JP2003156511A - Very small structure with movable structure part - Google Patents
Very small structure with movable structure partInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、可動構造部を有する微
小構造体に関し、特に、可動構造部の動きに応じて出力
信号を得る加速度センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microstructure having a movable structure, and more particularly to an acceleration sensor which obtains an output signal according to the movement of the movable structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】可動構造部を利用したセンサには種々の
タイプのものがある。例えば、慣性センサとして代表的
なものとして、加速度センサや角加速度センサ(振動ジ
ャイロ)がある。2. Description of the Related Art There are various types of sensors using a movable structure. For example, typical inertial sensors include an acceleration sensor and an angular acceleration sensor (vibration gyro).
【0003】自動車などの車両の加速度を検出する加速
度センサは、一般に、半導体のピエゾ抵抗効果を利用し
ている。このようなセンサは、例えば、シリコン基体に
空洞部を形成し、その中に3次元方向に自由に動くこと
ができる箱形の可動構造部を収容している。可動構造部
にはピエゾ素子が連結されており、可動構造部の動きに
対応した応力がピエゾ素子に加わるように構成されてい
る。そして、ピエゾ素子に加わる応力の変化を抵抗の変
化として検出し、当該検出結果を用いて車両の走行制御
などを行っている。An acceleration sensor for detecting the acceleration of a vehicle such as an automobile generally utilizes the piezoresistive effect of a semiconductor. In such a sensor, for example, a cavity is formed in a silicon substrate, and a box-shaped movable structure that can freely move in a three-dimensional direction is accommodated in the cavity. A piezo element is connected to the movable structure section, and a stress corresponding to the movement of the movable structure section is applied to the piezo element. Then, a change in stress applied to the piezo element is detected as a change in resistance, and the traveling result of the vehicle is controlled using the detection result.
【0004】ところで、上記のようにシリコン基体に収
容される可動構造部は、自由に動けることが重要である
が、過剰に動いた場合には、センサの破壊につながるこ
ともある。そこで、従来においては、例えば、特公平5
−71148号公報に開示されているように、可動構造
部の上下方向の過剰動作を防止するための、ガラス製の
ストッパーが設けられている。By the way, it is important that the movable structure accommodated in the silicon substrate as described above can move freely, but if it moves excessively, it may lead to the destruction of the sensor. Therefore, in the past, for example, Japanese Patent Publication No.
As disclosed in JP-A-71148, a stopper made of glass is provided to prevent excessive movement of the movable structure in the vertical direction.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにガラス製のストッパーを設けると、センサ(チッ
プ)の厚みが増すという問題点があった。また、ガラス
の接合工程が煩雑であり、製造コストの増加につなが
る。更に、ガラスとシリコンの接合による応力がセンサ
特性に影響することも否定できない。However, when the glass stopper is provided as in the conventional case, there is a problem that the thickness of the sensor (chip) increases. Further, the glass bonding process is complicated, which leads to an increase in manufacturing cost. Furthermore, it cannot be denied that the stress due to the bonding of glass and silicon affects the sensor characteristics.
【0006】従って、本発明の目的は、厚みの増加を最
小限に抑えることが可能であり、実質的に微小構造体の
特性への影響が無く、簡易且つ低コストで製造可能な微
小構造体を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to reduce the increase in thickness to a minimum, substantially without affecting the characteristics of the microstructure, and to manufacture the microstructure easily and at low cost. The purpose is to provide.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る微小構造体は、可動構造部を3次元方
向に移動可能に収容した基体を備え;可動構造部は、基
体に収容された時に、少なくとも1面が外部に露出した
状態であり;可動構造部の露出した面の上部に張られ、
当該可動部の過剰な動きを防止するストッパワイヤを備
えている。In order to achieve the above-mentioned object, a microstructure according to the present invention comprises a base body in which a movable structure portion is housed so as to be movable in three dimensions. When stowed, at least one surface is exposed to the outside; stretched over the exposed surface of the moveable structure,
A stopper wire is provided to prevent excessive movement of the movable part.
