JP2014112038A - Physical quantity sensor and physical quantity sensor device - Google Patents

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Naonobu Okawa
尚信 大川
Toru Miyatake
亨 宮武
Yoshitaka Utsu
宜隆 宇都
Toshihiro Kobayashi
俊宏 小林
Eiji Shinohara
英司 篠原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a physical quantity sensor and a physical quantity sensor device which have excellent detection accuracy and are excellent in thermal stress resistance and miniaturization.SOLUTION: A physical quantity sensor device 10 comprises: a sensor substrate 2; a wiring substrate 3; a junction 4 bonding the sensor substrate 2 and the wiring substrate 3; and a coating part 6 covering the sensor substrate 2. The sensor substrate 2 is arranged above the wiring substrate 3 and includes an upper surface and a side surface. The junction 4 has a smaller width dimension than those of the sensor substrate 2 and the wiring substrate 3 in a cross-sectional view. In the cross-sectional view, the sensor substrate 2 is provided with a bevelled part 2o that has an outline 2t inwardly from a virtual outline 2s formed of an extended line 2q of the upper surface and an extended line 2r of the side surface. The coating part 6 has elastic modulus smaller than that of the sensor substrate 2.

Description

本発明は、物理量を検知するセンサ基材を備える物理量センサと、物理量センサが被覆部で被覆される物理量センサ装置に関する。   The present invention relates to a physical quantity sensor including a sensor base material that detects a physical quantity, and a physical quantity sensor device in which the physical quantity sensor is covered with a covering portion.

物理量センサおよび物理量センサ装置においては、低背化や小型化が進められている。そのため、物理量センサおよび物理量センサ装置の厚さ寸法や平面寸法は、年々小さくなっている。   In the physical quantity sensor and the physical quantity sensor device, the height and size are being reduced. Therefore, the thickness dimension and the planar dimension of the physical quantity sensor and the physical quantity sensor device are decreasing year by year.

図10は、特許文献1に開示される物理量センサの断面略図である。特許文献1に開示される物理量センサ101は、図10に示すように、物理量を検知する感応基材(SOI層)102bと、感応基材102bを支持する支持基材102aと、を有している。   FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the physical quantity sensor disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. 10, the physical quantity sensor 101 disclosed in Patent Document 1 includes a sensitive base material (SOI layer) 102b that detects a physical quantity, and a support base material 102a that supports the sensitive base material 102b. Yes.

支持基材102aと感応基材102bとは、酸化絶縁層102c、102dを介して接合されている。支持基材102a、酸化絶縁層102c、102d、および感応基材102bからセンサ基材102が構成されている。センサ基材102は、SOI(Silicon on Insulator)基板を微細加工することにより形成される。そして、感応基材102bは、固定電極102e、可動電極102f、および枠体層102hなどを有して構成されている。   The support base material 102a and the sensitive base material 102b are joined via the oxide insulating layers 102c and 102d. The sensor base material 102 is composed of the support base material 102a, the oxide insulating layers 102c and 102d, and the sensitive base material 102b. The sensor base material 102 is formed by finely processing an SOI (Silicon on Insulator) substrate. The sensitive substrate 102b includes a fixed electrode 102e, a movable electrode 102f, a frame body layer 102h, and the like.

センサ基材102に対向して、配線基材(配線基板)103が設けられている。配線基材103は、シリコン基板103aの上面に絶縁層や、第2の封止金属層103jなどを有して構成されている。   A wiring substrate (wiring substrate) 103 is provided facing the sensor substrate 102. The wiring base material 103 includes an insulating layer, a second sealing metal layer 103j, and the like on the upper surface of the silicon substrate 103a.

センサ基材102と配線基材103は、接合部104により接合されている。接合部104は、以下のように形成される。まず、感応基材102bを四角い枠状に切り出して、枠体層102hを形成する。次に、枠体層102hの下面に形成された第1の封止金属層102jとシリコン基板103aの上面に形成された第2の封止金属層103jを加熱しながら加圧して、共晶接合あるいは拡散接合させる。共晶接合あるいは拡散接合された層が、接合層104aである。   The sensor base material 102 and the wiring base material 103 are joined by a joint portion 104. The joint 104 is formed as follows. First, the sensitive base material 102b is cut into a square frame shape to form the frame body layer 102h. Next, the first sealing metal layer 102j formed on the lower surface of the frame body layer 102h and the second sealing metal layer 103j formed on the upper surface of the silicon substrate 103a are pressurized while being heated to form eutectic bonding. Alternatively, diffusion bonding is performed. The layer subjected to eutectic bonding or diffusion bonding is the bonding layer 104a.

このようにして、接合部104は、第1の封止金属層102jと第2の封止金属層103jが接合層104aを介して接合されて一体的に形成される。そして、接合部104は、その上面側で、枠体層102hおよび酸化絶縁層102cと連結されている。そのため、接合部104と、枠体層102hおよび酸化絶縁層102cとが連結して、上下方向に積層されることとなり、この部分が上下方向に長軸な構造を形成することとなる。   In this manner, the bonding portion 104 is integrally formed by bonding the first sealing metal layer 102j and the second sealing metal layer 103j via the bonding layer 104a. And the junction part 104 is connected with the frame body layer 102h and the oxide insulating layer 102c on the upper surface side. Therefore, the joining portion 104 is connected to the frame body layer 102h and the oxide insulating layer 102c and stacked in the vertical direction, and this portion forms a structure having a long axis in the vertical direction.

図11は、特許文献1に開示される物理量センサ装置の断面略図である。物理量センサ装置110は、図11に示すように、物理量センサ101が樹脂などからなるパッケージ107に収納されている。そして、物理量センサ装置110は、物理量センサ101を機械的な損傷、湿気、汚染物質などから保護するために、物理量センサ101の表面を樹脂などからなる被覆部106により被覆されて構成されている。   FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the physical quantity sensor device disclosed in Patent Document 1. In the physical quantity sensor device 110, as shown in FIG. 11, the physical quantity sensor 101 is housed in a package 107 made of resin or the like. The physical quantity sensor device 110 is configured such that the surface of the physical quantity sensor 101 is covered with a covering portion 106 made of resin or the like in order to protect the physical quantity sensor 101 from mechanical damage, moisture, contaminants, and the like.

WO2010/032821WO2010 / 032821

物理量センサ装置110の使用時に、図10と図11を用いて説明するが、周囲温度や物理量センサ101の発熱などにより、物理量センサ装置110の温度が変動することがある。そのため、被覆部106と物理量センサ101の熱膨張係数差により生じる熱応力が、物理量センサ101に加重されることがある。   When the physical quantity sensor device 110 is used, it will be described with reference to FIGS. 10 and 11. However, the temperature of the physical quantity sensor device 110 may fluctuate due to the ambient temperature, the heat generated by the physical quantity sensor 101, or the like. Therefore, the thermal stress generated by the difference in thermal expansion coefficient between the covering portion 106 and the physical quantity sensor 101 may be applied to the physical quantity sensor 101.

この熱応力により感応基材102bが変形すると、感応基材102bにより検知される物理量の出力が変動することがある。そのため、この熱応力を緩和するように、被覆部106には、低弾性率の素材が用いられている。すなわち、被覆部106は、低弾性率であるので、熱応力により弾性変形し、熱応力を緩和する。   When the sensitive base material 102b is deformed by this thermal stress, the output of the physical quantity detected by the sensitive base material 102b may fluctuate. Therefore, a material having a low elastic modulus is used for the covering portion 106 so as to relieve the thermal stress. That is, since the covering portion 106 has a low elastic modulus, the covering portion 106 is elastically deformed by the thermal stress and relaxes the thermal stress.

ところが、接合部104と、枠体層102hおよび酸化絶縁層102cとが積層し連結して長軸な構造を形成しているため、熱応力が集中的に加重され易い。そのため、接合部104は、変形し易く、剥離やクラックなどの不具合が発生し易い。また、物理量センサ101の低背化により感応基材102bの厚さは薄くなり、感応基材102bは変形し易い。そのため、接合部104が変形すると、接合部104に連結される枠体層102hを介して、感応基材102bが変形し、物理量の出力が変動することがある。   However, since the joining portion 104, the frame body layer 102h, and the oxide insulating layer 102c are stacked and connected to form a long-axis structure, thermal stress is easily concentrated. Therefore, the joint portion 104 is easily deformed, and problems such as peeling and cracking are likely to occur. In addition, the thickness of the sensitive base material 102b is reduced by reducing the height of the physical quantity sensor 101, and the sensitive base material 102b is easily deformed. Therefore, when the joint 104 is deformed, the sensitive base material 102b may be deformed via the frame body layer 102h connected to the joint 104, and the output of the physical quantity may fluctuate.

物理量センサ101を小型化するために、接合部104の平面寸法を小さくすると、接合部104は強度的に弱くなる。そのため、熱応力が集中的に加重され易い接合部104は、更に、変形し易く、剥離やクラックなどの不具合が発生し易くなる。その結果、感応基材102bが変形し易くなり、物理量の出力が更に変動することになる。   If the planar dimension of the joint 104 is reduced in order to reduce the size of the physical quantity sensor 101, the joint 104 becomes weak in strength. For this reason, the joint portion 104 in which thermal stress is easily applied in a concentrated manner is further easily deformed, and problems such as peeling and cracking are likely to occur. As a result, the sensitive base material 102b is easily deformed, and the output of the physical quantity further varies.

以上により、特許文献1に開示される物理量センサ101および物理量センサ装置110においては、被覆部106に低弾性率の樹脂を用いるだけでは、熱応力を十分に緩和することができなかった。そのため、接合部104に、熱応力が集中的に加重され、接合部104が変形し、場合においては剥離やクラックなどの不具合が発生することがあった。また、熱応力に応じて感応基材102bが変形し、感応基材102bの出力が変動することがあった。さらに、物理量センサ101および物理量センサ装置110の小型化を進めることも難しかった。   As described above, in the physical quantity sensor 101 and the physical quantity sensor device 110 disclosed in Patent Document 1, the thermal stress cannot be sufficiently relaxed only by using a low elastic modulus resin for the covering portion 106. Therefore, thermal stress is intensively applied to the joint 104, and the joint 104 is deformed. In some cases, defects such as peeling and cracking may occur. In addition, the sensitive base material 102b may be deformed according to the thermal stress, and the output of the sensitive base material 102b may fluctuate. Further, it is difficult to reduce the size of the physical quantity sensor 101 and the physical quantity sensor device 110.

