JPH06242139A - Semiconductor acceleration sensor - Google Patents
Semiconductor acceleration sensorInfo
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- JPH06242139A JPH06242139A JP2424793A JP2424793A JPH06242139A JP H06242139 A JPH06242139 A JP H06242139A JP 2424793 A JP2424793 A JP 2424793A JP 2424793 A JP2424793 A JP 2424793A JP H06242139 A JPH06242139 A JP H06242139A
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- stopper
- acceleration
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は半導体に加わる応力を
検知することにより、加速度を算出するようにした半導
体加速度センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor acceleration sensor which calculates acceleration by detecting stress applied to a semiconductor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の加速度センサを図4,図5につい
て説明すると、図4Aは加速度センサに使用されるセン
サチップ1を示す上面図、図4BはそのA−A線上の断
面図である。このセンサチップ1は中央の質量部2とこ
れを取り囲む枠状のフレーム部3とが、極く薄く形成さ
れたヒンジ部4で一体に連結されて構成されいる。この
ようなセンサチップ1は例えばシリコン単結晶ウェハに
対するエッチング処理により、1枚の単結晶ウェハから
複数個が製造される。2. Description of the Related Art A conventional acceleration sensor will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4A is a top view showing a sensor chip 1 used in the acceleration sensor, and FIG. 4B is a sectional view taken along the line AA. The sensor chip 1 is configured by integrally connecting a central mass portion 2 and a frame-shaped frame portion 3 that surrounds the mass portion 2 with a hinge portion 4 that is extremely thin. A plurality of such sensor chips 1 are manufactured from one single crystal wafer by etching the silicon single crystal wafer, for example.
【0003】このセンサチップ1に対して図4Bの矢印
方向に加速度が入力されると、点線に示すようにフレー
ム部3に対して質量部2が変位し、これに伴ってヒンジ
部4が変形してこの部分に応力が発生するので、この応
力の大きさから加速度の大きさを検知できる。なおこの
検知のための信号の取り出し手段は従来周知であるか
ら、ここではその説明を省略する。この場合過大な加速
度が入力されるとヒンジ部4は大きく変位し、場合によ
っては損傷を生じることがある。When acceleration is input to the sensor chip 1 in the direction of the arrow in FIG. 4B, the mass portion 2 is displaced with respect to the frame portion 3 as shown by the dotted line, and the hinge portion 4 is deformed accordingly. Then, since stress is generated in this portion, the magnitude of acceleration can be detected from the magnitude of this stress. Incidentally, since the signal extracting means for this detection is well known in the art, the description thereof will be omitted here. In this case, if an excessive acceleration is input, the hinge portion 4 may be largely displaced, and may be damaged in some cases.
【0004】これを回避するため従来では図5Aに示す
ように、質量部2およびヒンジ部4を跨ぐような断面コ
字状のストッパ5を設け、これでセンサチップ1を上下
から挟み込むようにしてその端面を接着剤などでフレー
ム部3に固定している。これにより過大な加速度が入力
されると図5Bに示すように質量部2はストッパ5に接
触してそれ以上の変位を制限し、ヒンジ部4が損傷する
のを回避している。図5Aで示すストッパ5と質量部2
とで構成される間隙tは、質量部2の変位量が目標とす
る加速度を検出可能であって、かつヒンジ部4が損傷を
受けない値に保持される。To avoid this, conventionally, as shown in FIG. 5A, a stopper 5 having a U-shaped cross section is provided so as to straddle the mass portion 2 and the hinge portion 4, so that the sensor chip 1 is sandwiched from above and below. The end face is fixed to the frame portion 3 with an adhesive or the like. As a result, when an excessive acceleration is input, the mass portion 2 comes into contact with the stopper 5 to limit the further displacement, as shown in FIG. 5B, and prevents the hinge portion 4 from being damaged. Stopper 5 and mass part 2 shown in FIG. 5A
The gap t constituted by is capable of detecting the acceleration targeted by the displacement amount of the mass portion 2 and is held at a value at which the hinge portion 4 is not damaged.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この構成において半導
体加速度センサの感度を上げるには、質量部2を大型化
してその質量を増加させるか、またはヒンジ部4をより
薄く、長く、細く形成すればよい。しかしこの構成では
ヒンジ部4の強度が低下して衝撃などによりヒンジ部4
が破損し易くなる問題点がある。またこのようにヒンジ
部4をより薄く、長く、細く形成した場合には上述した
ようにヒンジ部4の強度が低下するので、半導体加速度
センサの製造途中においてもセンサチップ1の取り扱い
に注意しなければならず、その製造が困難となる問題点
があった。このため破損することなく取り扱いが比較的
容易であるセンサチップが必要であった。In order to increase the sensitivity of the semiconductor acceleration sensor in this structure, the mass part 2 is increased in size to increase its mass, or the hinge part 4 is formed to be thinner, longer and thinner. Good. However, in this configuration, the strength of the hinge portion 4 is reduced, and the hinge portion 4 is damaged by an impact or the like.
