JPH0447272A - 半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサInfo
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- JPH0447272A JPH0447272A JP2155218A JP15521890A JPH0447272A JP H0447272 A JPH0447272 A JP H0447272A JP 2155218 A JP2155218 A JP 2155218A JP 15521890 A JP15521890 A JP 15521890A JP H0447272 A JPH0447272 A JP H0447272A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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- Micromachines (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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は自動車、航空機等の移動体の運動加速度を検出
する加速度センサに関するもので、特にその中の半導体
方式に係る構成とその方法に関する。
する加速度センサに関するもので、特にその中の半導体
方式に係る構成とその方法に関する。
最近マイクロマシニング技術を利用した超小形の半導体
加速度センサが開発されており、特開昭６２−２７６６
６号公報に記載のように、可動電極の偏位による可動電
極と固定電極間の微小な静電容量の変化を検出すること
によって加速度を検出するものがある。前記公報の第２
図〜第５図に加速度センサのチップ構造が示されている
が、固定電極材料の１土熱性、固定電極と基板の密着強
度、上・下面基板厚さの特性に及ぼす影響、更にカンチ
レバーの耐衝撃性２組立性から見た可動電極と固定電極
の間隙の管理等信頼性・コストの面には言及されておら
ず実用に際して以上諸事項に関し、材質および構造上の
考慮が必要であった。
加速度センサが開発されており、特開昭６２−２７６６
６号公報に記載のように、可動電極の偏位による可動電
極と固定電極間の微小な静電容量の変化を検出すること
によって加速度を検出するものがある。前記公報の第２
図〜第５図に加速度センサのチップ構造が示されている
が、固定電極材料の１土熱性、固定電極と基板の密着強
度、上・下面基板厚さの特性に及ぼす影響、更にカンチ
レバーの耐衝撃性２組立性から見た可動電極と固定電極
の間隙の管理等信頼性・コストの面には言及されておら
ず実用に際して以上諸事項に関し、材質および構造上の
考慮が必要であった。
上記従来技術は、加速度を検出するゲージチップを加工
する工程で受ける熱的、電気的ダメージに対する予防が
なされておらず、固定電極の劣化固定電極を支持する基
板の劣化等が生ずる問題があった。すなわちカンチレバ
ーと可動電極が形成されたシリコン部材と、固定電極が
形成されたアルカリ成分を含むホウケイ酸ガラス（例え
ばパイレックス＃７７４０）の基板を組み立て、固定電
極と可動電極の空隙をある所定の寸法とする為に、前記
シリコン部材と前記基板を陽極接合により積層接合する
。この場合３００℃〜４００℃の高温状態に加熱し２０
０Ｖ〜５００Ｖ高電圧を印加する為、固定電極の劣化、
パイレックスガラスの絶縁破壊等が生ずる。
する工程で受ける熱的、電気的ダメージに対する予防が
なされておらず、固定電極の劣化固定電極を支持する基
板の劣化等が生ずる問題があった。すなわちカンチレバ
ーと可動電極が形成されたシリコン部材と、固定電極が
形成されたアルカリ成分を含むホウケイ酸ガラス（例え
ばパイレックス＃７７４０）の基板を組み立て、固定電
極と可動電極の空隙をある所定の寸法とする為に、前記
シリコン部材と前記基板を陽極接合により積層接合する
。この場合３００℃〜４００℃の高温状態に加熱し２０
０Ｖ〜５００Ｖ高電圧を印加する為、固定電極の劣化、
パイレックスガラスの絶縁破壊等が生ずる。
更に可動電極に対向した固定電極を支持する上・下の基
板の厚さに大きな差があると、熱変形による変位量か上
、下でアンバランスとなり、静電容量が変化し温度特性
が低下する。
板の厚さに大きな差があると、熱変形による変位量か上
、下でアンバランスとなり、静電容量が変化し温度特性
が低下する。
更に可動電極部の質量とカンチレバー部の質量の比が適
当でないと、検出精度と耐衝撃性の双方を同時に満足す
ることが難かしい。更に可動電極と固定電極との空隙寸