本発明の目的は、このような課題を顧みてなされたものであり、良好な検知精度を有すると共に、熱応力耐性および小型化に優れる物理量センサと物理量センサ装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a physical quantity sensor and a physical quantity sensor device that have a good detection accuracy and are excellent in thermal stress resistance and miniaturization.

本発明の物理量センサは、物理量を検知するセンサ基材と、前記センサ基材に接合される配線基材と、前記センサ基材と前記配線基材を接合する接合部とを有し、前記センサ基材が前記配線基材の上側に配置されると共に、上面と側面を備え、前記接合部が、断面視において、前記センサ基材および前記配線基材より小さい幅寸法を有する物理量センサであって、前記センサ基材に、断面視において、前記上面の延長線および前記側面の延長線から形成される仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する面取り部が形成されていることを特徴とする。   The physical quantity sensor of the present invention includes a sensor base material that detects a physical quantity, a wiring base material that is joined to the sensor base material, and a joint portion that joins the sensor base material and the wiring base material. A physical quantity sensor having a base material disposed on an upper side of the wiring base material, having an upper surface and a side surface, and the joint portion having a width dimension smaller than the sensor base material and the wiring base material in a cross-sectional view, The sensor base material has a chamfered portion having a contour line inside a virtual contour line formed from an extension line of the upper surface and an extension line of the side surface in a sectional view.

本発明の物理量センサは、機械的な損傷、湿気、汚染物質などから保護されるために、その表面を樹脂などからなる被覆部により被覆して用いられる。そのため、物理量センサを使用時に、周囲温度やセンサ基材の発熱などにより、物理量センサおよび被覆部の温度が変動することがある。そのため、被覆部とセンサ基材の熱膨張係数差により生じる熱応力が、センサ基材に加重されることがある。   Since the physical quantity sensor of the present invention is protected from mechanical damage, moisture, contaminants, etc., the surface thereof is used by covering the surface with a coating portion made of resin or the like. Therefore, when the physical quantity sensor is used, the temperature of the physical quantity sensor and the covering portion may fluctuate due to the ambient temperature, the heat generated by the sensor base material, or the like. For this reason, thermal stress generated by a difference in thermal expansion coefficient between the covering portion and the sensor base material may be applied to the sensor base material.

以上のような課題を解決するために、本発明においては、センサ基材に、断面視において、センサ基材上面の延長線およびセンサ基材側面の延長線から形成される仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する面取り部を形成している。   In order to solve the problems as described above, in the present invention, in the sensor base material, in a cross-sectional view, inside the virtual contour line formed from the extension line of the sensor base material upper surface and the sensor base material side surface extension A chamfered portion having a contour line is formed.

このような構造とすることで、接合部に対する熱応力の集中的な加重が抑制される。その結果、接合部が変形することや、剥離やクラックなどが接合部に発生することが抑制される。その結果、センサ基材が変形することも抑制される。   By setting it as such a structure, the concentrated load of the thermal stress with respect to a junction part is suppressed. As a result, it is possible to prevent the joint from being deformed, and peeling or cracking from occurring in the joint. As a result, deformation of the sensor base material is also suppressed.

よって、本発明によれば、良好な検知精度を有すると共に、熱応力耐性および小型化に優れる物理量センサを提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a physical quantity sensor that has good detection accuracy and is excellent in thermal stress resistance and miniaturization.

本発明の物理量センサ装置は、物理量を検知するセンサ基材と、前記センサ基材に接合される配線基材と、前記センサ基材と前記配線基材を接合する接合部と、前記センサ基材を被覆する被覆部とを有し、前記センサ基材が前記配線基材の上側に配置されると共に、上面と側面を備え、前記接合部が、断面視において、前記センサ基材および前記配線基材より小さい幅寸法を有する物理量センサ装置であって、前記センサ基材に、断面視において、前記上面の延長線および前記側面の延長線から形成される仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する面取り部が形成されていると共に、前記被覆部の弾性率が前記センサ基材の弾性率より小さいことを特徴とする。   The physical quantity sensor device of the present invention includes a sensor base material that detects a physical quantity, a wiring base material that is joined to the sensor base material, a joining portion that joins the sensor base material and the wiring base material, and the sensor base material. And the sensor base material is disposed on the upper side of the wiring base material, and has an upper surface and a side surface, and the joint portion has the sensor base material and the wiring base in a cross-sectional view. A physical quantity sensor device having a width dimension smaller than that of a material, wherein the sensor base material has a chamfer having a contour line inside a virtual contour line formed from an extension line of the upper surface and an extension line of the side surface in a cross-sectional view. And an elastic modulus of the covering portion is smaller than an elastic modulus of the sensor base material.

本発明の物理量センサ装置においては、物理量センサを機械的な損傷、湿気、汚染物質などから保護するために、物理量センサの表面を樹脂などからなる被覆部により被覆している。そのため、物理量センサ装置を使用時に、周囲温度や物理量センサの発熱などにより、物理量センサ装置の温度が変動することがあり、被覆部とセンサ基材の熱膨張係数差により生じる熱応力が、センサ基材に加重されることがある。   In the physical quantity sensor device of the present invention, in order to protect the physical quantity sensor from mechanical damage, moisture, contaminants, etc., the surface of the physical quantity sensor is covered with a covering portion made of resin or the like. For this reason, when the physical quantity sensor device is used, the temperature of the physical quantity sensor device may fluctuate due to the ambient temperature or the heat generated by the physical quantity sensor. May be weighted to the material.

そのため、本発明においては、センサ基材に、断面視において、センサ基材上面の延長線およびセンサ基材側面の延長線から形成される仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する面取り部を形成している。   Therefore, in the present invention, a chamfered portion having a contour line on the inner side of the virtual contour line formed from the extension line of the sensor base material upper surface and the sensor base material side surface is formed in the sensor base material in a cross-sectional view. ing.

このような構造とすることにより、接合部に対する熱応力の集中的な加重が抑制される。その結果、接合部が変形することや、剥離やクラックなどが接合部に発生することが抑制される。その結果、センサ基材が変形することも抑制される。   By setting it as such a structure, the concentrated load of the thermal stress with respect to a junction part is suppressed. As a result, it is possible to prevent the joint from being deformed, and peeling or cracking from occurring in the joint. As a result, deformation of the sensor base material is also suppressed.

よって、本発明によれば、良好な検知精度を有すると共に、熱応力耐性および小型化に優れる物理量センサ装置を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a physical quantity sensor device that has good detection accuracy and is excellent in thermal stress resistance and miniaturization.

前記面取り部が、前記上面から前記側面にわたって傾斜する傾斜面であることが好ましい。このような態様であれば、断面視において、センサ基材上面の延長線およびセンサ基材側面の延長線から形成される仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する面取り部を形成することができる。   It is preferable that the chamfered portion is an inclined surface that is inclined from the upper surface to the side surface. If it is such an aspect, the chamfering part which has a contour line inside a virtual contour line formed from the extension line of a sensor base material upper surface and the extension line of a sensor base material side surface can be formed in cross-sectional view.

前記側面の延長線から傾斜する前記傾斜面の角度が、35°〜55°であることが好ましい。このような態様であれば、支持基材が、熱応力などの外力により感応基材が変形することを抑制するので、物理量を高精度に検知することが可能である。   It is preferable that the angle of the inclined surface inclined from the extended line of the side surface is 35 ° to 55 °. In such an embodiment, the supporting base material suppresses deformation of the sensitive base material due to external force such as thermal stress, and thus it is possible to detect the physical quantity with high accuracy.

前記傾斜面が、傾斜角度の異なる複数の面からなることが好ましい。このような態様であれば、断面視において、センサ基材上面の延長線およびセンサ基材側面の延長線から形成される仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する面取り部を形成することができる。   It is preferable that the inclined surface includes a plurality of surfaces having different inclination angles. If it is such an aspect, the chamfering part which has a contour line inside a virtual contour line formed from the extension line of a sensor base material upper surface and the extension line of a sensor base material side surface can be formed in cross-sectional view.

前記面取り部の輪郭線が、断面視において、前記上面の延長線に平行な少なくとも1つの線分、および前記側面の延長線に平行な少なくとも1つの線分からなることが好ましい。このような態様であれば、断面視において、センサ基材上面の延長線およびセンサ基材側面の延長線から形成される仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する面取り部を形成することができる。   It is preferable that the outline of the chamfered portion includes at least one line segment parallel to the extension line of the upper surface and at least one line segment parallel to the extension line of the side surface in a cross-sectional view. If it is such an aspect, the chamfering part which has a contour line inside a virtual contour line formed from the extension line of a sensor base material upper surface and the extension line of a sensor base material side surface can be formed in cross-sectional view.

前記面取り部が曲面からなることが好ましい。このような態様であれば、断面視において、センサ基材上面の延長線およびセンサ基材側面の延長線から形成される仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する面取り部を形成することができる。   It is preferable that the chamfered portion is a curved surface. If it is such an aspect, the chamfering part which has a contour line inside a virtual contour line formed from the extension line of a sensor base material upper surface and the extension line of a sensor base material side surface can be formed in cross-sectional view.

前記側面が、前記面取り部と、前記面取り部の下側に連設される垂直面とからなることが好ましい。このような態様であれば、センサ基材が形成された基材を切断してセンサ基材を切り出す際に、ダイシングブレードの回転軸方向の寸法精度を向上させることができるので、高精度にセンサ基材を切り出すことが可能である。   It is preferable that the side surface includes the chamfered portion and a vertical surface continuously provided below the chamfered portion. With such an aspect, when cutting the base material on which the sensor base material is formed to cut out the sensor base material, the dimensional accuracy in the rotating shaft direction of the dicing blade can be improved. It is possible to cut out the substrate.

前記面取り部が、前記接合部と平面視で重なっていることが好ましい。このような態様であれば、接合部に加重される熱応力を、有効的に抑制することが可能である。   It is preferable that the chamfered portion overlaps the joint portion in plan view. If it is such an aspect, it is possible to suppress effectively the thermal stress weighted to a junction part.

前記センサ基材が、物理量を検知する感応基材と、前記感応基材を支持する支持基材とからなり、前記支持基材の上下方向寸法が、前記感応基材の上下方向寸法より大きいことが好ましい。このような態様であれば、支持基材が、熱応力などの外力による感応基材の変形を抑制するので、物理量を高精度に検知することが可能である。   The sensor base material is composed of a sensitive base material that detects a physical quantity and a support base material that supports the sensitive base material, and the vertical dimension of the support base material is larger than the vertical dimension of the sensitive base material. Is preferred. With such an aspect, the supporting base material suppresses deformation of the sensitive base material due to external force such as thermal stress, and therefore it is possible to detect the physical quantity with high accuracy.

前記被覆部が、シリコーン樹脂またはフッ素系樹脂からなることが好ましい。このような態様でれば、被覆部の弾性率を、センサ基材の弾性率より小さくすることが可能である。   The covering portion is preferably made of a silicone resin or a fluorine resin. According to such an aspect, the elastic modulus of the covering portion can be made smaller than the elastic modulus of the sensor base material.

よって、本発明によれば、良好な検知精度を有すると共に、熱応力耐性および小型化に優れる物理量センサと物理量センサ装置を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a physical quantity sensor and a physical quantity sensor device that have good detection accuracy and are excellent in thermal stress resistance and miniaturization.

本発明の実施形態を示す物理量センサの平面略図である。1 is a schematic plan view of a physical quantity sensor showing an embodiment of the present invention. 第1図に示すA−A線に沿って切断して矢印方向から視る断面略図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 本発明の実施形態を示す物理量センサ装置の断面略図である。It is a section schematic diagram of a physical quantity sensor device showing an embodiment of the present invention. 面取り部の説明図である。It is explanatory drawing of a chamfering part. 結合体の内側下端部に作用する力のモーメントの説明図である。It is explanatory drawing of the moment of the force which acts on the inner side lower end part of a coupling body. 結合体の内側下端部に集中的に作用する力の説明図である。It is explanatory drawing of the force which acts on the inner side lower end part of a coupling body intensively. 第1の変形例である物理量センサ装置の断面略図である。It is a section schematic diagram of the physical quantity sensor device which is the 1st modification. 第2の変形例である物理量センサ装置の断面略図である。It is a section schematic diagram of the physical quantity sensor device which is the 2nd modification. 第3の変形例である物理量センサ装置の断面略図である。It is a section schematic diagram of the physical quantity sensor device which is the 3rd modification. 特許文献1に開示される物理量センサの断面略図である。2 is a schematic cross-sectional view of a physical quantity sensor disclosed in Patent Document 1. 特許文献1に開示される物理量センサ装置の断面略図である。1 is a schematic cross-sectional view of a physical quantity sensor device disclosed in Patent Document 1.

以下、本発明の実施形態の物理量センサおよび物理量センサ装置について図面を用いて詳細に説明する。なお、各図面の寸法は適宜変更して示している。   Hereinafter, a physical quantity sensor and a physical quantity sensor device according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the dimension of each drawing is changed and shown suitably.

図1は、本発明の実施形態を示す物理量センサの平面略図である。図2は、第1図に示すA−A線に沿って切断して矢印方向から視る断面略図である。図3は、本発明の実施形態を示す物理量センサ装置の断面略図である。図4は、面取り部の説明図である。   FIG. 1 is a schematic plan view of a physical quantity sensor showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a physical quantity sensor device showing an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of the chamfered portion.

センサ基材2は、図2に示すように、支持基材2a、感応基材2b、および酸化絶縁層2c、2dを有して構成されており、本実施形態においては、SOI基板を半導体プロセスの微細加工技術を用いて形成したものである。感応基材2bは、SOI層を微細加工して形成されており、感応基材2bには、固定電極2e、可動電極2f、導通層2g、および枠体層2hが分離され形成されている。さらに酸化絶縁層の一部が除去され、互いに分離されて酸化絶縁層2c、2dが形成されている。   As shown in FIG. 2, the sensor base material 2 includes a support base material 2a, a sensitive base material 2b, and oxide insulating layers 2c and 2d. In this embodiment, an SOI substrate is used as a semiconductor process. These are formed using the microfabrication technology. The sensitive substrate 2b is formed by finely processing an SOI layer, and a fixed electrode 2e, a movable electrode 2f, a conductive layer 2g, and a frame layer 2h are separately formed on the sensitive substrate 2b. Further, part of the oxide insulating layer is removed and separated from each other to form oxide insulating layers 2c and 2d.

センサ基材2が備える支持基材2aには、図4に示すように、面取り部2oが形成されている。面取り部2oは、断面視において、支持基材2aの上面2nの延長線2qおよび支持基材2aの側面2pの延長線2rから形成される仮想輪郭線2sより内側に輪郭線2tを有している。   As shown in FIG. 4, a chamfered portion 2 o is formed on the support base 2 a included in the sensor base 2. The chamfered portion 2o has a contour line 2t inside a virtual contour line 2s formed from an extension line 2q of the upper surface 2n of the support base material 2a and an extension line 2r of the side surface 2p of the support base material 2a in a sectional view. Yes.

本実施形態においては、面取り部2oは、センサ基材2が備える支持基材2aの上面2nから側面2pにわたって傾斜する傾斜面2oである。そして、傾斜面2oは、図1に示すように、支持基材2aの外周に枠状に形成されている。   In the present embodiment, the chamfered portion 2o is an inclined surface 2o that is inclined from the upper surface 2n to the side surface 2p of the support substrate 2a included in the sensor substrate 2. And the inclined surface 2o is formed in frame shape in the outer periphery of the support base material 2a, as shown in FIG.

配線基材3は、図2に示すように、シリコン基板3a、絶縁層3c、配線層3k、およびパッド電極3mを有して構成されている。絶縁層3cは、酸化シリコン、シリコンナイトライド、または酸化アルミニウムなどの無機絶縁層であり、シリコン基板3aの表面にスパッタ法や化学気相成長法などで形成される。絶縁層3cには配線層3kが埋設されており、配線層3kの端部が、検知信号を外部に出力するためのパッド電極3mに接続されている。配線層3kおよびパッド電極3mは、アルミニウム、アルミニウム合金、または金などで形成される。   As shown in FIG. 2, the wiring base material 3 includes a silicon substrate 3a, an insulating layer 3c, a wiring layer 3k, and a pad electrode 3m. The insulating layer 3c is an inorganic insulating layer such as silicon oxide, silicon nitride, or aluminum oxide, and is formed on the surface of the silicon substrate 3a by sputtering, chemical vapor deposition, or the like. A wiring layer 3k is embedded in the insulating layer 3c, and an end of the wiring layer 3k is connected to a pad electrode 3m for outputting a detection signal to the outside. The wiring layer 3k and the pad electrode 3m are formed of aluminum, an aluminum alloy, gold, or the like.

センサ基材2と配線基材3は対向して設けられており、センサ基材2と配線基材3には、互いに対面するように、第1の接続金属層2iと第2の接続金属層3i、および第1の封止金属層2jと第2の封止金属層3jが形成されている。そして、第1の接続金属層2iと第2の接続金属層3i、および第1の封止金属層2jと第2の封止金属層3jを対面させて、加熱しながらセンサ基材2と配線基材3を加圧し、第1の接続金属層2iと第2の接続金属層3i、および第1の封止金属層2jと第2の封止金属層3jを共晶接合あるいは拡散接合させる。第1の封止金属層2jと第2の封止金属層3j、および第1の接続金属層2iと第2の接続金属層3iの間の共晶接合あるいは拡散接合された層が、それぞれ接合層4a、または接合層4bである。   The sensor base material 2 and the wiring base material 3 are provided to face each other, and the first connection metal layer 2i and the second connection metal layer are provided on the sensor base material 2 and the wiring base material 3 so as to face each other. 3i, and a first sealing metal layer 2j and a second sealing metal layer 3j are formed. Then, the first connecting metal layer 2i and the second connecting metal layer 3i, and the first sealing metal layer 2j and the second sealing metal layer 3j face each other, and the sensor base member 2 and the wiring are heated while heating. The substrate 3 is pressurized, and the first connection metal layer 2i and the second connection metal layer 3i, and the first sealing metal layer 2j and the second sealing metal layer 3j are eutectic bonded or diffusion bonded. The first sealing metal layer 2j and the second sealing metal layer 3j, and the eutectic bonding or diffusion bonding layer between the first connection metal layer 2i and the second connection metal layer 3i are bonded to each other. It is the layer 4a or the bonding layer 4b.

本実施形態においては、第2の接続金属層3iおよび第2の封止金属層3jは、アルミニウム、あるいはアルミニウム合金で形成されている。そして、第1の接続金属層2iおよび第1の封止金属層2jは、アルミニウム、あるいはアルミニウム合金と共晶接合あるいは拡散接合が可能なゲルマニウムで形成されている。   In the present embodiment, the second connection metal layer 3i and the second sealing metal layer 3j are made of aluminum or an aluminum alloy. The first connection metal layer 2i and the first sealing metal layer 2j are formed of germanium that can be eutectic bonded or diffusion bonded to aluminum or an aluminum alloy.

枠体層2hは、図1、図2に示すように、感応基材2bを四角い枠状に切り出して、感応基材2bの外周に枠状に形成されている。枠体層2hと支持基材2aの間には、酸化絶縁層2cが残されおり、枠体層2hの下面には、第1の封止金属層2jが形成されている。そして、配線基材3には、絶縁層3cを介して、第1の封止金属層2jに接合される第2の封止金属層3jが形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the frame layer 2h is formed in a frame shape on the outer periphery of the sensitive base material 2b by cutting the sensitive base material 2b into a square frame shape. An oxide insulating layer 2c is left between the frame body layer 2h and the support base 2a, and a first sealing metal layer 2j is formed on the lower surface of the frame body layer 2h. The wiring substrate 3 is provided with a second sealing metal layer 3j that is bonded to the first sealing metal layer 2j via the insulating layer 3c.