【0008】上記のような構成の本発明によれば、ワイ
ヤを用いて可動構造部の過剰な動きを防止しているた
め、ガラス製のストッパーを用いた場合に比べ、厚みの
増加を最小限に抑えることが可能となる。また、ワイヤ
の接合時に基体及び可動構造部に加わる応力は殆ど無い
ため、センサなどの微小構造体の特性への影響が実質的
に無い。更に、ワイヤボンディング工程において、スト
ッパワイヤを形成できるため、製造工程が煩雑になるこ
ともなく、従来のようにガラス製ストッパーを接合する
場合に比べ、製造工程が簡素且つ低コストで実行するこ
とができる。特に、加速度センサなどの場合には、セン
サチップの電極パッドとパッケージのリードパッドをワ
イヤボンディングする際に、これと同一工程で、ストッ
パー用のワイヤを形成することができ、極めて合理的、
効率的である。According to the present invention having the above-mentioned structure, since the wire is used to prevent the excessive movement of the movable structure, the increase in the thickness is minimized as compared with the case where the stopper made of glass is used. It becomes possible to suppress it. Further, since there is almost no stress applied to the base body and the movable structure portion at the time of joining the wires, there is substantially no influence on the characteristics of the microstructure such as the sensor. Further, since the stopper wire can be formed in the wire bonding process, the manufacturing process does not become complicated, and the manufacturing process can be performed at a simpler and lower cost as compared with the conventional case of bonding a glass stopper. it can. Particularly, in the case of an acceleration sensor or the like, when wire bonding the electrode pad of the sensor chip and the lead pad of the package, the wire for the stopper can be formed in the same process as this, which is extremely rational.
It is efficient.
【0009】ストッパワイヤは基体にのみ固定され、可
動構造部には固定されない。また、ストッパワイヤは、
ワイヤボンディング工程によって基体に接合される。更
に、ストッパワイヤと基体との接合強度を高めるため
に、ストッパワイヤのボンディング接合部を樹脂によっ
て封止しても良い。The stopper wire is fixed only to the base body, not to the movable structure. Also, the stopper wire is
It is bonded to the substrate by a wire bonding process. Furthermore, in order to increase the bonding strength between the stopper wire and the base body, the bonding bonding portion of the stopper wire may be sealed with resin.
【0010】ストッパワイヤの少なくとも一端をパッケ
ージのリードパッドに固定することができる。具体的に
は、ストッパワイヤの両端を、パッケージのリードパッ
ドに固定する。この場合には、ストッパワイヤの配置
(張り方)の自由度が増すというメリットがある。ま
た、ストッパワイヤの一端をパッケージのリードパッド
に固定し、他端を基体の電極パッドに固定した場合に
は、当該ストッパワイヤを電気的な接続に使用すること
が可能となる。At least one end of the stopper wire can be fixed to the lead pad of the package. Specifically, both ends of the stopper wire are fixed to the lead pads of the package. In this case, there is an advantage that the degree of freedom in arranging (tensioning) the stopper wire is increased. Also, when one end of the stopper wire is fixed to the lead pad of the package and the other end is fixed to the electrode pad of the base, the stopper wire can be used for electrical connection.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、加速度センサを例にとって説明する。なお、本発明
は、角加速度センサ(振動ジャイロ)等の他の慣性セン
サに加えて、アクチュエータ等の可動構造部を有するあ
らゆるタイプの微小構造体(MEMS)に適用可能であ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below by taking an acceleration sensor as an example. The present invention is applicable to all types of microstructures (MEMS) having a movable structure portion such as an actuator, in addition to other inertial sensors such as an angular acceleration sensor (vibration gyro).
【0012】図1及び図2は、本発明の第1実施例に係
る加速度センサ10の構造を示す斜視図及び平面図であ
る。なお、図2において、説明の便宜上、ピエゾ抵抗素
子などの細かな構成は省略する。図3は、加速度センサ
10の内部構造を示す断面図である。本実施例に係る加
速度センサ10は、シリコン基体12と、シリコン基体
12の中央付近において上下左右のあらゆる方向に移動
可能に収容された可動構造部(可動マス)14とを備え
ている。シリコン基体12の中央には、箱形の空間が形
成されており、その中に可動構造部14が収容される。
可動構造部14は、慣性力を向上させるために、4つの
正方形を中央で連結した所謂クローバー型に成形されて
いる。なお、シリコン基体12と可動構造部14との上
面は、同一面となるように設計されている。1 and 2 are a perspective view and a plan view showing the structure of an acceleration sensor 10 according to a first embodiment of the present invention. Note that, in FIG. 2, for convenience of description, detailed configurations such as a piezoresistive element are omitted. FIG. 3 is a sectional view showing the internal structure of the acceleration sensor 10. The acceleration sensor 10 according to the present embodiment includes a silicon substrate 12 and a movable structure portion (movable mass) 14 that is housed near the center of the silicon substrate 12 so as to be movable in all directions of up, down, left and right. A box-shaped space is formed in the center of the silicon substrate 12, and the movable structure 14 is housed in the box-shaped space.
