JP2003057263A - 加速度センサおよびその製造方法 - Google Patents
加速度センサおよびその製造方法Info
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- 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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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可動基板と固定基板の接合面の表面粗度や洗
浄度合いを厳しく管理することなく、可動基板の支持部
と固定基板とが容易に接合でき、接合歩留まりが向上し
安定生産できる加速度センサおよびその製造方法を提供
することを目的とする。 【解決手段】 少なくとも薄肉の梁部の一方に質量体と
この梁部を支持する支持部とを一体に設けた可動基板
と、前記質量体と対向する位置にそれぞれ設けた第１、
第２の固定電極を有する第１、第２の固定基板とからな
り、前記支持部と前記第１、第２の固定基板との間に絶
縁層を第１、第２の固定基板の表面に絶縁体レジストを
塗布する工程と、絶縁体レジストを支持部と概略同形状
なパターンに露光現像する工程と、第１、第２の固定基
板と支持部とを加熱硬化接合する工程から設け、可動基
板の支持部と第１、第２の固定基板とを接合する構成に
よる製造方法とした。
浄度合いを厳しく管理することなく、可動基板の支持部
と固定基板とが容易に接合でき、接合歩留まりが向上し
安定生産できる加速度センサおよびその製造方法を提供
することを目的とする。 【解決手段】 少なくとも薄肉の梁部の一方に質量体と
この梁部を支持する支持部とを一体に設けた可動基板
と、前記質量体と対向する位置にそれぞれ設けた第１、
第２の固定電極を有する第１、第２の固定基板とからな
り、前記支持部と前記第１、第２の固定基板との間に絶
縁層を第１、第２の固定基板の表面に絶縁体レジストを
塗布する工程と、絶縁体レジストを支持部と概略同形状
なパターンに露光現像する工程と、第１、第２の固定基
板と支持部とを加熱硬化接合する工程から設け、可動基
板の支持部と第１、第２の固定基板とを接合する構成に
よる製造方法とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の姿勢制御や
エアバック制御等のシステムに用いられる加速度センサ
およびその製造方法に関するものである。
エアバック制御等のシステムに用いられる加速度センサ
およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の加速度センサ、特に静電容量式加
速度センサとしては特開平１−１５２３６９号公報に開
示されたものが知られている。以下に従来の加速度セン
サについて、図面を参照しながら説明する。図５は従来
の加速度センサの断面図である。図５において、１はシ
リコン材料からなり肉薄の梁部２と梁部２の一端に設け
られた質量体３と梁部２の他端に設けられた支持部４か
らなる可動基板、５，６はガラス材料からなる基板の質
量体３と対向する位置に固定電極７，８をそれぞれ設け
た固定基板である。その製造方法としては、可動基板
１、固定基板５，６は別部材であり、可動基板１はウエ
ットエッチングやドライエッチングなどにより梁部２、
質量体３、支持部４などを所定の形状に加工し、固定基
板５，６は質量体３の対向する位置に固定電極７，８を
真空蒸着により指定の形状に形成し、最後に可動基板１
と固定基板５，６とを陽極接合している。
速度センサとしては特開平１−１５２３６９号公報に開
示されたものが知られている。以下に従来の加速度セン
サについて、図面を参照しながら説明する。図５は従来
の加速度センサの断面図である。図５において、１はシ
リコン材料からなり肉薄の梁部２と梁部２の一端に設け
られた質量体３と梁部２の他端に設けられた支持部４か
らなる可動基板、５，６はガラス材料からなる基板の質
量体３と対向する位置に固定電極７，８をそれぞれ設け
た固定基板である。その製造方法としては、可動基板
１、固定基板５，６は別部材であり、可動基板１はウエ
ットエッチングやドライエッチングなどにより梁部２、
質量体３、支持部４などを所定の形状に加工し、固定基
板５，６は質量体３の対向する位置に固定電極７，８を
真空蒸着により指定の形状に形成し、最後に可動基板１
と固定基板５，６とを陽極接合している。
【０００３】以上のように構成された従来の加速度セン