そのため、四角い枠状の枠体層2hの上面には、四角い枠状の酸化絶縁層2cが接合され、四角い枠状の枠体層2hの下面には、四角い枠状の第1の封止金属層2j、続いて接合層4aを介して四角い枠状の第2の封止金属層3jが接合されている。   Therefore, the square frame-shaped oxide insulating layer 2c is bonded to the upper surface of the square frame-shaped frame body layer 2h, and the rectangular frame-shaped first sealing metal is bonded to the lower surface of the square frame-shaped frame body layer 2h. A square frame-shaped second sealing metal layer 3j is bonded via the layer 2j and subsequently the bonding layer 4a.

本実施形態においては、第1の封止金属層2jおよび第2の封止金属層3jが、接合層4aを介して四角い枠状に一体的に形成されて、接合部4を形成している。そして、接合部4は、その上面側で、枠体層2hおよび酸化絶縁層2cと連結されている。そのため、接合部4と、枠体層2hおよび酸化絶縁層2cとが連結して、上下方向に積層されることとなり、この部分が上下方向に長軸な構造を形成している。   In the present embodiment, the first sealing metal layer 2j and the second sealing metal layer 3j are integrally formed in a square frame shape via the bonding layer 4a to form the bonding portion 4. . And the junction part 4 is connected with the frame body layer 2h and the oxide insulating layer 2c on the upper surface side. Therefore, the joint portion 4 is connected to the frame body layer 2h and the oxide insulating layer 2c and stacked in the vertical direction, and this portion forms a structure having a long axis in the vertical direction.

センサ基材2と配線基材3とは、接合部4によって接合され、支持基材2aと配線基材3の間には、酸化絶縁層2c、枠体層2h、および接合部4で囲まれて気密封止された空洞状のギャップ5が形成されている。   The sensor base 2 and the wiring base 3 are joined by the joint 4, and the support base 2 a and the wiring base 3 are surrounded by the oxide insulating layer 2 c, the frame body layer 2 h, and the joint 4. A hollow gap 5 hermetically sealed is formed.

このギャップ5内に、可動電極2fと固定電極2eが、間隔を空けて並設されている。物理量センサ1に加速度が印加されると、可動電極2fと固定電極2eの間隔が変化して、可動電極2fと固定電極2eの静電容量が変動する。そのため、本実施形態の物理量センサ1は、静電容量の変動により加速度を検知する静電容量型加速度センサである。このように、可動電極2f、固定電極2eを有する感応基材2bが、加速度(物理量)を検知する。   In the gap 5, the movable electrode 2f and the fixed electrode 2e are arranged in parallel with a space therebetween. When acceleration is applied to the physical quantity sensor 1, the distance between the movable electrode 2f and the fixed electrode 2e changes, and the capacitance between the movable electrode 2f and the fixed electrode 2e varies. Therefore, the physical quantity sensor 1 of the present embodiment is a capacitive acceleration sensor that detects acceleration based on a change in capacitance. Thus, the sensitive substrate 2b having the movable electrode 2f and the fixed electrode 2e detects acceleration (physical quantity).

本実施形態の物理量センサ1の厚さ(上下方向)寸法について、図2を用いて説明する。支持基材2aの厚さ寸法は0.2〜0.7mm程度、感応基材2bの厚さ寸法は10〜20μm程度、酸化絶縁層2c、2dの厚さ寸法は1〜3μm程度である。   The thickness (vertical direction) dimension of the physical quantity sensor 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. The support substrate 2a has a thickness of about 0.2 to 0.7 mm, the sensitive substrate 2b has a thickness of about 10 to 20 μm, and the oxide insulating layers 2c and 2d have a thickness of about 1 to 3 μm.

本実施形態の物理量センサ1の平面寸法について、図1を用いて説明する。支持基材2aおよび感応基材2bの平面寸法は、0.5〜1.5mm×0.7〜2.0mm程度、シリコン基板3aの平面寸法は、0.7〜2.0mm×0.7〜2.0mm程度である。接合部4の幅が狭い方向の平面寸法は、20〜60μm程度である。   The planar dimensions of the physical quantity sensor 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. The planar dimensions of the support base 2a and the sensitive base 2b are about 0.5 to 1.5 mm × 0.7 to 2.0 mm, and the planar dimension of the silicon substrate 3a is 0.7 to 2.0 mm × 0.7. About 2.0 mm. The plane dimension in the direction in which the width of the joint 4 is narrow is about 20 to 60 μm.

本実施形態においては、物理量センサ1を静電容量型加速度センサとしたが、これに限定されるものではない。物理量センサ1を、圧力センサや、振動型ジャイロなどとして構成することも可能である。   In the present embodiment, the physical quantity sensor 1 is a capacitive acceleration sensor, but is not limited thereto. The physical quantity sensor 1 can be configured as a pressure sensor, a vibration gyro, or the like.

本実施形態においては、接合部4は、枠体層2hおよび酸化絶縁層2cと連結して、上下方向に長軸な構造を形成しているとしたが、これに限定されるものではない。他の層と連結して、上下方向に長軸な構造を形成することも可能である。   In the present embodiment, the joint 4 is connected to the frame body layer 2h and the oxide insulating layer 2c to form a long-axis structure in the vertical direction, but is not limited thereto. It is also possible to form a structure having a long axis in the vertical direction by being connected to other layers.

以下、図1、図2、および図3を用いて、本実施形態の物理量センサ装置10について説明する。物理量センサ装置10は、物理量センサ1が樹脂などからなるパッケ−ジ7に収納されて構成されている。物理量センサ1の裏面1aが、図示していないが、ダイボンド材などを用いてパッケ−ジ7の底面7aに固着されている。   Hereinafter, the physical quantity sensor device 10 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. The physical quantity sensor device 10 is configured by housing the physical quantity sensor 1 in a package 7 made of resin or the like. Although not shown, the back surface 1a of the physical quantity sensor 1 is fixed to the bottom surface 7a of the package 7 using a die bond material or the like.

物理量センサ1は、機械的な損傷、湿気、汚染物質などから保護されるために、樹脂などからなる被覆部6により被覆されている。図3には図示していないが、パッケ−ジ7には、物理量センサ1とともに、物理量センサ1を制御するIC(Integrated Circuit)が収納されることもある。   The physical quantity sensor 1 is covered with a covering portion 6 made of resin or the like in order to be protected from mechanical damage, moisture, contaminants, and the like. Although not shown in FIG. 3, the package 7 may contain an IC (Integrated Circuit) that controls the physical quantity sensor 1 together with the physical quantity sensor 1.

物理量センサ1に加速度が印加されると、感応基材2bが動作する。この動作や、この動作に連動した支持基材2aの動作などにより、物理量センサ1と被覆部6の間には力が作用する。本実施形態においては、被覆部6には、センサ基材2より弾性率の小さい素材が用いられている。そのため、物理量センサ1と被覆部6の間に生じた力は、被覆部6が弾性変形することにより、緩和される。そのため、感応基材2bの動作が、被覆部6により制限されることが抑制され、物理量センサ1は、高精度に加速度を検知することができる   When acceleration is applied to the physical quantity sensor 1, the sensitive substrate 2b operates. A force acts between the physical quantity sensor 1 and the covering portion 6 by this operation or the operation of the support base 2a in conjunction with this operation. In the present embodiment, a material having a smaller elastic modulus than that of the sensor base 2 is used for the covering portion 6. Therefore, the force generated between the physical quantity sensor 1 and the covering portion 6 is alleviated by the elastic deformation of the covering portion 6. Therefore, the operation of the sensitive substrate 2b is suppressed from being restricted by the covering portion 6, and the physical quantity sensor 1 can detect acceleration with high accuracy.

本実施形態においては、低弾性率の素材として、シリコーン樹脂、あるいはフッ素系樹脂などを用いられる。本実施形態で用いられるシリコーン樹脂のヤング率(Mpa)および熱膨張率(/℃)は、それぞれ0.5〜200程度であり、15×10−5〜40×10−5程度である。また、本実施形態で用いているフッソ系樹脂のヤング率(Mpa)および熱膨張率(/℃)は、それぞれ1〜200程度であり、15×10−5〜40×10−5程度である。 In the present embodiment, a silicone resin, a fluorine resin, or the like is used as a low elastic modulus material. The Young's modulus (Mpa) and the thermal expansion coefficient (/ ° C.) of the silicone resin used in the present embodiment are about 0.5 to 200, and about 15 × 10 −5 to 40 × 10 −5 . Moreover, the Young's modulus (Mpa) and the thermal expansion coefficient (/ ° C.) of the fluorine-based resin used in this embodiment are about 1 to 200, and are about 15 × 10 −5 to 40 × 10 −5. .

物理量センサ装置10の使用時に、室温や、周囲機器の発熱などにより周囲温度が変動することがある。また、可動電極2fの運動により生じるセンサ基材2の発熱や、配線層3kや接合層4aのジュール熱による発熱などにより、また、ICがパッケ−ジ7に収容されている際はICの発熱も加わり、物理量センサ1の温度は変動する。   When the physical quantity sensor device 10 is used, the ambient temperature may fluctuate due to room temperature, heat generation from surrounding equipment, or the like. Also, due to the heat generation of the sensor base 2 caused by the movement of the movable electrode 2f, the heat generation due to the Joule heat of the wiring layer 3k and the bonding layer 4a, etc., and when the IC is housed in the package 7, In addition, the temperature of the physical quantity sensor 1 varies.

周囲温度の変動や、物理量センサ1の温度変動に起因して、物理量センサ1と被覆部6の熱膨張係数差により熱応力が生じ、この熱応力が物理量センサ1に加重される。この熱応力が、支持基材2aを介して、あるいは直接に感応基材2bに加重されると、感応基材2bは変形する。そのため、この熱応力により、可動電極2fと固定電極2eの間隔が変化して、出力が変動することがある。   Due to a change in ambient temperature or a temperature change in the physical quantity sensor 1, a thermal stress is generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the physical quantity sensor 1 and the covering portion 6, and this thermal stress is applied to the physical quantity sensor 1. When this thermal stress is applied to the sensitive substrate 2b via the support substrate 2a or directly, the sensitive substrate 2b is deformed. Therefore, the output may fluctuate due to a change in the interval between the movable electrode 2f and the fixed electrode 2e due to the thermal stress.

本実施形態においては、被覆部6には、センサ基材2より弾性率の小さい素材が用いられている。そのため、物理量センサ1と被覆部6の間に熱応力が生じた際、被覆部6が弾性変形することにより、感応基材2bの変形が抑えられる。すなわち、被覆部6に低弾性率の素材を用いることにより、熱応力を緩和し、出力の変動を抑制している。   In the present embodiment, a material having a smaller elastic modulus than that of the sensor base 2 is used for the covering portion 6. Therefore, when a thermal stress is generated between the physical quantity sensor 1 and the covering portion 6, the covering portion 6 is elastically deformed, so that deformation of the sensitive base material 2 b is suppressed. That is, by using a material having a low elastic modulus for the covering portion 6, thermal stress is relaxed and fluctuations in output are suppressed.

ところが、図2、図3に示すように、センサ基材2と配線基材3が、幅寸法の小さい接合部4により接合される構造の物理量センサ1や、物理量センサ1を備える物理量センサ装置10においては、被覆部6に低弾性率の素材を用いることだけでは、熱応力の緩和は不十分であった。また、物理量センサ1の低背化が進められており、物理量センサ1の高さ方向の寸法は小さい。そのため、感応基材2bの厚さ(高さ方向の寸法)も薄く、被覆部6に低弾性率の素材を用いることだけでは、感応基材2bの変形を十分に抑制することができなかった。   However, as shown in FIGS. 2 and 3, the physical quantity sensor 1 having a structure in which the sensor base 2 and the wiring base 3 are joined by the joint 4 having a small width dimension, or the physical quantity sensor device 10 including the physical quantity sensor 1. In, the use of a material having a low elastic modulus for the covering portion 6 does not sufficiently mitigate thermal stress. Further, the physical quantity sensor 1 is being reduced in height, and the physical quantity sensor 1 has a small size in the height direction. Therefore, the thickness (the dimension in the height direction) of the sensitive base material 2b is thin, and the deformation of the sensitive base material 2b cannot be sufficiently suppressed only by using a low elastic modulus material for the covering portion 6. .

そのため、本実施形態においては、図1から図4に示すように、面取り部2oとして、支持基材2aに、その上面2nから側面2pにわたって傾斜する傾斜面2oを設けている。この傾斜面2oは、図4に示すように、断面視において、支持基材2aの上面2nの延長線2qおよび支持基材2aの側面2pの延長線2rにより形成される仮想輪郭線2sより内側に輪郭線2tを有している。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 4, as the chamfered portion 2 o, the support base material 2 a is provided with an inclined surface 2 o that is inclined from the upper surface 2 n to the side surface 2 p. As shown in FIG. 4, the inclined surface 2o is inside the virtual contour 2s formed by the extension line 2q of the upper surface 2n of the support base material 2a and the extension line 2r of the side surface 2p of the support base material 2a in a cross-sectional view. Has an outline 2t.

温度上昇により生じる熱応力が、図3に示す構成の物理量センサ1の周囲から作用するとして、有限要素法を用いてシミュレーションした結果、接合部4と連結される酸化絶縁層2cの外側上端部3u(図4に図示)および接合部4の内側下端部3w(図4に図示)に集中的に熱応力が加重されることが分かった。なお、外側上端部3uと内側下端部3wは、図4に示すように、接合部4が枠体層2hおよび酸化絶縁層2cと形成する上下方向に長軸な構造の両端部に位置する。   Assuming that the thermal stress caused by the temperature rise acts from the periphery of the physical quantity sensor 1 having the configuration shown in FIG. 3, as a result of simulation using the finite element method, the outer upper end 3 u of the oxide insulating layer 2 c connected to the joint 4 It was found that thermal stress was intensively applied to the inner lower end 3w (shown in FIG. 4) of the joint 4 (shown in FIG. 4) and the joint 4. As shown in FIG. 4, the outer upper end 3u and the inner lower end 3w are positioned at both ends of a longitudinally long structure formed by the joint 4 with the frame body layer 2h and the oxide insulating layer 2c.

図5は、シミュレーションによる、接合部4の内側下端部3wに集中的に加重される熱応力の計算結果である。表1に、計算に用いた構成部材の物理定数を示す。本シュミュレーションは、温度上昇前には熱応力は無いとして、温度が75℃上昇したと仮定している。   FIG. 5 is a calculation result of thermal stress intensively applied to the inner lower end 3w of the joint 4 by simulation. Table 1 shows the physical constants of the constituent members used in the calculation. This simulation assumes that there was no thermal stress before the temperature rose, and that the temperature rose by 75 ° C.

接合部4の内側下端部3wに集中的に加重される熱応力は、図5に示すように、図4を参照して説明するが、上面2nの延長線2q寸法および側面2pの延長線2r寸法が大きくなるに従い、すなわち面取り量を大きくするに従い、抑制されることがわかる。   The thermal stress intensively applied to the inner lower end 3w of the joint 4 will be described with reference to FIG. 4, as shown in FIG. 5, but the extension line 2q dimension of the upper surface 2n and the extension line 2r of the side surface 2p. It can be seen that as the size is increased, that is, as the chamfering amount is increased, the size is suppressed.

また、上面2nの延長線2q寸法および側面2pの延長線2r寸法が0である場合は、傾斜面2oが形成されてない場合であり、支持基材2aに傾斜面2oを設けることにより、接合部4の内側下端部3wに集中的に加重する熱応力が抑制されることが分かる。   Further, when the extension line 2q dimension of the upper surface 2n and the extension line 2r dimension of the side surface 2p are 0, the inclined surface 2o is not formed. It can be seen that the thermal stress that is intensively applied to the inner lower end 3w of the portion 4 is suppressed.

前記シュミュレーションの結果は、次のように解釈することもできる。本実施形態においては、図4に示すように、断面視において、傾斜面2oと仮想輪郭線2sの間の部分が切削されて、傾斜面2oが形成されている。よって、本実施形態によれば、仮想輪郭線2sの延長線2qおよび延長線2rに加重される熱応力に起因する力(第1の力とする)に替わって、傾斜面2oに加重される熱応力に起因する力(第2の力とする)が生まれる。   The simulation result can also be interpreted as follows. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a portion between the inclined surface 2 o and the virtual contour 2 s is cut in a cross-sectional view to form the inclined surface 2 o. Therefore, according to the present embodiment, instead of the force (referred to as the first force) caused by the thermal stress applied to the extension line 2q and the extension line 2r of the virtual outline 2s, the inclined surface 2o is weighted. A force (second force) resulting from the thermal stress is born.

第1の力および第2の力は、強度的に弱い箇所や、構造的に力が集中し易い箇所に集中して作用し易い。そして、物理量センサ1においては、接合部4と、枠体層2hおよび酸化絶縁層2cとが積層し連結して、上下方向に長軸な構造を形成している。また、接合部4には、断面視において、センサ基材2および配線基材3より小さい幅寸法の箇所がある。そのため、狭い幅寸法の接合部4に、枠体層2hおよび酸化絶縁2cが積層し連結して、高さ方向に出延している構造を形成しているので、第1の力および第2の力は、接合部4を支点とする力のモーメントとして作用し易い。前記シュミュレーションの結果から、前記支点は、図4に示す内側下端部3wである。   The first force and the second force are likely to be concentrated and act on a location where strength is weak or a location where the force tends to concentrate structurally. In the physical quantity sensor 1, the joint portion 4, the frame body layer 2h, and the oxide insulating layer 2c are stacked and connected to form a long-axis structure in the vertical direction. Further, the joint 4 has a portion having a width dimension smaller than that of the sensor base 2 and the wiring base 3 in a cross-sectional view. Therefore, since the frame body layer 2h and the oxide insulation 2c are stacked and connected to the joint portion 4 having a narrow width dimension to form a structure extending in the height direction, the first force and the second force This force tends to act as a moment of force with the joint 4 as a fulcrum. From the simulation results, the fulcrum is the inner lower end 3w shown in FIG.

第1の力に起因する力のモーメントは、仮想輪郭線2sの各点で、仮想輪郭線2sの各点から接合部4に向く方向と直交する熱応力の成分と、仮想輪郭線2sの各点と接合部4の距離との積を算出し、この積を仮想輪郭線2s上で積分したものである。第2の力に起因する力のモーメントは、傾斜面2oの各点で、傾斜面2oの各点から接合部4に向く方向と直交する熱応力の成分と、傾斜面2oの各点と接合部4の距離との積を算出し、この積を傾斜面2o上で積分したものである。傾斜面2oの長さは、仮想輪郭線2sの長さより短く、傾斜面2oと接合部4の間の距離は、仮想輪郭線2sと接合部4の間の距離より小さい。よって、第2の力に起因する力のモーメントは、第1の力に起因する力のモーメントより小さい。   The moment of force resulting from the first force is the component of thermal stress perpendicular to the direction from each point of the virtual contour 2s toward the joint 4 at each point of the virtual contour 2s, and each of the virtual contour 2s. The product of the point and the distance between the joints 4 is calculated, and this product is integrated on the virtual contour 2s. The moment of the force resulting from the second force is the component of thermal stress orthogonal to the direction from each point of the inclined surface 2o toward the joint 4 at each point of the inclined surface 2o, and each point of the inclined surface 2o. The product with the distance of the part 4 is calculated, and this product is integrated on the inclined surface 2o. The length of the inclined surface 2o is shorter than the length of the virtual contour 2s, and the distance between the inclined surface 2o and the joint 4 is smaller than the distance between the virtual contour 2s and the joint 4. Therefore, the moment of force caused by the second force is smaller than the moment of force caused by the first force.

本実施形態においては、低弾性率の被覆部6を用いると共に、支持基材2aに、その上面2nから側面2pにわたって傾斜する傾斜面2oを設けている。   In this embodiment, while using the coating | coated part 6 with a low elasticity modulus, the inclined surface 2o inclined from the upper surface 2n to the side surface 2p is provided in the support base material 2a.

そのため、図2、図3に示すように、センサ基材2と配線基材3が、幅寸法の小さい接合部4により接合される構造の物理量センサ1や、物理量センサ1を備える物理量センサ装置10においても、温度変動で生じる熱応力が接合部4に集中加重されることが抑制される。その結果、接合部4が変形することや、接合部4での剥離やクラックなどの発生が抑制される。そのため、本実施形態の物理量センサ1および物理量センサ装置10は、熱応力耐性に優れる。   Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, the physical quantity sensor 1 having a structure in which the sensor base 2 and the wiring base 3 are joined by the joint 4 having a small width dimension, or the physical quantity sensor device 10 including the physical quantity sensor 1. Also, the thermal stress caused by the temperature fluctuation is restrained from being concentrated on the joint 4. As a result, the joining portion 4 is deformed, and the occurrence of peeling or cracking at the joining portion 4 is suppressed. Therefore, the physical quantity sensor 1 and the physical quantity sensor device 10 of this embodiment are excellent in thermal stress resistance.

その結果、接合部4の変形に起因する感応基材2bの変形が抑制されるので、物理量センサ1の低背化により、感応基材2bの厚さが薄いにも関わらず、温度変動により生じる熱応力に対して、感応基材2bの変形を十分に抑制することが可能である。そのため、本実施形態の物理量センサ1および物理量センサ装置10によれば、良好な検知精度が可能である。   As a result, the deformation of the sensitive base material 2b due to the deformation of the joint portion 4 is suppressed. Therefore, the physical quantity sensor 1 is reduced in height, but the thickness of the sensitive base material 2b is thin, but the temperature changes. It is possible to sufficiently suppress deformation of the sensitive substrate 2b against thermal stress. Therefore, according to the physical quantity sensor 1 and the physical quantity sensor device 10 of the present embodiment, good detection accuracy is possible.

よって、本実施形態によれば、良好な検知精度を有すると共に、熱応力耐性に優れる物理量センサと物理量センサ装置を提供することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a physical quantity sensor and a physical quantity sensor device that have good detection accuracy and are excellent in thermal stress resistance.

接合部4に剥離やクラックなどが発生すると、接合部4で囲まれた空洞状のギャップ5の気密封止が損なわれる。その結果、湿気を含む空気がギャップ5に侵入し、ギャップ5内の誘電率が変化し、出力が変動することがある。本実施形態によれば、誘電率変化に起因する出力変動を抑制することができるので、良好な検知精度を可能にする。   When peeling or cracking occurs at the joint 4, the hermetic sealing of the hollow gap 5 surrounded by the joint 4 is impaired. As a result, air containing moisture may enter the gap 5, the dielectric constant in the gap 5 changes, and the output may fluctuate. According to the present embodiment, it is possible to suppress the output fluctuation caused by the change in the dielectric constant, thereby enabling good detection accuracy.

また、傾斜面2oが、図2、図3に示すように、接合部4と平面視で重なっている。そのため、温度変動により生じる熱応力を、接合部4の頭上から加重させる支持基材2aの上面2nが切削されているので、接合部4に加重される熱応力を、有効的に抑制することが可能である。   Moreover, the inclined surface 2o has overlapped with the junction part 4 by planar view, as shown in FIG. 2, FIG. Therefore, since the upper surface 2n of the support base 2a that loads the thermal stress caused by the temperature fluctuation from the overhead of the joint portion 4 is cut, the thermal stress applied to the joint portion 4 can be effectively suppressed. Is possible.

また、支持基材2aの厚さ(上下方向)寸法は、図2、図3に示すように、感応基材2bの厚さ寸法より大きい。そのため、加速度を高感度に検知する感応基材2bを形成できると共に、熱応力などの外力から感応基材2bを保護する支持基材2aを形成することが可能である。   Moreover, the thickness (up-down direction) dimension of the support base material 2a is larger than the thickness dimension of the sensitive base material 2b, as shown in FIGS. Therefore, it is possible to form the sensitive base material 2b that detects acceleration with high sensitivity, and to form the support base material 2a that protects the sensitive base material 2b from external forces such as thermal stress.

また、傾斜面2oは、図4に示すように、側面の延長線2rから傾斜する角度2yが35°〜55°になるように形成されている。傾斜する角度2yが35°未満であると、上面の延長線2qの寸法が、側面の延長線2rの寸法よりも相対的に小さくなり、接合部4に集中的に加重される熱応力を十分に抑制できない。傾斜する角度2yが55°よりも大きいと、支持基材2aが薄くなるために、熱応力などの外力により感応基材が変形することを抑制することが難しくなる。よって、角度2yが35°〜55°であれば、支持基材2aが、熱応力などの外力により感応基材が変形することを抑制するので、物理量を高精度に検知することを可能にする。   Further, as shown in FIG. 4, the inclined surface 2o is formed such that an angle 2y inclined from the side extension line 2r is 35 ° to 55 °. If the tilt angle 2y is less than 35 °, the dimension of the extension line 2q on the upper surface is relatively smaller than the dimension of the extension line 2r on the side surface, and the thermal stress applied to the joint 4 is concentrated sufficiently. Cannot be suppressed. If the tilt angle 2y is larger than 55 °, the support base material 2a becomes thin, so that it is difficult to suppress the sensitive base material from being deformed by an external force such as thermal stress. Therefore, if the angle 2y is 35 ° to 55 °, the support base material 2a suppresses deformation of the sensitive base material due to an external force such as thermal stress, so that the physical quantity can be detected with high accuracy. .

シリコーン樹脂やフッソ系樹脂は、低弾性率の素材であるが、熱膨張率が大きいものもある。そのため、熱膨張率が大きい樹脂を用いる場合、このような樹脂は温度変動によって大きく変形するので、熱応力による弾性変形によっては熱応力を十分に緩和することはできないという特徴がある。   Silicone resin and fluorine-based resin are materials having a low elastic modulus, but some have a high coefficient of thermal expansion. For this reason, when a resin having a high coefficient of thermal expansion is used, such a resin is greatly deformed due to temperature fluctuations, and thus there is a feature that the thermal stress cannot be sufficiently relaxed by elastic deformation due to thermal stress.

そのため、被覆部にこのような熱膨張率が大きい樹脂を用いる場合には、接合部に剥離やクラックなどの不具合が発生し易いことや、感応基材の出力にオフセットが生じ易いことや、感応基材の出力が変動し易いことがある。   Therefore, when such a resin having a large coefficient of thermal expansion is used for the covering portion, defects such as peeling and cracking are likely to occur at the joint portion, the output of the sensitive base material is likely to be offset, The output of the base material may easily fluctuate.

よって、本実施形態においては、図2、図3に示すように、支持基材2aに傾斜面2oを形成している。その結果、温度変動により生じる熱応力が、接合部4に集中加重することを抑制できるので、被覆部106に熱膨張率が大きい樹脂を用いることを可能にしている。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the inclined surface 2o is formed on the support base 2a. As a result, since it is possible to suppress the thermal stress caused by temperature fluctuations from being concentrated and applied to the joint portion 4, it is possible to use a resin having a high thermal expansion coefficient for the covering portion 106.

物理量センサ、および物理量センサ装置の小型化に関して、図10および図11を用いて説明する。物理量センサ101は、SOI基板、およびシリコン基板を半導体プロセスの微細加工技術により加工することで、製作される。そのため、SOI基板、およびシリコン基板のハンドリング時の破損を防止するために、物理量センサ101においては、平面的な小型化に比べて、高さ方向の小型化が難しい。   The downsizing of the physical quantity sensor and the physical quantity sensor device will be described with reference to FIGS. 10 and 11. The physical quantity sensor 101 is manufactured by processing an SOI substrate and a silicon substrate by a fine processing technique of a semiconductor process. Therefore, in order to prevent damage during handling of the SOI substrate and the silicon substrate, the physical quantity sensor 101 is difficult to downsize in the height direction as compared with the planar downsizing.

また、支持基材102a、および感応基材102bを薄くすると、外部から加重される力によって支持基材102a、および感応基材102bが容易に変形し歪みが生じ易くなる。その結果、物理量センサ101の出力が変動し易くなる。最悪の場合には、物理量センサ101は、外部から加重される力によって破損することがある。このことによっても、物理量センサ101は、平面的な小型化に比べて、高さ方向の小型化が難しい。   Further, when the supporting base material 102a and the sensitive base material 102b are thinned, the supporting base material 102a and the sensitive base material 102b are easily deformed and easily distorted by a force applied from the outside. As a result, the output of the physical quantity sensor 101 is likely to fluctuate. In the worst case, the physical quantity sensor 101 may be damaged by an externally applied force. This also makes it difficult for the physical quantity sensor 101 to be downsized in the height direction as compared to planar downsizing.

また、ギャップ105を狭くして高さ方向の小型化を図ろうとすると、可動電極102fおよび固定電極102eと、支持基材102aおよび配線基材103との間隔が狭くなり、印加される加速度により変化しない静電容量、すなわち寄生容量が大きくなる。その結果、出力のオフセットが大きくなることで、検知精度が劣化することがある。このことによっても、物理量センサ101は、平面的な小型化に比べて、高さ方向の小型化が難しい。   If the gap 105 is narrowed to reduce the height, the distance between the movable electrode 102f and the fixed electrode 102e, the support base material 102a and the wiring base material 103 is narrowed, and changes depending on the applied acceleration. The capacitance that is not increased, that is, the parasitic capacitance is increased. As a result, detection accuracy may deteriorate due to an increase in output offset. This also makes it difficult for the physical quantity sensor 101 to be downsized in the height direction as compared to planar downsizing.

ところが、物理量センサ101において、小型化のために平面寸法を小さくする際には、検知感度に影響する可動電極102fや固定電極102eの占める平面視の面積と、寄生容量として寄与する接合部104の占める平面視の面積は、相似的に小さくする必要がある。そのため、物理量センサ101の平面寸法を小さくする際には、接合部104の占める平面視の面積も小さくすることが必要である。   However, in the physical quantity sensor 101, when the planar dimension is reduced for miniaturization, the area of the planar view occupied by the movable electrode 102f and the fixed electrode 102e that affect the detection sensitivity and the junction 104 that contributes as a parasitic capacitance. The occupied area in plan view needs to be reduced in a similar manner. Therefore, when the planar dimension of the physical quantity sensor 101 is reduced, it is necessary to reduce the area of the planar view occupied by the joint portion 104.