法は、検出精度と加工性及び組立性の点からコストへの
はね返りが大きくなる。
当でないと、検出精度と耐衝撃性の双方を同時に満足す
ることが難かしい。更に可動電極と固定電極との空隙寸
法は、検出精度と加工性及び組立性の点からコストへの
はね返りが大きくなる。
本発明は上記したように従来技術で考慮されていない種
々の問題を解決し、自動車等へ実装し易い高信頼性、低
コストの半導体加速度センサを提供することを目的とす
る。
々の問題を解決し、自動車等へ実装し易い高信頼性、低
コストの半導体加速度センサを提供することを目的とす
る。
上記目的を達成するために、固定電極材料として高融点
を有するＮｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ。
を有するＮｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ。
Ｔｉ等の金属をスパッタリングあるいは蒸着等でパイレ
ックスガラス基板とに形成することにした前記基板との
着膜強度を向上させる為に第１層目に基板と着膜性の良
い材料例えばＡＰ系合金。
ックスガラス基板とに形成することにした前記基板との
着膜強度を向上させる為に第１層目に基板と着膜性の良
い材料例えばＡＰ系合金。
Ｃｒ等を極く薄く形成し、第２層目にＭｏ、Ｔｉ等の高
融点金属を着膜し２層構造としても良く、このような材
料、構造とすることによってシリコン板から形成された
可動電極部と、前記固定電極を支持するパイレックス基
板との陽極接合時の温度約４００℃に十分耐えるように
した。一方前記陽極接合は３００〜４００℃のもと２０
０ｖ〜５００■の高電圧を印加する為、基板であるパイ
レックスガラス板に絶縁破壊が生じマイクロクラックが
発生する。そこで基板厚さを少なくても０．３■以上と
して対策した。
融点金属を着膜し２層構造としても良く、このような材
料、構造とすることによってシリコン板から形成された
可動電極部と、前記固定電極を支持するパイレックス基
板との陽極接合時の温度約４００℃に十分耐えるように
した。一方前記陽極接合は３００〜４００℃のもと２０
０ｖ〜５００■の高電圧を印加する為、基板であるパイ
レックスガラス板に絶縁破壊が生じマイクロクラックが
発生する。そこで基板厚さを少なくても０．３■以上と
して対策した。
さらに固定電極を支持し可動電極と対向して上下に位置
する基板（パイレックスガラス板）の厚さの比を２倍以
内とすることによって、−４０℃〜＋１２０℃の広温度
範囲で使用しても熱による変形が及ぼす静電容量の変化
を無視しろる稈度番こした。
する基板（パイレックスガラス板）の厚さの比を２倍以
内とすることによって、−４０℃〜＋１２０℃の広温度
範囲で使用しても熱による変形が及ぼす静電容量の変化
を無視しろる稈度番こした。
さらに前記基板に、固定電極から引き出すり−ト電極が
通るスルーホールを設は組立性を良くすると共に、スル
ー示−ル部には水分、異物、ゴミ等が入らぬようシリコ
ーンゴム等を充填硬化させることとした。スルーホール
部内壁面にはリード電極をスパッタ、蒸着等により形成
するがその材料は前記した固定電極材料に使用する材料
を用いることとした。ここでスルーホール内壁面へのリ
ード電極形成金属の密着性、ダイサー等による切断性を
考慮して、基板の厚さを１．５国以下とした。
通るスルーホールを設は組立性を良くすると共に、スル
ー示−ル部には水分、異物、ゴミ等が入らぬようシリコ
ーンゴム等を充填硬化させることとした。スルーホール
部内壁面にはリード電極をスパッタ、蒸着等により形成
するがその材料は前記した固定電極材料に使用する材料
を用いることとした。ここでスルーホール内壁面へのリ
ード電極形成金属の密着性、ダイサー等による切断性を
考慮して、基板の厚さを１．５国以下とした。
さらにセンサを落下したり、ぶつけた場合の耐衝撃性を
、検出精度を低下させずに改善するために、可動電極部
の質量とカンチレバー部の質量の比を１００〜２５ｏ：
１とした。
、検出精度を低下させずに改善するために、可動電極部
の質量とカンチレバー部の質量の比を１００〜２５ｏ：
１とした。
さらに固定電極と可動電極間の空隙寸法は、組立性の改
善から２μｍ以上とした９ 〔実施例〕 以下１本発明の実施例を第１図〜第４図を用いて説明す
る。
善から２μｍ以上とした９ 〔実施例〕 以下１本発明の実施例を第１図〜第４図を用いて説明す
る。
第１図は本発明の半導体加速度センサの断面図と静電サ
ーボ式加速度センサとして用いる場合の制御回路を示し
ている。第１図においてセンサ１０は半導体シリコン板
１と２枚の絶縁板２，３の積層体構造となっている。半
