JP3300060B2 - 加速度センサー及びその製造方法 - Google Patents
加速度センサー及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光導電性薄膜から成る固
定センサーの電気抵抗変化から重りに加わる加速度を検
出する検出手段を有する加速度センサーに関する。ま
た、ガラス基板とシリコン基板との陽極接合に於いて、
接着するべき個所のガラスの厚さを、接着してはいけな
い個所に比較して薄くし、あるいは接着部分に対応する
部分のみに電極を作ることによって生ずる電界強度の
差、すなわち静電引力の差を利用して接着個所だけを接
着する方法を用いた加速度センサーの製造方法に関す
る。
定センサーの電気抵抗変化から重りに加わる加速度を検
出する検出手段を有する加速度センサーに関する。ま
た、ガラス基板とシリコン基板との陽極接合に於いて、
接着するべき個所のガラスの厚さを、接着してはいけな
い個所に比較して薄くし、あるいは接着部分に対応する
部分のみに電極を作ることによって生ずる電界強度の
差、すなわち静電引力の差を利用して接着個所だけを接
着する方法を用いた加速度センサーの製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガラス基板と、Ｓi基板との接着
は、通常ジョージウォーリス等(Ｇeorge Ｗallis and
Ｄaniel I.Ｐomerantz(Journal of Ａpplied Ｐhysic
s，Ｖol 40，Ｎo.10，Ｓeptember,1969 :Ｒeceived 2 J
anuary 1969)が開示しているように、ガラス基板をガラ
スの軟化点に近い約400℃に保持しながら、該ガラス基
板と該Ｓi基板との間に約300Ｖの電圧を印加する構成に
よって行なわれていた。
は、通常ジョージウォーリス等(Ｇeorge Ｗallis and
Ｄaniel I.Ｐomerantz(Journal of Ａpplied Ｐhysic
s，Ｖol 40，Ｎo.10，Ｓeptember,1969 :Ｒeceived 2 J
anuary 1969)が開示しているように、ガラス基板をガラ
スの軟化点に近い約400℃に保持しながら、該ガラス基
板と該Ｓi基板との間に約300Ｖの電圧を印加する構成に
よって行なわれていた。
【０００３】しかしながら、上記従来例では同一のガラ
ス基板とＳi基板との陽極接合に於いて、それぞれ接着
個所、及び非接着個所を意識的に選択しながら接着する
ことは困難であり、かつ次の様な欠点があった。
ス基板とＳi基板との陽極接合に於いて、それぞれ接着
個所、及び非接着個所を意識的に選択しながら接着する
ことは困難であり、かつ次の様な欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】(１)接着しない様に予
め数μｍの深さの凹状部を意識的に形成したＳi基板あ
るいはガラス基板と、平面状のガラス基板あるいはＳi
基板とのそれぞれの接着に於いて、これらの該ガラス基
板と該Ｓi基板の接着面を互いに突き合せて陽極接合を
行った場合、該凹部の深さが単位長さに対して小さい
時、上記非接着個所となるべき該凹部で接着が余儀なく
生ずる。
め数μｍの深さの凹状部を意識的に形成したＳi基板あ
るいはガラス基板と、平面状のガラス基板あるいはＳi
基板とのそれぞれの接着に於いて、これらの該ガラス基
板と該Ｓi基板の接着面を互いに突き合せて陽極接合を
行った場合、該凹部の深さが単位長さに対して小さい
時、上記非接着個所となるべき該凹部で接着が余儀なく
生ずる。
【０００５】(２)ガラス基板及びＳi基板の表面は、微
視的に見た場合、うねりあるいは凹凸の存在のため、完
全に平滑でない。従って、接着してはいけない個所に予
め数μｍの深さの凹状部を形成した場合に於いても、接
着は最初に、希望通りに該凹状部以外の個所で均一にか
つ同時に生ずるとは限らず、実際には該接着面同士の間
隙が最も狭くなる個所で生ずる。すなわち、接着しない
様に予め意識的に加工した該数μｍの深さの凹状部で、
接着が余儀なく生ずる場合もある。
視的に見た場合、うねりあるいは凹凸の存在のため、完
全に平滑でない。従って、接着してはいけない個所に予
め数μｍの深さの凹状部を形成した場合に於いても、接
着は最初に、希望通りに該凹状部以外の個所で均一にか
つ同時に生ずるとは限らず、実際には該接着面同士の間
隙が最も狭くなる個所で生ずる。すなわち、接着しない
様に予め意識的に加工した該数μｍの深さの凹状部で、
接着が余儀なく生ずる場合もある。
【０００６】更に、非接着部として凹状部を意識的に形
成した場合に於いても、上記該うねりあるいは凹凸の存
在のために、まず、最初に該凹状部以外の個所で接着が
生ずるとは限らず、該凹状部に於いても該ガラス基板と
該Ｓi基板との間の間隙が小さい個所では接着が始まる
場合もある。この様な場合、ガラス基板あるいはＳi基
板のいずれか一方で、あるいは両方の基板で曲げモーメ
ントを生ずる。該曲げモーメントによって、該凹部の周
囲に位置している本来接着するべき表面での接着を妨
げ、結果として、接触してはならない個所で接着を生
じ、又接着するべき個所で接着を生じない現象が起き
る。
成した場合に於いても、上記該うねりあるいは凹凸の存
在のために、まず、最初に該凹状部以外の個所で接着が
生ずるとは限らず、該凹状部に於いても該ガラス基板と
該Ｓi基板との間の間隙が小さい個所では接着が始まる
場合もある。この様な場合、ガラス基板あるいはＳi基
板のいずれか一方で、あるいは両方の基板で曲げモーメ
ントを生ずる。該曲げモーメントによって、該凹部の周
囲に位置している本来接着するべき表面での接着を妨
げ、結果として、接触してはならない個所で接着を生
じ、又接着するべき個所で接着を生じない現象が起き
る。
【０００７】(３)平板状のガラス基板と平板状のＳi基
板との間の接着の時、接着面間隔の小さい個所で接着が
生ずることから、もし接着が最初該接着基板面の外周部
で生じた場合、該基板面の中心部で生じないことが多
い。すなわち、接着ムラを生ずる。
板との間の接着の時、接着面間隔の小さい個所で接着が
生ずることから、もし接着が最初該接着基板面の外周部
で生じた場合、該基板面の中心部で生じないことが多
い。すなわち、接着ムラを生ずる。
【０００８】一方、米国出願特許明細書第4,384,899号
には次のことが記載されている。容量型圧力センサーエ
リメントの製作に於いて、窪みを設けた領域、すなわち
メンブレンを形成した領域と該窪み領域の周囲を取り囲
んでいる平面とから成っている表面を有するＳi基板の
該平面をガラス(Ｐyrexガラス；7740)基板に陽極接合す
る場合、まず接合に先だってＳi基板上の該窪み領域に
相対向しているガラス基板表面上に予め導電膜を成膜
し、さらに該ガラス基板にスルーホールを形成し、その
後該ガラス基板表面上の該導電膜と電気的に連結する様
に該スルーホールの内面に導電膜を成膜する。そして、
上記の該Ｓi基板に該ガラス基板を陽極接合する時、該
スルーホールの入口に設けた電極を用いて、ガラス基板
上の該導電膜と該Ｓi基板とを同電位にすることによっ
て、Ｓi基板上の該メンブレンを湾曲することなく接合
可能としている。
には次のことが記載されている。容量型圧力センサーエ
リメントの製作に於いて、窪みを設けた領域、すなわち
メンブレンを形成した領域と該窪み領域の周囲を取り囲
んでいる平面とから成っている表面を有するＳi基板の
該平面をガラス(Ｐyrexガラス；7740)基板に陽極接合す
る場合、まず接合に先だってＳi基板上の該窪み領域に
相対向しているガラス基板表面上に予め導電膜を成膜
し、さらに該ガラス基板にスルーホールを形成し、その
後該ガラス基板表面上の該導電膜と電気的に連結する様
に該スルーホールの内面に導電膜を成膜する。そして、
上記の該Ｓi基板に該ガラス基板を陽極接合する時、該
スルーホールの入口に設けた電極を用いて、ガラス基板
