JP2008039664A - Multirange acceleration sensor - Google Patents

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JP2008039664A
JP2008039664A JP2006216533A JP2006216533A JP2008039664A JP 2008039664 A JP2008039664 A JP 2008039664A JP 2006216533 A JP2006216533 A JP 2006216533A JP 2006216533 A JP2006216533 A JP 2006216533A JP 2008039664 A JP2008039664 A JP 2008039664A
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acceleration sensor
range
axis
triaxial
triaxial acceleration
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kazama
敦 風間
Ryoji Okada
亮二 岡田
Masakatsu Saito
正勝 斎藤
Masakazu Sugimoto
正和 杉本
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a plurality of triaxial acceleration sensor having substantially different measurement ranges in a small area and at low cost and allow the directions of the acceleration detection axes of the plurality of sensors to coincide with each other with high precision. <P>SOLUTION: Within a frame section of a first triaxial acceleration sensor comprising the frame section, a weight section held by the frame section through two pairs of beam sections, and a semiconductor piezoresistive element provided on the beam sections, a second triaxial acceleration sensor is formed having a smaller output voltage per unit acceleration than that of the first triaxial acceleration sensor. Sharing the frame section can achieve downsizing, form them at once on one chip in processes such as photolithography and etching to reduce manufacturing costs, and allow the acceleration detection axes of the plurality of sensor elements to coincide with each other with high precision or with photolithographic mask precision. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、携帯端末機器や玩具、自動車、航空機等に用いられる加速度検出用の半導体
加速度センサーに関するものである。
The present invention relates to a semiconductor acceleration sensor for detecting acceleration used in portable terminal devices, toys, automobiles, airplanes and the like.

加速度センサーは、自動車のエアーバッグ作動用に多く用いられ、自動車が衝突した衝
撃を加速度としてとらえていた。自動車ではX軸とY軸の加速度を測定するため、1軸も
しくは2軸機能で充分であった。また、測定する加速度が非常に大きいため、加速度を検
知する加速度センサー素子も頑丈に製作されている。最近は、携帯端末機器やロボット等
にも加速度センサーが使用されることが多くなって来ている。3次元空間の動きを検出す
るためX,Y,Z軸の加速度が測定できる3軸加速度センサーが要求されてきている。こ
れらの用途では、数Gから数十Gの小さな加速度の検出が要求されるだけでなく、高分解
能であることが求められる。
The acceleration sensor is often used for the operation of an air bag of an automobile, and captures the impact of the collision of the automobile as acceleration. In automobiles, a one-axis or two-axis function is sufficient to measure the X-axis and Y-axis accelerations. Further, since the acceleration to be measured is very large, an acceleration sensor element for detecting the acceleration is also sturdily manufactured. Recently, acceleration sensors are increasingly used for portable terminal devices and robots. In order to detect movement in a three-dimensional space, a three-axis acceleration sensor capable of measuring X, Y, and Z-axis acceleration has been required. In these applications, not only detection of a small acceleration of several G to several tens of G is required, but also high resolution is required.

ピエゾ抵抗素子型3軸加速度センサーに関して出願人は広範囲に多数出願している。特
許文献1から特許文献6で、錘部の形状や梁部の形状、ピエゾ抵抗素子の配置、ピエゾ抵
抗素子の接続方法、梁部と枠部の接合部の形状等を明らかにしている。図11に3軸加速
度センサーの分解斜視図、図12a)に図11のh−h’方向の断面図、図12b)にセ
ンサーチップの平面図を示す。3軸加速度センサー20は、ケース1にセンサーチップ2
と規制板3が樹脂などの接着剤16で所定の間隔で固着されている。センサーチップ2の
チップ端子4はワイヤー5でケース端子6に接続され、センサーの信号は外部端子7から
取り出す。ケース1にはケース蓋8を例えばAuSuはんだ等の接着剤17で固着し密封
されている。センサーチップ2には、3軸加速度センサー素子9が形成されている。3軸
加速度センサー素子9は、方形の枠部10と錘部11と対を成す梁部12で構成され、錘
部11が2対の梁部12で枠部10の中央に保持されている。梁部12にはピエゾ抵抗素
子が形成されている。一対の梁にはX軸ピエゾ13とZ軸ピエゾ15が、他の一対の梁に
はY軸ピエゾ14が形成されている。図12a)の錘部11の下面とケース1の内底面と
の間隔g4と、錘部11の上面と規制板3の間隔g3は、衝撃の様な過度な加速度がセン
サーに加わったとき、錘部11の動き量を規制して梁部12の破損を防ぐものである。本
願のピエゾ抵抗素子型3軸加速度センサーの基本的な構造はこれら特許文献と同じである
ので、特に断りのない限り詳細説明は省略する。
The applicant has filed a large number of applications regarding a piezoresistive element type three-axis acceleration sensor. Patent Document 1 to Patent Document 6 clarify the shape of the weight portion, the shape of the beam portion, the arrangement of the piezoresistive elements, the connection method of the piezoresistive elements, the shape of the joint between the beam portion and the frame portion, and the like. FIG. 11 is an exploded perspective view of the triaxial acceleration sensor, FIG. 12a) is a cross-sectional view in the hh ′ direction of FIG. 11, and FIG. 12b) is a plan view of the sensor chip. The three-axis acceleration sensor 20 has a sensor chip 2 in the case 1
The regulating plate 3 is fixed at a predetermined interval by an adhesive 16 such as a resin. The chip terminal 4 of the sensor chip 2 is connected to the case terminal 6 by a wire 5, and the sensor signal is taken out from the external terminal 7. A case lid 8 is fixed to the case 1 with an adhesive 17 such as AuSu solder and sealed. A triaxial acceleration sensor element 9 is formed on the sensor chip 2. The triaxial acceleration sensor element 9 includes a beam portion 12 that forms a pair with a rectangular frame portion 10 and a weight portion 11, and the weight portion 11 is held at the center of the frame portion 10 by two pairs of beam portions 12. A piezoresistive element is formed on the beam portion 12. An X-axis piezo 13 and a Z-axis piezo 15 are formed on a pair of beams, and a Y-axis piezo 14 is formed on the other pair of beams. The distance g4 between the lower surface of the weight part 11 and the inner bottom surface of the case 1 and the distance g3 between the upper surface of the weight part 11 and the regulating plate 3 are shown in FIG. 12a) when an excessive acceleration such as an impact is applied to the sensor. The amount of movement of the portion 11 is regulated to prevent the beam portion 12 from being damaged. Since the basic structure of the piezoresistive element type three-axis acceleration sensor of the present application is the same as those of these patent documents, detailed description will be omitted unless otherwise specified.

特開2003−172745号 公報JP 2003-172745 A 特開2003−279592号 公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-279592 特開2004−184373号 公報JP 2004-184373 A 特開2006−098323号 公報JP 2006-098323 A 特開2006−098321号 公報JP 2006-098321 A WO2005/062060 A1WO2005 / 062060 A1

携帯型小型機器の落下状態検知や振って操ると言う様なユーザーインターフェースなど
の用途では数Gレベルであるが、衝撃検知の様な用途では数百から数千Gの値となる。例
えば、磁気ディスクを内蔵する携帯機器においては、落下時の衝撃で磁気ディスクが破壊
しないように、落下を検知した時点でヘッドを待避させ、衝撃時の破壊を防止するという
用途がある。それに加え、製品の損傷時の修理に際しては、製品がどのような衝撃を受け
たかという来歴を知りたいという要求がある。落下検知と組合せて衝撃加速度の来歴を効
率的に記録する手法についても出願人は特許文献7で明らかにしている。このように、一
つの製品で、数Gレベルの落下検知と、数百から数千Gレベルの衝撃検知を行いたいとい
う要求がある。その場合、数Gと数百から数千Gの加速度を高い精度で得るには、1つの
加速度センサーでは難しい。これは、数百から数千Gの加速度を測定する加速度センサー
で、数Gの加速度を検出する場合、検出の分解能(精度)が得られないためである。
It is several G level for applications such as detecting the fall state of portable small devices and user interfaces such as shaking and operating, but for applications such as impact detection, the value is several hundred to several thousand G. For example, in a portable device incorporating a magnetic disk, there is a use in which the head is retracted when a drop is detected so that the magnetic disk is not destroyed by an impact at the time of dropping, thereby preventing destruction at the time of the impact. In addition, when repairing a damaged product, there is a need to know the history of how the product was impacted. The applicant also clarifies in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-228707 about a method for efficiently recording the history of impact acceleration in combination with the fall detection. As described above, there is a demand to detect a drop of several G level and an impact detection of several hundred to several thousand G levels with one product. In that case, it is difficult to obtain acceleration of several G and several hundred to several thousand G with high accuracy with one acceleration sensor. This is because the resolution (accuracy) of detection cannot be obtained when an acceleration of several G is detected by an acceleration sensor that measures acceleration of several hundred to several thousand G.

特開2005−241503号公報JP-A-2005-241503

数百から数千Gの大きな値の加速度と数G程度の小さな値の加速度を同じ分解能で検知
するには、数百から数千Gを測定する加速度センサーと数Gを測定する加速度センサーを
別個に準備する必要があった。図13は、数G、数十G、数百Gの測定レンジを持つ加速
度センサー21、22、23各1個を回路基板24に実装して、高分解能で数Gから数百
Gの加速度を測定できる加速度センサー装置25である。加速度センサーを3個使用して
いるため、少なくとも加速度センサー装置の価格は、加速度センサーの数倍になることは
容易に理解できる。また、小型化も難しいことも容易に理解できる。
In order to detect acceleration of a large value of several hundred to several thousand G and acceleration of a small value of about several G with the same resolution, an acceleration sensor that measures several hundred to several thousand G and an acceleration sensor that measures several G are separated. There was a need to prepare. FIG. 13 shows that acceleration sensors 21, 22, and 23 each having a measurement range of several G, several tens of G, and several hundred G are mounted on a circuit board 24, and acceleration of several G to several hundred G is achieved with high resolution. This is an acceleration sensor device 25 that can be measured. Since three acceleration sensors are used, it can be easily understood that at least the price of the acceleration sensor device is several times that of the acceleration sensor. It is also easy to understand that miniaturization is difficult.

複数の加速度センサーを用いた加速度センサー装置25では、加速度センサー間の検出
軸方向の合わせが非常に難しい。回路基板に半田で加速度センサーを接続するときに、加
速度センサー間で加速度センサー素子の検出軸の角度ずれを略ゼロとするとすることは難
しい。加速度センサーの外形の一部を基準に組み立てたとしても、その外形基準と加速度
センサー素子の軸が一致していなければ軸ずれは発生してしまう。加速度センサー間で検
出軸の角度ずれがあると、例えば数Gの加速度センサーの測定値と数十Gの加速度センサ
ーの測定値が、同じ軸方向の加速度として測定できないことが起こる。
In the acceleration sensor device 25 using a plurality of acceleration sensors, it is very difficult to align the detection axis directions between the acceleration sensors. When connecting the acceleration sensor to the circuit board with solder, it is difficult to make the angular deviation of the detection axis of the acceleration sensor element between the acceleration sensors substantially zero. Even if a part of the outer shape of the acceleration sensor is assembled as a reference, if the outer shape reference and the axis of the acceleration sensor element do not coincide with each other, an axis deviation occurs. If there is an angular shift of the detection axis between the acceleration sensors, for example, a measurement value of several G acceleration sensors and a measurement value of several tens of G acceleration sensors cannot be measured as accelerations in the same axial direction.

小型化と低価格化を実現し、検出軸の角度ずれをなくすことが出来るマルチレンジ加速
度センサーが、特許文献8に開示されている。図14にその構造を示す。マルチレンジ加
速度センサー30は、枠31内に2つ以上のセンサー素子を設けた構造で、センサー素子
は梁32の一方の端を枠31に、他方は錘33に接続されている。梁32は枠31との接
続点を支点として錘33が力点となった片持梁の構造となっている。錘33の動きを、錘
33と所定の間隔をあけて配された電極34との間の静電容量変化により測定し、加速度
を検出するものである。センサー素子は梁の長さや錘の質量を変えることで、測定する加
速度の範囲を決めている。
Patent Document 8 discloses a multi-range acceleration sensor that realizes downsizing and cost reduction and can eliminate the angular deviation of the detection axis. FIG. 14 shows the structure. The multi-range acceleration sensor 30 has a structure in which two or more sensor elements are provided in a frame 31, and the sensor element is connected to one end of a beam 32 to the frame 31 and the other to a weight 33. The beam 32 has a cantilever structure in which the weight 33 serves as a power point with a connection point with the frame 31 as a fulcrum. The movement of the weight 33 is measured by a change in capacitance between the weight 33 and the electrode 34 arranged at a predetermined interval, and acceleration is detected. The sensor element determines the range of acceleration to be measured by changing the length of the beam and the mass of the weight.

特開平8−136574号 公報JP-A-8-136574

特許文献8の加速度センサーは、ワンチップに測定範囲の異なるセンサー素子を形成し
ているので、センサー素子間で軸のずれをなくすことができる。軸ずれはフォトリソ用の
フォトマスクとフォトリソ時の誤差で発生するが、殆んど無視して良いレベルであり軸ず
れはなしと考えて良い。しかし、特許文献8は1軸のセンサー素子であるため、3軸の加
速度を測定するには、3個のセンサー素子を各90度異なった位置に配置する必要がある
。X,Y,Z軸を正確に出して3個のセンサー素子を配置するのが非常に難しいことは理
解できる。また、3個のセンサー素子を組み合わせる必要があるので、小型化が難しいこ
とも容易に理解できる。この特許文献8のマルチレンジ1軸加速度センサ−を用いて、マ
ルチレンジ3軸加速度センサーを得るのは、実質的に図13で示した従来の加速度センサ
ー装置と、加速度センサーの数や価格、大きさ的に大差がないものである。
In the acceleration sensor of Patent Document 8, since sensor elements having different measurement ranges are formed on a single chip, it is possible to eliminate axial misalignment between the sensor elements. Axial misalignment occurs due to errors in photolithographic photomasks and photolithography, but it is almost negligible and no misalignment. However, since Patent Document 8 is a uniaxial sensor element, in order to measure triaxial acceleration, it is necessary to dispose the three sensor elements at positions different from each other by 90 degrees. It can be understood that it is very difficult to accurately arrange the X, Y, and Z axes and arrange the three sensor elements. Moreover, since it is necessary to combine three sensor elements, it can be easily understood that miniaturization is difficult. The multi-range three-axis acceleration sensor using the multi-range one-axis acceleration sensor disclosed in Patent Document 8 is substantially the same as the conventional acceleration sensor device shown in FIG. 13 and the number, price, and size of the acceleration sensor. There is no big difference.

特許文献8の加速度センサー構造では、センサー素子間で干渉する恐れがあり、その対
策も必要となる。枠31の1つの辺に複数の梁32が形成されているため、一方のセンサ
ー素子の動きが、他方のセンサー素子の測定に影響を与えてしまいやすい。また、梁32
の幅方向に加速度が加わったときに他のセンサー素子と錘33がぶつからないようにする
必要があり、センサー素子間を開ける等の配慮も必要となる。
In the acceleration sensor structure of Patent Document 8, there is a risk of interference between sensor elements, and countermeasures are also required. Since the plurality of beams 32 are formed on one side of the frame 31, the movement of one sensor element tends to affect the measurement of the other sensor element. Beam 32
When acceleration is applied in the width direction, it is necessary to prevent other sensor elements and the weight 33 from colliding with each other, and it is necessary to consider such as opening the sensor elements.

本発明の目的は、ワンチップに測定範囲の異なるセンサー素子を形成し、測定範囲の異
なるセンサー素子間で各軸のずれがない、高精度で小型なマルチレンジ3軸加速度センサ
ーを安価に提供するものである。
An object of the present invention is to provide a high-precision and small-sized multi-range three-axis acceleration sensor at low cost by forming sensor elements having different measurement ranges on one chip and causing no deviation of each axis between sensor elements having different measurement ranges. Is.

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、枠部と、対を成す梁部2対を介して枠
部に保持される錘部と、梁部に設けられた半導体ピエゾ抵抗素子と、それらを接続する配
線を有し、梁部が形成された面内の2軸と、前記面に略垂直な軸の3軸の加速度を検出可
能な3軸加速度センサー素子を、少なくとも2つ以上同一チップに形成したマルチレンジ
センサーチップを有するマルチレンジ3軸加速度センサーであって、マルチレンジセンサ
ーチップの複数の3軸加速度センサー素子は、第一から第nの3軸加速度センサー素子ま
で順に単位加速度当たりの出力電圧が小さくなることが好ましい。
The multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention includes a frame, a weight held by the frame via two pairs of beams, a semiconductor piezoresistive element provided on the beam, and connecting them At least two or more triaxial acceleration sensor elements that can detect triaxial acceleration of two axes in the plane on which the beam portion is formed and an axis substantially perpendicular to the plane are formed on the same chip. A multi-range triaxial acceleration sensor having the multi-range sensor chip, wherein a plurality of triaxial acceleration sensor elements of the multirange sensor chip are output voltages per unit acceleration in order from the first to the n-th triaxial acceleration sensor element. Is preferably small.

前記3軸加速度センサー素子は、加速度が錘部に作用することで梁部が変形し、梁部に
形成した半導体ピエゾ抵抗素子に応力が発生して電気抵抗が変化し、それを電位差(出力
電圧)に変換して出力する仕組みである。第一から第nの3軸加速度センサー素子は、単
位加速度に対する出力電圧が順に小さくなるように形成されている。
In the three-axis acceleration sensor element, the beam part is deformed due to acceleration acting on the weight part, and stress is generated in the semiconductor piezoresistive element formed on the beam part to change the electric resistance. ) To output. The first to n-th triaxial acceleration sensor elements are formed so that the output voltage with respect to the unit acceleration decreases in order.

例えば測定レンジ±3Gの第1の3軸加速度センサー素子は、加速度1Gあたりの出力
電圧を1Vに、測定レンジ300Gの第nの3軸加速度センサー素子は、加速度1Gあた
りの出力電圧を0.01Vにすることで、各3軸加速度センサー素子の測定レンジに対応
する出力電圧のフルレンジを±3Vに合わせることができ、それぞれ±3Vを同じ分解能
で検出すれば、異なる加速度レンジのそれぞれで高精度な検出が可能になる。
For example, a first triaxial acceleration sensor element with a measurement range of ± 3G has an output voltage of 1V per acceleration of 1G, and an nth triaxial acceleration sensor element with a measurement range of 300G has an output voltage of 0.01V per acceleration of 1G. Therefore, the full range of the output voltage corresponding to the measurement range of each triaxial acceleration sensor element can be adjusted to ± 3V, and if each ± 3V is detected with the same resolution, each of the different acceleration ranges is highly accurate. Detection is possible.

各加速度センサー素子の単位加速度あたり出力は、測定レンジにおいて出力電圧が直線
性を保つ領域になるように設定される。測定レンジの広いセンサー素子に対して、単位加
速度あたりの出力電圧を高く設定しすぎると、測定レンジ内で梁部の変形が非線形の領域
に達してしまい、出力電圧の直線性が保たれない恐れがある。
The output per unit acceleration of each acceleration sensor element is set so that the output voltage is in a region where the linearity is maintained in the measurement range. If the output voltage per unit acceleration is set too high for a sensor element with a wide measurement range, the beam deformation may reach a non-linear region within the measurement range, and the linearity of the output voltage may not be maintained. There is.

前記第一から第nの3軸加速度センサー素子は、同一チップ内に形成する。そのため、
それぞれの素子の形成に個別の工程を必要とせず、フォトマスクに各素子の形状を描画し
ておき、フォトリソやエッチングの工程を用いて一括形成することで、低コストに製造で
きる。
The first to nth triaxial acceleration sensor elements are formed in the same chip. for that reason,
A separate process is not required for forming each element, and the shape of each element is drawn on a photomask and can be formed at a low cost by using a photolithographic process or an etching process.

また、第一から第nの3軸加速度センサー素子は、同一のチップ面に形成されるため、
チップ面に垂直な方向の検出軸(Z軸)を高精度に一致させることが容易に可能である。
さらに、チップ面に平行な2つの検出軸(X、Y軸)についても、フォトリソのマスク精
度に従って、高精度に一致させることが容易に可能である。
Since the first to nth three-axis acceleration sensor elements are formed on the same chip surface,
It is possible to easily match the detection axis (Z axis) in the direction perpendicular to the chip surface with high accuracy.
Furthermore, two detection axes (X and Y axes) parallel to the chip surface can be easily matched with high accuracy according to the photolithography mask accuracy.

マルチレンジセンサーチップの上下に規制板を配置することにより、測定レンジを超え
る加速度が発生した場合に、錘部が規制板に当たることでそれ以上の変位を規制し、梁部
の破壊を防ぐことができ、信頼性の高いマルチレンジ加速度センサーを実現できる。
By arranging the restriction plates above and below the multi-range sensor chip, if acceleration exceeding the measurement range occurs, the weight part will contact the restriction plate to restrict further displacement and prevent the beam part from being destroyed. And a highly reliable multi-range acceleration sensor can be realized.

上下の規制板は、マルチレンジセンサーチップと熱膨張率が近い材料が望ましく、例え
ばガラス、シリコン、セラミック、FeNi合金などの材質を用いることができる。3軸
加速度センサー素子との間にギャップを形成するように、接着剤や金属接合などを用いて
接着される。
The upper and lower regulation plates are preferably made of a material having a thermal expansion coefficient close to that of the multi-range sensor chip, and for example, a material such as glass, silicon, ceramic, or FeNi alloy can be used. Bonding is performed using an adhesive or metal bonding so as to form a gap between the three-axis acceleration sensor element.

また、上の規制板は、検出回路として用いるICチップを用いてもよい。また、マルチ
レンジ加速度センサーをケース内に設置して上部に蓋をしたパッケージに納める場合、ケ
ースの内底を下の規制板の代わりとしてもよい。
Further, an IC chip used as a detection circuit may be used for the upper regulating plate. In addition, when the multi-range acceleration sensor is installed in a case and housed in a package with a lid on the top, the inner bottom of the case may be used instead of the lower regulation plate.

各3軸加速度センサー素子の錘部と、規制板との間隔は、同じにすることにより、規制
板が平坦でよく製造のし易さの点で望ましい。その際は、全ての3軸加速度センサー素子
について、上記間隔が、測定レンジ内において錘部が規制板に衝突せず、かつ錘部が規制
板に衝突する前に梁部が破損しないような間隔となるようにする。また、上記を満たす間
隔が得られない、あるいはより信頼性を重視する場合には、測定レンジが大きいほど、錘
部と規制板の間隔が狭くなるように規制板を配置する。その際は、例えば規制板に深さの
異なるキャビティ部を形成することで実現できる。また、測定レンジが大きい第nから逆
順にいくつかの3軸加速度センサー素子については、発生が想定される加速度に対して梁
が破損する恐れがない場合に、その上下に規制板が配置されていなくてもよい。
By setting the distance between the weight portion of each triaxial acceleration sensor element and the regulating plate to be the same, the regulating plate may be flat and desirable in terms of ease of manufacture. In that case, for all three-axis acceleration sensor elements, the above-mentioned distance is such that the weight part does not collide with the restricting plate in the measurement range and the beam part does not break before the weight part collides with the restricting plate. To be. In addition, when the interval satisfying the above cannot be obtained or when more importance is attached to the reliability, the restriction plate is arranged so that the distance between the weight part and the restriction plate becomes narrower as the measurement range is larger. In that case, it is realizable by forming the cavity part from which a depth differs, for example in a control board. In addition, with respect to some three-axis acceleration sensor elements in reverse order from the n-th measurement range, the control plates are arranged above and below the beam when there is no risk of damage to the beam due to the expected acceleration. It does not have to be.

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、マルチレンジセンサーチップの第一か
ら第nの3軸加速度センサー素子は、第一の3軸加速度センサー素子を構成する枠部の少
なくとも1つ以上の枠辺の中に、第二から第nの3軸加速度センサー素子が形成されてい
ることが好ましい。
In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention, the first to n-th triaxial acceleration sensor elements of the multi-range sensor chip are at least one frame side of the frame portion constituting the first triaxial acceleration sensor element. It is preferable that second to nth triaxial acceleration sensor elements are formed therein.

3軸加速度センサー素子は、略正方形の領域に形成され、周辺4辺に配置された4つの
枠辺がセンサー素子の枠部を構成する。第二から第nの3軸加速度センサー素子を第一の
3軸加速度センサー素子の枠辺の中に形成することにより、各3軸加速度センサー素子が
枠部を共有し、小さな面積の中に複数のレンジの3軸加速度センサー素子を配置すること
ができる。また、各3軸加速度センサー素子はそれぞれの枠部により分離されており、各
々の振動が他の3軸加速度センサー素子に影響を与えることがなく、また錘部が他の加速
度センサー素子の錘部に干渉することがない。
The triaxial acceleration sensor element is formed in a substantially square region, and four frame sides arranged on the four peripheral sides constitute a frame portion of the sensor element. By forming the second to nth triaxial acceleration sensor elements in the frame side of the first triaxial acceleration sensor element, each triaxial acceleration sensor element shares a frame portion, and a plurality of them are arranged in a small area. A three-axis acceleration sensor element in the range can be arranged. In addition, each triaxial acceleration sensor element is separated by a respective frame portion, so that each vibration does not affect other triaxial acceleration sensor elements, and the weight portion is the weight portion of the other acceleration sensor element. There is no interference.

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、全ての3軸加速度センサー素子の梁部
の厚みが同じであることが好ましい。
In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention, it is preferable that the thickness of the beam portions of all the triaxial acceleration sensor elements is the same.

本願の3軸加速度センサー素子においては、梁部の厚みが変化すると、単位加速度に対
する出力電圧が敏感に変化するため、梁部の厚みを精度よく形成することが望ましい。そ
こで薄いシリコン層と厚いシリコン層をシリコン酸化膜層を介して積層したSOI(Si
licon on Insulator)基板を用いて加工することが望ましい。エッチ
ングによりシリコン層を加工して、薄いシリコン層に梁部を、薄いシリコン層から厚いシ
リコン層にかけて錘部を形成する。本願のマルチレンジ3軸加速度センサーでは、全ての
3軸加速度センサー素子の梁部の厚さを同じにすることで、薄いシリコン層に厚さの異な
る梁を形成する必要がないので、薄いシリコン層の厚みをそのまま利用して、全ての3軸
加速度センサー素子の梁部形成を一度のエッチングで一括しで行うことができ、製造の工
数が少なく低コストにできる。
In the triaxial acceleration sensor element of the present application, when the thickness of the beam portion changes, the output voltage with respect to the unit acceleration changes sensitively. Therefore, it is desirable to form the beam portion with high accuracy. Therefore, SOI (Si) in which a thin silicon layer and a thick silicon layer are stacked via a silicon oxide film layer.
It is desirable to process using a silicon on insulator substrate. The silicon layer is processed by etching to form a beam portion in the thin silicon layer and a weight portion from the thin silicon layer to the thick silicon layer. In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present application, it is not necessary to form beams having different thicknesses in the thin silicon layer by making the thickness of the beam portions of all the triaxial acceleration sensor elements the same. By using this thickness as it is, the beam portions of all the three-axis acceleration sensor elements can be formed at once by a single etching, and the number of manufacturing steps can be reduced and the cost can be reduced.

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、全ての3軸加速度センサー素子の錘部
の厚みが同じであることが好ましい。
In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention, it is preferable that the thicknesses of the weight portions of all the triaxial acceleration sensor elements are the same.

梁部と同様に錘部も全ての3軸加速度センサー素子で厚みが同じにすることにより、厚
いシリコン層の厚みをそのまま利用して、全ての3軸加速度センサー素子の錘部を一度の
エッチングで一括して形成できることから、製造の工数が少なく低コストにできる。
Similar to the beam part, the weight part has the same thickness in all three-axis acceleration sensor elements, so that the thickness part of all the three-axis acceleration sensor elements can be etched once by using the thickness of the thick silicon layer as it is. Since it can be formed in a lump, the number of manufacturing steps can be reduced and the cost can be reduced.

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、全ての3軸加速度センサー素子の錘部
および枠部の厚みが同じであることが好ましい。
In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention, it is preferable that the thicknesses and the frame portions of all the triaxial acceleration sensor elements have the same thickness.

錘部と枠部の厚みも同じにすることで、厚いシリコン層の厚みをそのまま利用して錘
部と枠部を一度のエッチングで一括して形成することができ、製造の工数が少なく低コス
トにできる。
By using the same thickness for the weight and frame, the thickness and thickness of the thick silicon layer can be used as they are to form the weight and the frame in a single etching process, reducing the number of manufacturing steps and reducing costs. Can be.

また、枠部と錘部の下面の位置が同一面内に揃うことから、枠部の少なくとも3箇所に
おいて、同じ高さのスペーサを介してマルチレンジ加速度センサーチップと下の規制板を
配置することで、錘下面と規制板の間隔を全ての3軸加速度センサー素子で同一にするこ
とが容易に可能である。
In addition, since the positions of the lower surface of the frame portion and the weight portion are aligned within the same plane, the multi-range acceleration sensor chip and the lower regulating plate are disposed via spacers of the same height in at least three positions of the frame portion. Thus, the distance between the lower surface of the weight and the regulating plate can be easily made the same for all the three-axis acceleration sensor elements.

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、第一から第nの3軸加速度センサー素
子まで順に、錘部の質量が小さくなることが好ましい。
In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention, it is preferable that the mass of the weight portion decreases in order from the first to the nth triaxial acceleration sensor element.

錘部の質量を小さくすることにより、単位加速度に対して錘部に作用する力が小さくな
るので、単位加速度あたりの出力電圧を小さくできる。本願発明のマルチレンジ3軸加速
度センサーにおいては、前述のように錘部の厚さを同じにすることが望ましいので、チッ
プ面内における寸法を小さくすることで錘部の質量を小さくするのが望ましい。
By reducing the mass of the weight portion, the force acting on the weight portion with respect to the unit acceleration is reduced, so that the output voltage per unit acceleration can be reduced. In the multi-range three-axis acceleration sensor of the present invention, it is desirable that the thickness of the weight part is the same as described above. Therefore, it is desirable to reduce the mass of the weight part by reducing the dimensions in the chip surface. .

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、第一から第nの3軸加速度センサー素
子まで順に、梁部の長さが短くなることが好ましい。
In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention, the length of the beam portion is preferably shortened in order from the first to the nth triaxial acceleration sensor element.

梁部の長さを短くすることで、梁部の曲げ剛性が大きくなるので、単位加速度に対して
梁部に発生する応力が小さくなり、単位加速度に対する出力電圧を小さくできる。
By shortening the length of the beam portion, the bending rigidity of the beam portion is increased. Therefore, the stress generated in the beam portion with respect to the unit acceleration is reduced, and the output voltage with respect to the unit acceleration can be reduced.

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、第一から第nの3軸加速度センサー素
子まで順に、梁部の幅が広くなることが好ましい。
In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention, the width of the beam portion is preferably increased in order from the first to the nth triaxial acceleration sensor element.

梁部の幅を広く短くすることで、梁部の曲げ剛性が大きくなるので、単位加速度に対し
て梁部に発生する応力が小さくなり、単位加速度に対する出力電圧を小さくできる。本願
発明のマルチレンジ3軸加速度センサーにおいては、同一チップに一括で形成するため梁
部の厚さを同じにすることが望ましいので、上記のように、梁部の長さを短く、あるいは
幅を広くして、梁部の曲げ剛性を高くすることが望ましい。
Since the bending rigidity of the beam portion is increased by reducing the width of the beam portion widely, the stress generated in the beam portion with respect to the unit acceleration is reduced, and the output voltage with respect to the unit acceleration can be reduced. In the multi-range three-axis acceleration sensor of the present invention, since it is desirable to make the thickness of the beam portion the same because they are collectively formed on the same chip, as described above, the length of the beam portion is shortened or the width is reduced. It is desirable to increase the bending rigidity of the beam portion.

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、第一から第nの3軸加速度センサー素
子まで順に、対を成す梁部の枠部と接続する端部間の距離が小さくなることが好ましい。
In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention, it is preferable that the distance between the end portions connected to the frame portions of the beam portions forming a pair becomes smaller in order from the first to the nth triaxial acceleration sensor element.

対をなす梁部の枠部と接続する端部間の距離とは、すなわち枠部の内部領域の寸法であ
り、3軸加速度センサー素子のチップ面内に占める寸法と言い換えられる。その寸法が小
さいほど、錘部の寸法が小さく、また梁部の長さが短くなるため、錘部に作用する力が小
さくなり、また梁部の曲げ剛性が高くなり、単位加速度あたりの出力電圧を小さくできる
The distance between the ends connected to the frame portion of the beam portion forming a pair is the size of the inner region of the frame portion, in other words, the size occupied in the chip surface of the triaxial acceleration sensor element. The smaller the dimensions, the smaller the dimensions of the weight part and the shorter the length of the beam part, so the force acting on the weight part becomes smaller, the bending rigidity of the beam part becomes higher, and the output voltage per unit acceleration. Can be reduced.

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、第二から第nのうち少なくとも1つ以
上の3軸加速度センサー素子が、枠部と、対を成す梁部で枠部に保持される錘部と、梁部
に設けられた半導体ピエゾ抵抗素子と、それらを接続する配線を有し、梁部が形成される
面内の第一の軸と、前記面におおよそ垂直な第二の軸の加速度を検出可能な2軸加速度セ
ンサー素子2個を、第一の軸同士が互いに直交するように配置することが好ましい。
In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention, at least one of the second to nth triaxial acceleration sensor elements includes a frame portion and a weight portion held by the frame portion with a pair of beam portions, A semiconductor piezoresistive element provided in the beam section and wiring connecting them, and detecting the acceleration of the first axis in the plane where the beam section is formed and the second axis approximately perpendicular to the plane Two possible biaxial acceleration sensor elements are preferably arranged such that the first axes are orthogonal to each other.

2軸加速度センサー素子は対を成す梁部が1対であるところが3軸加速度センサー素子
と異なる。梁部に形成した半導体ピエゾ抵抗素子により、梁部の長手方向である第一の軸
(X軸)と、チップ面に垂直な第二の軸(Z軸)の加速度を検出可能である。この2軸加
速度センサー素子2つを第一の軸が直交するように配置することで、2つの素子それぞれ
の第一の軸方向である2軸(X,Y軸)と、Z軸の3軸を検出することができる。Z軸の
検出は、2つの素子のどちらか一方で行ってもよいし、両方の素子を用いてもよい。一方
で、3軸加速度センサー素子は、直交した2対の梁部を有し、それぞれの梁部の長手方向
である2つの軸(X、Y軸)と、チップ面に垂直な軸(Z軸)の加速度を検出可能である
。Z軸の検出は、2つの梁対のどちらか一方で行ってもよいし、両方用いてもよい。
The two-axis acceleration sensor element is different from the three-axis acceleration sensor element in that a pair of beam portions form a pair. The semiconductor piezoresistive element formed on the beam portion can detect the acceleration of the first axis (X axis) which is the longitudinal direction of the beam portion and the second axis (Z axis) perpendicular to the chip surface. By arranging the two biaxial acceleration sensor elements so that the first axes are orthogonal to each other, two axes (X and Y axes) which are the first axial directions of the two elements and three axes of the Z axis Can be detected. The detection of the Z axis may be performed by either one of the two elements, or both elements may be used. On the other hand, the triaxial acceleration sensor element has two pairs of beam portions orthogonal to each other, two axes (X and Y axes) which are the longitudinal directions of the respective beam portions, and an axis (Z axis) perpendicular to the chip surface. ) Acceleration can be detected. The detection of the Z axis may be performed by either one of the two beam pairs or both.

2軸加速度センサー素子は、梁部が1対であるため、梁部が2対ある3軸加速度センサ
ー素子よりも梁部の合計の曲げ剛性が小さく、単位加速度あたりの出力電圧を同じにする
ための錘部の寸法を小さくできる。梁部も一方向にしか伸びていないため、よってより小
さい枠部内に収めることができる。2素子の合計では、3軸加速度センサー素子よりも面
積が大きいが、第二以降の加速度センサー素子を2軸素子2つとし、最も寸法の大きい第
一の3軸加速度センサーの周囲に配置することで、マルチレンジ加速度センサー素子全体
の寸法を小さくすることができる。すなわち、第一の3軸加速度センサー素子は1素子で
3軸とし、第二以降の3軸加速度センサー素子は、1素子で3軸とするか、2軸加速度セ
ンサー素子を2つとするかを選択可能である。
Since the biaxial acceleration sensor element has a pair of beam portions, the total bending rigidity of the beam portion is smaller than that of the triaxial acceleration sensor element having two pairs of beam portions, so that the output voltage per unit acceleration is the same. The size of the weight portion can be reduced. Since the beam portion also extends in only one direction, it can be accommodated in a smaller frame portion. The total of the two elements has a larger area than the triaxial acceleration sensor element, but the second and subsequent acceleration sensor elements are two biaxial elements and are arranged around the first triaxial acceleration sensor having the largest dimension. Thus, the overall dimensions of the multi-range acceleration sensor element can be reduced. That is, the first three-axis acceleration sensor element has one element for three axes, and the second and subsequent three-axis acceleration sensor elements have one element for three axes or two biaxial acceleration sensor elements. Is possible.

2つの2軸加速度センサー素子のそれぞれの梁部は、他の3軸加速度センサー素子の2
つの梁部と平行に配置することで、異なるレンジの加速度検出を軸ずれなく行うことがで
きる。
Each beam portion of the two 2-axis acceleration sensor elements is the same as that of the other 3-axis acceleration sensor elements.
By arranging them in parallel with the two beam portions, it is possible to detect accelerations in different ranges without misalignment.

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、全ての2軸加速度センサー素子と3軸
加速度センサー素子の梁部の厚みが同じであることが好ましい。
In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention, it is preferable that the thickness of the beam portions of all the biaxial acceleration sensor elements and the triaxial acceleration sensor elements is the same.

2軸加速度センサー素子を用いた前記の構成においても、全ての3軸加速度センサー素
子と2軸加速度センサー素子の梁部の厚さを同じにすることで、薄いシリコン層に厚さの
異なる梁を形成する必要がないので、薄いシリコン層の厚みをそのまま利用して、全ての
素子の梁部形成を一度のエッチングで一括しで行うことができ、製造の工数が少なく低コ
ストにできる。
Even in the above-described configuration using the biaxial acceleration sensor element, by making the beam portions of all the triaxial acceleration sensor elements and the biaxial acceleration sensor elements have the same thickness, beams having different thicknesses can be formed on the thin silicon layer. Since there is no need to form, the thickness of the thin silicon layer can be used as it is, and the beam portions of all the elements can be formed in one batch by one etching, and the number of manufacturing steps can be reduced and the cost can be reduced.

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、全ての2軸加速度センサー素子と3軸
加速度センサー素子の錘部の厚みが同じであることが好ましい。
In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention, it is preferable that the thicknesses of all the biaxial acceleration sensor elements and the triaxial acceleration sensor elements have the same thickness.

梁部と同様に錘部も全ての3軸加速度センサー素子と2軸加速度センサー素子で厚みを
同じにすることにより、厚いシリコン層の厚みをそのまま利用して、全ての素子の錘部を
一度のエッチングで一括して形成できることから、製造の工数が少なく低コストにできる
Like the beam part, the weight part has the same thickness in all three-axis acceleration sensor elements and two-axis acceleration sensor elements, so that the thickness of the thick silicon layer can be used as it is, and the weight parts of all the elements are Since it can be formed collectively by etching, the number of manufacturing steps can be reduced and the cost can be reduced.

本願発明のマルチレンジ3軸加速度センサーは、全ての2軸加速度センサー素子と3軸
加速度センサー素子の錘部および枠部の厚みが同じであることが好ましい。
In the multi-range triaxial acceleration sensor of the present invention, it is preferable that the thicknesses and the frame portions of all the biaxial acceleration sensor elements and the triaxial acceleration sensor elements have the same thickness.

錘部と枠部の厚みも同じにすることで、厚いシリコン層の厚みをそのまま利用して錘部
と枠部を一度のエッチングで一括して形成することができ、製造の工数が少なく低コスト
にできる。
By using the same thickness for the weight and frame, the thickness and thickness of the thick silicon layer can be used as they are to form the weight and the frame in a single etching process, reducing the number of manufacturing steps and reducing costs. Can be.

また、枠部と錘部の下面の位置が同一面内に揃うことから、枠部の少なくとも3箇所に
おいて、同じ高さのスペーサを介してマルチレンジ加速度センサーチップと下の規制板を
配置することで、錘下面と規制板の間隔を全ての3軸加速度センサー素子および2軸加速
度センサー素子で同一にすることが容易に可能である。
In addition, since the positions of the lower surface of the frame portion and the weight portion are aligned within the same plane, the multi-range acceleration sensor chip and the lower regulating plate are disposed via spacers of the same height in at least three positions of the frame portion. Thus, it is possible to easily make the distance between the lower surface of the weight and the regulating plate the same for all three-axis acceleration sensor elements and two-axis acceleration sensor elements.

本願発明のマルチレンジ加速度センサーによれば、複数の3軸加速度センサー素子を同
一チップに一括形成できることから、素子ごとに個別の加工工程を必要とせず、枠部も共
有化できて、複数レンジの3軸加速度検出可能なマルチレンジ加速度センサーを小型かつ
安価に提供できる。
According to the multi-range acceleration sensor of the present invention, since a plurality of three-axis acceleration sensor elements can be collectively formed on the same chip, individual processing steps are not required for each element, and the frame portion can also be shared, A multi-range acceleration sensor capable of detecting three-axis acceleration can be provided in a small and inexpensive manner.

以下本発明を図面を参照しながら実施例に基づいて詳細に説明する。説明を判り易くす
るため、同一の部品、部位には同じ符号を用いている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples with reference to the drawings. In order to make the explanation easy to understand, the same reference numerals are used for the same parts and parts.

本発明の第一実施例のマルチレンジ加速度センサーについて、図1から図3を用いて以
下説明する。図1は、第一実施例のマルチレンジ加速度センサーの展開図、図2はマルチ
レンジセンサーチップの拡大図である。図3は図1のh−h’断面図である。図1におい
て、マルチレンジ加速度センサー40は、センサー素子が形成されたマルチレンジセンサ
ーチップ41と、検出回路が形成され、センサー素子の動きを規制する役割も持つIC規
制板42を、アルミナ製のケース1内に設置し、アルミナ製のケース蓋8で封止した構成
とした。マルチレンジセンサーチップ41のチップ端子4と、IC規制板のIC端子43
の間、およびケース1の外部端子7と接続しているケース端子6と、IC端子43との間
を、ワイヤー5で接続することで、センサーの検出信号が外部端子7から取り出される。
The multi-range acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a development view of the multi-range acceleration sensor of the first embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view of the multi-range sensor chip. 3 is a cross-sectional view taken along the line hh ′ of FIG. In FIG. 1, a multi-range acceleration sensor 40 includes a multi-range sensor chip 41 in which sensor elements are formed, and an IC regulation plate 42 in which a detection circuit is formed and serves to regulate the movement of the sensor elements. 1 and was sealed with an alumina case lid 8. The chip terminal 4 of the multi-range sensor chip 41 and the IC terminal 43 of the IC regulation plate
And the case terminal 6 connected to the external terminal 7 of the case 1 and the IC terminal 43 are connected by the wire 5, so that the detection signal of the sensor is taken out from the external terminal 7.

図3に示すように、マルチレンジセンサーチップ41はケース1の内底に、第一接着剤
16を用いて固着した。第一接着剤16はプラスチック球が混練されており、センサー素
子の錘部とケース3内底の間に一定の間隔が形成される。IC規制板42も同様にプラス
チック球が混練された第一接着材16によりマルチレンジセンサーチップ41上に接着し
、センサー素子の錘部とIC規制板42の間も一定の間隔が形成されるようにした。ケー
ス蓋8をケース1に第二接着剤17で固着して密封し、マルチレンジ3軸加速度センサー
40を形成した。
As shown in FIG. 3, the multi-range sensor chip 41 was fixed to the inner bottom of the case 1 using the first adhesive 16. The first adhesive 16 is kneaded with plastic balls, and a certain distance is formed between the weight portion of the sensor element and the inner bottom of the case 3. Similarly, the IC restricting plate 42 is adhered onto the multi-range sensor chip 41 by the first adhesive 16 in which plastic balls are kneaded, so that a certain distance is formed between the weight portion of the sensor element and the IC restricting plate 42. I made it. The case lid 8 was fixed to the case 1 with the second adhesive 17 and sealed to form the multi-range triaxial acceleration sensor 40.

図2を用いてマルチレンジセンサーチップ41の構造を説明する。マルチレンジセンサ
ーチップ41には、第一3軸加速度センサー素子44と第二3軸加速度センサー素子45
が形成されている。第一3軸加速度センサー素子44は、第一素子枠部46内に、第一素
子錘部47が、それぞれ2本の梁から成る第一素子第一梁部48および第一素子第二梁部
49によって支持されている。マルチレンジセンサーチップ41の平面方向にX軸および
Y軸、垂直方向にZ軸を設定したとき、X軸に沿って形成した第一素子第一梁部48上に
X軸方向加速度検出用のピエゾ抵抗素子であるX軸ピエゾ13を、Y軸に沿って形成した
第一素子第二梁部49上にY軸方向加速度検出用のY軸ピエゾ14を形成した。Z軸加速
度検出用のZ軸ピエゾ15はどちらの梁部上でもよいが、ここでは第一素子第一梁部48
上に形成した。ピエゾ抵抗素子は各軸ごとに4本形成し、図示していない配線により接続
してブリッジ回路を構成した。加速度により錘部に力がかかって変位し、梁部が変形する
ことでピエゾ抵抗素子の電気抵抗が変化し、4本のピエゾ抵抗素子の抵抗変化量差による
電位差をブリッジ回路で取り出すことで、加速度を検出できる。
The structure of the multi-range sensor chip 41 will be described with reference to FIG. The multi-range sensor chip 41 includes a first 3-axis acceleration sensor element 44 and a second 3-axis acceleration sensor element 45.
Is formed. The first triaxial acceleration sensor element 44 includes a first element first beam portion 48 and a first element second beam portion, each of which includes a first element weight portion 47 formed of two beams in a first element frame portion 46. 49. When the X-axis and Y-axis are set in the plane direction of the multi-range sensor chip 41 and the Z-axis is set in the vertical direction, the piezoelectric element for detecting the acceleration in the X-axis direction is formed on the first element first beam portion 48 formed along the X-axis. The Y-axis piezo 14 for detecting the acceleration in the Y-axis direction was formed on the first element second beam portion 49 in which the X-axis piezo 13 as the resistance element was formed along the Y-axis. The Z-axis piezo 15 for detecting the Z-axis acceleration may be on either beam portion, but here the first element first beam portion 48 is used.
Formed on top. Four piezoresistive elements were formed for each axis and connected by wiring not shown to constitute a bridge circuit. By applying force to the weight part due to acceleration and displacing it, the beam part is deformed, the electrical resistance of the piezoresistive element changes, and the potential difference due to the difference in resistance change of the four piezoresistive elements is taken out by the bridge circuit, Acceleration can be detected.

同様に第二3軸加速度センサー素子45は、第二素子枠部50内に、第二素子錘部51
が、それぞれ2本の梁から成る第二素子第一梁部52および第二素子第二梁部53によっ
て支持されている。X軸に沿った第二素子第一梁部52上にX軸ピエゾおよびZ軸ピエゾ
を、Y軸に沿った第二素子第二梁部53上にY軸ピエゾを形成した。
Similarly, the second triaxial acceleration sensor element 45 has a second element weight portion 51 in the second element frame portion 50.
Are supported by a second element first beam portion 52 and a second element second beam portion 53 each consisting of two beams. An X-axis piezo and a Z-axis piezo were formed on the second element first beam portion 52 along the X axis, and a Y-axis piezo was formed on the second element second beam portion 53 along the Y axis.

第二3軸加速度センサー素子45は、第一3軸加速度センサー素子44と比べて、単位
加速度あたりの出力電圧が小さくなるようにした。すなわち出力電圧のフルスケールに対
して、第二3軸加速度センサー素子45の方が測定レンジが広くなるようにした。例えば
、第一3軸加速度センサー素子44の測定レンジを±数Gとして落下検出に用い、第二3
軸加速度センサー素子45の測定レンジを±数百Gとして衝撃検知に用いることができる
。またマルチレンジセンサーチップ上には、チップ端子4が複数形成されている。
The second triaxial acceleration sensor element 45 has a smaller output voltage per unit acceleration than the first triaxial acceleration sensor element 44. That is, the measurement range of the second triaxial acceleration sensor element 45 is wider than the full scale of the output voltage. For example, the measurement range of the first 3-axis acceleration sensor element 44 is set to ± several G, and is used for drop detection.
The measurement range of the axial acceleration sensor element 45 can be set to ± several hundred G and used for impact detection. A plurality of chip terminals 4 are formed on the multi-range sensor chip.

加速度センサー素子の製造方法と寸法関係を簡単に説明する。約400μm厚のシリコ
ン板に数μmのシリコン酸化層と6μmのシリコン層を有するSOI(Silicon
on Insulator)ウエハーを使用した。フォトレジストでパターニングを行い
シリコン層にボロンを1〜3x1018原子/cm打ち込みピエゾ抵抗を形成し、ピエ
ゾ抵抗に接続する配線を、金属スパッタ−とドライエッチング装置を用いて形成した。シ
リコン層とシリコン板をフォトリソとドライエッチング装置を用いて加工し、シリコン層
に形成される梁部、およびシリコン層からシリコン板に渡って形成される錘部の形状を作
成した。シリコン酸化層はシリコンのドライエッチングの際にエッチングストッパーとし
て機能する。1枚のウエハーに多数のチップを作製し、ドライエッチングあるいはダイシ
ングにより単体チップに分離した。
The manufacturing method and dimensional relationship of the acceleration sensor element will be briefly described. An SOI (Silicon having a silicon oxide layer of several μm and a silicon layer of 6 μm on a silicon plate having a thickness of about 400 μm.
on Insulator) wafers were used. Patterning was performed with a photoresist, boron was implanted into the silicon layer at 1 to 3 × 10 18 atoms / cm 3 to form a piezoresistor, and a wiring connected to the piezoresistor was formed using a metal sputtering and dry etching apparatus. The silicon layer and the silicon plate were processed using a photolithography and dry etching apparatus, and the shape of the beam portion formed in the silicon layer and the weight portion formed from the silicon layer to the silicon plate were created. The silicon oxide layer functions as an etching stopper during dry etching of silicon. A large number of chips were produced on one wafer and separated into single chips by dry etching or dicing.

本実施例のマルチレンジ加速度センサーにおいては、第一3軸加速度センサー素子44
および第二3軸加速度センサー素子45を、一つのマルチレンジセンサーチップ41に一
括して形成可能である。シリコンドライエッチングのマスクに両者の形状を作りこみ、同
時に加工して形成することで、プロセスの追加なく測定レンジの異なる2つのセンサー素
子を形成でき、製造コストを低くできる。また、第一3軸加速度センサー素子44の枠部
46を構成する4つの枠辺のうちの一つに、第二3軸加速度センサー素子45を形成する
ため、2つのセンサー素子の枠部を共通化して小さい面積に収めることができ、マルチレ
ンジ加速度センサーを小型化できる。また、2つのセンサー素子の梁部の方向をマスクパ
ターンにより合わせられるので、2つのセンサー素子の加速度検出軸を高精度に一致させ
ることが可能である。
In the multi-range acceleration sensor of the present embodiment, the first three-axis acceleration sensor element 44
Further, the second triaxial acceleration sensor element 45 can be collectively formed on one multi-range sensor chip 41. By forming both shapes into a silicon dry etching mask and processing them simultaneously, two sensor elements having different measurement ranges can be formed without adding a process, and the manufacturing cost can be reduced. Further, since the second three-axis acceleration sensor element 45 is formed on one of the four frame sides constituting the frame part 46 of the first three-axis acceleration sensor element 44, the frame parts of the two sensor elements are shared. Can be accommodated in a small area, and the multi-range acceleration sensor can be miniaturized. Further, since the beam portions of the two sensor elements can be aligned by the mask pattern, the acceleration detection axes of the two sensor elements can be matched with high accuracy.

第一実施例のマルチレンジセンサーチップ41の概略寸法を示す。第一3軸加速度セン
サー素子44は、梁部の1本の梁の長さを400μm、幅を40μmとし、錘部は外形寸
法を900×900μmとした。錘部と梁部を小さい面積に収めるため、錘部を、梁部の
接続部分がえぐれた形状とした。それにより錘部は図2に示したようなクローバー形にな
る。第二3軸加速度センサー素子45は、梁の長さを120μm、幅を100μmとし、
錘部の外形寸法を200×200μmとした。第二3軸加速度センサー素子については、
錘をクローバー形状にすることによる面積低減効果が小さいので、錘は四角形とした。梁
の厚さは、2つのセンサー素子ともに、SOIウエハーのシリコン層の厚さとなり6μm
、錘の厚さも2つのセンサー素子ともに、SOIウエハーの全体の厚さとなり、シリコン
酸化膜層が1μmであるので407μmとなった。
The schematic dimension of the multi-range sensor chip 41 of the first embodiment is shown. In the first triaxial acceleration sensor element 44, the length of one beam of the beam portion is 400 μm, the width is 40 μm, and the weight portion has an outer dimension of 900 × 900 μm. In order to keep the weight part and the beam part in a small area, the weight part was formed in a shape in which the connection part of the beam part was hollowed out. As a result, the weight portion has a clover shape as shown in FIG. The second triaxial acceleration sensor element 45 has a beam length of 120 μm and a width of 100 μm.
The external dimensions of the weight portion were 200 × 200 μm. For the second 3-axis acceleration sensor element,
Since the area reduction effect by making the weight into a clover shape is small, the weight was made square. The thickness of the beam is the thickness of the silicon layer of the SOI wafer for both the two sensor elements.
The weight of the two sensor elements was the total thickness of the SOI wafer, and was 407 μm because the silicon oxide film layer was 1 μm.

このとき、入力電圧3Vのときの加速度1Gに対する出力電圧は、第一3軸加速度セン
サー素子44ではX、Y、Z軸ともに約2.0mV、第二3軸加速度センサー素子45で
はX、Y軸が約0.015mV、Z軸が約0.01mVであった。出力電圧を比較すると
、差の大きいZ軸で比較して、第一3軸加速度センサー素子44の方が約200倍大きく
なった。アンプ回路により同じ増幅率で増幅して、フルスケールの出力電圧も同じにした
場合、第一3軸加速度センサー素子44の測定レンジは、第二3軸加速度センサー素子4
5の1/200になる。例えば増幅率を150倍、フルスケール出力電圧を±900mV
とすると、測定レンジは第一3軸加速度センサー素子44が±3G、第二3軸加速度セン
サー素子45が±600Gとなる。以上のようなマルチレンジ加速度センサーにより、1
G以下の小さい加速度から、数百Gの大きな加速度まで、さまざまな強度の加速度を測定
したところ、±3Gの範囲は第一3軸加速度センサー素子44を、±600Gの範囲は第
二3軸加速度センサー素子45を用い、それぞれ直線性よく測定することができた。
At this time, the output voltage for the acceleration 1G when the input voltage is 3 V is about 2.0 mV for the X, Y, and Z axes in the first three-axis acceleration sensor element 44, and the X and Y axes in the second three-axis acceleration sensor element 45. Was about 0.015 mV, and the Z-axis was about 0.01 mV. Comparing the output voltages, the first three-axis acceleration sensor element 44 is about 200 times larger than the Z-axis having a large difference. When amplification is performed with the same amplification factor by the amplifier circuit and the full-scale output voltage is the same, the measurement range of the first 3-axis acceleration sensor element 44 is the second 3-axis acceleration sensor element 4.
1/20 of 5 For example, amplification factor is 150 times, full-scale output voltage is ± 900mV
Then, the measurement range is ± 3G for the first 3-axis acceleration sensor element 44, and ± 600G for the second 3-axis acceleration sensor element 45. With the multi-range acceleration sensor as described above, 1
When measuring accelerations of various intensities from small accelerations below G to large accelerations of several hundred G, the ± 3G range is the first triaxial acceleration sensor element 44, and the ± 600G range is the second triaxial acceleration. Each sensor element 45 could be measured with good linearity.

上記寸法例のように、第二3軸加速度センサー素子45の方が、第一3軸加速度センサ
ー素子44よりも単位加速度あたりの出力電圧を小さくするためには、梁の長さを短く、
梁の幅を広くして、梁の曲げ剛性を高くすることが望ましい。また、錘の外形寸法を小さ
くし、錘の重量を軽くすることが望ましい。それにより、錘部と梁部が配置される領域は
、第二3軸加速度センサー素子45の方が小さくなることが望ましい。すなわち枠部内部
の空間領域が小さくなる、すなわち梁部の2本の梁の、枠部との接続点を結ぶ距離が小さ
くなることが望ましい。
In order to reduce the output voltage per unit acceleration of the second triaxial acceleration sensor element 45 as compared to the first triaxial acceleration sensor element 44 as in the above dimension example, the length of the beam is shortened.
It is desirable to increase the beam rigidity by increasing the beam width. It is also desirable to reduce the external dimensions of the weight and reduce the weight of the weight. Accordingly, it is desirable that the second triaxial acceleration sensor element 45 is smaller in the region where the weight portion and the beam portion are arranged. That is, it is desirable that the space area inside the frame portion is reduced, that is, the distance connecting the connection points of the two beams of the beam portion with the frame portion is reduced.

また、上記寸法のセンサー素子としたときの共振周波数は、第一3軸加速度センサー素
子44で約1.5kHz、第二3軸加速度センサー素子45で約25kHzとなった。衝
撃加速度の検出の場合、センサーが搭載された機器の衝突の衝撃により、加速度センサー
の共振周波数付近の振動が加速度センサーに与えられると、共振周波数での振動が減衰さ
れずに残留して、検出波形に不具合を生じる恐れがある。そのため、衝撃検知では、共振
周波数を高くする必要がある。高加速度レンジを測定する第二3軸加速度センサー素子4
5は、梁の曲げ剛性を高く、錘の重量を軽くするため、センサー素子の共振周波数も高く
なることから、衝撃検出に用いやすいという特徴が得られた。
Further, the resonance frequency when the sensor element having the above dimensions is about 1.5 kHz for the first triaxial acceleration sensor element 44 and about 25 kHz for the second triaxial acceleration sensor element 45. In the case of detection of impact acceleration, if vibration near the resonance frequency of the acceleration sensor is applied to the acceleration sensor due to the impact of the collision of the device equipped with the sensor, the vibration at the resonance frequency remains without being attenuated. There is a risk of problems in the waveform. Therefore, it is necessary to increase the resonance frequency in impact detection. Second triaxial acceleration sensor element 4 for measuring the high acceleration range
No. 5 has a feature that it is easy to use for impact detection since the bending frequency of the beam is high and the weight of the weight is reduced, so that the resonance frequency of the sensor element is also high.

低加速度レンジを測定する第一3軸加速度センサー素子44は、測定レンジを大きく超
える加速度が与えられると、梁に過大な応力がかかり、梁が破損する恐れがある。そのた
め、センサー素子の錘部の上下に、ある間隔を与えて規制板を配置した。本実施例では、
錘部の上方には検出回路を形成したICチップであるIC規制板42を配置し、錘部の下
方はケース1の内底を規制板として用いた。IC規制板42およびケース1とは別に独立
した規制板を設置するよりもセンサー全体の厚さを薄くできる。規制板と錘部との間隔は
、測定レンジ内で錘部が規制板に衝突することがなく、かつ梁が破損するほど梁が変形す
る前に錘部が規制板に衝突するような間隔とする。本実施例では15μmとした。間隔を
精度良く形成するため、第一接着剤16に外径がほぼ一定なプラスチック球を混練してお
き、プラスチック球をスペーサとして間隔を規制できるようにした。測定レンジが大きい
第二3軸加速度センサー素子45は、想定される最大の加速度がかかっても梁が破壊に至
らない場合があり、そのときは第二3軸加速度センサー素子45の上下には規制板がなく
てもよい。すなわちIC規制板42は第一3軸加速度センサー素子44上方をカバーし、
第二3軸加速度センサー素子45上方はカバーしない領域に配置しても良い。
If the first triaxial acceleration sensor element 44 that measures the low acceleration range is given acceleration that greatly exceeds the measurement range, an excessive stress is applied to the beam, and the beam may be damaged. Therefore, the restriction plates are arranged above and below the weight portion of the sensor element with a certain interval. In this example,
An IC regulation plate 42, which is an IC chip on which a detection circuit is formed, is disposed above the weight portion, and the inner bottom of the case 1 is used as a regulation plate below the weight portion. The thickness of the entire sensor can be reduced as compared with the case where an independent restriction plate is provided separately from the IC restriction plate 42 and the case 1. The interval between the restriction plate and the weight portion is such that the weight portion does not collide with the restriction plate within the measurement range, and the weight portion collides with the restriction plate before the beam is deformed so that the beam is damaged. To do. In this embodiment, the thickness is 15 μm. In order to form the interval with high accuracy, a plastic ball having a substantially constant outer diameter is kneaded in the first adhesive 16 so that the interval can be regulated by using the plastic ball as a spacer. The second triaxial acceleration sensor element 45 having a large measurement range may not cause the beam to be broken even when the assumed maximum acceleration is applied. There may be no board. That is, the IC regulation plate 42 covers the upper part of the first triaxial acceleration sensor element 44,
The upper part of the second triaxial acceleration sensor element 45 may be arranged in a region not covered.

本発明の第二実施例のマルチレンジ3軸加速度センサーについて以下説明する。図4は
第二実施例のマルチレンジセンサーチップ41の構造を示す。第一実施例における第二3
軸加速度センサー素子45を、2つの2軸加速度センサー素子から構成した点が異なる。
マルチレンジセンサーチップ41は、第一実施例と同様に、第一素子枠部46内に、第一
素子錘部47を、それぞれ2本の梁から成る第一素子第一梁部48および第一素子第二梁
部49によって支持した構造の、第一3軸加速度センサー素子44を有する。一方、第二
3軸加速度センサー素子45は、第二素子第一枠部56内に、第二素子第一錘部57を、
2本の梁から成る第二素子第一梁部58によって支持した構造の第一2軸加速度センサー
素子54と、第二素子第二枠部59内に、第二素子第二錘部60を、2本の梁から成る第
二素子第二梁部61によって支持した構造の第二2軸加速度センサー素子55から構成し
た。
A multi-range triaxial acceleration sensor according to the second embodiment of the present invention will be described below. FIG. 4 shows the structure of the multi-range sensor chip 41 of the second embodiment. Second 3 in the first embodiment
The difference is that the axial acceleration sensor element 45 is composed of two biaxial acceleration sensor elements.
As in the first embodiment, the multi-range sensor chip 41 includes a first element weight portion 47, a first element first beam portion 48 made up of two beams, and a first element frame portion 46 in the first element frame portion 46. The first triaxial acceleration sensor element 44 having a structure supported by the element second beam portion 49 is included. On the other hand, the second triaxial acceleration sensor element 45 includes a second element first weight part 57 in the second element first frame part 56,
In the first biaxial acceleration sensor element 54 having a structure supported by the second element first beam portion 58 composed of two beams, and the second element second weight portion 60 in the second element second frame portion 59, It comprised from the 2nd 2-axis acceleration sensor element 55 of the structure supported by the 2nd element 2nd beam part 61 which consists of two beams.

2軸加速度センサー素子は対を成す梁部が1対であるところが3軸加速度センサー素子
と異なる。梁部に形成した半導体ピエゾ抵抗素子により、梁部の長手方向である第一の軸
(X軸)と、チップ面に垂直な第二の軸(Z軸)の加速度を検出可能である。この2軸加
速度センサー素子2つを第一の軸が直交するように配置することで、2つの素子それぞれ
の第一の軸方向である2軸(X軸およびY軸)と、Z軸の3軸を検出することができる。
Z軸の検出は、2つの素子のどちらか一方で行ってもよいし、両方の素子を用いてもよい
。本実施例では、第一2軸加速度センサー素子54の第二素子第一梁部58をX軸に沿っ
て配置し、X軸ピエゾおよびZ軸ピエゾを形成した。そして、第二2軸加速度センサー素
子55の第二素子第二梁部61をY軸に沿って配置し、Y軸ピエゾを形成した。
The two-axis acceleration sensor element is different from the three-axis acceleration sensor element in that a pair of beam portions form a pair. The semiconductor piezoresistive element formed on the beam portion can detect the acceleration of the first axis (X axis) which is the longitudinal direction of the beam portion and the second axis (Z axis) perpendicular to the chip surface. By arranging the two biaxial acceleration sensor elements so that the first axes are orthogonal to each other, two axes (X axis and Y axis) which are the first axial directions of the two elements, and three of the Z axis An axis can be detected.
The detection of the Z axis may be performed by either one of the two elements, or both elements may be used. In the present embodiment, the second element first beam portion 58 of the first biaxial acceleration sensor element 54 is disposed along the X axis to form an X axis piezo and a Z axis piezo. And the 2nd element 2nd beam part 61 of the 2nd biaxial acceleration sensor element 55 was arrange | positioned along the Y-axis, and the Y-axis piezo was formed.

2軸加速度センサー素子は、梁部が1対であるため、梁部が2対ある3軸加速度センサ
ー素子よりも梁部の合計の曲げ剛性が小さく、単位加速度あたりの出力電圧を同じにする
ための錘部の寸法を小さくできる。梁部も一方向にしか伸びていないため、より小さい枠
部内に収めることができる。2素子の合計では、3軸加速度センサー素子よりも面積が大
きいが、第二以降の加速度センサー素子を2軸素子2つとし、最も寸法の大きい第一の3
軸加速度センサーの枠辺内に配置することで、マルチレンジ加速度センサー素子全体の寸
法を小さくすることができる。すなわち、第一の3軸加速度センサー素子は1素子で3軸
とし、第二以降の3軸加速度センサー素子は、1素子で3軸とするか、2軸加速度センサ
ー素子を2つとするかを選択可能である。
Since the biaxial acceleration sensor element has a pair of beam portions, the total bending rigidity of the beam portion is smaller than that of the triaxial acceleration sensor element having two pairs of beam portions, so that the output voltage per unit acceleration is the same. The size of the weight portion can be reduced. Since the beam portion extends only in one direction, it can be accommodated in a smaller frame portion. The total of the two elements has a larger area than the triaxial acceleration sensor element, but the second and subsequent acceleration sensor elements are two biaxial elements, and the first 3 having the largest dimension.
By disposing within the frame side of the axial acceleration sensor, the overall dimensions of the multi-range acceleration sensor element can be reduced. That is, the first three-axis acceleration sensor element has one element for three axes, and the second and subsequent three-axis acceleration sensor elements have one element for three axes or two biaxial acceleration sensor elements. Is possible.

第二実施例のマルチレンジセンサーチップの概略寸法を示す。第一3軸加速度センサー
素子44は第一実施例と同様とした。第一2軸加速度センサー素子54および第二2軸加
速度センサー素子55は同一寸法とし、梁の長さを120μm、幅を100μmとし、錘
部の外形寸法を150×150μmとした。このとき、入力電圧3Vのときの加速度1G
に対する出力電圧は、第一3軸加速度センサー素子ではX、Y、Zともに約2.0mV、
第一および第二2軸加速度センサー素子ではX、Y、Zともに約0.01mVとなった。
第一および第二2軸加速度センサー素子は、第一実施例の第一3軸加速度センサー素子の
錘形状より小面積の錘形状で、単位加速度に対する出力電圧を同等にすることができた。
上記寸法の第一および第二の2軸加速度センサー素子を、図4に示すように、第一3軸加
速度センサー素子の枠部の一つの枠辺内に配置することで、第一実施例よりもマルチレン
ジセンサーチップ全体のサイズを小さくすることができた。
The schematic dimension of the multi-range sensor chip of 2nd Example is shown. The first triaxial acceleration sensor element 44 is the same as that of the first embodiment. The first biaxial acceleration sensor element 54 and the second biaxial acceleration sensor element 55 have the same dimensions, the beam length is 120 μm, the width is 100 μm, and the external dimensions of the weight portion are 150 × 150 μm. At this time, the acceleration is 1G when the input voltage is 3V.
The output voltage for is about 2.0 mV for X, Y and Z in the first triaxial acceleration sensor element.
In the first and second biaxial acceleration sensor elements, X, Y, and Z were about 0.01 mV.
The first and second biaxial acceleration sensor elements have a weight shape smaller than the weight shape of the first triaxial acceleration sensor element of the first embodiment, and the output voltages per unit acceleration can be made equal.
According to the first embodiment, the first and second biaxial acceleration sensor elements having the above dimensions are arranged in one frame side of the frame portion of the first triaxial acceleration sensor element as shown in FIG. Even the size of the entire multi-range sensor chip could be reduced.

第三実施例は、図5に示すように、第二実施例と同様の第一および第二2軸加速度セン
サー素子54および55を用い、第一3軸加速度センサー素子44の枠部の枠辺のうちの
2つに、それぞれ配置した構造とした。梁部がX方向に配置する第一2軸加速度センサー
素子54は、第一3軸加速度センサー44のX軸に平行な枠辺内に、梁部がY方向に配置
する第二2軸加速度センサー素子55は、第一3軸加速度センサー素子54のY軸に平行
な枠辺内に配置した。第一および第二2軸加速度センサー素子は、素子全体の寸法が、梁
部の長手方向に長くなることから、マルチレンジセンサーチップ41全体の平面縦横寸法
に対して、長い方の寸法をなるべく短くするためには本構成が望ましい。すなわち、マル
チレンジセンサーチップを略正方形に構成する場合は、本実施例で最小の面積に配置でき
る。
As shown in FIG. 5, the third embodiment uses first and second biaxial acceleration sensor elements 54 and 55 similar to those of the second embodiment, and the frame side of the frame portion of the first triaxial acceleration sensor element 44. Two of them were arranged respectively. The first biaxial acceleration sensor element 54 in which the beam portion is arranged in the X direction is a second biaxial acceleration sensor in which the beam portion is arranged in the Y direction within the frame side parallel to the X axis of the first three axis acceleration sensor 44. The element 55 is arranged in a frame side parallel to the Y axis of the first triaxial acceleration sensor element 54. In the first and second biaxial acceleration sensor elements, the overall dimension of the first and second biaxial acceleration sensor elements becomes longer in the longitudinal direction of the beam portion. This configuration is desirable for this purpose. In other words, when the multi-range sensor chip is formed in a substantially square shape, it can be arranged in the minimum area in this embodiment.

第四実施例は、加速度検出のレンジをさらに追加して、3つの異なるレンジで3軸加速
度が検出できるマルチレンジ加速度センサーとした。マルチレンジセンサーチップの概略
構造を図6に示す。第一実施例と同様の第一3軸加速度センサー素子44の枠部の枠辺内
に、第二3軸加速度センサー素子45および第三3軸加速度センサー素子62を配置した
。第一から第三にかけて、単位加速度に対する出力電圧が小さくなるようにした。そうし
て、第一から第三の順に、加速度測定レンジが大きくなるようにする。例えば、第一を±
3G、第二を±30G、第三を±600Gというようにする。第一から第三まで順に単位
加速度に対する出力電圧が小さくなるようにするため、第一から第三まで順に錘部の寸法
が小さくなるようにし、また梁部の長さが短く、幅が広くなるようにした。
In the fourth embodiment, an acceleration detection range is further added to form a multi-range acceleration sensor that can detect triaxial acceleration in three different ranges. A schematic structure of the multi-range sensor chip is shown in FIG. The second 3-axis acceleration sensor element 45 and the third 3-axis acceleration sensor element 62 are arranged in the frame side of the frame portion of the first 3-axis acceleration sensor element 44 similar to the first embodiment. From the first to the third, the output voltage per unit acceleration was made smaller. Then, the acceleration measurement range is increased in the order from the first to the third. For example, the first is ±
3G, second is ± 30G, third is ± 600G. In order to reduce the output voltage per unit acceleration in order from the first to the third, the dimension of the weight part is made to decrease in order from the first to the third, and the length of the beam part is shortened and the width is increased. I did it.

第二および第三3軸加速度センサー素子45および63は、2つの2軸加速度センサー
素子から構成されてもよい。例えば、第五実施例は、図7に示すように、第三3軸加速度
センサー素子62を、X、Z軸加速度を検出する第一2軸加速度センサー素子54と、Y
軸加速度を検出する第二2軸加速度センサー素子55からなる構成とした。第一2軸加速
度センサー素子54を第二3軸加速度センサー素子45と一緒に、第一3軸加速度センサ
ー素子の枠部のX軸に沿った枠辺内に、第二2軸加速度センサー素子55をY軸に沿った
別の枠辺内に配置した。
The second and third triaxial acceleration sensor elements 45 and 63 may be composed of two biaxial acceleration sensor elements. For example, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 7, the third triaxial acceleration sensor element 62 includes a first biaxial acceleration sensor element 54 that detects X and Z axis accelerations, and Y
The second acceleration sensor element 55 is configured to detect axial acceleration. Together with the second triaxial acceleration sensor element 45, the first biaxial acceleration sensor element 54 is disposed within the frame side along the X axis of the frame portion of the first triaxial acceleration sensor element 55. Was placed in another frame side along the Y axis.

また図8に示す第六実施例では、第二3軸加速度センサー素子45を、X、Z軸加速度
を検出する第一2軸加速度センサー素子54と、Y軸加速度を検出する第二2軸加速度セ
ンサー素子55からなる構成とし、同様に第三3軸加速度センサー素子62を、X、Z軸
加速度を検出する第三2軸加速度センサー素子63と、Y軸加速度を検出する第四2軸加
速度センサー素子64からなる構成とした。第一および第三2軸加速度センサー素子54
および63を、第一3軸加速度センサー素子44の枠部のX軸に沿った枠辺内に、第二お
よび第四2軸加速度センサー素子45および64を、第一3軸加速度センサー素子44の
枠部のY軸に沿った枠辺内に配置した。
In the sixth embodiment shown in FIG. 8, the second 3-axis acceleration sensor element 45 includes a first 2-axis acceleration sensor element 54 that detects X and Z-axis accelerations, and a second 2-axis acceleration that detects Y-axis acceleration. Similarly, the sensor device 55 includes a third 3-axis acceleration sensor element 62, a third 2-axis acceleration sensor element 63 for detecting X and Z-axis accelerations, and a fourth 2-axis acceleration sensor for detecting Y-axis acceleration. The element 64 is configured. First and third biaxial acceleration sensor elements 54
And 63 in the frame side along the X-axis of the frame portion of the first triaxial acceleration sensor element 44, and the second and fourth biaxial acceleration sensor elements 45 and 64 in the first triaxial acceleration sensor element 44. It arrange | positioned in the frame side along the Y-axis of a frame part.

第二から第六実施例のマルチレンジ加速度センサーにおいても、1G以下から数百Gま
でさまざまな強度の加速度に対し、加速度強度に適した3軸加速度センサー素子を用いて
、その測定レンジ内において直線性よく測定することができた。
The multi-range acceleration sensor of the second to sixth embodiments also uses a three-axis acceleration sensor element suitable for the acceleration intensity for various intensity accelerations from 1G or less to several hundreds G, and within the measurement range. It was possible to measure well.

本発明のマルチレンジ加速度センサーの全体構成は、第一実施例に示した構成に限るも
のではない。マルチレンジセンサーチップ41にウエハーレベルパッケージングを適用し
た場合の第七実施例について、図9および図10の断面図を用いて説明する。図9に示す
ように、マルチレンジセンサーチップ41の上下に第一キャップ70および第二キャップ
71を接合した。第一キャップ70および第二キャップ71は中央にキャビティを72有
し、周辺部でマルチレンジセンサーチップ41と接合されている。接合部はマルチレンジ
センサーチップ41のセンサー素子形成領域の外側に配置し、よってセンサー素子は第一
キャップ70および第二キャップ71で囲まれた気密パッケージ内に保護され、湿度や異
物などの影響でセンサー素子の特性が変動しないようにした。
The overall configuration of the multi-range acceleration sensor of the present invention is not limited to the configuration shown in the first embodiment. A seventh embodiment in which wafer level packaging is applied to the multi-range sensor chip 41 will be described using the cross-sectional views of FIGS. 9 and 10. As shown in FIG. 9, the first cap 70 and the second cap 71 are joined to the top and bottom of the multi-range sensor chip 41. The first cap 70 and the second cap 71 have a cavity 72 in the center, and are joined to the multi-range sensor chip 41 at the periphery. The joint is disposed outside the sensor element formation region of the multi-range sensor chip 41, and thus the sensor element is protected in an airtight package surrounded by the first cap 70 and the second cap 71, and is affected by humidity, foreign matter, and the like. The characteristics of the sensor element were not changed.

また、センサー素子の錘部と第一キャップ70および第二キャップ71の間に適切な間
隔を有し、過大な加速度がかかったときに錘部の変位を規制して梁部が破損するのを防ぐ
規制板の役割をする。マルチレンジセンサーチップ41の表面にはチップ保護膜73を形
成し、気密パッケージの外部に配置されるチップ端子6と、ピエゾ抵抗素子とをつなぐ配
線74は、チップ保護膜73の下から気密パッケージ外部に引き出されるようにした。第
一キャップ70および第二キャップ71はシリコンウエハーを用い、シリコンの異方性エ
ッチングまたはドライエッチングでキャビティを加工した。マルチレンジセンサーチップ
41と第一キャップ70および第二キャップ71の接合はウエハーレベルで行い、接合後
に個々のセンサーチップパッケージ75に個片化した。接合方法はAu/Snのはんだ接
合を用いた。その他にも、各種金属のはんだ接合および共晶接合、表面活性化接合、陽極
接合、低融点ガラス接合などを用いることができる。個片化の際には、チップ電極を露出
する必要があるため、第一キャップには、チップ電極の上方領域にもキャビティを形成し
ておき、第一キャップ70のみを第一ダイシング部76で切断することで、チップ電極6
を露出した。その後、マルチレンジセンサーチップ41と第二キャップ71を第二ダイシ
ング部77で切断して個片化した。
In addition, there is an appropriate distance between the weight part of the sensor element and the first cap 70 and the second cap 71, and when excessive acceleration is applied, the displacement of the weight part is restricted and the beam part is damaged. It acts as a regulation board to prevent. A chip protection film 73 is formed on the surface of the multi-range sensor chip 41, and the wiring 74 that connects the chip terminal 6 disposed outside the hermetic package and the piezoresistive element is provided under the chip protection film 73 from the outside of the hermetic package. To be pulled out. For the first cap 70 and the second cap 71, a silicon wafer was used, and the cavity was processed by anisotropic etching or dry etching of silicon. The multi-range sensor chip 41 and the first cap 70 and the second cap 71 were joined at the wafer level, and after the joining, the individual sensor chip packages 75 were separated. As a joining method, Au / Sn solder joining was used. In addition, solder bonding and eutectic bonding of various metals, surface activated bonding, anodic bonding, low melting point glass bonding, and the like can be used. Since it is necessary to expose the chip electrode at the time of singulation, a cavity is formed in the upper region of the chip electrode in the first cap, and only the first cap 70 is formed by the first dicing portion 76. By cutting, the chip electrode 6
Exposed. Thereafter, the multi-range sensor chip 41 and the second cap 71 were cut into pieces by the second dicing part 77.

センサー素子が気密パッケージ内に保護されているので、センサー全体のパッケージに
は一般的に利用されている安価なプラスチックパッケージを適用できる。金属リードフレ
ームと樹脂封止を用いた構成例を図10に示した。金属リードフレーム85のチップ支持
板78上に樹脂製の第一接着剤79によりICチップ80を、ICチップ80上に樹脂製
の第二接着剤81によりセンサーチップパッケージ75を接着した。そして、センサーチ
ップパッケージ75のチップ端子6と、ICチップ80のIC端子82、およびIC端子
82と金属リードフレーム85の外部端子83との間をAu製のワイヤー5により接続し
た後、エポキシ製の封止樹脂84により封止した。
Since the sensor element is protected in an airtight package, an inexpensive plastic package that is generally used can be applied to the entire sensor package. A configuration example using a metal lead frame and resin sealing is shown in FIG. The IC chip 80 was bonded to the chip support plate 78 of the metal lead frame 85 with a first adhesive 79 made of resin, and the sensor chip package 75 was bonded to the IC chip 80 with a second adhesive 81 made of resin. And after connecting between the chip terminal 6 of the sensor chip package 75, the IC terminal 82 of the IC chip 80, and the IC terminal 82 and the external terminal 83 of the metal lead frame 85 by the Au wire 5, Sealed with a sealing resin 84.

第一実施例のマルチレンジ加速度センサーの全体構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of the multi-range acceleration sensor of a 1st Example. 第一実施例のマルチレンジセンサーチップの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the multi-range sensor chip of a 1st Example. 図1のh−h’断面図である。It is h-h 'sectional drawing of FIG. 第二実施例のマルチレンジセンサーチップの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the multi-range sensor chip of 2nd Example. 第三実施例のマルチレンジセンサーチップの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the multi-range sensor chip of 3rd Example. 第四実施例のマルチレンジセンサーチップの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the multi-range sensor chip of 4th Example. 第五実施例のマルチレンジセンサーチップの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the multi-range sensor chip of 5th Example. 第六実施例のマルチレンジセンサーチップの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the multi-range sensor chip of 6th Example. 第七実施例のセンサーチップパッケージの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the sensor chip package of 7th Example. 第七実施例のマルチレンジ加速度センサーの全体構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the multi-range acceleration sensor of 7th Example. 従来の3軸加速度センサーの全体構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of the conventional triaxial acceleration sensor. 図11のh−h’断面図およびセンサーチップの平面図である。It is h-h 'sectional drawing of FIG. 11, and the top view of a sensor chip. 従来のマルチレンジ加速度センサーの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the conventional multi-range acceleration sensor. 従来のマルチレンジ加速度センサーの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the conventional multi-range acceleration sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1 ケース、2 センサーチップ、
3 規制板、4 チップ端子、
5 ワイヤー、6 ケース端子、
7 外部端子、8 ケース蓋、
9 3軸加速度センサー素子、10 枠部、
11 錘部、12 梁部、
13 X軸ピエゾ、14 Y軸ピエゾ、
15 Z軸ピエゾ、16 第一接着剤、
17 第二接着剤、20 3軸加速度センサー、
21 数G用加速度センサー、22 数10G用加速度センサー、
23 数百G用加速度センサー、24 回路基板、
25 加速度センサー装置、31 枠、
32 梁、33 錘、
34 電極、40 マルチレンジ加速度センサー、
41 マルチレンジセンサーチップ、42 IC規制板、
43 IC端子、44 第一3軸加速度センサー素子、
45 第二3軸加速度センサー素子、46 第一素子枠部、
47 第一素子錘部、48 第一素子第一梁部、
49 第一素子第二梁部、50 第二素子枠部、
51 第二素子錘部、52 第二素子第一梁部、
53 第二素子第二梁部、54 第一2軸加速度センサー素子、
55 第二2軸加速度センサー素子、56 第二素子第一枠部、
57 第二素子第一錘部、58 第二素子第一梁部、
59 第二素子第二枠部、60 第二素子第二錘部、
61 第二素子第二梁部、62 第三3軸加速度センサー素子、
63 第三2軸加速度センサー素子、64 第四2軸加速度センサー素子、
70 第一キャップ、71 第二キャップ、
72 キャビティ、73 チップ保護膜、
74 配線、75 センサーチップパッケージ、
76 第一ダイシング部、77 第二ダイシング部、
78 チップ支持板、79 第一接着剤、
80 ICチップ、81 第二接着剤、
82 IC端子、83 外部端子、
84 封止樹脂、85 金属リードフレーム。
1 case, 2 sensor chip,
3 Regulatory plate, 4 chip terminal,
5 wires, 6 case terminals,
7 External terminal, 8 Case lid,
9 3-axis acceleration sensor element, 10 frame part,
11 weight, 12 beam,
13 X-axis piezo, 14 Y-axis piezo,
15 Z-axis piezo, 16 First adhesive,
17 Second adhesive, 20 3-axis acceleration sensor,
21 acceleration sensor for several G, 22 acceleration sensor for several 10G,
23 Accelerometer for hundreds of G, 24 circuit board,
25 acceleration sensor device, 31 frame,
32 beams, 33 weights,
34 electrodes, 40 multi-range acceleration sensors,
41 Multi-range sensor chip, 42 IC regulation plate,
43 IC terminal, 44 first triaxial acceleration sensor element,
45 second triaxial acceleration sensor element, 46 first element frame,
47 1st element weight part, 48 1st element 1st beam part,
49 1st element 2nd beam part, 50 2nd element frame part,
51 2nd element weight part, 52 2nd element 1st beam part,
53 2nd element 2nd beam part, 54 1st biaxial acceleration sensor element,
55 2nd axis acceleration sensor element, 56 2nd element 1st frame part,
57 second element first weight part, 58 second element first beam part,
59 second element second frame part, 60 second element second weight part,
61 2nd element 2nd beam part, 62 3rd triaxial acceleration sensor element,
63 third biaxial acceleration sensor element, 64 fourth biaxial acceleration sensor element,
70 first cap, 71 second cap,
72 cavity, 73 chip protective film,
74 wiring, 75 sensor chip package,
76 1st dicing part, 77 2nd dicing part,
78 Chip support plate, 79 First adhesive,
80 IC chip, 81 second adhesive,
82 IC terminals, 83 external terminals,
84 Sealing resin, 85 Metal lead frame.

Claims (13)

枠部と、対を成す梁部2対を介して枠部に保持される錘部と、梁部に設けられた半導体
ピエゾ抵抗素子と、それらを接続する配線を有し、梁部が形成された面内の2軸と、前記
面に略垂直な軸の3軸の加速度を検出可能な3軸加速度センサー素子を、2つ以上同一チ
ップに形成したマルチレンジセンサーチップを有するマルチレンジ3軸加速度センサーで
あって、マルチレンジセンサーチップの複数の3軸加速度センサー素子は、第一から第n
の3軸加速度センサー素子まで順に単位加速度当たりの出力電圧が小さくなることを特徴
とするマルチレンジ3軸加速度センサー。
The beam portion is formed by having a frame portion, a weight portion held by the frame portion via two pairs of beam portions forming a pair, a semiconductor piezoresistive element provided in the beam portion, and wiring connecting them. Multi-range triaxial acceleration having a multi-range sensor chip in which two or more triaxial acceleration sensor elements capable of detecting triaxial acceleration of two axes in the plane and an axis substantially perpendicular to the plane are formed on the same chip A plurality of three-axis acceleration sensor elements of the multi-range sensor chip;
The multi-range triaxial acceleration sensor is characterized in that the output voltage per unit acceleration decreases in order up to the triaxial acceleration sensor element.
マルチレンジセンサーチップの第一から第nの3軸加速度センサー素子は、第一の3軸
加速度センサー素子を構成する枠部の少なくとも1つ以上の枠辺の中に、第二から第nの
3軸加速度センサー素子が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のマルチレン
ジ3軸加速度センサー。
The first to n-th three-axis acceleration sensor elements of the multi-range sensor chip have second to n-th three in the at least one frame side of the frame part constituting the first three-axis acceleration sensor element. The multi-range triaxial acceleration sensor according to claim 1, wherein an axial acceleration sensor element is formed.
全ての3軸加速度センサー素子の梁部の厚みが同じであることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載のマルチレンジ3軸加速度センサー。
The multi-range triaxial acceleration sensor according to claim 1 or 2, wherein all the triaxial acceleration sensor elements have the same thickness of the beam portion.
全ての3軸加速度センサー素子の錘部の厚みが同じであることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載のマルチレンジ3軸加速度センサー。
The multi-range triaxial acceleration sensor according to claim 1 or 2, wherein all the triaxial acceleration sensor elements have the same thickness of the weight portion.
全ての3軸加速度センサー素子の錘部および枠部の厚みが同じであることを特徴とする
請求項1または2に記載のマルチレンジ3軸加速度センサー。
3. The multi-range triaxial acceleration sensor according to claim 1, wherein the thicknesses of the weight portion and the frame portion of all the triaxial acceleration sensor elements are the same.
第一から第nの3軸加速度センサー素子まで順に、錘部の質量が小さくなることを特徴
とする請求項1または2に記載のマルチレンジ加速度センサー。
3. The multi-range acceleration sensor according to claim 1, wherein the mass of the weight portion decreases in order from the first to the n-th three-axis acceleration sensor element.
第一から第nの3軸加速度センサー素子まで順に、梁部の長さが短くなることを特徴と
する請求項1または2に記載のマルチレンジ加速度センサー。
3. The multi-range acceleration sensor according to claim 1, wherein the length of the beam portion decreases in order from the first to the n-th three-axis acceleration sensor element.
第一から第nの3軸加速度センサー素子まで順に、梁部の幅が広くなることを特徴とす
る請求項1または2に記載のマルチレンジ加速度センサー。
3. The multi-range acceleration sensor according to claim 1, wherein the width of the beam portion increases in order from the first to the n-th three-axis acceleration sensor element.
第一から第nの3軸加速度センサー素子まで順に、対を成す梁部の枠部と接続する端部
間の距離が小さくなることを特徴とする請求項1または2に記載のマルチレンジ加速度セ
ンサー。
3. The multi-range acceleration sensor according to claim 1, wherein the distance between the end portions connected to the frame portions of the beam portions forming a pair decreases in order from the first to the n-th triaxial acceleration sensor element. .
第二から第nのうち少なくとも1つの3軸加速度センサー素子が、枠部と、対を成す梁
部で枠部に保持される錘部と、梁部に設けられた半導体ピエゾ抵抗素子と、それらを接続
する配線を有し、梁部が形成される面内の第一の軸と、前記面に略垂直な第二の軸の加速
度を検出可能な2軸加速度センサー素子2個を、第一の軸同士が互いに直交するように配
置してなる3軸加速度センサー素子により構成されていることを特徴とする請求項1また
は2に記載のマルチレンジ3軸加速度センサー。
At least one of the second to n-th three-axis acceleration sensor elements includes a frame part, a weight part held by the frame part in a pair of beam parts, a semiconductor piezoresistive element provided in the beam part, and Two biaxial acceleration sensor elements capable of detecting acceleration of a first axis in a plane on which a beam portion is formed and a second axis substantially perpendicular to the plane. 3. The multi-range triaxial acceleration sensor according to claim 1, wherein the multirange triaxial acceleration sensor is configured by a triaxial acceleration sensor element that is arranged so that the axes thereof are orthogonal to each other.
全ての2軸加速度センサー素子と3軸加速度センサー素子の梁部の厚みが同じであるこ
とを特徴とする請求項10に記載のマルチレンジ3軸加速度センサー。
The multi-range three-axis acceleration sensor according to claim 10, wherein all the biaxial acceleration sensor elements and the three-axis acceleration sensor elements have the same beam thickness.
全ての2軸加速度センサー素子と3軸加速度センサー素子の錘部の厚みが同じであるこ
とを特徴とする請求項10に記載のマルチレンジ3軸加速度センサー。
11. The multi-range triaxial acceleration sensor according to claim 10, wherein the thicknesses of the weight portions of all the biaxial acceleration sensor elements and the triaxial acceleration sensor elements are the same.
全ての2軸加速度センサー素子と3軸加速度センサー素子の錘部および枠部の厚みが同
じであることを特徴とする請求項10に記載のマルチレンジ3軸加速度センサー。
11. The multi-range triaxial acceleration sensor according to claim 10, wherein all the biaxial acceleration sensor elements and the triaxial acceleration sensor elements have the same thickness and frame thickness.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009264820A (en) * 2008-04-23 2009-11-12 Panasonic Corp Inertial force sensor
JP2009276116A (en) * 2008-05-13 2009-11-26 Dainippon Printing Co Ltd Acceleration sensor
JP2012251819A (en) * 2011-06-01 2012-12-20 Seiko Instruments Inc Acceleration switch
CN112379126A (en) * 2020-11-02 2021-02-19 西安交通大学 Quartz resonance acceleration sensor with composite measuring range

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103308233A (en) * 2013-06-17 2013-09-18 中国飞机强度研究所 Three-dimensional force measuring platform device
CN103645344A (en) * 2013-12-11 2014-03-19 江苏物联网研究发展中心 Multi-measuring range MEMS CMOS interdigital capacitance accelerometer
CN103647521A (en) * 2013-12-11 2014-03-19 江苏物联网研究发展中心 Multi-measuring range MEMS CMOS electrostatic comb resonator
CN103675349A (en) * 2013-12-11 2014-03-26 江苏物联网研究发展中心 Multi-range interdigital capacitance accelerometer
CN103777038B (en) * 2014-01-10 2016-04-27 西安交通大学 A kind of many beam types surpass high-g level acceleration sensor chip and preparation method thereof
FR3043786B1 (en) * 2015-11-16 2017-12-01 Sagem Defense Securite ACCELETOMETRIC SENSOR PENDULAR MEMS TYPE WITH TWO MEASUREMENT RANGES
CN105738654B (en) * 2016-02-01 2020-01-31 中国科学院空间应用工程与技术中心 acceleration measuring device and data acquisition method based on range switching
JP2018077200A (en) * 2016-11-11 2018-05-17 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Signal processor, inertial sensor, acceleration measurement method, electronic apparatus and program
CN117607489B (en) * 2024-01-17 2024-04-09 中国工程物理研究院电子工程研究所 Sensitive structure of piezoresistive acceleration sensor and acceleration sensor

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH032569A (en) * 1989-05-30 1991-01-08 Ricoh Co Ltd Acceleration sensor
JPH04184263A (en) * 1990-11-19 1992-07-01 Tokai Rika Co Ltd Acceleration detector
JPH0643180A (en) * 1992-04-30 1994-02-18 Texas Instr Inc <Ti> Digital accelerometer and method of detecting acceleration
JPH06163934A (en) * 1992-11-16 1994-06-10 Nippondenso Co Ltd Semiconductor acceleration sensor and fabrication thereof
JPH06324074A (en) * 1993-05-13 1994-11-25 Omron Corp Piezo resistance change sensor, and module, apparatus with vibration detecting function, physical amount detector for boiler, physical amount detector for gas and abnormal condition detector
JPH08136574A (en) * 1994-11-08 1996-05-31 Tokin Corp Semiconductor capacity-type accelerometer
JPH08211091A (en) * 1995-02-07 1996-08-20 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor acceleration detecting device
JPH09113534A (en) * 1995-10-23 1997-05-02 Yoshinobu Matsumoto Acceleration sensor
JPH09292409A (en) * 1996-04-26 1997-11-11 Hitachi Ltd Accelerometer
JPH11242052A (en) * 1998-02-26 1999-09-07 Denso Corp Semiconductor acceleration sensor
JP2003050250A (en) * 2001-08-08 2003-02-21 Akashi Corp Acceleration sensor
JP2005500540A (en) * 2001-07-31 2005-01-06 ケルシー−ヘイズ カンパニー Multi-output inertial detection device
WO2006035688A1 (en) * 2004-09-27 2006-04-06 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Method and device for detecting acceleration, acceleration sensor module, and tire
JP2006098323A (en) * 2004-09-30 2006-04-13 Hitachi Metals Ltd Semiconductor-type three-axis acceleration sensor

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH032569A (en) * 1989-05-30 1991-01-08 Ricoh Co Ltd Acceleration sensor
JPH04184263A (en) * 1990-11-19 1992-07-01 Tokai Rika Co Ltd Acceleration detector
JPH0643180A (en) * 1992-04-30 1994-02-18 Texas Instr Inc <Ti> Digital accelerometer and method of detecting acceleration
JPH06163934A (en) * 1992-11-16 1994-06-10 Nippondenso Co Ltd Semiconductor acceleration sensor and fabrication thereof
JPH06324074A (en) * 1993-05-13 1994-11-25 Omron Corp Piezo resistance change sensor, and module, apparatus with vibration detecting function, physical amount detector for boiler, physical amount detector for gas and abnormal condition detector
JPH08136574A (en) * 1994-11-08 1996-05-31 Tokin Corp Semiconductor capacity-type accelerometer
JPH08211091A (en) * 1995-02-07 1996-08-20 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor acceleration detecting device
JPH09113534A (en) * 1995-10-23 1997-05-02 Yoshinobu Matsumoto Acceleration sensor
JPH09292409A (en) * 1996-04-26 1997-11-11 Hitachi Ltd Accelerometer
JPH11242052A (en) * 1998-02-26 1999-09-07 Denso Corp Semiconductor acceleration sensor
JP2005500540A (en) * 2001-07-31 2005-01-06 ケルシー−ヘイズ カンパニー Multi-output inertial detection device
JP2003050250A (en) * 2001-08-08 2003-02-21 Akashi Corp Acceleration sensor
WO2006035688A1 (en) * 2004-09-27 2006-04-06 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Method and device for detecting acceleration, acceleration sensor module, and tire
JP2006098323A (en) * 2004-09-30 2006-04-13 Hitachi Metals Ltd Semiconductor-type three-axis acceleration sensor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009264820A (en) * 2008-04-23 2009-11-12 Panasonic Corp Inertial force sensor
JP2009276116A (en) * 2008-05-13 2009-11-26 Dainippon Printing Co Ltd Acceleration sensor
JP2012251819A (en) * 2011-06-01 2012-12-20 Seiko Instruments Inc Acceleration switch
CN112379126A (en) * 2020-11-02 2021-02-19 西安交通大学 Quartz resonance acceleration sensor with composite measuring range

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