JP2006250760A

JP2006250760A - Sensor

Info

Publication number: JP2006250760A
Application number: JP2005068510A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Wada; 伸一和田; Kazuyuki Ono; 和幸大野; Naoto Kuratani; 直人鞍谷; Takayuki Haruyama; 隆之春山
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2006-09-21

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor with high detection accuracy as external stress due to temperature changes or warpage of the substrate other than objects to be detected is difficult to affect the detected results easily. SOLUTION: A rectangular sensor chip 111 is pasted to the substrate 112 through an interposer 114, a rectangular adhesion projecting section 130 for pasting up to the substrate 112 is prepared in a central part of the surface facing to the substrate 112 of the interposer 114, and an adhesive-bond-relief section 131 for adhesive bond escaped from the adhesion projecting section 130 is prepared surrounding the adhesion projecting section 130, while a supporting section 132 is prepared in periphery of the adhesive-bond-relief section 131. The adhesion projecting section 130 is pasted up with substrate 112 on the interposer 114. COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、センサに関し、特に外力或いは圧力を電気信号に変換するセンサチップを用いたセンサにおけるセンサチップの固定構造に関する。 The present invention relates to a sensor, and more particularly to a sensor chip fixing structure in a sensor using a sensor chip that converts an external force or pressure into an electrical signal.

図２６は、従来の加速度センサ３１１の概略断面図である。この加速度センサ３１１は、センサチップ３１２、基板３１３、カバー３１４によって構成されており、カバー３１４は、センサチップ３１２を覆うようにして基板３１３に固定されており、センサチップ３１２を外部と隔離している。センサチップ３１２は、錘３１７の周囲にフレーム３１５が設置され、錘３１７とフレーム３１５を繋ぐようにして複数のビーム３１６が設けられている。またビーム３１６には半導体抵抗素子などからなるピエゾ抵抗３１８などが設けられており、加速度によって錘３１７が変位してビーム３１６が撓むと、ピエゾ抵抗３１８に応力が作用して抵抗値が変化する。従って、その抵抗値の変化を出力電圧の変化に変換することにより、各軸ごとの加速度を検出することができるようになっている。センサチップ３１２は、フレーム３１５全体を基板３１３に接着剤３１９で接着して固定されている。また、センサチップ３１２には、ピエゾ抵抗３１８と電気的に接続された電極パッド３２０が設けられ、基板３１３に設けられた電極パッド３２１とワイヤー３２２で電気的に接続されている。 FIG. 26 is a schematic sectional view of a conventional acceleration sensor 311. The acceleration sensor 311 includes a sensor chip 312, a substrate 313, and a cover 314. The cover 314 is fixed to the substrate 313 so as to cover the sensor chip 312, and isolates the sensor chip 312 from the outside. Yes. In the sensor chip 312, a frame 315 is installed around the weight 317, and a plurality of beams 316 are provided so as to connect the weight 317 and the frame 315. The beam 316 is provided with a piezoresistor 318 made of a semiconductor resistance element or the like. When the weight 317 is displaced due to acceleration and the beam 316 is bent, a stress acts on the piezoresistor 318 to change the resistance value. Therefore, the acceleration for each axis can be detected by converting the change in resistance value into the change in output voltage. The sensor chip 312 is fixed by bonding the entire frame 315 to the substrate 313 with an adhesive 319. The sensor chip 312 is provided with an electrode pad 320 electrically connected to the piezoresistor 318, and is electrically connected to the electrode pad 321 provided on the substrate 313 by a wire 322.

しかしながら、従来の加速度センサ３１１においては、加速度センサ３１１のフレーム３１５が直接基板３１３に接着剤３１９で接着されて拘束されているので、線膨張係数の違う基板３１３とセンサチップ３１２の間で環境温度の変化や基板の反りや接着剤の硬化収縮などにより発生する応力などの検出対象（加速度）以外の外部応力がビーム３１６にも作用してしまい、零点出力値の変動及び検出精度の低下をもたらすという問題があった。 However, in the conventional acceleration sensor 311, since the frame 315 of the acceleration sensor 311 is directly bonded to the substrate 313 with the adhesive 319 and restrained, the ambient temperature between the substrate 313 and the sensor chip 312 having different linear expansion coefficients is reduced. External stress other than the detection target (acceleration), such as stress generated due to changes in the substrate, warpage of the substrate, and curing shrinkage of the adhesive, also acts on the beam 316, resulting in fluctuations in the zero point output value and reduction in detection accuracy. There was a problem.

特許文献１には、インターポーザ上に半導体チップが実装され、インターポーザの半導体チップの実装面と反対側の面にプリント回路基板に実装するための電極パッドを形成した半導体パッケージにおいて、インターポーザと電極パッドの接着剤層を厚くすることによってプリント回路基板から半導体チップに伝わる外部応力を低減するものが提案されている。この特許文献１に記載の発明と従来の加速度センサに組み合わせて、センサチップ３１２と基板３１３の間にインターポーザを設け、インターポーザと基板３１３の間の接着剤の厚さを厚くしてセンサチップ３１２への基板３１３の変形の影響を低減することが考えられるが、接着剤厚を厚くしたとしても接着剤自身が有限の硬度を有するため、基板３１３の変形による外部応力はセンサチップ３１２に伝わってしまい、検出対象の値が変化していない場合でも出力が変動してしまう。さらには、接着剤の厚さが増すことにより、接着剤の硬化収縮や接着剤とセンサチップ３１２との線膨張係数の違い（一般的に基板とセンサチップの差よりも大きい）により発生する応力の影響は大きくなってしまうという問題もあった。つまり、センサチップ３１２に伝わる応力を完全に取り除くことができない為、零点出力値の変動及び検出精度が低下するという欠点があった。
特開平９−３２１１６９号公報 Patent Document 1 discloses a semiconductor package in which a semiconductor chip is mounted on an interposer and an electrode pad for mounting on a printed circuit board is formed on a surface opposite to the mounting surface of the interposer. A proposal has been made to reduce the external stress transmitted from the printed circuit board to the semiconductor chip by increasing the thickness of the adhesive layer. In combination with the invention described in Patent Document 1 and a conventional acceleration sensor, an interposer is provided between the sensor chip 312 and the substrate 313, and the thickness of the adhesive between the interposer and the substrate 313 is increased to the sensor chip 312. However, even if the thickness of the adhesive is increased, the adhesive itself has a finite hardness, so that external stress due to the deformation of the substrate 313 is transmitted to the sensor chip 312. Even when the detection target value does not change, the output fluctuates. Furthermore, as the thickness of the adhesive increases, the stress generated by the curing shrinkage of the adhesive or the difference in linear expansion coefficient between the adhesive and the sensor chip 312 (generally larger than the difference between the substrate and the sensor chip). There was also a problem that the effect of. In other words, since the stress transmitted to the sensor chip 312 cannot be completely removed, there is a drawback that fluctuation of the zero point output value and detection accuracy are lowered.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-32169

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、検出目的以外の基板の温度変化や反りによる外部応力が検出結果に影響しにくく、検出精度の高いセンサを提供することにある。 The present invention has been made in view of the technical problems as described above. The purpose of the present invention is to prevent external stress due to temperature changes or warpage of the substrate other than the detection purpose from affecting the detection result, and to improve the detection accuracy. To provide a high sensor.

本発明にかかるセンサは、センサチップと基板で構成されるセンサであって、前記センサチップと前記基板の間に支持体を介在させ、前記支持体と前記基板は前記支持体の前記基板に対向する面の一部分を接着剤で接着することにより固定し、前記支持体と前記基板のうち少なくともいずれか一方に接着剤で接着するための接合部となる凸部と、前記凸部の周囲に余分な接着剤とを逃がすための凹部を設けたことを特徴としている。 The sensor according to the present invention is a sensor composed of a sensor chip and a substrate, and a support is interposed between the sensor chip and the substrate, and the support and the substrate are opposed to the substrate of the support. A portion of the surface to be fixed by bonding with an adhesive, and a protrusion serving as a joint for bonding to at least one of the support and the substrate with an adhesive, and an excess around the protrusion The present invention is characterized in that a concave portion is provided for releasing an adhesive.

本発明のセンサは、支持体と基板の接着面積が小さいので、その分、基板の反りや環境温度の変化による基板の変形が支持体やセンサチップ側に与える影響を小さくすることができる。また、基板とセンサチップの間に支持体を挟むことで基板の変形などの影響が直接センサチップに影響せず、支持体で緩和することができる。また、基板と支持体の接着箇所が凸状に飛び出ているので、接着面積のばらつきを低減することができる。さらに、凸部から流れ出た接着剤が凹部に流れ込むことによって、接着剤の塗布量がばらつくような場合でも基板と支持体の接着面積のばらつきを低減することができる。 Since the sensor of the present invention has a small bonding area between the support and the substrate, the influence of the warpage of the substrate and the deformation of the substrate due to a change in environmental temperature on the support or sensor chip side can be reduced accordingly. In addition, by sandwiching the support body between the substrate and the sensor chip, the influence of the deformation of the substrate or the like does not directly affect the sensor chip and can be mitigated by the support body. Moreover, since the adhesion | attachment location of a board | substrate and a support body protrudes in convex shape, the dispersion | variation in an adhesion area can be reduced. Furthermore, since the adhesive flowing out from the convex portion flows into the concave portion, variation in the bonding area between the substrate and the support can be reduced even when the amount of adhesive applied varies.

本発明にかかるセンサのさらに別な実施態様によれば、前記支持体と前記基板のうち少なくともいずれか一方において、支持部を前記凹部の周囲に設けたことを特徴としている。 According to still another embodiment of the sensor of the present invention, a support portion is provided around the recess in at least one of the support and the substrate.

本発明の該実施態様は、基板と支持体を接着する際に支持部で支えられるため必要以上に凸部が押さえつけられることがなく、凸部の破損や接着剤の厚さばらつきを低減することができる。 Since the embodiment of the present invention is supported by the support portion when the substrate and the support are bonded together, the protrusion is not pressed more than necessary, and the damage to the protrusion and the thickness variation of the adhesive are reduced. Can do.

本発明にかかるセンサのさらに別な実施態様によれば、前記支持部は、前記凸部よりも突出していることを特徴としている。 According to still another embodiment of the sensor of the present invention, the support portion protrudes from the convex portion.

本発明の該実施態様は、基板と支持体を接着する際に接着凸部よりも先に支持部が基板又は支持体に当たるので、それ以上接着凸部が押さえつけられことなく接着剤の厚さを一定にすることができる。 In the embodiment of the present invention, when the substrate and the support are bonded, the support portion comes into contact with the substrate or the support body before the bonding protrusion, so that the thickness of the adhesive can be increased without further pressing the bonding protrusion. Can be constant.

本発明にかかるセンサのさらに別な実施態様によれば、前記凸部が矩形であることを特徴としている。 According to still another embodiment of the sensor of the present invention, the convex portion is rectangular.

本発明の該実施態様は、Ｓｉ等の単結晶材料でできたインターポーザにエッチングで凸部を形成する場合は、結晶方位によりエッチング速度が変わるので、凸部が矩形であれば最もエッチング速度の速い結晶方位に合わせてエッチングすることができ、エッチング時間を短くすることができ、コストを抑えることができる。 In this embodiment of the present invention, when a convex portion is formed by etching on an interposer made of a single crystal material such as Si, the etching rate varies depending on the crystal orientation. Etching can be performed in accordance with the crystal orientation, etching time can be shortened, and cost can be reduced.

本発明にかかるセンサのさらに別な実施態様によれば、前記支持体或いは前記基板に設けた前記凸部の面積は、前記支持体の前記基板と対向する面の面積の１／１００〜１／４であることを特徴としている。 According to still another embodiment of the sensor of the present invention, the area of the convex portion provided on the support or the substrate is 1/100 to 1/1 of the area of the surface of the support facing the substrate. It is characterized by four.

本発明の該実施態様は、支持体が基板の反りや環境温度の変化による基板の変形による影響を受ける面積を１／１００〜１／４にでき、その分、外部応力が支持体やセンサチップ側に与える影響を小さくすることができる。 In this embodiment of the present invention, the area of the support affected by the deformation of the substrate due to the warpage of the substrate or a change in environmental temperature can be reduced to 1/100 to 1/4, and the external stress is correspondingly reduced to the support or the sensor chip The influence on the side can be reduced.

本発明にかかるセンサのさらに別な実施態様によれば、前記支持体と前記基板の接着位置は前記支持体の中央に位置することを特徴としている。 According to still another embodiment of the sensor according to the present invention, the bonding position between the support and the substrate is located at the center of the support.

本発明の該実施態様は、支持体は中央で基板と接着されているので、基板側から受ける外部応力の分布を接着面内で均一分布させることができる。 In this embodiment of the present invention, since the support is bonded to the substrate at the center, the distribution of external stress received from the substrate side can be uniformly distributed in the bonding surface.

本発明にかかるセンサのさらに別な実施態様によれば、前記支持体と前記基板の接着される面を粗面に形成したことを特徴としている。 According to still another embodiment of the sensor of the present invention, the surface to which the support and the substrate are bonded is formed into a rough surface.

本発明の該実施態様は、支持体及び基板の接着面が粗面になっているので、アンカー効果により接着剤と強固に接着することができる。 In this embodiment of the present invention, since the bonding surface of the support and the substrate is rough, it can be firmly bonded to the adhesive by the anchor effect.

本発明にかかるセンサのさらに別な実施態様によれば、前記基板と前記支持体は、シリコーン系接着剤で接着固定したことを特徴としている。 According to still another embodiment of the sensor of the present invention, the substrate and the support are bonded and fixed with a silicone-based adhesive.

本発明の該実施態様は、一般にシリコーン系接着剤は、弾性率が低いので基板の反りや環境温度の変化による基板の変形を接着剤で吸収し、支持体及びセンサチップ側への影響を小さくすることができる。 In this embodiment of the present invention, since the silicone adhesive generally has a low elastic modulus, the adhesive absorbs the deformation of the substrate due to the warpage of the substrate and the change of the environmental temperature, and the influence on the support and sensor chip side is reduced. can do.

本発明にかかるセンサのさらに別な実施態様によれば、前記半導体センサチップ上の電気的接続箇所が、前記支持部の上部に位置していることを特徴としている。 According to still another embodiment of the sensor of the present invention, an electrical connection location on the semiconductor sensor chip is located above the support portion.

本発明の該実施態様は、電気的接続箇所の直下に支持部があるので、電気的接続箇所にワイヤーボンディングでワイヤーを接続する際に超音波のエネルギーを有効に伝達することができ、強固に接続することができる。 Since the embodiment of the present invention has a support portion directly below the electrical connection location, it is possible to effectively transmit ultrasonic energy when connecting the wire to the electrical connection location by wire bonding. Can be connected.

本発明にかかるセンサのさらに別な実施態様によれば、請求項１〜９に記載のセンサで、かつ、加速度を検出するためのセンサであって、前記センサは外力の変化に応じて変位する可動部と、静止部材と、前記可動部を前記静止部材に支持させるための弾性支持部と、前記弾性支持部の変形量を計測するための測定手段とを備えたセンサチップ及び、基板を備えたセンサであって、前記センサチップと前記基板の間に支持体を介在させ、前記支持体と前記基板は前記支持体の前記基板に対向する面の一部分を接着剤で接着することにより固定したことを特徴としている。 According to still another embodiment of the sensor of the present invention, the sensor according to any one of claims 1 to 9 and a sensor for detecting acceleration, wherein the sensor is displaced according to a change in external force. A sensor chip including a movable part, a stationary member, an elastic support part for supporting the movable part on the stationary member, and a measuring means for measuring a deformation amount of the elastic support part, and a substrate A support member interposed between the sensor chip and the substrate, and the support member and the substrate are fixed by adhering a part of the surface of the support member facing the substrate with an adhesive. It is characterized by that.

本発明の該実施態様は、環境温度の変化や基板の反りなどに起因する基板の変形の影響がセンサチップに伝達されにくいので、検出対象以外の外部応力の影響を受けにくく、検出精度よく加速度を測定することができる。 In this embodiment of the present invention, since the influence of the deformation of the substrate due to the change of the environmental temperature or the warpage of the substrate is difficult to be transmitted to the sensor chip, it is difficult to be influenced by the external stress other than the detection target, and the acceleration is detected with high accuracy. Can be measured.

なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。 In addition, the component demonstrated above of this invention can be combined arbitrarily as much as possible.

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものでないことは勿論である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the examples described below.

本実施例では、加速度センサを例にとって説明する。図１に加速度センサ１０１の概略断面図を示す。本実施例の加速度センサ１０１は、基板１１２と、基板１１２上に固定されたインターポーザ１１４（支持体）と、インターポーザ１１４上に固定されたセンサチップ１１１と、カバー１１３で構成されており、センサチップ１１１及びインターポーザ１１４は、基板１１２とカバー１１３によって形成された空間内に収められ、外部と隔離されている。 In this embodiment, an acceleration sensor will be described as an example. FIG. 1 is a schematic sectional view of the acceleration sensor 101. The acceleration sensor 101 of this embodiment includes a substrate 112, an interposer 114 (support) fixed on the substrate 112, a sensor chip 111 fixed on the interposer 114, and a cover 113. The sensor chip 111 and the interposer 114 are housed in a space formed by the substrate 112 and the cover 113 and are isolated from the outside.

図２に基板１１２の平面図を示す。基板１１２は、矩形平板状でアルミナ系セラミックス、金属電極などで形成されており、基板１１２のインターポーザ１１４及びカバー１１３が実装される面には、センサチップ１１１の引き出した配線を接続するための電極パッド１２０が形成されている。電極パッド１２０の表面にはＮｉ膜が形成され、その上にはＡｕ膜がそれぞれメッキなどによって形成されており、ワイヤーボンディングなどによりワイヤーなどを接続することができるようになっている。さらに、特に図示しないが基板１１２の下面（非インターポーザ設置面）には、親基板に実装するための端子電極が設けられており、端子電極と電極パッド１２０は電気的に接続されている。また、カバー１１３を固定する位置、インターポーザ１１４を固定する位置、接着剤１１５を塗布する場所にはそれぞれカバー実装部１２１、インターポーザ実装部１２２、接着剤塗布部１２３の位置確認用マーク（図２中に一点鎖線で表示）が付けられている。 FIG. 2 shows a plan view of the substrate 112. The substrate 112 is a rectangular flat plate made of alumina ceramics, metal electrodes, etc., and an electrode for connecting the wiring drawn out of the sensor chip 111 to the surface on which the interposer 114 and the cover 113 of the substrate 112 are mounted. A pad 120 is formed. An Ni film is formed on the surface of the electrode pad 120, and an Au film is formed thereon by plating or the like, so that a wire or the like can be connected by wire bonding or the like. Further, although not particularly illustrated, a terminal electrode for mounting on the parent substrate is provided on the lower surface (non-interposer installation surface) of the substrate 112, and the terminal electrode and the electrode pad 120 are electrically connected. In addition, the position for fixing the cover 113, the position for fixing the interposer 114, and the position for applying the adhesive 115 are the position confirmation marks (in FIG. 2) of the cover mounting portion 121, the interposer mounting portion 122, and the adhesive applying portion 123, respectively. Is indicated by a one-dot chain line).

