JP2002162409A - 半導体加速度センサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コストダウンを図った半導体加速度センサおよ
びその製造方法を提供する。 【解決手段】この半導体加速度センサは、支持部１０の
主表面側の部位に薄肉の撓み部４を介して揺動自在に支
持された重り部５を有し、撓み部４の変形を検出するゲ
ージ抵抗７が撓み部４に形成されたシリコンからなるセ
ンシングエレメント１と、重り部５との間に重り部５の
揺動空間となる隙間を設けた状態で支持部１０の表面側
及び裏面側にそれぞれ接合される上部キャップ２及び下
部キャップ３を備えている。ここで、重り部５に加速度
が加わる方向において重り部の５の重心位置と撓み部４
の重心位置とが略一致するように、実装基板４０に対し
てセンシングエレメント１を傾斜させた状態で下部キャ
ップ３を実装基板４０に取り付けるための突台部３ｂを
下部キャップ３の裏面に設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体加速度セン
サおよびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体加速度センサとして、
図７乃至図９に示すように、矩形枠状の支持部１０に一
対の薄肉の撓み部４を介して揺動自在に支持された重り
部５を有し、各撓み部４にそれぞれ撓み部４の変形を検
出する２つのゲージ抵抗７が形成され、各ゲージ抵抗７
から支持部１０の所定部位にわたって拡散抵抗配線８が
形成されたセンシングエレメント１を備えたものが提案
されている。尚、上述の撓み部４は、一般的にビームあ
るいはカンチレバーと称されている。

【０００３】ここで、センシングエレメント１における
重り部５と、撓み部４と、支持部１０とはシリコン基板
１ａをエッチング加工することで一体に形成されてい
る。すなわち、センシングエレメント１は、シリコン基
板１ａの裏面側において重り部５を全周にわたって囲む
凹所１１ａが異方性エッチングなどを利用して形成さ
れ、さらにシリコン基板１ａの主表面側（図７における
上面側）において撓み部４を残して重り部５を略全周に
わたって囲み且つ凹所１１ａに連通するスリット１１が
形成されている。要するに、シリコン基板１ａの主表面
側において、支持部１０の内周面と重り部５の外周面と
の間には、スリット１１の幅だけの隙間があることにな
る。尚、ゲージ抵抗７はシリコン基板１ａの一部よりな
る撓み部４の主表面側の適宜位置にｐ形不純物を拡散さ
せることにより形成されている。

【０００４】また、支持部１０の表面には、拡散抵抗配
線８に接続された入出力用のパッド１２が設けられてい
る。パッド１２は、支持部１０において撓み部４を挟ん
で重り部５と対向する部位の表面上に形成されており、
このセンシングエレメント１を実装する実装基板４０に
ボンディングワイヤ４１を介して電気的に接続して使用
される。

【０００５】図８では省略して図示しているが、上述し
た４つのゲージ抵抗７はブリッジ接続されており、セン
シングエレメント１の厚み方向（図７の上下方向）に加
速度が加わると、その加速度の大きさに応じて重り部５
に力が発生し、重り部５が揺動する。重り部５が揺動す
ることで撓み部４が撓み、撓み部４に撓みによる応力が
生じ、ピエゾ抵抗効果によってゲージ抵抗７の抵抗値が
変化するので、この抵抗値変化を電圧信号として取り出
すことで、センシングエレメント１に加わった加速度を
検出できるようになっている。つまり、加速度に比例し
た電気信号を取り出すことができる。

【０００６】また、重り部５の揺動範囲を抑制するた
め、センシングエレメント１の上下両面には、シリコン
と略等しい熱膨張率を有する耐熱ガラスからなる上部キ
ャップ（第１のキャップ）２及び下部キャップ（第２の
キャップ）３がそれぞれ陽極接合されている。なお、セ
ンシングエレメント１の主表面側にはシリコン酸化膜よ
りなる絶縁層１３が形成されており、上部キャップ２
は、絶縁層１３の上面に形成されたアルミニウム薄膜よ
りなる接合用薄膜９を介してセンシングエレメント１に
陽極接合されている。