上の該導電膜と該Ｓi基板とを同電位にすることによっ
て、Ｓi基板上の該メンブレンを湾曲することなく接合
可能としている。
【０００９】しかしながら、米国出願特許明細書第4,38
4,899号に記載のものでは次のような不都合が生ずる。
4,899号に記載のものでは次のような不都合が生ずる。
【００１０】ガラス基板にスルーホールを形成し、かつ
スルーホール内に導電膜を形成しなければならないの
で、微小なエリメントを製作することは困難である。
スルーホール内に導電膜を形成しなければならないの
で、微小なエリメントを製作することは困難である。
【００１１】又、米国出願特許明細書第4,875,134号に
は、次のことが記載されている。
は、次のことが記載されている。
【００１２】容量型圧力センサーの製作に於いて、凹状
のメンブレンを形成している領域と該凹状メンブレンの
周囲を取り囲んでいる平面とから成っている表面を有す
るＳi基板の該平面をガラス基板に陽極接合する場合、
まず接合に先だって、接合面に対して反対側のガラス基
板表面上に該メンブレンに相対向している領域と該平面
に相対向している領域の２つに接合面に直角なガラス壁
で分割し、さらに該ガラス壁で分割したガラス基板上の
２つの凹部内に該ガラス壁の高さまでＳiを埋め込む。
のメンブレンを形成している領域と該凹状メンブレンの
周囲を取り囲んでいる平面とから成っている表面を有す
るＳi基板の該平面をガラス基板に陽極接合する場合、
まず接合に先だって、接合面に対して反対側のガラス基
板表面上に該メンブレンに相対向している領域と該平面
に相対向している領域の２つに接合面に直角なガラス壁
で分割し、さらに該ガラス壁で分割したガラス基板上の
２つの凹部内に該ガラス壁の高さまでＳiを埋め込む。
【００１３】そして、Ｓi基板の該平面にガラス基板を
陽極接合する時、Ｓi基板とＳi基板該平面に相対向して
いる領域のガラス基板上の上記該ガラス壁で分割した埋
め込みＳi層との間に電圧を印加することによって接合
している。
陽極接合する時、Ｓi基板とＳi基板該平面に相対向して
いる領域のガラス基板上の上記該ガラス壁で分割した埋
め込みＳi層との間に電圧を印加することによって接合
している。
【００１４】しかしながら、米国出願特許明細書第4,87
5,134号に記載したのものでは次のような不都合が生ず
る。
5,134号に記載したのものでは次のような不都合が生ず
る。
【００１５】ガラス基板上に、ガラス壁から成る凹状部
を形成し、さらに該凹状部内に該ガラス壁の高さまでＳ
i層を形成することは幾つかのプロセスを必要とし、か
つ該メンブレンの面積を微小化して行った場合、製作上
困難となる。
を形成し、さらに該凹状部内に該ガラス壁の高さまでＳ
i層を形成することは幾つかのプロセスを必要とし、か
つ該メンブレンの面積を微小化して行った場合、製作上
困難となる。
【００１６】本発明はこれらの課題点を解決した選択陽
極接合法を用いた加速度センサーの製造方法、並びにそ
の方法により製造可能な加速度センサーを提案すること
を目的とする。
極接合法を用いた加速度センサーの製造方法、並びにそ
の方法により製造可能な加速度センサーを提案すること
を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の加速度センサー
の製造における基板接合に用いられる陽極接合法には、
次のようなものが挙げられる。
の製造における基板接合に用いられる陽極接合法には、
次のようなものが挙げられる。
【００１８】まず、第１および第２の接合法は、ガラス
基板とシリコン基板との陽極接合に於いて、予め接着す
るべき個所のガラスの厚さを、接着しない個所に比較し
て薄く加工することによって、該接着物間に電圧を印加
した時、すなわち陽極接合の時、接着するべき個所に電
界強度を大きく作用させるものである。該接着物間の静
電引力は、上記電界強度の増加に従って大きくなること
から、接着面間の電界強度の違いは、同時に接着面間に
作用する静電引力の大きさの違いとなる。そこで、ガラ
ス基板とシリコン基板との陽極接合の場合、接着するべ
き個所のガラス面を出来るだけ薄くなる様に、該ガラス
面の背面を凹状に加工することによって、結果として該
凹状個所での静電引力を他の平面個所に比較して増加さ
せることが出来、これにより被接着基板面に於いて、該
凹状個所のみを選択的に接着させるものである。
基板とシリコン基板との陽極接合に於いて、予め接着す
るべき個所のガラスの厚さを、接着しない個所に比較し
て薄く加工することによって、該接着物間に電圧を印加
した時、すなわち陽極接合の時、接着するべき個所に電
界強度を大きく作用させるものである。該接着物間の静
電引力は、上記電界強度の増加に従って大きくなること
から、接着面間の電界強度の違いは、同時に接着面間に
作用する静電引力の大きさの違いとなる。そこで、ガラ
ス基板とシリコン基板との陽極接合の場合、接着するべ
き個所のガラス面を出来るだけ薄くなる様に、該ガラス
面の背面を凹状に加工することによって、結果として該
凹状個所での静電引力を他の平面個所に比較して増加さ
せることが出来、これにより被接着基板面に於いて、該
凹状個所のみを選択的に接着させるものである。
【００１９】更に、第３の接合法は、Ｓi基板とガラス
基板との陽極接合に於いて、新たなアース電極を非接着
個所にするべきガラス基板上に設けることにより、局所
的な非接着個所を意識的に選択しながら接着する事を可
能にするものである。すなわち、Ｓi基板とガラス基板
との陽極接合に於いて、非接着部にするべき個所のガラ
ス側基板の面上に新たに設けた電極とＳi基板との間を
同電位にし、あるいは接着するべき個所のガラス側基板
とＳi基板との間に、該Ｓi基板を陽極とした電圧を印加
する事によって、それぞれ非接着個所あるいは接着個所
を同一基板上に同時に形成する事が可能となる。
基板との陽極接合に於いて、新たなアース電極を非接着
個所にするべきガラス基板上に設けることにより、局所
的な非接着個所を意識的に選択しながら接着する事を可
能にするものである。すなわち、Ｓi基板とガラス基板
との陽極接合に於いて、非接着部にするべき個所のガラ
ス側基板の面上に新たに設けた電極とＳi基板との間を
同電位にし、あるいは接着するべき個所のガラス側基板
とＳi基板との間に、該Ｓi基板を陽極とした電圧を印加
する事によって、それぞれ非接着個所あるいは接着個所
を同一基板上に同時に形成する事が可能となる。
【００２０】即ち、第１の接合法は、接合するべき領域
と非接合にするべき領域とを有するガラス基板とシリコ
ン基板とを接合する選択陽極接合法において、まず前記
ガラス基板の接合面の反対面に接合領域に対応する凹部
を形成することにより接合領域の前記ガラス基板の厚さ
を非接合領域よりも薄く形成すると共に反対面全面に電
極を形成し、次いで前記両基板を重ねて所定温度に加熱
すると共に前記形成した電極とシリコン基板との間に同
一電圧を印加することにより、両基板間の接合するべき
領域を選択的に接合させるもので、凹部の深さが漸次変
化することを含む。
と非接合にするべき領域とを有するガラス基板とシリコ
ン基板とを接合する選択陽極接合法において、まず前記
ガラス基板の接合面の反対面に接合領域に対応する凹部
を形成することにより接合領域の前記ガラス基板の厚さ
を非接合領域よりも薄く形成すると共に反対面全面に電
極を形成し、次いで前記両基板を重ねて所定温度に加熱
すると共に前記形成した電極とシリコン基板との間に同
一電圧を印加することにより、両基板間の接合するべき
領域を選択的に接合させるもので、凹部の深さが漸次変
化することを含む。
【００２１】また第２の接合法は、ガラス基板とシリコ
ン基板とを接合する陽極接合法において、まず前記ガラ
ス基板の接合面と反対面に反対面上の少なくとも一方向
に沿って中心方向に漸深の凹部を形成すると共に凹部を
形成した反対面に電極を形成し、次いで前記両基板を重
