JPH04303774A - 加速度センサの製造方法 - Google Patents
加速度センサの製造方法Info
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- JPH04303774A JPH04303774A JP3093454A JP9345491A JPH04303774A JP H04303774 A JPH04303774 A JP H04303774A JP 3093454 A JP3093454 A JP 3093454A JP 9345491 A JP9345491 A JP 9345491A JP H04303774 A JPH04303774 A JP H04303774A
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Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカンチレバー型の加速度
センサに関するものである。
センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】カンチ
レバータイプの加速度センサは、片持支持した起歪体の
表面に、歪抵抗効果を奏する歪ゲージを付設し、起歪体
の変動を電気的抵抗の変化として検知し、この抵抗値の
変化に基づいて起歪体に加わった応力を計測し、被測定
対象たる加速度を検出するものである。
レバータイプの加速度センサは、片持支持した起歪体の
表面に、歪抵抗効果を奏する歪ゲージを付設し、起歪体
の変動を電気的抵抗の変化として検知し、この抵抗値の
変化に基づいて起歪体に加わった応力を計測し、被測定
対象たる加速度を検出するものである。
【０００３】前記のカンチレバータイプの加速度センサ
の製造方法は、加速度センサの種類に応じて異なるもの
で、歪ゲージとして薄膜多結晶シリコンにような半導体
を用いるタイプのものに在っては、ステンレス基板表面
に絶縁膜を形成し、その上面に歪ゲージ（多結晶シリコ
ン）及び金属リード電極膜、保護膜を順次形成し、最終
工程としてステンレス基板をカンチレバーの形状に整形
することが特開平１−２４８０６６号に示されている。 しかし、前記の整形工程の具体的手段については何等の
記載はない。
の製造方法は、加速度センサの種類に応じて異なるもの
で、歪ゲージとして薄膜多結晶シリコンにような半導体
を用いるタイプのものに在っては、ステンレス基板表面
に絶縁膜を形成し、その上面に歪ゲージ（多結晶シリコ
ン）及び金属リード電極膜、保護膜を順次形成し、最終
工程としてステンレス基板をカンチレバーの形状に整形
することが特開平１−２４８０６６号に示されている。 しかし、前記の整形工程の具体的手段については何等の
記載はない。
【０００４】ところで、カンチレバータイプの加速度セ
ンサの基板となる金属板や半導体基板の整形加工手段と
しては、機械切削加工、放電加工、レーザ加工、化学エ
ッチング加工等考えられる。それぞれ一長一短があり必
ずしも加速度センサの基板整形加工に最適のものとは云
い難い。即ち加速度センサの基板の板厚が０．５ｍｍ以
下であるため、通常の機械切削加工は非常に困難である
。また放電加工の場合は、油中での加工のため基板上に
形成される素子に対する影響を考慮する必要があり、素
子の信頼性を損なう場合もある。更にレーザ加工は、不
活性ガス中で加工であるため、素子への影響が少なく、
且つ被加工材料も金属体、半導体、絶縁体のいずれでも
良好な打ち抜き加工が可能であるが、しかしセンサ感度
を上げるためや、共振周波数の調整のために梁の一部（
歪ゲージ設置個所）の板厚を薄くする加工は、精度良く
実施することができない。また化学エッチング加工に在
っては、エッチング深さの異なるもの例えば梁の形成の
ための打ち抜き加工と、梁の一部の裏面の板薄加工を必
要とするときは、各エッチング加工に対応してのレジス
トパターニングを必要とし、その製造が煩雑であると共
に、特に打ち抜き加工に際しては基板の表裏からのエッ
チング加工であって表面に絶縁膜を形成している基板で
は、表裏面の各エッチング液が異なり、更に煩雑な作業
となる。そこで本発明は、カンチレバータイプの加速度
センサの基板整形に最適な手法を提案したものである。
ンサの基板となる金属板や半導体基板の整形加工手段と
しては、機械切削加工、放電加工、レーザ加工、化学エ
ッチング加工等考えられる。それぞれ一長一短があり必
ずしも加速度センサの基板整形加工に最適のものとは云
い難い。即ち加速度センサの基板の板厚が０．５ｍｍ以
下であるため、通常の機械切削加工は非常に困難である
。また放電加工の場合は、油中での加工のため基板上に
形成される素子に対する影響を考慮する必要があり、素
子の信頼性を損なう場合もある。更にレーザ加工は、不
活性ガス中で加工であるため、素子への影響が少なく、
且つ被加工材料も金属体、半導体、絶縁体のいずれでも
良好な打ち抜き加工が可能であるが、しかしセンサ感度
を上げるためや、共振周波数の調整のために梁の一部（
歪ゲージ設置個所）の板厚を薄くする加工は、精度良く
実施することができない。また化学エッチング加工に在
っては、エッチング深さの異なるもの例えば梁の形成の
ための打ち抜き加工と、梁の一部の裏面の板薄加工を必
要とするときは、各エッチング加工に対応してのレジス
トパターニングを必要とし、その製造が煩雑であると共
に、特に打ち抜き加工に際しては基板の表裏からのエッ
チング加工であって表面に絶縁膜を形成している基板で
は、表裏面の各エッチング液が異なり、更に煩雑な作業
となる。そこで本発明は、カンチレバータイプの加速度
センサの基板整形に最適な手法を提案したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る加速度セン
サの製造方法は、基板上の所定個所に歪ゲージ並びにリ
ード電極部を形成した後、歪ゲージ形成個所の基板裏面
を化学エッチング手段を用いて薄くし、更にレーザ加工
手段を用いて基板の一部を貫通して歪ゲージ形成個所を
片持支持梁の基部に形成してなることを特徴とするもの
である。また前記の形成に際して一つの基板に複数の歪
ゲージを形成し、レーザ加工の際、各単一のセンサ部材
に基板を分割してなることを特徴とするものである。
サの製造方法は、基板上の所定個所に歪ゲージ並びにリ
ード電極部を形成した後、歪ゲージ形成個所の基板裏面
を化学エッチング手段を用いて薄くし、更にレーザ加工
手段を用いて基板の一部を貫通して歪ゲージ形成個所を
片持支持梁の基部に形成してなることを特徴とするもの
である。また前記の形成に際して一つの基板に複数の歪
ゲージを形成し、レーザ加工の際、各単一のセンサ部材
に基板を分割してなることを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】梁の所定個所の肉厚を薄くするには一回のエッ
チング処理で可能であって、而も基板裏面には絶縁膜が
形成されていないので、エッチング処理が容易である。 更にレーザ加工による基板の貫通加工によって歪ゲージ
形成個所を片持梁の基部とする。また基板に複数のセン
サ用歪ゲージを形成した場合は基板を分割すると複数の
センサが形成される。
チング処理で可能であって、而も基板裏面には絶縁膜が
形成されていないので、エッチング処理が容易である。 更にレーザ加工による基板の貫通加工によって歪ゲージ
形成個所を片持梁の基部とする。また基板に複数のセン
サ用歪ゲージを形成した場合は基板を分割すると複数の
センサが形成される。
【０００７】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。加速
度センサの製造方法は、ステンレス鋼基板１の表面に素
子２を形成し、而る後整形するもので、素子２の形成工
程は、従来より公知の薄膜形成技術を用いて行うもので
、具体的には基板１をステンレス鋼で形成し、基板１の
表面にＰ−ＣＶＤ法によって酸化シラン（ＳｉＯ２ ）
の絶縁層２１を形成し、次に反応ガスをシラン（ＳｉＨ
４ ）及びジボラン（Ｂ２ Ｈ６ ）として同様にＰ−
ＣＶＤ法で絶縁層の表面に所定の不純物としてボロン（
Ｂ）がドーピングされたアモルファスシリコン薄膜を形
成する。次に適宜な熱処理を施して、アモルファスシリ
コン薄膜内の水素を放出せしめ、歪ゲージ２２を形成せ
んとする個所にエキシマレーザを照射してアニールを施
し、前記アモルファスシリコン薄膜の一部をポリシリコ
ンに変性せしめ、所定のパターニングを行って歪ゲージ
２２を形成するものである。次に常法通り電極２３，２
４をアルミニウムの真空蒸着及びパターニングで形成し
て歪ゲージ２２を電極２３でフルブリッジに接続すると
共に、電極２３をリ−ド電極部２４に接続するものであ
る。
度センサの製造方法は、ステンレス鋼基板１の表面に素
子２を形成し、而る後整形するもので、素子２の形成工
