JPH0481630A - Manufacture of sensor using resistance element - Google Patents

Manufacture of sensor using resistance element

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JPH0481630A
JPH0481630A JP2195741A JP19574190A JPH0481630A JP H0481630 A JPH0481630 A JP H0481630A JP 2195741 A JP2195741 A JP 2195741A JP 19574190 A JP19574190 A JP 19574190A JP H0481630 A JPH0481630 A JP H0481630A
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Abstract

PURPOSE:To form an accurate groove easily by machining and to manufacture efficiently a sensor using a resistance element, by digging a groove shaped in parallel crosses in a substrate and by forming a square-shaped groove in a flexible region. CONSTITUTION:Cutting is conducted by moving a dicing blade having the same width with the width L of a required groove, along courses shown by arrows. All of grooves 101 can be formed only by moving through the dicing blade eight times. In this way, an operating part 110, a flexible part 120 and a fixed part 130 are formed on a semiconductor substrate 100. On the occasion of this mechanical cutting, a control substrate 400 acts as a reinforcing plate. While the control substrate 400 is used originally for restricting the displacement of the operating part 110, the control substrate 400 serves for reinforcement when it is connected beforehand to a semiconductor wafer 100 and then the mechanical cutting for forming the groove 101 is executed. Thereby the semiconductor wafer 100 can be prevented from being damaged by the machining.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は抵抗素子を用いたセンサの製造方法、特に半導
体基板上に形成された抵抗素子に対して加えられる機械
的変形を、電気抵抗の変化として検出するセンサの製造
方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for manufacturing a sensor using a resistive element, and in particular, to a method for manufacturing a sensor using a resistive element, and in particular, a method for manufacturing a sensor using a resistive element formed on a semiconductor substrate. The present invention relates to a method of manufacturing a sensor that detects changes.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

力、加速度、磁気などのセンサとして、半導体基板上に
抵抗素子を形成し、力、加速度、磁気などの作用により
この抵抗素子に機械的変形を生じさせ、この機械的変形
を電気抵抗の変化として検出するセンサが提案されてい
る。たとえば、特許協力条約に基づく国際出願の国際公
開第WO38108522号公報には、本願発明者と同
一人の発明による抵怖素子を用いた力・加速度・磁気の
検出装置が開示されている。
As a sensor for force, acceleration, magnetism, etc., a resistance element is formed on a semiconductor substrate, and mechanical deformation is caused in this resistance element by the action of force, acceleration, magnetism, etc., and this mechanical deformation is converted into a change in electrical resistance. Sensors have been proposed to detect this. For example, International Publication No. WO38108522, an international application based on the Patent Cooperation Treaty, discloses a force/acceleration/magnetism detection device using a resistance element invented by the same inventor as the present inventor.

このようなセンサを製造するには、まず、半導体ウェハ
に不純物拡散なとを行って多数の抵抗素子を所定位置に
形成し、必要な配線や可撓性を持たせるための溝の形成
などを行う。そして、この半導体ウェハをダイシング工
程によって複数の半導体ベレットに切断する。この各ベ
レットが、1つの独立した力センサの中枢ユニットとな
る。このあと、加速度センサを製造するには、このベレ
ットの作用部に重錘体を接合し、磁気センサを製造する
には、重錘体の代わりに磁性体を接合する。
To manufacture such a sensor, first, impurity diffusion is performed on a semiconductor wafer to form a large number of resistance elements in predetermined positions, and the necessary wiring and grooves to provide flexibility are formed. conduct. This semiconductor wafer is then cut into a plurality of semiconductor pellets by a dicing process. Each pellet becomes an independent force sensor central unit. Thereafter, in order to manufacture an acceleration sensor, a weight body is joined to the action portion of this pellet, and in order to manufacture a magnetic sensor, a magnetic body is joined in place of the weight body.

そして、このベレットをパッケージの中に納めワイヤボ
ンディングを行えば、センサとしてのチップか完成する
Then, by placing this pellet in a package and performing wire bonding, the sensor chip is completed.

このようなセンサを大量生産するための効率良い製造方
法が、特願平1−135539号明細書に開示されてい
る。この方法の特徴は、各ベレットに作用体(重錘体あ
るいは磁性体)と台座とを接続する工程をウェハ単位で
行い、後のダイシング工程によってベレット単位に分割
することができる点である。
An efficient manufacturing method for mass producing such sensors is disclosed in Japanese Patent Application No. 1-135539. The feature of this method is that the process of connecting each pellet to an acting body (weight body or magnetic body) and a pedestal is performed in units of wafers, and the wafers can be divided into pellet units by a subsequent dicing process.

〔発明か解決しようとする課題〕[Invention or problem to be solved]

前述したセンサの中枢となる半導体ペレットには、円環
状の溝が形成されている。この溝の部分は他の部分と比
べて肉厚が薄くなるため、可撓性をもつようになる。こ
の可撓性をもった円環状の部分を可撓部、その内側およ
び外側をそれぞれ作用部および固定部と呼ぶことにする
。ここで、固定部を固定した状態で、作用部に外力を加
えると、可撓部に撓みが生じる。この撓みにより、可撓
部に形成された抵抗素子に機械的変形が生じ、加えられ
た外力が抵抗素子の電気抵抗の変化として検出される。
An annular groove is formed in the semiconductor pellet that forms the core of the sensor described above. This groove part has a thinner wall thickness than other parts, so it has flexibility. This flexible annular portion will be referred to as a flexible portion, and the inside and outside thereof will be referred to as an acting portion and a fixed portion, respectively. Here, when an external force is applied to the acting part while the fixed part is fixed, the flexible part is bent. This deflection causes mechanical deformation of the resistance element formed in the flexible portion, and the applied external force is detected as a change in the electrical resistance of the resistance element.

このように、半導体ペレット上に形成された溝は、基本
的な検出原理に関わる重要な働きをする。
Thus, the grooves formed on the semiconductor pellet play an important role in the basic detection principle.

ところが、従来の製造方法では、正確な溝を効率良く形
成することが困難であった。一般に、基板上に溝を形成
する方法として、機械的方法と化学的方法が知られてい
る。機械的方法は、切削加工あるいは放電加工により、
半導体基板上に機械的に溝を掘った後、研磨を行う方法
である。この方法は、非常に正確な溝を形成できるとい
う利点はあるが、センサの各ユニットごとに円環状の溝
を機械的に掘ってゆく作業は、効率が悪く量産性に欠け
、製造コストか高くなるという問題かある。
However, with conventional manufacturing methods, it is difficult to efficiently form accurate grooves. Generally, mechanical methods and chemical methods are known as methods for forming grooves on a substrate. Mechanical methods include cutting or electrical discharge machining.
This is a method in which a groove is mechanically dug on a semiconductor substrate and then polished. Although this method has the advantage of being able to form very precise grooves, mechanically digging an annular groove for each sensor unit is inefficient, lacks mass productivity, and increases manufacturing costs. There is a problem with that.

一方、化学的方法は、エツチングにより溝を形成する方
法であり、等方性エツチングを行う方法と異方性エツチ
ングを行う方法とがある。このようなエツチングを用い
る方法は、半導体ウェハ上に形成された複数のセンサユ
ニットに対して同時に処理を行うことかできるため、量
産に適し、低コスト化を図ることができる。しかしなか
ら、機械的方法に比べて正確な溝を形成することができ
ないという問題がある。たとえば、形成される溝の深さ
は、エツチング速度のばらつきにより異なり、その結果
、センサの感度が一様でなくなる。また、等方性エツチ
ングを行った場合、形成される溝の内部が丸みを帯びる
ため、加わった外力に対して十分な歪みが発生せず、所
望の感度が得られにくいという問題がある。これに対し
、異方性工・ソチングを行えば、溝内部の丸みの問題は
解消されるか、異方性エツチングの性質上、エツチング
可能な結晶面の方位が限定されるという別な問題が生じ
る。
On the other hand, the chemical method is a method of forming grooves by etching, and there are two methods: isotropic etching and anisotropic etching. Such a method using etching can simultaneously process a plurality of sensor units formed on a semiconductor wafer, so it is suitable for mass production and can reduce costs. However, there is a problem in that it is not possible to form grooves as accurately as with mechanical methods. For example, the depth of the grooves formed will vary due to variations in etching rate, resulting in non-uniform sensor sensitivity. Further, when isotropic etching is performed, the inside of the formed groove is rounded, so that sufficient distortion is not generated in response to an applied external force, making it difficult to obtain the desired sensitivity. On the other hand, if anisotropic etching/soching is performed, the problem of roundness inside the grooves will be resolved, or another problem will arise in that the orientation of crystal planes that can be etched is limited due to the nature of anisotropic etching. arise.

そこで本発明は、抵抗素子を用いた高感度のセンサを、
効率良く生産することができる製造方法を提供すること
を目的とする。
Therefore, the present invention provides a highly sensitive sensor using a resistive element.
The purpose is to provide a manufacturing method that allows efficient production.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本願箱1の発明は、抵抗素子を用いたセンサの製造方法
において、 第1の基板上に幅をもった方環状の可撓領域を定義し、
この方環の内側または外側のいずれか方に作用領域を、
他方に固定領域を、それぞれ定義する段階と、 第1の基板の第1の面上の可撓領域内に、抵抗素子を形
成する段階と、 第1の基板の第2の面上に方環位置に合わせて井桁状の
溝を堀り、可撓領域にこの井桁状の溝の一部からなる方
形状の溝を形成し、可撓領域に可撓性をもたせる段階と
、 第1の基板の第2の面に、第2の基板の第1の面を接合
する段階と、 第2の基板を切断することにより、第1の基板の作用領
域に接合しており第2の基板の一部分から構成される作
用体と、第1の基板の固定領域に接合しており第2の基
板の一部分から構成される台座と、を形成する段階と、 を行うようにしたものである。
The invention in Box 1 is a method for manufacturing a sensor using a resistive element, in which a rectangular ring-shaped flexible region with a width is defined on a first substrate,
The area of action is either inside or outside of this square ring.
defining a fixed region on the other side; forming a resistive element in the flexible region on the first surface of the first substrate; digging a cross-shaped groove according to the position, and forming a rectangular groove made of a part of the cross-shaped groove in the flexible region to impart flexibility to the flexible region; bonding the first surface of the second substrate to the second surface of the second substrate; and cutting the second substrate to form a portion of the second substrate that is bonded to the active area of the first substrate. and a pedestal made of a portion of the second substrate and joined to the fixing region of the first substrate.

本願箱2の発明は、抵抗素子を用いたセンサの製造方法
において、 第1の基板上に複数の単位領域を定義し、各単位領域内
において、幅をもった方環状の可撓領域を定義し、この
方環の内側または外側のいずれか方に作用領域を、他方
に固定領域を、それぞれ定義する段階と、 第1の基板の第コの面上の各可撓領域内に、抵抗素子を
形成する段階と、 第1の基板の第2の面上に、縦方向および横方向にそれ
ぞれ複数の溝を掘り、各単位領域において、作用領域ま
たは固定領域の四方にそれぞれ4つの溝が形成され、こ
の溝によって可撓領域に可撓性が生しるようにする段階
と、 第1の基板の第2の面に、第2の基板の第1の面を接合
する段階と、 第2の基板を切断することにより、各単位領域において
、第1の基板の作用領域に接合しており第2の基板の一
部分から構成される作用体と、第1の基板の固定領域に
接合しており第2の基板の一部分から構成される台座と
、を形成する段階と、第1の基板および第2の基板を、
各単位領域ごとに切り離し、それぞれ独立したセンサを
形成する段階と、 を行うようにしたものである。
The invention in Box 2 provides a method for manufacturing a sensor using a resistive element, in which a plurality of unit areas are defined on a first substrate, and within each unit area, a rectangular ring-shaped flexible area with a width is defined. and defining an active area on either the inside or outside of the square ring and a fixed area on the other side, and placing a resistance element in each flexible area on the first surface of the first substrate. forming a plurality of grooves in the vertical and horizontal directions on the second surface of the first substrate, and in each unit area, four grooves are formed on each side of the working area or the fixing area; , allowing the flexible region to be flexible by the groove; bonding the first surface of the second substrate to the second surface of the first substrate; By cutting the substrate, in each unit area, an effecting body that is bonded to the active area of the first substrate and made up of a part of the second substrate is bonded to the fixed area of the first substrate. a pedestal comprising a portion of the second substrate; forming the first substrate and the second substrate;
The steps of separating each unit area and forming independent sensors for each unit area are performed.

本願第3の発明は、抵抗素子を用いたセンサの製造方法
において、 第1の基板上に複数の単位領域を定義し、各単位領域内
において、幅をもった方環状の可撓領域を定義し、この
方環の内側または外側のいずれか一方に作用領域を、他
方に固定領域を、それぞれ定義する段階と、 第1の基板の第1の面上の各可撓領域内に、抵抗素子を
形成する段階と、 制御基板の第1の面上に、第1の基板の作用領域内の部
分か所定の自由度をもって動きうるような溝を形成した
後、この制御基板の第1の面を第1の基板の第1の面に
接合する段階と、制御基板を補強板として用いながら、
第1の基板の第2の面上に、縦方向および横方向にそれ
ぞれ複数の溝を機械的方法により掘り、各単位領域にお
いて、作用領域または固定領域の四方にそれぞれ4つの
溝か形成され、この溝によって可撓領域に可撓性か生じ
るようにする段階と、第1の基板の第2の面に、第2の
基板の第1の面を接合する段階と、 第2の基板を切断することにより、各単位領域において
、第1の基板の作用領域に接合しており第2の基板の一
部分から構成される作用体と、第1の基板の固定領域に
接合しており第2の基板の一部分から構成される台座と
、を形成する段階と、第1の基板、第2の基板、および
制御基板を、各単位領域ごとに切り離し、それぞれ独立
したセンサを形成する段階と、 を行うようにしたものである。
A third invention of the present application provides a method for manufacturing a sensor using a resistive element, in which a plurality of unit areas are defined on a first substrate, and within each unit area, a rectangular ring-shaped flexible area with a width is defined. and defining an active area on either the inside or outside of the square ring and a fixed area on the other side, and placing a resistance element in each flexible area on the first surface of the first substrate. forming a groove on the first surface of the control board so that a portion of the first board within the active area can move with a predetermined degree of freedom; bonding to the first surface of the first board; and using the control board as a reinforcing plate;
A plurality of grooves are mechanically dug in the vertical and horizontal directions on the second surface of the first substrate, and in each unit area, four grooves are formed on each side of the working area or the fixed area, making the flexible region flexible by the groove; bonding the first surface of the second substrate to the second surface of the first substrate; and cutting the second substrate. By doing so, in each unit area, there is a working body that is joined to the working area of the first substrate and constitutes a part of the second substrate, and a working body that is joined to the fixed area of the first substrate and is made up of a part of the second substrate. forming a pedestal made up of a portion of the substrate; and separating the first substrate, the second substrate, and the control substrate into unit areas to form independent sensors. This is how it was done.

〔作 用〕[For production]

本願第1の発明によれば、第1の基板の第2の面上の可
撓領域に方形状の溝が形成される。この方形状の溝は、
機械的加工によって井桁状の溝を掘ることにより容易に
形成することができるため、正確な溝を効率的に形成す
ることができるようになる。また、第2の基板の一部に
よって重錘体あるいは磁性体か形成され、別な一部によ
っテ第1の基板を支えるための台座が形成される。すな
わち、ダイシング工程を行う前に、ウェハ単位で重錘体
あるいは磁性体、そして台座の形成が可能になる。
According to the first invention of the present application, a rectangular groove is formed in the flexible region on the second surface of the first substrate. This rectangular groove is
Since it can be easily formed by digging a cross-shaped groove by mechanical processing, it becomes possible to efficiently form an accurate groove. Further, a part of the second substrate forms a weight body or a magnetic body, and another part forms a pedestal for supporting the first substrate. That is, before performing the dicing process, it is possible to form a weight body, a magnetic body, and a pedestal for each wafer.

また、本願第2の発明によれば、第1の基板上に複数の
単位領域が定義され、この複数の単位領域それぞれにつ
いて同時に処理が進行し、最終的に1単位領域が1つの
センサユニットを構成することになる。第1の基板の第
2の面上に、縦方向および横方向にそれぞれ複数の溝が
掘られ、各単位領域において、作用領域または固定領域
の四方にそれぞれ4つの溝か形成されるようになる。こ
の溝によって可撓領域に可撓性が与えられる。溝は、基
盤目状に縦横に形成すればよいので、機械的加工によっ
て容易に掘ることができ、正確な溝を効率的に形成する
ことができるようになる。
Further, according to the second invention of the present application, a plurality of unit areas are defined on the first substrate, and the processing proceeds simultaneously for each of the plurality of unit areas, and eventually one unit area corresponds to one sensor unit. It will be configured. A plurality of grooves are dug in the vertical and horizontal directions on the second surface of the first substrate, so that in each unit area, four grooves are formed on each side of the action area or the fixed area. . This groove provides flexibility to the flexible region. Since the grooves can be formed vertically and horizontally in the shape of a base plate, they can be easily dug by mechanical processing, and accurate grooves can be efficiently formed.

更に、本願第3の発明によれば、制御基板を第1の基板
に接続し、この制御基板を補強板として用いながら、第
1の基板へ溝を掘る作業が行われるため、機械的加工に
より第1の基板が損傷するのを防ぐことができる。
Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the control board is connected to the first board, and the work of digging a groove in the first board is performed while using this control board as a reinforcing plate. Damage to the first substrate can be prevented.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を図示する実施例に基づいて説明する。 The present invention will be described below based on illustrated embodiments.

センサの構造 はじめに、本発明の対象となる抵抗素子を用いたセンサ
の構造を簡単に説明する。第1図は加速度センサの一例
を示す構造断面図である。このセンサの中枢ユニットと
なるのは、半導体ベレット10である。この半導体ペレ
ット10の上面図を第2図に示す。第1図の中央部分に
示されている半導体ペレット10の断面は、第2図をX
軸に沿って切断した断面に相当する。この半導体ペレッ
ト10は、内側から外側に向かって順に、作用部11、
可撓部12、固定部13の3つの領域に分けられる。第
2図に破線で示されているように、半導体ペレット10
の下面には、井桁状の溝が形成されている。この溝によ
って、可撓部12は肉厚が薄くなり、可撓性をもつこと
になる。したかって、固定部]−3を固定したまま作用
部11に力を作用させると、可撓部12が撓んで機械的
変形が生じる。可撓部12の上面には、第2図に示すよ
うに、抵抗素子Rx1−Rx4、Ryl −Ry4゜R
zl〜Rz4が所定の向きに形成されている。
Structure of Sensor First, the structure of a sensor using a resistive element, which is the object of the present invention, will be briefly explained. FIG. 1 is a structural sectional view showing an example of an acceleration sensor. The core unit of this sensor is the semiconductor pellet 10. A top view of this semiconductor pellet 10 is shown in FIG. The cross section of the semiconductor pellet 10 shown in the central part of FIG.
Corresponds to a cross section cut along the axis. This semiconductor pellet 10 includes, in order from the inside to the outside, a working part 11,
It is divided into three regions: a flexible section 12 and a fixed section 13. As shown by the broken line in FIG. 2, the semiconductor pellet 10
A cross-shaped groove is formed on the underside of the . Due to this groove, the flexible portion 12 has a thinner wall thickness and has flexibility. Therefore, if a force is applied to the acting part 11 while the fixed part ]-3 is fixed, the flexible part 12 will bend and mechanical deformation will occur. As shown in FIG.
zl to Rz4 are formed in a predetermined direction.

第1図に示すように、作用部11の下方には重錘体20
が接合されており、固定部13の下方には台座30が接
合されている。台座30の底面はパッケージ40の内側
底面に接合されており、半導体ペレット10および重錘
体20はこの台座30によって支持される。重錘体20
は内部で宙吊りの状態となっている。パッケージ40に
は蓋41が被せられる。半導体ペレット10に設けられ
たポンディングパッド14は、各抵抗素子に対してベレ
ット内で電気的に接続されており、このポンディングパ
ッド14とパッケージ側方に設けられたリード42とは
、ボンデインクワイヤ]5によって接続されている。
As shown in FIG. 1, a weight body 20 is provided below the action section 11.
are joined, and a pedestal 30 is joined below the fixed part 13. The bottom surface of the pedestal 30 is joined to the inner bottom surface of the package 40, and the semiconductor pellet 10 and the weight body 20 are supported by the pedestal 30. Weight body 20
is suspended inside. The package 40 is covered with a lid 41. A bonding pad 14 provided on the semiconductor pellet 10 is electrically connected to each resistance element within the pellet, and the bonding pad 14 and a lead 42 provided on the side of the package are connected to each other through a bonding ink. wire] 5.

このセンサに加速度か加わると、重錘体20に外力が作
用することになる。この外力は作用部11に伝達され、
可撓部12に機械的変形が生しる。これによって、抵抗
素子の電気抵抗に変化か生じ、この変化はボンディング
ワイヤ15およびリード42を介して外部に取り出すこ
とができる。
When acceleration is applied to this sensor, an external force acts on the weight body 20. This external force is transmitted to the action part 11,
Mechanical deformation occurs in the flexible portion 12. This causes a change in the electrical resistance of the resistance element, and this change can be extracted to the outside via the bonding wire 15 and the lead 42.

作用部11に加わった力のX方向成分は抵抗素子Rxl
〜Rx4の電気抵抗の変化により、Y方向成分は抵抗素
子Ryl〜Ry4の電気抵抗の変化により、Z方向成分
は抵抗素子Rzl〜Rz4の電気抵抗の変化により、そ
れぞれ検出される。この検出方法については本発明の本
旨ではないため、ここでは説明を省略する。詳細は特許
協力条約に基づく国際出願の国際公開節W○88108
522号公報などを参照されたい。なお、上述のセンサ
は加速度センサであるが、磁気センサの場合には、重錘
体20を磁性体で構成すればよい。
The X-direction component of the force applied to the action part 11 is the resistance element Rxl.
~Rx4, the Y direction component is detected by the change in the electric resistance of the resistance elements Ryl to Ry4, and the Z direction component is detected by the change in the electric resistance of the resistance elements Rzl to Rz4. Since this detection method is not the main point of the present invention, a description thereof will be omitted here. For details, see International Publication Section W○88108 for international applications based on the Patent Cooperation Treaty.
Please refer to Publication No. 522, etc. Note that the above-mentioned sensor is an acceleration sensor, but in the case of a magnetic sensor, the weight body 20 may be made of a magnetic material.

加速度センサとして実用した場合、大きな加速度がかか
ると、重錘体20に過度な外力か作用することになる。
When used as an acceleration sensor, if a large acceleration is applied, an excessive external force will act on the weight body 20.

その結果、可撓部12に大きな機械的変形が生じ、半導
体ペレット10が破損する可能性がある。磁気センサに
大きな磁界がかかった場合も同様である。このような破
損を防ぐため、第1図に示すセンサては、制御部材51
..52゜53が設けられている。制御部材51は、重
錘体20の横方向の変位か許容値を越えないように制御
するものであり、制御部材52は、重錘体20の下方向
の変位が許容値を越えないように制御するものであり、
制御部材53は、重錘体20(実際には作用部11)の
上方向の変位が許容値を越えないように制御するもので
ある。重錘体20に過度の外力が作用して、上述の許容
値を越えて動こうとしても、重錘体20はこれらの制御
部材に衝突してその移動か阻まれることになる。結局、
半導体ペレット10には、許容値以上の機械的変形が加
えられることはなく、破損から保護される。
As a result, a large mechanical deformation occurs in the flexible portion 12, and the semiconductor pellet 10 may be damaged. The same applies when a large magnetic field is applied to the magnetic sensor. To prevent such damage, the sensor shown in FIG.
.. .. 52°53 are provided. The control member 51 controls the horizontal displacement of the weight body 20 so that it does not exceed the allowable value, and the control member 52 controls so that the downward displacement of the weight body 20 does not exceed the allowable value. control,
The control member 53 controls the upward displacement of the weight body 20 (actually, the action portion 11) so that it does not exceed a permissible value. Even if an excessive external force acts on the weight body 20 and the weight body 20 attempts to move beyond the above-mentioned allowable value, the weight body 20 will collide with these control members and be prevented from moving. in the end,
The semiconductor pellet 10 is not subjected to mechanical deformation exceeding a permissible value and is protected from damage.

本発明の特徴となる溝の形成 本発明の特徴は、第2図に破線で示す溝の形成方法にあ
る。この溝の特徴を、第3図を参照して詳述する。第3
図は、半導体ペレット10の下面図であり、この半導体
ペレット10を切断線4−4で切った断面を第4図に示
す。第3図において、破線はペレット上の仮せ区画を示
すための補助線であり、この補助線を用いることにより
全体を25区画に分割することかできる。ここでは、こ
の25区画を図のように小文字のアルファベットa −
yで示す。ここで、溝か掘られている区画は、b、d、
f−j、1.n、p−t、v、xの16区画であり、こ
れらの区画は肉厚が薄くなっている。中央の区画mは作
用部に相当し、その周囲の区画g−i、1.n、q−s
は可撓部に相当し、さらにその周囲の区画a−e、f、
j、ko、p、t、u−yは固定部に相当する。したが
って、可撓部は必す肉厚か薄くなり、可撓性をもつこと
になる。本来、溝はこの可撓部に相当する区画だけに形
成すれば足りる。別言すれば、区画mの周囲の8区画に
方形状の溝を掘ればよい。第4図に示すように、抵抗素
子Rは可撓部に形成されるため、この部分に歪みが生じ
るようにしておけばよい。したかって、固定部に相当す
る区画す。
Formation of grooves, which is a feature of the present invention The feature of the present invention is the method of forming grooves, which is shown by broken lines in FIG. The characteristics of this groove will be explained in detail with reference to FIG. Third
The figure is a bottom view of the semiconductor pellet 10, and FIG. 4 shows a cross section of the semiconductor pellet 10 taken along the cutting line 4--4. In FIG. 3, the broken lines are auxiliary lines for indicating the temporary sections on the pellet, and by using these auxiliary lines, the whole can be divided into 25 sections. Here, these 25 sections are represented by lowercase letters a - as shown in the figure.
Indicated by y. Here, the sections where trenches are dug are b, d,
f-j, 1. There are 16 sections: n, pt, v, and x, and these sections have thin walls. The central section m corresponds to the action section, and the surrounding sections g-i, 1. n, q-s
corresponds to the flexible part, and the surrounding sections a-e, f,
j, ko, p, t, u-y correspond to fixed parts. Therefore, the flexible portion necessarily becomes thinner and has flexibility. Originally, it is sufficient to form the groove only in the section corresponding to this flexible portion. In other words, rectangular grooves may be dug in eight sections around section m. As shown in FIG. 4, since the resistive element R is formed in a flexible portion, it is sufficient to allow distortion to occur in this portion. Therefore, there is a section corresponding to the fixed part.

d、  f、  j、  p、  t、  V、  x
には溝を掘る必要はない。しかし、この固定部にも溝を
掘ることにより、機械的な溝掘り作業が非常に容易にな
る。すなわち、第5図に示すように、必要な溝の幅L(
たとえば1.mm)に相当する幅をもったダイシングブ
レード60を用意し、このダイシングブレード60を図
の破線の矢印で示すように移動させて井桁状の溝堀り作
業を行えばよい。この例では、ダイシングプレート60
を半導体ペレット10上で4回通過させれば必要な加工
は終了する。実際には、複数のベレットを縦横に並べた
ウェハ単位で処理か行われるため、この方法による溝の
形成方法が非常に効率的であることが理解できよう。
d, f, j, p, t, V, x
There is no need to dig a trench. However, by digging a groove also in this fixed part, the mechanical groove digging work becomes very easy. That is, as shown in FIG. 5, the necessary groove width L(
For example 1. A dicing blade 60 having a width corresponding to 1 mm) is prepared, and the dicing blade 60 is moved as shown by the broken line arrow in the figure to perform the trench digging operation. In this example, the dicing plate 60
The necessary processing is completed by passing it over the semiconductor pellet 10 four times. In reality, processing is performed on a wafer basis in which a plurality of pellets are arranged in rows and columns, so it can be seen that this method of forming grooves is very efficient.

参考のために、従来方法による溝の形成のしかたを述べ
ておく。第6図に示すように、従来は半導体ベレット1
0’ の下面に、円環状の溝を堀り、この溝の部分を可
撓部12′、その内側を作用部11′、外側を固定部1
3′としていた(特願平1−135539号明細書参照
)。この半導体ベレット10′を、切断線7a−7aで
切った断面を第7図(a)に示す。このような円環状の
溝を機械的方法によって形成するのは、非常に効率か悪
く量産に適さない。そこで従来は、化学的方法、すなわ
ちエツチングによって溝の形成を行っていた。ところか
、等方性エツチングを行うと、第7図(b)に示すよう
に、溝か丸みを帯びてしまう。
For reference, the method of forming grooves using a conventional method will be described below. As shown in FIG. 6, conventional semiconductor pellet 1
An annular groove is dug in the lower surface of 0', and the groove part is the flexible part 12', the inside part is the acting part 11', and the outside part is the fixed part 1.
3' (see specification of Japanese Patent Application No. 1-135539). A cross section of this semiconductor pellet 10' taken along cutting line 7a-7a is shown in FIG. 7(a). Forming such an annular groove by a mechanical method is extremely inefficient and unsuitable for mass production. Conventionally, grooves have been formed by a chemical method, that is, etching. However, when isotropic etching is performed, the grooves become rounded, as shown in FIG. 7(b).

このように、溝が丸みを帯びてしまうと、可撓部12′
に十分な歪みが生しなくなり、抵抗素子による検出感度
の低下をまぬがれない。一方、異方性エツチングでは、
丸みの発生は抑えられるが、適用できるウェハの面方位
か限定されてしまう。
In this way, if the groove becomes rounded, the flexible portion 12'
In this case, sufficient distortion is no longer generated, and the detection sensitivity due to the resistive element is inevitably reduced. On the other hand, in anisotropic etching,
Although the occurrence of roundness can be suppressed, the applicable wafer surface orientation is limited.

たとえば、シリコンのウェハては、(111)面はエツ
チングされないためにこの方法は使えない。
For example, this method cannot be used with silicon wafers because the (111) plane is not etched.

また、(110)面はエツチングは可能であるが、正確
な形状の溝を形成することか困難な面となる。
Furthermore, although etching is possible on the (110) plane, it is difficult to form grooves with accurate shapes.

結局、シリコンのウェハては、(100)面だけか異方
性エツチング可能な面となり、実用上、種々の問題か残
る。このため、従来は、等方性エツチングと異方性エツ
チングとを組み合わせて溝を形成していた。しかしなが
ら、この場合でも、第7図(C)に示すように、溝か若
干丸みを帯び、検出感度の低下をまぬかれない。本発明
による方法では、第5図に示すように、ダイシングプレ
ート60による切削加工によりシャープな溝を容易に掘
ることかでき、従来の方法に比べて正確な溝を効率良く
形成できることになる。
In the end, only the (100) plane of a silicon wafer can be anisotropically etched, and various practical problems remain. For this reason, conventionally, grooves have been formed by a combination of isotropic etching and anisotropic etching. However, even in this case, as shown in FIG. 7(C), the grooves are slightly rounded and the detection sensitivity is inevitably lowered. In the method according to the present invention, as shown in FIG. 5, sharp grooves can be easily dug by cutting using the dicing plate 60, and accurate grooves can be formed more efficiently than conventional methods.

本発明による製造工程I それては、第1図に示すセンサを本発明による方法で製
造する工程について詳述する。まず、製造工程Iとして
、ウェハをダイシングするまでの工程について説明する
。はじめに、半導体ウェハ上に複数の単位領域を定義す
る。半導体ウェハは、後のダイシング工程において各単
位領域ごとに別々に切り離され、それぞれか独立してセ
ンサの機能を有する半導体ベレットとなる。第8図(a
)は、半導体ウェハ100上に形成された複数の単位領
域を示す。ハツチングを施した部分が1つの単位領域で
あり、各単位領域はそれぞれ正方形をしている。このよ
うに、実際には円盤状の半導体ウェハの上に多数の単位
領域か形成されるが、ここでは説明の便宜上、第8図(
b)に示すように正方形の半導体ウェハ100の上に4
つの単位領域を形成する場合を例にとり、以下の説明を
続けることにする。
Manufacturing Process I According to the Invention The process for manufacturing the sensor shown in FIG. 1 by the method according to the invention will now be described in detail. First, as manufacturing process I, the process up to dicing the wafer will be described. First, a plurality of unit areas are defined on a semiconductor wafer. The semiconductor wafer is separately cut into unit areas in a subsequent dicing process, and each unit area becomes a semiconductor pellet having an independent sensor function. Figure 8 (a
) indicates a plurality of unit regions formed on the semiconductor wafer 100. The hatched area is one unit area, and each unit area is square. In this way, a large number of unit regions are actually formed on a disk-shaped semiconductor wafer, but for convenience of explanation, we will explain them here as shown in FIG.
4 on the square semiconductor wafer 100 as shown in b).
The following explanation will be continued by taking as an example the case where two unit areas are formed.

それては、以下第9図を参照しなから、ダイシングまで
の工程を説明する。はじめに、シリコンなどの半導体ウ
ェハ100上の所定位置に抵抗素子を形成する。前述の
ように、この半導体ウェハ100は説明の便宜上、正方
形をしており、4つの単位領域に分かれているので、こ
の4つの単位領域のそれぞれについて、抵抗素子が形成
される。
The steps from dicing to dicing will be explained below with reference to FIG. First, a resistance element is formed at a predetermined position on a semiconductor wafer 100 made of silicon or the like. As mentioned above, for convenience of explanation, this semiconductor wafer 100 has a square shape and is divided into four unit areas, so a resistance element is formed in each of the four unit areas.

これは不純物の拡散などの方法によればよい。第9図(
a)は、半導体ウェハ100上に抵抗素子Rが形成され
た状態を示す側断面図である。
This may be achieved by a method such as impurity diffusion. Figure 9 (
a) is a side sectional view showing a state in which a resistance element R is formed on a semiconductor wafer 100.

次に、第10図に示すような制御基板400を用意する
。この制御基板400は、後に形成される作用部110
の上方向の変位を許容範囲に制御するためのものである
。材質としては、シリコン基板あるいはガラス基板を用
いればよい。この制御基板400の下面には、4つの単
位領域のそれぞれについて、全く同じ加工が施される。
Next, a control board 400 as shown in FIG. 10 is prepared. This control board 400 includes an action section 110 that will be formed later.
This is to control the upward displacement of the tolerable range. As the material, a silicon substrate or a glass substrate may be used. The lower surface of this control board 400 is subjected to exactly the same processing for each of the four unit areas.

第10図(b)は加工後の制御基板400の下面図、同
図(a)はこれを切断線10a−10aて切断した状態
を示す側断面図である。下面には、4か所に正方形の溝
401が形成されている。この溝401は、作用部11
0の変位の上方向の自由度を制御するためのものであり
、自由度は溝401の深さによって決定されることにな
る。この制御基板400のもう1つの特徴は、横幅が他
の基板に比べて少し短くなっており、中央には縦に長い
溝402が形成されている点である。これは、後述する
ように、ワイヤボンディングのための便宜を図るための
工夫である。この制御基板400を、第9図(b)に示
すように、半導体ウェハ100に接合する。この接合は
、接着剤による接着てもかまわないか、確実な接合を行
うために、材料どうしを直接接合できる陽極接合や、シ
リコン拡散接合(silicon difTusion
 bonding)等の技術を用いるのが好ましい。す
なわち、両者間に電圧を印加し、両者の温度を上げ、加
圧しなから接合するのである。
FIG. 10(b) is a bottom view of the control board 400 after processing, and FIG. 10(a) is a side sectional view showing the state cut along the cutting line 10a-10a. Square grooves 401 are formed at four locations on the lower surface. This groove 401
This is to control the degree of freedom in the upward direction of the displacement of 0, and the degree of freedom is determined by the depth of the groove 401. Another feature of this control board 400 is that the width is a little shorter than other boards, and a long vertical groove 402 is formed in the center. This is a contrivance to facilitate wire bonding, as will be described later. This control board 400 is bonded to the semiconductor wafer 100 as shown in FIG. 9(b). For this bonding, it is possible to use adhesive bonding, or to ensure reliable bonding, anodic bonding, which allows materials to be directly bonded, or silicon diffusion bonding (silicon diffusion bonding) is recommended.
It is preferable to use a technique such as bonding. That is, a voltage is applied between them, their temperature is raised, and they are joined without applying pressure.

続いて、第9図(b)に示すように、半導体ウェハ]0
0の下面に、溝101を形成する。この溝101は、前
述した本発明の特徴となる方法により掘られる。第11
図に、この溝101を形成した状態をより詳細に示す。
Subsequently, as shown in FIG. 9(b), a semiconductor wafer]0
A groove 101 is formed on the lower surface of 0. This groove 101 is dug by the method that characterizes the present invention described above. 11th
The figure shows the state in which the groove 101 is formed in more detail.

同図(b)は、溝101形成後の基板の下面図であり、
同図(a)はこれを切断線11a−11aで切断した状
態を示す側断面図である。具体的には、必要な溝の幅り
と同し幅をもったダイシンクプレートを、第11図(b
)の破線の矢印で示す経路に沿って動かし、切削加工す
ればよい。もちろん、幅りより薄いダイシングブレード
を用いて、位置をずらしなから何回かの切削加工を繰返
し行って1つの溝を形成するようにしてもよい。この実
施例では、ダイシングブレードを8回通すたけてすべて
の溝101が形成できる。こうして、半導体基板100
には、作用部110、可撓部120、固定部130が形
成されることになる。ここで留意すべき点は、この機械
的な切削加工を行う際に、制御基板400が補強板とし
ての働きをする点である。本来、制御基板400は、作
用部110の上方向の変位を制限するために用いられる
基板であるが、あらかじめこの制御基板400を半導体
ウェハ100に接続しておき、溝101を形成する機械
的な切削加工を行うようにすれば、制御基板400が補
強の役目をし、機械的加工により半導体ウェハ100が
損傷するのを防ぐことができる。なお、この機械的な切
削加工により、溝101の内面層の結晶か機械的損傷を
受けるので、このあと、必要に応じて化学的なエツチン
グを行い、損傷した層を除去するようにするとよい。
The figure (b) is a bottom view of the substrate after the groove 101 is formed,
Figure (a) is a side cross-sectional view showing a state where this is cut along the cutting line 11a-11a. Specifically, a die sink plate with the same width as the required groove width was prepared as shown in Fig. 11 (b).
) and cut it by moving it along the path indicated by the dashed arrow. Of course, one groove may be formed by using a dicing blade thinner than the width and repeating the cutting process several times by shifting the position. In this embodiment, all the grooves 101 can be formed by passing the dicing blade eight times. In this way, the semiconductor substrate 100
A working part 110, a flexible part 120, and a fixed part 130 are formed in the . What should be noted here is that the control board 400 functions as a reinforcing plate when performing this mechanical cutting process. Originally, the control board 400 is a board used to limit the upward displacement of the action section 110, but this control board 400 is connected to the semiconductor wafer 100 in advance, and the mechanical process for forming the groove 101 is performed. By performing the cutting process, the control board 400 serves as a reinforcement, and it is possible to prevent the semiconductor wafer 100 from being damaged by mechanical processing. Note that this mechanical cutting process causes mechanical damage to the crystals in the inner layer of the groove 101, so it is advisable to perform chemical etching after this, if necessary, to remove the damaged layer.

ここで、上述した本発明の特徴となる溝の形成方法の利
点を述べておく。ます、化学的なエツチングによらない
ので、同し深さの溝か形成でき、感度にばらつきが生し
なくなる。しかも、溝の隅部はほぼ直角なシャープな形
状となるため、十分な歪みか発生し、感度の高い検出が
可能になる。
Here, the advantages of the groove forming method, which is a feature of the present invention described above, will be described. Furthermore, since chemical etching is not required, grooves of the same depth can be formed, eliminating variations in sensitivity. Moreover, since the corners of the grooves have a sharp shape with almost right angles, sufficient distortion occurs, allowing highly sensitive detection.

また、用いる結晶面方位には制約かない。更に、機械的
加工を行うにもがかわらず、ダイシンクプレートを直線
的に移動させるだけの加工ですみ、量産性にも適してい
る。
Further, there are no restrictions on the crystal plane orientation to be used. Furthermore, although mechanical processing is performed, the processing requires only linear movement of the die sink plate, making it suitable for mass production.

さて、続いて第12図に示すような補助基板200を用
意する。この補助基板200は、最終的にはその一部分
が重錘体を、残りの部分か台座を、それぞれ構成するも
のであるから、重錘体および台座に適した材料を用いる
ようにする。また、半導体ウェハ100に対して接合さ
れるため、半導体ウェハ100と熱膨張係数かほぼ等し
い材料を用いた方か好ましい。たとえば、半導体ウェハ
100と同じシリコン基板や、ガラス基板を用いるのが
好ましい。第12図(b)は加工後の補助基板200の
上面図、同図(a)はこれを切断線12a−12aで切
断した状態を示す側断面図である。このように、補助基
板200の上面には、縦横に溝201が形成される。こ
れは、後にこの基板をダイシングしやすくするためのも
のである。
Next, an auxiliary substrate 200 as shown in FIG. 12 is prepared. Since a portion of this auxiliary substrate 200 will ultimately constitute a weight body, and the remaining portion will constitute a pedestal, materials suitable for the weight body and the pedestal should be used. Furthermore, since it is bonded to the semiconductor wafer 100, it is preferable to use a material that has approximately the same coefficient of thermal expansion as the semiconductor wafer 100. For example, it is preferable to use the same silicon substrate or glass substrate as the semiconductor wafer 100. FIG. 12(b) is a top view of the auxiliary substrate 200 after processing, and FIG. 12(a) is a side sectional view showing the state cut along the cutting line 12a-12a. In this way, grooves 201 are formed in the vertical and horizontal directions on the upper surface of the auxiliary substrate 200. This is to make it easier to dice this substrate later.

この溝201を形成する位置は、要するに、半導体ウェ
ハ100の作用部110に対応する部分210(図の4
か所の部分)と、固定部130に対応する部分220(
その他の部分)と、が分離されるような位置になってい
ればよい。別言すれば、補助基板200を半導体ウェハ
100上に重ねて接合し、溝201に沿って補助基板2
00のみを切断した場合に、補助基板200が重錘体(
部分210)と台座(210以外の部分220)とに分
離するようにすればよい。このような補助基板200か
用意できたら、これを第9図(C)に示すように、半導
体ウェハ100に接合する。この接合には、陽極接合や
シリコン拡散接合等の技術を用いるのが好ましい。
In short, the position where this groove 201 is formed is determined by a portion 210 (4 in the figure) corresponding to the active portion 110 of the semiconductor wafer 100.
part) and a part 220 corresponding to the fixing part 130 (
It is sufficient if the position is such that the other parts are separated from the other parts. In other words, the auxiliary substrate 200 is stacked and bonded on the semiconductor wafer 100, and the auxiliary substrate 200 is
When only 00 is cut, the auxiliary board 200 becomes a weight body (
What is necessary is to separate it into a portion 210) and a pedestal (a portion 220 other than 210). Once such an auxiliary substrate 200 is prepared, it is bonded to the semiconductor wafer 100 as shown in FIG. 9(C). For this bonding, it is preferable to use a technique such as anodic bonding or silicon diffusion bonding.

続いて、第9図(d)に示すように、補助基板200を
溝201に沿ってダイシングプレート(溝101を形成
するときに用いたブレードより細いものを用意する)で
切断する。切断路202は、溝201とは逆側(図の下
方)に形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 9(d), the auxiliary substrate 200 is cut along the grooves 201 with a dicing plate (prepare a blade thinner than the blade used to form the grooves 101). The cutting path 202 is formed on the opposite side to the groove 201 (lower side in the figure).

これにより、部分210(重錘体となる)と部分220
(台座となる)とが、完全に切り離されることになる。
As a result, part 210 (becomes a weight body) and part 220
(which will become the pedestal) will be completely separated.

第12図(b)に示すように、部分210(重錘体)は
4か所に位置するが、これか第11図(b)に示す作用
部110のみに接合された状態となる。また、それ以外
の部分220(台座)は、第11図(b)に示す固定部
130に接合された状態となる。なお、可撓部120は
補助基板200からは浮いた状態になっているため、い
ずれの部分とも接合されない。このように、補助基板2
00をダイシングすることにより、重錘体210と台座
220とを同時に形成することができる。ここで、台座
220は固定部130を支える台座としての機能を果た
すたけてなく、重錘体210の横方向の変位か許容範囲
を越えないように制御する制御部材としての機能(第1
図に示すセンサにおける制御部材51の機能)も果たす
As shown in FIG. 12(b), the portion 210 (weight body) is located at four locations, but it is in a state where it is joined only to the acting portion 110 shown in FIG. 11(b). Further, the other portion 220 (pedestal) is in a state of being joined to the fixing part 130 shown in FIG. 11(b). Note that since the flexible portion 120 is floating from the auxiliary substrate 200, it is not bonded to any portion. In this way, the auxiliary board 2
By dicing 00, the weight body 210 and the pedestal 220 can be formed at the same time. Here, the pedestal 220 does not function as a pedestal that supports the fixed part 130, but also functions as a control member (the first
It also fulfills the function of the control member 51 in the sensor shown in the figure.

この許容範囲は、切断路202の幅によって決定される
ことになる(切断路202の幅よりも溝201の幅が小
さい場合は、溝201の幅によって決定される)。なお
、ここで行ったダイシング工程は、補助基板200のみ
に対するダイシング工程であり、半導体ウェハ100は
また1枚の状態である。
This tolerance range will be determined by the width of the cutting path 202 (if the width of the groove 201 is smaller than the width of the cutting path 202, it will be determined by the width of the groove 201). Note that the dicing process performed here is a dicing process for only the auxiliary substrate 200, and the semiconductor wafer 100 is still one piece.

次に、第13図に示すような制御基板300を用意する
。この制御基板300は、重錘体210の下方向の変位
を許容範囲に制御するためのものである。材質としては
、補助基板200と同様に、シリコン基板あるいはガラ
ス基板を用いればよい。
Next, a control board 300 as shown in FIG. 13 is prepared. This control board 300 is for controlling the downward displacement of the weight body 210 within an allowable range. As for the material, like the auxiliary substrate 200, a silicon substrate or a glass substrate may be used.

この制御基板300の上面には、4つの単位領域のそれ
ぞれについて、全く同し加工が施される。
The upper surface of this control board 300 is subjected to exactly the same processing for each of the four unit areas.

第13図(b)は加工後の制御基板300の上面図、同
図(a)はこれを切断線13a−13aで切断した状態
を示す側断面図である。上面には、4か所に正方形の溝
301が形成されている。この溝301は、重錘体21
0の変位の下方向の自由度を制御するためのものであり
、自由度は溝301の深さによって決定されることにな
る。この!IJ 御基板300を、第9図(e)に示す
ように、補助基板200に接合する。この接合にも、陽
極接合やシリコン拡散接合等の技術を用いるのが好まし
い。
FIG. 13(b) is a top view of the control board 300 after processing, and FIG. 13(a) is a side sectional view showing the state cut along the cutting line 13a-13a. Square grooves 301 are formed at four locations on the top surface. This groove 301 corresponds to the weight body 21
This is to control the degree of freedom in the downward direction of the zero displacement, and the degree of freedom is determined by the depth of the groove 301. this! The IJ control board 300 is bonded to the auxiliary board 200 as shown in FIG. 9(e). It is preferable to use a technique such as anodic bonding or silicon diffusion bonding for this bonding as well.

この後、第9図(r)に示すように、溝402の上方を
切断路403によって切除する。更に、第9図(g)に
示すように、各単位領域を切断路510に沿って切断す
れば、第8図(b)に示す4つの単位領域がそれぞれ分
離され、センサ中枢部500が完成する。完成したセン
サ中枢部500の斜視図を第14図に示す。制御基板4
00の横幅を短くし、縦に長い溝402を形成しておい
たのは、この第14図に示すように、ポンディングパッ
ド501を露出させるために他ならない。
Thereafter, as shown in FIG. 9(r), the upper part of the groove 402 is cut out using a cutting path 403. Furthermore, as shown in FIG. 9(g), by cutting each unit area along the cutting path 510, the four unit areas shown in FIG. 8(b) are separated, and the sensor central part 500 is completed. do. A perspective view of the completed sensor central portion 500 is shown in FIG. Control board 4
The reason why the horizontal width of the groove 00 is shortened and the vertically long groove 402 is formed is to expose the bonding pad 501 as shown in FIG.

本発明による製造工程■ 続いて、ウェハをダイシングした後の工程について説明
する。第14図に示すようなセンサ中枢部500が得ら
れたら、これを第15図の側断面図に示すように、パッ
ケージ600の内部に収容する。すなわち、センサ中枢
部500の底部を、パッケージ600の内部に接着すれ
ばよい。パッケージ600には、実装用のリードが取り
付けられており、ホンディングバット501とリード6
10の内側端とか、ホンディングワイヤ620によって
ボンディングされる。この後、バツテリ600に蓋63
0を被せて封止すれば、加速度センサが完成する。
Manufacturing process according to the present invention (2) Next, the process after dicing the wafer will be described. Once the sensor core 500 as shown in FIG. 14 is obtained, it is housed inside a package 600 as shown in the side sectional view of FIG. 15. That is, the bottom of the sensor core 500 may be adhered to the inside of the package 600. A lead for mounting is attached to the package 600, and a bonding bat 501 and a lead 6 are attached.
The inner end of 10 is bonded with a bonding wire 620. After this, the lid 63 is placed on the battery 600.
0 and seal it, the acceleration sensor is completed.

このように、ウェハ単位の製造工程(前述の製造工程I
)に比べて、ダイシング後のペレット単位の製造工程(
上述した製造工程■)は非常に簡単である。
In this way, the manufacturing process for each wafer (the manufacturing process I mentioned above)
), the manufacturing process of each pellet after dicing (
The manufacturing process ① described above is very simple.

他の実施例 以上、本発明を図示する一実施例について述べたか、本
発明はこの実施例のみに限定されるものではなく、種々
の態様で実施することができる。
Other Embodiments Although one embodiment illustrating the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment only, and can be implemented in various ways.

たとえば、上述の実施例では、加速度センサを製造する
方法を説明したが、磁気センサを製造する場合も全く同
様の工程を行うことができる。たたし、加速度センサの
場合は、作用部に力を作用させる作用体か重錘体210
てあったのに対し、磁気センサの場合、作用体を磁性体
としなければならない。したかって、補助基板200の
材質としては一部磁性材料を用いることになる。
For example, in the above-described embodiment, a method for manufacturing an acceleration sensor has been described, but completely similar steps can be performed when manufacturing a magnetic sensor. However, in the case of an acceleration sensor, the action body or weight body 210 that applies force to the action part
In contrast, in the case of a magnetic sensor, the acting body must be a magnetic material. Therefore, the auxiliary substrate 200 is partially made of magnetic material.

第13図に示す制御基板300ては、正方形の溝301
を各単位領域ことに形成したか、代わりに第17図に示
すような単位領域にまたかって形成された細長い溝30
2を有する制御基板300′を用いてもかまわない。ダ
イシンクブレードで溝302を形成する場合には、第1
7図の実施例の方か加工か容易である。
In the control board 300 shown in FIG.
is formed in each unit area, or alternatively, an elongated groove 30 is formed across the unit area as shown in FIG.
2 may be used. When forming the groove 302 with a die sink blade, the first
The embodiment shown in Figure 7 is easier to process.

上述の実施例では、第14図に示すように、ホンディン
グバット501と抵抗素子R(i14図には示されてい
ない)との電気的接続は、半導体ウェハ内部の拡散層に
よって行われている。ところが、第16図に示すセンサ
中枢部500′のように、ウェハ上にアルミニウムなと
からなる配線層502を形成して両者の電気的接続を行
うタイプのものでは、この配線層502のための間隙5
03を確保する必要がある。この場合は、第10図に示
す制御基板400の代わりに、第18図に示すような溝
404を有する制御基1f400’を用いるようにすれ
ばよい。この実施例の方が加工も容易である。
In the above embodiment, as shown in FIG. 14, the electrical connection between the bonding bat 501 and the resistance element R (not shown in FIG. 14) is made by a diffusion layer inside the semiconductor wafer. . However, in a type of sensor center 500' shown in FIG. 16, in which a wiring layer 502 made of aluminum is formed on a wafer to electrically connect the two, the wiring layer 502 is Gap 5
It is necessary to secure 03. In this case, a control board 1f400' having a groove 404 as shown in FIG. 18 may be used instead of the control board 400 shown in FIG. 10. This embodiment is easier to process.

前述したように、上述の実施例では説明の便宜上、第8
図(b)に示す正方形のウェハを用いて4組のセンサ中
枢部を製造する例を述べたが、実際には同図(a)に示
すような円盤状のウェハを用いてより多数のセンサ中枢
部が製造できる。
As mentioned above, in the above embodiment, for convenience of explanation, the eighth
Although we have described an example in which four sets of sensor cores are manufactured using a square wafer as shown in Figure (b), in reality, a larger number of sensors are manufactured using a disk-shaped wafer as shown in Figure (a). The central part can be manufactured.

また、上述の実施例では、半導体ペレットの中心部を作
用部とし、その周囲を可撓部とし、更にその周囲を固定
部とするセンサを製造する例を述べたが、本発明はこれ
とは逆に、中心部を固定部とし、その周囲を可撓部とし
、更にその周囲を作用部とするセンサの製造にも適用可
能である。第19図に、このようなセンサの中枢部の側
断面図を示す。このセンサにおける半導体ペレット10
0′は、中心部か固定部130′、周辺部か作用部11
0′、これらの間が可撓部120′となっている。また
、台座220゛は固定部130′を指示するために中心
部に設けられ、作用部110′に接続される重錘体2]
0−はその周囲に位置することになる。したがって、制
御基板300”および400”は、中心部において固定
され、重錘体210′および作用部]10−の動きを制
御する機能を果たす。
Further, in the above-described embodiment, an example was described in which a sensor is manufactured in which the central part of the semiconductor pellet is the acting part, the periphery is the flexible part, and the periphery is the fixed part, but the present invention is different from this. Conversely, it is also applicable to manufacturing a sensor in which the central part is a fixed part, the periphery is a flexible part, and the periphery is a working part. FIG. 19 shows a side sectional view of the central portion of such a sensor. Semiconductor pellet 10 in this sensor
0' is the central part or the fixed part 130', and the peripheral part or the acting part 11
0', and the space between these forms a flexible portion 120'. In addition, a pedestal 220' is provided at the center to indicate the fixed part 130', and the weight body 2] is connected to the action part 110'.
0- will be located around it. Therefore, the control boards 300'' and 400'' are fixed at the center and function to control the movement of the weight body 210' and the action section]10-.

本発明の要点は、要するに、方形状の溝を掘ることによ
り可撓部を効率良く形成する点にある。
The main point of the present invention is to efficiently form a flexible portion by digging a rectangular groove.

したかって、作用部と固定部のとちらが内側あるいは外
側に位置するかということは、本発明の適用を制限する
条件にはならない、。このため、第19図に示す構造を
もったセンサに対しても、本発明が適用できることはも
ちろんである。
Therefore, whether the acting part and the fixing part are located inside or outside is not a condition that limits the application of the present invention. Therefore, it goes without saying that the present invention can also be applied to a sensor having the structure shown in FIG.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のとおり本発明によれば、第1の基板に井桁状の溝
を堀り、可撓領域に方形状の溝を形成するようにしたた
め、機械的加工により正確な溝が容易に形成できるよう
になり、抵抗素子を用いたセンサを、量産に適した効率
的な方法で製造できるようになる。
As described above, according to the present invention, since the cross-shaped grooves are dug in the first substrate and the square grooves are formed in the flexible region, accurate grooves can be easily formed by mechanical processing. This makes it possible to manufacture sensors using resistive elements in an efficient manner suitable for mass production.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る加速度センサの構造を示す側断面
図、第2図は第1図に示すセンサの一部を構成する半導
体ペレットの上面図、第3図は第2図に示す半導体ペレ
ットの溝を説明するための下面図、第4図は第3図の半
導体ペレットを切断線4−4で切った側断面図、第5図
は第2図に示す半導体ペレットにおける溝の形成方法を
示す図、第6図は従来の加速度センサに用いられていた
半導体ペレットの下面図、第7図は第6図に示す半導体
ペレットの溝を形成する従来方法を示す側断面図、第8
図は本発明に用いる半導体ウェハに単位領域を定義した
状態を示す図、第9図は本発明の一実施例に係る加速度
センサ中枢部の製造方法を示す工程図、第10図(a)
および(b)は第9図に示す方法に用いる制御基板を示
す側断面図および下面図、第11図(a)および(b)
は第9図に示す方法において、制御基板を接続した状態
の半導体ペレットを示す側断面図および下面図、第12
図(a)および(b)は第9図に示す方法に用いる補助
基板を示す側断面図および上面図、第13図(a>およ
び(b)は第9図に示す方法に用いる、もう1枚の制御
基板を示す側断面図および上面図、第14図は第9図に
示す方法で製造された加速度センサ中枢部を示す斜視図
、第15図は第14図に示す加速度センサ中枢部をパッ
ケージに収容した状態を示す側断面図、第16図は、本
発明の別な実施例に係る方法で製造された加速度センサ
中枢部を示す斜視図、第17図(a)および(b)は本
発明の別な実施例に係る方法に用いる制御基板を示す側
断面図および上面図、第18図(a)および(b)は第
16図に示す実施例に用いる制御基板を示す側断面図お
よび下面図、第19図は本発明に係る方法で製造された
加速度センサ中枢部の別な実施例を示す側断面図である
。 10.10’・・・半導体ペレット、11・・・作用部
、12・・・可撓部、13・・固定部、14・・・ポン
ディングパッド、15・・・ボンデインクワイヤ、20
・・・重錘体、30・・・台座、40・・・パッケージ
、41・・・蓋、42・・・リード、51,52.53
・・制御部材、60・・ダイシンクブレード、R・抵抗
素子、100・・・半導体ウェハ、100′・・半導体
ペレット、101・・・溝、110.11]・・・作用
部、120.120−・・・可撓部、130.13CI
固定部、200・・・補助基板、201・溝、202・
・・切断路、210,210”・・重錘体、22o。 220′・・・台座、300.300’ 、300″・
・制御基板、301.302・・・溝、400゜400
’ 、400″・・・制御基板、401 402・・・
溝、403・・・切断路、404・・溝、500゜50
0′・・・センサ中枢部、50トボンディンクパッド、
502・・・配線層、503・・・配線層用間隙、51
0・・・切断路、600・・・パッケージ、610・・
・リード、620・・・ボンディングワイヤ、630・
・蓋。 第1図
FIG. 1 is a side sectional view showing the structure of an acceleration sensor according to the present invention, FIG. 2 is a top view of a semiconductor pellet forming a part of the sensor shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a semiconductor pellet shown in FIG. 2. A bottom view for explaining grooves in the pellet, FIG. 4 is a side cross-sectional view taken along cutting line 4-4 of the semiconductor pellet in FIG. 3, and FIG. 5 is a method for forming grooves in the semiconductor pellet shown in FIG. 2. FIG. 6 is a bottom view of a semiconductor pellet used in a conventional acceleration sensor, FIG. 7 is a side sectional view showing a conventional method of forming grooves in the semiconductor pellet shown in FIG. 6, and FIG.
The figure shows a state in which unit areas are defined on a semiconductor wafer used in the present invention, FIG. 9 is a process diagram showing a method for manufacturing the central part of an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 (a)
and (b) are side sectional views and bottom views showing the control board used in the method shown in FIG. 9, and FIGS. 11 (a) and (b).
In the method shown in FIG. 9, the side sectional view and bottom view showing the semiconductor pellet with the control board connected,
Figures (a) and (b) are side sectional views and top views showing the auxiliary substrate used in the method shown in Figure 9, and Figures 13 (a> and (b) are the auxiliary substrate used in the method shown in Figure 9. FIG. 14 is a perspective view showing the central part of the acceleration sensor manufactured by the method shown in FIG. 9, and FIG. 15 is the central part of the acceleration sensor manufactured by the method shown in FIG. FIG. 16 is a side sectional view showing a state housed in a package, FIG. 16 is a perspective view showing the central part of an acceleration sensor manufactured by a method according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 17(a) and (b) are A side sectional view and a top view showing a control board used in a method according to another embodiment of the present invention, FIGS. 18(a) and (b) are side sectional views showing a control board used in the embodiment shown in FIG. 16. and a bottom view, and FIG. 19 is a side sectional view showing another embodiment of the central part of the acceleration sensor manufactured by the method according to the present invention. 10.10'... Semiconductor pellet, 11... Action part , 12... Flexible part, 13... Fixed part, 14... Bonding pad, 15... Bond ink wire, 20
... Weight body, 30 ... Pedestal, 40 ... Package, 41 ... Lid, 42 ... Lead, 51, 52.53
...Control member, 60...Die sink blade, R/resistance element, 100...Semiconductor wafer, 100'...Semiconductor pellet, 101...Groove, 110.11]...Action part, 120.120 -...Flexible part, 130.13CI
Fixed part, 200... Auxiliary board, 201. Groove, 202.
... Cutting path, 210, 210" ... Weight body, 22o. 220'... Pedestal, 300.300', 300"
・Control board, 301.302...Groove, 400°400
', 400''...Control board, 401 402...
Groove, 403... Cutting path, 404... Groove, 500°50
0'...Sensor central part, 50 bond dink pad,
502... Wiring layer, 503... Wiring layer gap, 51
0... Cutting path, 600... Package, 610...
・Lead, 620...Bonding wire, 630・
·lid. Figure 1