The movable structure portion 14 is formed in a so-called clover shape in which four squares are connected at the center in order to improve the inertial force. The upper surfaces of the silicon base 12 and the movable structure 14 are designed to be flush with each other.
【0013】センサ10は、また、可動構造部14とシ
リコン基体12とを連結する4本のビーム(支持梁)1
6と、ビーム16とシリコン基体12との連結部分に跨
って配置された8個のピエゾ抵抗素子18とを備えてい
る。各ビーム16は、可動構造部14のクローバーの葉
と葉の間に対応する位置に配置される。シリコン基体1
2の上面には、電極パッド20が形成されており、図示
しない配線によってピエゾ抵抗素子18と電気的に接続
されている。The sensor 10 also includes four beams (support beams) 1 for connecting the movable structure portion 14 and the silicon substrate 12.
6 and eight piezoresistive elements 18 arranged across the connecting portion between the beam 16 and the silicon substrate 12. Each beam 16 is arranged at a corresponding position between leaves of the clover of the movable structure portion 14. Silicon substrate 1
An electrode pad 20 is formed on the upper surface of 2, and is electrically connected to the piezoresistive element 18 by a wiring (not shown).
【0014】ピエゾ抵抗素子18に接続されていない電
極パッド20は、ワイヤ22のボンディングパッドとし
て利用される。すなわち、ストッパーとして機能する4
本のワイヤ22は、可動構造部14の四隅に架かるよう
に配置され、その端部が電極パッド20上に周知のワイ
ヤボンディング工程によって接合される。The electrode pad 20 not connected to the piezoresistive element 18 is used as a bonding pad for the wire 22. That is, 4 that functions as a stopper
The wires 22 of the book are arranged so as to bridge the four corners of the movable structure portion 14, and the ends thereof are joined to the electrode pads 20 by a well-known wire bonding process.
【0015】図3に示すように、シリコン基体12は、
ダイボンド面24上に固定されている。上述したよう
に、可動構造部14はシリコン基体12の空間内で上下
左右に自由に移動可能であるが、下方向への過動はダイ
ボンド面24によって制止され、水平方向の過動はシリ
コン基体12の内面によって制止される。そして、可動
構造部14の上方向への過動は、ワイヤ22によって制
止される。なお、ワイヤ22の高さは、ボンディング装
置の設定によって調整することができる。ここで、「過
動」とは、センサなどの微小構造体が正常に動作しなく
なる程度の動き、例えば、構造体が破壊される以上の動
き、若しくは、センサ出力の最大定格以上の動き等を言
う。As shown in FIG. 3, the silicon substrate 12 is
It is fixed on the die bond surface 24. As described above, the movable structure portion 14 can freely move vertically and horizontally in the space of the silicon substrate 12, but the downward movement is stopped by the die bond surface 24, and the horizontal movement is prevented from occurring. Stopped by twelve inner surfaces. The upward movement of the movable structure 14 is stopped by the wire 22. The height of the wire 22 can be adjusted by setting the bonding apparatus. Here, "over-movement" means a movement to the extent that a microstructure such as a sensor does not operate normally, for example, movement that causes the structure to be destroyed or movement that exceeds the sensor output maximum rating. To tell.
【0016】図4は、実施例に係る加速度センサ10に
おける、ワイヤボンディング位置近傍の構成を示す断面
図である。本発明においては、ワイヤ22とシリコン基
体12の電極パッド20とのボンディング部を、樹脂2
8によって封止してもよい。このような樹脂封止によっ
て、ワイヤ22の接合強度が増す。FIG. 4 is a sectional view showing a structure in the vicinity of the wire bonding position in the acceleration sensor 10 according to the embodiment. In the present invention, the bonding portion between the wire 22 and the electrode pad 20 of the silicon substrate 12 is made of resin 2
It may be sealed by 8. Such resin sealing increases the bonding strength of the wire 22.
【0017】以上説明してきた加速度センサ10の製造
に際しては、最初に、活性層(Si);埋め込み酸化膜
層(SiO2);Si基板からなるSOI基板を形成す
る。次に、SOI基板の活性層上に半導体加工技術を用
いてブリッジ回路を構成するように、ピエゾ抵抗素子1
8,金属配線及び電極パッド20を配列形成する。その
後、電極パッド20を除いた部分をSiN等の保護膜で
覆う。次に、Si Deep RIE (Reactive Ion Etching)
によりビーム部16を形成する。その後、Si基板側か
ら同様に、Si DeepRIE によって可動構造部14を形
成する。次に、埋め込み酸化膜をエッチングすることに
より、可動構造部14をリリースする。その後、ダイシ
ングによって個々のセンサチップに切断する。次に、こ
のセンサチップをパッケージにボンディングし、続い
て、センサチップ10の電極パッド20とパッケージの
リードパッド(図示せず)をワイヤボンディングする。
この時、同一のボンディング工程において、センサチッ
プ10にワイヤ22を形成する。In manufacturing the acceleration sensor 10 described above, first, an SOI substrate including an active layer (Si); a buried oxide film layer (SiO2); a Si substrate is formed. Next, the piezoresistive element 1 is formed so as to form a bridge circuit on the active layer of the SOI substrate by using semiconductor processing technology.
8, metal wiring and electrode pads 20 are formed in an array. Then, the portion excluding the electrode pad 20 is covered with a protective film such as SiN. Next, Si Deep RIE (Reactive Ion Etching)
The beam portion 16 is formed by. After that, the movable structure portion 14 is similarly formed by Si DeepRIE from the Si substrate side. Next, the movable structure portion 14 is released by etching the buried oxide film. After that, the individual sensor chips are cut by dicing. Next, this sensor chip is bonded to the package, and subsequently, the electrode pad 20 of the sensor chip 10 and the lead pad (not shown) of the package are wire bonded.
At this time, the wire 22 is formed on the sensor chip 10 in the same bonding process.
【0018】図5及び図6は、本発明に係る加速度セン
サにおけるワイヤ配置の他の例を示す平面図である。図
5に示す例においては、ワイヤ122はシリコン基体1
2の側辺に平行に、同一長さのものが2本配置されてい
る。一方、図6に示す例においては、3本のワイヤ(2
22a、222b)はシリコン基体12の対角線と平行
に3本配置されている。長い方のワイヤ222aは、シ
リコン基体12の表面上において、当該基体12の対角
線に沿って配置される。また、短い方のワイヤ222b
は、図1に示す実施例と同様に角部に架かるように配置
されている。なお、図5に示す例においては、対角線上
のワイヤ222aのみで他の2本のワイヤ222bは省
略することも可能である。これは、ワイヤ222aのみ
でも平面上のバランスを保つことができるためである。5 and 6 are plan views showing other examples of wire arrangement in the acceleration sensor according to the present invention. In the example shown in FIG. 5, the wire 122 is the silicon substrate 1.
Two pieces having the same length are arranged parallel to the side edge of 2. On the other hand, in the example shown in FIG. 6, three wires (2
22a, 222b) are arranged in parallel with the diagonal line of the silicon substrate 12. The longer wire 222a is arranged on the surface of the silicon substrate 12 along the diagonal line of the substrate 12. Also, the shorter wire 222b
Are arranged so as to span the corners as in the embodiment shown in FIG. In the example shown in FIG. 5, only the diagonal wire 222a may be provided and the other two wires 222b may be omitted. This is because the plane balance can be maintained even with only the wire 222a.
【0019】図7は、本発明の第2実施例に係る加速度
センサ10及びこれを収容したパッケージ30の構造を
示す断面図である。なお、本実施例において、上記第1
実施例と同一又は対応する構成要素については、同一の
符号を付し、重複した説明は省略する。本実施例におい
ては、ストッパ用のワイヤ22の両端をパッケージ30
のリードパッド32に固定している。この場合、第1の
実施例のようにセンサ10上にワイヤ22を張る場合に
比べて、ワイヤ22の配置(張り方)の自由度が増す。
なお、ストッパワイヤ22の端部が固定されるリードパ
ッド32は、専用のものを設けることができる。これに
より、ストッパワイヤ22をセンサ10から電気的に分
離でき、センサ10の配線設計を考慮することなく、自
由にワイヤ22を配置することができる。FIG. 7 is a sectional view showing the structure of an acceleration sensor 10 and a package 30 accommodating the same according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the first
Constituent elements that are the same as or correspond to those in the embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. In this embodiment, the ends of the stopper wire 22 are connected to the package 30.
It is fixed to the lead pad 32. In this case, the degree of freedom in arranging (tensioning) the wire 22 is increased as compared with the case where the wire 22 is stretched over the sensor 10 as in the first embodiment.
The lead pad 32 to which the end of the stopper wire 22 is fixed can be provided exclusively. As a result, the stopper wire 22 can be electrically separated from the sensor 10, and the wire 22 can be freely arranged without considering the wiring design of the sensor 10.
【0020】図8〜図12は、第2の実施例におけるワ
イヤ(ストッパ)の配置例を示す平面図である。図8に
示す例では、2本のワイヤ22をセンサ10の対向する
2辺に対して平行に配置している。図9に示す例では、
4本のワイヤ22をセンサ10の四隅において、対角方
向に張っているが、各々のワイヤ22は互いに重なって
いない。図10に示す例では、4本のワイヤ22をセン
サ10上で#を描くように交差させている。図11に示
す例では、長短2本づつのワイヤ22をセンサ10の対
角線方向に平行に配置している。図12に示す例では、
4本のワイヤ22をセンサ10上において菱形を描くよ
うに配置し、各ワイヤ22がセンサ10の四隅を横切る
格好となっている。8 to 12 are plan views showing arrangement examples of wires (stoppers) in the second embodiment. In the example shown in FIG. 8, two wires 22 are arranged in parallel with two opposite sides of the sensor 10. In the example shown in FIG.
Four wires 22 are stretched diagonally at the four corners of the sensor 10, but the wires 22 do not overlap each other. In the example shown in FIG. 10, four wires 22 are crossed on the sensor 10 so that a # is drawn. In the example shown in FIG. 11, two long wires 22 and two short wires 22 are arranged parallel to the diagonal direction of the sensor 10. In the example shown in FIG.
Four wires 22 are arranged on the sensor 10 so as to draw a rhombus, and each wire 22 crosses the four corners of the sensor 10.
【0021】図13は、本発明の第3実施例に係る加速
度センサ10及びこれを収容したパッケージ30の構造
を示す断面図である。なお、本実施例において、上記第
1及び第2実施例と同一又は対応する構成要素について
は、同一の符号を付し、重複した説明は省略する。本実
施例においては、ストッパ用のワイヤ22の一端をパッ
ケージ30のリードパッド32に固定し、他端をセンサ
10の基体12上に形成された電極パッド20に固定し
ている。この場合、センサ10とパッケージ30との間
の電気的な接続のためにストッパワイヤ22を使用する
ことが可能となる。なお、ストッパワイヤ22の端部が
固定されるリードパッド32及び電極パッド20を、専
用のものとして設けることができる。これにより、スト
ッパワイヤ22をセンサ10から電気的に分離でき、セ
ンサ10の配線設計を考慮することなく、自由にワイヤ
22を配置することができる。FIG. 13 is a sectional view showing the structure of the acceleration sensor 10 and the package 30 accommodating the same according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the same or corresponding components as those of the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. In this embodiment, one end of the stopper wire 22 is fixed to the lead pad 32 of the package 30, and the other end is fixed to the electrode pad 20 formed on the base 12 of the sensor 10. In this case, the stopper wire 22 can be used for the electrical connection between the sensor 10 and the package 30. The lead pad 32 and the electrode pad 20 to which the ends of the stopper wire 22 are fixed can be provided exclusively. As a result, the stopper wire 22 can be electrically separated from the sensor 10, and the wire 22 can be freely arranged without considering the wiring design of the sensor 10.
【0022】図14、図15は、第3の実施例における
ワイヤ(ストッパ)の配置例を示す平面図である。図1
4に示す例では、4本のワイヤ22がセンサ10上にお
いて#を描くように交差させている。また、図15に示
す例では、4本のワイヤ22が互いに交差することな
く、センサ10の対角線方向に延びている。そして、各
ワイヤ22がセンサ10の四隅を横切るようにまたがっ
ている。14 and 15 are plan views showing arrangement examples of wires (stoppers) in the third embodiment. Figure 1
In the example shown in FIG. 4, four wires 22 are crossed on the sensor 10 so as to draw a #. Further, in the example shown in FIG. 15, the four wires 22 extend in the diagonal direction of the sensor 10 without intersecting each other. Each wire 22 straddles the four corners of the sensor 10.
【0023】図16は、本発明の第4実施例に係る加速
度センサ10の構造を示す断面図である。なお、本実施
例において、上述した各実施例と同一又は対応する構成
要素については、同一の符号を付し、重複した説明は省
略する。本実施例に係るセンサ10の特徴は、ストッパ
ワイヤ22をSOI基板50と同電位にすることにあ
る。ワイヤ22と基板50とを同電位にすることによ
り、ワイヤ22がアンテナとして作用して、センサ10
に悪影響を及ぼすことを未然に防止可能となる。FIG. 16 is a sectional view showing the structure of the acceleration sensor 10 according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the same or corresponding components as those in the above-described embodiments are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. A feature of the sensor 10 according to this embodiment is that the stopper wire 22 has the same potential as the SOI substrate 50. By setting the wire 22 and the substrate 50 to the same potential, the wire 22 acts as an antenna and the sensor 10
It is possible to prevent adverse effects on the environment.
【0024】本実施例に係るセンサ10の製造に際して
は、最初に、活性層(Si);埋め込み酸化膜層(Si
O2);Si基板からなるSOI基板50を形成する。
次に、SOI基板50の活性層上に半導体加工技術を用
いてブリッジ回路を構成するように、イオン注入又は熱
拡散によりピエゾ抵抗素子18を形成する。その後、熱
酸化により絶縁層52を形成する。次に、ストッパワイ
ヤ22と連結する電極パッド対応部分が活性層(Si)
と同電位となるように、コンタクトホールを形成する。
その後、金属配線及び電極パッド20を配列形成し、電
極パッド20を除いた部分をSiN等の保護膜54で覆
う。In manufacturing the sensor 10 according to this embodiment, first, the active layer (Si); the buried oxide film layer (Si)
O2); An SOI substrate 50 made of a Si substrate is formed.
Next, the piezoresistive element 18 is formed on the active layer of the SOI substrate 50 by ion implantation or thermal diffusion so as to form a bridge circuit using a semiconductor processing technique. After that, the insulating layer 52 is formed by thermal oxidation. Next, the portion corresponding to the electrode pad connected to the stopper wire 22 is the active layer (Si).
A contact hole is formed so as to have the same potential as.
Then, the metal wiring and the electrode pad 20 are formed in an array, and the portion excluding the electrode pad 20 is covered with a protective film 54 such as SiN.
【0025】次に、Si Deep RIE (Reactive Ion Etc
hing)によりビーム部16を形成する。その後、Si基
板側から同様に、Si Deep RIE によって可動構造部
14を形成する。次に、埋め込み酸化膜をエッチングす
ることにより、可動構造部14をリリースする。その
後、ダイシングによって個々のセンサチップ10に切断
する。次に、このセンサチップ10をパッケージ30に
ボンディングし、続いて、センサチップ10の電極パッ
ド20とパッケージ30のリードパッド32とをワイヤ
ボンディングする。この時、同一のボンディング工程に
おいて、センサチップ10にストッパワイヤ22を形成
する。Next, Si Deep RIE (Reactive Ion Etc
The beam portion 16 is formed by hinging. After that, the movable structure portion 14 is similarly formed by Si Deep RIE from the Si substrate side. Next, the movable structure portion 14 is released by etching the buried oxide film. After that, the individual sensor chips 10 are cut by dicing. Next, the sensor chip 10 is bonded to the package 30, and then the electrode pad 20 of the sensor chip 10 and the lead pad 32 of the package 30 are wire bonded. At this time, the stopper wire 22 is formed on the sensor chip 10 in the same bonding process.
【0026】以上、本発明の実施例(実施形態、実施態
様)について説明したが、本発明はこれらの実施例に何
ら限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された
技術的思想の範疇において変更可能なものである。Although the embodiments (embodiments, embodiments) of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and the technical idea shown in the scope of claims is not limited thereto. It can be changed in the category.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ワイヤを用いて可動構造部の過剰な動きを防止して
いるため、ガラス製のストッパーを用いた場合に比べ、
厚みの増加を最小限に抑えることが可能となる。また、
ワイヤの接合時に基体及び可動構造部に加わる応力は殆
ど無いため、センサなどの微小構造体の特性への影響が
実質的に無い。更に、ワイヤボンディング工程におい
て、ストッパワイヤを形成できるため、製造工程が煩雑
になることもなく、従来のようにガラス製ストッパーを
接合する場合に比べ、製造工程が簡素且つ低コストで実
行することができる。特に、加速度センサなどの場合に
は、センサチップの電極パッドとパッケージのリードパ
ッドをワイヤボンディングする際に、これと同一工程
で、ストッパー用のワイヤを形成することができ、極め
て合理的、効率的である。As described above, in the present invention, since the wire is used to prevent the excessive movement of the movable structure, compared with the case where the glass stopper is used,
It is possible to minimize the increase in thickness. Also,
Since there is almost no stress applied to the base body and the movable structure portion at the time of joining the wires, there is substantially no influence on the characteristics of a microstructure such as a sensor. Further, since the stopper wire can be formed in the wire bonding process, the manufacturing process does not become complicated, and the manufacturing process can be performed at a simpler and lower cost as compared with the conventional case of bonding a glass stopper. it can. In particular, in the case of acceleration sensors etc., when wire bonding the electrode pad of the sensor chip and the lead pad of the package, the wire for the stopper can be formed in the same process as this, which is extremely rational and efficient. Is.
【図1】図1は、本発明の第1実施例に係る加速度セン
サの構造を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a structure of an acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図2は、第1実施例に係る加速度センサの構造
を示す平面図であり、ピエゾ抵抗素子等の細かな構成は
省略する。FIG. 2 is a plan view showing the structure of the acceleration sensor according to the first embodiment, and omits detailed configurations such as a piezoresistive element.
【図3】図3は、図1のI−I方向の断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line I-I of FIG.
【図4】図4は、第1実施例に係る加速度センサにおけ
る、ワイヤボンディング位置近傍の構成を示す断面図で
ある。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration near a wire bonding position in the acceleration sensor according to the first embodiment.
【図5】図5は、本発明に係る加速度センサにおけるワ
イヤの張り方の他の例を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing another example of how to wire the acceleration sensor according to the present invention.
【図6】図6は、本発明に係る加速度センサにおけるワ
イヤの張り方の更に他の例を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing still another example of how to wire the acceleration sensor according to the present invention.
【図7】図7は、本発明の第2実施例に係る加速度セン
サ及びこれを収容したパッケージの構造を示す断面図で
ある。FIG. 7 is a sectional view showing a structure of an acceleration sensor and a package accommodating the same according to a second embodiment of the present invention.
【図8】図8は、第2の実施例におけるワイヤ(ストッ
パ)の配置例を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing an arrangement example of wires (stoppers) in the second embodiment.
【図9】図9は、第2の実施例におけるワイヤ(ストッ
パ)の配置例を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing an arrangement example of wires (stoppers) in the second embodiment.
【図10】図10は、第2の実施例におけるワイヤ(ス
トッパ)の配置例を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing an arrangement example of wires (stoppers) in the second embodiment.
【図11】図11は、第2の実施例におけるワイヤ(ス
トッパ)の配置例を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing an arrangement example of wires (stoppers) in the second embodiment.
【図12】図12は、第2の実施例におけるワイヤ(ス
トッパ)の配置例を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing an arrangement example of wires (stoppers) in the second embodiment.
【図13】図13は、本発明の第3実施例に係る加速度
センサ及びこれを収容したパッケージの構造を示す断面
図である。FIG. 13 is a sectional view showing a structure of an acceleration sensor and a package accommodating the same according to a third embodiment of the present invention.
【図14】図14は、第3の実施例におけるワイヤ(ス
トッパ)の配置例を示す平面図である。FIG. 14 is a plan view showing an arrangement example of wires (stoppers) in the third embodiment.
【図15】図15は、第3の実施例におけるワイヤ(ス
トッパ)の配置例を示す平面図である。FIG. 15 is a plan view showing an arrangement example of wires (stoppers) in the third embodiment.
【図16】図16は、本発明の第4実施例に係る加速度
センサの構造を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing the structure of the acceleration sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
10 加速度センサ 12 シリコン基体 14 可動構造部(可動マス) 16 ビーム(支持梁) 18 ピエゾ抵抗素子 20 電極パッド 22 ワイヤ 24 ダイボンド面 28 樹脂 10 Accelerometer 12 Silicon substrate 14 Movable structure part (movable mass) 16 beams (support beams) 18 Piezoresistive element 20 electrode pads 22 wires 24 Die bond surface 28 resin
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池内 直樹 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 原田 宗生 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 Fターム(参考) 2F105 AA02 BB01 BB15 CC04 CD01 CD05 4M112 AA02 BA01 CA21 CA24 CA26 CA29 DA03 DA10 DA11 DA12 DA16 DA18 EA02 EA06 EA07 EA11 FA07 FA20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Naoki Ikeuchi 4-53 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Inventor Sosei Harada 4-53 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Sumitomo Metal Industries, Ltd. F term (reference) 2F105 AA02 BB01 BB15 CC04 CD01 CD05 4M112 AA02 BA01 CA21 CA24 CA26 CA29 DA03 DA10 DA11 DA12 DA16 DA18 EA02 EA06 EA07 EA11 FA07 FA20
Claims (10)
を備え;前記可動構造部は、前記基体に収容された時
に、少なくとも1面が外部に露出した状態であり;前記
可動構造部の露出した面の上部に張られ、当該可動部の
過剰な動きを防止するストッパワイヤを備えたことを特
徴とする微小構造体。1. A microstructure having a movable structure part, comprising a base body accommodating the movable structure part so as to be movable in a three-dimensional direction; the movable structure part has at least one surface when accommodated in the base body. Is exposed to the outside; a microstructure provided with a stopper wire stretched above the exposed surface of the movable structure to prevent excessive movement of the movable part.
定され、前記可動構造部には固定されないことを特徴と
する請求項1に記載の微小構造体。2. The microstructure according to claim 1, wherein the stopper wire is fixed only to the base body and not fixed to the movable structure portion.
グ工程によって設けられることを特徴とする請求項1又
は2に記載の微小構造体。3. The microstructure according to claim 1, wherein the stopper wire is provided by a wire bonding process.
ィング接合部が、樹脂によって封止されていることを特
徴とする請求項3に記載の微小構造体。4. The microstructure according to claim 3, wherein a bonding joint between the stopper wire and the base is sealed with a resin.
れる専用のパッドを備えることを特徴とする請求項1,
2,3又は4に記載の微小構造体。5. The base body is provided with a dedicated pad to which the stopper wire is fixed.
The microstructure according to 2, 3, or 4.
とすることを特徴とする請求項1,2,3,4又は5に
記載の微小構造体。6. The microstructure according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the stopper wire and the base have the same potential.
ッケージにおいて、 電気的接続のために使用されるリードパッドを備え、 前記ストッパワイヤの少なくとも一端を前記リードパッ
ドに固定することを特徴とするパッケージ構造体。7. The package containing the microstructure according to claim 1, further comprising a lead pad used for electrical connection, wherein at least one end of the stopper wire is fixed to the lead pad. The package structure to be.
ージのリードパッドに固定されることを特徴とする請求
項7に記載のパッケージ構造体。8. The package structure according to claim 7, wherein both ends of the stopper wire are fixed to lead pads of the package.
ージのリードパッドに固定され、他端が前記基体の電極
パッドに固定されることを特徴とする請求項7に記載の
パッケージ構造体。9. The package structure according to claim 7, wherein one end of the stopper wire is fixed to a lead pad of the package and the other end is fixed to an electrode pad of the base.
として専用のパッドを備えることを特徴とする請求項
7,8又は9に記載のパッケージ構造体。10. The package structure according to claim 7, wherein a dedicated pad is provided as a pad to which the stopper wire is fixed.
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