導体のシリコン板１は異方性エツチングによってカンチ
レバー４と慣性体（可動電極）５が形成されている。慣
性体５は電極としての機能を有している。
ーボ式加速度センサとして用いる場合の制御回路を示し
ている。第１図においてセンサ１０は半導体シリコン板
１と２枚の絶縁板２，３の積層体構造となっている。半
導体のシリコン板１は異方性エツチングによってカンチ
レバー４と慣性体（可動電極）５が形成されている。慣
性体５は電極としての機能を有している。
さらに、絶縁板（パイレックスガラス＃ ７７４０）２
．３の慣性体５に対向する部分には、金属導体で薄膜状
の電極（固定電極）６，７が形成されている。慣性体５
と上下の電極６，７との間には微小な空隙が設けられて
いる。慣性体５と上側電極６および慣性体５と下側電極
７とはそれぞれ一対のコンデンサを形成している。
．３の慣性体５に対向する部分には、金属導体で薄膜状
の電極（固定電極）６，７が形成されている。慣性体５
と上下の電極６，７との間には微小な空隙が設けられて
いる。慣性体５と上側電極６および慣性体５と下側電極
７とはそれぞれ一対のコンデンサを形成している。
第２図（ａ）は上側固定電極６を形成した絶縁基板２の
平面図、第２図（ｂ）は半導体シリコン板１の平面図、
第２図（ｃ）は下側電極７を形成した絶縁基板３の平面
図をそれぞれ示す。８は上側基板２に設けられたスルー
ホールであり、９は外部回路と接続するためのワイヤボ
ンディング用パッドである。
平面図、第２図（ｂ）は半導体シリコン板１の平面図、
第２図（ｃ）は下側電極７を形成した絶縁基板３の平面
図をそれぞれ示す。８は上側基板２に設けられたスルー
ホールであり、９は外部回路と接続するためのワイヤボ
ンディング用パッドである。
第３図は、第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を積層し陽極
接合した加速度センサ外観図である。
接合した加速度センサ外観図である。
次に本加速度センサの動作を第１図を用いて説明する。
第１図に示したセンサの上下方向に加速度が加わると、
慣性体５には慣性力が働き、カンチレバー４がたわんで
、センサに作用する加速度とは逆方向に慣性体５が変化
する。その結果、慣性体５と絶縁板２，３に設けた電極
６，７との間の空隙の大きさの変化に応じて、上下２つ
の電極と慣性体で形成さ九るコンデンサの静電容量が変
化する。
慣性体５には慣性力が働き、カンチレバー４がたわんで
、センサに作用する加速度とは逆方向に慣性体５が変化
する。その結果、慣性体５と絶縁板２，３に設けた電極
６，７との間の空隙の大きさの変化に応じて、上下２つ
の電極と慣性体で形成さ九るコンデンサの静電容量が変
化する。
一般に静電容量はＣ＝εＳ／ｄ （ε：空気の誘電率、
Ｓ：電極の面積、ｄ：空隙の大きさ）の関係式より求め
ることが出来る。
Ｓ：電極の面積、ｄ：空隙の大きさ）の関係式より求め
ることが出来る。
静電容量式加速度センサは、この静電容量の加速度依存
性から、加速度検出回路１００で加速度を検出するもの
である。また、第１図に示す静電サーボ式加速度センサ
では加速度検出回路１００において、静電容量Ｃの変化
量へＣを検出器１０１で検出し、この変化量ΔＣを増幅
器１０２で増幅し、この信号が零となるようにＰＷＭイ
ンバータ１０３を制御し、その出力を変換器１０４で変
換して上下の電極に電圧を印加して両者の間に働く静電
気力によって慣性体５が常に一定になるよう制御をする
。そして、前記ＰＷＭインバータ１０３の制御信号をロ
ーパスフィルタ１０５を介して増幅器１０６に入力しそ
の出力から加速度を求めるものである。
性から、加速度検出回路１００で加速度を検出するもの
である。また、第１図に示す静電サーボ式加速度センサ
では加速度検出回路１００において、静電容量Ｃの変化
量へＣを検出器１０１で検出し、この変化量ΔＣを増幅
器１０２で増幅し、この信号が零となるようにＰＷＭイ
ンバータ１０３を制御し、その出力を変換器１０４で変
換して上下の電極に電圧を印加して両者の間に働く静電
気力によって慣性体５が常に一定になるよう制御をする
。そして、前記ＰＷＭインバータ１０３の制御信号をロ
ーパスフィルタ１０５を介して増幅器１０６に入力しそ
の出力から加速度を求めるものである。
第２図において、固定電極６，７は第３図に示す積層構
造を得る陽極接合時の温度３００〜４００℃に耐えるべ
くＮｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｔｉ等の高融点材料を
スパッタ又は蒸着により形成した。
造を得る陽極接合時の温度３００〜４００℃に耐えるべ
くＮｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｔｉ等の高融点材料を