ねて所定温度に加熱すると共に前記形成した電極とシリ
コン基板との間に同一電圧を印加し、その後印加してい
る電圧を増加するものである。
ン基板とを接合する陽極接合法において、まず前記ガラ
ス基板の接合面と反対面に反対面上の少なくとも一方向
に沿って中心方向に漸深の凹部を形成すると共に凹部を
形成した反対面に電極を形成し、次いで前記両基板を重
ねて所定温度に加熱すると共に前記形成した電極とシリ
コン基板との間に同一電圧を印加し、その後印加してい
る電圧を増加するものである。
【００２２】更に、第３の接合法は、接合するべき領域
と非接合にするべき領域とを有するガラス基板とシリコ
ン基板とを接合する選択陽極接合法において、まず前記
ガラス基板の非接合とするべき領域又は非接合とするべ
き領域に対応する反対面に電極を形成し、次いで両基板
を重ねて所定温度に加熱すると共に前記電極とシリコン
基板とを同電位に保持しながらガラス基板とシリコン基
板との間に電圧を印加することにより、両基板間の接合
すべき領域を選択的に接合させるもので、電極が蒸着
膜、箔膜、又は平板で形成された導電体であること、電
極の材料がＡl,Ａu,Ｍo,Ｗ,Ｃr,Ｓi,又はＩＴＯである
こと、電極が非接合領域のガラス基板の全面に電気的に
連結された、又は非接合領域のガラス基板の外周で電気
的に連結されたものであることを含む。
と非接合にするべき領域とを有するガラス基板とシリコ
ン基板とを接合する選択陽極接合法において、まず前記
ガラス基板の非接合とするべき領域又は非接合とするべ
き領域に対応する反対面に電極を形成し、次いで両基板
を重ねて所定温度に加熱すると共に前記電極とシリコン
基板とを同電位に保持しながらガラス基板とシリコン基
板との間に電圧を印加することにより、両基板間の接合
すべき領域を選択的に接合させるもので、電極が蒸着
膜、箔膜、又は平板で形成された導電体であること、電
極の材料がＡl,Ａu,Ｍo,Ｗ,Ｃr,Ｓi,又はＩＴＯである
こと、電極が非接合領域のガラス基板の全面に電気的に
連結された、又は非接合領域のガラス基板の外周で電気
的に連結されたものであることを含む。
【００２３】すなわち、本発明は、上面に照射光量の変
化を検出して出力する変位検出固定センサーを配設した
第１ガラス基板と、前記第１ガラス基板上に積重したシ
リコン基板であって前記基板には貫通孔を形成すると共
に、前記貫通孔内に揺動自在に第１スリットを有する重
り部を板バネ部を介して一体に形成してなるシリコン基
板と、シリコン基板上に積重してなり第２スリットを有
する第２ガラス基板とからなり、かつ固定センサーと第
１スリットと第２スリットとを直線状に配設してなる加
速度センサーである。
化を検出して出力する変位検出固定センサーを配設した
第１ガラス基板と、前記第１ガラス基板上に積重したシ
リコン基板であって前記基板には貫通孔を形成すると共
に、前記貫通孔内に揺動自在に第１スリットを有する重
り部を板バネ部を介して一体に形成してなるシリコン基
板と、シリコン基板上に積重してなり第２スリットを有
する第２ガラス基板とからなり、かつ固定センサーと第
１スリットと第２スリットとを直線状に配設してなる加
速度センサーである。
【００２４】更に、本発明は、重りと、該重りの重心あ
るいは該重心の近傍を通る該重り面の法線上に、該法線
に対して直角にそれぞれ短軸及び長軸を有するスリット
を、該重りの重心あるいは該重心の近傍点を点対称とし
た該重りの外周端の２ケ所にそれぞれ該重りを支える板
バネの一端を、そして該重りの重心あるいは該重心の近
傍点を中心に該板バネの一端から角度 225度の位置のＳ
i基板上に該板バネの他端を有する、すなわち前記２枚
の板状バネで該重りを支える可動要素をそれぞれＳi基
板上に一体で形成し、さらに一方のガラス基板の片面あ
るいは両面に遮光薄膜を成膜後上記該スリットを通過す
る光軸線上の該遮光薄膜面内にスリットを、他方のガラ
ス基板の片面に遮光薄膜を、他の片面に上記該重りに形
成した該スリットからの入射光に対して光導電性を示す
薄膜すなわち加速度によって生ずる上記Ｓｉ基板上に形
成した該スリットの変位に対応して電気抵抗変化を生ず
る形状に該光導電性薄膜からなる固定センサーをそれぞ
れ形成し、これら該Ｓi基板を挟む様に上記２枚の該ガ
ラス基板を互いに相対向した状態に、前記第１〜第３の
陽極接合法を用いて接着することによって、該光導電性
薄膜から成る固定センサーの電気抵抗変化から前記重り
に加わる加速度を検出する検出手段とを有することを特
徴とする加速度センサーである。
るいは該重心の近傍を通る該重り面の法線上に、該法線
に対して直角にそれぞれ短軸及び長軸を有するスリット
を、該重りの重心あるいは該重心の近傍点を点対称とし
た該重りの外周端の２ケ所にそれぞれ該重りを支える板
バネの一端を、そして該重りの重心あるいは該重心の近
傍点を中心に該板バネの一端から角度 225度の位置のＳ
i基板上に該板バネの他端を有する、すなわち前記２枚
の板状バネで該重りを支える可動要素をそれぞれＳi基
板上に一体で形成し、さらに一方のガラス基板の片面あ
るいは両面に遮光薄膜を成膜後上記該スリットを通過す
る光軸線上の該遮光薄膜面内にスリットを、他方のガラ
ス基板の片面に遮光薄膜を、他の片面に上記該重りに形
成した該スリットからの入射光に対して光導電性を示す
薄膜すなわち加速度によって生ずる上記Ｓｉ基板上に形
成した該スリットの変位に対応して電気抵抗変化を生ず
る形状に該光導電性薄膜からなる固定センサーをそれぞ
れ形成し、これら該Ｓi基板を挟む様に上記２枚の該ガ
ラス基板を互いに相対向した状態に、前記第１〜第３の
陽極接合法を用いて接着することによって、該光導電性
薄膜から成る固定センサーの電気抵抗変化から前記重り
に加わる加速度を検出する検出手段とを有することを特
徴とする加速度センサーである。
【００２５】また、本発明は、前記記載の加速度センサ
ーの製造方法であって、上面に照射光量の変化を検出し
て出力する変位検出固定センサーを配設した第１ガラス
基板と、貫通孔内に摺動自在に第１スリットを有する重
り部を板バネ部を介して一体に成形してなるシリコン基
板と、第２スリットを有する第２ガラス基板とを、この
順に積層接合して、前記変位検出固定センサー、前記第
１スリット及び前記第２スリットとが直線状に配設さ
れ、かつ前記重り部が前記貫通孔内で面方向に摺動自在
である構造を得る工程を有し、前記第１ガラス基板と前
記シリコン基板との接合及び前記第２ガラス基板と前記
シリコン基板との接合の少なくとも一方の接合に前記記
載の第１〜第３の接合方法から選択された少なくとも１
つの方法を用いることを特徴とする加速度センサーの製
造方法に関する。
ーの製造方法であって、上面に照射光量の変化を検出し
て出力する変位検出固定センサーを配設した第１ガラス
基板と、貫通孔内に摺動自在に第１スリットを有する重
り部を板バネ部を介して一体に成形してなるシリコン基
板と、第２スリットを有する第２ガラス基板とを、この
順に積層接合して、前記変位検出固定センサー、前記第
１スリット及び前記第２スリットとが直線状に配設さ
れ、かつ前記重り部が前記貫通孔内で面方向に摺動自在
である構造を得る工程を有し、前記第１ガラス基板と前
記シリコン基板との接合及び前記第２ガラス基板と前記
シリコン基板との接合の少なくとも一方の接合に前記記
載の第１〜第３の接合方法から選択された少なくとも１
つの方法を用いることを特徴とする加速度センサーの製
造方法に関する。
【００２６】また、本発明は、前記重りに設けられたス
リットが、該重りの重心あるいは該重心の近傍点を通る
該重りの前記第２ガラス面側の面の法線に対して直角な
方向に伸びる長軸及び短軸を有し、かつ、該重りが第１
及び第２の板バネによって前記貫通孔の内壁と一体にな
るように成形されており、該第１の板バネは、前記重り
の重心または重心近傍点を通り、前記スリットの長軸と
垂直な方向に伸びる線と該重りの側面とが接する２つの
位置の一方から該重りの側面に沿って該重心または該重