サについて、その動作を説明する。質量体に外部から力
を受けるとき質量体には加速度が発生するが、同時に質
量体には元にあった位置にとどまろうとする慣性力が働
く。この慣性力によって梁部に物理的な歪を発生させ、
このときの歪を検出することで質量体に与えられた加速
度を測定することができる。具体的には、梁が歪むこと
で質量体の位置が上下に変化し、そのとき質量体と固定
電極との間の静電容量が変化するので、上下の静電容量
の差を測定することで加速度の方向と大きさを検出する
ことができる。
サについて、その動作を説明する。質量体に外部から力
を受けるとき質量体には加速度が発生するが、同時に質
量体には元にあった位置にとどまろうとする慣性力が働
く。この慣性力によって梁部に物理的な歪を発生させ、
このときの歪を検出することで質量体に与えられた加速
度を測定することができる。具体的には、梁が歪むこと
で質量体の位置が上下に変化し、そのとき質量体と固定
電極との間の静電容量が変化するので、上下の静電容量
の差を測定することで加速度の方向と大きさを検出する
ことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成において、可動基板はウエットエッチングやドラ
イエッチングなどにより梁部、質量体、支持部などを所
定の形状に加工しているが、その工程での残留応力や支
持部表面粗度悪化あるいは加工前の予備基板の反りなど
で、可動基板と固定基板との陽極接合が不充分な場合が
発生する。特に接合工程での歩留まりが悪化し、歩留ま
りを改善するには接合前に接合表面の表面粗度や基板の
洗浄度合いなどを厳しく管理する必要があるという課題
を有していた。また、陽極接合を行うには固定基板のガ
ラス材料に可動イオンとしてＮａなどのアルカリ希土類
を含有させる必要があるため、ガラス材料選定が制約さ
れたり、耐酸性と耐アルカリ性の劣化による製造工程で
使用する洗浄液、エッチング液など制約があるという課
題を有していた。
の構成において、可動基板はウエットエッチングやドラ
イエッチングなどにより梁部、質量体、支持部などを所
定の形状に加工しているが、その工程での残留応力や支
持部表面粗度悪化あるいは加工前の予備基板の反りなど
で、可動基板と固定基板との陽極接合が不充分な場合が
発生する。特に接合工程での歩留まりが悪化し、歩留ま
りを改善するには接合前に接合表面の表面粗度や基板の
洗浄度合いなどを厳しく管理する必要があるという課題
を有していた。また、陽極接合を行うには固定基板のガ
ラス材料に可動イオンとしてＮａなどのアルカリ希土類
を含有させる必要があるため、ガラス材料選定が制約さ
れたり、耐酸性と耐アルカリ性の劣化による製造工程で
使用する洗浄液、エッチング液など制約があるという課
題を有していた。
【０００５】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、可動基板と固定基板とを接合する工程での歩留まり
を向上し、安定生産できる加速度センサを提供すること
を目的とする。
で、可動基板と固定基板とを接合する工程での歩留まり
を向上し、安定生産できる加速度センサを提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の加速度センサは、可動基板と固定基板との間
に絶縁層を設けて、この絶縁層にて接合するため加工基
板の残留応力を吸収し、接合面の表面粗度や洗浄度合い
を厳しく管理することなく、接合工程での歩留まりが向
上し、安定生産できる加速度センサを提供することがで
きる。
に本発明の加速度センサは、可動基板と固定基板との間
に絶縁層を設けて、この絶縁層にて接合するため加工基
板の残留応力を吸収し、接合面の表面粗度や洗浄度合い
を厳しく管理することなく、接合工程での歩留まりが向
上し、安定生産できる加速度センサを提供することがで
きる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、少なくとも薄肉の梁部の一方に質量体とこの梁部を
支持する支持部とを一体に設けた可動基板と、前記質量
体と対向する位置にそれぞれ設けた第１、第２の固定電
極を有する第１、第２の固定基板とからなり、前記支持
部と前記第１、第２の固定基板との間に絶縁層を設ける
ことで、可動基板との電気的絶縁性を確保しつつ可動基
板および第１、第２の固定基板のように加工された基板
の残留応力を吸収して接合することができ、加速度セン
サの生産が安定するという作用を有するものである。
は、少なくとも薄肉の梁部の一方に質量体とこの梁部を
支持する支持部とを一体に設けた可動基板と、前記質量
体と対向する位置にそれぞれ設けた第１、第２の固定電
極を有する第１、第２の固定基板とからなり、前記支持
部と前記第１、第２の固定基板との間に絶縁層を設ける
ことで、可動基板との電気的絶縁性を確保しつつ可動基
板および第１、第２の固定基板のように加工された基板
の残留応力を吸収して接合することができ、加速度セン
サの生産が安定するという作用を有するものである。
【０００８】請求項２に記載の発明は、絶縁層の厚みは
質量体と第１、第２の固定基板との距離となるようにす
ることで、第１、第２の固定基板の第１、第２の溝部を
深く加工することなく、質量体が加速度を受けたときに
可動するとき絶縁層の厚みが可動基板と固定基板との間
に生じる静電容量変化の基準となるように可動基板の支
持部とそれぞれの固定基板を接合でき、加速度を検出す
ることができるという作用を有するものである。
質量体と第１、第２の固定基板との距離となるようにす
ることで、第１、第２の固定基板の第１、第２の溝部を
深く加工することなく、質量体が加速度を受けたときに
可動するとき絶縁層の厚みが可動基板と固定基板との間
に生じる静電容量変化の基準となるように可動基板の支
持部とそれぞれの固定基板を接合でき、加速度を検出す
ることができるという作用を有するものである。
【０００９】請求項３に記載の発明は、絶縁層と第１、
第２の固定基板との間に導電材料からなる接合補助膜を
設けたことで、絶縁層と固定基板との接合強度を高める
とともに接合補助膜を接地することで加速度検出時にノ
イズを受けにくくなるという作用を有するものである。
第２の固定基板との間に導電材料からなる接合補助膜を
設けたことで、絶縁層と固定基板との接合強度を高める
とともに接合補助膜を接地することで加速度検出時にノ
イズを受けにくくなるという作用を有するものである。
【００１０】請求項４に記載の発明は、接合補助膜はＡ
ｕ材料からなることで、絶縁層と固定基板との接合強度
が更に高くなるという作用を有するものである。
ｕ材料からなることで、絶縁層と固定基板との接合強度
が更に高くなるという作用を有するものである。
【００１１】請求項５に記載の発明は、少なくとも可動
基板となる第１の予備基板に薄肉の梁部と質量体と支持
部を加工形成する工程と、第１、第２の固定基板となる
第２，３の予備基板に溝を加工形成する工程と、前記質
量体と対向する溝の表面に第１、第２の固定電極を形成
する工程と、前記第１、第２の固定基板の表面に絶縁体
レジストを塗布する工程と、前記絶縁体レジストを前記
支持部と概略同形状なパターンに露光現像する工程と、
前記第１、第２の固定基板と前記支持部とを加熱硬化接
合する工程からなる加速度センサの製造方法により、少
なくとも可動する梁部と質量体および質量体に対向する
固定電極以外に絶縁層が設けられ、可動基板の支持部と
固定基板が均一な絶縁層の膜厚にて容易に接合できると
いう作用を有するものである。
基板となる第１の予備基板に薄肉の梁部と質量体と支持
部を加工形成する工程と、第１、第２の固定基板となる
第２，３の予備基板に溝を加工形成する工程と、前記質
量体と対向する溝の表面に第１、第２の固定電極を形成
する工程と、前記第１、第２の固定基板の表面に絶縁体
レジストを塗布する工程と、前記絶縁体レジストを前記
支持部と概略同形状なパターンに露光現像する工程と、
前記第１、第２の固定基板と前記支持部とを加熱硬化接
合する工程からなる加速度センサの製造方法により、少
なくとも可動する梁部と質量体および質量体に対向する
固定電極以外に絶縁層が設けられ、可動基板の支持部と
固定基板が均一な絶縁層の膜厚にて容易に接合できると
いう作用を有するものである。
【００１２】以下、本発明の一実施の形態における加速
度センサについて、図面を参照しながら説明する。
度センサについて、図面を参照しながら説明する。
【００１３】図１は本発明の一実施の形態における静電
容量式加速度センサの断面図、図２は本発明の他の実施
の形態における静電容量式加速度センサの断面図、図３
は本発明の他の実施の形態における静電容量式加速度セ
ンサの断面図、図４は本発明の他の実施の形態における
静電容量式加速度センサの製造工程図である。
容量式加速度センサの断面図、図２は本発明の他の実施
の形態における静電容量式加速度センサの断面図、図３
は本発明の他の実施の形態における静電容量式加速度セ
ンサの断面図、図４は本発明の他の実施の形態における
静電容量式加速度センサの製造工程図である。
【００１４】図１〜図４において、１１は可動基板、１
２はシリコン材料などの弾性体からなる肉薄の梁部、１
３は梁部１１の一方にガラス材料を貼り合せた質量体、
１４は梁部１２の他方に設けられる支持部、１５，１６
は質量体１３の表面に設けられＡｕなどの薄膜導電材料
からなる第１、第２の可動電極、１７，１８はガラス材
料からなる第１、第２の固定基板、１９Ａ，１９Ｂ，２
０Ａ，２０Ｂは質量体１３と対向しそれぞれの固定基板
１７，１８の内壁側に設けられた第１、第２の溝部、２
１，２２は第１、第２の溝部１９Ａ，１９Ｂ，２０Ａ，
２０Ｂの表面に設けられＡｕなどの薄膜導電材料からな
る第１、第２の固定電極、２３Ａ，２３Ｂは紫外線硬化
と熱硬化の両方を備えたアクリル系樹脂などからなる絶
縁層、２４は可動基板１１に加工する前の第１の予備基
板、２５，２６は第１、第２の固定基板１７，１８に加
工する前の第２、第３の予備基板、２７Ａ，２７Ｂは絶
縁体レジスト、２８はＡｕ材料などの導電材料からなる
接合補助膜である。
２はシリコン材料などの弾性体からなる肉薄の梁部、１
３は梁部１１の一方にガラス材料を貼り合せた質量体、
１４は梁部１２の他方に設けられる支持部、１５，１６
は質量体１３の表面に設けられＡｕなどの薄膜導電材料
からなる第１、第２の可動電極、１７，１８はガラス材
料からなる第１、第２の固定基板、１９Ａ，１９Ｂ，２
０Ａ，２０Ｂは質量体１３と対向しそれぞれの固定基板
１７，１８の内壁側に設けられた第１、第２の溝部、２
１，２２は第１、第２の溝部１９Ａ，１９Ｂ，２０Ａ，
２０Ｂの表面に設けられＡｕなどの薄膜導電材料からな
る第１、第２の固定電極、２３Ａ，２３Ｂは紫外線硬化
と熱硬化の両方を備えたアクリル系樹脂などからなる絶
縁層、２４は可動基板１１に加工する前の第１の予備基
板、２５，２６は第１、第２の固定基板１７，１８に加
工する前の第２、第３の予備基板、２７Ａ，２７Ｂは絶
縁体レジスト、２８はＡｕ材料などの導電材料からなる
接合補助膜である。
【００１５】本発明の実施の形態１の図１において、第
１、第２の溝部１９Ａ，２０Ａは質量体１３の可動距離
より深く設け、絶縁層２３Ａは薄く設け、可動基板１１
の支持部１４と第１、第２の固定基板、１７，１８とは
絶縁層２３Ａにて接合している。本発明の実施の形態２
の図２において、第１、第２の溝部１９Ｂ，２０Ｂは第
１、第２の固定電極２１，２２の厚みと概寸法程度に浅
く設け、絶縁層２３Ｂは質量体１３の可動距離より厚く
設け、可動基板１１の支持部１４と第１、第２の固定基
板１７，１８とは絶縁層２３Ｂにて接合している。ここ
で加速度±１９．６ｍ／ｓ2の検出範囲で梁部１２と質
量体１３を構造設計して質量体１３の可動距離を１μｍ
とした場合、絶縁層２３Ａはそれより薄く、絶縁層２３
Ｂはそれより厚くする。本発明の実施の形態３の図３に
おいて、絶縁層２３の下層に接合補助膜２８を設けて、
可動基板１１の支持部１４と第１、第２の固定基板１
７，１８を接合している。これらの構成により、可動基
板１１と第１、第２の固定基板１７，１８が電気的絶縁
性を確保しつつ可動基板および第１、第２の固定基板の
ように加工された基板の残留応力を吸収して接合するこ
とができ、加速度センサの生産が安定するという効果を
有するものである。
１、第２の溝部１９Ａ，２０Ａは質量体１３の可動距離
より深く設け、絶縁層２３Ａは薄く設け、可動基板１１
の支持部１４と第１、第２の固定基板、１７，１８とは
絶縁層２３Ａにて接合している。本発明の実施の形態２
の図２において、第１、第２の溝部１９Ｂ，２０Ｂは第
１、第２の固定電極２１，２２の厚みと概寸法程度に浅
く設け、絶縁層２３Ｂは質量体１３の可動距離より厚く
設け、可動基板１１の支持部１４と第１、第２の固定基
板１７，１８とは絶縁層２３Ｂにて接合している。ここ
で加速度±１９．６ｍ／ｓ2の検出範囲で梁部１２と質
量体１３を構造設計して質量体１３の可動距離を１μｍ
とした場合、絶縁層２３Ａはそれより薄く、絶縁層２３
Ｂはそれより厚くする。本発明の実施の形態３の図３に
おいて、絶縁層２３の下層に接合補助膜２８を設けて、
可動基板１１の支持部１４と第１、第２の固定基板１
７，１８を接合している。これらの構成により、可動基
板１１と第１、第２の固定基板１７，１８が電気的絶縁
性を確保しつつ可動基板および第１、第２の固定基板の
ように加工された基板の残留応力を吸収して接合するこ
とができ、加速度センサの生産が安定するという効果を
有するものである。
【００１６】以上のように構成された本発明の実施の形
態２における加速度センサの製造方法を説明する。
態２における加速度センサの製造方法を説明する。
【００１７】図４において、（ａ）〜（ｃ）は可動基板
１１、（ｄ）〜（ｈ）は第１、第２の固定基板１７，１
８の製造工程を示し、（ｉ）は可動基板１１と第１、第
２の固定基板１７，１８を接合した状態を示している。
各製造工程では最終的に加速度センサに個片化するまで
ウエハ状態（図示せず）で製造するが、個片状態の断面
図にて表記している。
１１、（ｄ）〜（ｈ）は第１、第２の固定基板１７，１
８の製造工程を示し、（ｉ）は可動基板１１と第１、第
２の固定基板１７，１８を接合した状態を示している。
各製造工程では最終的に加速度センサに個片化するまで
ウエハ状態（図示せず）で製造するが、個片状態の断面
図にて表記している。
【００１８】まず、第１の予備基板２４は薄肉のシリコ
ン基板２４Ａとガラス基板２４Ｂが貼り合わされている
（図４（ａ））。
ン基板２４Ａとガラス基板２４Ｂが貼り合わされている
（図４（ａ））。
【００１９】次に、ガラス基板２４Ｂの表面にエッチン
グ用レジストをスピンコートで成膜し、露光、現像して
レジストをパターンニングし、ウエットエッチングまた
はドライエッチングにより、質量体１３の外周を所定形
状に加工し、梁部１２、支持部１４を形成し、残存する
レジストを除去する。
グ用レジストをスピンコートで成膜し、露光、現像して
レジストをパターンニングし、ウエットエッチングまた
はドライエッチングにより、質量体１３の外周を所定形
状に加工し、梁部１２、支持部１４を形成し、残存する
レジストを除去する。
【００２０】次に、シリコン基板２４Ａの表面にエッチ
ング用レジストをスピンコートで成膜し、露光、現像し
てレジストをパターンニングし、ウエットエッチングま
たはドライエッチングにより、質量体１３が可動できる
ように所定形状に加工し、残存するレジストを除去する
（図４（ｂ））。
ング用レジストをスピンコートで成膜し、露光、現像し
てレジストをパターンニングし、ウエットエッチングま
たはドライエッチングにより、質量体１３が可動できる
ように所定形状に加工し、残存するレジストを除去する
（図４（ｂ））。
【００２１】次に、質量体１３の表面にメタルマスクを
使用した真空蒸着にてＡｕなどの導電材料を第１，２の
可動電極１５，１６として所定形状に薄膜パターンを形
成する（図４（ｃ））。なお、接合補助膜２８を形成す
る場合は、第１，２の可動電極１５，１６とは独立させ
た接合個所のみのパターンにて同時形成する。
使用した真空蒸着にてＡｕなどの導電材料を第１，２の
可動電極１５，１６として所定形状に薄膜パターンを形
成する（図４（ｃ））。なお、接合補助膜２８を形成す
る場合は、第１，２の可動電極１５，１６とは独立させ
た接合個所のみのパターンにて同時形成する。
【００２２】次に第２，３の固定基板２５，２６（図４
（ｄ））の表面にエッチング用レジストをスピンコート
で成膜し、露光、現像してレジストをパターンニング
し、ウエットエッチングまたはドライエッチングによ
り、質量体１３と対向する位置に第１，２の溝部１９，
２０を形成し、残存するレジストを除去する（図４
（ｅ））。
（ｄ））の表面にエッチング用レジストをスピンコート
で成膜し、露光、現像してレジストをパターンニング
し、ウエットエッチングまたはドライエッチングによ
り、質量体１３と対向する位置に第１，２の溝部１９，
２０を形成し、残存するレジストを除去する（図４
（ｅ））。
【００２３】次に、第１，２の溝部１９，２０の表面に
メタルマスクを使用した真空蒸着にてＡｕなどの導電材
料を第１，２の固定電極２１，２２として所定形状の薄
膜パターンを形成する（図４（ｆ））。
メタルマスクを使用した真空蒸着にてＡｕなどの導電材
料を第１，２の固定電極２１，２２として所定形状の薄
膜パターンを形成する（図４（ｆ））。
【００２４】次に、ネガ型の絶縁体レジスト２７Ａをス
ピンコータにて５００〜２０００／分で回転させて第
１，２の固定基板１７，１８の表面に成膜し、加熱炉に
て７０〜９０℃で５〜１５分プリベークする（図４
（ｇ））。
ピンコータにて５００〜２０００／分で回転させて第
１，２の固定基板１７，１８の表面に成膜し、加熱炉に
て７０〜９０℃で５〜１５分プリベークする（図４
（ｇ））。
【００２５】次に、プリベークされた絶縁体レジスト２
７Ａの表面に紫外線を５〜３０秒露光し、炭酸ナトリウ
ム１％水溶液などのアルカリ系現像液にて１〜３分現像
し、純水にて５分程度リンスすることで紫外線を照射さ
れた部分が可動基板１１の支持部１３と接合するための
パターンとなり、絶縁体レジスト２７Ｂを形成する（図
４（ｈ））。なお、本実施の形態はネガ型のレジストと
したが、ポジ型の絶縁体レジストを使用した場合は、紫
外線が照射されなかった部分が接合するためのパターン
となる。
７Ａの表面に紫外線を５〜３０秒露光し、炭酸ナトリウ
ム１％水溶液などのアルカリ系現像液にて１〜３分現像
し、純水にて５分程度リンスすることで紫外線を照射さ
れた部分が可動基板１１の支持部１３と接合するための
パターンとなり、絶縁体レジスト２７Ｂを形成する（図
４（ｈ））。なお、本実施の形態はネガ型のレジストと
したが、ポジ型の絶縁体レジストを使用した場合は、紫
外線が照射されなかった部分が接合するためのパターン
となる。
【００２６】次に、可動基板１１と第１，２の固定基板
１７，１８との接合位置をアライメントして、加熱炉に
て１５０〜３００℃で０．５〜２時間加熱して、絶縁体
レジスト２７Ｂを熱硬化させて、可動基板１１の支持部
１３と第１，２の固定基板１７，１８を接着接合する
（図４（ｉ））。
１７，１８との接合位置をアライメントして、加熱炉に
て１５０〜３００℃で０．５〜２時間加熱して、絶縁体
レジスト２７Ｂを熱硬化させて、可動基板１１の支持部
１３と第１，２の固定基板１７，１８を接着接合する
（図４（ｉ））。
【００２７】最後に、ウエハ状態で作成した多数の加速
度センサをダイシングして個片化する（図示せず）。
度センサをダイシングして個片化する（図示せず）。
【００２８】このような製造方法により、従来の陽極接
合に対して電圧を印加せずに１５０〜３００℃の低温下
で安定した接合ができ、固定基板のガラス材料の選択性
が広がるという効果を有する。また、接合個所に絶縁レ
ジスト膜厚が均一にパターン形成でき、加速度の検出精
度が向上するという効果を有する。なお、接合補助膜を
形成しても工数は増加することなく実施できる。
合に対して電圧を印加せずに１５０〜３００℃の低温下
で安定した接合ができ、固定基板のガラス材料の選択性
が広がるという効果を有する。また、接合個所に絶縁レ
ジスト膜厚が均一にパターン形成でき、加速度の検出精
度が向上するという効果を有する。なお、接合補助膜を
形成しても工数は増加することなく実施できる。
【００２９】以上のように製造された本発明の一実施の
形態における加速度センサについて、その動作を説明す
る。
形態における加速度センサについて、その動作を説明す
る。
【００３０】質量体１３に外部から力を受けるとき質量
体１３には加速度が発生するが、同時に質量体１３には
元にあった位置にとどまろうとする慣性力が働く。この
慣性力によって梁部１２に物理的な歪を発生させ、この
ときの歪を検出することで質量体１３に与えられた加速
度を測定することができる。具体的には、梁部１２が歪
むことで質量体１３の位置が上下に変化し、そのとき第
１の可動電極１５と第１の固定電極２１および第２の可
動電極１６と第２の固定電極２２との間の距離が変化つ
まり静電容量が変化し、上下の静電容量の差を測定する
ことで加速度の方向と大きさを検出することができる。
体１３には加速度が発生するが、同時に質量体１３には
元にあった位置にとどまろうとする慣性力が働く。この
慣性力によって梁部１２に物理的な歪を発生させ、この
ときの歪を検出することで質量体１３に与えられた加速
度を測定することができる。具体的には、梁部１２が歪
むことで質量体１３の位置が上下に変化し、そのとき第
１の可動電極１５と第１の固定電極２１および第２の可
動電極１６と第２の固定電極２２との間の距離が変化つ
まり静電容量が変化し、上下の静電容量の差を測定する
ことで加速度の方向と大きさを検出することができる。
【００３１】実施の形態１では第１，２の固定基板１
７，１８の第１，２の溝部１９，２０の深さと絶縁層２
３Ａの厚みを加算した値が、質量体に重力および加速度
が加わらない状態である中立の位置での第１の可動電極
１５と第１の固定電極２１および第２の可動電極１６と
第２の固定電極２２との間の概距離となる。実施の形態
２では絶縁層２３Ｂの厚みがそれに相当する。さらに絶
縁層２３にて可動基板１１の支持部１４と第１，２の固
定基板１７，１８とを接合しており、絶縁層２３が均一
に成膜できることで加速度の検出精度が向上し、かつ接
合工程での歩留まりを向上させ、加速度センサを安定生
産することができるという効果を有するものである。実
施の形態３では接合補助膜２８を接地することで加速度
検出時にノイズを受けにくくできるという効果を有する
ものである。
７，１８の第１，２の溝部１９，２０の深さと絶縁層２
３Ａの厚みを加算した値が、質量体に重力および加速度
が加わらない状態である中立の位置での第１の可動電極
１５と第１の固定電極２１および第２の可動電極１６と
第２の固定電極２２との間の概距離となる。実施の形態
２では絶縁層２３Ｂの厚みがそれに相当する。さらに絶
縁層２３にて可動基板１１の支持部１４と第１，２の固
定基板１７，１８とを接合しており、絶縁層２３が均一
に成膜できることで加速度の検出精度が向上し、かつ接
合工程での歩留まりを向上させ、加速度センサを安定生
産することができるという効果を有するものである。実
施の形態３では接合補助膜２８を接地することで加速度
検出時にノイズを受けにくくできるという効果を有する
ものである。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、本発明の加速度センサ
は、少なくとも薄肉の梁部の一方に質量体とこの梁部を
支持する支持部とを一体に設けた可動基板と、前記質量
体と対向する位置にそれぞれ設けた第１、第２の固定電
極を有する第１、第２の固定基板とからなり、前記支持
部と前記第１、第２の固定基板との間に絶縁層を第１、
第２の固定基板の表面に絶縁体レジストを塗布する工程
と、絶縁体レジストを支持部と概略同形状なパターンに
露光現像する工程と、第１、第２の固定基板と支持部と
を加熱硬化接合する工程から設けることで、可動基板の
支持部と第１、第２の固定基板とを接合でき、安定生産
した加速度センサを提供することができるという効果を
有するものである。なお、可動基板は弾性材料のみで構
成したり、導電性を有する可動基板では可動電極を形成
しなくても同様な効果が得られる。
は、少なくとも薄肉の梁部の一方に質量体とこの梁部を
支持する支持部とを一体に設けた可動基板と、前記質量
体と対向する位置にそれぞれ設けた第１、第２の固定電
極を有する第１、第２の固定基板とからなり、前記支持
部と前記第１、第２の固定基板との間に絶縁層を第１、
第２の固定基板の表面に絶縁体レジストを塗布する工程
と、絶縁体レジストを支持部と概略同形状なパターンに
露光現像する工程と、第１、第２の固定基板と支持部と
を加熱硬化接合する工程から設けることで、可動基板の
支持部と第１、第２の固定基板とを接合でき、安定生産
した加速度センサを提供することができるという効果を
有するものである。なお、可動基板は弾性材料のみで構
成したり、導電性を有する可動基板では可動電極を形成
しなくても同様な効果が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態における静電容量式加速
度センサの断面図
度センサの断面図
【図２】本発明の他の実施の形態における静電容量式加
速度センサの断面図
速度センサの断面図
【図３】本発明の他の実施の形態における静電容量式加
速度センサの断面図
速度センサの断面図
【図４】本発明の他の実施の形態における静電容量式加
速度センサの製造工程図
速度センサの製造工程図
【図５】従来の加速度センサの断面図
１１ 可動基板
１２ 梁部
１３ 質量体
１４ 支持部
１５，１６ 可動電極
１７，１８ 固定基板
１９，２０ 溝部
２１，２２ 固定電極
２３ 絶縁層
２４，２５，２６ 予備基板
２７ 絶縁体レジスト
２８ 接合補助膜
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも薄肉の梁部の一方に質量体と
この梁部を支持する支持部とを一体に設けた可動基板
と、前記質量体と対向する位置にそれぞれ設けた第１、
第２の固定電極を有する第１、第２の固定基板とからな
り、前記支持部と前記第１、第２の固定基板との間に絶
縁層を設けてなる加速度センサ。 - 【請求項２】 絶縁層の厚みは質量体と第１、第２の固
定基板との距離となるように設けた請求項１記載の加速
度センサ。 - 【請求項３】 絶縁層と第１、第２の固定基板との間に
導電材料からなる接合補助膜を設けた請求項１記載の加
速度センサ。 - 【請求項４】 接合補助膜はＡｕ材料からなる請求項３
記載の加速度センサ。 - 【請求項５】 少なくとも可動基板となる第１の予備基
板に薄肉の梁部と質量体と支持部を加工形成する工程
と、第１、第２の固定基板となる第２，３の予備基板に
溝を加工形成する工程と、前記質量体と対向する溝の表
面に第１、第２の固定電極を形成する工程と、前記第
１、第２の固定基板の表面に絶縁体レジストを塗布する
工程と、前記絶縁体レジストを前記支持部と概略同形状
なパターンに露光現像する工程と、前記第１、第２の固
定基板と前記支持部とを加熱硬化接合する工程からなる
加速度センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001242873A JP2003057263A (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | 加速度センサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001242873A JP2003057263A (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | 加速度センサおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003057263A true JP2003057263A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19073078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001242873A Pending JP2003057263A (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | 加速度センサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003057263A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005227106A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Seiko Instruments Inc | 容量型力学量センサ |
| JP2006053125A (ja) * | 2004-04-05 | 2006-02-23 | Seiko Instruments Inc | 容量型力学量センサおよび半導体装置 |
| WO2008102535A1 (ja) * | 2007-02-20 | 2008-08-28 | Panasonic Corporation | 慣性力センサおよび複合慣性力センサ |
| US8188555B2 (en) | 2007-12-06 | 2012-05-29 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Capacitive sensor and manufacturing method therefor |
| CN108490217A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-09-04 | 温州大学 | 接触模式微加速度计 |
-
2001
- 2001-08-09 JP JP2001242873A patent/JP2003057263A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005227106A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Seiko Instruments Inc | 容量型力学量センサ |
| JP4520752B2 (ja) * | 2004-02-12 | 2010-08-11 | セイコーインスツル株式会社 | 容量型力学量センサの製造方法 |
| JP2006053125A (ja) * | 2004-04-05 | 2006-02-23 | Seiko Instruments Inc | 容量型力学量センサおよび半導体装置 |
| WO2008102535A1 (ja) * | 2007-02-20 | 2008-08-28 | Panasonic Corporation | 慣性力センサおよび複合慣性力センサ |
| US8117914B2 (en) | 2007-02-20 | 2012-02-21 | Panasonic Corporation | Inertia force sensor and composite sensor for detecting inertia force |
| US8188555B2 (en) | 2007-12-06 | 2012-05-29 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Capacitive sensor and manufacturing method therefor |
| CN108490217A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-09-04 | 温州大学 | 接触模式微加速度计 |
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