スパッタ又は蒸着により形成した。
更に固定電極６，７は２層構造とすることも出来る。２
層構造の更に有利な点は、基板２，３と密着強度の強い
材料を第１層に選択出来、この第１層の材料は必ずしも
高融点金属でなくても良いことである。例えば第１層目
にＡｌ、Ａｌ−−５ｉ。
層構造の更に有利な点は、基板２，３と密着強度の強い
材料を第１層に選択出来、この第１層の材料は必ずしも
高融点金属でなくても良いことである。例えば第１層目
にＡｌ、Ａｌ−−５ｉ。
ＡＱ−Ｐｄ、Ｃｒ等を使用し、第２層目に〜１０゜Ｔ１
等を使用して２層構造の固定電極を形成した。
等を使用して２層構造の固定電極を形成した。
第１層目の膜厚を厚くすると熱的強度に問題を生ずる場
合があり、実験の結果０．０１ μｍから０．１μｍ程
度が良い。第２層目は耐久性から第１層目より厚くする
必要があり少なくとも０．１μｍ以上とした。
合があり、実験の結果０．０１ μｍから０．１μｍ程
度が良い。第２層目は耐久性から第１層目より厚くする
必要があり少なくとも０．１μｍ以上とした。
次に絶縁基板２，３を、シリコン板１と陽極接合可能な
アルカリ成分（〜２０．Ｎａ２０）を含むホウケイ酸ガ
ラス（例えばパイレックス＃７７４０）を選定し、その
板厚は、陽極接合時の絶縁破壊とスルーホール８ａへの
高信頼性電極の形成、更にダイサーによる切断の容易さ
から０．２ｎ１１以上１．５ｍ以下とした。
アルカリ成分（〜２０．Ｎａ２０）を含むホウケイ酸ガ
ラス（例えばパイレックス＃７７４０）を選定し、その
板厚は、陽極接合時の絶縁破壊とスルーホール８ａへの
高信頼性電極の形成、更にダイサーによる切断の容易さ
から０．２ｎ１１以上１．５ｍ以下とした。
更に上下両基板の厚さは、センサの温度特性に影響を及
ぼす。すなわち基板１，２が異なる熱変形を受けると、
上側の空隙と下側の空隙が変化し静電容量が変化し検出
誤差となる。この熱変形を少なくするためには上下両基
板の厚は８来るだけ近似した寸法が良く、その限度は実
験より厚さの比で０．５ から２．０ すなわち２倍
以下であればそれほど大きくない。実用上は０．５＋ｎ
＋ｏ程度で同じ板厚が良い。
ぼす。すなわち基板１，２が異なる熱変形を受けると、
上側の空隙と下側の空隙が変化し静電容量が変化し検出
誤差となる。この熱変形を少なくするためには上下両基
板の厚は８来るだけ近似した寸法が良く、その限度は実
験より厚さの比で０．５ から２．０ すなわち２倍
以下であればそれほど大きくない。実用上は０．５＋ｎ
＋ｏ程度で同じ板厚が良い。
第４図は第３図のＱ−Ｑ断面を示す。組立の容易さを得
るため、固定電極６に接続するリード電極４１をスルー
ホール８ａを通して外部接続用ポンディングパッド９ａ
へ接続した。リート電極の材料は固定電極６と同様な材
料、例えばＡＱ。
るため、固定電極６に接続するリード電極４１をスルー
ホール８ａを通して外部接続用ポンディングパッド９ａ
へ接続した。リート電極の材料は固定電極６と同様な材
料、例えばＡＱ。
ＭＯによって形成されており、シリコン板１とは微小溝
３１によって隔離絶縁されている。又前記スルーホール
には、空隙５１．５２に水分、ゴミ等の異物が入って可
動電極５の動きを妨害することがないよう、シリコーン
ゴム２１を充填・硬化されており、同時に前記微小溝部
３１も封止されている。
３１によって隔離絶縁されている。又前記スルーホール
には、空隙５１．５２に水分、ゴミ等の異物が入って可
動電極５の動きを妨害することがないよう、シリコーン
ゴム２１を充填・硬化されており、同時に前記微小溝部
３１も封止されている。
更に第４図において、可動電極部５に対するカンチレバ
ー部４の厚さが耐衝撃性に大きな影響を与える。
ー部４の厚さが耐衝撃性に大きな影響を与える。
異方性エツチングによって可動電極５．カンチレバー４
を形成したシリコン板１を取り扱う場合、エツチング液
の洗浄、基板２，３との陽極接合時のハンドリング等で
カンチレバーが折れる不具合が発生した。そこで可動電
極の質量とそれを支えるカンチレバーの質量の比と耐衝
撃性、検出精度の関係を調べた所、検出精度への影響が
小さく耐衝撃性が良いのは可動電極の質量とカンチレバ
ーの質量の比がおよそ１００〜２５０ ： １であれば
良いことが得られた。例えば可動電極の厚さが２５０
ｔｔ ｍ ＋長さ１３００／” ｍ ４幅１５００μｍ
で一方カンチレバーの長さが９００μｍ１幅２００μｍ
とした場合カンチレバーの厚さは１０μｍ〜３ｏμｍ程
度となる。
を形成したシリコン板１を取り扱う場合、エツチング液
の洗浄、基板２，３との陽極接合時のハンドリング等で
カンチレバーが折れる不具合が発生した。そこで可動電