心の近傍点を中心とて225度の位置まで伸びて前記貫通
孔の内壁に接合しており、該第２の板バネは、前記重り
の重心または重心近傍点を通り、前記スリットの長軸と
垂直な方向に伸びる線と該重りの側面とが接する２つの
位置の他方から前記第１の板バネと逆方向に該重りの側
面に沿って該重心または該重心の近傍点を中心とて225
度の位置まで伸びて前記貫通孔の内壁に接合しており、
これら第１及び第２の板バネの前記第２ガラス面側の面
における平面形状が、前記重心または前記重心近傍点を
中心とする点対称形状をなす、 前記記載の加速度センサ
ーの製造方法に関する。
リットが、該重りの重心あるいは該重心の近傍点を通る
該重りの前記第２ガラス面側の面の法線に対して直角な
方向に伸びる長軸及び短軸を有し、かつ、該重りが第１
及び第２の板バネによって前記貫通孔の内壁と一体にな
るように成形されており、該第１の板バネは、前記重り
の重心または重心近傍点を通り、前記スリットの長軸と
垂直な方向に伸びる線と該重りの側面とが接する２つの
位置の一方から該重りの側面に沿って該重心または該重
心の近傍点を中心とて225度の位置まで伸びて前記貫通
孔の内壁に接合しており、該第２の板バネは、前記重り
の重心または重心近傍点を通り、前記スリットの長軸と
垂直な方向に伸びる線と該重りの側面とが接する２つの
位置の他方から前記第１の板バネと逆方向に該重りの側
面に沿って該重心または該重心の近傍点を中心とて225
度の位置まで伸びて前記貫通孔の内壁に接合しており、
これら第１及び第２の板バネの前記第２ガラス面側の面
における平面形状が、前記重心または前記重心近傍点を
中心とする点対称形状をなす、 前記記載の加速度センサ
ーの製造方法に関する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
【００２８】
【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２９】(実施例１) 図１〜５は第１の本発明の実施例を示す。
【００３０】これらの図に於いて、１はＳi基板、２は
Ｓi基板１に加工した振り子、３はＳi基板１に加工して
形成した振り子２の円弧運動中心となる軸梁(縦 10μ
ｍ,横 15μｍの直方体状梁)、４はＳi基板１に加工した
空隙、５はガラス基板、６はガラス基板５の非接着にす
るべき個所に加工した深さ３μｍの凹状の溝、７は６と
同様に非接着にするべき個所のガラス基板５に加工した
深さ３μｍの凹状の溝、８は接着するべき個所のガラス
基板５に加工した溝(接着面までの厚さは 0.2ｍｍ)、10
は陽極接合時に電界を印加するため接着面に対して反
対側のガラス５の表面に成膜した導電膜から成る電極、
11 は針電極、12 は直流電源、13 はヒーター付プラテ
ンである。
Ｓi基板１に加工した振り子、３はＳi基板１に加工して
形成した振り子２の円弧運動中心となる軸梁(縦 10μ
ｍ,横 15μｍの直方体状梁)、４はＳi基板１に加工した
空隙、５はガラス基板、６はガラス基板５の非接着にす
るべき個所に加工した深さ３μｍの凹状の溝、７は６と
同様に非接着にするべき個所のガラス基板５に加工した
深さ３μｍの凹状の溝、８は接着するべき個所のガラス
基板５に加工した溝(接着面までの厚さは 0.2ｍｍ)、10
は陽極接合時に電界を印加するため接着面に対して反
対側のガラス５の表面に成膜した導電膜から成る電極、
11 は針電極、12 は直流電源、13 はヒーター付プラテ
ンである。
【００３１】つぎに、上記構成に於いてＳi基板１とガ
ラス基板５との接着をする前に、接着するべき個所と接
着してはいけない個所との整合を、Ｓi基板１とガラス
基板５との間で行なう。すなわちＳi基板１に加工した
可動要素となる振り子２がガラス基板５に加工した溝６
に相対向する様に、それぞれＳi基板１及びガラス基板
５を突き合せる。次いで、プラテン 13 によって被接着
物を 400℃に加熱保持した状態で、針電極 11 を薄膜電
極 10 に電気的に連結し、直流電源 12 によってＳi基
板１及びガラス基板５がそれぞれ陽極及び陰極になる様
に電圧を印加する。
ラス基板５との接着をする前に、接着するべき個所と接
着してはいけない個所との整合を、Ｓi基板１とガラス
基板５との間で行なう。すなわちＳi基板１に加工した
可動要素となる振り子２がガラス基板５に加工した溝６
に相対向する様に、それぞれＳi基板１及びガラス基板
５を突き合せる。次いで、プラテン 13 によって被接着
物を 400℃に加熱保持した状態で、針電極 11 を薄膜電
極 10 に電気的に連結し、直流電源 12 によってＳi基
板１及びガラス基板５がそれぞれ陽極及び陰極になる様
に電圧を印加する。
【００３２】この操作によって、接着するべき個所、す
なわち溝８のガラス表面と接着するべきＳi基板表面間
の電界強度は、非接着とするべき個所と比較して大きく
なる。従って、ガラス基板とＳi基板１との間で陽極接
合を行なう場合、直流電源 12によって電圧を次第に増
加して行くと、接着は最も大きな電界強度を生ずる溝８
の個所で生ずる。そして、上記の様な操作によって接着
するべき個所で接着が生じた時点で、ガラス基板５とＳ
i基板１との間に印加している電圧を一定に保持した場
合、溝６及び溝７での接着(Ｓi基板１とガラス基板５と
の間の接着)を防止できる。すなわち、上記の電界差を
利用することによって、選択した個所のみを陽極接合す
る事が可能となる。
なわち溝８のガラス表面と接着するべきＳi基板表面間
の電界強度は、非接着とするべき個所と比較して大きく
なる。従って、ガラス基板とＳi基板１との間で陽極接
合を行なう場合、直流電源 12によって電圧を次第に増
加して行くと、接着は最も大きな電界強度を生ずる溝８
の個所で生ずる。そして、上記の様な操作によって接着
するべき個所で接着が生じた時点で、ガラス基板５とＳ
i基板１との間に印加している電圧を一定に保持した場
合、溝６及び溝７での接着(Ｓi基板１とガラス基板５と
の間の接着)を防止できる。すなわち、上記の電界差を
利用することによって、選択した個所のみを陽極接合す
る事が可能となる。
【００３３】なお、上記実施例においては被接着物を 4
00℃に加熱したがこれに限られない。
00℃に加熱したがこれに限られない。
【００３４】(実施例２) 図６，７は第２の本発明の実施例を示すものである。こ
れらの図に於いて１はＳi基板、５はガラス基板、９は
ガラス基板５の中心近傍で最も薄く、外周で厚くなる凹
状溝、10 はガラス基板５上の溝９の表面に成膜したＡl
薄膜電極、11はＡl薄膜電極 10 に電気的に連結してい
る針電極、12 はガラス基板５とＳi基板１との間に電圧
を印加するための直流電源、13 はヒーター付プラテン
である。
れらの図に於いて１はＳi基板、５はガラス基板、９は
ガラス基板５の中心近傍で最も薄く、外周で厚くなる凹
状溝、10 はガラス基板５上の溝９の表面に成膜したＡl
薄膜電極、11はＡl薄膜電極 10 に電気的に連結してい
る針電極、12 はガラス基板５とＳi基板１との間に電圧
を印加するための直流電源、13 はヒーター付プラテン
である。
【００３５】つぎに上記構成に於いて、Ｓi基板１とガ
ラス基板５とを接着をするに際しては、まずＳi基板１
と溝９に対して反対側のガラス基板５との表面同士を互
いに突き合せる。次いで、ヒーター付プラテン 13 によ
って該被接着物を 400℃に加熱及び保持しながら、直流
電源 12 によってＳi基板１及びガラス基板５がそれぞ
れ陽極及び陰極になる様に電圧を印加し、そして直流電
源 12 を操作して、該電圧を次第に増加して行く。従っ
て、ガラス基板５とＳi基板１の接着面との間に生ずる
電界強度は、該溝９の中心近傍で最も大きくなる。
ラス基板５とを接着をするに際しては、まずＳi基板１
と溝９に対して反対側のガラス基板５との表面同士を互
いに突き合せる。次いで、ヒーター付プラテン 13 によ