【０００７】上部キャップ２及び下部キャップ３は、そ
れぞれ重り部５との対向面に凹所２ａ，３ａがサンドブ
ラスト法などにより形成されており、これらの凹所２
ａ，３ａによって重り部５の揺動空間（重り部５との間
のエアギャップ）６を確保している。而して、この半導
体加速度センサでは、センシングエレメント１の撓み部
４及び重り部５を上部キャップ２及び下部キャップ３で
囲まれる空間内に収納してエアギャップを形成し、エア
ダンピングを大気圧下で行わせることにより、重り部５
の揺動範囲を抑制してセンシングエレメント１の破壊を
防止している。尚、重り部５と対向する上部キャップ２
の面が平坦な場合は、上部キャップ２と重り部５との間
の隙間が接合用薄膜９の膜厚で決まるため、重り部５と
対向する上部キャップ２の面に凹所２ａを形成すること
により、重り部５の揺動空間を確保している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の半導体加速
度センサでは、重り部５の厚み方向に加わる加速度を検
出しているのであるが、加速度の加わる方向（すなわち
重り部５の厚み方向）において撓み部４の重心位置と重
り部５の重心位置とがずれているから、加速度の加わる
方向と重り部５の厚み方向とを略一致させた状態でセン
シングエレメント１を使用すると、他軸感度の影響によ
って検出値に誤差が発生する虞があった。

【０００９】そこで、図９に示すように、加速度の加わ
る方向（図９中の左右の方向）において撓み部４の重心
位置と重り部５の重心位置とが略一致するように、セン
シングエレメント１が実装された実装基板４０をボディ
４３に対して数度傾けた状態で取り付けて、半導体加速
度センサを使用していたが、センシングエレメント１を
実装した実装基板４０の取付作業に手間がかかるため、
取付作業にかかるコストが高く、製品コストが高くなる
という問題があった。また、重り部５の揺動空間６を確
保するために、耐熱ガラスからなる上部キャップ２及び
下部キャップ３にサンドブラスト法により凹所２ａ，３
ａをそれぞれ形成しており、加工コストが高く、製品コ
ストが高くなるという問題もあった。

【００１０】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、その目的とするところは、コストダウンを図っ
た半導体加速度センサおよびその製造方法を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、支持部の主表面側の部位に薄
肉の撓み部を介して揺動自在に支持された重り部を有
し、撓み部の変形を検出するゲージ抵抗が撓み部に形成
されたシリコンからなるセンシングエレメントと、重り
部との間に重り部の揺動空間となる隙間を設けた状態で
支持部の表面側に接合される第１のキャップと、重り部
との間に重り部の揺動空間となる隙間を設けた状態で支
持部の裏面側に接合され被取付部に固定される第２のキ
ャップとを備え、上記重り部に加速度が加わる方向にお
いて重り部の重心位置と撓み部の重心位置とが略一致す
るよう被取付部に対してセンシングエレメントを傾斜さ
せた状態で第２のキャップを被取付部に取り付けるため
の突台部を第２のキャップの裏面に設けたことを特徴と
し、第２のキャップの裏面には突台部が突設されている
ので、第２のキャップを被取付部に取り付けるだけで、
被取付部に対してセンシングエレメントを傾斜させた状
態で取り付けることができ、従来の半導体加速度センサ
のように半導体加速度センサを実装した実装基板の取付
角度を調整する場合に比べて、組立作業の手間を少なく
でき、製品の製造コストを低減できる。しかも、突台部
の高さ寸法を調整することによって、センシングエレメ
ントの傾斜角度を所望の角度に設定することができるか
ら、重り部に加速度が加わる方向において重り部の重心
位置と撓み部の重心位置とを容易に一致させることがで
き、他軸感度の影響を低減して、検出値に発生する誤差
を抑制することができる。

【００１２】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記第２のキャップはガラスにより形成され、上
記突台部は第２のキャップと一体に形成されたことを特
徴とし、請求項１の発明と同様の作用を奏する。

