JP2009236877A - 加速度センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】錘部、梁部及びピエゾ抵抗素子の破損や特性変化を防止し、加速度センサ装置の信頼性を向上する。
【解決手段】加速度センサ装置は、錘部１１、この錘部１１の周囲に離間して配置された台座部１２、及び、錘部１１と台座部１２とを可撓的に接続する複数の梁部１３を有する加速度センサチップ１０と、錘部１１の変位を規制するために加速度センサチップ１０上に設けられるストッパ板２０とを備えている。ストッパ板２０は、梁部１３に対向する位置に凹部２５を有しているので、梁部１３に衝撃を与えることなく錘部１１の変位を制限することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、加速度を検出する加速度センサ装置、特に半導体微細加工プロセスにより形成されるＭＥＭＳ（Microelectromechanical System）技術を用いた加速度センサ装置に関するものである。

従来、ＭＥＭＳ技術を用いた片手持ち型構造や両手持ち型構造の加速度センサ装置が、例えば、次のような文献等に開示されている。

特開２００６−１５３５１９号公報 特開２００１−１６０６２６号公報 特開２００４−２１２４０３号公報

特許文献１には、両手持ち型構造のピエゾ抵抗型３軸加速度センサ装置の技術が開示されている。このピエゾ抵抗型３軸加速度センサ装置は、薄いシリコンの梁部（ビーム）によって錘部を両側から支え、加速度によって錘部が動くことで梁部が歪み、この歪みを、梁部内に形成したピエゾ抵抗素子の抵抗変化で加速度を検出するＭＥＭＳ加速度センサチップを有している。更に、錘部の過度な上方への変位を規制するために、錘部上に所定間隔隔ててストッパ板が設けられている。そして、このような加速度センサチップ及びストッパ板が中空のパッケージ内に収納されている。

特許文献２には、片手持ち型構造のピエゾ抵抗型加速度センサ装置の技術が開示されている。このピエゾ抵抗型加速度センサ装置は、シリコンの梁部によって錘部を片側から支え、加速度によって錘部が上下に変位することで錘部が歪み、この歪みを、梁部上に形成したピエゾ抵抗素子の抵抗変化で加速度を検出するＭＥＭＳ加速度センサチップを有している。更に、錘部の上下の変位を規制するために、この錘部の上下に所定間隔隔ててストッパ基板が設けられている。

特許文献３には、片手持ち型構造のピエゾ抵抗型加速度センサ装置の技術が開示されている。このピエゾ抵抗型加速度センサ装置は、シリコンの梁部によって錘部を片側から支え、加速度によって錘部が上下に変位することで錘部が歪み、この歪みを、梁部上に形成したピエゾ抵抗素子の抵抗変化で加速度を検出するＭＥＭＳ加速度センサチップを有している。錘部の上下の変位を規制するために、この錘部上には、所定間隔隔てて線状のストッパが設けられている。更に、錘部の下には、所定間隔隔てた凹所を有するカバーが配置され、その凹所内に、錘部の下方向の変位を規制する突起状のストッパが形成されている。

しかしながら、従来の加速度センサ装置では、次のような課題があった。
特許文献１に開示された両手持ち型構造の加速度センサ装置では、複数の梁部を有しており、加速度を検出する時に錘部が変位することで、その梁部が上方へ撓むことがある。この時、ストッパ板によって錘部の変位を制限しようとする場合、変位の調整（ＭＥＭＳ加速度センサチップとストッパ板との間隔による調整）によっては、梁部がストッパ板に衝突し、その衝突した梁部が破損する場合がある。

又、特許文献１のようなピエゾ抵抗型加速度センサ装置では、ピエゾ抵抗素子形成近傍の梁部とストッパ板とが衝突する場合があり、ピエゾ抵抗素子そのもの、及び、その表面に形成された保護膜に損傷を及ぼすことがある。ピエゾ抵抗素子そのものはもとより、その表面の保護膜の損傷により、ピエゾ抵抗素子にかかる応力に変化が生じ、ピエゾ抵抗素子の特性が変化する虞がある。

なお、特許文献２、３に開示された片手持ち型構造の加速度センサ装置では、錘部の梁部に接続される部分の反対側が開放された状態であるため、この反対側の部分が梁部の撓み以上に変位するので、梁部がストッパ基板あるいは線状のストッパに衝突する事態が招来しない。

本発明の加速度センサ装置は、錘部、前記錘部の周囲に離間して配置された台座部、及び、前記錘部と前記台座部とを可撓的に接続する複数の梁部を有する加速度センサチップと、前記錘部の変位を規制するために前記加速度センサチップ上に設けられるストッパ板とを備え、前記ストッパ板は、前記梁部に対向する位置に凹部を有することを特徴とする。

本発明の他の加速度センサ装置は、錘部、前記錘部の周囲に離間して配置された台座部、及び、前記錘部と前記台座部とを可撓的に接続する梁部を有する加速度センサチップと、前記加速度センサチップ上に設けられるストッパ板とを備え、前記ストッパ板は、前記台座部に対向する位置に突設され、前記台座部に固着される複数の固定部と、前記各固定部の周辺であって前記錘部に対向する位置にそれぞれ形成され、前記錘部の変位を規制する第１の凹部と、前記梁部に対向する位置に形成され、前記第１の凹部よりも深い第２の凹部とを有することを特徴とする。

本発明の更に他の加速度センサ装置は、錘部、前記錘部の周囲に離間して配置された台座部、及び、前記錘部と前記台座部とを可撓的に接続する梁部を有する加速度センサチップと、前記加速度センサチップ上に設けられるストッパ板とを備え、前記ストッパ板は、前記錘部に対して所定の間隔をもって前記台座部に固着され、前記錘部の変位を規制する固定部と、前記固定部における前記梁部に対向する位置に形成された凹部とを有することを特徴とする。

本発明の更に他の加速度センサ装置は、上面が方形状の中央質量部、及び前記中央質量部の四隅にそれぞれ接続される上面が方形状の周辺質量部からなる錘部と、前記錘部を離間して囲む台座部と、前記錘部と前記台座部とを可動的に接続する梁部と、を有する加速度センサチップと、前記加速度センサチップの前記錘部及び前記梁部を覆うストッパ部と、前記加速度センサチップの前記台座部と前記ストッパ部とを接続する接着層と、を有している。そして、前記錘部の前記周辺質量部の前記中央質量部から最も離れた角部と前記ストッパ部との距離が、前記梁部と前記ストッパ部との距離より短いことを特徴とする。

本発明によれば、ストッパ板における梁部に対応する位置に凹部を形成することによって、梁部に衝撃を与えることなく錘部の変位を制限することが可能となる。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

（実施例１の構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１における両手持ち型構造のピエゾ抵抗型３軸加速度センサ装置を示す概略の構成図であり、同図（ａ）は模式的な全体斜視図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）中のＡ１−Ａ２線拡大端面図である。図２は図１（ａ）中のＢ１−Ｂ２線拡大端面図、図３は図１中の加速度センサチップを示す平面図、図４は図１中のストッパ板を示す底面図、及び、図５は図１中の加速度センサチップ上にストッパ板が搭載された状態を示す平面図である。なお、図１（ａ）中のＡ１−Ａ２線の切断箇所に対応する切断箇所が、図４中にも同符号のＡ１−Ａ２線として示されている。

図１及び図２に示す加速度センサ装置は、例えば、ＭＥＭＳ技術を用いてＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板等を微細加工して形成された加速度センサチップ１０と、シリコン基板等にエッチング等の処理を施して形成され、その加速度センサチップ１０上に固着される蓋状のストッパ板２０とを備えている。

加速度センサチップ１０は、図１〜図３に示されるように、例えば、上面が方形状であって、全体がほぼ四角柱（Ｘ軸方向の縦１．７±０．５ｍｍ、Ｙ軸方向の横１．７±０．５ｍｍ、Ｚ軸方向の厚さ３５０±５０μｍ程度）をなし、中央に配置された錘部１１と、この錘部１１の周囲に離間して配置された台座部１２と、この台座部１２に対して直交するＸ軸及びＹ軸方向の４箇所から揺動自在（可撓的）に錘部１１を支持する梁部１３とを有している。

錘部１１は、Ｚ軸方向の上下の変位が可能なように、台座部１２の厚みよりも薄くなっており、中心に配置された、上面が方形状であって、ほぼ四角柱の中心質量部１１ａと、この中心質量部１１ａの四隅に接続された、上面が方形状であって、ほぼ四角柱の４つの周辺質量部１１ｂとにより構成されている。各周辺質量部１１ｂの周囲には、この周辺質量部１１ｂの横方向（即ち、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面方向）の変位が可能なように、スリット１４がそれぞれ形成され、このスリット１４を介して、錘部１１の周囲が台座部１２によって囲まれている。台座部１２と中心質量部１１ａとは、直交するＸ軸及びＹ軸方向に配置された帯状の４つの梁部１３により可撓的に接続されている。

各梁部１３の平面（即ち、上面）内には、複数のピエゾ抵抗素子１５がそれぞれ形成されている。更に、台座部１２の上面の両側部上には、外部引き出し端子用の複数のパッド１６がＸ軸方向にそれぞれ形成されている。複数のピエゾ抵抗素子１５は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの加速度を検出するブリッジ回路を構成するように、図示しない配線層を介して、複数のバッド１６に電気的に接続されている。これらのパッド１６を除く加速度センサチップ１０の上面は、シリコン窒化膜等の保護膜により被覆されている。

ストッパ板２０は、図１、図２及び図４に示されるように、加速度センサチップ１０上に接着剤（ダイスボンド）３０により固着される方形状の板（例えば、シリコン板）であり、平面（即ち、表面）が平らになっている。ストッパ板２０の表面サイズは、加速度センサチップ１０よりも少し大きめで、例えば、Ｘ軸方向の縦１．５±０．５ｍｍ、Ｙ軸方向の横２．０±０．５ｍｍ、及び、Ｚ軸方向の厚さ９０±２０μｍ程度であり、図５に示されるように、Ｙ軸の右側に少しはみ出して加速度センサチップ１０上に搭載される。なお、ストッパ板２０の表面サイズは、加速度センサチップ１０の上面サイズと同一か、又は小さくてもよい。

ストッパ板２０の底面（即ち、裏面）において、台座部上面の四隅に対向する四隅の位置に、接着剤３０により台座部１２に固着するための４つの固定部２１が突設されている。ここで、ストッパ板２０は、加速度センサチップ１０の錘部１１及び梁部１３を覆うストッパ部としての機能を有し、更に、接着剤３０は、加速度センサチップ１０の台座部１２と前記ストッパ部とを接続する接着層としての機能を有している。各固定部２１は、底面が方形であり、厚さが例えば５±０．５μｍ程度である。この各固定部２１の底面には、同一方向（例えば、Ｙ軸方向）に延びる接着剤充填用の複数の第１のスリット２２がそれぞれ形成されている。各スリット２２の幅、及び各スリット間隔は、例えば、４０±５μｍ程度である。４つの固定部２１にそれぞれ形成される複数の第１のスリット２２は、すべて同一方向に延在しており、塗布される接着剤３０を受け入れて余分な接着剤３０を同一方向へ逃がす溝の機能を有している。更に、複数の第１のスリット２２の梁部１３側の端部に接続され、このスリット２２に対してほぼ垂直方向（例えば、Ｘ軸方向）に延在する、接着剤はみ出し防止用の第２のスリット２３がそれぞれ形成されている。

４つの各固定部２１の周辺であって錘部１１の周辺質量部１１ｂに対向する位置には、周辺質量部１１ｂにおけるＺ軸の上方への変位を規制する第１の凹部２４がそれぞれ形成され、更に、この４つの第１の凹部２４に隣接して、４つの梁部１３に対向する位置に、第１の凹部２４よりも深い第２の凹部２５が形成されている。例えば、第１の凹部２４の深さは固定部底面から５±０．５μｍ程度、第２の凹部２５の深さは第１の凹部底面から５±０．５μｍ程度である。

各第１の凹部２４と第２の凹部２５との境界２６は、図４及び図５に示すように、その一部が曲線形状になっている。即ち、第２の凹部２５は、ストッパ板裏面において梁部１３に対向する位置に所定の幅を有するほぼ十字形に形成され、この十字形の中央部分と各第１の凹部２４との境界２６が、錘部１１を構成する周辺質量部１１ｂの一部を通る曲線形状になっている。上面から見た場合のこの曲線形状は、周辺質量部１１ｂにおける中央質量部１１ａから最も離れた角部に隣接した二つの角部近傍に対応する位置を通る曲線であって、中央質量部１１ａ側に突出する弧状になっている。又、十字形の端部の幅は、隣接する周辺質量部１１ｂの間隔よりも広く設けられている。かかる形状によって境界２６は構成されている。

従って、第１の凹部２４及び第２の凹部２５がこのような形状となるため、ストッパ板２０と梁部１３との距離がストッパ板２０と錘部１１の距離より大きい構成となる。更に、錘部１１の中でも、周辺質量部１１ｂにおける中央質量部１１ａから最も離れた角部とストッパ板２０との距離が、この最も離れた角部に隣接する角部とストッパ板２０との距離よりも小さい構成となる。

このように、上述のストッパ板２０の形状及び加速度センサチップ１０とストッパ板２０との位置関係によって、ストッパ板２０は梁部１３との接触を防ぎ、加速度センサチップ１０の特性の変動を防止することができる。更に、周辺質量部１１ｂの一部を第１の凹部２４が覆うため、錘部１１との接触面積が過度に大きくなることを防止しつつ錘部１１の変位を制御することが可能となる。

（実施例１の製造方法例）
（ａ） 加速度センサチップ１０の製造方法
図１及び図２に示す加速度センサチップ１０は、例えば、ＭＥＭＳ技術を用いてＳＯＩウェハをホトリソエッチング等により微細加工して多数形成した後、個々の加速度センサチップに分割されて形成される。

（ｂ） ストッパ板２０の製造方法
図６（１）〜（７）は、図４のストッパ板２０中のＡ１−Ａ２線の切断箇所の製造方法例を示す概略の製造工程図である。

例えば、シリコンウェハに配置される多数の方形状のストッパ板形成領域（Ｘ軸方向の縦１．５±０．５ｍｍ、Ｙ軸方向の横２．０±０．５ｍｍ、及び、Ｚ軸方向の厚さ（Ｔ１）６２５μｍ±２０μｍ程度）において、そのシリコンウェハを構成するシリコン基板３０上に、レジストを形成し、図４の第２の凹部２５に対応する領域３１ａを除去して第１のレジストパタン３１を選択的に形成する（図６（１）の工程）。

ドライエッチングにより、第１のレジストパタン３１をマスクにしてシリコン基板３０の領域３１ａを除去してシリコン基板３０上に凹部２５ａを形成し（図６（２）の工程）、その後、不必要になった第１のレジストパタン３１を除去する（図６（３）の工程）。

次に、別途レジストを形成し、図４の第１の凹部２４、第２の凹部２５、固定部２１中の第１のスリット２２、及び第２のスリット２３に対応する領域３２ａを除去した第２のレジストパタン３２を選択的に形成する（図６（４）の工程）。なお、他の作製方法として、例えば、ポリイミド樹脂（集積回路（ＩＣ）の保護コートとして用いるコート剤）を用いてもよい。通常１０μｍ程度でコートし、同じマスクを用いることによって、パターニング現像処理を行い、キュアすることにより５μｍ程度厚まで収縮し、同様の効果を得ることが可能となる。この他の作成方法では、ドライエッチングを使用しなくてもよい。

ドライエッチングにより、第２のレジストパタン３２をマスクにして、シリコン基板３０における領域３２ａと凹部２５ａの領域とを均一に除去し、第１のスリット２２及び第２のスリット２３を有する固定部２１と、第１の凹部２４と、第２の凹部２５とを形成し、（図６の（５）の工程）、その後、不必要になった第２のレジストパタン３２を除去する（図６（６）の工程）。例えば、固定部２１中の第１のスリット２２の幅とスリット間隔は４０±５μｍ程度、固定部２１の表面から第１の凹部２４までの段差（Ｔ２）は１．３μｍ〜１０μｍ程度（好ましくは５±０．５μｍ程度）、及び、第１の凹部２４から第２の凹部２５までの段差（Ｔ３）は５±０．５μｍ程度である。

最後に、シリコン基板３０の裏面側から研磨処理を施し、シリコンウェハを所望の厚み（例えば、Ｚ軸方向の厚さ（Ｔ４）１００μｍ±２０μｍ程度）に調整する（図６（７）の工程）。このようにしてシリコンウェハに形成された多数のストッパ板２０は、個々のストッパ板に分割される。

（ｃ） ストッパ板２０の固定方法
搭載装置（ダイボンダー）に加速度センサチップ１０を固定し、図５に示すように、台座部１２上の四隅近傍に、接着剤３０を所定量塗布する。接着剤３０は、ストッパ板２０の影響を台座部１２へ伝え難くするために、シリコーン樹脂を主成分等にした柔らかい材料を用いることが望ましい。接着剤３０を塗布するための台座部１２上の四隅近傍の４箇所の位置は、塗布後の接着剤３０の広がりを考慮して、接着剤塗布位置の左側は可能な限り台座部１２側の梁部１３から離す位置で、且つ、左列のパッド１６側へも影響のない位置が望ましい。接着剤３０の塗布量は、例えば、ばらつきを考慮に入れたときの塗布量の最大値で塗布された場合の接着剤体積を算出し、この接着剤体積が納まる第１及び第２のスリット２２，２３の溝容積等より設定することができる。

ダイボンダーによりストッパ板２０を把持し、このストッパ板２０の裏面側を加速度センサチップ１０上に位置決めする。この位置決めでは、例えば、左側の接着剤塗布位置に合わせてストッパ板２０側の固定部２１を合わせる等して、ストッパ板２０におけるほぼ十字形の第２の凹部２５の中心点と、錘部１１における中心質量部１１ａの中心点とを一致させる。これにより、図５において、ストッパ板２０の左辺が、台座部１２側の左辺のパッド１６列から右方向へずれ、ストッパ板２０の右辺が、台座部１２側の右辺からはみ出し、更に、ストッパ板２０の上辺及び下辺が、台座部１２側の上辺及び下辺から少しはみ出した状態になる。

ストッパ板２０を位置決めした後、このストッパ板２０を加速度センサチップ１０上に載置し、上からストッパ板２０に所定の加重を加えて所定時間加熱処理（ベーク）する。すると、各固定部２１に形成された接着剤３０の流れ止め用の複数の第１のスリット２２が全て同じＹ軸方向に延在しているので、塗布された接着剤３０の内の余分な接着剤３０が一定のＹ軸方向に逃れ、この結果、接着剤３０の応力を一定のＹ軸方向のみに逃すことができ、Ｘ軸方向は勿論、Ｙ軸方向に掛かる力のバランスも取りやすくなり、加速度センサチップ１０の歪み（即ち、出力変動）を抑制することが可能になる。又、各固定部２１にはＸ軸方向に第２のスリット２３が形成されているので、塗布された接着剤３０の梁部１３側へのはみ出しを防止できる。

所定時間の加圧及び加熱処理を行うと、加速度センサチップ１０側の台座部１２上に、所定の厚みの接着剤３０を介して、ストッパ板２０の裏面側の固定部２１が固定され、加速度センサチップ１０の製造が終了する。

（ｄ） パッケージへの組立方法
図７は、図１の加速度センサ装置におけるパッケージへの搭載例を示す概略の断面図である。

加速度センサ装置を搭載するためのパッケージ４０は、例えば、上端が開口した中空のパッケージ本体４１を有し、このパッケージ本体４１内の段差部４２に複数のパッド４３が形成されている。複数のパッド４３は、パッケージ本体４１内を上下方向に貫通する導電性のビアホール４４を介して、パッケージ本体４１の底面に設けられた外部端子４５に対して電気的に接続されている。パッケージ本体４１の上端の開口部は、蓋４６により封止される。

このようなパッケージ４０内に図１の加速度センサ装置を搭載する場合は、ストッパ板２０が固着された台座部１２の底面を、固定台４７を介して、パッケージ本体４０内の底面に接着剤等で固定する。この際、錘部１１の厚みは台座部１２の厚みよりも薄いので、錘部１１の底面と固定台４７との間には、錘部１１の下方への変位を可能にする所定の間隙が形成される。台座部１２の上面のパッド１６とパッケージ本体４１側のパッド４３とをワイヤ４７で接続する。その後、パッケージ本体４１の上端の開口部を蓋４６により封止すれば、組立が終了する。

（実施例１の動作）
図７において、加速度センサチップ１０に加速度が作用すると、加速度の方向及び大きさに応じて錘部１１が台座部１２に対して相対的に変位し、梁部１３が撓んでピエゾ抵抗素子１５の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を外部端子４５から検出することにより、加速度センサチップ１０に作用したＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向それぞれの加速度を検出することができる。

大きな加速度が作用して、錘部１１がＺ軸の上方へ過度に変位した場合は、錘部１１における周辺質量部１１ｂの上面の一部が、ストッパ板２０の裏面側の第１の凹部２４の底面に衝突して錘部１１の上方への変位が規制される。

（実施例１の効果）
本実施例１によれば、次の（ｉ）、（ｉｉ）のような効果がある。

（ｉ） 錘部１１がＺ軸の上方へ過度に変位した場合は、周辺質量部１１ｂの上面の一部が第１の凹部２４の底面に衝突して錘部１１の上方への変位が規制され、第１の凹部２４よりも深い第２の凹部２５の底面には、梁部１３が衝突しないので、この梁部１３の破壊を防止でき、更に、梁部１３内に形成されたピエゾ抵抗素子１５も第２の凹部２５の底面に衝突しないので、このピエゾ抵抗素子１５の特性の変位も防止できる。

即ち、錘部１１の上面における中心質量部１１ａの全部及び周辺質量部１１ｂの一部を含むように広くほぼ十字形の第２の凹部２５とすることで、一番変位量が大きいであろう梁部１３と錘部１１の中心質量部１１ａとの接続部、及びその中心質量部１１ａの近傍については衝突し難くすることにより、錘部１１、梁部１３及びピエゾ抵抗素子１５の破損や特性変化を防止し、ひいては加速度センサ装置の信頼性を向上できる。

（ｉｉ） 図４及び図５に示すように、ストッパ板２０の裏面側において、第１の凹部２４と第２の凹部２５との境界２６が曲面形状になっているので、第１の凹部２４と錘部１１の周辺質量部１１ｂとの衝突時の衝撃が一点に集中し難くなり、破損し難くなる。又、第１の凹部２４の底面と錘部１１の周辺質量部１１ｂとが接触すると、ストッパ板２０の裏面に電荷が溜まり、ストッパ板２０の静電引力により錘部１１が引き上げられ、加速度センサチップ１０の出力が変動する虞がある。しかし、境界２６が曲面形状になっているので、第１の凹部２４の底面と錘部１１の周辺質量部１１ｂとの接触面積が小さくなり、これにより発生する電荷量も小さくなって出力変動も抑制ができる。

図８は、本発明の実施例２における両手持ち型構造のピエゾ抵抗型３軸加速度センサ装置を示す概略の拡大端面図であり、実施例１を示す図１（ｂ）中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

本実施例２の加速度センサ装置では、実施例１のストッパ板２０に代えて、これとは構成の異なるストッパ板２０Ａが、所定の厚みを有する接着剤３０Ａにより、実施例１と同様の加速度センサチップ１０上に固着されている。接着剤３０Ａは、実施例１の接着剤３０に比べて厚く塗布され、固定部２１Ａの裏面と加速度センサチップ１０の上面との間の間隔が、実施例１の第１の凹部２４の底面と加速度センサチップ１０の上面との間の間隔とほぼ同一になるように設定されている。

本実施例２のストッパ板２０Ａは、平面側である表面が平らである。このストッパ板２０Ａの底面側である裏面には、加速度センサチップ１０側の錘部１１に対して所定の間隔をもって接着剤３０Ａにより台座部１２に固着される錘部変位規制用の固定部２１Ａと、この固定部２１Ａにおける梁部１３に対向する位置に形成された凹部２５（これは実施例１の第２の凹部２５と同一）とが設けられている。固定部２１Ａにおける台座部１２の四隅近傍に対向する４箇所には、実施例１と同様に、同一のＹ軸方向に延びる接着剤充填用の複数の第１のスリット２２がそれぞれ形成され、更に、この複数の第１のスリット２２に対してほぼ垂直方向に接着剤はみ出し防止用の第２のスリット２３がそれぞれ形成されている。

固定部２１Ａと凹部２５との境界は、実施例１と同様に、曲面形状になっている。即ち、凹部２５は、実施例１と同様に、ストッパ板２０Ａにおいて梁部１３に対向する位置に所定の幅を有するほぼ十字形に形成され、この十字形の交叉箇所と固定部２１Ａとの境界が、錘部１１の周辺質量部１１ｂを通る曲面形状になっている。その他の構成は、実施例１と同様である。

このような構成の加速度センサ装置では、実施例１とほぼ同様の作用効果が得られる。特に、本実施例２の固定部２１Ａは、実施例１の第１の凹部２４の領域まで形成されているので、ストッパ板２０Ａの製造工程の内の実施例１の第１の凹部２４を形成するための工程を省略でき、製造工程を簡略化できる。

（変形例）
本発明は、上記実施例１、２に限定されず、加速度センサチップ１０、ストッパ板２０，２０Ａ、及びパッケージ４０の構造、形状、サイズ、あるいは製造方法等は、図示以外の種々のものに変形可能である。例えば、図４に示す４つの固定部２１の配置方向を変更し、Ｘ軸方向に延在する形状にしてもよく、これにより、上記実施例１、２とほぼ同様の作用効果が得られる。又、実施例１、２の加速度センサ装置を１軸又は２軸式の加速度センサ装置に変更したり、あるいは、片手持ち型構造に変更することも可能である。

本発明の実施例１におけるピエゾ抵抗型３軸加速度センサ装置を示す概略の構成図である。 図１（ａ）中のＢ１−Ｂ２線拡大端面図である。 図１中の加速度センサチップを示す平面図である。 図１中のストッパ板を示す底面図である。 図１中の加速度センサチップ上にストッパ板が搭載された状態を示す平面図である。 図４のストッパ板２０中のＡ１−Ａ２線の切断箇所の製造方法例を示す概略の製造工程図である。 図１の加速度センサ装置におけるパッケージへの搭載例を示す概略の断面図である。 本発明の実施例２におけるピエゾ抵抗型３軸加速度センサ装置を示す概略の拡大端面図である。

符号の説明

１０ 加速度センサチップ
１１ 錘部
１２ 台座部
１３ 梁部
１５ ピエゾ抵抗素子
２０，２０Ａ ストッパ板
２１、２１Ａ 固定部
２２，２３ スリット
２４，２５ 凹部
３０，３０Ａ 接着剤
４０ パッケージ

Claims (15)

1. 錘部、前記錘部の周囲に離間して配置された台座部、及び、前記錘部と前記台座部とを可撓的に接続する複数の梁部を有する加速度センサチップと、
   前記錘部の変位を規制するために前記加速度センサチップ上に設けられるストッパ板とを備え、
   前記ストッパ板は、前記梁部に対向する位置に凹部を有することを特徴とする加速度センサ装置。
2. 錘部、前記錘部の周囲に離間して配置された台座部、及び、前記錘部と前記台座部とを可撓的に接続する梁部を有する加速度センサチップと、
   前記加速度センサチップ上に設けられるストッパ板とを備え、
   前記ストッパ板は、
   前記台座部に対向する位置に突設され、前記台座部に固着される複数の固定部と、
   前記各固定部の周辺であって前記錘部に対向する位置にそれぞれ形成され、前記錘部の変位を規制する第１の凹部と、
   前記梁部に対向する位置に形成され、前記第１の凹部よりも深い第２の凹部と、
   を有することを特徴とする加速度センサ装置。
3. 前記複数の固定部における前記台座部に対向する面には、同一方向に延びる接着剤充填用の複数の第１のスリットがそれぞれ形成され、前記複数の固定部に形成された前記第１のスリットは互いに同一の方向に延在していることを特徴とする請求項２記載の加速度センサ装置。
4. 前記複数の固定部における前記台座部に対向する面には、更に、前記複数の第１のスリットに対してほぼ垂直方向に接着剤はみ出し防止用の第２のスリットがそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項３記載の加速度センサ装置。
5. 前記第１の凹部と前記第２の凹部との境界は、前記ストッパ板のほぼ中央部分では曲面形状になっていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の加速度センサ装置。
6. 前記梁部は、前記台座部に対して前記錘部をほぼ直交する４箇所から揺動自在に支持する構造であり、
   前記複数の固定部は、前記台座部の４隅近傍に対向する位置において前記ストッパ板に突設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の加速度センサ装置。
7. 前記第２の凹部は、前記ストッパ板において前記梁部に対向する位置に所定の幅を有するほぼ十字形に形成され、
   前記十字形と前記第１の凹部との境界の一部は、前記錘部の一部を通り、且つ前記各固定部を中心にして曲面形状になっていることを特徴とする請求項６記載の加速度センサ装置。
8. 錘部、前記錘部の周囲に離間して配置された台座部、及び、前記錘部と前記台座部とを可撓的に接続する梁部を有する加速度センサチップと、
   前記加速度センサチップ上に設けられるストッパ板とを備え、
   前記ストッパ板は、
   前記錘部に対して所定の間隔をもって前記台座部に固着され、前記錘部の変位を規制する固定部と、
   前記固定部における前記梁部に対向する位置に形成された凹部と、
   を有することを特徴とする加速度センサ装置。
9. 前記固定部における前記台座部に対向する箇所には、同一方向に延びる接着剤充填用の複数の第１のスリットが形成されていることを特徴とする請求項８記載の加速度センサ装置。
10. 前記固定部における前記台座部に対向する箇所には、更に、前記複数の第１のスリットに対してほぼ垂直方向に接着剤はみ出し防止用の第２のスリットが形成されていることを特徴とする請求項９記載の加速度センサ装置。
11. 前記固定部と前記凹部との境界は、曲面形状になっていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の加速度センサ装置。
12. 前記梁部は、前記台座部に対して前記錘部をほぼ直交する４箇所から揺動自在に支持する構造であり、
    前記固定部は、前記台座部の４隅近傍に対向する位置において前記錘部に対して所定の間隔をもって前記台座部に固着されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の加速度センサ装置。
13. 前記凹部は、前記ストッパ板において前記梁部に対向する位置に所定の幅を有するほぼ十字形に形成され、
    前記十字形と前記固定部との境界の一部は、前記錘部の一部を通る曲面形状になっていることを特徴とする請求項１２記載の加速度センサ装置。
14. 上面が方形状の中央質量部、及び前記中央質量部の四隅にそれぞれ接続される上面が方形状の周辺質量部からなる錘部と、前記錘部を離間して囲む台座部と、前記錘部と前記台座部とを可動的に接続する梁部と、を有する加速度センサチップと、
    前記加速度センサチップの前記錘部及び前記梁部を覆うストッパ部と、
    前記加速度センサチップの前記台座部と前記ストッパ部とを接続する接着層と、を有する加速度センサ装置であって、
    前記錘部の前記周辺質量部の前記中央質量部から最も離れた角部と前記ストッパ部との距離が、前記梁部と前記ストッパ部との距離より短いことを特徴とする加速度センサ装置。
15. 前記周辺質量部の前記最も離れた角部と前記ストッパ部との距離が、前記最も離れた角部に隣接する角部と前記ストッパ部との距離より短いことを特徴とする請求項１４記載の加速度センサ装置。

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