程は、従来より公知の薄膜形成技術を用いて行うもので
、具体的には基板１をステンレス鋼で形成し、基板１の
表面にＰ−ＣＶＤ法によって酸化シラン（ＳｉＯ２ ）
の絶縁層２１を形成し、次に反応ガスをシラン（ＳｉＨ
４ ）及びジボラン（Ｂ２ Ｈ６ ）として同様にＰ−
ＣＶＤ法で絶縁層の表面に所定の不純物としてボロン（
Ｂ）がドーピングされたアモルファスシリコン薄膜を形
成する。次に適宜な熱処理を施して、アモルファスシリ
コン薄膜内の水素を放出せしめ、歪ゲージ２２を形成せ
んとする個所にエキシマレーザを照射してアニールを施
し、前記アモルファスシリコン薄膜の一部をポリシリコ
ンに変性せしめ、所定のパターニングを行って歪ゲージ
２２を形成するものである。次に常法通り電極２３，２
４をアルミニウムの真空蒸着及びパターニングで形成し
て歪ゲージ２２を電極２３でフルブリッジに接続すると
共に、電極２３をリ−ド電極部２４に接続するものであ
る。
【０００８】以上の素子２の形成工程を終了すると基板
１の整形工程を行うもので、整形工程はエッチング加工
工程、レーザ加工工程からなり、エッチング加工工程は
基板の裏面にエッチング個所即ち歪ゲージ形成個所に対
応する裏面以外にマスキングを施し、エッチング液（Ｆ
ｅｃｌ３ ：４０〜５０℃）に浸し、所望の深さの凹部
１１を形成し、適宜な後処理の後、基板１の表面にレー
ザ光を照射して、歪ゲージ形成位置が梁の基部となるよ
うにコ字状の貫通長溝１２を穿設すると共に、基板１に
起歪体となる梁部材１３を形成する。
１の整形工程を行うもので、整形工程はエッチング加工
工程、レーザ加工工程からなり、エッチング加工工程は
基板の裏面にエッチング個所即ち歪ゲージ形成個所に対
応する裏面以外にマスキングを施し、エッチング液（Ｆ
ｅｃｌ３ ：４０〜５０℃）に浸し、所望の深さの凹部
１１を形成し、適宜な後処理の後、基板１の表面にレー
ザ光を照射して、歪ゲージ形成位置が梁の基部となるよ
うにコ字状の貫通長溝１２を穿設すると共に、基板１に
起歪体となる梁部材１３を形成する。
【０００９】而して図５に示すように、カンチレバーを
形成した基板１をベースケース３及びカンケース４内に
梁部材１３が上下動可能に内装し、センサ部品として使
用するものである。従って本発明は、カンチレバータイ
プの加速度センサを製造するに際しての素子を形成した
基板の整形に於いて、基板の薄化加工には化学エッチン
グを採用し、基板に梁部材を形成するための貫通長溝の
穿設加工にはレーザ照射を採用することで、容易に且つ
正確な製造を可能としたものである。
形成した基板１をベースケース３及びカンケース４内に
梁部材１３が上下動可能に内装し、センサ部品として使
用するものである。従って本発明は、カンチレバータイ
プの加速度センサを製造するに際しての素子を形成した
基板の整形に於いて、基板の薄化加工には化学エッチン
グを採用し、基板に梁部材を形成するための貫通長溝の
穿設加工にはレーザ照射を採用することで、容易に且つ
正確な製造を可能としたものである。
【００１０】尚本発明に於いては、基板の整形手段に特
徴を有するもので、素子２の形成手段は全く任意であり
、また基板の材料も前記のステンレス鋼以外銅合金等も
採用でき、当然化学エッチングの使用材料も基板の材料
に対応したものとする。更に貫通長溝の形状も適宜定め
ることがてきるものである。また本発明に於いて、基板
１に複数の素子２を形成し、レーザ照射による貫通長溝
形成過程で基板を素子毎に分割すると、複数の加速度セ
ンサの製造が可能である。
徴を有するもので、素子２の形成手段は全く任意であり
、また基板の材料も前記のステンレス鋼以外銅合金等も
採用でき、当然化学エッチングの使用材料も基板の材料
に対応したものとする。更に貫通長溝の形状も適宜定め
ることがてきるものである。また本発明に於いて、基板
１に複数の素子２を形成し、レーザ照射による貫通長溝
形成過程で基板を素子毎に分割すると、複数の加速度セ
ンサの製造が可能である。
【００１１】
【発明の効果】本発明は以上のように歪ゲージ等の素子
を形成した基板をカンチレバータイプの加速度センサに
整形するための加工に於いて、歪ゲージ裏面の梁部材基
部を薄くする加工を化学エッチングで行い、梁部材を形
成するための貫通長溝穿設加工をレーザ照射で行ったも
ので、各整形工程に各々最適と認められる異なる加工手
段を採用することで、絶縁膜除去の不要、マスキング工
程の半減、油中作業の不要等によって全体の製造が簡便