図３（ａ）にインターポーザ１１４の下面図、図３（ｂ）にインターポーザ１１４の断面図を示す。インターポーザ１１４はシリコン基板によって形成されており、図３（ａ）に示すようにインターポーザ１１４の基板１１２と対向する面（下面）には、中央部に基板１１２と接着するための矩形状の接着凸部１３０が設けられ、その接着凸部１３０の周囲には接着凸部１３０からはみ出した接着剤が流れ込むための接着剤逃げ部１３１が設けられ、さらに接着剤逃げ部１３１の周囲には支持部１３２が設けられている。また、接着凸部１３０の基板１１２に対向した面の面積は、インターポーザ１１４の基板１１２に対向した面の面積の１／１００〜１／４の範囲内になるように設定した。また、図３（ｂ）に示すように、接着凸部１３０は接着剤逃げ部１３１よりも基板１１２側に飛び出しており、さらに支持部１３２は接着凸部１３０よりも基板１１２側に飛び出すように形成されている。そして、インターポーザ１１４は、接着凸部１３０を接着剤１１５によって基板１１２に接着し、基板１１２のインターポーザ実装部１２２に固定されている。なお、接着剤１１５は、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤などを使用することができる。特に弾性のあるシリコーン系接着剤などを用いれば、接着剤が弾性変形することによってセンサチップ１１１に基板の変形による応力がさらに伝わりにくくなる。このように、インターポーザ１１４の基板１１２と対向した面全体を、基板１１２と接着せずにインターポーザ１１４の基板１１２と対向した面の一部（接着凸部１３０）のみを接着することによって、環境温度の変化による基板１１２の変形（膨張及び収縮）や、外力による基板の反りなどの影響をインターポーザ１１４及びインターポーザ１１４上に固定したセンサチップ１１１に及ぼしにくく、零点出力の変化や検出精度低下などを低減している。また、支持部１３２は接着凸部１３０よりも基板１１２側に飛び出すように形成されているので、インターポーザ１１４と基板１１２の接着時に支持部１３２が基板１１２の実装面に接するようにして接着すれば、接着凸部１３０と基板１１２の間隔（接着剤厚）を一定にする事ができる。また、インターポーザ１１４と基板１１２の接着時に接着剤１１５の量がばらついても接着剤逃げ部１３１に接着剤１１５が流れ込むことによって接着面積を一定にする事ができる。 3A shows a bottom view of the interposer 114, and FIG. 3B shows a cross-sectional view of the interposer 114. As shown in FIG. The interposer 114 is formed of a silicon substrate. As shown in FIG. 3A, the surface (lower surface) facing the substrate 112 of the interposer 114 has a rectangular adhesive protrusion for bonding to the substrate 112 at the center. A portion 130 is provided, and an adhesive escape portion 131 for allowing the adhesive protruding from the adhesive convex portion 130 to flow around is provided around the adhesive convex portion 130, and a support portion 132 is provided around the adhesive escape portion 131. Is provided. In addition, the area of the surface of the adhesive protrusion 130 facing the substrate 112 was set to be in the range of 1/100 to 1/4 of the area of the surface of the interposer 114 facing the substrate 112. Further, as shown in FIG. 3B, the adhesive convex portion 130 protrudes to the substrate 112 side from the adhesive escape portion 131, and the support portion 132 protrudes to the substrate 112 side from the adhesive convex portion 130. Is formed. The interposer 114 is fixed to the interposer mounting portion 122 of the substrate 112 by bonding the adhesive protrusion 130 to the substrate 112 with the adhesive 115. Note that as the adhesive 115, an epoxy adhesive, an acrylic adhesive, a silicone adhesive, or the like can be used. In particular, if an elastic silicone adhesive or the like is used, the stress due to the deformation of the substrate is not easily transmitted to the sensor chip 111 due to the elastic deformation of the adhesive. As described above, the entire surface of the interposer 114 facing the substrate 112 is not bonded to the substrate 112, and only a part of the surface of the interposer 114 facing the substrate 112 (adhesive convex portion 130) is bonded. It is difficult for the sensor chip 111 fixed on the interposer 114 and the interposer 114 to be affected by the deformation (expansion and contraction) of the substrate 112 due to the change of the substrate and the warp of the substrate due to the external force, thereby reducing the change in the zero point output and the decrease in detection accuracy. is doing. Further, since the support portion 132 is formed so as to protrude to the substrate 112 side from the bonding convex portion 130, when the interposer 114 and the substrate 112 are bonded, the support portion 132 may be in contact with the mounting surface of the substrate 112. In addition, the distance (adhesive thickness) between the adhesive protrusion 130 and the substrate 112 can be made constant. Further, even if the amount of the adhesive 115 varies when the interposer 114 and the substrate 112 are bonded, the adhesive 115 flows into the adhesive escape portion 131, so that the bonding area can be made constant.

一方、インターポーザ１１４のセンサチップ１１１が固定された面（上面）には、センサチップ１１１を実装するためのセンサチップ実装部１３４とセンサチップ１１１とインターポーザ１１４とのギャップを調整するためのギャップ調整部１３５が設けられている。図３（ｂ）に示すようにセンサチップ実装部１３４は、ギャップ調整部１３５よりも数μｍ〜数１０μｍ程度低くなっている。つまり、ギャップ調整部１３５がセンサチップ１１１側に凸となるように形成され、インターポーザ１１４のギャップ調整部１３５の上面とセンサチップ１１１の下面との間のギャップを調整している。 On the other hand, on the surface (upper surface) to which the sensor chip 111 of the interposer 114 is fixed, a sensor chip mounting part 134 for mounting the sensor chip 111 and a gap adjusting part for adjusting the gap between the sensor chip 111 and the interposer 114. 135 is provided. As shown in FIG. 3B, the sensor chip mounting portion 134 is lower than the gap adjustment portion 135 by several μm to several tens of μm. That is, the gap adjusting part 135 is formed so as to protrude toward the sensor chip 111, and the gap between the upper surface of the gap adjusting part 135 of the interposer 114 and the lower surface of the sensor chip 111 is adjusted.

次に、図４にセンサチップ１１１の上面図、図５にセンサチップ１１１の概略断面図を示す。センサチップ１１１は、フレーム１４０Ａ〜１４０Ｈ（静止部材）の中央部に可動部材１４２が位置しており、フレーム１４０Ａ、１４０Ｃ、１４０Ｅ、１４０Ｇと可動部材１４２とは可撓性を有する４本のビーム（梁）１４１Ａ〜１４１Ｄによってつながっている。つまり、可動部材１４２は、ビーム１４１Ａ〜１４１Ｄによってフレーム１４１Ａ、１４１Ｃ、１４１Ｅ、１４１Ｇに支持されており、その下面には錘１４３が設けられている。センサチップ１１１は、ガラス基板１４６とシリコン基板１４５との２層構造となっている。フレーム１４０Ａ〜１４０Ｈはガラス基板１４６及びシリコン基板１４５の２層によって構成され、可動部材１４２及びビーム１４１Ａ〜１４１Ｄはシリコン基板１４５によって形成され、錘１４３はガラス基板１４６の一部をフレーム部分から分離させることによって形成されており、可動部材１４２に固定されている。また、フレーム１４０Ａ〜１４０Ｈはガラス基板１４６の部分では互いに分離しており、シリコン基板１４５の部分でつながっている。また、センサチップ１１１は、フレーム１４０Ａ〜１４０Ｈが接着剤１５２によってインターポーザ１１４のセンサチップ実装部１３４と接着して固定されている。この時、ギャップ調整部１３５上に錘１４３が配置され、錘１４３及びビーム１４１Ａ〜１４１Ｄが所定量以上変形しないようになっている。 Next, FIG. 4 shows a top view of the sensor chip 111 and FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of the sensor chip 111. In the sensor chip 111, a movable member 142 is located at the center of the frames 140A to 140H (stationary members), and the frames 140A, 140C, 140E, and 140G and the movable member 142 are flexible four beams ( Beams) 141A to 141D. That is, the movable member 142 is supported by the frames 141A, 141C, 141E, and 141G by the beams 141A to 141D, and the weight 143 is provided on the lower surface thereof. The sensor chip 111 has a two-layer structure of a glass substrate 146 and a silicon substrate 145. The frames 140A to 140H are constituted by two layers of a glass substrate 146 and a silicon substrate 145, the movable member 142 and the beams 141A to 141D are formed by the silicon substrate 145, and the weight 143 separates a part of the glass substrate 146 from the frame portion. And is fixed to the movable member 142. The frames 140A to 140H are separated from each other at the glass substrate 146 and are connected at the silicon substrate 145. Further, the sensor chip 111 has the frames 140 A to 140 H adhered and fixed to the sensor chip mounting portion 134 of the interposer 114 with an adhesive 152. At this time, the weight 143 is disposed on the gap adjusting portion 135 so that the weight 143 and the beams 141A to 141D are not deformed by a predetermined amount or more.

４本のビーム１４１Ａ〜１４１Ｄは可動部材１４２の上面と平行な平面内で十字状に配置されており、一対のビーム１４１Ａ、１４１Ｃに平行な方向をＸ軸方向といい、他の一対のビーム１４１Ｂ、１４１Ｄに平行な方向をＹ軸方向といい、これらのビーム１４１Ａ〜１４１Ｄに垂直な方向をＺ軸方向というものとする。Ｘ軸方向に延びた一方のビーム１４１Ａの上面には、ピエゾ抵抗Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｚ１、Ｒｚ２が作り込れている。ここで、ピエゾ抵抗Ｒｘ１とＲｚ１はビーム１４１Ａのフレーム１４０Ａ側の端部において並列に配置されており、ピエゾ抵抗Ｒｘ２とＲｚ２はビーム１４１Ａの可動部材１４２側の端部において並列に配置されている。同様に、Ｘ軸方向に延びた他方のビーム１４１Ｃの上面には、ピエゾ抵抗Ｒｘ３、Ｒｘ４、Ｒｚ３、Ｒｚ４が作り込まれている。ピエゾ抵抗Ｒｘ３とＲｚ３はビーム１４１Ｃの可動部材１４２側の端部において並列に配置されており、ピエゾ抵抗Ｒｘ４とＲｚ４はビーム１４１Ｃのフレーム１４０Ｅ側の端部において並列に配置されている。また、Ｙ軸方向に延びた一方のビーム１４１Ｂの上面には、ピエゾ抵抗Ｒｙ１、Ｒｙ２が作り込まれており、ピエゾ抵抗Ｒｙ１はビーム１４１Ｂのフレーム１４０Ｃ側の端部に配置されており、ピエゾ抵抗Ｒｙ２はビーム１４１Ｂの可動部材１４２側の端部に配置されている。同様に、Ｙ軸方向に延びた他方のビーム１４１Ｄの上面には、ピエゾ抵抗Ｒｙ３、Ｒｙ４が作り込まれており、ピエゾ抵抗Ｒｙ４はビーム１４１Ｄのフレーム１４０Ｇ側の端部に配置されており、ピエゾ抵抗Ｒｙ３はビーム１４１Ｄの可動部材１４２側の端部に配置されている。 The four beams 141A to 141D are arranged in a cross shape in a plane parallel to the upper surface of the movable member 142. The direction parallel to the pair of beams 141A and 141C is referred to as the X-axis direction, and the other pair of beams 141B. The direction parallel to 141D is referred to as the Y-axis direction, and the direction perpendicular to these beams 141A to 141D is referred to as the Z-axis direction. Piezoresistors Rx1, Rx2, Rz1, and Rz2 are formed on the upper surface of one beam 141A extending in the X-axis direction. Here, the piezo resistors Rx1 and Rz1 are arranged in parallel at the end of the beam 141A on the frame 140A side, and the piezo resistors Rx2 and Rz2 are arranged in parallel on the end of the beam 141A on the movable member 142 side. Similarly, piezoresistors Rx3, Rx4, Rz3, and Rz4 are formed on the upper surface of the other beam 141C extending in the X-axis direction. Piezoresistors Rx3 and Rz3 are arranged in parallel at the end of the beam 141C on the movable member 142 side, and piezoresistors Rx4 and Rz4 are arranged in parallel on the end of the beam 141C on the frame 140E side. Piezoresistors Ry1 and Ry2 are formed on the upper surface of one beam 141B extending in the Y-axis direction, and the piezoresistor Ry1 is disposed at the end of the beam 141B on the frame 140C side. Ry2 is disposed at the end of the beam 141B on the movable member 142 side. Similarly, piezoresistors Ry3 and Ry4 are formed on the upper surface of the other beam 141D extending in the Y-axis direction, and the piezoresistor Ry4 is disposed at the end of the beam 141D on the frame 140G side. The resistor Ry3 is disposed at the end of the beam 141D on the movable member 142 side.

また、シリコン基板１４５の上面は周囲を残して浅くエッチングすることによって凹部１４７が設けられており、凹部１４７のフレーム１４０Ａ〜１４０Ｈ上で且つインターポーザ１１４の支持部１３２上には複数の電極パッド１４８が設けられている。フレーム１４０Ａ〜１４０Ｈ、可動部材１４２及びビーム１４１Ａ〜１４１Ｄの上面は絶縁膜１４９によって覆われており、各ピエゾ抵抗Ｒｘ１〜Ｒｘ４、Ｒｙ１〜Ｒｙ４、Ｒｚ１〜Ｒｚ４及び電極パッド１４８は絶縁膜１４９の上に形成されたＡｌ配線１５０によって接続されている（図４では図示せず）。また、電極パッド１４８は、基板１１２に設けられた電極パッド１２０とワイヤーボンディングにより金などのワイヤー１５１で電気的に接続されている。 Further, the upper surface of the silicon substrate 145 is etched shallowly leaving the periphery, and a plurality of electrode pads 148 are provided on the frames 140A to 140H of the recess 147 and on the support portion 132 of the interposer 114. Is provided. The upper surfaces of the frames 140A to 140H, the movable member 142, and the beams 141A to 141D are covered with an insulating film 149. They are connected by the formed Al wiring 150 (not shown in FIG. 4). The electrode pad 148 is electrically connected to the electrode pad 120 provided on the substrate 112 by a wire 151 such as gold by wire bonding.

カバー１１３は、図１に示すように断面がコの字型をしており、基板１１２と線膨張係数が同程度の金属材料で形成されている。カバー１１３は、基板１１２に接着されたセンサチップ１１１をコの字部分で覆うようにして基板１１２に設けたカバー実装部１２１に接着剤で接着されており、センサチップ１１１及びインターポーザ１１４を外部と隔離している。これによって、センサチップ１１１及びインターポーザ１１４が外部の湿気を含んだ空気や腐食ガスなどと接触するのを防止し、特性の劣化が起こりにくいようになっている。また、基板１１２とカバー１１３は線膨張係数が同程度であるので、基板１１２とカバー１１３の環境温度の変化による膨張・収縮量も同程度となり、接着部に応力が加わらないようになっている。 As shown in FIG. 1, the cover 113 has a U-shaped cross section, and is formed of a metal material having a linear expansion coefficient similar to that of the substrate 112. The cover 113 is adhered to the cover mounting part 121 provided on the substrate 112 so as to cover the sensor chip 111 adhered to the substrate 112 with a U-shaped portion, and the sensor chip 111 and the interposer 114 are connected to the outside. Isolated. As a result, the sensor chip 111 and the interposer 114 are prevented from coming into contact with external moisture-containing air, corrosive gas, or the like, and the characteristics are hardly deteriorated. Further, since the linear expansion coefficients of the substrate 112 and the cover 113 are approximately the same, the amount of expansion / contraction due to the change in the environmental temperature of the substrate 112 and the cover 113 is also approximately the same, so that no stress is applied to the bonding portion. .

次に、図６〜１１を用いてＸＹＺ各軸の加速度を検出する方法について説明する。図６はＸ軸方向の加速度を検出するためのＸ軸方向加速度検出回路を示しており、ビーム１４１Ａ及び１４１Ｃの上に形成されたピエゾ抵抗Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３、Ｒｘ４を用いて図６に示すようにしてフルブリッジ回路を構成することにより加速度を検出することができる。すなわち、ピエゾ抵抗Ｒｘ１及びＲｘ４が直列に接続された枝とピエゾ抵抗Ｒｘ２及びＲｘ３が直列に接続された枝とが並列に接続されてフルブリッジ回路が構成されており、フルブリッジ回路の両端には電源１６０から電圧が印加されるようになっている。従って、電位差計１６１Ｘによって計測されるピエゾ抵抗Ｒｘ１及びＲｘ４の中点の電位とピエゾ抵抗Ｒｘ２及びＲｘ３の中点の電位との差Ｖｘは、次の数式（１）で表わされる。ただし、Ｖoは電源１６０の出力電圧であり、各ピエゾ抵抗Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３、Ｒｘ４の抵抗値は、同じ記号を用いて表わしている（以下、同様）。

Next, a method for detecting the acceleration of each axis of XYZ will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows an X-axis direction acceleration detection circuit for detecting acceleration in the X-axis direction, and is shown in FIG. 6 using piezoresistors Rx1, Rx2, Rx3, and Rx4 formed on the

beams

141A and 141C. Thus, the acceleration can be detected by configuring the full bridge circuit. That is, a branch where the piezo resistors Rx1 and Rx4 are connected in series and a branch where the piezo resistors Rx2 and Rx3 are connected in series is connected in parallel to form a full bridge circuit. A voltage is applied from the power supply 160. Therefore, the difference Vx between the midpoint potential of the piezoresistors Rx1 and Rx4 measured by the potentiometer 161X and the midpoint potential of the piezoresistors Rx2 and Rx3 is expressed by the following formula (1). However, Vo is the output voltage of the power supply 160, and the resistance values of the piezoresistors Rx1, Rx2, Rx3, and Rx4 are expressed using the same symbols (the same applies hereinafter).

同様に、図７はＹ軸方向の加速度を検出するためのＹ軸方向加速度検出回路を示しており、ビーム１４１Ｂ及び１４１Ｄの上に形成されたピエゾ抵抗Ｒｙ１、Ｒｙ２、Ｒｙ３、Ｒｙ４は、図７に示すようにしてフルブリッジ回路を構成することにより加速度を検出することができる。よって、この回路でも、電位差計１６１Ｙによって計測されるピエゾ抵抗Ｒｙ１及びＲｙ４の中点の電位とピエゾ抵抗Ｒｙ２及びＲｙ３の中点の電位との差Ｖｙは、次の数式（２）で表わされる。

Similarly, FIG. 7 shows a Y-axis direction acceleration detection circuit for detecting acceleration in the Y-axis direction. Piezoresistors Ry1, Ry2, Ry3, and Ry4 formed on the

beams

141B and 141D are shown in FIG. The acceleration can be detected by configuring the full bridge circuit as shown in FIG. Therefore, also in this circuit, the difference Vy between the potential at the midpoint of the piezoresistors Ry1 and Ry4 measured by the potentiometer 161Y and the potential at the midpoint of the piezoresistors Ry2 and Ry3 is expressed by the following formula (2).

また、図８はＺ軸方向の加速度を検出するためのＺ軸方向加速度検出回路を示しており、ビーム１４１Ａ及び１４１Ｃの上に形成されたピエゾ抵抗Ｒｚ１、Ｒｚ２、Ｒｚ３、Ｒｚ４は、図８に示すようにしてフルブリッジ回路を構成することにより加速度を検出することができる。すなわち、ピエゾ抵抗Ｒｚ１及びＲｚ３が直列に接続された枝とピエゾ抵抗Ｒｚ２及びＲｚ４が直列に接続された枝とが並列に接続されてフルブリッジ回路が構成されており、フルブリッジ回路の両端には電源１６０から電圧が印加されるようになっている。従って、電位差計１６１Ｚによって計測されるピエゾ抵抗Ｒｚ１及びＲｚ３の中点の電位とピエゾ抵抗Ｒｚ２及びＲｚ４の中点の電位との差Ｖｚは、次の数式（３）で表わされる。

FIG. 8 shows a Z-axis direction acceleration detection circuit for detecting acceleration in the Z-axis direction. Piezoresistors Rz1, Rz2, Rz3, and Rz4 formed on the

beams

141A and 141C are shown in FIG. Acceleration can be detected by configuring a full bridge circuit as shown. That is, a branch where the piezo resistors Rz1 and Rz3 are connected in series and a branch where the piezo resistors Rz2 and Rz4 are connected in series is connected in parallel to form a full bridge circuit. A voltage is applied from the power supply 160. Therefore, the difference Vz between the potential at the midpoint of the piezoresistors Rz1 and Rz3 measured by the potentiometer 161Z and the potential at the midpoint of the piezoresistors Rz2 and Rz4 is expressed by the following equation (3).

なお、上記各フルブリッジ回路は、センサチップ１１１内で構成してもよいし、センサチップ１１１と基板１１２、或いは加速度センサ１０１が実装される親基板の配線まで含めて構成してもよい。ただし、フルブリッジ回路を構成するピエゾ抵抗以外の配線が長くなると配線抵抗が大きくなり、その影響が大きくなるので、センサチップ１１１及び基板１１２でフルブリッジ回路を構成することが望ましい。さらに好ましくはセンサチップ１１１内でフルブリッジ回路を構成することが望ましい。 Each of the full bridge circuits may be configured in the sensor chip 111 or may include the sensor chip 111 and the substrate 112 or the wiring of the parent substrate on which the acceleration sensor 101 is mounted. However, if the wiring other than the piezoresistor constituting the full bridge circuit becomes longer, the wiring resistance becomes larger and the influence thereof becomes larger. Therefore, it is desirable that the sensor chip 111 and the substrate 112 constitute the full bridge circuit. More preferably, a full bridge circuit is configured in the sensor chip 111.

図９はセンサチップ１１１に−Ｘ軸方向の加速度が働いている場合（図中に加速度の方向を実線矢印で表示）を表わしており、図１０はそのビーム１４１Ａ、１４１Ｃの部分を拡大して表わしている。このように、センサチップ１１１に−Ｘ軸方向の加速度が働いたとすると、錘１４３は慣性力によってＸ軸方向に引かれる。よって、ビーム１４１Ａ、１４１Ｃはいずれも図９に示すようにＳ字状に湾曲する。このとき、図１０に表わしているように、ピエゾ抵抗Ｒｘ１、Ｒｘ３が延びて引張応力を受け、その抵抗値が増加する。また、ピエゾ抵抗Ｒｘ２、Ｒｘ４が縮んで圧縮応力を受け、その抵抗値が減少する。よって、Ｘ軸方向加速度検出回路においては、ビーム１４１Ａ、１４１Ｃの曲がりの大きさに応じてピエゾ抵抗Ｒｘ１及びＲｘ４間の電位が下がり、ピエゾ抵抗Ｒｘ２及びＲｘ３間の電位が上がり、図６又は数式（１）から分かるように、電位差計１６１Ｘで加速度の大きさに応じた電位差が計測される。 FIG. 9 shows a case where acceleration in the -X axis direction is acting on the sensor chip 111 (the direction of acceleration is indicated by a solid arrow in the figure), and FIG. 10 is an enlarged view of the beam 141A, 141C portion. It represents. Thus, if acceleration in the −X-axis direction is applied to the sensor chip 111, the weight 143 is pulled in the X-axis direction by inertial force. Therefore, the beams 141A and 141C are both curved in an S shape as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 10, the piezoresistors Rx1 and Rx3 extend to receive a tensile stress, and the resistance value increases. Further, the piezo resistors Rx2 and Rx4 contract and receive compressive stress, and the resistance value decreases. Therefore, in the X-axis direction acceleration detection circuit, the potential between the piezoresistors Rx1 and Rx4 decreases and the potential between the piezoresistors Rx2 and Rx3 increases according to the bending magnitude of the beams 141A and 141C. As can be seen from 1), a potential difference corresponding to the magnitude of acceleration is measured by the potentiometer 161X.