って該被接着物を 400℃に加熱及び保持しながら、直流
電源 12 によってＳi基板１及びガラス基板５がそれぞ
れ陽極及び陰極になる様に電圧を印加し、そして直流電
源 12 を操作して、該電圧を次第に増加して行く。従っ
て、ガラス基板５とＳi基板１の接着面との間に生ずる
電界強度は、該溝９の中心近傍で最も大きくなる。
【００３６】電界強度の増加に従って静電引力は増加す
るため、該静電引力によって、接着は最初に、該溝９の
中心近傍で生ずる。そして、該印加電圧を次第に増加し
て行くに従って、該接着は該接着基板の中心部から外周
部へと進行して行く。この上記接着方法によって、すな
わち接着は該接着物の中心部でまず生じ、次第に外周方
向に向かって生ずることから、該中心部分での接着漏れ
を防止することが可能となり、結果として、全面に渡っ
て一様な接着を容易な操作で行なうことが出来る。
るため、該静電引力によって、接着は最初に、該溝９の
中心近傍で生ずる。そして、該印加電圧を次第に増加し
て行くに従って、該接着は該接着基板の中心部から外周
部へと進行して行く。この上記接着方法によって、すな
わち接着は該接着物の中心部でまず生じ、次第に外周方
向に向かって生ずることから、該中心部分での接着漏れ
を防止することが可能となり、結果として、全面に渡っ
て一様な接着を容易な操作で行なうことが出来る。
【００３７】(実施例３) 図８〜10 は本発明の第３の発明の実施例を示すもので
ある。
ある。
【００３８】図８は本発明の特徴を最も良く表わす図面
であり、図９及び図10 は図８に於けるそれぞれＡ矢視
図及びＢ矢視図である。上記のこれらの図に於いて、21
は接着用Ｓi基板、22 はＳi基板 21 に加工した円弧運
動する振り子、23 は振り子22 の軸梁、24 は空隙、25
はガラス(パイレックス#7740)基板、26 はガラス基板 2
5 に加工した深さ３μｍの凹状の溝、27 はＳi基板 21
とガラス基板 25 を陽極接合する場合の非接着個所であ
るところの溝 26 の直上のガラス基板 25 の表面に電気
的に連結しており、溝 26 の大きさと同等な、かつ同様
な形状を有するアース電極である。28 はヒーター付プ
ラテン、29 は陽極接合用直流電源、30はガラス基板 25
の表面に接触し、電気的に連結している針電極、31 は
アース電極 27 に接触し、電気的に連結している針電極
である。
であり、図９及び図10 は図８に於けるそれぞれＡ矢視
図及びＢ矢視図である。上記のこれらの図に於いて、21
は接着用Ｓi基板、22 はＳi基板 21 に加工した円弧運
動する振り子、23 は振り子22 の軸梁、24 は空隙、25
はガラス(パイレックス#7740)基板、26 はガラス基板 2
5 に加工した深さ３μｍの凹状の溝、27 はＳi基板 21
とガラス基板 25 を陽極接合する場合の非接着個所であ
るところの溝 26 の直上のガラス基板 25 の表面に電気
的に連結しており、溝 26 の大きさと同等な、かつ同様
な形状を有するアース電極である。28 はヒーター付プ
ラテン、29 は陽極接合用直流電源、30はガラス基板 25
の表面に接触し、電気的に連結している針電極、31 は
アース電極 27 に接触し、電気的に連結している針電極
である。
【００３９】つぎに上記構成に於いて、両基板 22，25
の接合を説明する。まず、プラテン28 によりＳi基板 2
1 及びガラス基板 25 を 400℃に加熱後、針状電極 30
を介して電源 29 によってＳi基板 21 とガラス基板 25
との間に電圧を印加する。一方、同時に針状電極 31
を介してアース電極 27 をＳi基板 21 と同電位になる
様にする。すなわち本実施例の場合、アースに接続す
る。この状態で直流電源 29 を 200Ｖで 10分間保持し
たところ、接着してはならない個所、すなわち溝 26 の
個所以外の全ての個所で希望通りに接着した。
の接合を説明する。まず、プラテン28 によりＳi基板 2
1 及びガラス基板 25 を 400℃に加熱後、針状電極 30
を介して電源 29 によってＳi基板 21 とガラス基板 25
との間に電圧を印加する。一方、同時に針状電極 31
を介してアース電極 27 をＳi基板 21 と同電位になる
様にする。すなわち本実施例の場合、アースに接続す
る。この状態で直流電源 29 を 200Ｖで 10分間保持し
たところ、接着してはならない個所、すなわち溝 26 の
個所以外の全ての個所で希望通りに接着した。
【００４０】本陽極接合過程に於いて、振り子 22 とガ
ラスの溝 26 との間での接着は生じなく、かつ可動要素
とするべき軸梁 23 の破損もなく、期待通りの接着が可
能であった。すなわち、アース電極 27 によって、ガラ
ス溝 26 と振り子 22 との間に静電引力が作用しない効
果が認められた。本方法によって、軸梁 23 の径が極め
て微小(縦 10μｍ、横 15μｍ)な振り子 22 を有するＳ
i基板 21 とガラス基板 25 との間の接着を、各要素を
破壊することなくできた。尚、アース電極 27は、薄板
ガラス板にアルミホイールを巻いたものを使用したが、
必ずしもアルミホールである必要はなく、上記のアース
電極としての作用をする導電膜(例えば、Ａl,Ａu,Ｍo,
Ｗ,Ｃr,Ｓi薄膜、ＩＴＯ透明膜)であっても良い。更
に、形成方法として蒸着法等も用いられる。
ラスの溝 26 との間での接着は生じなく、かつ可動要素
とするべき軸梁 23 の破損もなく、期待通りの接着が可
能であった。すなわち、アース電極 27 によって、ガラ
ス溝 26 と振り子 22 との間に静電引力が作用しない効
果が認められた。本方法によって、軸梁 23 の径が極め
て微小(縦 10μｍ、横 15μｍ)な振り子 22 を有するＳ
i基板 21 とガラス基板 25 との間の接着を、各要素を
破壊することなくできた。尚、アース電極 27は、薄板
ガラス板にアルミホイールを巻いたものを使用したが、
必ずしもアルミホールである必要はなく、上記のアース
電極としての作用をする導電膜(例えば、Ａl,Ａu,Ｍo,
Ｗ,Ｃr,Ｓi薄膜、ＩＴＯ透明膜)であっても良い。更
に、形成方法として蒸着法等も用いられる。
【００４１】(実施例４) 図11，12 は第３の本発明の他の実施例を示すものであ
る。図11 は本発明の特徴を最も良く表わす図面であ
り、図12 は図11 のＣ矢視図である。上記のこれらの図
に於いて、21 はＳi基板、25 は深さ３μｍの溝 26 を
有するガラス基板、27 はアース電極で、Ｓi基板 21 と
ガラス基板 25 を陽極接合する場合の非接着個所である
ところの溝 26 の直上のガラス基板 25 の表面に電気的
に連結し、溝26 の大きさと同等な、かつ同様な形状を
有する。28 はヒーター付プラテン、29 は陽極接合用直
流電源、30 はガラス基板 25 の表面に接触し、電気的
に連結している針電極、31，32，33 はそれぞれアース
電極 27 に接触し、電気的に連結している針電極であ
る。
る。図11 は本発明の特徴を最も良く表わす図面であ
り、図12 は図11 のＣ矢視図である。上記のこれらの図
に於いて、21 はＳi基板、25 は深さ３μｍの溝 26 を
有するガラス基板、27 はアース電極で、Ｓi基板 21 と
ガラス基板 25 を陽極接合する場合の非接着個所である
ところの溝 26 の直上のガラス基板 25 の表面に電気的
に連結し、溝26 の大きさと同等な、かつ同様な形状を
有する。28 はヒーター付プラテン、29 は陽極接合用直
流電源、30 はガラス基板 25 の表面に接触し、電気的
に連結している針電極、31，32，33 はそれぞれアース
電極 27 に接触し、電気的に連結している針電極であ
る。
【００４２】つぎに、上記構成に於いて、プラテン 28
によりＳi基板 21 及びガラス基板25 を 400℃に加熱
し、保持しながら電源 29 によってＳi基板 21 とガラ
ス基板25 の表面との間に針状電極 30 を介して電圧を
印加する。一方、同時に針状電極 31 を介してアース電
極 27 をＳi基板 21 と同電位にする。すなわち、本実
施例の場合、アースに接続する。この状態で直流電源 2
9 を 200Ｖに 10分間保持したところ、接着してはなら
ない個所、すなわち溝 26 の個所以外の全ての平面で基
板 21，25 は接着した。
によりＳi基板 21 及びガラス基板25 を 400℃に加熱
し、保持しながら電源 29 によってＳi基板 21 とガラ
ス基板25 の表面との間に針状電極 30 を介して電圧を
印加する。一方、同時に針状電極 31 を介してアース電
極 27 をＳi基板 21 と同電位にする。すなわち、本実
施例の場合、アースに接続する。この状態で直流電源 2
9 を 200Ｖに 10分間保持したところ、接着してはなら
ない個所、すなわち溝 26 の個所以外の全ての平面で基
板 21，25 は接着した。
【００４３】これに対し、アース電極 27 及び針電極 3
1，32，33 を取り外した以外は上記と同様に操作した場
合、該Ｓi基板と該ガラス基板との陽極接合に於いて、
接着してはならない溝６で接着が余儀なく生じた。すな
わち、非接着にするべき個所で接着を生じた事になる。
このため、ガラス基板 25 は波状に反り返り、結果とし
て接着するべき個所で接着出来ない現象も同時に生じ
た。
1，32，33 を取り外した以外は上記と同様に操作した場
合、該Ｓi基板と該ガラス基板との陽極接合に於いて、
接着してはならない溝６で接着が余儀なく生じた。すな
わち、非接着にするべき個所で接着を生じた事になる。
このため、ガラス基板 25 は波状に反り返り、結果とし
て接着するべき個所で接着出来ない現象も同時に生じ
た。
【００４４】従って該アース電極の使用により、接着し
てはならない個所と接着するべき個所とを事前に選択す
る、すなわち選択的な接着が可能であった。
てはならない個所と接着するべき個所とを事前に選択す
る、すなわち選択的な接着が可能であった。
【００４５】(実施例５) 図13〜17 は第４の本発明の実施例を示すもので、図13
は本発明の特徴を最も良く表わす図面であり、図14 は
図13 のＤ矢視図であり、図15 は図13 のＦ矢視図であ
り、図16 は図13 のＥ矢視図であり図17 は信号のピッ
ク・アップを表わす図である。上記のこれらの図に於い
て 101 はＳi基板、102 はＳi基板 101 に形成した重り
部、103 は重り部 102 の梁を形成する板バネ部、104
は重り部 102 及び板バネ部 103 を形成した時に生ずる
空隙である。105 及び 106 は第１及び第２ガラス基板
(パイレックス#7740)である。
は本発明の特徴を最も良く表わす図面であり、図14 は
図13 のＤ矢視図であり、図15 は図13 のＦ矢視図であ
り、図16 は図13 のＥ矢視図であり図17 は信号のピッ
ク・アップを表わす図である。上記のこれらの図に於い
て 101 はＳi基板、102 はＳi基板 101 に形成した重り
部、103 は重り部 102 の梁を形成する板バネ部、104
は重り部 102 及び板バネ部 103 を形成した時に生ずる
空隙である。105 及び 106 は第１及び第２ガラス基板
(パイレックス#7740)である。
【００４６】107 はアース電極で、Ｓi基板 101 とガラ
ス基板 106 とをそれぞれ陽極接合する(Ｓi基板 101 と
第１ガラス基板 105 を接合、その後第２ガラス基板 10
6とＳi基板 101 を接合する)時、非接着個所であるとこ
ろの溝 115 の直上の第２ガラス基板 106 の表面に電気
的に連結しており、溝 115 の大きさと同等な、かつ同
様な形状を有する。110 は第２ガラス基板 106 の表面
に接触し、電気的に連結している針電極、111 はアース
電極 107 に接触し、電気的に連結している針電極、114
は第２ガラス基板 106 の下面に成膜した遮光用金属薄
膜(蒸着Ａl膜)、115 は溝で、Ｓi基板 101 とガラス基
板 105，106 とを接着する場合、接着してはいけない部
分であるところの可動部、すなわち重り部 102 と梁で
あるバネ板 103 がガラス基板に接着しない様に、Ｓi基
板 101 に設けたものである。溝 116 は重り部 102 の
中央部に設けた深溝である。
ス基板 106 とをそれぞれ陽極接合する(Ｓi基板 101 と
第１ガラス基板 105 を接合、その後第２ガラス基板 10
6とＳi基板 101 を接合する)時、非接着個所であるとこ
ろの溝 115 の直上の第２ガラス基板 106 の表面に電気
的に連結しており、溝 115 の大きさと同等な、かつ同
様な形状を有する。110 は第２ガラス基板 106 の表面
に接触し、電気的に連結している針電極、111 はアース
電極 107 に接触し、電気的に連結している針電極、114
は第２ガラス基板 106 の下面に成膜した遮光用金属薄
膜(蒸着Ａl膜)、115 は溝で、Ｓi基板 101 とガラス基
板 105，106 とを接着する場合、接着してはいけない部
分であるところの可動部、すなわち重り部 102 と梁で
あるバネ板 103 がガラス基板に接着しない様に、Ｓi基
板 101 に設けたものである。溝 116 は重り部 102 の
中央部に設けた深溝である。
【００４７】117 は第２ガラス板 106 の上面にある細
長い光導入用の第２スリットで、遮光用金属薄膜 114
に対して反対側の表面上のアース電極 107 の中央部に
形成してある。118 は遮光用金属薄膜 114 の中央部に
形成した小さな細長い形状の光導入用スリットである。
119 は重り部 102 の中央部に形成した小さな細長い形
状の光導入用第１スリットであり、尚重り部 102 が静
止状態の時、上記の 117，118，119 の各スリットは入
射光の光軸が一致する位置にある。
長い光導入用の第２スリットで、遮光用金属薄膜 114
に対して反対側の表面上のアース電極 107 の中央部に
形成してある。118 は遮光用金属薄膜 114 の中央部に
形成した小さな細長い形状の光導入用スリットである。
119 は重り部 102 の中央部に形成した小さな細長い形
状の光導入用第１スリットであり、尚重り部 102 が静
止状態の時、上記の 117，118，119 の各スリットは入
射光の光軸が一致する位置にある。
【００４８】図15 において、120，121，122，123 はい
ずれも光導電薄膜(ＣdＳ)である。124，125，126，12
7，128，129，130，131 は導電体から成る電極である。
また、図17 中 132 は交流電源であり、133 は各光電変
換薄膜 120，121，122，123 によってブリッジ回路を組
んだ場合の出力を検出する電圧計である。なお、図15，
16 中a〜hは各光電変換膜 120〜123 の端子である。
ずれも光導電薄膜(ＣdＳ)である。124，125，126，12
7，128，129，130，131 は導電体から成る電極である。
また、図17 中 132 は交流電源であり、133 は各光電変
換薄膜 120，121，122，123 によってブリッジ回路を組
んだ場合の出力を検出する電圧計である。なお、図15，
16 中a〜hは各光電変換膜 120〜123 の端子である。
【００４９】次に、上記構成に於いて、図13 に見る様
な紙面に平行な加速度αxが生じた時、重り部 102 は次
の様な力Ｆを受ける。すなわち、 Ｆ＝ｍα ────(１) ここで、Ｆ:重り部 102 が受ける力、ｍ:重り部 102 の
質量、α:重り部 102が受ける加速度、重り部が受ける
力Ｆは、重り部が受ける加速度αの方向に対して反対方
向に作用する。そこで、今図14 に見る様に加速度αxに
よって重り部 102 に生じた力Ｆxにより、重り部 102
の変位ξxは力Ｆxの方向に生じ次の様になる。すなわ
ち、 Ｆx＝kxξx────(２)