【００１３】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記第２のキャップはシリコンで形成され、上記
突台部は第２のキャップ裏面の所定位置に塗布された感
光性有機膜からなることを特徴とし、感光性有機膜の膜
厚で被取付部位に対するセンシングエレメントの傾斜角
が決定されるので、傾斜角度の調整を容易に行うことが
できる。

【００１４】請求項４の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記第２のキャップはシリコンで形成され、上記
突台部はガラスで形成され、第２のキャップ裏面の所定
位置に陽極接合されたことを特徴とし、請求項１の発明
と同様の作用を奏する。

【００１５】請求項５の発明では、請求項１の発明にお
いて、第１又は第２のキャップの内、少なくとも何れか
一方のキャップとセンシングエレメントとの間に、キャ
ップ及びセンシングエレメントにそれぞれ接合された接
合層を設け、この接合層の厚み寸法を、重り部の揺動範
囲を確保するのに必要な隙間の寸法よりも大きくしたこ
とを特徴とし、請求項１の発明の作用に加えて、接合層
の厚み寸法を重り部の揺動範囲を確保するのに必要な隙
間の寸法よりも大きくしているので、揺動空間を確保す
るためにセンシングエレメントと対向するキャップの面
に凹所を形成する必要が無く、加工工程を減らすことに
よって製品の製造コストを低減できる。

【００１６】請求項６の発明では、請求項２記載の半導
体加速度センサの製造方法であって、第１のキャップに
おけるセンシングエレメント側の面に凹所を形成すると
ともに、第２のキャップにおけるセンシングエレメント
側の面及びセンシングエレメントと反対側の面にそれぞ
れ凹所を形成した後に、センシングエレメントの表面側
及び裏面側に第１及び第２のキャップを接合し、第２の
キャップの裏面側に形成された凹所の両側にある凸部の
内の一方の凸部が形成された第２のキャップの部位を除
去し、他方の凸部で上記突台部を構成して成ることを特
徴とし、裏面側に凹所が形成された第２のキャップをセ
ンシングエレメントの裏面に接合し、凹所の両側にある
凸部の内、一方の凸部が形成された第２のキャップの部
位を除去することによって、残った凸部で突台部を構成
しているので、第２のキャップの裏面に突台部を容易に
形成することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１８】（実施形態１）本発明の実施形態１を図１
乃至図３を参照して説明する。図１にこの半導体加速度
センサをセンサ本体に取り付けた状態を示す断面図を示
し、図２及び図３に半導体加速度センサの各製造工程の
断面図をそれぞれ示す。尚、半導体加速度センサの基本
的な構成は従来例で説明した半導体加速度センサと同様
であるので、同一の構成要素には同一の符号を付してそ
の説明を省略し、以下では異なる部分について説明を行
う。

【００１９】本実施形態の半導体加速度センサでは、下
部キャップ３裏面の一端部にセンシングエレメント１と
反対側に突出する突台部３ｂを下部キャップ３と一体に
設けている。したがって、下部キャップ３を被取付部た
る実装基板４０に取り付けると、センシングエレメント
１が実装基板４０に対して傾斜した状態で取り付けられ
ることになり、加速度の加わる方向（すなわち、実装基
板４０と略直交する方向）において撓み部４の重心位置
Ａと重り部５の重心位置Ｂとを略一致させることがで
き、他軸感度を除去して安定したセンサ特性を得ること
ができる。また、下部キャップ３裏面の一端部に突台部
３ｂを設けることによって、センシングエレメント１が
実装基板４０に対して傾斜した状態で取り付けられ、加
速度の加わる方向において撓み部４の重心位置Ａと重り
部５の重心位置Ｂとが略一致するから、実装基板４０を
センサ本体のボディ４３に取り付ける際に実装基板４０
をボディ４３に対して傾斜させた状態で取り付ける必要
が無く、容易に取付作業を行うことができるから、半導
体加速度センサの製品コストを低減することができる。

【００２０】次に、この半導体加速度センサの製造方法
を図２及び図３を参照して説明する。先ず、図２（ａ）
に示すように、ｎ形単結晶シリコン基板１ａの上下両面
に鏡面研磨処理を施した後、上下両面を熱酸化してシリ
コン酸化膜２１を形成し、シリコン酸化膜２１の上面に
所望のパターンのフォトレジストパターン２２をリソグ
ラフィ技術を用いて形成する。このフォトレジストパタ
ーン２２をエッチングマスクとしてシリコン酸化膜２１
をエッチングにより除去し、シリコン酸化膜２１が除去
されたシリコン基板１ａの部位にイオン注入法を用いて
ｐ形不純物２３を注入する。そして、フォトレジストパ
ターン２２を除去し、酸化雰囲気中及び窒素雰囲気中で
活性化処理を行って、ゲージ抵抗７及び拡散抵抗配線８
を形成するとともに、シリコン基板１ａの上下両面にシ
リコン酸化膜２４を形成する（図２（ｂ）参照）。

【００２１】次に、図２（ｃ）に示すように、減圧ＣＶ
Ｄ法を用いてシリコン基板１ａの上下両面にシリコン窒
化膜２５を形成した後、シリコン基板１ａの下面に所望
のパターンのフォトレジストパターン２６をリソグラフ
ィ技術を用いて形成する。そして、ＲＩＥなどのドライ
エッチング技術を用い、フォトレジストパターン２６を
エッチングマスクとしてシリコン基板１ａの裏面に形成
されたシリコン窒化膜２５をエッチングにより除去した
後、シリコン窒化膜２５をエッチングマスクとして８０
℃の水酸化カリウム水溶液により異方性エッチングを行
って、凹所１１ａ及び撓み部４を形成する。ここで、シ
リコン基板１ａのエッチング条件を変化させることによ
って撓み部４の厚みを制御することができる。そして、
シリコン基板１ａの主表面側にフォトレジストマスク２
７を形成した後（図２（ｄ）参照）、ウェットエッチン
グによりシリコン基板１ａの裏面に形成したシリコン酸
化膜２４及びシリコン窒化膜２５を除去する（図２
（ｅ）参照）。

【００２２】その後、シリコン基板１ａの表面に形成さ
れたフォトレジストマスク２７を除去し、シリコン基板
１ａの表面にスパッタリング法又は蒸着法を用いてアル
ミ層を形成した後、アルミニウム層の上面に所望のパタ
ーンのフォトレジストパターン２８を形成し、このフォ
トレジストパターン２８をエッチングマスクとしてＲＩ
Ｅなどのドライエッチング技術を用いて所望の位置にア
ルミ層からなるパッド１２及び接合用薄膜９を形成する
（図３（ａ）参照）。

【００２３】次に、フォトレジストパターン２８を除去
して、シリコン基板１ａの表面に所望のパターンのフォ
トレジストパターン３０を形成した後、このフォトレジ
ストパターン３０をエッチングマスクとしてシリコン基
板１ａの表面に形成したシリコン窒化膜２５及びシリコ
ン酸化膜２４と、シリコン基板１ａとをドライエッチン
グにより除去する。この時、シリコン基板１ａの裏面側
からは異方性エッチングにより重り部５を全周にわたっ
て囲む凹所１１ａが形成されているから、シリコン基板
１ａの主表面側から撓み部４を残して重り部５を略全周
にわたって囲み且つ凹所１１ａに連通するスリット１１
を形成することにより、重り部５の周りが支持部１０と
切り離され、撓み部４を介して支持部１０に片持ち支持
された状態となる（図３（ｂ）参照）。