そのため、物理量センサ101の平面寸法を小さくするためには、これに応じて高さ方向の寸法も小さくしないと、接合部104は熱応力に起因して集中加重される力に対して相対的に強度が弱くなる。そのため、物理量センサ101の高さ方向の寸法が小さくできない際には、接合部104に変形や、剥離、クラックなどの不具合が発生し易くなる。   For this reason, in order to reduce the planar dimension of the physical quantity sensor 101, the joint 104 has a relatively large force relative to the force that is concentrated due to the thermal stress unless the dimension in the height direction is also reduced accordingly. The strength is weakened. Therefore, when the dimension in the height direction of the physical quantity sensor 101 cannot be reduced, defects such as deformation, peeling, and cracking are likely to occur in the joint portion 104.

また、接合部104に変形や、剥離、クラックなどが発生し、接合部104が変位すると、物理量センサ101も変形する。そのため、感応基材102bが変形し、可動電極102fと固定電極102eの間隔が変化する。その結果、感応基材102bの出力にオフセットが生じることや、感応基材102bの出力が変動することがある。そのため、特許文献1に開示される物理量センサ101および物理量センサ装置110では、小型化が難しいという課題があった。   Further, when the joint 104 is deformed, peeled off, cracked, etc., and the joint 104 is displaced, the physical quantity sensor 101 is also deformed. Therefore, the sensitive base material 102b is deformed, and the distance between the movable electrode 102f and the fixed electrode 102e is changed. As a result, an offset may occur in the output of the sensitive base material 102b, or the output of the sensitive base material 102b may fluctuate. Therefore, the physical quantity sensor 101 and the physical quantity sensor device 110 disclosed in Patent Document 1 have a problem that it is difficult to reduce the size.

そのため、本実施形態においては、図1から図4に示すように、物理量センサ1および物理量センサ装置10の平面寸法を小さくする際に、物理量センサ1の高さ方向の寸法を小さくする替わりに、支持基材2aに傾斜面2oを形成している。その結果、温度変動により生じる熱応力が、接合部4に集中加重することを抑制している。よって、物理量センサ1の高さ方向寸法を小さくすることなく、物理量センサ1の平面寸法を小さくすることを可能にしている。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 4, when reducing the planar dimensions of the physical quantity sensor 1 and the physical quantity sensor device 10, instead of reducing the dimension in the height direction of the physical quantity sensor 1, An inclined surface 2o is formed on the support base 2a. As a result, the thermal stress caused by the temperature fluctuation is suppressed from being concentrated on the joint 4. Therefore, the planar dimension of the physical quantity sensor 1 can be reduced without reducing the height direction dimension of the physical quantity sensor 1.

よって、本実施形態によれば、小型化に優れる物理量センサと物理量センサ装置を提供することができる。   Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide a physical quantity sensor and a physical quantity sensor device that are excellent in miniaturization.

図6は、接合部に作用する力のモーメントの説明図である。図6は、図4を参照して説明するが、支持基材2aを面取りして、面取り部2oを形成した際において、接合部4の内側下端部3wに作用する力のモーメントと、切削された上面2nの延長線2q寸法、または切削された支持基材2aの側面2pの延長線2r寸法との関係を示している。図6(a)中のh1は側面2pの延長線2r寸法であり、図6(b)中のw2は上面2nの延長線2q寸法である。図6に示す力のモーメントは、相対的な量であり、単位は記していない。   FIG. 6 is an explanatory diagram of the moment of force acting on the joint. FIG. 6 will be described with reference to FIG. 4. When the support base 2 a is chamfered to form the chamfered portion 2 o, the moment of force acting on the inner lower end portion 3 w of the joint portion 4 and cutting are performed. The relationship between the extended line 2q dimension of the upper surface 2n or the extended line 2r dimension of the side surface 2p of the cut support base 2a is shown. In FIG. 6 (a), h1 is the dimension of the extension line 2r of the side surface 2p, and w2 in FIG. 6 (b) is the dimension of the extension line 2q of the upper surface 2n. The moment of force shown in FIG. 6 is a relative quantity and is not shown in units.

図6は、面取り部2oを形成した際に、図4を参照して説明するが、上面2nの延長線2qおよび側面2pの延長線2rにより生じる力のモーメントが消失し、面取り部2oにより生じる力のモーメントが生じる。そして、上面2nの延長線2q寸法を0にした際に、面取り部2oにより生じる力のモーメントは、側面2pの延長線2rに生じる力のモーメントと等しいという連続条件で概略的に計算したものである。   FIG. 6 will be described with reference to FIG. 4 when the chamfered portion 2o is formed, but the moment of force generated by the extension line 2q of the upper surface 2n and the extension line 2r of the side surface 2p disappears and is generated by the chamfered portion 2o. A moment of force is generated. Then, when the dimension of the extension line 2q of the upper surface 2n is set to 0, the moment of force generated by the chamfered portion 2o is roughly calculated under the continuous condition that the moment of force generated in the extension line 2r of the side surface 2p is equal. is there.

図6(a)、図6(b)が示すように、上面2nの延長線2q寸法および側面2pの延長線2r寸法が大きくなるに従い、すなわち面取り量を大きくするに従い、接合部4の内側下端部3wに作用する力のモーメントは抑制されることがわかる。図6の概略は、図5に一致している。   As shown in FIGS. 6A and 6B, as the extension line 2q dimension of the upper surface 2n and the extension line 2r dimension of the side surface 2p increase, that is, as the chamfering amount increases, the inner lower end of the joint portion 4 increases. It can be seen that the moment of force acting on the portion 3w is suppressed. The outline of FIG. 6 corresponds to FIG.

本実施形態の支持基材2aの側面は、図1および図2に示すように、傾斜面2oと垂直面2zから形成されている。そのため、ブレード先端が細くなるように傾斜する先端部を有する第1のダイシングブレードと、厚さが一様な円盤状である第2のダイシングブレードを用いて、SOI基板を切断して、センサ基材2は切り出される。なお、第1のダイシングブレードは、耐磨耗のために、最先端部に平坦な面を形成することも可能である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the side surface of the support base 2a of the present embodiment is formed of an inclined surface 2o and a vertical surface 2z. Therefore, the SOI substrate is cut by using the first dicing blade having a tip portion inclined so that the tip of the blade becomes thin and the second dicing blade having a disk shape with a uniform thickness. The material 2 is cut out. The first dicing blade can also be formed with a flat surface at the most distal portion for wear resistance.

そして、傾斜面2oが垂直面2zに対して傾斜して形成されているので、第1のダイシングブレードの先端部以外の厚さは、第2のダイシングブレードの厚さに比べて大きく設けられる。そのため、第1のダイシングブレードの方が強度的に強いので、第1のダイシングブレードは、第2のダイシングブレードに比べて、ダイシング中に回転軸方向にぶれることが抑制される。よって、第1のダイシングブレードの方が、第2のダイシングブレードに比べて、寸法精度よくダイシングすることが可能である。   Since the inclined surface 2o is formed to be inclined with respect to the vertical surface 2z, the thickness of the first dicing blade other than the tip is larger than the thickness of the second dicing blade. Therefore, since the first dicing blade is stronger in strength, the first dicing blade is suppressed from shaking in the direction of the rotation axis during dicing compared to the second dicing blade. Therefore, the first dicing blade can be diced with higher dimensional accuracy than the second dicing blade.

そのため、本実施形態においては、SOI基板は、はじめに第1のダイシングブレードによって、支持基材2aの厚さ方向の途中まで、寸法精度よくダイシングされる。次に、第2のダイシングブレードによって、支持基材2aを切断して、センサ基材2は切り出される。その際、第2のダイシングブレードは、第1のダイシングブレードにより形成された傾斜した溝に導かれるように、SOI基板をダイシングするので、センサ基材2は寸法精度よく切り出される。   Therefore, in this embodiment, the SOI substrate is first diced with a dimensional accuracy up to the middle of the thickness direction of the support base 2a by the first dicing blade. Next, the support base material 2a is cut by the second dicing blade, and the sensor base material 2 is cut out. At that time, the SOI substrate is diced so that the second dicing blade is guided to the inclined groove formed by the first dicing blade, so that the sensor base 2 is cut out with high dimensional accuracy.

よって、本実施形態によれば、支持基材2aの側面が、図2に示すように、傾斜面2oと、傾斜面2oの下側に連設される垂直面2zからなるので、センサ基材2を寸法精度よく切り出すことが可能である。   Therefore, according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the side surface of the support substrate 2a is composed of the inclined surface 2o and the vertical surface 2z provided below the inclined surface 2o. 2 can be cut out with high dimensional accuracy.

<第1の変形例>
図7は、第1の変形例である物理量センサ装置の断面略図である。本変形例の物理量センサ装置10においては、図7に示すように、傾斜面2oが、傾斜角度の異なる2つの面から形成されている。本変形例の傾斜面2oは、断面視において、センサ基材2上面の延長線およびセンサ基材2側面の延長線から形成されるセンサ基材2の仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する。
<First Modification>
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a physical quantity sensor device that is a first modification. In the physical quantity sensor device 10 of this modification, as shown in FIG. 7, the inclined surface 2o is formed from two surfaces having different inclination angles. In the cross-sectional view, the inclined surface 2o of the present modified example has a contour line on the inner side of the virtual contour line of the sensor base material 2 formed from the extension line on the upper surface of the sensor base material 2 and the extension line on the side surface of the sensor base material 2.

よって、本変形例の傾斜面2oを形成することにより、温度変動により生じる熱応力に対して、接合部が変形することや、接合部での剥離やクラックなどの発生が抑制される。その結果、接合部の変形に起因する感応基材の変形が抑制される。   Therefore, by forming the inclined surface 2o of the present modification, it is possible to suppress the deformation of the bonded portion and the occurrence of peeling and cracking at the bonded portion with respect to the thermal stress caused by the temperature fluctuation. As a result, deformation of the sensitive base material due to deformation of the joint portion is suppressed.

なお、本変形例においては、傾斜面2oが、傾斜角度の異なる2つの面から形成されているとしたが、これに限定されるものではない。傾斜面2oが、2つ以上の面から形成されることも可能である。   In the present modification, the inclined surface 2o is formed from two surfaces having different inclination angles, but the present invention is not limited to this. The inclined surface 2o can also be formed from two or more surfaces.

<第2の変形例>
図8は、第2の変形例である物理量センサ装置の断面略図である。本変形例の物理量センサ装置10においては、図8に示すように、傾斜面2oの輪郭が、断面視において、センサ基材2上面の延長線に平行な2つの線分、およびセンサ基材2側面の延長線に平行な2つの線分からなる。
<Second Modification>
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a physical quantity sensor device according to a second modification. In the physical quantity sensor device 10 of the present modified example, as shown in FIG. 8, the contour of the inclined surface 2 o is two line segments parallel to the extension line on the upper surface of the sensor base 2 and the sensor base 2 in the sectional view. Consists of two line segments parallel to the side extension.

このような態様であれば、本変形例の傾斜面2oは、断面視において、センサ基材2上面の延長線およびセンサ基材2側面の延長線により形成されるセンサ基材2の仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する。   If it is such an aspect, the inclined surface 2o of this modified example is the virtual outline of the sensor base material 2 formed by the extension line of the upper surface of the sensor base material 2 and the extension line of the side surface of the sensor base material 2 in a cross-sectional view. It has a contour line on the inner side.

よって、本変形例の傾斜面2oを形成することにより、温度変動により生じる熱応力に対して、接合部が変形することや、接合部での剥離やクラックなどの発生が抑制される。その結果、接合部の変形に起因する感応基材の変形が抑制される。   Therefore, by forming the inclined surface 2o of the present modification, it is possible to suppress the deformation of the bonded portion and the occurrence of peeling and cracking at the bonded portion with respect to the thermal stress caused by the temperature fluctuation. As a result, deformation of the sensitive base material due to deformation of the joint portion is suppressed.

なお、本変形例においては、傾斜面2oの輪郭が、断面視において、センサ基材2上面の延長線に平行な2つの線分、およびセンサ基材2側面の延長線に平行な2つの線分からなるとしたが、これに限定されるものではない。傾斜面2oの輪郭が、断面視において、センサ基材2上面の延長線に平行な1つあるいは2つ以上の線分、およびセンサ基材2側面の延長線に平行な1つあるいは2つ以上の線分からなることも可能である。   In this modification, the outline of the inclined surface 2o has two lines parallel to the extension line on the upper surface of the sensor base material 2 and two lines parallel to the extension line on the side surface of the sensor base material 2 in a sectional view. Although it consists of minutes, it is not limited to this. The profile of the inclined surface 2o is one or more parallel to the extended line on the upper surface of the sensor base 2 and one or two or more parallel to the extended line on the side of the sensor base 2 in a sectional view. It is also possible to consist of

<第3の変形例>
図9は、第3の変形例である物理量センサ装置の断面略図である。本変形例の物理量センサ装置10においては、傾斜面2oは曲面である。よって、傾斜面2oの輪郭線は、図9に示すように、断面視において、曲線である。
<Third Modification>
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a physical quantity sensor device according to a third modification. In the physical quantity sensor device 10 of this modification, the inclined surface 2o is a curved surface. Therefore, as shown in FIG. 9, the contour line of the inclined surface 2o is a curved line in a sectional view.

このような態様であれば、本変形例の傾斜面2oは、断面視において、センサ基材2上面の延長線およびセンサ基材2側面の延長線により形成されるセンサ基材2の仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する。   If it is such an aspect, the inclined surface 2o of this modified example is the virtual outline of the sensor base material 2 formed by the extension line of the upper surface of the sensor base material 2 and the extension line of the side surface of the sensor base material 2 in a cross-sectional view. It has a contour line on the inner side.

よって、本変形例の傾斜面2oを形成することにより、温度変動により生じる熱応力に対して、接合部が変形することや、接合部での剥離やクラックなどの発生が抑制される。その結果、接合部の変形に起因する感応基材の変形が抑制される。   Therefore, by forming the inclined surface 2o of the present modification, it is possible to suppress the deformation of the bonded portion and the occurrence of peeling and cracking at the bonded portion with respect to the thermal stress caused by the temperature fluctuation. As a result, deformation of the sensitive base material due to deformation of the joint portion is suppressed.

1 物理量センサ
2 センサ基材
2a 支持基材
2b 感応基材
2c、2d 酸化絶縁層
2e 固定電極
2f 可動電極
2g 導通層
2h 枠体層
2i 第1の接続金属層
2j 第1の封止金属層
2o 面取り部、傾斜面
3 配線基材
3a シリコン基板
3c 絶縁層
3i 第2の接続金属層
3j 第2の封止金属層
3k 配線層
3m パッド電極
4 接合部
4a 接合層
5 ギャップ
6 被覆部
7 パッケージ
10 物理量センサ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Physical quantity sensor 2 Sensor base material 2a Support base material 2b Sensing base material 2c, 2d Oxide insulating layer 2e Fixed electrode 2f Movable electrode 2g Conductive layer 2h Frame body layer 2i 1st connection metal layer 2j 1st sealing metal layer 2o Chamfered portion, inclined surface 3 wiring substrate 3a silicon substrate 3c insulating layer 3i second connection metal layer 3j second sealing metal layer 3k wiring layer 3m pad electrode 4 bonding portion 4a bonding layer 5 gap 6 covering portion 7 package 10 Physical quantity sensor device

Claims (11)

物理量を検知するセンサ基材と、
前記センサ基材に接合される配線基材と、
前記センサ基材と前記配線基材を接合する接合部と、
を有し、
前記センサ基材が、前記配線基材の上側に配置されると共に、上面と側面を備え、前記接合部が、断面視において、前記センサ基材および前記配線基材より小さい幅寸法を有する物理量センサであって、
前記センサ基材に、断面視において、前記上面の延長線および前記側面の延長線から形成される仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する面取り部が形成されていることを特徴とする物理量センサ。
A sensor substrate for detecting physical quantities;
A wiring substrate bonded to the sensor substrate;
A joint for joining the sensor base and the wiring base;
Have
The sensor base material is disposed on the upper side of the wiring base material, has an upper surface and a side surface, and the joint portion has a smaller width dimension than the sensor base material and the wiring base material in a sectional view. Because
A physical quantity sensor, wherein a chamfered portion having a contour line inside a virtual contour line formed from an extension line of the upper surface and an extension line of the side surface is formed on the sensor base material in a cross-sectional view.
物理量を検知するセンサ基材と、
前記センサ基材に接合される配線基材と、
前記センサ基材と前記配線基材を接合する接合部と、
前記センサ基材を被覆する被覆部と、
を有し、
前記センサ基材が、前記配線基材の上側に配置されると共に、上面と側面を備え、前記接合部が、断面視において、前記センサ基材および前記配線基材より小さい幅寸法を有する物理量センサ装置であって、
前記センサ基材に、断面視において、前記上面の延長線および前記側面の延長線から形成される仮想輪郭線より内側に輪郭線を有する面取り部が形成されていると共に、前記被覆部の弾性率が前記センサ基材の弾性率より小さいことを特徴とする物理量センサ装置。
A sensor substrate for detecting physical quantities;
A wiring substrate bonded to the sensor substrate;
A joint for joining the sensor base and the wiring base;
A covering portion for covering the sensor substrate;
Have
The sensor base material is disposed on the upper side of the wiring base material, has an upper surface and a side surface, and the joint portion has a smaller width dimension than the sensor base material and the wiring base material in a sectional view. A device,
The sensor substrate has a chamfered portion having a contour line inside a virtual contour line formed from an extension line of the upper surface and an extension line of the side surface in a cross-sectional view, and an elastic modulus of the covering portion Is smaller than the elastic modulus of the sensor substrate.
前記面取り部が、前記上面から前記側面にわたって傾斜する傾斜面であることを特徴とする請求項2に記載の物理量センサ装置。   The physical quantity sensor device according to claim 2, wherein the chamfered portion is an inclined surface inclined from the upper surface to the side surface. 前記側面の延長線から傾斜する前記傾斜面の角度が、35°〜55°であることを特徴とする請求項3に記載の物理量センサ装置。   The physical quantity sensor device according to claim 3, wherein an angle of the inclined surface inclined from an extended line of the side surface is 35 ° to 55 °. 前記傾斜面が、傾斜角度の異なる複数の面からなることを特徴とする請求項3に記載の物理量センサ装置。   The physical quantity sensor device according to claim 3, wherein the inclined surface includes a plurality of surfaces having different inclination angles. 前記面取り部の輪郭線が、断面視において、前記上面の延長線に平行な少なくとも1つの線分、および前記側面の延長線に平行な少なくとも1つの線分からなることを特徴とする請求項2に記載の物理量センサ装置。   The contour line of the chamfered portion includes at least one line segment parallel to the extension line of the upper surface and at least one line segment parallel to the extension line of the side surface in a cross-sectional view. The physical quantity sensor device described. 前記面取り部が曲面からなることを特徴とする請求項2に記載の物理量センサ装置。   The physical quantity sensor device according to claim 2, wherein the chamfered portion is a curved surface. 前記側面が、前記面取り部と、前記面取り部の下側に連設される垂直面とからなることを特徴とする請求項2から請求項7のいずれか1項に記載の物理量センサ装置。   The physical quantity sensor device according to any one of claims 2 to 7, wherein the side surface includes the chamfered portion and a vertical surface continuously provided below the chamfered portion. 前記面取り部が、前記接合部と平面視で重なっていることを特徴とする請求項2から請求項8のいずれか1項に記載の物理量センサ装置。   The physical quantity sensor device according to any one of claims 2 to 8, wherein the chamfered portion overlaps with the joint portion in a plan view. 前記センサ基材が、物理量を検知する感応基材と、前記感応基材を支持する支持基材と、からなり、
前記支持基材の上下方向寸法が、前記感応基材の上下方向寸法より大きいことを特徴とする請求項2から請求項9のいずれか1項に記載の物理量センサ装置。
The sensor substrate comprises a sensitive substrate that detects a physical quantity, and a support substrate that supports the sensitive substrate,
The physical quantity sensor device according to any one of claims 2 to 9, wherein a vertical dimension of the support base material is larger than a vertical dimension of the sensitive base material.
前記被覆部が、シリコーン樹脂またはフッ素系樹脂からなることを特徴とする請求項2から請求項10のいずれか1項に記載の物理量センサ装置。   The physical quantity sensor device according to any one of claims 2 to 10, wherein the covering portion is made of a silicone resin or a fluorine resin.
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