また、−Ｘ軸方向に加速度が働いている場合には、図１０に表わしているように、ピエゾ抵抗Ｒｚ１、Ｒｚ３が引張応力を受けて抵抗値が増加し、ピエゾ抵抗Ｒｚ２、Ｒｚ４が圧縮応力を受けて抵抗値が減少する。よって、Ｚ軸方向加速度検出回路においては、ビーム１４１Ａ、１４１Ｃが変形してもピエゾ抵抗Ｒｚ１とＲｚ３は同じように抵抗値が増加するので両者の間の電位は変化せず、ピエゾ抵抗Ｒｚ２及びＲｚ４は同じように抵抗値が減少するので両者の間の電位は変化せず、従って、図８又は数式（３）から分かるように、電位差計１６１Ｚでは電位差は検出されない。よって、Ｘ軸方向の加速度は、Ｚ軸方向加速度検出回路によっては検知されない。さらに、Ｙ軸方向のビーム１４１Ｂ、１４１Ｄは捻れるだけであるから、そのピエゾ抵抗Ｒｙ１〜Ｒｙ４は同じように抵抗値が変化するに過ぎず、図７又は数式（２）から分かるように、Ｙ軸方向加速度検出回路ではＸ軸方向の加速度は検出されない。 When acceleration is acting in the −X-axis direction, as shown in FIG. 10, the piezo resistances Rz1 and Rz3 are subjected to tensile stress and the resistance value increases, and the piezo resistances Rz2 and Rz4 are compressive stresses. In response, the resistance value decreases. Therefore, in the Z-axis direction acceleration detection circuit, even if the beams 141A and 141C are deformed, the resistance values of the piezoresistors Rz1 and Rz3 increase in the same way, so the potential between them does not change, and the piezoresistors Rz2 and Rz4 Similarly, since the resistance value decreases, the potential between the two does not change. Therefore, as can be seen from FIG. 8 or Formula (3), no potential difference is detected by the potentiometer 161Z. Therefore, the acceleration in the X-axis direction is not detected by the Z-axis direction acceleration detection circuit. Furthermore, since the beams 141B and 141D in the Y-axis direction are only twisted, the resistance values of the piezoresistors Ry1 to Ry4 change in the same way, and as can be seen from FIG. The acceleration in the X-axis direction is not detected by the axial acceleration detection circuit.

加速度センサ１０１にＹ軸方向の加速度が働いた場合も、上記の場合と同様にしてＹ軸方向加速度検出回路によってＹ軸方向の加速度が検出される。一方、Ｙ軸方向の加速度が働いてもビーム１４１Ａ、１４１Ｃは捻れるだけであるので、Ｘ軸方向加速度検出回路でもＺ軸方向加速度検出回路でもＹ軸方向の加速度は検出されない。 Even when acceleration in the Y-axis direction is applied to the acceleration sensor 101, the acceleration in the Y-axis direction is detected by the Y-axis direction acceleration detection circuit in the same manner as described above. On the other hand, even if the acceleration in the Y-axis direction works, the beams 141A and 141C are only twisted. Therefore, neither the X-axis direction acceleration detection circuit nor the Z-axis direction acceleration detection circuit detects the Y-axis direction acceleration.

次に、図１１に示すように加速度センサ１０１に、−Ｚ軸方向に加速度が働いている場合（図中に加速度の方向を実線矢印で表示）を考えると、錘１４３は＋Ｚ軸方向に変位する。このとき、各ビーム１４１Ａ〜１４１Ｄは図１１に示すように変形するので、ピエゾ抵抗Ｒｘ１、Ｒｘ４、Ｒｙ１、Ｒｙ４、Ｒｚ１、Ｒｚ４が圧縮応力を受けて抵抗値が下がり、ピエゾ抵抗Ｒｘ２、Ｒｘ３、Ｒｙ２、Ｒｙ３、Ｒｚ２、Ｒｚ３が引張応力を受けて抵抗値が上がる。よって、Ｚ軸方向加速度検出回路においては、ピエゾ抵抗Ｒｚ１及びＲｚ３間の電位が上がり、ピエゾ抵抗Ｒｚ２及びＲｚ４間の電位が下がり、図８又は数式（３）から分かるように、電位差計１６１ＺによりＺ軸方向の加速度の大きさに応じた電位差が検出される。また、Ｚ軸方向の加速度が働いている場合には、Ｘ軸方向加速度検出回路では、ピエゾ抵抗Ｒｘ１及びＲｘ４間の電位が変化せず、ピエゾ抵抗Ｒｘ２及びＲｘ３間の電位も変化しないので、Ｚ軸方向の加速度はＸ軸方向加速度検出回路では検出されない。同様に、Ｙ軸方向加速度検出回路では、ピエゾ抵抗Ｒｙ１及びＲｙ４間の電位が変化せず、ピエゾ抵抗Ｒｙ２及びＲｙ３間の電位も変化しないので、Ｚ軸方向の加速度はＹ軸方向加速度検出回路では検出されない。 Next, considering the case where acceleration is acting on the acceleration sensor 101 as shown in FIG. 11 (the direction of acceleration is indicated by a solid arrow in the figure), the weight 143 is displaced in the + Z axis direction. To do. At this time, each beam 141A to 141D is deformed as shown in FIG. , Ry3, Rz2, and Rz3 are subjected to tensile stress to increase the resistance value. Therefore, in the Z-axis direction acceleration detection circuit, the potential between the piezoresistors Rz1 and Rz3 increases and the potential between the piezoresistors Rz2 and Rz4 decreases. As can be seen from FIG. 8 or Equation (3), Z is measured by the potentiometer 161Z. A potential difference corresponding to the magnitude of the axial acceleration is detected. When acceleration in the Z-axis direction is working, the X-axis direction acceleration detection circuit does not change the potential between the piezoresistors Rx1 and Rx4, and does not change the potential between the piezoresistors Rx2 and Rx3. The axial acceleration is not detected by the X-axis acceleration detection circuit. Similarly, in the Y-axis direction acceleration detection circuit, the potential between the piezo resistors Ry1 and Ry4 does not change, and the potential between the piezo resistors Ry2 and Ry3 does not change. Not detected.

以上説明したように、かかる加速度センサ１０１によれば、Ｘ軸方向の加速度、Ｙ軸方向の加速度及びＺ軸方向の加速度をそれぞれＸ軸方向加速度検出回路、Ｙ軸方向加速度検出回路、Ｚ軸方向加速度検出回路によってそれぞれ独立して検出することができるようになっている。 As described above, according to the acceleration sensor 101, the acceleration in the X-axis direction, the acceleration in the Y-axis direction, and the acceleration in the Z-axis direction are respectively detected as the X-axis direction acceleration detection circuit, the Y-axis direction acceleration detection circuit, and the Z-axis direction. The acceleration detection circuit can detect each independently.

図１２〜図１９は上記加速度センサ１０１の製造工程を説明する概略図である。以下、図１２〜図１９に従って、加速度センサ１０１の製造工程を説明する。まず、センサチップ１１１の製造工程を説明する。ｐ型シリコン基板（ウエハ）１４５の上面を浅くエッチングして凹部１４７を形成する（図１２（ａ））。ついで、シリコン基板１４５の上面のうちフレーム１４０Ａ〜１４０Ｈ、可動部材１４２及びビーム１４１Ａ〜１４１Ｄとなる領域にＰ（リン）等のｎ型不純物をイオン注入し、拡散アニールを施してシリコン基板１４５の表面層にｎ型の拡散層１６５を形成する（図１２（ｂ））。この拡散層１６５の拡散深さにより、ビーム１４１Ａ〜１４１Ｄの厚みは制御される。 12 to 19 are schematic diagrams for explaining the manufacturing process of the acceleration sensor 101. FIG. Hereinafter, the manufacturing process of the acceleration sensor 101 will be described with reference to FIGS. First, the manufacturing process of the sensor chip 111 will be described. A recess 147 is formed by shallowly etching the upper surface of the p-type silicon substrate (wafer) 145 (FIG. 12A). Next, n-type impurities such as P (phosphorus) are ion-implanted into the regions of the upper surface of the silicon substrate 145 that become the frames 140A to 140H, the movable member 142, and the beams 141A to 141D, and diffusion annealing is performed to perform surface annealing of the silicon substrate 145. An n-type diffusion layer 165 is formed in the layer (FIG. 12B). The thickness of the beams 141A to 141D is controlled by the diffusion depth of the diffusion layer 165.

このシリコン基板１４５の裏面に酸化膜や窒化膜等の被覆１６６を形成した後、拡散層１６５の表面層にＢ（硼素）等のｐ型不純物をイオン注入してピエゾ抵抗Ｒｘ１〜Ｒｘ４、Ｒｙ１〜Ｒｙ４、Ｒｚ１〜Ｒｚ４となるｐ型の抵抗素子領域１６７を形成する。さらに、拡散層１６５の上に絶縁膜１４９を形成し、抵抗素子領域１６７の両端に対向する位置で絶縁膜１４９に開口部を設け、Ａｌ配線１５０をパターニングする。こうして形成されたＡｌ配線１５０は各抵抗素子領域１６７の両端と各電極パッド１４８に接続されている（図１３（ａ））。 A coating 166 such as an oxide film or a nitride film is formed on the back surface of the silicon substrate 145, and then a p-type impurity such as B (boron) is ion-implanted into the surface layer of the diffusion layer 165 to piezoresistors Rx1 to Rx4, Ry1. A p-type resistance element region 167 to be Ry4, Rz1 to Rz4 is formed. Further, an insulating film 149 is formed on the diffusion layer 165, and openings are provided in the insulating film 149 at positions facing both ends of the resistance element region 167, and the Al wiring 150 is patterned. The Al wiring 150 thus formed is connected to both ends of each resistance element region 167 and to each electrode pad 148 (FIG. 13A).

