗１４の抵抗値
の変化により検出しているが、例えば、第１のキャップ
２又は第２のキャップ３と重り部１３との相互の対向面
にコンデンサを設けて、重り部１３の変位に基づく対向
距離の変化に応じた静電容量の変化に基づいて、重り部
１３が受けた加速度を検出するようにしてもよい。
【００７８】
【発明の効果】請求項１記載の半導体加速度センサは、
その一方面に応力緩和用の凹型の応力緩和部を設けた場
合には、第１のキャップと加速度センサチップとの間に
熱膨張係数の差異に基づく応力が発生したとしても、そ
の応力が、一方面に設けた応力緩和部により吸収されて
緩和され、他方面に応力緩和用の凹型の応力緩和部を設
けた場合には、第２のキャップと加速度センサチップと
の間に熱膨張係数の差異に基づく応力が発生したとして
も、その応力が、他方面に設けた応力緩和部により吸収
されて緩和されるから、応力が加速度センサチップの撓
み部に伝達され難くなり、加速度検出の温度特性が低下
し難くなる。
【００７９】請求項２記載の半導体加速度センサは、請
求項１記載の半導体加速度センサの効果に加えて、第１
のキャップが接合される第１の接合面とならずに残った
残余面に応力緩和部を設けているから、接合面積を小さ
くしなくてもよくなり、接合強度を高くすることができ
る。
【００８０】請求項３記載の半導体加速度センサは、請
求項２記載の半導体加速度センサの効果に加えて、平面
視で第１の接合面と撓み部の延設根元付近との間に設け
られた応力緩和部により、第１の接合面で発生した応力
が撓み部の延設根元付近に伝達される過程で吸収される
ので、加速度検出の温度特性が低下し難くなるという効
果をさらに奏することができる。
【００８１】請求項４記載の半導体加速度センサは、請
求項２記載の半導体加速度センサの効果に加えて、第１
の接合面で発生した応力が、第１の接合面に沿って設け
た応力緩和部により、発生後周囲に伝達される前に吸収
されるので、加速度検出の温度特性が低下し難くなると
いう効果をさらに奏することができる。
【００８２】請求項５記載の半導体加速度センサは、請
求項２記載の半導体加速度センサの効果に加えて、平面
視で撓み部の延設根元付近にのみにしか応力緩和部を設
けていないから、応力緩和部を設ける手間が少なくな
る。
【００８３】請求項６記載の半導体加速度センサは、請
求項２記載の半導体加速度センサの効果に加えて、第１
の接合面で発生した応力のうち、一つの応力緩和部によ
り吸収されずに残ってしまった応力が、別の応力緩和部
により吸収されるので、加速度検出の温度特性が低下し
難くなるという効果をさらに奏することができる。
【００８４】請求項７記載の半導体加速度センサは、請
求項２記載の半導体加速度センサの効果に加えて、第１
の接合面で発生した応力のうち、撓み部の延設方向に直
交する直交方向の応力が、撓み部の延設方向に沿って設
けた応力緩和部により吸収され、第１の接合面で発生し
た応力のうち、撓み部の延設方向の応力が、撓み部の延
設方向に直交する直交方向に沿って設けた応力緩和部に
より吸収されるので、応力を確実に吸収することがで
き、加速度検出の温度特性が低下し難くなるという効果
をさらに奏することができる。
【００８５】請求項８記載の半導体加速度センサは、請
求項１記載の半導体加速度センサの効果に加えて、応力
が発生する第１の接合面そのものに応力緩和部を設けて
いるから、第１の接合面で発生した応力が速やかに吸収
され、加速度検出の温度特性が低下し難くなるという効
果をさらに奏することができる。
【００８６】請求項９記載の半導体加速度センサは、請
求項１記載の半導体加速度センサの効果に加えて、第２
のキャップが接合される第２の接合面とならずに残った
残余面に応力緩和部を設けているから、接合面積を小さ
くしなくてもよくなり、接合強度を高くすることができ
る。
【００８７】請求項１０記載の半導体加速度センサは、
請求項１記載の半導体加速度センサの効果に加えて、応
力が発生する第２の接合面そのものに応力緩和部を設け
ているから、第２の接合面で発生した応力が速やかに吸
収され、加速度検出の温度特性が低下し難くなるという
効果をさらに奏することができる。
【００８８】請求項１１記載の半導体加速度センサは、
請求項１０記載の半導体加速度センサの効果に加えて、
第２の接合面で発生した応力が、第２の接合面に略均一
に設けた応力緩和部により吸収されるので、応力の吸収
が平均的になり、応力の吸収が不十分になってしまう箇
所がなくなる。
【００８９】請求項１２記載の半導体加速度センサは、
請求項１０記載の半導体加速度センサの効果に加えて、
第２の接合面で発生して撓み部へ向かって伝達されてき
た応力が、平面視で撓み部の延設根元付近に設けた応力
緩和部により、撓み部の間際で吸収されるので、加速度
検出の温度特性が低下し難くなるという効果をさらに奏
することができる。
【００９０】請求項１３記載の半導体加速度センサは、
請求項１２記載の半導体加速度センサの効果に加えて、
撓み部の延設方向に直交する直交方向の応力が、撓み部
の延設方向に沿って設けた応力緩和部により吸収される
ので、応力を確実に吸収することができ、加速度検出の
温度特性が低下し難くなるという効果をさらに奏するこ
とができる。
【００９１】請求項１４記載の半導体加速度センサは、
請求項１２記載の半導体加速度センサの効果に加えて、
撓み部の延設方向の応力が、撓み部の延設方向に直交す
る直交方向に沿って設けた応力緩和部により吸収される
ので、応力を確実に吸収することができ、加速度検出の
温度特性が低下し難くなるという効果をさらに奏するこ
とができる。
【００９２】請求項１５記載の半導体加速度センサは、
請求項１４記載の半導体加速度センサの効果に加えて、
撓み部の延設方向に直交する直交方向の応力が、撓み部
の延設方向に沿って設けた応力緩和部により吸収される
とともに、撓み部の延設方向の応力が、撓み部に直交す
る直交方向に沿って設けた応力緩和部により吸収される
ので、応力を確実に吸収することができ、加速度検出の
温度特性が低下し難くなるという効果をさらに奏するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の正面断面図である。
【図２】同上の側面断面図である。
【図３】同上の加速度センサチップの上面図である。
【図４】同上の第１のキャップの斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態の加速度センサチップの
上面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の加速度センサチップの
上面図である。
【図７】本発明の第４実施形態の加速度センサチップの
上面図である。
【図８】本発明の第５実施形態の加速度センサチップの
上面図である。
【図９】本発明の第６実施形態の正面断面図である。
【図１０】同上の加速度センサチップの上面図である。
【図１１】本発明の第７実施形態の加速度センサチップ
の上面図である。
【図１２】本発明の第８実施形態の加速度センサチップ
の上面図である。
【図１３】２つの応力緩和部の間隔を広げた加速度セン
サチップの上面図である。
【図１４】本発明の第９実施形態の加速度センサチップ
の上面図である。
【図１５】本発明の第１０実施形態の加速度センサチッ
プの正面断面図である。
【図１６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１ 加速度センサチップ １２ 撓み部 １３ 重り部 １７ 第１の接合面 １８ 応力緩和部 １９ 第２の接合面 ２ 第１のキャップ ３ 第２のキャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齊藤 宏 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 赤井 澄夫 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 片岡 万士 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 西條 隆司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 斉藤 誠 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 4M112 AA02 BA01 CA24 DA18 EA02 FA09 GA01

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 梁状の撓み部を延設し撓み部の先端側に
    加速度により変位する重り部を一体形成により支持した
    加速度センサチップと、加速度センサチップの一方面に
    接合されて重り部と対向する第１のキャップと、第１の
    キャップとは反対側から重り部と対向するよう加速度セ
    ンサチップの他方面に接合される第２のキャップと、を
    備えた半導体加速度センサにおいて、 前記加速度センサチップは、応力緩和用の凹型の応力緩
    和部を前記一方面又は前記他方面の少なくとも一方に設
    けたことを特徴とする半導体加速度センサ。
  2. 【請求項２】 前記加速度センサチップは、前記一方面
    に前記応力緩和部を設けた場合に、前記第１のキャップ
    が接合される第１の接合面とならずに残った残余面に、
    前記応力緩和部を設けた請求項１記載の半導体加速度セ
    ンサ。
  3. 【請求項３】 前記加速度センサチップは、平面視で前
    記第１の接合面と前記撓み部の延設根元付近との間に、
    前記応力緩和部を設けた請求項２記載の半導体加速度セ
    ンサ。
  4. 【請求項４】 前記加速度センサチップは、前記第１の
    接合面に沿って、前記応力緩和部を設けた請求項２記載
    の半導体加速度センサ。
  5. 【請求項５】 前記加速度センサチップは、平面視で前
    記撓み部の延設根元付近にのみ前記応力緩和部を設けた
    請求項２記載の半導体加速度センサ。
  6. 【請求項６】 前記加速度センサチップは、複数個の前
    記応力緩和部を設けた請求項２記載の半導体加速度セン
    サ。
  7. 【請求項７】 前記加速度センサチップは、前記撓み部
    の延設方向及びその延設方向に直交する直交方向に沿っ
    て前記応力緩和部を設けた請求項２記載の半導体加速度
    センサ。
  8. 【請求項８】 前記加速度センサチップは、前記一方面
    に前記応力緩和部を設けた場合に、前記第１のキャップ
    が接合される第１の接合面に、前記応力緩和部を設けた
    請求項１記載の半導体加速度センサ。
  9. 【請求項９】 前記加速度センサチップは、前記他方面
    に前記応力緩和部を設けた場合に、前記第２のキャップ
    が接合される第２の接合面とならずに残った残余面に、
    前記応力緩和部を設けた請求項１記載の半導体加速度セ
    ンサ。
  10. 【請求項１０】 前記加速度センサチップは、前記他方
    面に前記応力緩和部を設けた場合に、前記第２のキャッ
    プが接合される第２の接合面に、前記応力緩和部を設け
    た請求項１記載の半導体加速度センサ。
  11. 【請求項１１】 前記加速度センサチップは、前記第２
    の接合面に略均一に前記応力緩和部を設けたことを特徴
    とする請求項１０記載の半導体加速度センサ。
  12. 【請求項１２】 前記加速度センサチップは、平面視で
    前記撓み部の延設根元付近に前記応力緩和部を設けた請
    求項１０記載の半導体加速度センサ。
  13. 【請求項１３】 平面視で前記撓み部の延設根元付近に
    設けた前記応力緩和部を、前記撓み部の延設方向に沿う
    ようにした請求項１２記載の半導体加速度センサ。
  14. 【請求項１４】 平面視で前記撓み部の延設根元付近に
    設けた前記応力緩和部を、前記撓み部の延設方向に直交
    方向に沿うようにした請求項１２記載の半導体加速度セ
    ンサ。
  15. 【請求項１５】 平面視で前記撓み部の延設根元付近に
    設けた前記応力緩和部を、前記撓み部の延設方向及びそ
    の延設に直交する直交方向のいずれにも沿うようにした
    請求項１２記載の半導体加速度センサ。
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