【００２４】その後、シリコン基板１ａの主表面側に形
成されたフォトレジストパターン３０を除去し、耐熱ガ
ラスからなりシリコン基板１ａと対向する面に凹所２ａ
が形成された板状の上部キャップ２をシリコン基板１ａ
上に載置し、シリコン基板１ａの表面に形成された接合
用薄膜９と、上部キャップ２下面における凹所２ａの周
りの部位とを接触させた状態で、周囲温度を例えば４０
０℃とし、接合用薄膜９を正極、上部キャップ２を負極
として例えば６００Ｖの直流電圧を印加することにより
陽極接合を行う。また、耐熱ガラスからなり両方の面に
凹所３ａ，３ｃがそれぞれ形成された板状の下部キャッ
プ３をシリコン基板１ａの裏面側に配置し、シリコン基
板１ａの支持部１０下面と、下部キャップ３上面におけ
る凹所３ａの周りの部位とを接触させて、上述と同様の
条件で陽極接合を行い、シリコン基板１ａと下部キャッ
プ３とを結合する（図３（ｃ）参照）。

【００２５】そして、図３（ｃ）中の破線部でシリコン
基板１ａをダイシングして個々のセンシングチップを切
り出す際に、下部キャップ３の裏面に形成した凹所３ａ
の両側にある２つの突台部３ｂ，３ｄの内、一方の突台
部３ｄが形成された下部キャップ３の部位を除去するこ
とにより、図３（ｄ）に示すような構造を有する半導体
加速度センサが形成される。この半導体加速度センサ
は、実装基板４０上の所定の位置に接着剤４２を用いて
ダイボンドされ、実装基板４０に設けた電極（図示せ
ず）とセンシングエレメント１に形成されたパッド１２
とをボンディングワイヤ４１を介して電気的に接続する
ことにより、センシングエレメント１の電気信号が外部
に取り出される。そして、半導体加速度センサが実装さ
れた実装基板４０は、ボディ４３の上面に対して略直交
させた状態でボディ４３に取り付けられる。

【００２６】尚、上述の半導体加速度センサでは、耐熱
ガラスから形成された下部キャップ３を用いており、下
部キャップ３の上下両面をサンドブラスト或いはドライ
エッチングなどの方法で加工して凹所３ｃを形成してい
るが、下部キャップ３をシリコンで形成し、ドライエッ
チングや異方性エッチングなどの方法を用いて下部キャ
ップ３に凹所３ａ，３ｃを形成するようにしても良く、
サンドブラストなどの加工方法を用いて凹所３ａ，３ｃ
を形成する場合に比べて、凹所３ａ，３ｃを精度良く形
成することができる。尚、異方性エッチングによりエッ
チングする場合は８０℃前後の水酸化カリウム水溶液中
で、またドライエッチングによりエッチングする場合は
ＳＦ₆などのエッチングガスを用いて下部キャップ３を
エッチングすれば良い。

【００２７】（実施形態２）本発明の実施形態２を図４
（ａ）（ｂ）を参照して説明する。実施形態１の半導体
加速度センサでは、両面に凹所３ａ，３ｃの形成された
下部キャップ３をシリコン基板１ａの裏面に接合し、凹
所３ｃの片側にある突台部３ｄを除去することによっ
て、下部キャップ３の一端側に突台部３ｂを一体に形成
しているが、本実施形態の半導体加速度センサでは、下
部キャップ３におけるシリコン基板１ａとの対向面（上
面）に凹所３ａを形成するとともに、上記対向面と反対
側の面（下面）の一端部にシリコンの薄膜からなる突台
部１４を形成し、この下部キャップ３をシリコン基板１
ａの下面に陽極接合により接合している。尚、突台部１
４以外の構成は実施形態１と同様であるので、同一の構
成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

【００２８】この半導体加速度センサでは下部キャップ
３裏面の一端部にシリコンの薄膜からなる突台部１４を
陽極接合することによって、センシングエレメント１を
実装基板４０に対して傾斜した状態で取り付けるように
しているので、下部キャップ３の裏面に凹所を形成する
必要がなく、下部キャップ３の加工が容易になり、製品
の製造コストを下げることができる。尚、このセンサで
は研磨などの方法を用いてシリコンの薄膜からなる突台
部１４の膜厚を調整することができ、センシングエレメ
ント１上面の実装基板４０上面に対する傾斜角度を所望
の角度に設定することができる。

【００２９】（実施形態３）本発明の実施形態３を図５
（ａ）（ｂ）を参照して説明する。実施形態１の半導体
加速度センサでは、上部キャップ２及び下部キャップ３
の材料としてガラスを用い、シリコン基板１ａと上部キ
ャップ２、シリコン基板１ａと下部キャップ３とをそれ
ぞれ陽極接合により接合しているが、本実施形態の半導
体加速度センサでは、シリコンで形成された下部キャッ
プ３’を用い、シリコン基板１ａと下部キャップ３’と
を感光性有機膜（例えばポリイミド）からなる接合層１
５により接合している。また、実施形態１では下面に凹
所３ｃの形成された下部キャップ３’を用い、凹所３ｃ
の片側にある突台部３ｄを除去することによって、下部
キャップ３’の一端側に突台部３ｂを形成しているが、
本実施形態では下部キャップ３’の裏面の所定の部位に
感光性有機膜を塗布して、感光性有機膜からなる突台部
１６を形成している。尚、下部キャップ３’、接合層１
５及び突台部１６以外の構成は実施形態１と略同様であ
るので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その
説明を省略する。

【００３０】この半導体加速度センサでは、シリコンで
形成された下部キャップ３’を用いているので、ドライ
エッチングや異方性エッチングなどの方法を用いて凹所
３ａを形成することができ、サンドブラストなどの加工
法で凹所３ａを形成する場合に比べて、精度良く凹所３
ａを形成することができる。

【００３１】また、下部キャップ３’下面の所定の部位
に感光性有機膜を塗布して、突台部１６を形成してお
り、感光性有機膜を塗布する条件や回数を変化させるこ
とによって突台部１６の高さを調整でき、センシングエ
レメント１上面の実装基板４０上面に対する傾斜角度を
所望の角度に設定することができる。尚、本実施形態で
は下部キャップ３の下面に感光性有機膜からなる突台部
１６を形成しているが、突台部１６をガラスにより形成
して、下部キャップ３の下面に陽極接合するようにして
も良く、実施形態１の半導体加速度センサのように下部
キャップ３の下面に凹所を形成する必要がないから、下
部キャップ３の加工が容易になり、製品の製造コストを
下げることができる。

【００３２】尚、上部キャップ２についても下部キャッ
プ３’と同様にシリコンで形成されたものを用い、感光
性有機膜からなる接合層を用いてセンシングエレメント
１に接合するようにしても良く、センシングエレメント
１と対向する面にドライエッチングや異方性エッチング
などの方法を用いて凹所２ａを形成することができ、サ
ンドブラストなどの加工法で凹所２ａを形成する場合に
比べて、精度良く凹所２ａを形成できる。

【００３３】（実施形態４）本発明の実施形態４を図６
（ａ）（ｂ）を参照して説明する。実施形態３の半導体
加速度センサでは、シリコン基板１ａと対向する下部キ
ャップ３’の面に凹所３ａを形成することによって、下
部キャップ３’と重り部４との間に隙間を設け、重り部
５の揺動空間６を確保しているが、本実施形態の半導体
加速度センサでは、シリコン基板１ａと下部キャップ
３’とを結合する接合層１５の厚み寸法を、重り部５と
下部キャップ３’との間に必要な隙間の寸法よりも大き
くして、重り部５が揺動するのに必要な揺動空間６を確
保している。尚、下部キャップ３’及び接合層１５以外
の構成は実施形態３と同様であるので、同一の構成要素
には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００３４】上述のように、接合層１５の膜厚を調整す
ることによって、シリコン基板１ａと下部キャップ３’
との間の隙間の寸法を所望の寸法に設定し、重り部５の
揺動空間６を確保しているので、重り部５の揺動空間６
を確保するために重り部５と対向する下部キャップ３’
の面に凹所３ａを形成する必要がなく、下部キャップ
３’の上面を面一に形成している。また、突台部１６は
下部キャップ３’の下面に感光性有機膜を塗布すること
により形成しているから、下部キャップ３’を平板状に
形成すれば良く、下部キャップ３’の加工工程を減らし
て、製品の製造コストを低減できる。

【００３５】尚、上部キャップ２についても下部キャッ
プ３’と同様にシリコンで形成されたものを用い、感光
性有機膜からなる接合層を用いてセンシングエレメント
１に接合するようにし、さらに接合層の膜厚を調整する
ことによって重り部５との間に必要な隙間を設け、重り
部５の揺動空間６を確保するようにしても良く、上部キ
ャップ２を平板状に形成でき、上部キャップ２の加工工
程を減らして、製品の製造コストを低減できる。

【００３６】

【発明の効果】上述のように、請求項１の発明は、支持
部の主表面側の部位に薄肉の撓み部を介して揺動自在に
支持された重り部を有し、撓み部の変形を検出するゲー
ジ抵抗が撓み部に形成されたシリコンからなるセンシン
グエレメントと、重り部との間に重り部の揺動空間とな
る隙間を設けた状態で支持部の表面側に接合される第１
のキャップと、重り部との間に重り部の揺動空間となる
隙間を設けた状態で支持部の裏面側に接合され被取付部
に固定される第２のキャップとを備え、上記重り部に加
速度が加わる方向において重り部の重心位置と撓み部の
重心位置とが略一致するよう被取付部に対してセンシン
グエレメントを傾斜させた状態で第２のキャップを被取
付部に取り付けるための突台部を第２のキャップの裏面
に設けたことを特徴とし、第２のキャップの裏面には突
台部が突設されているので、第２のキャップを被取付部
に取り付けるだけで、被取付部に対してセンシングエレ
メントを傾斜させた状態で取り付けることができ、従来
の半導体加速度センサのように半導体加速度センサを実
装した実装基板の取付角度を調整する場合に比べて、組
立作業の手間を少なくでき、製品の製造コストを低減で
きるという効果がある。しかも、突台部の高さ寸法を調
整することによって、センシングエレメントの傾斜角度
を所望の角度に設定することができるから、重り部に加
速度が加わる方向において重り部の重心位置と撓み部の
重心位置とを容易に一致させることができ、他軸感度の
影響を低減して、検出値に発生する誤差を抑制できると
いう効果がある。

【００３７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記第２のキャップはガラスにより形成され、上記
突台部は第２のキャップと一体に形成されたことを特徴
とし、請求項１の発明と同様の効果を奏する。

【００３８】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記第２のキャップはシリコンで形成され、上記突
台部は第２のキャップ裏面の所定位置に塗布された感光
性有機膜からなることを特徴とし、感光性有機膜の膜厚
で被取付部位に対するセンシングエレメントの傾斜角が
決定されるので、傾斜角度の調整を容易に行えるという
効果がある。

【００３９】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、上記第２のキャップはシリコンで形成され、上記突
台部はガラスで形成され、第２のキャップ裏面の所定位
置に陽極接合されたことを特徴とし、請求項１の発明と
同様の効果を奏する。

【００４０】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、第１又は第２のキャップの内、少なくとも何れか一
方のキャップとセンシングエレメントとの間に、キャッ
プ及びセンシングエレメントにそれぞれ接合された接合
層を設け、この接合層の厚み寸法を、重り部の揺動範囲
を確保するのに必要な隙間の寸法よりも大きくしたこと
を特徴とし、請求項１の発明の作用に加えて、接合層の
厚み寸法を重り部の揺動範囲を確保するのに必要な隙間
の寸法よりも大きくしているので、揺動空間を確保する
ためにセンシングエレメントと対向するキャップの面に
凹所を形成する必要が無く、加工工程を減らすことによ
って製品の製造コストを低減できるという効果がある。

【００４１】請求項６の発明は、請求項２記載の半導体
加速度センサの製造方法であって、第１のキャップにお
けるセンシングエレメント側の面に凹所を形成するとと
もに、第２のキャップにおけるセンシングエレメント側
の面及びセンシングエレメントと反対側の面にそれぞれ
凹所を形成した後に、センシングエレメントの表面側及
び裏面側に第１及び第２のキャップを接合し、第２のキ
ャップの裏面側に形成された凹所の両側にある凸部の内
の一方の凸部が形成された第２のキャップの部位を除去
し、他方の凸部で上記突台部を構成して成ることを特徴
とし、裏面側に凹所が形成された第２のキャップをセン
シングエレメントの裏面に接合し、凹所の両側にある凸
部の内、一方の凸部が形成された第２のキャップの部位
を除去することによって、残った凸部で突台部を構成し
ているので、第２のキャップの裏面に突台部を容易に形
成できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の半導体加速度センサの使用状態を
示す断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は同上の各製造工程を示す断面
図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は同上の各製造工程を示す断面
図である。