な紙面に平行な加速度αxが生じた時、重り部 102 は次
の様な力Ｆを受ける。すなわち、 Ｆ＝ｍα ────(１) ここで、Ｆ:重り部 102 が受ける力、ｍ:重り部 102 の
質量、α:重り部 102が受ける加速度、重り部が受ける
力Ｆは、重り部が受ける加速度αの方向に対して反対方
向に作用する。そこで、今図14 に見る様に加速度αxに
よって重り部 102 に生じた力Ｆxにより、重り部 102
の変位ξxは力Ｆxの方向に生じ次の様になる。すなわ
ち、 Ｆx＝kxξx────(２)
【００５０】ここで、kx :図14 に於いてＸ軸方向の変
位によって生ずるバネ板 103 のバネ定数。従って、図1
6 に見る様に重り部 102 に形成したスリット 119 がＸ
軸方向にξxだけ変位することによって、それぞれ光導
電薄膜 120，122 の電気抵抗は大きく、光導電薄膜 12
1，123 の電気抵抗は小さくなるため、図17 に於ける光
導電薄膜 121，122，123，124 によって構成したブリッ
ジ回路の出力電圧は、加速度αxの増加と共に大きくな
る。すなわち、 Ｖx ∝ αx─────(３) ここで、Ｖx:加速度αxによって生じた出力電圧。
位によって生ずるバネ板 103 のバネ定数。従って、図1
6 に見る様に重り部 102 に形成したスリット 119 がＸ
軸方向にξxだけ変位することによって、それぞれ光導
電薄膜 120，122 の電気抵抗は大きく、光導電薄膜 12
1，123 の電気抵抗は小さくなるため、図17 に於ける光
導電薄膜 121，122，123，124 によって構成したブリッ
ジ回路の出力電圧は、加速度αxの増加と共に大きくな
る。すなわち、 Ｖx ∝ αx─────(３) ここで、Ｖx:加速度αxによって生じた出力電圧。
【００５１】今、上記の加速度センサーを２個用いる事
によって、すなわちＸ方向の加速度αx及びＹ方向の加
速度αyを同時に検出することによって、Ｘ-Ｙ平面内の
加速度αxyを求める事ができる。すなわち、 αxy＝(αx 2＋αy 2)1/2─────(４) 本実施例に於いて、厚さ 0.53ｍｍのＳi基板に６ｍｍ×
６ｍｍ×0.5ｍｍ寸法の重り部及び断面形状が 0.1ｍｍ
×0.5ｍｍのバネ板を形成した場合、Ｘ軸方向の加速度
αx＝10Ｇの時、約200ｍＶの出力電圧の変化を得た。
によって、すなわちＸ方向の加速度αx及びＹ方向の加
速度αyを同時に検出することによって、Ｘ-Ｙ平面内の
加速度αxyを求める事ができる。すなわち、 αxy＝(αx 2＋αy 2)1/2─────(４) 本実施例に於いて、厚さ 0.53ｍｍのＳi基板に６ｍｍ×
６ｍｍ×0.5ｍｍ寸法の重り部及び断面形状が 0.1ｍｍ
×0.5ｍｍのバネ板を形成した場合、Ｘ軸方向の加速度
αx＝10Ｇの時、約200ｍＶの出力電圧の変化を得た。
【００５２】なお、上記実施例において光量変化の検出
に上記構成のセンサーを用いたがこれに限られず各種の
光センサーを使用することができ、更に、電圧の検出も
上記回路に限られるものではない。
に上記構成のセンサーを用いたがこれに限られず各種の
光センサーを使用することができ、更に、電圧の検出も
上記回路に限られるものではない。
【００５３】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明で用いられる
第１の接合法には、ガラス基板と導電体との陽極接合に
於いて、ガラス基板の厚さを接着個所で薄く、あるいは
接着してはいけない個所で厚く加工することにより、同
一電圧を印加した時被接着物間に働く静電引力をそれぞ
れ大きく、あるいは小さく作用させることができ、この
ため選択した個所のみを接着できる効果がある。
第１の接合法には、ガラス基板と導電体との陽極接合に
於いて、ガラス基板の厚さを接着個所で薄く、あるいは
接着してはいけない個所で厚く加工することにより、同
一電圧を印加した時被接着物間に働く静電引力をそれぞ
れ大きく、あるいは小さく作用させることができ、この
ため選択した個所のみを接着できる効果がある。
【００５４】さらに、第２の接合法においては、ガラス
基板と導電体との間で陽極接合する場合、ガラス基板の
厚さを接着面の中心近傍で薄くなる様に、あるいは外周
部で厚くなる様に加工することにより、(すなわち、ガ
ラス基板を凹状に加工することによって)印加電圧を次
第に増加して行った場合、被接着物間に働く静電引力が
該接着基板の中心近傍で最も大きく、そして半径方向で
ある外周部に進むに従って次第に小さくなる様に作用さ
せることが可能となり、該接着が中心から外周部に向か
って次第に連続的に生ずるので接着ムラを防止する効果
がある。
基板と導電体との間で陽極接合する場合、ガラス基板の
厚さを接着面の中心近傍で薄くなる様に、あるいは外周
部で厚くなる様に加工することにより、(すなわち、ガ
ラス基板を凹状に加工することによって)印加電圧を次
第に増加して行った場合、被接着物間に働く静電引力が
該接着基板の中心近傍で最も大きく、そして半径方向で
ある外周部に進むに従って次第に小さくなる様に作用さ
せることが可能となり、該接着が中心から外周部に向か
って次第に連続的に生ずるので接着ムラを防止する効果
がある。
【００５５】また、第３の接合法は、(１)ガラス基板と
Ｓi基板との陽極接合に於いて、非接着とするべき個所
のガラス基板表面上に電極を形成し、該電極とＳi基板
との間の電位を零に保持しながら陽極接合することによ
って、非接着個所及び接着個所を意識的に選択すること
を可能にする効果がある。
Ｓi基板との陽極接合に於いて、非接着とするべき個所
のガラス基板表面上に電極を形成し、該電極とＳi基板
との間の電位を零に保持しながら陽極接合することによ
って、非接着個所及び接着個所を意識的に選択すること
を可能にする効果がある。
【００５６】(２)意識的に凹形状の溝を有したガラス基
板とＳi基板との陽極接合に於いて、凹形状溝部を非接
着個所、及び他の平面個所を接着個所とする場合、非接
着個所のガラス基板表面上に、ガラス基板とＳi基板間
を同電位にするような電極あるいは電極膜を構成するこ
とによって、陽極接合後、被接着部材の曲げモーメント
による歪、あるいは引張りによる要素の破壊等を防止で
きる効果がある。
板とＳi基板との陽極接合に於いて、凹形状溝部を非接
着個所、及び他の平面個所を接着個所とする場合、非接
着個所のガラス基板表面上に、ガラス基板とＳi基板間
を同電位にするような電極あるいは電極膜を構成するこ
とによって、陽極接合後、被接着部材の曲げモーメント
による歪、あるいは引張りによる要素の破壊等を防止で
きる効果がある。
【００５７】更に、本発明の加速センサーにおいては、
微細に構成したので、微小な加速度を検出できる。
微細に構成したので、微小な加速度を検出できる。
【図１】本発明で用いられる第１の接合法を実施して基
板を接合している状態を示す説明図である。
板を接合している状態を示す説明図である。
【図２】図１中の矢印Ａ方向断面平面図である。
【図３】図１中の矢印Ｂ方向断面平面図である。
【図４】図１中の矢印Ｃ方向断面平面図である。
【図５】図１の第２基板を除去した状態を示す斜視図で
ある。
ある。
【図６】本発明で用いられる第２の接合法を実施してい
る状態を示す説明図である。
る状態を示す説明図である。
【図７】図６中の矢印Ｅ方向断面平面図である。
【図８】本発明で用いられる第３の接合法を実施して基
板を接合している状態を示す説明図である。
板を接合している状態を示す説明図である。
【図９】図８中の矢印Ａ方向断面平面図である。
【図１０】図８中の矢印Ｂ方向断面平面図である。
【図１１】本発明で用いられる第３の接合法の他の実施
状態を示す説明図である。
状態を示す説明図である。
【図１２】図11 中の矢印Ｃ方向断面平面図である。
【図１３】本発明の一実施例を示す断面側面図である。
【図１４】図13 中の矢印Ｄ方向断面平面図である。
【図１５】図13 中の矢印Ｆ方向部分断面平面図であ
