JP2010197286A - 加速度センサ及び加速度センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加速度の検出精度が高く、生産性に優れた加速度センサおよび加速度センサの製造方法を提供する。
【解決手段】固定部１３と、固定部１３に対し変位可能な重り部１１と、一端が固定部１３に、他端が重り部１１にそれぞれ連結され、重り部１１の変位に伴って撓む梁部１２と、梁部１２に設けられ、梁部１２の撓みに伴って抵抗値が変化する抵抗素子１５と、を有するセンサ素子２０と、センサ素子２０が載置される基板１と、を備え、基板１のセンサ素子２０が載置される側の面に、段差部３を設けるとともにセンサ素子２０の固定部１３に段差部３と嵌合する切り欠き１６を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、加速度を検出する加速度センサ及び加速度センサの製造方法に関するものである。

図１２に従来の加速度センサの断面図を示す。同図に示す加速度センサは、センサ素子１００と、センサ素子１００を実装するケース２００とを備えた構成を有している。

センサ素子１００は、重り部１０１と、重り部１０１を囲繞する枠状の支持部１０２と、重り部１０１と支持部１０２とに連結される梁部１０３と、梁部１０３に形成されるピエゾ抵抗素子（図示せず）とを有している。

このようなセンサ素子１００を有する加速度センサに加速度に応じた外力が加わると重り部１０１が動き、それに伴って梁部１０３が変形し、ピエゾ抵抗素子も変形する。このピエゾ抵抗素子の変形による抵抗値の変化に基づいて加速度が検出されることとなる。

このようなセンサ素子１００は、支持部１０２の下面とケース２００の実装面との間に介在された接着剤３００によってケース２００に固定されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２１２２４６号公報

図１２に示すような従来の加速度センサの場合、センサ素子１００をケース２００へ実装する際に、所望の位置からずれて実装されることがあった。センサ素子１００が所望の位置からずれた状態でケース２００に実装されると加速度が正確に測定できない。例えば、センサ素子１００の実装面をＸＹ座標平面と見立てたときに、Ｘ軸の正方向に加速度が印加された場合を想定する。この場合、センサ素子１００が正常の位置に実装されていれば、基本的にはＸ軸方向の加速度を検知するピエゾ抵抗素子のみが反応し、Ｘ軸の正方向に印加された加速度を検知することができる。

一方、センサ素子１００が正常な実装位置に対し、例えば、回転した状態で実装されていたとすると、センサ素子１００はＸ軸方向の加速度を検知するピエゾ抵抗素子およびＹ軸方向の加速度を検知するピエゾ抵抗素子がともに反応してしまう。

したがってセンサ素子１００が所望の位置からずれて実装されると加速度の検出精度が低下してしまう。

また、センサ素子１００をケース２００に載置した段階では、接着剤３００が柔らかい状態であり、接着剤３００が硬化するまではセンサ素子１００の実装位置がずれやすい。したがって、従来の加速度センサでは接着剤３００が硬化するまでの間は加速度センサを不用意に動かすことができず、続く工程に移るまでに時間を要し、生産効率の低下を招く要因となっていた。

本発明は、以上のような問題を解決すべく発明されたものであり、その目的は、加速度の検出精度が高く、生産性に優れた加速度センサおよび加速度センサの製造方法を提供することにある。

本発明の加速度センサは、固定部と、前記固定部に対し変位可能な重り部と、一端が前記固定部に、他端が前記重り部にそれぞれ連結され、前記重り部の変位に伴って撓む梁部と、前記梁部に設けられ、該梁部の撓みに伴って抵抗値が変化する抵抗素子と、を有するセンサ素子と、前記センサ素子が載置される基板と、を備え、前記基板の前記センサ素子が載置される側の面には、段差部が設けられているとともに、前記センサ素子の前記固定部には前記段差部と嵌合する切り欠きが設けられている。

また本発明の加速度センサの製造方法は、段差部を有する基板を用意する基板作製工程と、前記段差部に嵌合する切り欠きを有する固定部と、前記固定部に対し変位可能な重り部と、一端が前記固定部に、他端が前記重り部にそれぞれ連結され、前記重り部の変位に伴って撓む梁部と、前記梁部に設けられ、該梁部の撓みに伴って抵抗値が変化する抵抗素子と、を有するセンサ素子を用意するセンサ素子作製工程と、前記切り欠きが前記段差部に嵌るようにして前記センサ素子を前記基板に載置し、前記基板に固定する実装工程と、を含む。

本発明によれば、基板のセンサ素子が載置される側の面には、段差部が設けられているとともに、センサ素子の固定部には段差部と嵌合する切り欠きが設けられていることから、基板に実装された状態におけるセンサ素子が正常な位置から回転方向にずれることが殆どなく、位置ずれが抑制される結果、検出精度の高い加速度センサとなすことができる。

またセンサ素子を基板に載置した段階でセンサ素子と基板とがある程度固定されるため固定用の接着剤が硬化するまで待つことなく続く工程を行うことができ、その分、製造時間を短くして加速度センサの生産効率を高めることができる。

本発明の実施の形態に係る加速度センサの斜視図である。 図１に示す加速度センサの断面図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ’線で切断したときの断面図、（ｂ）は段差部周辺の拡大断面図である。 図１に示す加速度センサに搭載されているセンサ素子の斜視図であり、（ａ）は上面側から見たときの斜視図、（ｂ）は下面側から見たときの斜視図である。 図１に示す加速度センサに搭載されているセンサ素子の断面図であり、図３（ａ）のＢ−Ｂ’線で切断したときの断面に相当する。 図１に示す加速度センサに使用されている基板の斜視図である。 図１に示す加速度センサに使用されている絶縁層の平面図であり、（ａ）は絶縁層１ｂの平面図、（ｂ）は絶縁層１ｂに絶縁層１ｃを重ねた状態の平面図である。 図１に示す加速度センサの蓋を外した状態の平面図である。 図１に示す加速度センサの断面図であり、図７におけるＣ−Ｃ’線で切断したときの断面に相当する。 本発明の実施の形態に係る加速度センサの変形例１を示す斜視図であり、（ａ）はセンサ素子を下面側から見たときの斜視図、（ｂ）は基板を上面側から見たときの斜視図である。 変形例１に係る加速度センサの断面図であり、図９のＤ−Ｄ’線で切断したときの断面に相当する。 変形例２に係る加速度センサの断面図である。 従来の加速度センサを概略的に示す断面図である。

以下に図面を参照して、本発明にかかる加速度センサ及び加速度センサの製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率は現実のものとは必ずしも一致していない。

＜加速度センサ＞
図１は本発明の実施の形態に係る加速度センサの斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ’線における断面図である。

本実施の形態に係る加速度センサは、図１、図２に示すように、センサ素子２０とセンサ素子２０が載置される基板１とで主に構成されている。
まず本実施形態にかかるセンサ素子２０について説明する。図３はセンサ素子２０の斜視図であり、（ａ）は、センサ素子２０を上面側から見た斜視図、（ｂ）は、センサ素子２０を下面側から見た斜視図である。

センサ素子２０は、例えば、ピエゾ抵抗効果を利用した３次元加速度センサとして構成されており、３次元直交座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向の加速度を検出することができる。

図３に示すようにセンサ素子２０は、重り部１１と、重り部１１を囲繞する枠状の固定部１３と、重り部１１と固定部１３とに連結される梁部１２と、梁部１２に形成される抵抗素子１５と、を有している。
重り部１１、固定部１３、及び梁部１２は、例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を加工することにより一体的に形成されている。

本実施形態における重り部１１は、固定部１３の開口部の中央に配される主部１１ａと、主部１１ａの四隅に配された４個の付属部１１ｂとから構成されている。主部１１ａは、平面形状が略正方形をなし、その一辺の長さは例えば０．２ｍｍ〜０．５ｍｍに設定される。また主部１１ａの厚みは例えば０．２ｍｍ〜０．６２５ｍｍに設定される。付属部１１ｂは、主部１１ａと同様に平面形状が、略正方形をなし、その一辺の長さは例えば０．１ｍｍ〜０．４ｍｍに設定される。また付属部１１ｂの厚みは、主部１１ａと同じ厚みを有するように例えば０．２ｍｍ〜０．６２５ｍｍに設定される。なお、主部１１ａおよび付属部１１ｂの平面形状は正方形に限られず、円や長方形など任意の形状が可能である。

センサ素子２０に加速度が加わると、加速度に応じた力がこの重り部１１に作用し、重り部１１が動くことで梁部１２が撓むようになっている。重り部１１は、主部１１ａのみで構成することも可能であるが、付属部１１ｂを設けることによってより大きな力が重り部１１に作用するため、加速度に対する梁部１２の撓みが大きくなり、加速度の検出感度を向上させることができる。

このような重り部１１を囲繞するようにして固定部１３が形成されている。固定部１３は、平面形状が略正方形をなし、中央部に重り部１１より若干大きい略正方形の開口部を有している。固定部１３の平面視における一辺の長さは、例えば０．８ｍｍ〜３．０ｍｍに設定される。固定部の平面視における各辺の幅は、例えば０．１ｍｍ〜１．８ｍｍに設定される。また固定部１３の厚みは、例えば０．２ｍｍ〜０．６２５ｍｍに設定される。

固定部１３には切り欠き１６が形成されている。この切り欠き１６は、後述する基板１に設けられた段差部３に嵌合するようになっている。本実施形態において、切り欠き１６は固定部１３の下面外周縁に沿って形成されている。

梁部１２は、主部１１ａの各辺の上面側中央部と、固定部１２の内周における各辺の上面側中央部とを連結するようにして形成されている。本実施形態におけるセンサ素子２０では、Ｘ軸方向において重り部１１の主部１１ａを挟んで２本、Ｙ軸方向において重り部１１の主部１１ａを挟んで２本、合計４本の梁部１２が設けられている。梁部１２は、可撓性を有するように形成されており、センサ素子２０に加速度が加わると重り部１１が動き、重り部１１の動きに伴って梁部１２が撓むようになっている。梁部１２は、例えば長手方向の長さが０．１ｍｍ〜０．８ｍｍに設定され、幅が０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍに設定され、厚みが５μｍ〜２０μｍに設定されている。このように梁部１２を細長く且つ薄く形成することによって可撓性が発現される。

このような梁部１２の上面には複数の抵抗素子１５が形成されている。抵抗素子１５は、より具体的には、ＳＯＩ基板にボロンを打ち込むことにより形成されたピエゾ抵抗素子である。本実施形態では、３軸方向（図３に示した３次元直交座標系におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の加速度を検出できるように梁部１２の所定の位置にこれらの抵抗素子１５が形成されている。例えば、Ｘ軸方向に伸びる２つの梁部１２には、Ｘ軸方向の加速度を検出するための４個の抵抗素子１５が設けられており、それぞれの梁部１２に２個ずつ配置されている。これら４個の抵抗素子１５のうち、固定部１３側に配された抵抗素子同士を直列に接続し、主部１１ａ側に配された抵抗素子同士を直列に接続し、これら直列接続されたもの同士を並列に接続することでブリッジ回路を構成している。

またＹ軸方向に伸びる２つの梁部１２には、Ｙ軸方向の加速度を検出するための４個の抵抗素子１５が設けられており、これらの抵抗素子１５を、Ｘ軸方向の加速度検出用の抵抗素子１５と同様に配置し、抵抗素子同士の接続を行うことによってブリッジ回路を構成している。

また、図３には図示していないがＺ軸方向の加速度を検出するための４個の抵抗素子１５が、Ｘ軸方向に伸びる２つの梁部１２に、Ｘ軸方向の加速度を検出するための４個の抵抗素子１５のそれぞれと並ぶようにして形成されている。このＺ軸方向の加速度検出用の抵抗素子１５は、Ｘ軸方向の加速度検出用の抵抗素子１５とは、抵抗素子同士の接続の仕方が異なっており、本実施形態では、Ｘ軸方向に伸びる２本の梁部のうち一方の梁部１２に設けられた固定部１３側の抵抗素子１５と、他方の梁部１２に設けられた主部１１ａ側の抵抗素子１５とを直列接続してブリッジ回路を構成している。

このようなブリッジ回路が組まれたセンサ素子２０に加速度が加わると、上述したように梁部１２が撓み、この撓みに伴って抵抗素子１５が変形するため、ブリッジ回路で検出する出力電圧が変化する。この抵抗値の変化に基づく出力電圧の変化を電気信号として取り出し、これを外部のＩＣで演算処理することによって印加された加速度の方向並びに大きさを検知することができる。なおＺ軸方向の加速度検出用の抵抗素子１５は、Ｘ軸方向に伸びる梁部１２に設けたのと同様にして、Ｙ軸方向に伸びる２つの梁部１２に設けるようにしてもよい。

固定部１３の上面には、抵抗素子１５と電気的に接続される素子側電極パッド１４が設けられており、この素子側電極パッド１４を介して抵抗素子同士の接続や抵抗素子１５からの電気信号の外部への取り出しなどを行っている。

図４は、図３（ａ）のＢ−Ｂ’線におけるセンサ素子２０の断面図である。なお図４において素子側電極パッド１４は省略している。図４に示すようにセンサ素子２０は、半導体基板２９に加工を施すことにより形成されたものである。半導体基板２９は、例えば、ＳＯＩ基板である。半導体基板２９は上面側から順に、半導体層３１、絶縁層３３、支持層３５が積層された構造を有している。

半導体層３１及び支持層３５は、例えばシリコンから成る。絶縁層３３は、例えばＳｉＯ_２から成る。半導体層３１の厚さは、例えば、５μｍ〜２０μｍである。絶縁層３３の厚さは、例えば、０．１μｍ〜５μｍである。支持層３５の厚さは、例えば、２００μｍ〜６５０μｍである。

固定部１３、重り部１１は、半導体層３１、絶縁層３３、及び支持層３５から成り、梁部１２は半導体層３１から成る。切り欠き１６は支持層３５の一部をエッチングすることにより形成されている。切り欠き１６の深さ寸法ｔ２は、例えば、１００μｍ〜３００μｍである。

かかるセンサ素子２０は、図２（ａ）に示すように基板１に実装されている。基板１は外形が略直方体をなし、内部にはセンサ素子２０を収容するためのキャビティが形成されている。基板１は、セラミック材料などからなる４枚の絶縁層１ａ〜１ｄを積層することにより形成されている。

絶縁層１ａは平板状の部材からなり、センサ素子２０が搭載される側の主面（搭載面１Ａ）には、段差部３が設けられている。センサ素子２０の固定部１３に設けた切り欠き１６は段差部３に嵌合するようになっている。このように本実施形態における加速度センサは、基板１の搭載面１Ａに段差部３を設けた上、固定部１３に形成した切り欠き１６と段差部３とを嵌合させるようにしたことから、センサ素子２０を基板１に対して所望の位置に実装することができる。これにより、印加される加速度の方向及び大きさを精度良く検出することができる。

本実施形態においては、段差部３の高さ寸法ｔ１が、切り欠き１６の深さ寸法ｔ２より大きくなるように設定されている。図２（ｂ）に段差部３周辺の拡大断面図を示す。段差部３の高さ寸法ｔ１は、基板１の搭載面１Ａから段差部３の上面までの寸法であり、切り欠き１６の深さ寸法ｔ２は、固定部１３の下面から切り欠き１６の段差部３の上面に当接される面までの寸法である。また固定部１３の下面と重り部１１の下面とは面一となっている。したがって、段差部３の高さ寸法ｔ１を切り欠き１６の深さ寸法ｔ２より大きくなるように設定することによって、基板１の搭載面１Ａと重り部１１の下面との間に、両寸法の差分（ｔ１−ｔ２）のギャップＧを形成することができる。すなわち、基板１の搭載面１Ａと重り部１１の下面とのギャップＧの大きさを、段差部３の高さ寸法ｔ１と切り欠き１６の深さ寸法ｔ２とで調整することができる。

例えば、加速度の検出範囲の最大値が１５００Ｇ程度、耐衝撃性が５０００Ｇ程度の加速度センサでは、ギャップＧは５μｍ〜３０μｍ程度に設定される。この場合、段差部３の高さ寸法ｔ１は、１５０μｍ〜２００μｍ程度、切り欠き１６の深さ寸法ｔ２は、１２０μｍ〜２００μｍ程度に設定され、ギャップＧの大きさが５μｍ〜３０μｍの範囲になるように両寸法が調整される。

従来の加速度センサでは、センサ素子２０がフラットな搭載面１Ａに実装されるため、固定部１３と重り部１１とが同じ厚みに設定されていると、重り部１１の下面と搭載面１Ａとの間に殆ど隙間がない状態となる。そうすると重り部１１が変位できる範囲がごくわずかとなり、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の加速度検出ができない。

そこで従来の加速度センサでは、重り部１１の下面と搭載面１Ａとの間に所定の大きさのギャップＧが形成されるように、センサ素子２０を基板に固定するための接着剤に所定の径を有する硬質プラスチック球を混ぜ、硬質プラスチック球をスペーサとして用いることで重り部１１の下面と搭載面１Ａとの間にギャップが形成されるようにしている。しかしながら接着剤に硬質プラスチック球を混ぜる場合、その種類、径、含有率などが変わると、それに応じて接着剤８の粘度、ヤング率、接着強度なども変わるため、再度、接着剤８の調整が必要となる。そのため、硬質プラスチック球を用いてギャップＧを制御する方法では柔軟性に欠け、例えば加速度センサの用途変更に対し迅速に対応できない。それに対し本実施形態にかかる加速度センサは、硬質プラスチック球を用いずにギャップＧの制御を行うことができるため種々の要求に対し迅速に対応できる。例えば、ギャップＧの調整は切り欠き１６の深さ寸法ｔ２を変えることで行う。切り欠き１６の深さ寸法ｔ２は、支持層３５のエッチング条件を変えることで簡単且つ精度良く調整することができる。

図５は基板１の斜視図である。同図に示すように段差部３は枠状に形成され、平面視における外形は矩形状をなしている。このように段差部３を枠状に形成し、これにセンサ素子２０を嵌め合わせることによってＸ軸方向、Ｙ軸方向いずれの方向においても位置ずれを抑制することができる。本実施形態における加速度センサでは、対向する段差部３同士の距離ｗ１と、センサ素子２０における対向する切り欠き１６同士の距離ｗ２（図４参照）とがほぼ等しい大きさに設定されることで、センサ素子２０が基板１に嵌るようになっている。ただしｗ１とｗ２とを全く同じにすると、載置した際に却って嵌り難くなることからｗ１がｗ２より若干大きくなるように両寸法にあえて差を設けている。具体的には、ｗ１をｗ２より１０μｍ〜３０μｍ大きくするとよい。ｗ１をｗ２より１０μｍ〜３０μｍだけ大きくなるようにすることで、載置をスムーズに行い、且つセンサ素子２０にぐらつきが殆ど生じない状態で実装することができる。

このような段差部３は、例えば、絶縁層１ｂを利用して簡単に形成することができる。図６は、絶縁層１ｂと絶縁層１ｃとの位置関係を示す平面図であり、図６（ａ）は絶縁層１ｂの平面図、図６（ｂ）は絶縁層１ｂに絶縁層１ｃを重ねた状態における平面図である。図６（ａ）に示すように絶縁層１ｂには矩形状の貫通穴Ｈ１が形成されている。このような矩形状の貫通穴Ｈ１が形成された絶縁層１ｂに、貫通穴Ｈ１の開口部よりも大きい開口部を有する貫通穴Ｈ２が形成された枠状の絶縁層１ｃを重ねることで、図６（ｂ）に示すように、絶縁層１ｂのうち絶縁層１ｃの貫通穴Ｈ２から露出する部分が段差部３となる。このように貫通穴を有する絶縁層同士を重ね合わせて段差部３を形成するようにすれば、絶縁層１ｂの貫通穴Ｈ１の形状、大きさ、個数などを変えることによって、段差部３を種々の形状に簡単に形成することができる。

図７は基板１にセンサ素子２０を実装した状態における平面図であり、図８は図７のＣ−Ｃ’線における断面図である。図７において切り欠き１６を破線で示す。図７に示すように固定部１３の外側面とキャビティの内壁面（絶縁層１ｃの貫通穴Ｈ２の内壁面）との間にできる隙間には第１の接着剤５が設けられている。第１の接着剤５は、例えば、図７に示すように固定部１３の４側面それぞれの中央付近に設けられている。また図８に示すように基板１の搭載面１Ａと固定部１３の下面との間には第２の接着剤９が設けられている。第２の接着剤９は、例えば、固定部１３の４隅に設けられている。このように第１の接着剤５と第２の接着剤９の両方で固定を行うことによって、より強固にセンサ素子２０を基板１に固着させることができる。

第１、第２の接着剤５，９は、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを使用することができる。なかでも接着時の残留応力を緩和する観点からシリコーン樹脂を用いることが好ましい。なお、硬質プラスチック球をギャップ制御用としてではなく、接着剤が不要に広がるのを防ぐ観点から第２の接着剤９の樹脂材料に混ぜてもよい。

基板１には図５に示すように複数の基板側電極パッド４が形成されている。これらの基板側電極パッド４は、絶縁層１ｄの開口部から露出する絶縁層１ｃ上面に設けられている。基板側電極パッド４は図２に示すように金属細線７によってセンサ素子２０の固定部上面に設けた素子側電極パッド１４と電気的に接続されている。また基板１の下面四隅には、外部端子２が設けられており、外部端子２は基板内部に設けたビアホール導体等の配線を介して基板側電極パッド４と接続されている。すなわち、センサ素子２０の電気信号は、素子側電極パッド１４、金属細線６、基板側電極パッド４、外部端子２などを介して外部へ取り出されることとなる。

基板１のキャビティの開口部を塞ぐようにして蓋１０が基板１の上面に固着されており、これによりセンサ素子２０がキャビティ５内に気密封止されている。蓋１０は、例えば４２アロイ、ステンレス、コバールなどの金属板からなり、銀ロウ、Ａｕ−Ｓｎ、エポキシ樹脂などの接合材８によりにより基板１に接合されている。

（変形例１）
図９、図１０は上述した実施形態にかかる加速度センサの変形例を示す図であり、図９（ａ）は、変形例１にかかるセンサ素子２０を下面側から見たときの斜視図、図９（ｂ）は、変形例１にかかる基板１を上面側から見たときの斜視図、図１０は、図９（ａ）に示すセンサ素子２０を図９（ｂ）に示す基板１に実装した状態においてＤ−Ｄ’線で切断したときの断面図である。

この変形例にかかる加速度センサ２０は、段差部３及びそれに嵌合する切り欠き１６の形状が上述した実施形態のものと異なっている。図９（ｂ）に示すように段差部３が二重構造になっており、切り欠き１６もそれに嵌合するように二重になっている。換言すれば、段差部３は溝を形成するように設けられ、切り欠き１６は段差部３によって形成された溝に嵌る凸部を形成するように設けられている。

このように段差部３によって溝が形成されるため、図１０に示すように第２の接着剤９を溝内に留めることができる。これにより硬化前の第２の接着剤９が重り部１１側に流れるのを防止して、第２の接着剤９が重り部１１に付着するのを抑えることができる。

（変形例２）
図１１は上述した実施形態にかかる加速度センサの変形例２を示す断面図である。なお、図１１の断面図は図１のＡ−Ａ’線における断面に相当するものである。変形例２にかかる加速度センサは、センサ素子２０の出力信号を演算処理するＩＣチップ３０をさらに含むものである。この変形例２にかかる加速度センサでは、基板１の下面側に設けたキャビティにＩＣチップ３０が収容されており、基板１に設けたビアホール導体などの配線を介してセンサ素子２０及び外部端子２と電気的に接続されている。ＩＣチップ３０は、例えば、センサ素子２０の出力信号を増幅する増幅回路、センサ素子２０の温度特性を補正する温度補償回路、ノイズを除去するノイズ除去回路などが集積化されたものである。このようなＩＣチップ３０を備えることによって加速度を高精度に検知することができる。

＜加速度センサの製造方法＞
次に本実施の形態に係る加速度センサの製造工程を説明する。

（基板作製工程）
まず段差部３を有する基板１を用意する。基板１はアルミナなどの セラミック材料からなる複数の絶縁層を積層することにより形成される。具体的には、平板状の絶縁層１ａ、所定の大きさの貫通孔が形成された絶縁層１ｂ、１ｃ、１ｄを順次積層することより基板１が作製される。絶縁層１ｃの貫通孔から露出する絶縁層１ｂが段差部３となる。

（素子作製工程）
基板１を作製する一方で、段差部３に嵌合する切り欠き１６を有する固定部１３と、固定部１３に対し変位可能な重り部１１と、一端が固定部１３に、他端が重り部１１にそれぞれ連結され、重り部１１の変位に伴って撓む梁部１２と、梁部１２に設けられた抵抗素子１５と、を有するセンサ素子２０を用意する
センサ素子２０は例えば、ＳＯＩ基板を用いて作製されるものであり、まずＳＯＩ基板表面のシリコン層にイオン注入法によりボロンを注入することでピエゾ抵抗からなる抵抗素子１５を形成する。次に、スパッタリングやエッチングなど従来周知の半導体微細加工技術を施すことによって重り部１１、固定部１３、梁部１２、および段差部３を形成することにより図３に示すようなセンサ素子２０を作製する。

（実装工程）
次に基板１の搭載面１Ａの四隅に第２の接着剤９を塗布する。第２の接着剤９は、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂であり、ディスペンサーなどを用いて搭載面１Ａの四隅に塗布される。

次に切り欠き１６が段差部３に嵌るようにしてセンサ素子２０を基板１に載置する。この段階で切り欠き１６と段差部３とが嵌合されるため、センサ素子２０が基板１にある程度固定される。したがって第２の接着剤９が硬化するのを待つことなく、センサ素子２０が載置された基板１を移動させるなどして続く工程に短時間で移ることができ、加速度センサの生産効率が高くなる。

センサ素子２０を基板１に載置した後、固定部１３の外側面と基板１のキャビティ内壁面との間に第１の接着剤５を塗布する。第１の接着剤５は、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂であり、ディスペンサーなどを用いて固定部１３の４側面それぞれの中央付近に塗布される。第１、第２の接着剤５，９を硬化させることによりセンサ素子２０が基板１に固着される。

次に金、銅、アルミニウムなどからなる金属細線６によりセンサ素子２０に設けた素子側電極パッド１５と基板１に設けた基板側電極パッド４とを接続する。最後に４２アロイなどからなる金属製の蓋１０を接合材８により基板１の上面に接合することより製品としての加速度センサが完成する。

本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

例えば、上述した実施の形態では、第１の接着剤５および第２の接着剤９が設けられている場合について説明したが、第１の接着剤５、第２の接着剤９のいずれか一方のみが設けられている態様であってもよい。

また上述した実施の形態では、第１の接着剤５を固定部１３の４側面それぞれの中央付近に設けるようにしたが、第１の接着剤５の位置はこれに限らず、例えば、固定部１３の４隅に設けるようにしてもよい。同様に第２の接着剤９の位置も上述した実施の形態のものに限定されない。

１・・・基板
２・・・外部端子
３・・・段差部
４・・・基板側電極パッド
５・・・第１の接着剤
９・・・第２の接着剤
１０・・・蓋
１１・・・重り部
１２・・・梁部
１３・・・固定部
１４・・・素子側電極パッド
１５・・・抵抗素子
１６・・・切り欠き
２０・・・センサ素子

Claims (8)

1. 固定部と、前記固定部に対し変位可能な重り部と、一端が前記固定部に、他端が前記重り部にそれぞれ連結され、前記重り部の変位に伴って撓む梁部と、前記梁部に設けられ、該梁部の撓みに伴って抵抗値が変化する抵抗素子と、を有するセンサ素子と、
   前記センサ素子が載置される基板と、
   を備え、
   前記基板の前記センサ素子が載置される側の面には、段差部が設けられているとともに、前記センサ素子の前記固定部には前記段差部と嵌合する切り欠きが設けられている加速度センサ。
2. 前記段差部の高さ寸法は、前記切り欠きの深さ寸法より大きい請求項１に記載の加速度センサ。
3. 前記センサ素子は、接着剤を介して前記基板に固定されている請求項１に記載の加速度センサ。
4. 前記接着剤が、前記段差部の上面と前記固定部の側面との角部に設けられた第１の接着剤と、前記基板の前記センサ素子が載置される面と前記固定部の下面との間に設けられた第２の接着剤とを含む請求項３に記載の加速度センサ。
5. 前記段差部が枠状であり、前記切り欠きが前記固定部下面側の外周縁に沿って設けられている請求項１に記載の加速度センサ。
6. 前記センサ素子の出力信号を信号処理するＩＣチップをさらに含む請求項１に記載の加速度センサ。
7. 段差部を有する基板を用意する基板作製工程と、
   前記段差部に嵌合する切り欠きを有する固定部と、前記固定部に対し変位可能な重り部と、一端が前記固定部に、他端が前記重り部にそれぞれ連結され、前記重り部の変位に伴って撓む梁部と、前記梁部に設けられ、該梁部の撓みに伴って抵抗値が変化する抵抗素子と、を有するセンサ素子を用意するセンサ素子作製工程と、
   前記切り欠きが前記段差部に嵌るようにして前記センサ素子を前記基板に載置し、前記基板に固定する実装工程と、を含む加速度センサの製造方法。
8. 前記実装工程は、前記センサ素子と前記基板とを接着剤で固定する工程を含む請求項７に記載の加速度センサの製造方法。
   

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