ついで、シリコン基板１４５を裏面研磨してシリコン基板１４５の厚みを薄くした後、シリコン基板１４５の裏面に窒化膜からなるマスク１６８を形成する。マスク１６８は、フレーム１４０Ａ〜１４０Ｈのシリコン基板部分になる領域と可動部材１４２の下面になる領域を覆うように形成される（図１３（ｂ））。また、フレーム１４０Ａ〜１４０Ｈ、可動部材１４２及びビーム１４１Ａ〜１４１Ｄ以外の領域においては、上面の絶縁膜１４９をエッチング除去してシリコン基板１４５を露出させておく。 Next, after the silicon substrate 145 is polished on the back surface to reduce the thickness of the silicon substrate 145, a mask 168 made of a nitride film is formed on the back surface of the silicon substrate 145. The mask 168 is formed so as to cover a region to be the silicon substrate portion of the frames 140A to 140H and a region to be the lower surface of the movable member 142 (FIG. 13B). In regions other than the frames 140A to 140H, the movable member 142, and the beams 141A to 141D, the insulating film 149 on the upper surface is removed by etching to expose the silicon substrate 145.

この後、拡散層１６５とシリコン基板１４５の下面との間に逆バイアスとなるように電圧を印加した状態でシリコン基板１４５の下面にエッチング液を接触させ、マスク１６８の開口を通してシリコン基板１４５を下面側からエッチングする。このとき拡散層１６５はエッチングストップ層として働き、エッチングはシリコン基板１４５と拡散層１６５の間のｐｎ接合面で停止させられるので、エッチング深さひいてはビーム１４１Ａ〜１４１Ｄの厚みを精度よく制御することができる。この技法は、ＥＣＥ（Electro Chemical Etchstop）として知られているものである。この場合に、ビーム１４１Ａ〜１４１Ｄとなる領域ではｐｎ接合面でエッチングが停止するが、ビーム１４１Ａ〜１４１Ｄ以外の領域ではシリコン基板１４５を上下に貫通して開口される。また、シリコン基板１４５のエッチング異方性により、可動部材１４２の側面及びフレーム１４０Ａ〜１４０Ｈの内周面には傾斜が施される（図１４（ａ））。 Thereafter, an etching solution is brought into contact with the lower surface of the silicon substrate 145 in a state where a voltage is applied between the diffusion layer 165 and the lower surface of the silicon substrate 145 so as to have a reverse bias, and the silicon substrate 145 is moved to the lower surface through the opening of the mask 168. Etch from the side. At this time, the diffusion layer 165 functions as an etching stop layer, and the etching is stopped at the pn junction surface between the silicon substrate 145 and the diffusion layer 165. Therefore, the etching depth and the thickness of the beams 141A to 141D can be accurately controlled. it can. This technique is known as ECE (Electro Chemical Etchstop). In this case, etching stops at the pn junction surface in the region where the beams 141A to 141D are formed, but in the region other than the beams 141A to 141D, the silicon substrate 145 is vertically opened and opened. Further, due to the etching anisotropy of the silicon substrate 145, the side surfaces of the movable member 142 and the inner peripheral surfaces of the frames 140A to 140H are inclined (FIG. 14A).

シリコン基板１４５の下面のマスク１６８を除いた後、このシリコン基板１４５をガラス基板１４６の上に重ね、３００〜４００℃の温度に保った状態でシリコン基板１４５とガラス基板１４６との間に５００〜１０００ボルトの電圧を印加し、陽極接合によってシリコン基板１４５とガラス基板１４６を一体に貼り合わせる（図１４（ｂ））。次に、個々のセンサチップ１１１の領域においてガラス基板１４６をフレーム１４０Ａ〜１４０Ｈと錘１４３とに切り離すと共に、シリコン基板（ウエハ）１４５上に複数個作製されたセンサチップ１１１をダイシングによって１つずつ切り離す（図１５）。 After removing the mask 168 on the lower surface of the silicon substrate 145, the silicon substrate 145 is overlaid on the glass substrate 146, and is kept at a temperature of 300 to 400 ° C. between the silicon substrate 145 and the glass substrate 146. A voltage of 1000 volts is applied, and the silicon substrate 145 and the glass substrate 146 are bonded together by anodic bonding (FIG. 14B). Next, in the area of each sensor chip 111, the glass substrate 146 is separated into the frames 140A to 140H and the weight 143, and a plurality of sensor chips 111 formed on the silicon substrate (wafer) 145 are separated one by one by dicing. (FIG. 15).

次に、インターポーザ１１４の製造工程を説明する。シリコン基板（ウェハ）１７０の片方の面（下面）のマスク１７２、他方の面（上面）にマスク１７３をフォトリソなどで形成する（図１６（ａ））。ここで、マスク１７２を形成した箇所は支持部１３２、マスク１７３を形成した箇所はギャップ調整部１３５となる位置である。マスク１７２及びマスク１７３を形成したシリコン基板１７０の上下両面を浅くエッチングして、下面に凹部１７１、上面にセンサチップ実装部１３４（エッチングされた箇所）及びギャップ調整部１３５（マスク１７３を形成した箇所）を形成する（図１６（ｂ））。マスク１７２及びマスク１７３を剥離・除去した後、再びシリコン基板１７０の上面全体にマスク１７５、下面のマスク１７２を形成していた箇所及び中央部（接着凸部１３０形成箇所）にマスク１７４を形成し（図１６（ｃ））、シリコン基板１７０下面の凹部１７１のマスク１７４が形成されていない箇所を再びエッチングにより掘り下げる（図１６（ｄ））。そうすると、エッチングで掘り下げた箇所に接着剤逃げ部１３１、シリコン基板１７０下面の中央部に凸状の接着凸部１３０、シリコン基板１７０下面の周囲に支持部１３２が形成される。最後にマスク１７４及び１７５を剥離・除去してインターポーザ１１４が完成する（図１６（ｅ））。 Next, the manufacturing process of the interposer 114 will be described. A mask 172 on one surface (lower surface) of the silicon substrate (wafer) 170 and a mask 173 on the other surface (upper surface) are formed by photolithography (FIG. 16A). Here, the portion where the mask 172 is formed is a position where the support portion 132 is formed, and the portion where the mask 173 is formed is a position where the gap adjusting portion 135 is formed. The upper and lower surfaces of the silicon substrate 170 on which the mask 172 and the mask 173 are formed are etched shallowly to form a recess 171 on the lower surface, a sensor chip mounting portion 134 (etched portion) on the upper surface, and a gap adjusting portion 135 (location on which the mask 173 is formed). ) Is formed (FIG. 16B). After the mask 172 and the mask 173 are peeled and removed, the mask 175 is formed again on the entire upper surface of the silicon substrate 170, and the mask 174 is formed at the central portion (location where the adhesive protrusion 130 is formed). (FIG. 16C), a portion of the recess 171 on the lower surface of the silicon substrate 170 where the mask 174 is not formed is dug again by etching (FIG. 16D). As a result, an adhesive escape portion 131 is formed at a location dug down by etching, a convex adhesive convex portion 130 is formed at the center of the lower surface of the silicon substrate 170, and a support portion 132 is formed around the lower surface of the silicon substrate 170. Finally, the masks 174 and 175 are peeled and removed to complete the interposer 114 (FIG. 16E).

次に基板１１２に接着剤１１５を適量塗布し、インターポーザ１１４を実装して接着剤１１５を硬化させる（図１７（ａ））。この時、接着剤１１５は、図２に示した接着剤塗布部１２３に塗布され、インターポーザ１１４及び接着凸部１３０はそれぞれインターポーザ実装部１２２及び接着剤塗布部１２３の位置にくるように位置合わせして実装される。インターポーザ１１４のセンサチップ実装部１３４に接着剤１５２を塗布し、センサチップ１１１のフレーム１４０Ａ〜１４０Ｈが接着剤１５２を塗布した位置にくるように位置合わせして実装し、接着剤１５２を硬化させる（図１７（ｂ））。次にセンサチップ１１１に形成された電極パッド１４８と基板１１２に形成された電極パッド１２０とをワイヤーボンディングによって金ワイヤー１５１で電気的に接続する（図１８）。最後にカバー１１３を基板１１２上に形成されたカバー実装部１２１に実装して接着剤で固定して加速度センサ１０１が完成する（図１９）。 Next, an appropriate amount of adhesive 115 is applied to the substrate 112, and the interposer 114 is mounted to cure the adhesive 115 (FIG. 17A). At this time, the adhesive 115 is applied to the adhesive application part 123 shown in FIG. 2, and the interposer 114 and the adhesive convex part 130 are aligned so as to be at the positions of the interposer mounting part 122 and the adhesive application part 123, respectively. Implemented. The adhesive 152 is applied to the sensor chip mounting portion 134 of the interposer 114, and the frames 140A to 140H of the sensor chip 111 are aligned and mounted so as to come to the position where the adhesive 152 is applied, and the adhesive 152 is cured ( FIG. 17B). Next, the electrode pad 148 formed on the sensor chip 111 and the electrode pad 120 formed on the substrate 112 are electrically connected by a gold wire 151 by wire bonding (FIG. 18). Finally, the cover 113 is mounted on the cover mounting portion 121 formed on the substrate 112 and fixed with an adhesive to complete the acceleration sensor 101 (FIG. 19).

次に、接着凸部１３０の面積を変えて出力変動量ΔＳの大きさを評価した試験について説明する。試験は、矩形平板状で、長辺の長さが１００ｍｍの基板１１２を用意し、その基板１１２の中心部に加速度センサ１０１を実装した試料を作製した。加速度センサ１０１と基板１１２の接着にはシリコーン系の接着剤を用いた。次に、基板１１２の一端を支えて他端を規定量だけ曲げ、そのときの出力変動量ΔＳを測定し、各試料について比較した。また、試験に用いた加速度センサ１０１には、インターポーザ１１４の基板１１２の実装面からみた形状が正方形で、その一辺の長さＬ１（以下、インターポーザサイズＬ１）が２．５ｍｍ、インターポーザ１１４の実装面と垂直な方向の厚み（以下、インターポーザの厚さＴ１）が１５０μｍ、支持部１３２の高さＴ２が５０μｍで、接着凸部１３０の基板１１２に面した面の一辺の長さ（以下、接着凸部サイズＬ２）が３００μｍ、５００μｍ、８００μｍに形成した３種類のインターポーザ１１４を用いた。また、本実験では、インターポーザ１１４とセンサチップ１１１の大きさはほぼ等しいサイズのものを用いた。 Next, a test in which the area of the adhesive protrusion 130 is changed and the magnitude of the output fluctuation amount ΔS is evaluated will be described. In the test, a substrate 112 having a rectangular flat plate shape and a long side of 100 mm was prepared, and a sample in which the acceleration sensor 101 was mounted at the center of the substrate 112 was produced. A silicone adhesive was used to bond the acceleration sensor 101 and the substrate 112. Next, one end of the substrate 112 was supported and the other end was bent by a specified amount, and the output fluctuation amount ΔS at that time was measured and compared for each sample. In addition, the acceleration sensor 101 used in the test has a square shape when viewed from the mounting surface of the substrate 112 of the interposer 114, a length L1 (hereinafter referred to as an interposer size L1) of 2.5 mm, and a mounting surface of the interposer 114. The thickness in the direction perpendicular to the substrate (hereinafter referred to as interposer thickness T1) is 150 μm, the height T2 of the support portion 132 is 50 μm, and the length of one side of the adhesive protrusion 130 facing the substrate 112 (hereinafter referred to as adhesive protrusion). Three types of interposers 114 having part sizes L2) of 300 μm, 500 μm, and 800 μm were used. In this experiment, the interposer 114 and the sensor chip 111 are approximately equal in size.

試験結果を図２０中に塗りつぶした丸印で示している。図２０からわかるように、接着凸部サイズＬ２が小さくなるほど出力変動量ΔＳも小さくなることが分かる。 The test results are indicated by filled circles in FIG. As can be seen from FIG. 20, it can be seen that the output fluctuation amount ΔS decreases as the adhesive protrusion size L2 decreases.

以上説明したように、センサチップ１１１と基板１１２間にインターポーザ１１４を介在して、インターポーザ１１４と基板１１２の接着面積を小さくして固定することによって、環境温度の変化や基板の反りなどによる影響がセンサチップ１１１に伝わりにくくなり、零点出力や検出精度への影響が小さく、検出精度の良い加速度センサ１０１を提供することができる。 As described above, by interposing the interposer 114 between the sensor chip 111 and the substrate 112 and fixing the bonding area between the interposer 114 and the substrate 112 to be small, there is an influence due to a change in environmental temperature, warpage of the substrate, or the like. It is difficult to transmit to the sensor chip 111, and the acceleration sensor 101 with good detection accuracy can be provided with little influence on the zero point output and detection accuracy.

なお、本実施例において、接着凸部１３０をインターポーザ１１４の基板１１２と対向する面の中央に設けたが、接着凸部１３０からセンサチップ１１１などに伝わる外部応力の影響や固着強度などの特性や性能が許容範囲内であれば、特に中央である必要はない。また、接着凸部１３０の基板１１２と対向する面の形状はエッチングで形成しやすい矩形にしたが他の形状にしても良い。特に円形であれば、基板１１２から伝わる外部応力を矩形の場合よりも均一に分散させることができる。また、支持部１３２を接着凸部１３０よりも基板側に出っ張らせたが、図２１に示すように支持部１３２と接着凸部１３０の高さを同じにしてもよい。この場合、接着剤１１５の厚さのバラツキが大きくなる可能性があるが、支持部１３２と接着凸部１３０の高低差を付ける工程を省くことができ、製造工程を簡略化できる。 In this embodiment, the adhesive convex portion 130 is provided in the center of the surface of the interposer 114 facing the substrate 112. However, characteristics such as the influence of external stress transmitted from the adhesive convex portion 130 to the sensor chip 111 and the like, and the fixing strength If the performance is within an acceptable range, there is no need for the center. Further, although the shape of the surface of the adhesive convex portion 130 facing the substrate 112 is a rectangle that can be easily formed by etching, other shapes may be used. In particular, when the shape is circular, the external stress transmitted from the substrate 112 can be dispersed more uniformly than when the shape is rectangular. Moreover, although the support part 132 protruded to the board | substrate side rather than the adhesion convex part 130, as shown in FIG. 21, you may make the height of the support part 132 and the adhesion convex part 130 the same. In this case, the thickness variation of the adhesive 115 may increase, but the step of making the height difference between the support part 132 and the adhesive convex part 130 can be omitted, and the manufacturing process can be simplified.

なお、本実施例において、インターポーザ１１４の接着凸部１３０の大きさをインターポーザ１１４の基板１１２に対向した面の面積の１／１００〜１／４の範囲内になるように設定したが、接着凸部１３０の大きさは基板１１２とインターポーザ１１４の接着に用いる基板１１２、インターポーザ１１４、接着剤１１５の特性（接着強度、弾性率、線膨張係数など）によって最適値及び固着強度を確保できる最低面積が異なるので、使用する接着剤、基板、インターポーザの組合せに適した大きさに設定すればよい。 In this embodiment, the size of the adhesive convex portion 130 of the interposer 114 is set to be in the range of 1/100 to 1/4 of the area of the surface of the interposer 114 facing the substrate 112. The size of the portion 130 is the minimum area that can secure the optimum value and the fixing strength depending on the characteristics (adhesive strength, elastic modulus, linear expansion coefficient, etc.) of the substrate 112, the interposer 114, and the adhesive 115 used for bonding the substrate 112 and the interposer 114. Since it is different, it may be set to a size suitable for the combination of the adhesive, substrate and interposer to be used.

また、図２２に示したインターポーザ１５３のように接着凸部１３０の表面（基板１１２と対向している面）に粗化処理を施して粗面１５４を形成すれば、アンカー効果によって強固に接着する事ができ、粗化処理をしない場合よりも接着凸部１３０の大きさを小さくでき、基板１１２側からの応力の影響を小さくすることができる。また、特に図示しないが基板１１２の接着剤塗布部１２３の表面（インターポーザ１１４と対向している面）を粗面にしても同様の効果を得ることができる。 Moreover, if the rough surface 154 is formed by performing a roughening process on the surface of the adhesion convex portion 130 (the surface facing the substrate 112) like the interposer 153 shown in FIG. Therefore, the size of the adhesive protrusion 130 can be made smaller than when no roughening treatment is performed, and the influence of stress from the substrate 112 side can be reduced. Although not particularly shown, the same effect can be obtained even if the surface of the adhesive application portion 123 of the substrate 112 (the surface facing the interposer 114) is rough.

なお、本実施例において、ギャップ調整部１３５がセンサチップ実装部１３４に対して凸形状となるようにしたが、錘１４３及びビーム１４１Ａ〜１４１Ｄの可動可能な範囲が大きい場合には、可動可能な範囲内でギャップ調整部１３５がセンサチップ実装部１３４に対して凹になるようにしてもよい。 In the present embodiment, the gap adjusting unit 135 has a convex shape with respect to the sensor chip mounting unit 134. However, when the movable range of the weight 143 and the beams 141A to 141D is large, the gap adjusting unit 135 is movable. The gap adjustment unit 135 may be recessed with respect to the sensor chip mounting unit 134 within the range.

図２３に実施例２の加速度センサ１０２の概略断面図を示す。本実施例は、実施例１においてインターポーザ１１４に設けた接着凸部１３０を基板１１２側に形成したものである。詳しくは、インターポーザ２００の基板２０１と対向する面（下面）は平坦になっており、基板２０１のインターポーザ２００と対向する面には、インターポーザ２００を接着するための矩形状の接着凸部２０２が設けられ、その接着凸部２０２の周囲には接着凸部２０２から流れ出た接着剤が流れ込むための接着剤逃げ部２０３が設けられ、さらに接着剤逃げ部２０３の周囲には支持部２０４が設けられている。また、接着凸部２０２のインターポーザ２００に対向した面の面積は、インターポーザ２００の基板２０２に対向した面の面積の１／１００〜１／４の範囲内になるように設定した。また、接着凸部２０２は接着剤逃げ部２０３よりもインターポーザ２００側に飛び出しており、さらに支持部２０４は接着凸部２０２よりもインターポーザ２００側に飛び出すように形成されている。 FIG. 23 is a schematic sectional view of the acceleration sensor 102 according to the second embodiment. In the present embodiment, the adhesive protrusion 130 provided on the interposer 114 in the first embodiment is formed on the substrate 112 side. Specifically, the surface (lower surface) facing the substrate 201 of the interposer 200 is flat, and the surface of the substrate 201 facing the interposer 200 is provided with a rectangular bonding convex portion 202 for bonding the interposer 200. An adhesive escape portion 203 for allowing the adhesive flowing out from the adhesive convex portion 202 to flow in is provided around the adhesive convex portion 202, and a support portion 204 is provided around the adhesive escape portion 203. Yes. In addition, the area of the surface of the adhesive projection 202 facing the interposer 200 was set to be in the range of 1/100 to 1/4 of the area of the surface facing the substrate 202 of the interposer 200. Further, the adhesive convex portion 202 protrudes to the interposer 200 side from the adhesive escape portion 203, and the support portion 204 is formed to protrude from the adhesive convex portion 202 to the interposer 200 side.

実施例１に記載したようにインターポーザ１１４に接着凸部１３０を設ける構成と比べて本実施例においては、接着凸部２０２上に直接接着剤を塗布することができるので接着剤を塗布した場所と接着凸部２０２がずれることがない。 Compared with the configuration in which the adhesive convex portion 130 is provided on the interposer 114 as described in the first embodiment, in this embodiment, the adhesive can be directly applied onto the adhesive convex portion 202. The adhesion convex part 202 does not shift.

図２４に本実施例の加速度センサ１０３を示す。この加速度センサ１０３は、実施例１に示したインターポーザ１１４の支持部１３２を形成していないインターポーザ２０５を用いたものである。つまり、インターポーザ２０５は、下面（基板１１２と対向した面）の中央部に接着凸部１３０が形成されており、残りの部分が接着剤逃げ部１３１となっている。したがって、実施例１又は２においてはインターポーザ１１４或いは基板１１２の片方に支持部１３２を設けることによって接着樹脂の厚さを制御できるようにしていたが、本実施例は、支持部を形成していないものである。故に、加速度センサ１０３はインターポーザ２０５に支持部１３２が設けられていないので接着剤１１５の厚さ制御を接着時の圧力などのよって制御する必要があり、実施例１及び２に記載した加速度センサよりも接着剤１１５の厚さばらつきは大きくなり得る。しかしながら、インターポーザ２０５は実施例１に示したインターポーザ１１４のように接着凸部１３０と支持部１３２に高低をつける工程（図１６（ａ）〜（ｂ））が必要なく、製造工程を短くすることができる。このように、本実施例の加速度センサ１０３は接着剤１１５の厚さばらつきが多少大きくなっても良いような場合においては、製造工程を少なくでき、コスト削減することができる。また、特に図示しないが、接着凸部１３０はインターポーザ２０５側ではなく基板１１２側に形成されていてもかまわない。 FIG. 24 shows the acceleration sensor 103 of the present embodiment. The acceleration sensor 103 uses the interposer 205 that does not form the support portion 132 of the interposer 114 shown in the first embodiment. That is, in the interposer 205, the adhesive convex portion 130 is formed at the central portion of the lower surface (the surface facing the substrate 112), and the remaining portion is the adhesive escape portion 131. Therefore, in Example 1 or 2, the thickness of the adhesive resin can be controlled by providing the support part 132 on one side of the interposer 114 or the substrate 112. However, in this example, no support part is formed. Is. Therefore, since the acceleration sensor 103 is not provided with the support portion 132 in the interposer 205, it is necessary to control the thickness control of the adhesive 115 by the pressure at the time of bonding, etc., compared with the acceleration sensors described in the first and second embodiments. However, the thickness variation of the adhesive 115 can be large. However, the interposer 205 does not require the step (FIGS. 16A to 16B) of raising and lowering the adhesive convex portion 130 and the support portion 132 unlike the interposer 114 shown in the first embodiment, and shortens the manufacturing process. Can do. As described above, the acceleration sensor 103 according to the present embodiment can reduce the manufacturing process and reduce the cost when the thickness variation of the adhesive 115 may be slightly increased. Although not particularly illustrated, the adhesive protrusion 130 may be formed on the substrate 112 side instead of the interposer 205 side.