極の質量とそれを支えるカンチレバーの質量の比と耐衝
撃性、検出精度の関係を調べた所、検出精度への影響が
小さく耐衝撃性が良いのは可動電極の質量とカンチレバ
ーの質量の比がおよそ１００〜２５０ ： １であれば
良いことが得られた。例えば可動電極の厚さが２５０
ｔｔ ｍ ＋長さ１３００／” ｍ ４幅１５００μｍ
で一方カンチレバーの長さが９００μｍ１幅２００μｍ
とした場合カンチレバーの厚さは１０μｍ〜３ｏμｍ程
度となる。
第４図において空隙５１．５２の寸法精度は直接測定精
度に影響を与える。従って空隙を形成するためのシリコ
ン板１の可動電極部５のエツチング量のコントロール、
固定電極６，７の膜厚のコントロールが重要となる。こ
こで可動電極の形成はＫＯＨ等アルカリ液の異方性エツ
チングで行なう。温度と時間によりエツチング量をコン
トロールするが精度は±０．３μｍ程度である。一方固
定電極はスパッタあるいは蒸着等で形成されその膜厚は
±１０％程度に管理される。従って固定電極の膜厚が合
計１μｍとするとその誤差は±０．１μｍとなり、空隙
のばらつきは単純には±０．４μｍとなる。更に基板２
，３の熱変形の影響等を考慮すると、生産管理上空隙を
２μｍ以下に歩留り良く管理することは困難であった。
度に影響を与える。従って空隙を形成するためのシリコ
ン板１の可動電極部５のエツチング量のコントロール、
固定電極６，７の膜厚のコントロールが重要となる。こ
こで可動電極の形成はＫＯＨ等アルカリ液の異方性エツ
チングで行なう。温度と時間によりエツチング量をコン
トロールするが精度は±０．３μｍ程度である。一方固
定電極はスパッタあるいは蒸着等で形成されその膜厚は
±１０％程度に管理される。従って固定電極の膜厚が合
計１μｍとするとその誤差は±０．１μｍとなり、空隙
のばらつきは単純には±０．４μｍとなる。更に基板２
，３の熱変形の影響等を考慮すると、生産管理上空隙を
２μｍ以下に歩留り良く管理することは困難であった。
以上の理由から実施例第４図における空隙５１．５２は
中央値で３μｍとした。
中央値で３μｍとした。
本発明は、以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果を奏する。
に記載されるような効果を奏する。
１、固定電極を、基板と密着強度が高い金属、融点が高
い金属による２層構造としたことにより信頼性を向上で
きる。
い金属による２層構造としたことにより信頼性を向上で
きる。
２、また上下基板の板厚の比を２倍以下としたので温度
特性に及ぼす影響を無視しうる。
特性に及ぼす影響を無視しうる。
３、更に基板の板厚を、０．３ｍ以上１．５ｏｍ以下と
したことにより陽極接合時のガラス絶縁破壊を防止しか
つスルー示−ル部のり−ト＠極形成の信頼性を維持し、
かつダイサー等にょるセンサの切断加工性を良くできる
。
したことにより陽極接合時のガラス絶縁破壊を防止しか
つスルー示−ル部のり−ト＠極形成の信頼性を維持し、
かつダイサー等にょるセンサの切断加工性を良くできる
。
４、更に可動電極質量／カンチレバー質量を１００〜２
５０／１としたことにより検出精度を落とさず、センサ
加工・組立時のハンドリング性を向上でき、かつ使用時
の耐衝撃性を改善できる。
５０／１としたことにより検出精度を落とさず、センサ
加工・組立時のハンドリング性を向上でき、かつ使用時
の耐衝撃性を改善できる。
５、更に可動電極と固定電極の空隙を２μｍ以上とした
ので歩留りが良く生産管理が有利にできる。
ので歩留りが良く生産管理が有利にできる。
第１図はセンサ断面概略図と加速度検出回路の概略構成
図、第２図はセンサを構成する上側基板。 可動電極・カンチレバーを形成したシリコン板。 下側基板それぞれの平面図、第３図はセンサ外観図およ
び第４図はセンサ断面図である。 １・・・半導体シリコン板、２，３・・・上、下基板、
４・・・カンチレバー、５・・・可動電極（慣性体）、
６゜７・・・上、下固定電極、８・・スルーホール、１
ｏ・・・加速度センサ、２１・・・シリコーンゴム、５
１゜第 図 第 図 第 図
図、第２図はセンサを構成する上側基板。 可動電極・カンチレバーを形成したシリコン板。 下側基板それぞれの平面図、第３図はセンサ外観図およ
び第４図はセンサ断面図である。 １・・・半導体シリコン板、２，３・・・上、下基板、
４・・・カンチレバー、５・・・可動電極（慣性体）、
６゜７・・・上、下固定電極、８・・スルーホール、１
ｏ・・・加速度センサ、２１・・・シリコーンゴム、５
１゜第 図 第 図 第 図
Claims (10)
- １． カンチレバーの先端に形成された所定の質量を有
する導電性可動電極と、前記可動電極に対向して所定の