【図４】（ａ）は実施形態２の半導体加速度センサの断
面図、（ｂ）は同上の使用状態を示す断面図である。

【図５】（ａ）は実施形態３の半導体加速度センサの断
面図、（ｂ）は同上の使用状態を示す断面図である。

【図６】（ａ）は実施形態４の半導体加速度センサの断
面図、（ｂ）は同上の使用状態を示す断面図である。

【図７】従来の半導体加速度センサの断面図である。

【図８】同上の上部キャップを接合する前の状態を示す
上面図である。

【図９】同上の使用状態を説明する断面図である。

【符号の説明】

１ センシングエレメント ２ 上部キャップ ３ 下部キャップ ３ｂ 突台部 ４ 撓み部 ５ 重り部 ７ ゲージ抵抗 １０ 支持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 上 浩則 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 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 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 (72)発明者 石田 拓郎 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 CA23 DA03 DA04 DA05 DA06 DA10 DA11 EA03 EA06 EA07 GA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持部の主表面側の部位に薄肉の撓み部を
   介して揺動自在に支持された重り部を有し、撓み部の変
   形を検出するゲージ抵抗が撓み部に形成されたシリコン
   からなるセンシングエレメントと、重り部との間に重り
   部の揺動空間となる隙間を設けた状態で支持部の表面側
   に接合される第１のキャップと、重り部との間に重り部
   の揺動空間となる隙間を設けた状態で支持部の裏面側に
   接合され被取付部に固定される第２のキャップとを備
   え、 上記重り部に加速度が加わる方向において重り部の重心
   位置と撓み部の重心位置とが略一致するよう被取付部に
   対してセンシングエレメントを傾斜させた状態で第２の
   キャップを被取付部に取り付けるための突台部を第２の
   キャップの裏面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】上記第２のキャップはガラスにより形成さ
   れ、上記突台部は第２のキャップと一体に形成されたこ
   とを特徴とする請求項１記載の半導体加速度センサ。
3. 【請求項３】上記第２のキャップはシリコンで形成さ
   れ、上記突台部は第２のキャップ裏面の所定位置に塗布
   された感光性有機膜からなることを特徴とする請求項１
   記載の半導体加速度センサ。
4. 【請求項４】上記第２のキャップはシリコンで形成さ
   れ、上記突台部はガラスで形成され、第２のキャップ裏
   面の所定位置に陽極接合されたことを特徴とする請求項
   １記載の半導体加速度センサ。
5. 【請求項５】第１又は第２のキャップの内、少なくとも
   何れか一方のキャップとセンシングエレメントとの間
   に、キャップ及びセンシングエレメントにそれぞれ接合
   された接合層を設け、この接合層の厚み寸法を、重り部
   の揺動範囲を確保するのに必要な隙間の寸法よりも大き
   くしたことを特徴とする請求項１記載の半導体加速度セ
   ンサ。
6. 【請求項６】請求項２記載の半導体加速度センサの製造
   方法であって、第１のキャップにおけるセンシングエレ
   メント側の面に凹所を形成するとともに、第２のキャッ
   プにおけるセンシングエレメント側の面及びセンシング
   エレメントと反対側の面にそれぞれ凹所を形成した後
   に、センシングエレメントの表面側及び裏面側に第１及
   び第２のキャップを接合し、第２のキャップの裏面側に
   形成された凹所の両側にある凸部の内の一方の凸部が形
   成された第２のキャップの部位を除去し、他方の凸部で
   上記突台部を構成して成ることを特徴とする半導体加速
   度センサの製造方法。