図２５に本実施例の加速度センサ１０４を示す。加速度センサ１０４に用いられているインターポーザ２１１は、実施例２のインターポーザ２００と同様に下面が平坦に形成されており、基板２１０は基板１１２と同様に上面（センサチップ実装面）が平坦になっている。つまり、インターポーザ２１１と基板２１０の対向する面は、互いに平坦になっている。したがって、実施例１及び実施例２ではインターポーザ或いは基板の片方に接着凸部を設けることによって基板とインターポーザの接着面積を制御していたが、本実施例の加速度センサ１０４は、インターポーザ２１１と基板２１０のいずれにも接着凸部を設けず、接着剤１１５の塗布量、粘度及び接着時の圧力などの条件を制御することによって基板２１０とインターポーザ２１１の接着面積を制御するようにしたものである。このように接着条件によってインターポーザ２１１と基板２１０の接着面積を制御するようにすれば、インターポーザ２１１或いは基板２１０に接着凸部を形成する必要が無く、その分コストを低減することができる。しかし、接着剤１１５の粘度などの特性ばらつきによる接着剤１１５の塗布量ばらつきや、接着剤１１５と基板２１０及びインターポーザ２１１との濡れ性ばらつきが大きいとインターポーザ２１１と基板２１０の接着面積及び接着剤１１５の厚みのばらつきに影響するので、接着凸部を設けた加速度センサ１０１、１０２よりも製造プロセス、使用材料などに厳しい管理が求められる。 FIG. 25 shows the acceleration sensor 104 of this embodiment. The interposer 211 used in the acceleration sensor 104 has a flat bottom surface similar to the interposer 200 of the second embodiment, and the top surface (sensor chip mounting surface) of the substrate 210 is flat like the substrate 112. Yes. That is, the opposing surfaces of the interposer 211 and the substrate 210 are flat with each other. Therefore, in the first and second embodiments, the bonding area between the substrate and the interposer is controlled by providing an adhesive projection on one side of the interposer or the substrate. However, the acceleration sensor 104 of the present embodiment includes the interposer 211 and the substrate 210. In any of these, the adhesive convex portion is not provided, and the adhesive area between the substrate 210 and the interposer 211 is controlled by controlling the conditions such as the application amount of the adhesive 115, the viscosity, and the pressure at the time of adhesion. If the bonding area between the interposer 211 and the substrate 210 is controlled according to the bonding conditions in this way, it is not necessary to form bonding convex portions on the interposer 211 or the substrate 210, and the cost can be reduced accordingly. However, if there is a large variation in the amount of adhesive 115 applied due to variations in properties such as the viscosity of the adhesive 115, or a large variation in wettability between the adhesive 115 and the substrate 210 and the interposer 211, the bonding area between the interposer 211 and the substrate 210 and the adhesive 115. Therefore, stricter management is required for the manufacturing process, materials used, and the like than the acceleration sensors 101 and 102 provided with the adhesive protrusions.

以上、本発明ではピエゾ抵抗を利用した加速度センサについて説明したが、これに限らず、応力或いは変形に変換される物理量を検出するセンサであれば適用することができるものである。例えば静電容量型及び圧電型の加速度センサ、圧力センサ、角速度センサなどに適用することができる。 As described above, the acceleration sensor using a piezoresistor has been described in the present invention. However, the present invention is not limited to this, and any sensor that detects a physical quantity converted into stress or deformation can be applied. For example, the present invention can be applied to capacitance type and piezoelectric type acceleration sensors, pressure sensors, angular velocity sensors, and the like.

本発明の実施例１の加速度センサの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the acceleration sensor of Example 1 of this invention. 図１の加速度センサに用いられている基板の上面図である。It is a top view of the board | substrate used for the acceleration sensor of FIG. （ａ）は図１の加速度センサに用いられているインターポーザの下面図、（ｂ）は図１の加速度センサに用いられているインターポーザの断面図である。(A) is a bottom view of the interposer used in the acceleration sensor of FIG. 1, and (b) is a cross-sectional view of the interposer used in the acceleration sensor of FIG. 図１の加速度センサに用いられているセンサチップの上面図である。It is a top view of the sensor chip used for the acceleration sensor of FIG. 図１の加速度センサに用いられているセンサチップの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the sensor chip used for the acceleration sensor of FIG. Ｘ軸方向の加速度を検出するためのＸ軸方向加速度検出回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the X-axis direction acceleration detection circuit for detecting the acceleration of a X-axis direction. Ｙ軸方向の加速度を検出するためのＹ軸方向加速度検出回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the Y-axis direction acceleration detection circuit for detecting the acceleration of a Y-axis direction. Ｚ軸方向の加速度を検出するためのＺ軸方向加速度検出回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the Z-axis direction acceleration detection circuit for detecting the acceleration of a Z-axis direction. 加速度センサに−Ｘ軸方向の加速度が働いている状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the state which the acceleration of a -X-axis direction has acted on the acceleration sensor. 図１４の一部を拡大して示す概略図である。It is the schematic which expands and shows a part of FIG. 加速度センサに−Ｚ軸方向の加速度が働いている状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the state which the acceleration of a -Z-axis direction has acted on the acceleration sensor. （ａ）（ｂ）は本発明の実施例１にかかる加速度センサに用いられているセンサチップの製造工程を説明する概略断面図である。(A) (b) is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the sensor chip used for the acceleration sensor concerning Example 1 of this invention. （ａ）（ｂ）は図１２に示した工程の後の工程を説明する概略断面図である。(A) and (b) are schematic sectional drawings explaining the process after the process shown in FIG. （ａ）（ｂ）は図１３に示した工程の後の工程を説明する概略断面図である。(A) and (b) are schematic sectional drawings explaining the process after the process shown in FIG. 図１４に示した工程の後の工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the process after the process shown in FIG. （ａ）〜（ｅ）は本発明の実施例１にかかる加速度センサに用いられているインターポーザの製造工程を説明する概略断面図である。(A)-(e) is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the interposer used for the acceleration sensor concerning Example 1 of this invention. （ａ）（ｂ）は本発明の実施例１にかかる加速度センサの組み立て工程を説明する概略断面図である。(A) (b) is a schematic sectional drawing explaining the assembly process of the acceleration sensor concerning Example 1 of this invention. 図１７に示した工程の後の工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the process after the process shown in FIG. 図１８に示した工程の後の工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the process after the process shown in FIG. 接着凸部の寸法と出力変動量の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the dimension of an adhesion convex part, and an output fluctuation amount. 実施例１の加速度センサに用いられているインターポーザの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the interposer used for the acceleration sensor of Example 1. FIG. 実施例１の加速度センサに用いられているインターポーザの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the interposer used for the acceleration sensor of Example 1. FIG. 実施例２の加速度センサの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the acceleration sensor of Example 2. FIG. 実施例３の加速度センサの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the acceleration sensor of Example 3. FIG. 実施例４の加速度センサの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the acceleration sensor of Example 4. FIG. 従来の加速度センサの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the conventional acceleration sensor.

Explanation of symbols

１０１、１０２、１０３加速度センサ
１１１センサチップ
１１２、２０１、２１０基板
１１３カバー
１１４、２００、２０５、２１１インターポーザ
１１５接着剤
１２０電極パッド
１３０、２０２接着凸部
１３１、２０３接着剤逃げ部
１３２、２０４支持部
１４０フレーム
１４１ビーム
１４２可動部材
１４３錘
１４８電極パッド
１５１ワイヤー
１５３粗面 101, 102, 103 Acceleration sensor 111 Sensor chip 112, 201, 210 Substrate 113 Cover 114, 200, 205, 211 Interposer 115 Adhesive 120 Electrode pad 130, 202 Adhesive convex part 131, 203 Adhesive escape part 132, 204 Support part 140 Frame 141 Beam 142 Movable member 143 Weight 148 Electrode pad 151 Wire 153 Rough surface

Claims

A sensor comprising a sensor chip and a substrate,
A support is interposed between the sensor chip and the substrate, and the support and the substrate are fixed by adhering a part of the surface of the support facing the substrate with an adhesive,
A convex portion serving as a bonding portion for adhering to at least one of the support and the substrate with an adhesive;
A sensor having a recess for allowing excess adhesive to escape around the protrusion.

The sensor according to claim 1, wherein at least one of the support and the substrate is provided with a support portion around the recess.

The sensor according to claim 2, wherein the support part protrudes from the convex part.

The sensor according to claim 1, wherein the convex portion is rectangular.

The area of the said convex part provided in the said support body or the said board | substrate is 1 / 100-1 / 4 of the area of the surface which opposes the said board | substrate of the said support body, It is characterized by the above-mentioned. Sensor.

The sensor according to claim 1, wherein an adhesion position between the support and the substrate is located at a center of the support.

The sensor according to claim 1, wherein a surface to be bonded between the support and the substrate is formed to be a rough surface.

The sensor according to claim 1, wherein the substrate and the support are bonded and fixed with a silicone-based adhesive.

The sensor according to claim 2, wherein an electrical connection location on the semiconductor sensor chip is located on an upper portion of the support portion.

The sensor according to claim 1, and a sensor for detecting acceleration,
The sensor has a movable part that is displaced according to a change in external force;
A stationary member;
An elastic support part for supporting the movable part on the stationary member;
A sensor chip comprising measuring means for measuring the amount of deformation of the elastic support part; and
A sensor comprising a substrate,
A sensor is characterized in that a support is interposed between the sensor chip and the substrate, and the support and the substrate are fixed by adhering a part of the surface of the support facing the substrate with an adhesive. .