Has a problem that it is easily damaged. Further, when the hinge portion 4 is formed thinner, longer, and thinner in this way, the strength of the hinge portion 4 decreases as described above. Therefore, care must be taken in handling the sensor chip 1 even during the manufacturing of the semiconductor acceleration sensor. However, there is a problem that its manufacture becomes difficult. Therefore, there is a need for a sensor chip that is relatively easy to handle without breaking.
【0006】さらにセンサチップ1は1枚の半導体ウェ
ハからより多くの数を取り出すことがコスト的および生
産効率上から重要であり、感度上昇のために質量部2を
大型化することは、それだけ1枚の半導体ウェハから製
造されるセンサチップ1の数が低下することとなる問題
点がある。この発明は上述した各問題点を回避した半導
体加速度センサを提供したものである。Further, it is important in terms of cost and production efficiency to take out a larger number of sensor chips 1 from one semiconductor wafer, and increasing the mass portion 2 in order to increase the sensitivity is not enough. There is a problem that the number of sensor chips 1 manufactured from one semiconductor wafer decreases. The present invention provides a semiconductor acceleration sensor that avoids the above problems.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るためにこの発明では、質量部2、フレーム部3、ヒン
ジ部4から構成されたセンサチップ1を有し、加速度に
応じて質量部2が変位する場合にヒンジ部4に発生する
応力により加速度を検知する半導体加速度センサにおい
て、センサチップ1の質量部2にその重量を増加させる
ストッパ5を固定し、このストッパ5の周辺の少なくと
も一部をフレーム部3と対向させ、定常状態におけるス
トッパ5とフレーム部3との間隔Tを、質量部2の変位
量が目標とする加速度の検出可能な量であって、かつヒ
ンジ部4が損傷を受けない値に選定したものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a sensor chip 1 composed of a mass portion 2, a frame portion 3 and a hinge portion 4, and the mass portion responds to acceleration. In a semiconductor acceleration sensor that detects acceleration by the stress generated in the hinge portion 4 when 2 is displaced, a stopper 5 for increasing the weight is fixed to the mass portion 2 of the sensor chip 1 and at least one of the periphery of the stopper 5 is fixed. The distance between the stopper 5 and the frame portion 3 in the steady state is such that the displacement amount of the mass portion 2 is a detectable amount of the target acceleration and the hinge portion 4 is damaged. It has been selected as a value that does not receive.
【0008】[0008]
【作用】この発明ではストッパ5がセンサチップ1の質
量部2に取り付けられているので、質量部2はこのスト
ッパ5の重量だけ質量が増加し、僅かな加速度に対して
も質量部2が変位し易くなる。従ってこの質量部2を大
型化することなく、またセンサチップ1のヒンジ部4を
薄く、長く、細くすることなく、従来の図5に示す半導
体加速度センサと比較して感度が向上する。勿論ストッ
パ5は本来の目的であるストッパの役目をも果たしてい
る。In the present invention, since the stopper 5 is attached to the mass portion 2 of the sensor chip 1, the mass portion 2 increases in mass by the weight of the stopper 5, and the mass portion 2 is displaced even with a slight acceleration. Easier to do. Therefore, the sensitivity is improved as compared with the conventional semiconductor acceleration sensor shown in FIG. 5 without increasing the size of the mass portion 2 and without making the hinge portion 4 of the sensor chip 1 thin, long and thin. Of course, the stopper 5 also functions as a stopper, which is the original purpose.
【0009】[0009]
【実施例】この発明による半導体加速度センサの一例を
図1〜図3について説明する。図中、図4,図5との対
応部分には同一符号を付してその説明を省略する。この
実施例ではセンサチップ1としては図4で説明したもの
とほぼ同様構成のものが使用される。さらに図3に示す
板状のストッパ5がガラス材で構成され、その中央部分
には凸部5aが一体に形成されている。この凸部5aは
ストッパ本体と相似形をしており、その中心はストッパ
本体の中心と合致されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of a semiconductor acceleration sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, those parts corresponding to those in FIGS. 4 and 5 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. In this embodiment, the sensor chip 1 has a structure similar to that described with reference to FIG. Further, the plate-shaped stopper 5 shown in FIG. 3 is made of a glass material, and a convex portion 5a is integrally formed in the central portion thereof. The convex portion 5a has a shape similar to that of the stopper body, and the center thereof coincides with the center of the stopper body.
【0010】この図3に示すストッパ5は一対使用さ
れ、その凸部5aの上面が接着剤などにより質量部2の
上下に接着される。このとき凸部5aの中心と質量部2
の中心とが互いに合致するように設置される。フレーム
部3は取付け支柱6により取付台7に取り付けられる。
この場合図において下側のストッパ5と取付台7との間
Sは上述したTより大(S>T)に選定される。A pair of stoppers 5 shown in FIG. 3 are used, and the upper surface of the convex portion 5a is adhered to the upper and lower portions of the mass portion 2 with an adhesive or the like. At this time, the center of the convex portion 5a and the mass portion 2
It is installed so that its center coincides with the center. The frame portion 3 is attached to the attachment base 7 by the attachment columns 6.
In this case, S between the lower stopper 5 and the mounting base 7 in the figure is selected to be larger than T described above (S> T).
【0011】図3に示すストッパ5の各部の長さ、およ
び図4に示すセンサチップ1の各部の長さを図示する値
に選んだとき、これらの値は以下のように設定される。
この場合、ストッパ5とフレーム部3との間で構成され
る間隙Tは、質量部2の変位量が目標とする加速度の検
出可能な量であって、かつヒンジ部4が損傷を受けない
値に保持されるものである。When the lengths of the respective parts of the stopper 5 shown in FIG. 3 and the lengths of the respective parts of the sensor chip 1 shown in FIG. 4 are selected as the values shown, these values are set as follows.
In this case, the gap T formed between the stopper 5 and the frame portion 3 is a value at which the displacement amount of the mass portion 2 can detect the target acceleration and the hinge portion 4 is not damaged. Is held in.
【0012】(a) x3 >x1 (b) y3 >y1 (c) x4 <x2 (d) y4 <y2 ただし、(a)と(b)はどちらか一方のみ満足されれ
ばよい。(A) x 3 > x 1 (b) y 3 > y 1 (c) x 4 <x 2 (d) y 4 <y 2 However, only one of (a) and (b) is satisfied. It should be done.
【0013】この構成による半導体加速度センサによれ
ば、過大な加速度が入力された場合には図2に示すよう
に、ストッパ5がセンサチップ1のフレーム部3に対接
してそれ以上の変位を制限するので、ヒンジ部4に過大
な応力が発生するのを回避できる。図における矢印方向
とは逆方向に過大な応力が入力された場合には、下側に
あるストッパ5がフレーム部3に対接してそれ以上の変
位を制限する。従って過大な入力によりヒンジ部4が損
傷されるのを回避できる。According to the semiconductor acceleration sensor having this structure, when an excessive acceleration is input, the stopper 5 is brought into contact with the frame portion 3 of the sensor chip 1 to restrict further displacement, as shown in FIG. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of excessive stress in the hinge portion 4. When an excessive stress is input in the direction opposite to the direction of the arrow in the figure, the stopper 5 on the lower side is in contact with the frame portion 3 to limit further displacement. Therefore, it is possible to prevent the hinge portion 4 from being damaged by an excessive input.
【0014】また質量部2に対してガラスなどで構成さ
れたストッパ5が取り付けられているので、それだけこ
の質量部2の質量が増大することになり、質量部2にス
トッパ5が固定されていない場合に比し、同一の加速度
に対して質量部2が変位し易くなるので従来の半導体加
速度センサに比較して感度が上昇する。Further, since the stopper 5 made of glass or the like is attached to the mass portion 2, the mass of the mass portion 2 is increased accordingly, and the stopper 5 is not fixed to the mass portion 2. Compared to the case, the mass portion 2 is likely to be displaced with respect to the same acceleration, so that the sensitivity is increased as compared with the conventional semiconductor acceleration sensor.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、センサ
チップのヒンジ部を従来より、より薄く、長く、細く形
成する必要がなく、よって制作工程中の破損も回避でき
る効果がある。また質量部それ自体を大型化することな
くその質量を増大させて感度を向上させ得る効果を有す
る。さらに1枚の半導体ウェハから得られるセンサチッ
プの数も低下させることがない効果がある。なおストッ
パによって過大な応力によりヒンジ部が損傷されるのを
回避できることは勿論である。According to the present invention described above, it is not necessary to form the hinge portion of the sensor chip thinner, longer, and thinner than in the conventional case, and therefore, it is possible to avoid damage during the manufacturing process. Further, there is an effect that the mass can be increased and the sensitivity can be improved without enlarging the mass part itself. Further, there is an effect that the number of sensor chips obtained from one semiconductor wafer is not reduced. Of course, the stopper can avoid damaging the hinge portion due to excessive stress.