化されたと共に、レーザ照射の数値制御によって種々異
なる梁部材形状のものを製出でき、加速度センサの少量
多品種生産に容易に対応できるものである。
を形成した基板をカンチレバータイプの加速度センサに
整形するための加工に於いて、歪ゲージ裏面の梁部材基
部を薄くする加工を化学エッチングで行い、梁部材を形
成するための貫通長溝穿設加工をレーザ照射で行ったも
ので、各整形工程に各々最適と認められる異なる加工手
段を採用することで、絶縁膜除去の不要、マスキング工
程の半減、油中作業の不要等によって全体の製造が簡便
化されたと共に、レーザ照射の数値制御によって種々異
なる梁部材形状のものを製出でき、加速度センサの少量
多品種生産に容易に対応できるものである。
【図１】素子を形成した基板の斜視図である。
【図２】凹部形成後の基板を示したもので、（イ）は断
面図、（ロ）は平面図である。
面図、（ロ）は平面図である。
【図３】貫通長溝を形成した後の基板を示したもので、
（イ）は断面図、（ロ）は平面図である。
（イ）は断面図、（ロ）は平面図である。
【図４】図３の基板の裏面を示した斜視図である。
【図５】整形後の基板を組み込んだ加速度センサの断面
図である。
図である。
【符号の説明】
１ 基板
１１ 凹部
１２ 貫通長溝
１３ 梁部材
２ 素子
２１ 絶縁膜
２２ 歪ゲージ
２３ 電極
２４ リード電極
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上の所定個所に歪ゲージ並びにリ
ード電極部を形成した後、歪ゲージ形成個所の基板裏面
を化学エッチング手段を用いて薄くし、更にレーザ加工
手段を用いて基板の一部を貫通して歪ゲージ形成個所を
片持支持梁の基部に形成してなることを特徴とする加速
度センサの製造方法。 - 【請求項２】 基板上の所定個所に複数の歪ゲージ並
びに各歪ゲージと対応したリード電極部を形成した後、
各歪ゲージ形成個所の基板裏面を化学エッチング手段を
用いて薄くし、更にレーザ加工手段を用いて基板の一部
を貫通して歪ゲージ形成個所を片持支持梁の基部に形成
すると共に、レーザ加工によって各歪ゲージが単一のセ
ンサ部材となるように基板を分割することを特徴とする
加速度センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3093454A JPH04303774A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 加速度センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3093454A JPH04303774A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 加速度センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04303774A true JPH04303774A (ja) | 1992-10-27 |
Family
ID=14082774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3093454A Pending JPH04303774A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 加速度センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04303774A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09239570A (ja) * | 1996-03-07 | 1997-09-16 | Seiko Instr Inc | 微細加工方法および微細加工構造物 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3093454A patent/JPH04303774A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09239570A (ja) * | 1996-03-07 | 1997-09-16 | Seiko Instr Inc | 微細加工方法および微細加工構造物 |
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