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1の基板上に幅をもった方環状の可撓領域を定
義し、この方環の内側または外側のいずれか一方に作用
領域を、他方に固定領域を、それぞれ定義する段階と、 前記第1の基板の第1の面上の前記可撓領域内に、抵抗
素子を形成する段階と、 前記第1の基板の第2の面上に前記方環位置に合わせて
井桁状の溝を掘り、前記可撓領域に前記井桁状の溝の一
部からなる方形状の溝を形成し、この可撓領域に可撓性
をもたせる段階と、 前記第1の基板の第2の面に、第2の基板の第1の面を
接合する段階と、 前記第2の基板を切断することにより、前記第1の基板
の前記作用領域に接合しており前記第2の基板の一部分
から構成される作用体と、前記第1の基板の前記固定領
域に接合しており前記第2の基板の一部分から構成され
る台座と、を形成する段階と、 を有することを特徴とする抵抗素子を用いたセンサの製
造方法。
(1) defining a square ring-shaped flexible region with a width on the first substrate, defining an action region on either the inside or outside of the square ring, and a fixed region on the other side; forming a resistance element in the flexible region on the first surface of the first substrate; forming a cross-shaped groove on the second surface of the first substrate in accordance with the square ring position; forming a rectangular groove consisting of a part of the cross-shaped groove in the flexible region to impart flexibility to the flexible region; , bonding a first surface of a second substrate to the active area of the first substrate by cutting the second substrate; and a pedestal joined to the fixing region of the first substrate and made of a part of the second substrate. Manufacturing method of the sensor used.
(2)第1の基板上に複数の単位領域を定義し、各単位
領域内において、幅をもった方環状の可撓領域を定義し
、この方環の内側または外側のいずれか一方に作用領域
を、他方に固定領域を、それぞれ定義する段階と、 前記第1の基板の第1の面上の前記各可撓領域内に、抵
抗素子を形成する段階と、 前記第1の基板の第2の面上に、縦方向および横方向に
それぞれ複数の溝を掘り、各単位領域において、作用領
域または固定領域の四方にそれぞれ4つの溝が形成され
、この溝によって可撓領域に可撓性が生じるようにする
段階と、 前記第1の基板の第2の面に、第2の基板の第1の面を
接合する段階と、 前記第2の基板を切断することにより、各単位領域にお
いて、前記第1の基板の前記作用領域に接合しており前
記第2の基板の一部分から構成される作用体と、前記第
1の基板の前記固定領域に接合しており前記第2の基板
の一部分から構成される台座と、を形成する段階と、 前記第1の基板および前記第2の基板を、各単位領域ご
とに切り離し、それぞれ独立したセンサを形成する段階
と、 を有することを特徴とする抵抗素子を用いたセンサの製
造方法。
(2) Define a plurality of unit areas on the first substrate, define a square ring-shaped flexible area with width within each unit area, and define an action area on either the inside or outside of this square ring. forming a resistive element in each flexible region on the first surface of the first substrate; and defining a fixed region on the other side of the first substrate; A plurality of grooves are dug in the vertical and horizontal directions on the surface of the unit area, and in each unit area, four grooves are formed on each side of the working area or the fixed area, and these grooves provide flexibility to the flexible area. bonding a first surface of a second substrate to a second surface of the first substrate; and cutting the second substrate so that in each unit area, an effector that is joined to the action area of the first substrate and constitutes a part of the second substrate; and an action body that is joined to the fixed area of the first substrate and is a part of the second substrate. and a step of separating the first substrate and the second substrate into unit areas to form independent sensors, respectively. A method for manufacturing a sensor using a resistive element.
(3)第1の基板上に複数の単位領域を定義し、各単位
領域内において、幅をもった方環状の可撓領域を定義し
、この方環の内側または外側のいずれか一方に作用領域
を、他方に固定領域を、それぞれ定義する段階と、 前記第1の基板の第1の面上の前記各可撓領域内に、抵
抗素子を形成する段階と、 制御基板の第1の面上に、前記第1の基板の作用領域内
の部分が所定の自由度をもって動きうるような溝を形成
した後、この制御基板の前記第1の面を前記第1の基板
の第1の面に接合する段階と、 前記制御基板を補強板として用いながら、前記第1の基
板の第2の面上に、縦方向および横方向にそれぞれ複数
の溝を機械的方法により掘り、各単位領域において、作
用領域または固定領域の四方にそれぞれ4つの溝が形成
され、この溝によって可撓領域に可撓性が生じるように
する段階と、前記第1の基板の第2の面に、第2の基板
の第1の面を接合する段階と、 前記第2の基板を切断することにより、各単位領域にお
いて、前記第1の基板の前記作用領域に接合しており前
記第2の基板の一部分から構成される作用体と、前記第
1の基板の前記固定領域に接合しており前記第2の基板
の一部分から構成される台座と、を形成する段階と、 前記第1の基板、前記第2の基板、および前記制御基板
を、各単位領域ごとに切り離し、それぞれ独立したセン
サを形成する段階と、 を有することを特徴とする抵抗素子を用いたセンサの製
造方法。
(3) Define a plurality of unit areas on the first substrate, define a square ring-shaped flexible area with width within each unit area, and define an action area on either the inside or outside of this square ring. forming a resistor element in each flexible region on the first surface of the first substrate; and defining a fixed region on the first surface of the control substrate. After forming a groove in which a portion of the first substrate within the action area can move with a predetermined degree of freedom, the first surface of the control substrate is attached to the first surface of the first substrate. bonding, using the control board as a reinforcing plate, mechanically digging a plurality of grooves in the vertical and horizontal directions on the second surface of the first board, in each unit area; forming four grooves on each side of the working area or the fixed area, the grooves providing flexibility in the flexible area; and forming a second substrate on a second surface of the first substrate; bonding a first surface of the second substrate; and by cutting the second substrate, each unit area is bonded to the action area of the first substrate and is formed from a part of the second substrate. a pedestal joined to the fixing region of the first substrate and made of a portion of the second substrate; A method for manufacturing a sensor using a resistive element, comprising the steps of: separating a substrate and the control board into unit regions to form independent sensors.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002221463A (en) * 2001-12-26 2002-08-09 Kazuhiro Okada Device for detecting physical quantity by utilizing change in inter-electrode distance, and method for testing its operation
US7296471B2 (en) 2004-12-16 2007-11-20 Fujitsu Media Devices Limited Acceleration sensor
JP2017166847A (en) * 2016-03-14 2017-09-21 トヨタ自動車株式会社 Force sensor design method

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