空間を隔てて設けられた１個又は複数個の導電性固定電
極と、前記導電性固定電極を支持する基板とからなる半
導体加速度センサにおいて、前記可動電極に対向する導
電性固定電極は１種又は２種以上の金属材料を用いて、
１層又は多層に形成したことを特徴とする半導体加速度
センサ。 - ２． 請求項第１項において、前記導電性固定電極を形
成する金属材料は、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｐｄ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕのうち１
種以上から構成されていることを特徴とする半導体加速
度センサ。 - ３． 請求項第１項において、前記導電性固定電極は２
層に形成されており、前記導電性固定電極を支持する基
板と直接接触する第１の層は第２層の材料より低融点で
Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｐｄ、Ｃｒのいずれか１種の
材料からなり、第２の層はＭｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔｉ、Ｐｄ
、Ｐｔのいずれか１種の材料で形成されていることを特
徴とする半導体加速度センサ。 - ４． 請求項第３項において、前記導電性固定電極の第
１の層を形成する金属の膜厚が０．０１μｍから０．１
μｍ、第２の層を形成する金属の膜厚は少なくとも０．
１μｍ以上であることを特徴とする半導体加速度センサ
。 - ５． カンチレバーの先端に形成された所定の質量を有
する導電性可動電極と、前記可動電極に対向して所定の
空間を隔てて設けられた１個又は複数個の導電性固定電
極と、前記導電性固定電極を支持する基板とから成る半
導体加速度センサにおいて、前記基板はアルカリ成分を
含むホウケイ酸ガラスから成り、前記可動電極に対向す
る上、下両基板の厚さの比は０．５から２．０の範囲で
あることを特徴とする半導体加速度センサ。 - ６． 請求項第５項において、前記基板の厚さは０．３
ｍｍから１．５ｍｍであることを特徴とする半導体加速
度センサ。 - ７． 請求項第５項において、前記基板のうち少なくて
も一方の基板に前記導電性固定電極から引き出すリード
電極が通るスルーホールを有することを特徴とする半導
体加速度センサ。 - ８． 請求項第５、７項において、前記基板に設けられ
たスルーホールには、シリコーンゴム、ナイロン樹脂、
低融点ガラスのうちいずれか１種が充填されていること
を特徴とする半導体加速度センサ。 - ９． カンチレバーの先端に形成された所定の質量を有
する導電性可動電極と、前記可動電極に対向して所定の
空間を隔てて設けられた１個又は複数個の導電性固定電
極と、前記導電性固定電極を支持する基板とから成る半
導体加速度センサにおいて、前記可動部の質量と前記カ
ンチレバー部の質量の比を１００〜２５０：１としたこ
とを特徴とする半導体加速度センサ。 - １０． カンチレバーの先端に形成された所定の質量を
有する導電性可動電極と、前記可動電極に対向して所定
の空間を隔てて設けられた１個又は複数個の導電性固定
電極と、前記導電性固定電極を支持する基板とから成る
半導体加速度センサにおいて、前記導電性可動電極と、
対向する導電性固定電極との空隙が２μｍ以上であるこ
とを特徴とする半導体加速度センサ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2155218A JPH0833411B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 半導体加速度センサ |
| DE69116435T DE69116435T2 (de) | 1990-05-30 | 1991-05-24 | Halbleiterbeschleunigungsmesser und Kraftfahrzeugsteuerungssystem mit einem solchen |
| EP91304732A EP0459723B1 (en) | 1990-05-30 | 1991-05-24 | Semiconductor acceleration sensor and vehicle control system using the same |
| KR1019910008856A KR100202237B1 (ko) | 1990-05-30 | 1991-05-30 | 반도체 가속센서와 그것을 사용한 차량제어 시스템 |
| US08/147,083 US5417312A (en) | 1990-05-30 | 1993-11-03 | Semiconductor acceleration sensor and vehicle control system using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2155218A JPH0833411B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 半導体加速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0447272A true JPH0447272A (ja) | 1992-02-17 |
| JPH0833411B2 JPH0833411B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=15601105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2155218A Expired - Fee Related JPH0833411B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-06-15 | 半導体加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833411B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006102876A (ja) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Ibiden Co Ltd | ウェハ封止部材 |
| JP2009060172A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-19 | Seiko Instruments Inc | 発振子及び該発振子を有する発振器 |
| JP2009060173A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-19 | Seiko Instruments Inc | 発振子及び該発振子を有する発振器 |
| JP2009168800A (ja) * | 2007-12-17 | 2009-07-30 | Dainippon Printing Co Ltd | 力学量センサおよびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01152369A (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-14 | Hitachi Ltd | 容量式加速度センサ |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP2155218A patent/JPH0833411B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01152369A (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-14 | Hitachi Ltd | 容量式加速度センサ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006102876A (ja) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Ibiden Co Ltd | ウェハ封止部材 |
| JP2009060172A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-19 | Seiko Instruments Inc | 発振子及び該発振子を有する発振器 |
| JP2009060173A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-19 | Seiko Instruments Inc | 発振子及び該発振子を有する発振器 |
| JP2009168800A (ja) * | 2007-12-17 | 2009-07-30 | Dainippon Printing Co Ltd | 力学量センサおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0833411B2 (ja) | 1996-03-29 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |