JP2006153519A - 加速度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】加速度センサチップが加速度以外の要因による応力の影響を受けにくく且つ加速度センサチップの小型化が可能な加速度センサを提供する。
【解決手段】加速度センサチップ１と、加速度センサチップ１の一表面に対向配置され重り部１２の過度な変位を規制する平板状のストッパ２とを備えている。ストッパ２は、加速度センサチップ１のフレーム部１１との対向面に、加速度センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａとストッパ２との間の規定のギャップ長に基づいて突出寸法を設定した複数の凸部２１であってそれぞれフレーム部１１に接着剤により固着される複数の凸部２１が突設され、各凸部２１それぞれに、上記接着剤を溜める接着剤溜め用凹部２２が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、加速度センサに関し、特に耐衝撃性に優れた加速度センサに関するものである。

従来から、加速度センサとして、図９に示すように、加速度センサチップ１’と、加速度センサチップ１’のフレーム部１１’の一表面側（図９における上面側）の４隅に接着剤により固着され重り部１２’の過度な変位を制限する矩形板状のガラス基板からなるストッパ２’と、一面が開放された箱状であって内底面に加速度センサチップ１’のフレーム部１１’が固着されたパッケージ３’と、パッケージ３’の上記一面を閉塞する矩形板状のパッケージ蓋４’とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ここにおいて、加速度センサチップ１’は、図１０に示すように、矩形枠状のフレーム部１１’の開口窓内に配置される重り部１２’が一表面側において可撓性を有する４つの撓み部１３’を介してフレーム部１１’に揺動自在に支持されている。この加速度センサチップ１’は、互いに直交する３方向の加速度を検出可能な３軸加速度センサチップであって、図９および図１０それぞれの左側に示すように、加速度センサチップ１’の厚み方向に直交する平面において矩形枠状のフレーム部１１’の一辺に沿った方向をｘ軸方向、この一辺に直交する辺に沿った方向をｙ軸方向、加速度センサチップ１’の厚み方向をｚ軸方向と規定すれば、重り部１２’の変位により撓み部１３’に生じる歪みによって抵抗値の変化するピエゾ抵抗Ｒが各撓み部１３’の適宜位置に形成され、これらのピエゾ抵抗Ｒが各軸それぞれの加速度を検出するブリッジ回路を構成するように図示しない配線（拡散層配線、金属配線など）によって接続されている。なお、上述の加速度センサチップ１’は、１枚のＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウェハに多数形成した後で個々の加速度センサチップ１’に分割されている。

上述の加速度センサでは、ｚ軸方向の正方向への重り部１２’の過度な変位を規制するストッパ２’を備えているので、重り部１２’が過度に変位することがなく、撓み部１３’などが破損するのを防止することができる。つまり、上述の加速度センサでは、ストッパ２’を設けたことにより、ストッパ２’を設けていない場合に比べて耐衝撃性を高めることができるという利点がある。

ここにおいて、加速度センサに加速度がかかっていない状態におけるストッパ２’と加速度センサチップ１’の重り部１２’との間のギャップ長は５〜１０μｍの範囲で設定されており、上述の加速度センサチップ１’のフレーム部１１’の４隅それぞれに所定深さ寸法の凹部を設け、この所定深さ寸法の設計値と上記ギャップ長の設計値との合計値を直径とする球状のスペーサを混合した接着剤を上記凹部に塗布してストッパ２’とフレーム部１１’における凹部の形成部位とを固着している。ここで、上記特許文献１には、一例として、所定深さの設計値を１０μｍ、上記ギャップ長の設計値を５μｍとした場合に、球状のスペーサの直径を１５μｍとすることが例示されている。

なお、上述のようにストッパ２’を接着剤により加速度センサチップ１’のフレーム部１１’に固着した加速度センサでは、ガラス基板を加工して形成したストッパを加速度センサチップの一表面側へ陽極接合により固着したものに比べて、ガラスとシリコンとの熱膨張係数差に起因して撓み部１３’に生じる熱応力を低減でき、ブリッジ回路のオフセット電圧の温度依存性を小さくできるという利点がある。
特開２００４−２３３０７２号公報（段落〔００２５〕〜段落〔００２７〕、および図１〜図４）

ところで、上述の加速度センサチップ１’は３軸加速度センサチップであって各軸ごとにブリッジ回路を設ける必要があり、１軸加速度センサチップや２軸加速度センサチップなどに比べて配線が複雑になるので、フレーム部１１’にも配線の一部を引き回す必要がある。

しかしながら、上記特許文献１に開示された加速度センサでは、加速度センサチップ１’とストッパ２’とを球状のスペーサが混合された接着剤により固着するために、加速度センサチップ１’のフレーム部１１’の４隅に上記ＳＯＩウェハの活性層の厚さ程度の凹部を形成する必要があり、上記配線のパターン設計の制約が多くなるので、加速度センサチップ１’のより一層の小型化が難しかった。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、加速度センサチップが加速度以外の要因による応力の影響を受けにくく且つ加速度センサチップの小型化が可能な加速度センサを提供することにある。

請求項１の発明は、枠状のフレーム部の開口窓内に配置される重り部が一表面側において可撓性を有する撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持され撓み部にゲージ抵抗が設けられた加速度センサチップと、加速度センサチップの前記一表面に対向配置され重り部の過度な変位を規制する平板状のストッパとを備え、ストッパは、加速度センサチップのフレーム部との対向面に、加速度センサチップの重り部とストッパとの間の規定のギャップ長に基づいて突出寸法を設定した複数の凸部であってそれぞれフレーム部に接着剤により固着される複数の凸部が突設され、各凸部それぞれに、前記接着剤を溜める接着剤溜め用凹部が形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、ストッパにおける加速度センサチップのフレーム部との対向面に、加速度センサチップの重り部とストッパとの間の規定のギャップ長に基づいて突出寸法を設定した複数の凸部であってそれぞれフレーム部に接着剤により固着される複数の凸部が突設されているので、加速度センサチップがストッパと加速度センサチップとの熱膨張係数差による熱応力やストッパを固着する接着剤の収縮による応力などの影響を受けにくく、しかも、ストッパに突設された複数の凸部の突出寸法によりストッパと加速度センサチップの重り部との間のギャップ長が決まるから、加速度センサチップにストッパを固着するための特別な構造を設ける必要がなく、従来のように加速度センサチップのフレーム部に複数の凹部を形成する必要がある場合に比べて配線のパターン設計の自由度が高くなって加速度センサチップの小型化が可能となり、その上、各凸部それぞれに接着剤を溜める接着剤溜め用凹部が形成されているので、接着剤の広がりを抑制でき、接着剤によるストッパと加速度センサチップとの安定した接着強度を得ることができるとともに、上記ギャップ長の精度を高めることが可能となる。

請求項２の発明は、枠状のフレーム部の開口窓内に配置される重り部が一表面側において可撓性を有する撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持され撓み部にゲージ抵抗が設けられた加速度センサチップと、加速度センサチップの前記一表面に対向配置され重り部の過度な変位を規制する平板状のストッパとを備え、ストッパは、加速度センサチップのフレーム部との対向面に、所定深さの凹部が複数形成され、各凹部それぞれの形成部位がフレーム部に接着剤により固着されてなることを特徴とする。

この発明によれば、ストッパにおける加速度センサチップのフレーム部との対向面に、所定深さの凹部が形成され、各凹部それぞれの形成部位がフレーム部に接着剤により固着されているので、加速度センサチップがストッパと加速度センサチップとの熱膨張係数差による熱応力やストッパを固着する接着剤の収縮による応力などの影響を受けにくく、しかも、加速度センサチップにストッパを固着するための特別な構造を設ける必要がなく、従来のように加速度センサチップのフレーム部に複数の凹部を形成する必要がある場合に比べて配線のパターン設計の自由度が高くなって加速度センサチップの小型化が可能となる。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記ストッパは、シリコン基板からなることを特徴とする。

この発明によれば、前記ストッパとしてガラス基板を採用する場合に比べて、所望の形状への加工が容易で低コスト化を図れる。

請求項４の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記ストッパは、前記加速度センサチップの出力信号を信号処理するＩＣチップからなることを特徴とする。

この発明によれば、前記加速度センサチップの出力信号を信号処理するＩＣチップを、前記加速度センサチップを収納するパッケージと同一のパッケージに収納することができ、前記加速度センサチップを収納するパッケージとは別のパッケージにＩＣチップを収納する場合に比べて、部品点数の削減を図れるとともに、ＩＣチップを付加した加速度センサ全体としての実装面積を大幅に低減することができる。また、ＩＣチップをパッケージに実装する必要がないので、ＩＣチップにパッケージからの応力が伝わりにくくなるという利点がある。

請求項１，２の発明では、加速度センサチップが加速度以外の要因による応力の影響を受けにくく且つ加速度センサチップの小型化が可能になるという効果がある。

（実施形態１）
図１に示す本実施形態の加速度センサについて説明するにあたって、まず、加速度センサチップ１について図２を参照しながら説明する。

加速度センサチップ１は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、枠状（本実施形態では、矩形枠状）のフレーム部１１を備え、フレーム部１１の矩形状の開口窓内に配置される重り部１２が一表面（図２（ｂ）における上面）側において可撓性を有する４つの短冊状の撓み部１３を介してフレーム部１１に揺動自在に支持されている。ここにおいて、加速度センサチップ１は、シリコン基板からなる支持基板上のシリコン酸化膜からなる絶縁層（埋込酸化膜）上にｎ形のシリコン層（活性層）を有するＳＯＩウェハを加工することにより形成してあり、フレーム部１１は、ＳＯＩウェハの支持基板、絶縁層、シリコン層それぞれを利用して形成してある。これに対して、撓み部１３は、ＳＯＩウェハにおけるシリコン層を利用して形成してあり、フレーム部１１よりも薄肉となっている。なお、ＳＯＩウェハについては、支持基板の厚さを４００〜６００μｍ程度、絶縁層の厚さを０．３〜１．５μｍ程度、シリコン層の厚さを４〜６μｍ程度に設定してあるが、これらの数値は特に限定するものではない。

重り部１２は、上述の４つの撓み部１３を介してフレーム部１１に支持された直方体状のコア部１２ａと、加速度センサチップ１の上記一表面側から見てコア部１２ａの四隅それぞれに連続一体に連結された直方体状の４つの付随部１２ｂとを有している。言い換えれば、重り部１２は、フレーム部１１の内側面に一端部が連結された各撓み部１３の他端部が外側面に連結されたコア部１２ａと、コア部１２ａと一体に形成されコア部１２ａとフレーム部１１との間の空間に配置される４つの付随部１２ｂとを有している。つまり、各付随部１２ｂは、加速度センサチップ１の上記一表面側から見て、フレーム部１１とコア部１２ａと互いに直交する方向に延長された２つの撓み部１３，１３とで囲まれる空間に配置されており、各付随部１２ｂそれぞれとフレーム部１１との間にはスリット１４が形成され、撓み部１３を挟んで隣り合う付随部１２ｂ間の間隔が撓み部１３の幅寸法よりも長くなっている。ここにおいて、コア部１２ａは、ＳＯＩウェハの支持基板、絶縁層、シリコン層それぞれを利用して形成し、各付随部１２ｂは、ＳＯＩウェハの支持基板を利用して形成してある。しかして、加速度センサチップ１の上記一表面側において各付随部１２ｂの表面は、コア部１２ａの表面を含む平面から加速度センサチップ１の他表面（図２（ｂ）における下面）側へ離間して位置している。

また、重り部１２のコア部１２ａおよび各付随部１２ｂは、支持基板を利用して形成されている部分の厚さがフレーム部１１において支持基板を利用して形成されている部分の厚さに比べて、加速度センサチップ１の厚み方向（図２（ｂ）における上下方向）への重り部１２の許容変位量分だけ薄くなっている。したがって、加速度センサチップ１のフレーム部１１を後述のパッケージ３（図１参照）の内底面に固着したときに、加速度センサチップ１の上記他表面側には加速度センサチップ１の厚み方向への重り部１２の変位を可能とする隙間が形成される。

ところで、図２（ａ），（ｂ）それぞれの左側に示したように、加速度センサチップ１の厚み方向に直交する平面において矩形枠状のフレーム部１１の一辺に沿った方向をｘ軸方向、この一辺に直交する辺に沿った方向をｙ軸方向、加速度センサチップ１の厚み方向をｚ軸方向と規定すれば、重り部１２は、ｘ軸方向に延長されてコア部１２ａを挟む２つ１組の撓み部１３，１３と、ｙ軸方向に延長されてコア部１２ａを挟む２つ１組の撓み部１３，１３とを介してフレーム部１１に支持されていることになる。ここで、加速度センサチップ１は、ｘ軸方向を長手方向とする２つの撓み部１３，１３におけるコア部１２ａ近傍にｘ軸方向の加速度を検出するためのピエゾ抵抗（図示せず）が２つずつ形成され、ｙ軸方向を長手方向とする２つの撓み部１３，１３におけるコア部１２ａ近傍にｙ軸方向の加速度を検出するためのピエゾ抵抗（図示せず）が２つずつ形成され、４つの撓み部１３それぞれの長手方向におけるフレーム部１１近傍にｚ軸方向の加速度を検出するためのピエゾ抵抗（図示せず）が１つずつ形成されており、各軸方向ごとにそれぞれ４つのピエゾ抵抗がブリッジ回路を構成するように配線（拡散層配線、金属配線など）を介して接続されている。ここに、加速度センサチップ１の上記一表面側には、シリコン酸化膜からなる保護膜（図示せず）が形成されており、ブリッジ回路の各端子となるパッド１６（図１（ｂ）参照）がフレーム部１１に対応する部位で加速度センサチップ１の上記一表面側に設けられている。

したがって、加速度センサチップ１に加速度が作用すると、加速度の方向および大きさに応じて重り部１２がフレーム部１１に対して相対的に変位し、結果的に撓み部１３が撓んでピエゾ抵抗の抵抗値が変化することになる。つまり、ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を検出することにより加速度センサチップ１に作用したｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向それぞれの加速度を検出することができる。要するに、各ブリッジ回路の対角位置の一方の端子間に適宜の検出用電源を接続するとともに対角位置の他方の端子間の電圧を検出し、適宜の補正を加えれば、重り部１２に作用するｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向それぞれの加速度に比例する電圧を得ることができる。本実施形態では、各ピエゾ抵抗それぞれが、フレーム部１１に対する重り部１２の変位により撓み部１３に生じるひずみによって抵抗率の変化するゲージ抵抗を構成している。

本実施形態の加速度センサは、図１（ａ），（ｂ）に示すように、上述の加速度センサチップ１と、一面が開放された箱状であって加速度センサチップ１が収納され加速度センサチップ１のフレーム部１１が固着されたパッケージ３と、パッケージ３の上記一面を閉塞する矩形板状のパッケージ蓋４と、パッケージ３内で加速度センサチップ１の上記一表面に対向配置され重り部１２の過度な変位を規制する平板状（本実施形態では、矩形板状）のガラス基板からなるストッパ２とを備えている。なお、パッケージ３の外周形状は矩形状であり、パッケージ蓋４は、パッケージ３に対して接着剤を用いて気密的に封着されている。

パッケージ３は、内底面３ａが加速度センサチップ１の固定面となっており、加速度センサチップ１のフレーム部１１の４隅（４つの角部）が接着剤（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの弾性を有する接着剤）により固定面３ａに固着されている（図１（ａ），（ｂ）中の５は、フレーム部１１とパッケージ３とを接着した接着剤からなる接着部を示している）。すなわち、加速度センサチップ１は、フレーム部１１の４つの角部のみをパッケージ３に接着しているので、フレーム部１１を全周に亙ってパッケージ３に接着する場合に比べて、パッケージ３から加速度センサチップ１への応力が撓み部３に作用しにくく安定した精度の高い加速度測定が可能となる。

また、パッケージ３は、加速度センサチップ１の固定面３ａにおいて加速度センサチップ１と重複する領域とは異なる部位から突出する矩形枠状の突台部３ｂを備えており、突台部３ｂの先端面に加速度センサチップ１の各パッド１６それぞれとボンディングワイヤＷを介して電気的に接続される複数の端子パターン３６が露出している。なお、各端子パターン３６はパッケージ３の外部に露出した電極部と電気的に接続されている。なお、本実施形態では、パッケージ３を、多層積層型セラミックパッケージ（積層セラミックパッケージ）により構成してあり、積層する複数枚（図示例では、４枚）のシート３１〜３４のうちパッケージ３の底壁に対応するシート３１上に積層する１枚のシート３２の厚み寸法を突台部３ｂの突出寸法に設定してある。

ところで、加速度センサチップ１は、矩形枠状のフレーム部１１の４辺のうちの２辺のみに上述のパッド１６を設けてあり、ストッパ２は、加速度センサチップ１のフレーム部１１に固着した状態でフレーム部１１に設けられた各パッド１６が露出するように外周形状を設計してある。具体的には、加速度センサチップ１の外周形状が正方形状であり、ストッパ２の外周形状は、長方形状の形状で、長辺の長さを加速度センサチップ１の一辺の長さに一致するように設定し、短辺の長さを加速度センサチップ１の一辺の長さよりも短く設定してある。したがって、ストッパ２を加速度センサチップ１に固着した後で、加速度センサチップ１の各パッド１６とパッケージ３の各端子パターン３６とをそれぞれボンディングワイヤＷを介して接続することができる。

また、ストッパ２は、加速度センサチップ１のフレーム部１１との対向面（図１（ａ），（ｃ）における下面）に、加速度センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａとストッパ２との間の規定のギャップ長ｈ１に基づいて突出寸法を設定した複数の凸部２１であってそれぞれフレーム部１１に接着剤（例えば、シリコーン樹脂のようなシリコーン系樹脂など）により固着される複数（図示例では２つ）の凸部２１が突設されている。したがって、ストッパ２の各凸部２１それぞれと加速度センサチップ１のフレーム部１１との間には、両者を接着する接着剤からなる接着部６（図１（ａ）参照）が介在している。ここで、ストッパ２の各凸部２１は、フレーム部１１においてパッド１６を設けていない２辺それぞれに重複する部位に形成されている。なお、上述の規定のギャップ長ｈ１は、例えば、１０μｍ〜２０μｍ程度の範囲内で適宜設定すればよい。

さらに、ストッパ２は、図１（ｃ）に示すように、各凸部２１それぞれの先端面（図１（ｃ）における下面）に、ストッパ２と加速度センサチップ１とを接着剤により固着する際に余分な接着剤を溜める複数の接着剤溜め用凹部２２が形成されている（図示例では、複数の接着剤溜め用凹部２１が、各凸部２１ごとに両凸部２１の並設方向に離間して形成されている）。なお、上述の配線は、加速度センサチップ１のフレーム部１１においてストッパ２の凸部２１に重複する部位では拡散層配線により構成してある。

しかして、本実施形態の加速度センサでは、ストッパ２における加速度センサチップ１のフレーム部１１との対向面に、加速度センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａとストッパ２との間の規定のギャップ長に基づいて突出寸法を設定した複数の凸部２１であってフレーム部１１に接着剤により固着される複数の凸部２１が突設されているので、加速度センサチップ１がストッパ２と加速度センサチップ１との熱膨張係数差（本実施形態では、シリコンとガラスとの熱膨張係数差）による熱応力やストッパ２を固着する接着剤の収縮による応力などの影響を受けにくい。しかも、本実施形態の加速度センサでは、ストッパ２に突設された複数の凸部２１の突出寸法によりストッパ２と加速度センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａとの間のギャップ長ｈ１が決まるから、加速度センサチップ１とストッパ２とを接着剤により固着するための特別な構造を加速度センサチップ１に設ける必要がなく、図９および図１０に示した従来の加速度センサチップ１’のようにフレーム部１１’に複数の凹部を形成する必要がある場合に比べて配線のパターン設計の自由度が高くなって、加速度センサチップ１の小型化が可能となる。

その上、本実施形態の加速度センサでは、各凸部２１それぞれに接着剤を溜める接着剤溜め用凹部２２が形成されているので、接着剤の広がりを抑制でき、接着剤によるストッパ２と加速度センサチップ１との安定した接着強度を得ることができるとともに、上記ギャップ長ｈ１の精度を高めることが可能となる。また、余分な接着剤が重り部１２とフレーム部１１との間のスリット１４に流れ込むのを防止することができる。

ところで、ストッパ２の各凸部２１における接着剤溜め用凹部２２の数や形成位置は特に限定するものではなく、例えば、図３（ａ）に示すように各凸部２１ごとに１つの接着剤溜め用凹部２２を形成してもよいし、図３（ｂ）に示すように各凸部２１の幅方向の両側に接着剤溜め用凹部２２を形成してもよい。また、接着剤溜め用凹部２２の断面形状も特に限定するものではなく、例えば、図４に示すように、断面Ｖ字状の接着剤溜め用凹部２２を複数形成してもよい。ここで、ストッパ２の凸部２１と加速度センサチップ１のフレーム部１１とを固着する接着剤として球状のスペーサ７（図４参照）を混合させた接着剤を用いる場合には、スペーサ７の直径を接着剤溜め用凹部２２の開口幅よりも大きく設定しておくことにより、接着剤溜め用凹部２２の内面とフレーム部１１との間にスペーサ７を安定して介在させることが可能となる。なお、各凸部２１に断面Ｖ字状の接着剤溜め用凹部２２を多数形成するには、例えば、所謂なし地加工を行えばよい。

また、ストッパ２における凸部２１の形状や数は特に限定するものではなく、図５（ａ）に示すように、ストッパ２における加速度センサチップ１との対向面における４隅に突設するようにしてもよいし、図５（ｂ）に示すように、ストッパ２に加速度センサチップ１のパッド１６を露出させるための２つの切欠部を設けて各切欠部それぞれの両側の部位２ａにおいて凸部２１を突設するようにしてもよい。

（実施形態２）
本実施形態の加速度センサの基本構成は実施形態１と略同じであって、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ストッパ２における加速度センサチップ１のフレーム部１１との対向面に、所定深さの凹部２３が複数形成され（なお、各凹部２３は図６（ｃ）に示すように、下面および一側面が開放されている）、各凹部２３それぞれの形成部位がフレーム部１１に接着剤（例えば、シリコーン樹脂のようなシリコーン系樹脂など）により固着されている点が相違する。したがって、本実施形態では、ストッパ２の凹部２３それぞれと加速度センサチップ１のフレーム部１１との間に、両者を接着する接着剤からなる接着部６（図６（ａ）参照）が介在している。ここにおいて、ストッパ２の外周形状は実施形態１と同じであり、ストッパ２における凹部２３の形成部位は実施形態１にて説明した凸部２１の形成部位と同じである。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

しかして、本実施形態の加速度センサでは、ストッパ２における加速度センサチップ１のフレーム部１１との対向面に、所定深さの凹部２３が形成され、各凹部２３それぞれの形成部位がフレーム部１１に接着剤により固着されているので、加速度センサチップ１がストッパ２と加速度センサチップ１との熱膨張係数差（本実施形態では、シリコンとガラスとの熱膨張係数差）による熱応力やストッパ２を固着する接着剤の収縮による応力などの影響を受けにくい。しかも、本実施形態の加速度センサでは、加速度センサチップ１とストッパ２とを接着剤により固着するための特別な構造を加速度センサチップ１に設ける必要がなく、図９および図１０に示した従来の加速度センサチップ１’のようにフレーム部１１’に複数の凹部を形成する必要がある場合に比べて配線のパターン設計の自由度が高くなって、加速度センサチップ１の小型化が可能となる。

ところで、ストッパ２に形成する凹部２３の断面形状は特に限定するものではなく、例えば、図７に示すように、断面Ｖ字状の凹部２３を複数形成してもよい。ここで、ストッパ２と加速度センサチップ１のフレーム部１１とを固着する接着剤として球状のスペーサ８（図７参照）を混合させた接着剤を用いる場合には、スペーサ８の直径を凹部２３の開口幅よりも大きく設定しておくことにより、凹部２３の内面とフレーム部１１との間にスペーサ８を安定して介在させることが可能となる。なお、ストッパ２に断面Ｖ字状の凹部２３を多数形成するには、例えば、所謂なし地加工を行えばよい。

なお、実施形態１，２では、ストッパ２をガラス基板により構成しているが、シリコン基板により構成してもよく、ストッパ２としてシリコン基板を採用する場合には、ストッパ２としてガラス基板を採用する場合に比べて、所望の形状への加工が容易で低コスト化を図れる。

（実施形態３）
本実施形態の加速度センサの基本構成は実施形態１と略同じであって、図８に示すように、ストッパ２が、加速度センサチップ１の出力信号（出力電圧）を信号処理するＩＣチップ９により構成されている点、ストッパ２の長手方向の寸法が加速度センサチップ１の外周形状の一辺の長さ寸法よりも大きくなっている点が相違する。ここにおいて、ＩＣチップ９の主表面（加速度センサチップ１との対向面とは反対側の面）側には多数のパッド９６が設けられており、これらのパッド９６は、加速度センサチップ１の出力用のパッド１６（図８における下側のパッド１６）や、パッケージ３の突台部３ｂの先端面に露出した端子パターン３７と、ボンディングワイヤＷを介して接続されている。ここで、各端子パターン３７は、パッケージ３の外部に露出した電極部と電気的に接続されている。図８における上側のパッド１６は、加速度センサチップ１の入力用のパッド１６であり、実施形態１と同様にボンディングワイヤＷを介して端子パターン３６と接続されている。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

ＩＣチップ９は、加速度センサチップ１の出力信号を増幅する増幅回路、出力信号のオフセット（オフセット電圧）を調整するオフセット調整回路、出力信号の温度補償を行う温度補償回路などが集積化されたＡＳＩＣ（Application Specific ＩＣ）であり、シリコンウェハを用いて形成してある。

しかして、本実施形態の加速度センサでは、加速度センサチップ１の出力信号を信号処理するＩＣチップ９を、加速度センサチップ１を収納するパッケージ３と同一のパッケージ３に収納することができ、加速度センサチップ１を収納するパッケージとは別のパッケージにＩＣチップ９を収納する場合に比べて、部品点数の削減を図れるとともに、ＩＣチップ９を付加した加速度センサ全体としての実装面積を大幅に低減することができる。また、ＩＣチップ９をパッケージ３に実装する必要がないので、ＩＣチップ９にパッケージ３からの応力が伝わりにくくなる。

ところで、本実施形態では、ストッパ２における加速度センサチップ１のフレーム部１１との対向面に実施形態１と同様の凸部２１を突設してあるが、ストッパ２に凸部２１を突設する代わりに、実施形態２と同様の凹部２３をストッパ２に形成してもよい。

なお、上記各実施形態では、ＳＯＩウェハを用いて形成した加速度センサチップ１について例示したが、加速度センサチップ１はＳＯＩウェハに限らず、例えばシリコン基板を用いて形成してもよい。また、加速度センサチップ１および重り部それぞれの形状も特に限定するものではなく、重り部が加速度センサチップの厚み方向へ変位可能な構造のものであれば、重り部を一方向のみから片持ちで支持した１軸の加速度を検出する加速度センサチップでもよい。また、撓み部１３に設けるゲージ抵抗もピエゾ抵抗に限らず、例えばカーボンナノチューブを採用してもよい。

実施形態１を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図、（ｃ）はストッパの概略断面図である。 同上における加速度センサチップを示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 （ａ）、（ｂ）は同上におけるストッパの他の構成例の概略断面図である。 同上の他の構成例の概略断面図である。 （ａ）、（ｂ）は同上の他の構成例を示す概略平面図である。 実施形態２を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図、（ｃ）はストッパの概略断面図である。 同上の他の構成例の概略断面図である。 実施形態３を示し、パッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。 従来例を示す概略断面図である。 同上における加速度センサチップの概略斜視図である。

符号の説明

１ 加速度センサチップ
２ ストッパ
６ 接着部
１１ フレーム部
１２ 重り部
１３ 撓み部
１４ スリット
１６ パッド
２１ 凸部
２２ 接着剤溜め用凹部

Claims (4)

1. 枠状のフレーム部の開口窓内に配置される重り部が一表面側において可撓性を有する撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持され撓み部にゲージ抵抗が設けられた加速度センサチップと、加速度センサチップの前記一表面に対向配置され重り部の過度な変位を規制する平板状のストッパとを備え、ストッパは、加速度センサチップのフレーム部との対向面に、加速度センサチップの重り部とストッパとの間の規定のギャップ長に基づいて突出寸法を設定した複数の凸部であってそれぞれフレーム部に接着剤により固着される複数の凸部が突設され、各凸部それぞれに、前記接着剤を溜める接着剤溜め用凹部が形成されてなることを特徴とする加速度センサ。
2. 枠状のフレーム部の開口窓内に配置される重り部が一表面側において可撓性を有する撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持され撓み部にゲージ抵抗が設けられた加速度センサチップと、加速度センサチップの前記一表面に対向配置され重り部の過度な変位を規制する平板状のストッパとを備え、ストッパは、加速度センサチップのフレーム部との対向面に、所定深さの凹部が複数形成され、各凹部それぞれの形成部位がフレーム部に接着剤により固着されてなることを特徴とする加速度センサ。
3. 前記ストッパは、シリコン基板からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の加速度センサ。
4. 前記ストッパは、前記加速度センサチップの出力信号を信号処理するＩＣチップからなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の加速度センサ。

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