【図1】この発明に係わる半導体加速度センサの一例を
示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a semiconductor acceleration sensor according to the present invention.
【図2】図1に示す半導体加速度センサの変位状態を示
す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a displacement state of the semiconductor acceleration sensor shown in FIG.
【図3】Aはこの発明に使用できるストッパの一例を示
す斜視図であり、Bはその上面図であり、Cは側面図で
ある。FIG. 3A is a perspective view showing an example of a stopper usable in the present invention, B is a top view thereof, and C is a side view thereof.
【図4】Aは半導体加速度センサに使用できるセンサチ
ップの一例を示す平面図、BはそのA−A線上の断面図
である。FIG. 4A is a plan view showing an example of a sensor chip that can be used for a semiconductor acceleration sensor, and B is a sectional view taken along the line AA.
【図5】Aは従来の半導体加速度センサの一例を示す断
面図、Bはその変位状態を示す断面図である。5A is a cross-sectional view showing an example of a conventional semiconductor acceleration sensor, and B is a cross-sectional view showing a displaced state thereof.
Claims (1)
およびこの両者を連結するヒンジ部から構成されたセン
サチップを有し、加速度に応じて上記質量部が変位し上
記ヒンジ部に発生する応力により加速度を検知する半導
体加速度センサにおいて、 上記センサチップの質量部にその重量を増加させるスト
ッパが固定され、 このストッパの周辺の少なくとも一部は上記フレーム部
と対向され、 定常状態における上記ストッパと上記フレーム部との間
隔は、質量部の変位量が目標とする加速度の検出可能な
量であって、かつヒンジ部が損傷を受けない値に選定さ
れたことを特徴とする半導体加速度センサ。1. A sensor chip comprising a mass part, a frame part surrounding the mass part, and a hinge part connecting the mass part and the mass chip part, wherein the mass part is displaced in response to an acceleration and a stress is generated in the hinge part. In a semiconductor acceleration sensor that detects acceleration, a stopper that increases the weight of the sensor chip is fixed to the mass portion of the sensor chip, and at least a part of the periphery of the stopper faces the frame portion. The semiconductor acceleration sensor is characterized in that the distance to the portion is set to a value such that the amount of displacement of the mass portion can detect the target acceleration and the hinge portion is not damaged.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2424793A JPH06242139A (en) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | Semiconductor acceleration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2424793A JPH06242139A (en) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | Semiconductor acceleration sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06242139A true JPH06242139A (en) | 1994-09-02 |
Family
ID=12132925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2424793A Withdrawn JPH06242139A (en) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | Semiconductor acceleration sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06242139A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7249510B2 (en) * | 2004-10-06 | 2007-07-31 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor acceleration sensor and manufacturing method thereof |
US7296471B2 (en) | 2004-12-16 | 2007-11-20 | Fujitsu Media Devices Limited | Acceleration sensor |
KR100912400B1 (en) * | 2007-12-13 | 2009-08-14 | 한국표준과학연구원 | Multi-Purpose Accelerometer |
KR101273700B1 (en) * | 2011-09-15 | 2013-06-12 | 삼성전기주식회사 | Micro Electro Mechanical Systems Component |
-
1993
- 1993-02-12 JP JP2424793A patent/JPH06242139A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7249510B2 (en) * | 2004-10-06 | 2007-07-31 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor acceleration sensor and manufacturing method thereof |
US7296471B2 (en) | 2004-12-16 | 2007-11-20 | Fujitsu Media Devices Limited | Acceleration sensor |
KR100912400B1 (en) * | 2007-12-13 | 2009-08-14 | 한국표준과학연구원 | Multi-Purpose Accelerometer |
KR101273700B1 (en) * | 2011-09-15 | 2013-06-12 | 삼성전기주식회사 | Micro Electro Mechanical Systems Component |
US8607638B2 (en) | 2011-09-15 | 2013-12-17 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Micro electro mechanical systems component |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |