JP2013104868A - Physical quantity sensor element and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a physical quantity sensor element that can improve a cushioning effect to a movable portion of a base substrate at the time of impact such as a drop of the physical quantity sensor element while preventing the base substrate and the movable portion from being stuck together, and an electronic apparatus provided with the physical quantity sensor element.SOLUTION: A sensor element 1 comprises: a base substrate 2; and a movable portion 33 that is provided on the base substrate 2 and is movable in response to physical quantity applied thereto. A bottom surface of a cavity portion 21 of the base substrate 2 is provided with projections, 25a, 25b, 25c, etc., at positions overlapping with the movable portion 33 in planar view. The projections, 25a, 25b, 25c, etc., are provided integrally with the base substrate 2.

Description

本発明は、物理量センサー素子及び物理量センサー素子を備えた電子機器に関する。   The present invention relates to a physical quantity sensor element and an electronic device including the physical quantity sensor element.

固定配置された固定電極と、固定電極に対して間隔を隔てて対向するとともに変位可能に設けられた可動電極とを有し、固定電極と可動電極との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出する物理量センサー素子が知られている。
例えば、特許文献1に記載の物理量センサー素子は、基板の上面において所定間隔を隔てた位置に配置され、力学量により変位する作用力を受ける梁構造体と、基板の上面に固定され、梁構造体の少なくともその一部に対向して配置された固定電極とを備えた半導体力学量センサーであって、前記基板の上面部であって、前記構造体の下部に相当する部分に、前記構造体と電気的に接続された下部電極を配置し、前記下部電極における前記梁構造体側表面に突起を形成したことを特徴としている。
A fixed electrode disposed in a fixed manner, and a movable electrode that is disposed so as to be opposed to and displaceable with respect to the fixed electrode, and based on the capacitance between the fixed electrode and the movable electrode, acceleration A physical quantity sensor element that detects a physical quantity such as angular velocity is known.
For example, the physical quantity sensor element described in Patent Document 1 is arranged at positions spaced apart from each other on the upper surface of the substrate, receives a working force that is displaced by a mechanical quantity, and is fixed to the upper surface of the substrate. A semiconductor dynamic quantity sensor comprising a fixed electrode disposed opposite to at least a part of the body, wherein the structure is provided on a top surface of the substrate and corresponding to a lower part of the structure. A lower electrode electrically connected to the beam structure is disposed, and a protrusion is formed on the beam structure side surface of the lower electrode.

特開2002−148278号公報JP 2002-148278 A

物理量センサー素子において、例えば、基板をガラス材料とし、梁構造体を半導体材料とし、両者を陽極接合により接合した後に半導体材料をエッチングして梁構造体を形成するような場合に、基板表面と梁構造体表面とに発生する電荷により、両者が貼り付く問題がある。また、例えば、物理量センサー素子を落下させた際の衝撃により、梁構造体が基板に接触し、梁構造体が破損する可能性がある。
このような問題に対し、例えば、特許文献1の物理量センサー素子のように、梁構造体の下部に突起を形成することにより、梁構造体と基板との付着面積が小さくなり、梁構造体の形成時における両者間の貼り付きを防止できるとともに、落下衝撃の際の緩衝効果を得ることができる。
In the physical quantity sensor element, for example, when the substrate is made of a glass material, the beam structure is made of a semiconductor material, and both are joined by anodic bonding, the semiconductor material is etched to form the beam structure. There is a problem that the two adhere to each other due to the charge generated on the surface of the structure. Further, for example, the beam structure may come into contact with the substrate due to an impact when the physical quantity sensor element is dropped, and the beam structure may be damaged.
For such a problem, for example, as in the physical quantity sensor element of Patent Document 1, by forming a protrusion at the lower part of the beam structure, the adhesion area between the beam structure and the substrate is reduced. While being able to prevent sticking between both at the time of formation, the buffering effect in the case of a drop impact can be acquired.

しかしながら、特許文献1に記載の物理量センサー素子では、突起が下部電極から形成されていることから、突起形成のための電極加工工程が別途必要になり、製造プロセスの効率が悪いという問題がある。また、上記物理量センサー素子は、突起となる電極厚みの制御が困難であり、突起の高さにバラツキが生じる虞がある。
この結果、上記物理量センサー素子は、梁構造体の基板への貼り付きの防止や、落下衝撃の際の緩衝効果が不十分となる虞がある。
本発明の目的は、製造過程等における可動部(梁構造体)等の基板への貼り付きの防止や、落下等の衝撃に対する緩衝効果の向上を可能とした物理量センサー素子、及びこの物理量センサー素子を備えた電子機器を提供することにある。
However, the physical quantity sensor element described in Patent Document 1 has a problem that since the protrusion is formed from the lower electrode, an electrode processing step for forming the protrusion is required separately, and the efficiency of the manufacturing process is poor. In the physical quantity sensor element, it is difficult to control the thickness of the electrode serving as a protrusion, and there is a possibility that the height of the protrusion may vary.
As a result, the physical quantity sensor element may be insufficient in the prevention of sticking of the beam structure to the substrate and the buffering effect in the case of a drop impact.
An object of the present invention is to provide a physical quantity sensor element capable of preventing sticking of a movable part (beam structure) or the like to a substrate in a manufacturing process or the like, and improving a buffering effect against an impact such as dropping, and the physical quantity sensor element It is providing the electronic device provided with.

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例にかかる物理量センサー素子は、ベース基板と、前記ベース基板上に設けられ、物理量に応じて可動する可動部と、を備え、前記ベース基板には、平面視で前記可動部と重複する位置に突起が設けられ、前記突起は、前記ベース基板と一体で設けられていることを特徴とする。   Application Example 1 A physical quantity sensor element according to this application example includes a base substrate and a movable portion provided on the base substrate and movable in accordance with the physical quantity. A protrusion is provided at a position overlapping with the movable portion, and the protrusion is provided integrally with the base substrate.

物理量センサー素子における従来の課題として、例えば、ガラス材料からなるベース基板(特許文献1の基板に相当)と、半導体材料からなる板状部材とを陽極接合により接合した後に、板状部材をエッチングして可動部(特許文献1の梁構造体に相当)を形成するような場合に、ベース基板表面と可動部表面とに発生する電荷により、両者が貼り付く問題がある。
この課題に対し、本適用例の物理量センサー素子は、ベース基板に平面視で可動部と重複するように突起を設けることにより、ベース基板における可動部との接触範囲が突起部分のみとなり、両者の接触面積を格段に小さくすることができる。これにより、物理量センサー素子は、ベース基板と可動部との貼り付きを防止することができる。
As a conventional problem in the physical quantity sensor element, for example, after a base substrate made of a glass material (corresponding to the substrate of Patent Document 1) and a plate-like member made of a semiconductor material are joined by anodic bonding, the plate-like member is etched. When the movable part (corresponding to the beam structure of Patent Document 1) is formed, there is a problem that the two adhere to each other due to the charges generated on the surface of the base substrate and the surface of the movable part.
In response to this problem, the physical quantity sensor element of this application example provides a protrusion on the base substrate so as to overlap the movable portion in plan view, so that the contact range with the movable portion on the base substrate becomes only the protrusion portion, The contact area can be significantly reduced. Thereby, the physical quantity sensor element can prevent sticking between the base substrate and the movable part.

また、物理量センサー素子は、突起をベース基板と一体で設けることにより、ベース基板における可動部の可動領域(例えば、凹部)と突起とを、例えば、エッチングで一括して形成することができる。
これにより、物理量センサー素子は、製造効率を改善できるとともに、従来(例えば、特許文献1)のように、電極で突起を形成する場合よりも突起の厚みのばらつきを低減することができる。これにより、物理量センサー素子は、落下等の衝撃時におけるベース基板の可動部に対する緩衝効果を向上させることができる。
これらの結果、物理量センサー素子は、従来よりも信頼性を向上させることができる。
Further, the physical quantity sensor element can form the movable region (for example, the concave portion) and the protrusion of the movable portion in the base substrate in one step by etching, for example, by providing the protrusion integrally with the base substrate.
As a result, the physical quantity sensor element can improve the manufacturing efficiency and can reduce the variation in the thickness of the protrusion as compared with the case where the protrusion is formed with an electrode as in the prior art (for example, Patent Document 1). Thereby, the physical quantity sensor element can improve the buffering effect with respect to the movable part of the base substrate at the time of impact such as dropping.
As a result, the physical quantity sensor element can be more reliable than the conventional one.

[適用例2]上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記可動部は、バネ部と、該バネ部を介して前記ベース基板に接続されたマス部と、該マス部に設けられた可動電極部と、を備え、前記ベース基板上には、前記可動電極部に対向して固定電極部が設けられていることが好ましい。   Application Example 2 In the physical quantity sensor element according to the application example, the movable portion includes a spring portion, a mass portion connected to the base substrate via the spring portion, and a movable electrode provided on the mass portion. It is preferable that a fixed electrode part is provided on the base substrate so as to face the movable electrode part.

これによれば、物理量センサー素子は、可動部がバネ部と、バネ部を介してベース基板に接続されたマス部と、マス部に設けられた可動電極部と、を備え、ベース基板上に可動電極部に対向して固定電極部が設けられていることから、固定電極部と可動電極部との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を感度及び精度よく検出することができる。   According to this, the physical quantity sensor element includes a movable portion having a spring portion, a mass portion connected to the base substrate via the spring portion, and a movable electrode portion provided on the mass portion, and is provided on the base substrate. Since the fixed electrode portion is provided facing the movable electrode portion, physical quantities such as acceleration and angular velocity can be detected with high sensitivity and accuracy based on the capacitance between the fixed electrode portion and the movable electrode portion. Can do.

[適用例3]上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記突起は、前記マス部と平面視で重複する位置に設けられていることが好ましい。   Application Example 3 In the physical quantity sensor element according to the application example described above, it is preferable that the protrusion is provided at a position overlapping the mass portion in plan view.

これによれば、物理量センサー素子は、突起がマス部と平面視で重複する位置に設けられていることから、可動部において質量が大きいマス部とベース基板との貼り付きを効果的に防止することができる。   According to this, since the physical quantity sensor element is provided at a position where the protrusion overlaps with the mass portion in plan view, the mass portion having a large mass and the base substrate are effectively prevented from sticking in the movable portion. be able to.

[適用例4]上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記突起は、前記マス部の中心に対し対称となるように複数設けられていることが好ましい。   Application Example 4 In the physical quantity sensor element according to the application example described above, it is preferable that a plurality of the protrusions are provided so as to be symmetric with respect to the center of the mass portion.

これによれば、物理量センサー素子は、突起がマス部の中心に対し対称となるように複数設けられていることから、可動部において質量が大きいマス部とベース基板との貼り付きを、より効果的にバランスよく防止することができる。   According to this, since the plurality of physical quantity sensor elements are provided so that the projections are symmetrical with respect to the center of the mass portion, the mass portion having a large mass and the base substrate are more effectively attached to the movable portion. Can be prevented in a well-balanced manner.

[適用例5]上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記突起は、前記可動電極部及び前記バネ部の少なくとも一方と平面視で重複する位置に設けられていることが好ましい。   Application Example 5 In the physical quantity sensor element according to the application example, it is preferable that the protrusion is provided at a position overlapping with at least one of the movable electrode portion and the spring portion in a plan view.

これによれば、物理量センサー素子は、突起が可動電極部及びバネ部の少なくとも一方と平面視で重複する位置に設けられていることから、可動部の可動電極部及びバネ部の少なくとも一方とベース基板との貼り付きを、効果的に防止することができる。   According to this, since the physical quantity sensor element is provided at a position where the protrusion overlaps at least one of the movable electrode part and the spring part in plan view, at least one of the movable electrode part and the spring part of the movable part and the base Sticking to the substrate can be effectively prevented.

[適用例6]上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記ベース基板は絶縁材料が用いられ、前記可動部は半導体材料が用いられていることが好ましい。   Application Example 6 In the physical quantity sensor element according to the application example described above, it is preferable that an insulating material is used for the base substrate and a semiconductor material is used for the movable part.

これによれば、物理量センサー素子は、ベース基板に絶縁材料が用いられ、可動部に半導体材料が用いられていることから、ベース基板と可動部との絶縁分離を確実に行うことができる。   According to this, since the insulating material is used for the base substrate and the semiconductor material is used for the movable part, the physical quantity sensor element can reliably perform the insulation separation between the base substrate and the movable part.

[適用例7]本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の物理量センサー素子を備えたことを特徴とする。   Application Example 7 An electronic apparatus according to this application example includes the physical quantity sensor element according to any one of the application examples described above.

これによれば、本構成の電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の物理量センサー素子を備えたことから、上記適用例のいずれかに記載の効果が反映された信頼性の高い電子機器を提供することができる。   According to this, since the electronic device of this configuration includes the physical quantity sensor element described in any of the above application examples, the highly reliable electronic device reflecting the effect described in any of the above application examples Can be provided.

本実施形態にかかるセンサー素子を示す斜視図。The perspective view which shows the sensor element concerning this embodiment. 図1に示すセンサー素子の平面図。The top view of the sensor element shown in FIG. 図2の部分拡大図(部分拡大平面図)。The elements on larger scale of FIG. 2 (partial enlarged plan view). 図2のA−A線断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. 図4の部分拡大図(部分拡大断面図)。The elements on larger scale of FIG. 4 (partial expanded sectional view). 図2のB−B線断面図。BB sectional drawing of FIG. 図6の部分断面図(部分拡大断面図)。FIG. 7 is a partial cross-sectional view (partial enlarged cross-sectional view) of FIG. 6. (a)〜(e)は、図1に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図。(A)-(e) is a figure for demonstrating the manufacturing method of the sensor element shown in FIG. (a)〜(c)は、図1に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図。(A)-(c) is a figure for demonstrating the manufacturing method of the sensor element shown in FIG. (a)〜(d)は、図8(c)に示す工程を説明するための図。(A)-(d) is a figure for demonstrating the process shown in FIG.8 (c). センサー素子を備えた電子機器としてのモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the mobile type (or notebook type) personal computer as an electronic device provided with the sensor element. センサー素子を備えた電子機器としての携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the mobile telephone (PHS is also included) as an electronic device provided with the sensor element. センサー素子を備えた電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the digital still camera as an electronic device provided with the sensor element.

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each layer and each member is made different from the actual scale so that each layer and each member can be recognized.

<実施形態>
図1は、本実施形態にかかるセンサー素子を示す斜視図、図2は、図1に示すセンサー素子の平面図、図3は、図2の部分拡大図(部分拡大平面図)、図4は、図2のA−A線断面図、図5は、図4の部分拡大図(部分拡大断面図)、図6は、図2のB−B線断面図、図7は、図6の部分断面図(部分拡大断面図)である。
なお、以下では、説明の便宜上、図2中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」という。また、図1〜図4、図6では互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸及びZ軸が図示されている。また、以下では、X軸に平行な方向(左右方向)を「X軸方向」、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向(上下方向)を「Z軸方向」という。また、図1〜図4、図6、図8、図9では、説明の便宜上、後述する絶縁膜6及びそれに対応するもの(絶縁膜106,106A)の図示を省略している。また、図2では、煩雑さを避けるため符号の一部を省略している。なお、本実施形態では、センサー素子を加速度、角速度等の物理量を測定するための物理量センサー素子として用いる場合の例について説明する。
<Embodiment>
1 is a perspective view showing a sensor element according to this embodiment, FIG. 2 is a plan view of the sensor element shown in FIG. 1, FIG. 3 is a partially enlarged view (partially enlarged plan view) of FIG. 2, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2, FIG. 5 is a partially enlarged view (partially enlarged sectional view) of FIG. 4, FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG. It is sectional drawing (partial expanded sectional view).
In the following, for convenience of explanation, the front side of the sheet in FIG. 2 is referred to as “upper”, the rear side of the sheet is referred to as “lower”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”. 1 to 4 and 6, the X axis, the Y axis, and the Z axis are illustrated as three axes orthogonal to each other. In the following, the direction parallel to the X axis (left-right direction) is the “X-axis direction”, the direction parallel to the Y-axis is “Y-axis direction”, and the direction parallel to the Z-axis (vertical direction) is “Z-axis direction”. " Also, in FIGS. 1 to 4, 6, 8, and 9, for convenience of explanation, illustration of an insulating film 6 described later and the corresponding film (insulating films 106 and 106 </ b> A) is omitted. In FIG. 2, some of the symbols are omitted to avoid complication. In the present embodiment, an example in which the sensor element is used as a physical quantity sensor element for measuring physical quantities such as acceleration and angular velocity will be described.

(センサー素子)
図1に示すセンサー素子1は、ベース基板としての絶縁基板2と、この絶縁基板2に接合・支持された素子片3と、素子片3に電気的に接続された導体パターン4と、素子片3を覆うように設けられた蓋部材5とを有する。
(Sensor element)
A sensor element 1 shown in FIG. 1 includes an insulating substrate 2 as a base substrate, an element piece 3 bonded and supported on the insulating substrate 2, a conductor pattern 4 electrically connected to the element piece 3, and an element piece. 3 and a lid member 5 provided so as to cover 3.

以下、センサー素子1を構成する各部を順次説明する。
(絶縁基板)
絶縁基板2は、素子片3を支持する機能を有する。
この絶縁基板2は、平板状をなし、その上面(一方の面)には、空洞部(凹部)21が設けられている。この空洞部21は絶縁基板2を平面視したときに、後述する素子片3の可動部33が絶縁基板2に接触するのを防止する逃げ場(回避領域)を構成する。これにより、絶縁基板2は、素子片3の可動部33の変位を許容することができる。
なお、この逃げ場は、空洞部21に代えて、絶縁基板2をその厚さ方向(Z軸方向)に貫通する開口部であってもよい。また、本実施形態では、空洞部21の平面視形状は、四角形(具体的には長方形)をなしているが、これに限定されるものではない。
Hereinafter, each part which comprises the sensor element 1 is demonstrated sequentially.
(Insulated substrate)
The insulating substrate 2 has a function of supporting the element piece 3.
The insulating substrate 2 has a flat plate shape, and a cavity (concave portion) 21 is provided on the upper surface (one surface). The cavity 21 constitutes an escape area (avoidance region) that prevents the movable portion 33 of the element piece 3 to be described later from coming into contact with the insulating substrate 2 when the insulating substrate 2 is viewed in plan view. Thereby, the insulating substrate 2 can tolerate the displacement of the movable portion 33 of the element piece 3.
The escape field may be an opening that penetrates the insulating substrate 2 in the thickness direction (Z-axis direction) instead of the cavity 21. In the present embodiment, the shape of the cavity 21 in plan view is a quadrangle (specifically, a rectangle), but is not limited thereto.

図3に示すように、空洞部21の底面には、平面視で可動部33と重複する位置に、角柱状の突起25a,25b,25c,25d,25e,25f,25g,25h,25i,25j,25k,25l,25mが、絶縁基板2と一体で設けられている。
これにより、センサー素子1は、後述する素子片3の可動部33が絶縁基板2と接触した場合において、可動部33と、絶縁基板2との接触面積が、空洞部21の底面が平坦な平面の場合と比較して小さくなるため、可動部33と、絶縁基板2との恒久的な貼り付きを防止することができる。以下、個々の突起を区別する必要がない場合には、便宜上、突起25と表記する。
なお、突起25の位置の詳細については、後述する素子片3のところで説明する。
As shown in FIG. 3, prismatic protrusions 25 a, 25 b, 25 c, 25 d, 25 e, 25 f, 25 g, 25 h, 25 i, and 25 j are provided on the bottom surface of the cavity portion 21 at positions overlapping the movable portion 33 in plan view. , 25k, 25l, and 25m are provided integrally with the insulating substrate 2.
Thereby, when the movable part 33 of the element piece 3 to be described later comes into contact with the insulating substrate 2, the sensor element 1 has a flat contact area between the movable part 33 and the insulating substrate 2 and the bottom surface of the cavity 21 is flat. Since this is smaller than the case of, permanent sticking between the movable portion 33 and the insulating substrate 2 can be prevented. Hereinafter, when there is no need to distinguish individual protrusions, they are referred to as protrusions 25 for convenience.
The details of the position of the protrusion 25 will be described in the element piece 3 described later.

絶縁基板2の上面には、前述した空洞部21の外側に、その外周に沿って、凹部22,23,24が設けられている。この凹部22,23,24は、平面視で導体パターン4に対応した形状をなしている。具体的には、凹部22は、後述する導体パターン4の配線41及び電極44に対応した形状をなし、凹部23は、後述する導体パターン4の配線42及び電極45に対応した形状をなし、凹部24は、後述する導体パターン4の配線43及び電極46に対応した形状をなす。   On the upper surface of the insulating substrate 2, recesses 22, 23, and 24 are provided along the outer periphery of the cavity 21 described above. The recesses 22, 23 and 24 have a shape corresponding to the conductor pattern 4 in plan view. Specifically, the recess 22 has a shape corresponding to a wiring 41 and an electrode 44 of a conductor pattern 4 described later, and the recess 23 has a shape corresponding to a wiring 42 and an electrode 45 of a conductor pattern 4 described later. 24 has a shape corresponding to the wiring 43 and the electrode 46 of the conductor pattern 4 to be described later.

また、凹部22の電極44が設けられた部位の深さは、凹部22の配線41が設けられた部位よりも深くなっている。同様に凹部23の電極45が設けられた部位の深さは、凹部23の配線42が設けられた部位よりも深くなっている。また、凹部24の電極46が設けられた部位の深さは、凹部24の配線43が設けられた部位よりも深くなっている。   The depth of the portion of the recess 22 where the electrode 44 is provided is deeper than the portion of the recess 22 where the wiring 41 is provided. Similarly, the depth of the portion of the recess 23 where the electrode 45 is provided is deeper than the portion of the recess 23 where the wiring 42 is provided. The depth of the portion of the recess 24 where the electrode 46 is provided is deeper than the portion of the recess 24 where the wiring 43 is provided.

このように凹部22,23,24の一部の深さを深くすることにより、後述するセンサー素子1の製造時において、素子片3を形成する前の基板103を基板102Aに接合したとき(図8参照)、その基板103が電極44,45,46と接合されてしまうのを防止することができる。
このような絶縁基板2の構成材料としては、例えば、高抵抗なシリコン材料、ガラス材料等の絶縁材料を用いるのが好ましく、特に、素子片3がシリコン材料を主材料として構成されている場合、アルカリ金属イオン(可動イオン)を含むガラス材料(例えば、パイレックス(登録商標)ガラスのような硼珪酸ガラス)を用いるのが好ましい。これにより、センサー素子1は、素子片3がシリコンを主材料として構成されている場合、絶縁基板2と素子片3とを陽極接合することができる。
Thus, by deepening the depth of a part of the recesses 22, 23, 24, when the substrate 103 before the element piece 3 is formed is bonded to the substrate 102 </ b> A in manufacturing the sensor element 1 described later (FIG. 8), it is possible to prevent the substrate 103 from being bonded to the electrodes 44, 45, and 46.
As a constituent material of such an insulating substrate 2, for example, it is preferable to use an insulating material such as a high-resistance silicon material or a glass material. In particular, when the element piece 3 is configured with a silicon material as a main material, It is preferable to use a glass material containing alkali metal ions (mobile ions) (for example, borosilicate glass such as Pyrex (registered trademark) glass). Thereby, the sensor element 1 can perform anodic bonding of the insulating substrate 2 and the element piece 3 when the element piece 3 is made of silicon as a main material.

また、絶縁基板2の構成材料は、素子片3の構成材料との熱膨張係数差ができるだけ小さいのが好ましく、具体的には、絶縁基板2の構成材料と素子片3の構成材料との熱膨張係数差が3ppm/℃以下であるのが好ましい。これにより、センサー素子1は、絶縁基板2と素子片3との接合時等に高温にさらされても、絶縁基板2と素子片3との間の残留応力を低減することができる。   In addition, the constituent material of the insulating substrate 2 preferably has as little difference in thermal expansion coefficient as that of the constituent material of the element piece 3. Specifically, the heat between the constituent material of the insulating substrate 2 and the constituent material of the element piece 3 is preferable. The difference in expansion coefficient is preferably 3 ppm / ° C. or less. Thereby, even if the sensor element 1 is exposed to a high temperature, for example, when the insulating substrate 2 and the element piece 3 are joined, the residual stress between the insulating substrate 2 and the element piece 3 can be reduced.

(素子片)
素子片3は、固定部31,32と、可動部33と、固定電極部38,39と、を備えている。可動部33は、バネ部としての連結部34,35と、連結部34,35、固定部31,32を介して絶縁基板2に接続されたマス部(質量部)33aと、マス部33aに設けられた可動電極部36,37と、を備えている。
このような素子片3は、例えば、加速度、角速度等の物理量の変化に応じて、マス部33a及び可動電極部36,37が、連結部34,35を弾性変形させながら、X軸方向(+X方向または−X方向)に変位する。このような変位に伴って、素子片3は、可動電極部36と固定電極部38との間の隙間、及び、可動電極部37と固定電極部39との間の隙間の大きさがそれぞれ変化する。すなわち、このような変位に伴って、素子片3は、可動電極部36と固定電極部38との間の静電容量、及び、可動電極部37と固定電極部39との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。したがって、センサー素子1は、これらの静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出することができる。
(Element piece)
The element piece 3 includes fixed portions 31 and 32, a movable portion 33, and fixed electrode portions 38 and 39. The movable portion 33 includes connecting portions 34 and 35 as spring portions, mass portions (mass portions) 33a connected to the insulating substrate 2 via the connecting portions 34 and 35, and fixed portions 31 and 32, and mass portions 33a. Movable electrode portions 36 and 37 are provided.
Such an element piece 3 has an X-axis direction (+ X) while the mass portion 33a and the movable electrode portions 36 and 37 elastically deform the connecting portions 34 and 35 according to changes in physical quantities such as acceleration and angular velocity. Direction or -X direction). With such displacement, the element piece 3 changes in the size of the gap between the movable electrode portion 36 and the fixed electrode portion 38 and the size of the gap between the movable electrode portion 37 and the fixed electrode portion 39, respectively. To do. That is, along with such displacement, the element piece 3 has a capacitance between the movable electrode portion 36 and the fixed electrode portion 38 and a capacitance between the movable electrode portion 37 and the fixed electrode portion 39. The size of each changes. Therefore, the sensor element 1 can detect physical quantities such as acceleration and angular velocity based on these capacitances.

この固定部31,32、可動部33(連結部34,35、マス部33a、可動電極部36,37)は、一体で形成されている。
固定部31,32は、それぞれ、前述した絶縁基板2の上面に接合されている。具体的には、固定部31は、絶縁基板2の上面の、空洞部21に対して−X方向側(図中左側)の部分に接合され、固定部32は、絶縁基板2の上面の、空洞部21に対して+X方向側(図中右側)の部分に接合されている。また、固定部31,32は、平面視したときに、それぞれ、空洞部21の外周縁を跨ぐように設けられている。
The fixed portions 31 and 32 and the movable portion 33 (the coupling portions 34 and 35, the mass portion 33a, and the movable electrode portions 36 and 37) are integrally formed.
The fixing portions 31 and 32 are respectively joined to the upper surface of the insulating substrate 2 described above. Specifically, the fixing portion 31 is joined to a portion of the upper surface of the insulating substrate 2 on the −X direction side (left side in the drawing) with respect to the cavity portion 21, and the fixing portion 32 is bonded to the upper surface of the insulating substrate 2. It is joined to the portion on the + X direction side (right side in the figure) with respect to the cavity portion 21. The fixed portions 31 and 32 are provided so as to straddle the outer peripheral edge of the cavity portion 21 when viewed in plan.

なお、固定部31,32の位置及び形状等は、連結部34,35や導体パターン4等の位置及び形状等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
このような2つの固定部31,32の間には、可動部33のマス部33aが設けられている。本実施形態では、マス部33aは、X軸方向に伸びる角柱形状をなしている。なお、マス部33aの形状は、素子片3を構成する各部の形状、大きさ等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
The positions and shapes of the fixing portions 31 and 32 are determined according to the positions and shapes of the connecting portions 34 and 35, the conductor pattern 4, etc., and are not limited to those described above.
A mass portion 33 a of the movable portion 33 is provided between the two fixed portions 31 and 32. In the present embodiment, the mass portion 33a has a prismatic shape extending in the X-axis direction. The shape of the mass portion 33a is determined according to the shape, size, and the like of each portion constituting the element piece 3, and is not limited to the above.

このようなマス部33aは、固定部31に対して連結部34を介して連結されるとともに、固定部32に対して連結部35を介して連結されている。より具体的には、マス部33aの左側の端部が連結部34を介して固定部31に連結されるとともに、マス部33aの右側の端部が連結部35を介して固定部32に連結されている。
この連結部34,35は、マス部33aを固定部31,32に対して変位方向に連結している。本実施形態では、連結部34,35は、図2にて矢印aで示すように、X軸方向(+X方向または−X方向)にマス部33aを変位し得るように構成されている。
The mass portion 33 a is connected to the fixed portion 31 via the connecting portion 34 and is connected to the fixed portion 32 via the connecting portion 35. More specifically, the left end portion of the mass portion 33a is connected to the fixed portion 31 via the connecting portion 34, and the right end portion of the mass portion 33a is connected to the fixed portion 32 via the connecting portion 35. Has been.
The connecting portions 34 and 35 connect the mass portion 33a to the fixed portions 31 and 32 in the displacement direction. In the present embodiment, the connecting portions 34 and 35 are configured to displace the mass portion 33a in the X-axis direction (+ X direction or −X direction) as indicated by an arrow a in FIG.

具体的に説明すると、連結部34は、2つの梁341,342で構成されている。そして、梁341,342は、それぞれ、Y軸方向に蛇行しながらX軸方向に延びる形状をなしている。言い換えると、梁341,342は、それぞれ、Y軸方向に複数回(本実施形態では3回)折り返された形状をなしている。なお、各梁341,342の折り返し回数は、1回または2回であってもよいし、4回以上であってもよい。   Specifically, the connecting portion 34 is composed of two beams 341 and 342. Each of the beams 341 and 342 has a shape extending in the X-axis direction while meandering in the Y-axis direction. In other words, each of the beams 341 and 342 has a shape that is folded back a plurality of times (three times in the present embodiment) in the Y-axis direction. Note that the number of times the beams 341 and 342 are folded may be one or two times, or four or more times.

同様に、連結部35は、Y軸方向に蛇行しながらX軸方向に延びる形状をなす2つの梁351,352で構成されている。
なお、連結部34,35は、マス部33aを絶縁基板2に対して変位可能に支持するものであれば、上述したものに限定されず、例えば、マス部33aの両端部から+Y方向及び−Y方向にそれぞれ延出する1対の梁で構成されていてもよい。
Similarly, the connecting portion 35 is composed of two beams 351 and 352 having a shape extending in the X-axis direction while meandering in the Y-axis direction.
The connecting portions 34 and 35 are not limited to those described above as long as they support the mass portion 33a so as to be displaceable with respect to the insulating substrate 2. For example, the connecting portions 34 and 35 are not limited to those described above from both ends of the mass portion 33a. You may be comprised with a pair of beam each extended in a Y direction.

このように絶縁基板2に対してX軸方向に変位可能に支持されたマス部33aの幅方向(Y軸方向)での一方側(+Y方向側)には、可動電極部36が設けられ、他方側(−Y方向側)には、可動電極部37が設けられている。
可動電極部36は、マス部33aから+Y方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指361〜365を備えている。この可動電極指361,362,363,364,365は、−X方向側から+X方向側へ、この順に並んでいる。
同様に、可動電極部37は、マス部33aから−Y方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指371〜375を備える。この可動電極指371,372,373,374,375は、−X方向側から+X方向側へ、この順に並んでいる。
Thus, the movable electrode portion 36 is provided on one side (+ Y direction side) in the width direction (Y-axis direction) of the mass portion 33a supported so as to be displaceable in the X-axis direction with respect to the insulating substrate 2. A movable electrode portion 37 is provided on the other side (−Y direction side).
The movable electrode portion 36 includes a plurality of movable electrode fingers 361 to 365 that protrude from the mass portion 33a in the + Y direction and are arranged in a comb-like shape. The movable electrode fingers 361, 362, 363, 364, 365 are arranged in this order from the −X direction side to the + X direction side.
Similarly, the movable electrode portion 37 includes a plurality of movable electrode fingers 371 to 375 that protrude in the −Y direction from the mass portion 33a and are arranged in a comb-teeth shape. The movable electrode fingers 371, 372, 373, 374, and 375 are arranged in this order from the −X direction side to the + X direction side.

このように複数の可動電極指361〜365及び複数の可動電極指371〜375は、それぞれ、マス部33aの変位する方向(すなわちX軸方向)に並んで設けられている。
これにより、センサー素子1は、後述する固定電極指382,384,386,388と可動電極部36との間の静電容量、及び、固定電極指381,383,385,387と可動電極部36との間の静電容量を、マス部33aの変位に応じて効率的に変化させることができる。
同様に、センサー素子1は、後述する固定電極指392,394,396,398と可動電極部37との間の静電容量、及び、固定電極指391,393,395,397と可動電極部37との間の静電容量を、マス部33aの変位に応じて効率的に変化させることができる。これにより、センサー素子1は、物理量センサー素子として用いた場合に検出感度、検出精度を優れたものとすることができる。
Thus, the plurality of movable electrode fingers 361 to 365 and the plurality of movable electrode fingers 371 to 375 are provided side by side in the direction in which the mass portion 33a is displaced (that is, the X-axis direction).
As a result, the sensor element 1 has a capacitance between fixed electrode fingers 382, 384, 386, and 388 and the movable electrode portion 36, which will be described later, and fixed electrode fingers 381, 383, 385, 387, and the movable electrode portion 36. Can be efficiently changed according to the displacement of the mass portion 33a.
Similarly, the sensor element 1 includes a capacitance between fixed electrode fingers 392, 394, 396, 398 and the movable electrode portion 37, which will be described later, and fixed electrode fingers 391, 393, 395, 397 and the movable electrode portion 37. Can be efficiently changed according to the displacement of the mass portion 33a. Thereby, the sensor element 1 can be made excellent in detection sensitivity and detection accuracy when used as a physical quantity sensor element.

ここで、絶縁基板2の突起25と、素子片3の可動部33との位置関係について詳述する。
図3に示すように、突起25a,25b,25cは、平面視でマス部33aと重複する位置に設けられている。具体的には、突起25aは、マス部33aの中心Oと重複する位置に設けられ、突起25bと25cとは、マス部33aのY軸に平行な中心線Bに対して互いに対称となる位置に設けられていることが好ましい。また、突起25bと25cとは、マス部33aのX軸に平行な中心線Cと重複する位置に設けられていることが好ましい。
突起25dは可動電極指361と、突起25eは可動電極指362と、突起25fは可動電極指363と、突起25gは可動電極指364と、突起25hは可動電極指365と、突起25iは可動電極指371と、突起25jは可動電極指372と、突起25kは可動電極指373と、突起25lは可動電極指374と、突起25mは可動電極指375と、平面視で、それぞれ重複する位置に設けられている。
Here, the positional relationship between the protrusion 25 of the insulating substrate 2 and the movable portion 33 of the element piece 3 will be described in detail.
As shown in FIG. 3, the protrusions 25a, 25b, and 25c are provided at positions overlapping the mass portion 33a in plan view. Specifically, the protrusion 25a is provided at a position overlapping the center O of the mass portion 33a, and the protrusions 25b and 25c are positions that are symmetric with respect to the center line B parallel to the Y axis of the mass portion 33a. Is preferably provided. Moreover, it is preferable that the protrusions 25b and 25c are provided at positions overlapping the center line C parallel to the X axis of the mass portion 33a.
The protrusion 25d is a movable electrode finger 361, the protrusion 25e is a movable electrode finger 362, the protrusion 25f is a movable electrode finger 363, the protrusion 25g is a movable electrode finger 364, the protrusion 25h is a movable electrode finger 365, and the protrusion 25i is a movable electrode. The finger 371, the protrusion 25j are provided at the overlapping positions of the movable electrode finger 372, the protrusion 25k at the movable electrode finger 373, the protrusion 25l at the movable electrode finger 374, and the protrusion 25m at the overlapping position in the plan view. It has been.

なお、突起25d,25e,25f,25g,25hと、突起25i,25j,25k,25l,25mとは、マス部33aの中心線Cに対して互いに対称となる位置に設けられていることが好ましい。
また、突起25は、平面視で、連結部34,35と重複する位置に設けられていてもよい。この場合、突起25は、梁341,342,351,352の撓みやすい折り返し部分と重複する位置に設けられていることが好ましい。詳述すると、突起25は、梁341,351については、+Y側の折り返し部分と重複する位置に設けられていることが好ましく、梁342,352については、−Y側の折り返し部分と重複する位置に設けられていることが好ましい。
The protrusions 25d, 25e, 25f, 25g, and 25h and the protrusions 25i, 25j, 25k, 25l, and 25m are preferably provided at positions that are symmetrical with respect to the center line C of the mass portion 33a. .
Further, the protrusion 25 may be provided at a position overlapping the connecting portions 34 and 35 in plan view. In this case, it is preferable that the protrusion 25 is provided at a position that overlaps with the easily bent portion of the beams 341, 342, 351, and 352. More specifically, the protrusion 25 is preferably provided at a position overlapping the + Y-side folded portion with respect to the beams 341 and 351, and with respect to the beams 342 and 352, a position overlapping with the −Y-side folded portion. Is preferably provided.

なお、突起25の高さは、可動部33との間隔、可動部33のサイズ、可動部の変位(撓み)の度合い等に応じて、加速度、角速度等の物理量の検出に支障がないように適宜設定される。また、突起25の平面形状は、矩形に限定されるものではなく、円形、三角形、五角形以上の多角形、楕円形等任意の形状であってもよい。
また、突起25の先端の可動部33に対向する面は、可動部33との接触面積を更に少なくするために、微細な凹凸が設けられていてもよく、多数の孔(窪み)を有する多孔質材料からなる被膜に覆われていてもよい。
It should be noted that the height of the protrusion 25 does not hinder the detection of physical quantities such as acceleration and angular velocity according to the distance from the movable part 33, the size of the movable part 33, the degree of displacement (deflection) of the movable part, and the like. Set as appropriate. The planar shape of the protrusion 25 is not limited to a rectangle, and may be any shape such as a circle, a triangle, a pentagon or more polygon, and an ellipse.
Further, the surface facing the movable portion 33 at the tip of the protrusion 25 may be provided with fine irregularities in order to further reduce the contact area with the movable portion 33 and is a porous having a large number of holes (dents). You may be covered with the film which consists of a quality material.

固定電極部38は、可動電極部36に対して間隔を隔てて対向するように絶縁基板2上に設けられている。また、固定電極部39は、可動電極部37に対して間隔を隔てて対向するように絶縁基板2上に設けられている。   The fixed electrode portion 38 is provided on the insulating substrate 2 so as to face the movable electrode portion 36 with a space therebetween. In addition, the fixed electrode portion 39 is provided on the insulating substrate 2 so as to face the movable electrode portion 37 with a gap.

固定電極部38は、前述した可動電極部36の複数の可動電極指361〜365に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指381〜388を備えている。このような複数の固定電極指381〜388のマス部33a側とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板2の上面の、空洞部21に対して+Y方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指381〜388は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が−Y方向へ延びている。   The fixed electrode unit 38 includes a plurality of fixed electrode fingers 381 to 388 arranged so as to form a comb tooth shape that meshes with the plurality of movable electrode fingers 361 to 365 of the movable electrode unit 36 described above at intervals. The end portions of the plurality of fixed electrode fingers 381 to 388 opposite to the mass portion 33a side are respectively joined to portions on the + Y direction side with respect to the cavity portion 21 on the upper surface of the insulating substrate 2. . The fixed electrode fingers 381 to 388 each have a fixed end as a fixed end and a free end extending in the −Y direction.

この固定電極指381〜388は、−X方向側から+X方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指381,382は、対をなし、前述した可動電極指361,362の間に、固定電極指383,384は、対をなし、可動電極指362,363の間に、固定電極指385,386は、対をなし、可動電極指363,364の間に、固定電極指387,388は、対をなし、可動電極指364,365の間に挟まれるように設けられている。   The fixed electrode fingers 381 to 388 are arranged in this order from the −X direction side to the + X direction side. The fixed electrode fingers 381 and 382 form a pair, and the above-mentioned movable electrode fingers 361 and 362 form a pair, and the fixed electrode fingers 383 and 384 form a pair and the movable electrode fingers 362 and 363 form a fixed electrode. The fingers 385 and 386 make a pair and are provided between the movable electrode fingers 363 and 364, and the fixed electrode fingers 387 and 388 make a pair and are sandwiched between the movable electrode fingers 364 and 365.

ここで、固定電極指382,384,386,388は、それぞれ、第1固定電極指であり、固定電極指381,383,385,387は、それぞれ、絶縁基板2上で第1固定電極指に対して空隙(間隙)を介して設けられた第2固定電極指である。このように、複数の固定電極指381〜388は、交互に並ぶ複数の第1固定電極指及び複数の第2固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第1固定電極指が配置され、他方の側に第2固定電極指が配置されている。   Here, the fixed electrode fingers 382, 384, 386, and 388 are first fixed electrode fingers, respectively, and the fixed electrode fingers 381, 383, 385, and 387 are the first fixed electrode fingers on the insulating substrate 2, respectively. On the other hand, it is a second fixed electrode finger provided through a gap (gap). As described above, the plurality of fixed electrode fingers 381 to 388 are composed of a plurality of first fixed electrode fingers and a plurality of second fixed electrode fingers arranged alternately. In other words, the first fixed electrode finger is arranged on one side of the movable electrode finger, and the second fixed electrode finger is arranged on the other side.

このような第1固定電極指382,384,386,388と第2固定電極指381,383,385,387とは、絶縁基板2上で互いに分離している。言い換えると、第1固定電極指382,384,386,388、第2固定電極指381,383,385,387は、絶縁基板2上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。
これにより、センサー素子1は、第1固定電極指382,384,386,388と第2固定電極指381,383,385,387とを電気的に絶縁することができる。
この結果、センサー素子1は、第1固定電極指382,384,386,388と可動電極部36との間の静電容量、及び、第2固定電極指381,383,385,387と可動電極部36との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
The first fixed electrode fingers 382, 384, 386, and 388 and the second fixed electrode fingers 381, 383, 385, and 387 are separated from each other on the insulating substrate 2. In other words, the first fixed electrode fingers 382, 384, 386, 388 and the second fixed electrode fingers 381, 383, 385, 387 are not connected to each other on the insulating substrate 2 and are isolated in an island shape. .
Accordingly, the sensor element 1 can electrically insulate the first fixed electrode fingers 382, 384, 386, and 388 from the second fixed electrode fingers 381, 383, 385, and 387.
As a result, the sensor element 1 includes the capacitance between the first fixed electrode fingers 382, 384, 386, 388 and the movable electrode portion 36, and the second fixed electrode fingers 381, 383, 385, 387 and the movable electrode. The capacitance between the unit 36 and the unit 36 can be measured separately, and the physical quantity can be detected with high accuracy based on the measurement results.

同様に、固定電極部39は、前述した可動電極部37の複数の可動電極指371〜375に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指391〜398を備えている。このような複数の固定電極指391〜398の可動部33とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板2の上面の、空洞部21に対して−Y方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指391〜398は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が+Y方向へ延びている。   Similarly, the fixed electrode portion 39 includes a plurality of fixed electrode fingers 391 to 398 arranged in a comb-like shape that meshes with the plurality of movable electrode fingers 371 to 375 of the movable electrode portion 37 described above at intervals. ing. The ends of the plurality of fixed electrode fingers 391 to 398 on the side opposite to the movable portion 33 are respectively joined to portions on the −Y direction side of the upper surface of the insulating substrate 2 with respect to the cavity portion 21. . Each fixed electrode finger 391 to 398 has a fixed end as a fixed end and a free end extending in the + Y direction.

この固定電極指391,392,393,394,395,396,397,398は、−X方向側から+X方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指391,392は、対をなし、前述した可動電極指371,372の間に、固定電極指393,394は、対をなし、可動電極指372,373の間に、固定電極指395,396は、対をなし、可動電極指373,374の間に、固定電極指397,398は、対をなし、可動電極指374,375の間に挟まれるように設けられている。   The fixed electrode fingers 391, 392, 393, 394, 395, 396, 397, 398 are arranged in this order from the −X direction side to the + X direction side. The fixed electrode fingers 391 and 392 form a pair, and the above-mentioned movable electrode fingers 371 and 372 form a pair, and the fixed electrode fingers 393 and 394 form a pair and the movable electrode fingers 372 and 373 form a fixed electrode. The fingers 395 and 396 form a pair, and are provided between the movable electrode fingers 373 and 374, and the fixed electrode fingers 397 and 398 form a pair and are sandwiched between the movable electrode fingers 374 and 375.

ここで、固定電極指392,394,396,398は、それぞれ、第1固定電極指であり、固定電極指391,393,395,397は、それぞれ、絶縁基板2上で第1固定電極指に対して空隙(間隙)を介して設けられた第2固定電極指である。このように、複数の固定電極指391〜398は、交互に並ぶ複数の第1固定電極指及び複数の第2固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第1固定電極指が配置され、他方の側に第2固定電極指が配置されている。   Here, the fixed electrode fingers 392, 394, 396, and 398 are first fixed electrode fingers, respectively, and the fixed electrode fingers 391, 393, 395, and 397 are the first fixed electrode fingers on the insulating substrate 2, respectively. On the other hand, it is a second fixed electrode finger provided through a gap (gap). As described above, the plurality of fixed electrode fingers 391 to 398 are composed of a plurality of first fixed electrode fingers and a plurality of second fixed electrode fingers arranged alternately. In other words, the first fixed electrode finger is arranged on one side of the movable electrode finger, and the second fixed electrode finger is arranged on the other side.

このような第1固定電極指392,394,396,398と第2固定電極指391,393,395,397とは、前述した固定電極部38と同様、絶縁基板2上で互いに分離している。これにより、センサー素子1は、第1固定電極指392,394,396,398と可動電極部37との間の静電容量、及び、第2固定電極指391,393,395,397と可動電極部37との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。   The first fixed electrode fingers 392, 394, 396, 398 and the second fixed electrode fingers 391, 393, 395, 397 are separated from each other on the insulating substrate 2 like the fixed electrode portion 38 described above. . As a result, the sensor element 1 includes the capacitance between the first fixed electrode fingers 392, 394, 396, 398 and the movable electrode portion 37, and the second fixed electrode fingers 391, 393, 395, 397 and the movable electrode. The capacitance between the unit 37 and the unit 37 can be measured separately, and the physical quantity can be detected with high accuracy based on the measurement results.

このような素子片3は、後述する1つの基板103をエッチングすることにより形成されたものである。
これにより、センサー素子1は、固定部31,32、マス部33a、連結部34,35、複数の固定電極指381〜388,391〜398及び複数の可動電極指361〜365,371〜375の厚さを厚くすることができる。また、センサー素子1は、これらの厚さを簡単かつ高精度に揃えることができる。この結果、センサー素子1は、高感度化を図ることができるとともに、耐衝撃性を向上させることができる。
Such an element piece 3 is formed by etching one substrate 103 described later.
Thereby, the sensor element 1 includes the fixed portions 31 and 32, the mass portion 33a, the connecting portions 34 and 35, the plurality of fixed electrode fingers 381 to 388 and 391 to 398, and the plurality of movable electrode fingers 361 to 365 and 371 to 375. The thickness can be increased. In addition, the sensor element 1 can easily and accurately align these thicknesses. As a result, the sensor element 1 can achieve high sensitivity and can improve impact resistance.

素子片3の構成材料としては、前述したような静電容量の変化に基づく物理量の検出が可能であれば、特に限定されないが、半導体材料が好ましく、具体的には、例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコン材料を用いることが好ましい。
すなわち、固定部31,32、マス部33a、連結部34,35、複数の固定電極指381〜388,391〜398及び複数の可動電極指361〜365,371〜375は、それぞれ、シリコンを主材料として構成されていることが好ましい。
The constituent material of the element piece 3 is not particularly limited as long as it can detect a physical quantity based on the change in capacitance as described above, but is preferably a semiconductor material, specifically, for example, single crystal silicon, It is preferable to use a silicon material such as polysilicon.
That is, the fixed portions 31 and 32, the mass portion 33a, the connecting portions 34 and 35, the plurality of fixed electrode fingers 381 to 388 and 391 to 398, and the plurality of movable electrode fingers 361 to 365 and 371 to 375 are mainly made of silicon. It is preferable to be configured as a material.

シリコンはエッチングにより高精度に加工することができる。そのため、素子片3をシリコンを主材料として構成することにより、素子片3の寸法精度を優れたものとし、その結果、物理量センサー素子であるセンサー素子1の高感度化を図ることができる。また、シリコンは劣化し難いため、センサー素子1の耐久性を向上させることもできる。
また、素子片3を構成するシリコン材料には、リン、ボロン等の不純物がドープされていることが好ましい。これにより、センサー素子1は、素子片3の導電性を優れたものとすることができる。
Silicon can be processed with high precision by etching. Therefore, the element piece 3 is made of silicon as a main material, whereby the dimensional accuracy of the element piece 3 is improved, and as a result, the sensitivity of the sensor element 1 that is a physical quantity sensor element can be increased. Moreover, since silicon hardly deteriorates, the durability of the sensor element 1 can be improved.
Further, it is preferable that the silicon material constituting the element piece 3 is doped with impurities such as phosphorus and boron. Thereby, the sensor element 1 can make the conductivity of the element piece 3 excellent.

素子片3は、前述したように、絶縁基板2の上面に固定部31,32及び固定電極部38,39が接合されることにより、絶縁基板2に支持されている。本実施形態では、後述する絶縁膜6を介して絶縁基板2と素子片3とが接合されている。
このような素子片3(具体的には、前述した固定部31,32及び各固定電極指381〜388,391〜398)と絶縁基板2との接合方法は、特に限定されないが、陽極接合法を用いることが好ましい。これにより、センサー素子1は、固定部31,32及び固定電極部38,39(各固定電極指381〜388,391〜398)を絶縁基板2に強固に接合することができる。
この結果、センサー素子1は、耐衝撃性を向上させることができるとともに、固定部31,32及び固定電極部38,39(各固定電極指381〜388,391〜398)を絶縁基板2の所望の位置に高精度に接合することができる。これにより、センサー素子1は、高感度化を図ることができる。
As described above, the element piece 3 is supported by the insulating substrate 2 by bonding the fixed portions 31 and 32 and the fixed electrode portions 38 and 39 to the upper surface of the insulating substrate 2. In the present embodiment, the insulating substrate 2 and the element piece 3 are bonded via an insulating film 6 described later.
The bonding method of the element piece 3 (specifically, the fixing portions 31 and 32 and the fixed electrode fingers 381 to 388 and 391 to 398 described above) and the insulating substrate 2 is not particularly limited, but is an anodic bonding method. Is preferably used. Thereby, the sensor element 1 can firmly bond the fixed portions 31 and 32 and the fixed electrode portions 38 and 39 (the fixed electrode fingers 381 to 388 and 391 to 398) to the insulating substrate 2.
As a result, the sensor element 1 can improve the impact resistance, and the fixed portions 31 and 32 and the fixed electrode portions 38 and 39 (respective fixed electrode fingers 381 to 388 and 391 to 398) can be provided on the insulating substrate 2 as desired. It is possible to join to the position with high accuracy. Thereby, the sensor element 1 can achieve high sensitivity.

(導体パターン)
導体パターン4は、前述した絶縁基板2の上面(固定電極部38,39側の面)上に設けられている。
この導体パターン4は、配線41,42,43と、電極44,45,46とで構成されている。
配線41は、前述した絶縁基板2の空洞部21の外側に設けられ、空洞部21の外周に沿うように形成されている。そして、配線41の一端部は、絶縁基板2の上面の外周部(絶縁基板2上の蓋部材5の外側の部分)上において、電極44に接続されている。
(Conductor pattern)
The conductor pattern 4 is provided on the upper surface (surface on the fixed electrode portions 38 and 39 side) of the insulating substrate 2 described above.
The conductor pattern 4 is composed of wirings 41, 42, 43 and electrodes 44, 45, 46.
The wiring 41 is provided outside the cavity 21 of the insulating substrate 2 described above, and is formed along the outer periphery of the cavity 21. One end of the wiring 41 is connected to the electrode 44 on the outer peripheral portion of the upper surface of the insulating substrate 2 (the portion outside the lid member 5 on the insulating substrate 2).

このような配線41は、前述した素子片3の第1固定電極指である各固定電極指382,384,386,388及び各固定電極指392,394,396,398に電気的に接続されている。
また、配線42は、前述した配線41の内側、かつ、前述した絶縁基板2の空洞部21の外側でその外周縁に沿って設けられている。そして、配線42の一端部は、前述した電極44に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板2の上面の外周部(絶縁基板2上の蓋部材5の外側の部分)上において、電極45に接続されている。
Such wiring 41 is electrically connected to the fixed electrode fingers 382, 384, 386, and 388 and the fixed electrode fingers 392, 394, 396, and 398, which are the first fixed electrode fingers of the element piece 3 described above. Yes.
Further, the wiring 42 is provided along the outer peripheral edge inside the wiring 41 described above and outside the hollow portion 21 of the insulating substrate 2 described above. One end portion of the wiring 42 is arranged on the outer peripheral portion (the outer portion of the lid member 5 on the insulating substrate 2) on the upper surface of the insulating substrate 2 so as to be arranged at a distance from the electrode 44 described above. It is connected to the.

配線43は、絶縁基板2上の固定部31との接合部から、絶縁基板2の上面の外周部(絶縁基板2上の蓋部材5の外側の部分)上に延びるように設けられている。そして、配線43の固定部31とは反対側の端部は、前述した電極44,45に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板2の上面の外周部(絶縁基板2上の蓋部材5の外側の部分)上において、電極46に接続されている。   The wiring 43 is provided so as to extend from the joint portion with the fixing portion 31 on the insulating substrate 2 to the outer peripheral portion (the outer portion of the lid member 5 on the insulating substrate 2) on the upper surface of the insulating substrate 2. The end portion of the wiring 43 opposite to the fixed portion 31 is arranged on the outer peripheral portion of the upper surface of the insulating substrate 2 (the lid member 5 on the insulating substrate 2 so as to be arranged at a distance from the electrodes 44 and 45 described above. The electrode 46 is connected to the outer portion of the electrode 46.

このような配線41〜43の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、In33、SnO2、Sb含有SnO2、Al含有ZnO等の酸化物(透明電極材料)、Au、Pt、Ag、Cu、Alまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 The material of the wirings 41 to 43 is not particularly limited as long as it has conductivity, and various electrode materials can be used. For example, ITO (Indium Tin Oxide), IZO (IZO ( Indium Zinc Oxide), In 3 O 3 , SnO 2 , Sb-containing SnO 2 , oxides (transparent electrode materials) such as Al-containing ZnO, Au, Pt, Ag, Cu, Al or alloys containing these, etc. One or more of these can be used in combination.

中でも、配線41〜43の構成材料としては、透明電極材料(特にITO)を用いることが好ましい。センサー素子1は、配線41,42がそれぞれ透明電極材料で構成されていると、絶縁基板2が透明基板である場合、絶縁基板2の固定電極部38,39側の面上に存在する異物等を絶縁基板2の固定電極部38,39とは反対の面側から容易に視認することができる。これにより、センサー素子1は、不良品の検出が容易となり、信頼性を向上させることができる。   Especially, as a constituent material of the wirings 41 to 43, it is preferable to use a transparent electrode material (particularly ITO). In the sensor element 1, when the wirings 41 and 42 are each made of a transparent electrode material, when the insulating substrate 2 is a transparent substrate, foreign matter or the like existing on the surface of the insulating substrate 2 on the fixed electrode portions 38 and 39 side Can be easily seen from the side of the insulating substrate 2 opposite to the fixed electrode portions 38 and 39. Thereby, the sensor element 1 becomes easy to detect a defective product, and can improve reliability.

また、電極44〜46の構成材料としては、それぞれ、前述した配線41〜43と同様、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができる。本実施形態では、電極44〜46の構成材料として、後述する接合突部471,472,481,482の構成材料と同じものが用いられている。
センサー素子1は、配線41を介して第1固定電極指382,384,386,388と可動電極部36との間の静電容量、及び第1固定電極指392,394,396,398と可動電極部37との間の静電容量を測定することができる。そして、センサー素子1は、配線42を介して第2固定電極指381,383,385,387と可動電極部36との間の静電容量、及び第2固定電極指391,393,395,397と可動電極部37との間の静電容量を測定することができる。
In addition, the constituent materials of the electrodes 44 to 46 are not particularly limited as long as they have electrical conductivity as in the case of the wirings 41 to 43 described above, and various electrode materials can be used. In the present embodiment, the same material as that of the joint protrusions 471, 472, 481, and 482 described later is used as the constituent material of the electrodes 44 to 46.
The sensor element 1 is movable with the capacitance between the first fixed electrode fingers 382, 384, 386 and 388 and the movable electrode portion 36 and the first fixed electrode fingers 392, 394, 396 and 398 via the wiring 41. The capacitance between the electrode part 37 and the electrode part 37 can be measured. The sensor element 1 includes the capacitance between the second fixed electrode fingers 381, 383, 385, 387 and the movable electrode portion 36 via the wiring 42, and the second fixed electrode fingers 391, 393, 395, 397. And the movable electrode part 37 can be measured.

本実施形態では、電極44及び電極46を用いることにより、第1固定電極指382,384,386,388と可動電極部36との間の静電容量、及び第1固定電極指392,394,396,398と可動電極部37との間の静電容量を測定することができる。また、電極45及び電極46を用いることにより、第2固定電極指381,383,385,387と可動電極部36との間の静電容量、及び第2固定電極指391,393,395,397と可動電極部37との間の静電容量を測定することができる。
また、配線41,42は、絶縁基板2の上面上、すなわち固定電極部38,39側の面上に設けられているので、固定電極部38,39に対する電気的接続及び位置決めが容易である。この結果、センサー素子1は、信頼性(特に、耐衝撃性及び検出精度)を向上させることができる。
In the present embodiment, by using the electrode 44 and the electrode 46, the capacitance between the first fixed electrode fingers 382, 384, 386, 388 and the movable electrode portion 36, and the first fixed electrode fingers 392, 394, The capacitance between 396 and 398 and the movable electrode portion 37 can be measured. Further, by using the electrode 45 and the electrode 46, the capacitance between the second fixed electrode fingers 381, 383, 385, 387 and the movable electrode portion 36, and the second fixed electrode fingers 391, 393, 395, 397 are obtained. And the movable electrode part 37 can be measured.
Further, since the wirings 41 and 42 are provided on the upper surface of the insulating substrate 2, that is, on the surface on the fixed electrode portions 38 and 39 side, electrical connection and positioning with respect to the fixed electrode portions 38 and 39 are easy. As a result, the sensor element 1 can improve reliability (particularly, impact resistance and detection accuracy).

また、配線41及び電極44は、前述した絶縁基板2の凹部22内に設けられ、配線42及び電極45は、前述した絶縁基板2の凹部23内に設けられ、配線43及び電極46は、前述した絶縁基板2の凹部24内に設けられている。これにより、配線41〜43が絶縁基板2の上面から突出するのを防止することができる。そのため、各固定電極指381〜388,391〜398と絶縁基板2との接合(固定)を確実なものとしつつ、固定電極指382,384,386,388,392,394,396,398と配線41との電気的接続及び固定電極指381,383,385,387,391,393,395,397と配線42との電気的接続を行うことができる。
同様に、固定部31と絶縁基板2との接合(固定)を確実なものとしつつ、固定部31と配線43との電気的接続を行うことができる。ここで、配線41〜43の厚さをそれぞれtとし、前述した凹部22〜24の配線41が設けられた部分の深さをそれぞれdとしたとき、t<dなる関係を満たす。
Further, the wiring 41 and the electrode 44 are provided in the concave portion 22 of the insulating substrate 2 described above, the wiring 42 and the electrode 45 are provided in the concave portion 23 of the insulating substrate 2 described above, and the wiring 43 and the electrode 46 are described above. The insulating substrate 2 is provided in the recess 24. Thereby, it is possible to prevent the wirings 41 to 43 from protruding from the upper surface of the insulating substrate 2. Therefore, the fixed electrode fingers 382 to 388, 391 to 398 and the insulating substrate 2 are securely joined (fixed), and the fixed electrode fingers 382, 384, 386, 388, 392, 394, 396, and 398 are connected to the wiring. 41 and the fixed electrode fingers 381, 383, 385, 387, 391, 393, 395, 397 and the wiring 42 can be connected.
Similarly, the electrical connection between the fixing part 31 and the wiring 43 can be performed while ensuring the bonding (fixing) between the fixing part 31 and the insulating substrate 2. Here, the relationship of t <d is satisfied, where t is the thickness of each of the wirings 41 to 43 and d is the depth of each of the recesses 22 to 24 where the wiring 41 is provided.

特に、配線41上には、導電性を有する複数の接合突部481,482が設けられている。複数の接合突部481は、固定電極指382,384,386,388に対応して設けられ複数の接合突部482は、固定電極指392,394,396,398に対応して設けられている。   In particular, a plurality of conductive protrusions 481 and 482 having conductivity are provided on the wiring 41. The plurality of bonding protrusions 481 are provided corresponding to the fixed electrode fingers 382, 384, 386, and 388, and the plurality of bonding protrusions 482 are provided corresponding to the fixed electrode fingers 392, 394, 396, and 398. .

そして、複数の接合突部481を介して固定電極指382,384,386,388と配線41とが電気的に接続されるとともに、複数の接合突部482を介して固定電極指392,394,396,398と配線41とが電気的に接続されている。
これにより、配線41と他の部位との無要な電気的接続(短絡)を防止しつつ、各固定電極指382,384,386,388,392,394,396,398と配線41との電気的接続を行うことができる。
The fixed electrode fingers 382, 384, 386, and 388 are electrically connected to the wiring 41 through the plurality of joint protrusions 481, and the fixed electrode fingers 392, 394, through the plurality of joint protrusions 482. 396, 398 and the wiring 41 are electrically connected.
Thus, the electrical connection between each fixed electrode finger 382, 384, 386, 388, 392, 394, 396, 398 and the wiring 41 is prevented while preventing unnecessary electrical connection (short circuit) between the wiring 41 and other parts. Connection can be made.

同様に、配線42上には、導電性を有する複数の接合突部471,472が設けられている。複数の接合突部471は、固定電極指381,383,385,387に対応して設けられ、複数の接合突部472は、固定電極指391,393,395,397に対応して設けられている。   Similarly, a plurality of conductive protrusions 471 and 472 are provided on the wiring 42. The plurality of bonding protrusions 471 are provided corresponding to the fixed electrode fingers 381, 383, 385, 387, and the plurality of bonding protrusions 472 are provided corresponding to the fixed electrode fingers 391, 393, 395, 397. Yes.

そして、複数の接合突部471を介して固定電極指381,383,385,387と配線42とが電気的に接続されるとともに、複数の接合突部472を介して固定電極指391,393,395,397と配線42とが電気的に接続されている。
これにより、配線42と他の部位との無要な電気的接続(短絡)を防止しつつ、各固定電極指381,383,385,387,391,393,395,397と配線42との電気的接続を行うことができる。
The fixed electrode fingers 381, 383, 385, 387 and the wiring 42 are electrically connected to each other through the plurality of joint protrusions 471, and the fixed electrode fingers 391, 393, through the plurality of joint protrusions 472. 395 and 397 and the wiring 42 are electrically connected.
Thereby, the electrical connection between each fixed electrode finger 381, 383, 385, 387, 391, 393, 395, 397 and the wiring 42 is prevented while preventing unnecessary electrical connection (short circuit) between the wiring 42 and other parts. Connection can be made.

このような接合突部471,472,481,482の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、Au、Pt、Ag、Cu、Al等の金属単体またはこれらを含む合金等の金属が好適に用いられる。このような金属を用いて接合突部471,472,481,482を構成することにより、センサー素子1は、配線41,42と固定電極部38,39との間の接点抵抗を小さくすることができる。   The material of the joint protrusions 471, 472, 481, 482 is not particularly limited as long as it has conductivity, and various electrode materials can be used. For example, Au, Pt Metals such as simple metals such as Ag, Cu, and Al or alloys containing them are preferably used. By forming the joint protrusions 471, 472, 481, 482 using such a metal, the sensor element 1 can reduce the contact resistance between the wirings 41, 42 and the fixed electrode portions 38, 39. it can.

また、配線41〜43の厚さをそれぞれtとし、前述した凹部22〜24の配線41〜43が設けられた部分の深さをそれぞれdとし、接合突部471,472,481,482の高さをそれぞれhとしたとき、d≒t+hなる関係を満たす。
また、図5、図7に示すように、配線41〜43上には、絶縁膜6が設けられている。そして、前述した接合突部471,472,481,482,50上には、絶縁膜6は形成されず、接合突部471,472,481,482,50の表面が露出している。この絶縁膜6は、導体パターン4と素子片3との無要な電気的接続(短絡)を防止する機能を有する。
The thicknesses of the wirings 41 to 43 are t, and the depths of the portions of the recesses 22 to 24 where the wirings 41 to 43 are provided are d. The heights of the joint protrusions 471, 472, 481, and 482 are high. When each is h, the relationship d≈t + h is satisfied.
Further, as shown in FIGS. 5 and 7, an insulating film 6 is provided on the wirings 41 to 43. The insulating film 6 is not formed on the above-described joint protrusions 471, 472, 481, 482, 50, and the surfaces of the joint protrusions 471, 472, 481, 482, 50 are exposed. The insulating film 6 has a function of preventing unnecessary electrical connection (short circuit) between the conductor pattern 4 and the element piece 3.

これにより、センサー素子1は、配線41,42と他の部位との無用な電気的接続(短絡)をより確実に防止しつつ、固定電極指382,384,386,388,392,394,396,398と配線41との電気的接続及び固定電極指381,383,385,385,387,391,393,395,397と配線42との電気的接続を行うことができる。
また、センサー素子1は、配線43と他の部位との無用な電気的接続(短絡)をより確実に防止しつつ、固定部31と配線43との電気的接続を行うことができる。
As a result, the sensor element 1 more reliably prevents unnecessary electrical connection (short circuit) between the wirings 41 and 42 and other parts, and the fixed electrode fingers 382, 384, 386, 388, 392, 394, and 396. , 398 and the wiring 41, and the fixed electrode fingers 381, 383, 385, 385, 387, 391, 393, 395, 397 and the wiring 42 can be connected.
In addition, the sensor element 1 can perform electrical connection between the fixed portion 31 and the wiring 43 while more reliably preventing unnecessary electrical connection (short circuit) between the wiring 43 and other parts.

本実施形態では、絶縁膜6は、後述する接合突部471,472,481,482,50及び電極44〜46の形成領域を除いて、絶縁基板2の上面の略全域に亘って形成されている。なお、絶縁膜6の形成領域は、配線41〜43を覆うことができれば、これに限定されず、例えば、絶縁基板2の上面の素子片3との接合部位や蓋部材5との接合部位を除くような形状をなしていてもよい。   In the present embodiment, the insulating film 6 is formed over substantially the entire upper surface of the insulating substrate 2 except for the formation regions of the bonding protrusions 471, 472, 481, 482, 50 and the electrodes 44 to 46 described later. Yes. The formation region of the insulating film 6 is not limited to this as long as the wirings 41 to 43 can be covered. For example, a bonding portion with the element piece 3 on the upper surface of the insulating substrate 2 or a bonding portion with the lid member 5 is used. The shape may be excluded.

また、配線41〜43の厚さをそれぞれtとし、前述した凹部22〜24の配線41〜43が設けられた部分の深さをそれぞれdとしたとき、d>tなる関係を満たす。これにより、例えば、図5に示すように、固定電極指391と配線41上の絶縁膜6との間には、隙間221が形成されている。図示しないが、この隙間221と同様の隙間が他の各固定電極指と配線41,42上の絶縁膜6との間にも形成されている。このような隙間は、後述するセンサー素子1の製造において、基板102と基板103との間にも同様に形成され、陽極接合時に生じるガスを排出することができる。   Further, when the thickness of the wirings 41 to 43 is t, and the depth of the portions where the wirings 41 to 43 of the recesses 22 to 24 are provided is d, the relationship of d> t is satisfied. Thereby, for example, as shown in FIG. 5, a gap 221 is formed between the fixed electrode finger 391 and the insulating film 6 on the wiring 41. Although not shown, a gap similar to the gap 221 is also formed between the other fixed electrode fingers and the insulating film 6 on the wirings 41 and 42. Such a gap is similarly formed between the substrate 102 and the substrate 103 in the manufacture of the sensor element 1 to be described later, and gas generated during anodic bonding can be discharged.

また、図7に示すように、蓋部材5と配線43上の絶縁膜6との間には、隙間222が形成されている。図示しないが、この隙間222と同様の隙間が蓋部材5と配線41,42上の絶縁膜6との間にも形成されている。これらの隙間(222等)は、蓋部材5内の減圧や、不活性ガスの充填の際に用いることができる。なお、これらの隙間(222等)は、蓋部材5と絶縁基板2とを接着剤により接合する際に、接着剤により塞いでもよい。   Further, as shown in FIG. 7, a gap 222 is formed between the lid member 5 and the insulating film 6 on the wiring 43. Although not shown, a gap similar to the gap 222 is also formed between the lid member 5 and the insulating film 6 on the wirings 41 and 42. These gaps (222 and the like) can be used when the lid member 5 is decompressed or filled with an inert gas. Note that these gaps (222, etc.) may be closed by an adhesive when the lid member 5 and the insulating substrate 2 are bonded by an adhesive.

このような絶縁膜6の構成材料としては、特に限定されず、絶縁性を有する各種材料を用いることができるが、絶縁基板2がガラス材料(特に、アルカリ金属イオンが添加されたガラス材料)で構成されている場合、二酸化珪素(SiO2)を用いるのが好ましい。これにより、前述したような無用な電気的接続を防止するとともに、絶縁基板2の上面の素子片3との接合部位に絶縁膜6が存在していても、絶縁基板2と素子片3とを陽極接合することができる。 The constituent material of the insulating film 6 is not particularly limited, and various insulating materials can be used. The insulating substrate 2 is a glass material (particularly, a glass material to which alkali metal ions are added). If configured, silicon dioxide (SiO 2 ) is preferably used. As a result, unnecessary electrical connection as described above can be prevented, and the insulating substrate 2 and the element piece 3 can be connected to each other even if the insulating film 6 is present at the joint portion with the element piece 3 on the upper surface of the insulating substrate 2. Anodic bonding is possible.

また、絶縁膜6の厚さ(平均厚さ)は、特に限定されないが、10〜1000nm程度であるのが好ましく、10〜200nm程度であるのがより好ましい。センサー素子1は、このような厚さの範囲で絶縁膜6を形成すると、前述したような無用な電気的接続を防止することができる。また、センサー素子1は、絶縁基板2がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片3がシリコンを主材料として構成されている場合、絶縁基板2の上面の素子片3との接合部位に絶縁膜6が存在していても、絶縁膜6を介して絶縁基板2と素子片3とを陽極接合することができる。   Moreover, the thickness (average thickness) of the insulating film 6 is not particularly limited, but is preferably about 10 to 1000 nm, and more preferably about 10 to 200 nm. If the insulating film 6 is formed in such a thickness range, the sensor element 1 can prevent unnecessary electrical connection as described above. Further, when the insulating substrate 2 is made of a glass material containing alkali metal ions and the element piece 3 is made of silicon as a main material, the sensor element 1 is connected to the element piece 3 on the upper surface of the insulating substrate 2. Even if the insulating film 6 is present at the bonding site, the insulating substrate 2 and the element piece 3 can be anodically bonded via the insulating film 6.

(蓋部材)
蓋部材5は、前述した素子片3を保護する機能を有する。
この蓋部材5は、平板状をなし、その一方の面(下面)に凹部51が設けられている。この凹部51は、素子片3の可動部33(マス部33a、連結部34,35、可動電極部36,37)の変位を許容するように形成されている。
(Cover member)
The lid member 5 has a function of protecting the element piece 3 described above.
The lid member 5 has a flat plate shape, and a concave portion 51 is provided on one surface (lower surface) thereof. The recess 51 is formed to allow displacement of the movable portion 33 (the mass portion 33a, the connecting portions 34 and 35, and the movable electrode portions 36 and 37) of the element piece 3.

そして、蓋部材5の下面の凹部51よりも外側の部分は、前述した絶縁基板2の上面に接合されている。本実施形態では、前述した絶縁膜6を介して絶縁基板2と蓋部材5とが接合されている。
蓋部材5と絶縁基板2との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた接合方法、陽極接合法、直接接合法等を用いることができる。
また、蓋部材5の構成材料としては、前述したような機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、シリコン材料、ガラス材料等を好適に用いることができる。
And the part outside the recessed part 51 of the lower surface of the cover member 5 is joined to the upper surface of the insulating substrate 2 mentioned above. In the present embodiment, the insulating substrate 2 and the lid member 5 are bonded via the insulating film 6 described above.
The method for bonding the lid member 5 and the insulating substrate 2 is not particularly limited, and for example, a bonding method using an adhesive, an anodic bonding method, a direct bonding method, or the like can be used.
Further, the constituent material of the lid member 5 is not particularly limited as long as it can exhibit the functions as described above, and for example, a silicon material, a glass material, or the like can be suitably used.

(センサー素子の製造方法)
次に、本実施形態のセンサー素子の製造方法を説明する。なお、以下では、前述したセンサー素子1を製造する場合の一例を説明する。
図8、図9は、それぞれ、図1に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図、図10は、図8(c)に示す工程(配線、接点、絶縁膜を形成する工程)を説明するための図である。なお、図8、図9は、それぞれ、図2のY軸に沿った断面を示している。
なお、以下では、絶縁基板2がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片3がシリコン材料で構成されている場合を例に説明する。
(Manufacturing method of sensor element)
Next, a method for manufacturing the sensor element of this embodiment will be described. Hereinafter, an example of manufacturing the above-described sensor element 1 will be described.
8 and FIG. 9 are diagrams for explaining the method of manufacturing the sensor element shown in FIG. 1, and FIG. 10 is a process shown in FIG. 8C (process for forming a wiring, a contact, and an insulating film). It is a figure for demonstrating. 8 and 9 show cross sections along the Y axis in FIG. 2, respectively.
In the following description, an example in which the insulating substrate 2 is made of a glass material containing alkali metal ions and the element piece 3 is made of a silicon material will be described.

[1]
まず、図8(a)に示すように、基板102を用意する。
この基板102は、後述する工程を経て絶縁基板2となるものである。
また、基板102は、アルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成されている。
[2]
次に、図8(b)に示すように、基板102の上面をエッチングすることにより、空洞部21、と凹部22,23、突起25を形成する。このとき、図8(b)では図示しないが、上記エッチングにより凹部24も同時に形成する。これにより、空洞部21と凹部22〜24、突起25が形成された基板102Aを得る。
[1]
First, as shown in FIG. 8A, a substrate 102 is prepared.
This substrate 102 becomes the insulating substrate 2 through the steps described later.
The substrate 102 is made of a glass material containing alkali metal ions.
[2]
Next, as shown in FIG. 8B, the upper surface of the substrate 102 is etched to form the cavity 21, the recesses 22, 23, and the protrusions 25. At this time, although not shown in FIG. 8B, the recess 24 is also formed by the etching. As a result, the substrate 102A on which the cavity portion 21, the recesses 22 to 24, and the protrusions 25 are formed is obtained.

このような空洞部21と凹部22〜24、突起25の形成方法(エッチング方法)としては、特に限定されないが、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。   A method (etching method) for forming the cavity 21, the recesses 22 to 24, and the protrusions 25 is not particularly limited. For example, physical etching such as plasma etching, reactive ion etching, beam etching, and optically assisted etching. Or a combination of two or more of chemical etching methods such as wet etching and the like can be used. Note that the same method can be used for etching in the following steps.

また、上述したようなエッチングに際しては、例えば、フォトリソグラフィー法により形成されたマスクを好適に用いることができる。また、マスク形成、エッチング、マスク除去を複数繰り返し、空洞部21、凹部22〜24、突起25とを順に形成することができる。そして、このマスクは、エッチング後に、除去される。このマスクの除去方法としては、例えば、マスクがレジスト材料で構成される場合には、レジスト剥離液、マスクが金属材料で構成される場合には、リン酸溶液のようなメタル剥離液等を用いることができる。
なお、マスクとして、例えば、グレースケールマスクを用いることにより、空洞部21、凹部22〜24(深さの異なる複数の凹部)、突起25とを一括形成してもよい。
In the etching as described above, for example, a mask formed by a photolithography method can be preferably used. Further, the cavity 21, the recesses 22 to 24, and the protrusions 25 can be formed in order by repeating a plurality of mask formations, etchings, and mask removals. The mask is removed after etching. As a method for removing the mask, for example, when the mask is made of a resist material, a resist stripping solution is used. When the mask is made of a metal material, a metal stripping solution such as a phosphoric acid solution is used. be able to.
In addition, as a mask, you may form the cavity part 21, the recessed parts 22-24 (several recessed parts from which depth differs), and the processus | protrusion 25 by using a gray scale mask, for example.

[3]
次に、図8(c)に示すように、基板102Aの上面上に、導体パターン4を形成する。その後、図8(c)では図示しないが、絶縁膜106Aを形成する。
ここで、絶縁膜106Aは、後述する個片化を経て絶縁膜6となるものである。
以下、図10に基づき、導体パターン4及び絶縁膜106Aの形成について詳述する。なお、図10では、基板102Aの固定電極指391との接合部近傍における導体パターン4及び絶縁膜106Aの形成を代表的に図示している。
[3]
Next, as shown in FIG. 8C, the conductor pattern 4 is formed on the upper surface of the substrate 102A. Thereafter, although not shown in FIG. 8C, an insulating film 106A is formed.
Here, the insulating film 106 </ b> A becomes the insulating film 6 through singulation described later.
Hereinafter, the formation of the conductor pattern 4 and the insulating film 106A will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 10, the formation of the conductor pattern 4 and the insulating film 106A in the vicinity of the joint portion between the substrate 102A and the fixed electrode finger 391 is representatively illustrated.

導体パターン4を形成するに際しては、まず、図10(a)に示すように、凹部22内に配線41を形成するとともに、凹部23内に配線42を形成する。このとき、図10では図示しないが、凹部24内に配線43を配線41,42と同時に形成する。
配線41,42,43の形成方法(成膜方法)としては、特に限定されないが、例えば、真空蒸着、スパッタリング(低温スパッタリング)、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、薄膜の接合等が挙げられる。なお、以下の各工程における成膜においても、同様の方法を用いることができる。
そして、図10(b)に示すように、配線42上に複数の接合突部472を形成(成膜)する。このとき、図10(b)では図示しないが、配線42上に複数の接合突部471及び電極45を接合突部472と同時に形成する。
また、配線41上に複数の接合突部481、複数の接合突部482及び電極44を接合突部472と同時に形成する。また、配線43上に接合突部50及び電極46を接合突部472と同時に形成する。
When forming the conductor pattern 4, first, as shown in FIG. 10A, the wiring 41 is formed in the recess 22 and the wiring 42 is formed in the recess 23. At this time, although not shown in FIG. 10, the wiring 43 is formed in the recess 24 simultaneously with the wirings 41 and 42.
A method for forming the wirings 41, 42, and 43 (film forming method) is not particularly limited, and examples thereof include vacuum plating, sputtering (low temperature sputtering), dry plating methods such as ion plating, electrolytic plating, electroless plating, and the like. Examples include wet plating, thermal spraying, and thin film bonding. Note that the same method can be used for film formation in the following steps.
Then, as shown in FIG. 10B, a plurality of joint protrusions 472 are formed (film formation) on the wiring 42. At this time, although not shown in FIG. 10B, a plurality of joint protrusions 471 and electrodes 45 are formed on the wiring 42 simultaneously with the joint protrusions 472.
In addition, a plurality of bonding protrusions 481, a plurality of bonding protrusions 482, and an electrode 44 are formed on the wiring 41 at the same time as the bonding protrusions 472. Further, the joint protrusion 50 and the electrode 46 are formed on the wiring 43 simultaneously with the joint protrusion 472.

次に、図10(c)に示すように、配線41,42等を覆うように、基板102Aの上面に絶縁膜106を形成(成膜)する。
次に、図10(d)に示すように、絶縁膜106の各接合突部472に対応する部分を除去する。また、図10(d)では図示しないが、絶縁膜106の各接合突部471,481,482、接合突部50及び電極44〜46に対応する部分も除去する。これにより、電極44〜46を露出させるとともに、各接合突部471,472,481,482,50が貫通する絶縁膜106Aが得られる。
以上のようにして、導体パターン4及び絶縁膜106Aが得られる。
Next, as shown in FIG. 10C, an insulating film 106 is formed (deposited) on the upper surface of the substrate 102A so as to cover the wirings 41, 42 and the like.
Next, as shown in FIG. 10D, portions of the insulating film 106 corresponding to the respective joint protrusions 472 are removed. Although not shown in FIG. 10D, the portions corresponding to the bonding protrusions 471, 481, 482, the bonding protrusion 50, and the electrodes 44 to 46 of the insulating film 106 are also removed. Thereby, the electrodes 44 to 46 are exposed, and the insulating film 106 </ b> A through which the respective joint protrusions 471, 472, 481, 482 and 50 penetrate is obtained.
As described above, the conductor pattern 4 and the insulating film 106A are obtained.

[4]
次に、図8に戻って、図8(d)に示すように、基板102Aの上面に、基板103を陽極接合法により接合する。これにより、基板103と各接合突部471,472,481,482,50とが接続される。
この基板103は、後述する薄肉化、パターンニング及び個片化を経て素子片3となるものである。
また、基板103は、シリコン基板である。
また、基板103の厚さは、素子片3の厚さよりも厚くなっている。これにより、基板103の取り扱い性を向上させることができる。なお、基板103の厚さは、素子片3の厚さと同じであってもよい。この場合は、後述する薄肉化工程[5]を省略すればよい。
[4]
Next, returning to FIG. 8, as shown in FIG. 8D, the substrate 103 is bonded to the upper surface of the substrate 102A by an anodic bonding method. Thereby, the board | substrate 103 and each joining protrusion 471,472,481,482,50 are connected.
The substrate 103 becomes the element piece 3 through thinning, patterning, and individualization, which will be described later.
The substrate 103 is a silicon substrate.
Further, the thickness of the substrate 103 is larger than the thickness of the element piece 3. Thereby, the handleability of the substrate 103 can be improved. The thickness of the substrate 103 may be the same as the thickness of the element piece 3. In this case, the thinning step [5] described later may be omitted.

[5]
次に、基板103を薄肉化して、図8(e)に示すように、基板103Aを得る。
この薄肉化は、基板103Aの厚さが素子片3の厚さと同じになるように行われる。
また、基板103の薄肉化方法は、特に限定されないが、例えば、CMP法、ドライポリッシュ法を好適に用いることができる。
[5]
Next, the substrate 103 is thinned to obtain a substrate 103A as shown in FIG.
This thinning is performed so that the thickness of the substrate 103A is the same as the thickness of the element piece 3.
Further, a method for thinning the substrate 103 is not particularly limited, but for example, a CMP method or a dry polishing method can be preferably used.

[6]
次に、基板103Aをエッチングすることにより、図9(a)に示すように、素子片3を得る。
[7]
次に、図9(b)に示すように、基板102Aの上面に、凹部51を有する蓋部材105を接合する。これにより、基板102Aと蓋部材105とが素子片3を収納するようにして接合された接合体101が得られる。
この蓋部材105は、後述する個片化を経て蓋部材5となるものである。
[8]
次に、接合体101を個片化(ダイシング)することにより、図9(c)に示すように、センサー素子1が得られる。
[6]
Next, by etching the substrate 103A, the element piece 3 is obtained as shown in FIG.
[7]
Next, as shown in FIG. 9B, a lid member 105 having a recess 51 is bonded to the upper surface of the substrate 102A. Thereby, the joined body 101 is obtained in which the substrate 102A and the lid member 105 are joined so as to accommodate the element piece 3.
The lid member 105 becomes the lid member 5 after being separated into individual pieces to be described later.
[8]
Next, as shown in FIG. 9C, the sensor element 1 is obtained by dividing the joined body 101 into pieces (dicing).

上述したように、第1実施形態にかかるセンサー素子1は、絶縁基板2の空洞部21の底面の、平面視で可動部33と重複する位置に突起25が設けられている。これにより、センサー素子1は、可動部33が変位して空洞部21の底面(突起25を含む)に接触した場合に、空洞部21の底面における可動部33との接触範囲が突起25の先端部のみとなる。これにより、センサー素子1は、可動部33と空洞部21の底面との接触面積が小さくなり、可動部33と空洞部21の底面との恒久的な貼り付きを防止することができる。   As described above, in the sensor element 1 according to the first embodiment, the protrusion 25 is provided on the bottom surface of the cavity portion 21 of the insulating substrate 2 at a position overlapping the movable portion 33 in plan view. Thereby, when the movable part 33 is displaced and contacts the bottom surface (including the protrusion 25) of the cavity part 21, the sensor element 1 has a contact range with the movable part 33 on the bottom surface of the cavity part 21. Only part. Thereby, the sensor element 1 can reduce the contact area between the movable portion 33 and the bottom surface of the cavity portion 21, and can prevent permanent sticking between the movable portion 33 and the bottom surface of the cavity portion 21.

また、センサー素子1は、突起25を絶縁基板2と一体で設けることにより、絶縁基板2の空洞部21と突起25とを、例えば、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングで一括して形成することができる。
これにより、センサー素子1は、製造効率を改善できるとともに、従来(例えば、特許文献1)のように、電極で突起25を形成するよりも突起25の厚みのばらつきを低減することができる。これにより、センサー素子1は、落下等の衝撃時における絶縁基板2の空洞部21の可動部33に対する緩衝効果を向上させることができる。
これらの結果、センサー素子1は、信頼性を向上させることができる。
In addition, the sensor element 1 can form the cavity 21 and the protrusion 25 of the insulating substrate 2 together by, for example, etching using a photolithography technique by providing the protrusion 25 integrally with the insulating substrate 2. it can.
Thereby, the sensor element 1 can improve manufacturing efficiency, and can reduce the variation in the thickness of the protrusions 25 as compared with the case where the protrusions 25 are formed with electrodes as in the related art (for example, Patent Document 1). Thereby, the sensor element 1 can improve the buffering effect with respect to the movable part 33 of the cavity 21 of the insulating substrate 2 at the time of impact such as dropping.
As a result, the sensor element 1 can improve reliability.

また、センサー素子1は、可動部33が連結部34,35と、連結部34,35を介して絶縁基板2に接続されたマス部33aと、マス部33aに設けられた可動電極部36,37と、を備え、絶縁基板2上に可動電極部36,37に対向して固定電極部38,39が設けられていることから、固定電極部38,39と可動電極部36,37との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を感度及び精度よく検出することができる。   The sensor element 1 includes a movable portion 33 connected to the insulating substrate 2 via the connecting portions 34 and 35, the connecting portions 34 and 35, a movable electrode portion 36 provided on the mass portion 33a, 37, and the fixed electrode portions 38, 39 are provided on the insulating substrate 2 so as to face the movable electrode portions 36, 37, so that the fixed electrode portions 38, 39 and the movable electrode portions 36, 37 are connected to each other. Based on the capacitance between them, physical quantities such as acceleration and angular velocity can be detected with high sensitivity and accuracy.

また、センサー素子1は、突起25a,25b,25cが、マス部33aと平面視で重複する位置に設けられていることから、可動部33において質量が大きいマス部33aと絶縁基板2の空洞部21の底面との貼り付きを効果的に防止することができる。   Further, since the sensor element 1 is provided with the projections 25a, 25b, and 25c overlapping with the mass portion 33a in plan view, the mass portion 33a having a large mass in the movable portion 33 and the cavity portion of the insulating substrate 2 are provided. Adhesion with the bottom surface of 21 can be effectively prevented.

また、センサー素子1は、突起25aがマス部33aの中心Oと平面視で重複する位置に設けられ、突起25bと、突起25cとが、マス部33aのY軸に沿った中心線Bに対し互いに対称となるように設けられていることから、可動部33において質量が大きいマス部33aと絶縁基板2の空洞部21の底面との貼り付きを、より効果的にバランスよく防止することができる。   The sensor element 1 is provided at a position where the projection 25a overlaps the center O of the mass portion 33a in plan view, and the projection 25b and the projection 25c are located with respect to the center line B along the Y axis of the mass portion 33a. Since they are provided so as to be symmetrical with each other, it is possible to more effectively prevent the mass portion 33a having a large mass and the bottom surface of the cavity portion 21 of the insulating substrate 2 from sticking to each other more effectively. .

また、センサー素子1は、突起25d,25e,25f,25g,25h,25i,25j,25k,25l,25mが、可動電極指361,362,363,364,365,371,372,373,374,375と平面視で重複する位置に設けられていることから、可動部33の可動電極指361〜365,371〜375と絶縁基板2の空洞部21の底面との貼り付きを、効果的に防止することができる。   The sensor element 1 has protrusions 25d, 25e, 25f, 25g, 25h, 25i, 25j, 25k, 25l, and 25m, and movable electrode fingers 361, 362, 363, 364, 365, 371, 372, 373, and 374. Since it is provided at a position overlapping with 375 in plan view, sticking of the movable electrode fingers 361 to 365 and 371 to 375 of the movable portion 33 and the bottom surface of the cavity portion 21 of the insulating substrate 2 is effectively prevented. can do.

また、センサー素子1は、突起25d,25e,25f,25g,25hと、突起25i,25j,25k,25l,25mとが、可動部33のX軸に沿った中心線Cに対し互いに対称となるように設けられていることから、可動部33の可動電極指361〜365,371〜375と絶縁基板2の空洞部21の底面との貼り付きを、よりバランスよく防止することができる。   In the sensor element 1, the protrusions 25 d, 25 e, 25 f, 25 g, 25 h and the protrusions 25 i, 25 j, 25 k, 25 l, 25 m are symmetric with respect to the center line C along the X axis of the movable part 33. Therefore, sticking between the movable electrode fingers 361 to 365 and 371 to 375 of the movable portion 33 and the bottom surface of the cavity portion 21 of the insulating substrate 2 can be prevented in a more balanced manner.

また、センサー素子1は、突起25が可動部33の連結部34,35と平面視で重複する位置に設けられていることにより、可動部33の連結部34,35(梁341,342,351,352)と絶縁基板2の空洞部21の底面との貼り付きを、効果的に防止することができる。   Further, the sensor element 1 is provided at a position where the projection 25 overlaps with the connecting portions 34 and 35 of the movable portion 33 in plan view, so that the connecting portions 34 and 35 of the movable portion 33 (beams 341, 342 and 351) , 352) and the bottom surface of the cavity 21 of the insulating substrate 2 can be effectively prevented.

また、センサー素子1は、絶縁基板2に絶縁材料であるアルカリ金属イオンを含むガラスが用いられ、可動部33(素子片3)に半導体材料であるシリコンが用いられていることから、絶縁基板2と可動部33(素子片3)との絶縁分離を確実に行うことができる。
これにより、センサー素子1は、信頼性を向上させることができる。
In the sensor element 1, the insulating substrate 2 is made of glass containing alkali metal ions as an insulating material, and the movable portion 33 (element piece 3) is made of silicon as a semiconductor material. And the movable part 33 (element piece 3) can be reliably separated.
Thereby, the sensor element 1 can improve reliability.

(電子機器)
次に、上述したセンサー素子を備えた電子機器について説明する。
図11は、センサー素子を備えた電子機器としてのモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
図11に示すように、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1101を有する表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター1100には、センサー素子1が内蔵されている。
(Electronics)
Next, an electronic device including the sensor element described above will be described.
FIG. 11 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer as an electronic apparatus including a sensor element.
As shown in FIG. 11, the personal computer 1100 includes a main body portion 1104 having a keyboard 1102 and a display unit 1106 having a display portion 1101. The display unit 1106 is connected to the main body portion 1104 via a hinge structure portion. And is rotatably supported.
Such a personal computer 1100 incorporates the sensor element 1.

図12は、センサー素子を備えた電子機器としての携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
図12に示すように、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204及び送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1201が配置されている。
このような携帯電話機1200には、センサー素子1が内蔵されている。
FIG. 12 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile phone (including PHS) as an electronic device including a sensor element.
As shown in FIG. 12, the mobile phone 1200 includes a plurality of operation buttons 1202, an earpiece 1204, and a mouthpiece 1206, and a display unit 1201 is disposed between the operation buttons 1202 and the earpiece 1204. .
Such a cellular phone 1200 incorporates the sensor element 1.

図13は、センサー素子を備えた電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図13には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
デジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面(図中手前側)には、表示部1310が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1310は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
また、ケース1302の正面側(図中奥側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCD等を含む受光ユニット1304が設けられている。
FIG. 13 is a perspective view illustrating a configuration of a digital still camera as an electronic apparatus including a sensor element. In FIG. 13, the connection with external devices is also shown in a simplified manner.
Here, a normal camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a digital still camera 1300 photoelectrically converts a light image of a subject with an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device). An imaging signal (image signal) is generated.
A display unit 1310 is provided on the back surface (front side in the figure) of the case (body) 1302 in the digital still camera 1300, and the display unit 1310 is configured to perform display based on an imaging signal from the CCD. Functions as a viewfinder that displays images as electronic images.
A light receiving unit 1304 including an optical lens (imaging optical system), a CCD, and the like is provided on the front side (the back side in the drawing) of the case 1302.

撮影者が表示部1310に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。
また、このデジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子1312には、テレビモニター1430が、データ通信用の入出力端子1314には、パーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。更に、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。
このようなデジタルスチルカメラ1300には、センサー素子1が内蔵されている。
When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit 1310 and presses the shutter button 1306, the CCD image pickup signal at that time is transferred and stored in the memory 1308.
In the digital still camera 1300, a video signal output terminal 1312 and an input / output terminal 1314 for data communication are provided on the side surface of the case 1302. A television monitor 1430 is connected to the video signal output terminal 1312 and a personal computer 1440 is connected to the input / output terminal 1314 for data communication, if necessary. Further, the imaging signal stored in the memory 1308 is output to the television monitor 1430 or the personal computer 1440 by a predetermined operation.
Such a digital still camera 1300 incorporates a sensor element 1.

このような電子機器は、信頼性に優れたセンサー素子1を備えたことから、優れた性能を発揮することができる。
なお、上記センサー素子1を備えた電子機器は、図11のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図12の携帯電話機、図13のデジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター等に適用することができる。
Since such an electronic device includes the sensor element 1 having excellent reliability, the electronic device can exhibit excellent performance.
In addition to the personal computer of FIG. 11 (mobile personal computer), the mobile phone of FIG. 12, and the digital still camera of FIG. Inkjet printers), laptop personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, various navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, televisions Telephone, crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring devices, Instruments (eg, vehicles, navigation Aircraft, gauges of a ship), can be applied to a flight simulator or the like.

1…センサー素子、2…ベース基板としての絶縁基板、3…素子片、4…導体パターン、5…蓋部材、6…絶縁膜、21…空洞部、22,23,24…凹部、25,25a,25b,25c,25d,25e,25f,25g,25h,25i,25j,25k,25l,25m…突起、31,32…固定部、33…可動部、33a…マス部、34,35…バネ部としての連結部、36,37…可動電極部、38,39…固定電極部、41,42,43…配線、44,45,46…電極、50…接合突部、51…凹部、101…接合体、102,102A,103,103A…基板、105…蓋部材、106,106A…絶縁膜、221,222…隙間、341,342,351,352…梁、361,362,363,364,365,371,372,373,374,375…可動電極指、382,384,386,388,392,394,396,398…固定電極指(第1固定電極指)、381,383,385,385,387,391,393,395,397…固定電極指(第2固定電極指)、471,472,481,482…接合突部、1100…電子機器としてのパーソナルコンピューター、1101…表示部、1102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、1200…電子機器としての携帯電話機、1201…表示部、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1300…電子機器としてのデジタルスチルカメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、1308…メモリー、1310…表示部、1312…ビデオ信号出力端子、1314…入出力端子、1430…テレビモニター、1440…パーソナルコンピューター。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sensor element, 2 ... Insulating substrate as a base substrate, 3 ... Element piece, 4 ... Conductor pattern, 5 ... Cover member, 6 ... Insulating film, 21 ... Hollow part, 22, 23, 24 ... Recessed part, 25, 25a , 25b, 25c, 25d, 25e, 25f, 25g, 25h, 25i, 25j, 25k, 25l, 25m ... projections, 31, 32 ... fixed parts, 33 ... movable parts, 33a ... mass parts, 34, 35 ... spring parts Connecting part, 36, 37 ... movable electrode part, 38, 39 ... fixed electrode part, 41, 42, 43 ... wiring, 44, 45, 46 ... electrode, 50 ... joining protrusion, 51 ... recessed part, 101 ... joining Body, 102, 102A, 103, 103A ... substrate, 105 ... lid member, 106, 106A ... insulating film, 221, 222 ... gap, 341, 342, 351, 352 ... beam, 361, 362, 363, 364, 365 3 1,372,373,374,375 ... movable electrode fingers, 382, 384, 386, 388, 392, 394, 396, 398 ... fixed electrode fingers (first fixed electrode fingers), 381, 383, 385, 385, 387 , 391, 393, 395, 397 ... fixed electrode fingers (second fixed electrode fingers), 471, 472, 481, 482 ... joint protrusions, 1100 ... personal computer as an electronic device, 1101 ... display unit, 1102 ... keyboard, DESCRIPTION OF SYMBOLS 1104 ... Main-body part, 1106 ... Display unit, 1200 ... Mobile telephone as an electronic device, 1201 ... Display part, 1202 ... Operation button, 1204 ... Earpiece, 1206 ... Mouthpiece, 1300 ... Digital still camera as an electronic device, 1302 ... Case, 1304 ... Light receiving unit, 1306 ... Shutter button, 1308 ... Me Lee, 1310 ... the display unit, 1312 ... the video signal output terminal, 1314 ... input and output terminals, 1430 ... TV monitors, 1440 ... personal computer.

Claims (7)

ベース基板と、
前記ベース基板上に設けられ、物理量に応じて可動する可動部と、を備え、
前記ベース基板には、平面視で前記可動部と重複する位置に突起が設けられ、
前記突起は、前記ベース基板と一体で設けられていることを特徴とする物理量センサー素子。
A base substrate;
A movable portion provided on the base substrate and movable in accordance with a physical quantity;
The base substrate is provided with a protrusion at a position overlapping the movable portion in plan view,
The physical quantity sensor element, wherein the protrusion is provided integrally with the base substrate.
前記可動部は、バネ部と、該バネ部を介して前記ベース基板に接続されたマス部と、該マス部に設けられた可動電極部と、を備え、
前記ベース基板上には、前記可動電極部に対向して固定電極部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の物理量センサー素子。
The movable part includes a spring part, a mass part connected to the base substrate via the spring part, and a movable electrode part provided on the mass part,
The physical quantity sensor element according to claim 1, wherein a fixed electrode portion is provided on the base substrate so as to face the movable electrode portion.
前記突起は、前記マス部と平面視で重複する位置に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の物理量センサー素子。   The physical quantity sensor element according to claim 2, wherein the protrusion is provided at a position overlapping the mass portion in plan view. 前記突起は、前記マス部の中心に対し対称となるように複数設けられていることを特徴とする請求項3に記載の物理量センサー素子。   The physical quantity sensor element according to claim 3, wherein a plurality of the protrusions are provided so as to be symmetric with respect to a center of the mass portion. 前記突起は、前記可動電極部及び前記バネ部の少なくとも一方と平面視で重複する位置に設けられていることを特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれか一項に記載の物理量センサー素子。   5. The physical quantity sensor element according to claim 2, wherein the protrusion is provided at a position overlapping with at least one of the movable electrode part and the spring part in a plan view. . 前記ベース基板は絶縁材料が用いられ、前記可動部は半導体材料が用いられていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の物理量センサー素子。   6. The physical quantity sensor element according to claim 1, wherein the base substrate is made of an insulating material, and the movable part is made of a semiconductor material. 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の物理量センサー素子を備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the physical quantity sensor element according to any one of claims 1 to 6.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015151167A (en) * 2014-02-17 2015-08-24 朝日印刷株式会社 Packaging box
JP2015175792A (en) * 2014-03-17 2015-10-05 セイコーインスツル株式会社 Electronic device
US9435823B2 (en) 2013-01-11 2016-09-06 Seiko Epson Corporation Physical quantity sensor, electronic device, and moving object
US9476905B2 (en) 2013-05-16 2016-10-25 Seiko Epson Corporation Sensor element, electronic apparatus and moving object
CN109425755A (en) * 2017-08-30 2019-03-05 精工爱普生株式会社 Physical quantity and compound sensor, Inertial Measurement Unit, electronic equipment and moving body

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6939475B2 (en) 2017-11-28 2021-09-22 セイコーエプソン株式会社 Physical quantity sensor, physical quantity sensor device, composite sensor device, inertial measurement unit, mobile positioning device, portable electronic device, electronic device and mobile body
CN107986229B (en) * 2017-12-04 2020-09-29 成都振芯科技股份有限公司 Opening device of micro-electro-mechanical device and preparation multiplexing method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11230986A (en) * 1998-02-18 1999-08-27 Denso Corp Semiconductor dynamic quantity sensor
JP2010190703A (en) * 2009-02-18 2010-09-02 Panasonic Electric Works Co Ltd Semiconductor physical quantity sensor
JP2011017693A (en) * 2009-06-09 2011-01-27 Denso Corp Semiconductor dynamic quantity sensor and method of manufacturing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11230986A (en) * 1998-02-18 1999-08-27 Denso Corp Semiconductor dynamic quantity sensor
JP2010190703A (en) * 2009-02-18 2010-09-02 Panasonic Electric Works Co Ltd Semiconductor physical quantity sensor
JP2011017693A (en) * 2009-06-09 2011-01-27 Denso Corp Semiconductor dynamic quantity sensor and method of manufacturing the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9435823B2 (en) 2013-01-11 2016-09-06 Seiko Epson Corporation Physical quantity sensor, electronic device, and moving object
US9476905B2 (en) 2013-05-16 2016-10-25 Seiko Epson Corporation Sensor element, electronic apparatus and moving object
JP2015151167A (en) * 2014-02-17 2015-08-24 朝日印刷株式会社 Packaging box
JP2015175792A (en) * 2014-03-17 2015-10-05 セイコーインスツル株式会社 Electronic device
CN109425755A (en) * 2017-08-30 2019-03-05 精工爱普生株式会社 Physical quantity and compound sensor, Inertial Measurement Unit, electronic equipment and moving body

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