る。
る。
【図１６】図13 中の矢印Ｅ方向部分断面平面図であ
る。
る。
【図１７】図13 中のセンサ部の出力回路の一例を示す
配線図である。
配線図である。
１ Ｓi基板 ２ 振り子 ３ 軸梁 ４ 空隙 ５ ガラス基板 ６ 溝 ７ 溝 ８ 溝 ９ 溝 10 電極 11 針電極 12 直流電源 13 ヒーター付プラテン 21 Ｓi基板 22 振り子 23 軸梁 24 空隙 25 ガラス基板 26 溝 27 アース電極 28 ヒーター付プラテン 29 直流電源 30，31，32，33 針電極 101 Ｓi基板 102 重り部 103 バネ板部 104 空隙 105 第１ガラス基板 106 第２ガラス基板 107 アース電極 108 ヒーター付プラテン 110 針電極 111 針電極 117 第２スリット 119 第１スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−201752（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開500234（ＥＰ，Ａ ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 29/84 G01P 15/08
Claims (9)
- 【請求項１】 上面に照射光量の変化を検出して出力す
る変位検出固定センサーを配設した第１ガラス基板と、
前記第１ガラス基板上に積重したシリコン基板であって
前記基板には貫通孔を形成すると共に、前記貫通孔内に
揺動自在に第１スリットを有する重り部を板バネ部を介
して一体に形成してなるシリコン基板と、シリコン基板
上に積重してなり第２スリットを有する第２ガラス基板
とからなり、かつ固定センサーと第１スリットと第２ス
リットとを直線状に配設してなる加速度センサー。 - 【請求項２】 前記重りに設けられたスリットが、該重
りの重心あるいは該重心の近傍点を通る該重りの前記第
２ガラス面側の面の法線に対して直角な方向に伸びる長
軸及び短軸を有し、 かつ、該重りが第１及び第２の板バネによって前記貫通
孔の内壁と一体に成形されており、 該第１の板バネは、前記重りの重心または重心近傍点を
通り、前記スリットの長軸と垂直な方向に伸びる線と該
重りの側面とが接する２つの位置の一方から該重りの側
面に沿って該重心または該重心の近傍点を中心として２
２５度の位置まで伸びて前記貫通孔の内壁に接合してお
り、該第２の板バネは、前記重りの重心または重心近傍
点を通り、前記スリットの長軸と垂直な方向に伸びる線
と該重りの側面とが接する２つの位置の他方から前記第
１の板バネと逆方向に該重りの側面に沿って該重心また
は該重心の近傍点を中心とて２２５度の位置まで伸びて
前記貫通孔の内壁に接合しており、これら第１及び第２
の板バネの前記第２ガラス面側の面における平面形状
が、前記重心または前記重心近傍点を中心とする点対称
形状をなす請求項１に記載の加速度センサー。 - 【請求項３】 請求項１に記載の加速度センサーの製造
方法であって、 上面に照射光量の変化を検出して出力する変位検出固定
センサーを配設した第１ガラス基板と、貫通孔内に摺動
自在に第１スリットを有する重り部を板バネ部 を介して
一体に成形してなるシリコン基板と、第２スリットを有
する第２ガラス基板とを、この順に積層接合して、前記
変位検出固定センサー、前記第１スリット及び前記第２
スリットとが直線状に配設され、かつ前記重り部が前記
貫通孔内で面方向に摺動自在である構造を得る工程を有
し、 前記第１ガラス基板と前記シリコン基板との接合及び前
記第２ガラス基板と前記シリコン基板との接合の少なく
とも一方の接合に以下の接合方法(a)、(b)及び(c)： (a)接合するべき領域と非接合にするべき領域とを有す
るガラス基板とシリコン基板とを接合する選択陽極接合
法において、まず前記ガラス基板の接合面の反対面に接
合領域に対応する凹部を形成することにより接合領域の
前記ガラス基板の厚さを非接合領域よりも薄く形成する
と共に反対面全面に電極を形成し、次いで前記両基板を
重ねて所定温度に加熱すると共に前記形成した電極と導
電体基板又は半導体基板との間に同一電圧を印加するこ
とにより、両基板間の接合するべき領域を選択的に接合
させることを特徴とする選択陽極接合法 (b)ガラス基板とシリコン基板とを接合する陽極接合法
において、まず前記ガラス基板の接合する面と反対面に
反対面上の少なくとも一方向に沿って中心方向に漸深の
凹部を形成すると共に凹部を形成した反対面に電極を形
成し、次いで前記両基板を重ねて所定温度に加熱すると
共に前記形成した電極とシリコン基板との間に同一電圧
を印加し、その後印加している電圧を増加させることを
特徴とする陽極接合法 (c)接合するべき領域と非接合にするべき領域とを有す
るガラス基板とシリコン基板とを接合する選択陽極接合
法において、まず前記ガラス基板の非接合とするべき領
域又は非接合とするべき領域に対応する反対面に電極を
形成し、次いで両基板を重ねて所定温度に加熱すると共
に前記電極と導電体基板又は半導体基板とを同電位に保
持しながらガラス基板とシリコン基板との間に電圧を印
加することにより、両基板間の接合すべき領域を選択的
に接合させることを特徴とする選択陽極接合法から選択
された少なくとも１つの方法を用いることを特徴とする
加速度センサーの製造方法。 - 【請求項４】 前記接合方法が(a)であり、かつ、前記
凹部の深さが漸次変化する請求項３に記載の加速度セン
サーの製造方法。 - 【請求項５】 前記電極が蒸着膜、箔膜、又は平板で形
成された導電体である請求項３または４に記載に記載の
加速度センサーの製造方法。 - 【請求項６】 前記電極の材料がＡl,Ａu,Ｍo,Ｗ,Ｃr,
Ｓi、又はＩＴＯである請求項５に記載の加速度センサ
ーの製造方法。 - 【請求項７】 電極が非接合領域のガラス基板の全面に
電気的に連結された、又は非接合領域のガラス基板の外
周で電気的に連結された請求項５または６に記載の加速
度センサーの製造方法。 - 【請求項８】 前記接合方法が(c)であり、 前記第１ガラス基板と前記シリコン基板と前記第２ガラ
ス基板とを、それぞれ前記変位検出固定センサーと前記
第１スリットと前記第２スリットとが直線状に配設され
るように積重させ、電圧を印加して前記第１ガラス基板
と前記シリコン基板と前記第２ガラス基板の、前記変位
検出固定センサーと前記第１スリットと前記第２スリッ
トとが存在する以外の部分を選択的に接着する工程と、 を有することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記
載の加速度センサーの製造方法。 - 【請求項９】 前記重りに設けられたスリットが、該重
りの重心あるいは該重心の近傍点を通る該重りの前記第
２ガラス面側の面の法線に対して直角な方向に伸びる長
軸及び短軸を有し、 かつ、該重りが第１及び第２の板バネによって前記貫通
孔の内壁と一体になるように成形されており、 該第１の板バネは、前記重りの重心または重心近傍点を
通り、前記スリットの長軸と垂直な方向に伸びる線と該
重りの側面とが接する２つの位置の一方から該重りの側
面に沿って該重心または該重心の近傍点を中心とて２２
５度の位置まで伸びて前記貫通孔の内壁に接合してお
り、該第２の板バネは、前記重りの重心または重心近傍
点を通り、前記スリットの長軸と垂直な方向に伸びる線
と該重りの側面とが接する２つの位置の他方から前記第
１の板バネと逆方向に該重りの側面に沿って該重心また
は該重心の近傍点を中心とて２２５度の位置まで伸びて
前記 貫通孔の内壁に接合しており、これら第１及び第２
の板バネの前記第２ガラス面側の面における平面形状
が、前記重心または前記重心近傍点を中心とする点対称
形状をなす、 請求項３〜８に記載の加速度センサーの製造方法。
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