JPH07280832A - 加速度検出装置 - Google Patents
加速度検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エアダンピング構造の加速度検出装置を採用
した際のエアギャップ精度を高くする。 【構成】 シリコン基板２のカンチレバー３に加速度が
印加された時にカンチレバー３が変位し、この変位を検
出して加速度が検出される。ここで、カンチレバー３の
上下にギャップ調整用部材６ａ、６ｂが設置され、カン
チレバー３との間にエアギャップ４ａ、４ｂが形成され
る。このエアギャップ４ａ、４ｂは、ギャップ調整用部
材６ａ、６ｂを、マイクロビーズ入りの接着剤７ａ、７
ｂにてシリコン基板２に接合することにより形成され
る。マイクロビーズの１つの高さでエアギャップ４ａ、
４ｂの大きさが高精度に調整される。
した際のエアギャップ精度を高くする。 【構成】 シリコン基板２のカンチレバー３に加速度が
印加された時にカンチレバー３が変位し、この変位を検
出して加速度が検出される。ここで、カンチレバー３の
上下にギャップ調整用部材６ａ、６ｂが設置され、カン
チレバー３との間にエアギャップ４ａ、４ｂが形成され
る。このエアギャップ４ａ、４ｂは、ギャップ調整用部
材６ａ、６ｂを、マイクロビーズ入りの接着剤７ａ、７
ｂにてシリコン基板２に接合することにより形成され
る。マイクロビーズの１つの高さでエアギャップ４ａ、
４ｂの大きさが高精度に調整される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加速度を検出する加速
度検出装置に関し、例えばシリコン基板に形成されたカ
ンチレバーが加速度を受けて変位することにより加速度
を検出する半導体式加速度検出装置に適用することがで
きる。
度検出装置に関し、例えばシリコン基板に形成されたカ
ンチレバーが加速度を受けて変位することにより加速度
を検出する半導体式加速度検出装置に適用することがで
きる。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体式加速度検出装置
においては、加速度センサ（以下、Ｇセンサという）
を、シリコンオイル等のオイルダンピング液が充填され
たカンパッケージ内に設けるようにしている。このよう
にオイルダンピング構造にすることにより、Ｇセンサの
衝撃に対する保護、およびオイルダンピングによる検出
周波数の調整を行うことができる。
においては、加速度センサ（以下、Ｇセンサという）
を、シリコンオイル等のオイルダンピング液が充填され
たカンパッケージ内に設けるようにしている。このよう
にオイルダンピング構造にすることにより、Ｇセンサの
衝撃に対する保護、およびオイルダンピングによる検出
周波数の調整を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなオイルダンピング構造は、常温でカンパケージ内に
オイルダンピング液を封入する構成であるため、その封
入のための構造が複雑であり、製造コストが高いという
問題がある。そこで、オイルダンピング液の代わりに、
エアにてダンピング部を構成するエアダンピング構造の
ものが考えられる。図５にその一例を示す。図５はＧセ
ンサ１を示すもので、単結晶のシリコン基板２の上下
に、ガラス５ａ、５ｂを陽極接合等にて設ける。ここ
で、シリコン基板２のカンチレバー３に対し、エアダン
ピング用のエアギャップ４ａ、４ｂを形成するため、ガ
ラス５ａ、５ｂに図に示すような凹部をエッチングにて
形成する。なお、エアギャップ４ａ、４ｂは、Ｇセンサ
１の大きさからして、１０〜２０μｍ程度といった微小
なものとする必要がある。
うなオイルダンピング構造は、常温でカンパケージ内に
オイルダンピング液を封入する構成であるため、その封
入のための構造が複雑であり、製造コストが高いという
問題がある。そこで、オイルダンピング液の代わりに、
エアにてダンピング部を構成するエアダンピング構造の
ものが考えられる。図５にその一例を示す。図５はＧセ
ンサ１を示すもので、単結晶のシリコン基板２の上下
に、ガラス５ａ、５ｂを陽極接合等にて設ける。ここ
で、シリコン基板２のカンチレバー３に対し、エアダン
ピング用のエアギャップ４ａ、４ｂを形成するため、ガ
ラス５ａ、５ｂに図に示すような凹部をエッチングにて
形成する。なお、エアギャップ４ａ、４ｂは、Ｇセンサ
１の大きさからして、１０〜２０μｍ程度といった微小
なものとする必要がある。
【０００４】このように構成した場合、カンチレバー３
が中空内で加速度を受ける際、空気抵抗が小さいため、
エアギャップ４ａ、４ｂの厚さが変わると共振周波数が
変化し、Ｇセンサ１の感度に影響を及ぼすという問題が
生じる。従って、エアギャップ４ａ、４ｂの精度を高く
する必要があるが、上記のようなエッチングによる凹部
の形成では、エッチングにばらつきが生じ、高精度にエ
アギャップ４ａ、４ｂを形成するのが困難である。
が中空内で加速度を受ける際、空気抵抗が小さいため、
エアギャップ４ａ、４ｂの厚さが変わると共振周波数が
変化し、Ｇセンサ１の感度に影響を及ぼすという問題が
生じる。従って、エアギャップ４ａ、４ｂの精度を高く
する必要があるが、上記のようなエッチングによる凹部
の形成では、エッチングにばらつきが生じ、高精度にエ
アギャップ４ａ、４ｂを形成するのが困難である。
【０００５】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、精度の高いエアギャップによるエアダンピング構
造の加速度検出装置を提供することを目的とする。
あり、精度の高いエアギャップによるエアダンピング構
造の加速度検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を達成するための手段】本発明は上記課題を達成
するため、請求項１に記載の発明においては、加速度を
受けて変位する加速度感知部を有する基板と、該加速度
感知部の変位に対してダンピング作用をなすダンピング
部を有し、前記加速度感知部の変位により加速度を検出
するようにした加速度検出装置において、前記ダンピン
グ部を、前記加速度感知部に対してエアギャップを形成
するギャップ形成部材にて構成し、該ギャップ形成部材
を、ギャップ調整用接合剤を介して前記基板に接合し、
該ギャップ調整用接合剤にて前記エアギャップの大きさ
を調整するようにしたことを特徴としている。
するため、請求項１に記載の発明においては、加速度を
受けて変位する加速度感知部を有する基板と、該加速度
感知部の変位に対してダンピング作用をなすダンピング
部を有し、前記加速度感知部の変位により加速度を検出
するようにした加速度検出装置において、前記ダンピン
グ部を、前記加速度感知部に対してエアギャップを形成
するギャップ形成部材にて構成し、該ギャップ形成部材
を、ギャップ調整用接合剤を介して前記基板に接合し、
該ギャップ調整用接合剤にて前記エアギャップの大きさ
を調整するようにしたことを特徴としている。
【０００７】請求項２に記載の発明においては、請求項
１に記載の発明に対し、前記ギャップ調整用接合剤とし
て、ビーズを含む接着剤を用い、このビーズの径により
前記エアギャップの大きさを調整するようにしたことを
特徴としている。請求項３に記載の発明においては、請
求項１に記載の発明に対し、前記ギャップ調整用接合剤
として、熱可塑性材料からなるシート部材を用いたこと
を特徴としている。
１に記載の発明に対し、前記ギャップ調整用接合剤とし
て、ビーズを含む接着剤を用い、このビーズの径により
前記エアギャップの大きさを調整するようにしたことを
特徴としている。請求項３に記載の発明においては、請
求項１に記載の発明に対し、前記ギャップ調整用接合剤
として、熱可塑性材料からなるシート部材を用いたこと
を特徴としている。
【０００８】
【発明の作用効果】請求項１乃至３に記載の発明におい
ては、ギャップ調整用接合剤にて、ギャップ形成部材を
基板に接合するとともに、ギャップ形成部材と基板間の
ギャップの大きさを調整するようにしているから、エア
ダンピング構造において必要とされるエアギャップを高
精度に形成することができる。
ては、ギャップ調整用接合剤にて、ギャップ形成部材を
基板に接合するとともに、ギャップ形成部材と基板間の
ギャップの大きさを調整するようにしているから、エア
ダンピング構造において必要とされるエアギャップを高
精度に形成することができる。
【０００９】特に、請求項２に記載の発明においては、
ギャップ調整用接合剤として、ビーズを含む接着剤を用
いているから、ビーズの径を選定することにより、より
精度の高いエアギャップを形成することができる。
ギャップ調整用接合剤として、ビーズを含む接着剤を用
いているから、ビーズの径を選定することにより、より
精度の高いエアギャップを形成することができる。
【００１０】
【実施例】図２に半導体式加速度検出装置の全体構成を
示す。Ｇセンサ１と処理回路１１を基板１２にダイボン
ド剤を介して接着する。その後、導通用端子１３をハー
メチックシール部材１４にてシールした金属の台座１５
に、基板１２を接着剤にて接合する。Ｇセンサ１、処理
回路１１、基板１２、導通用端子１３をＡｌまたはＡｕ
等の配線１６を用いてワイヤボンドし、電気的な接続を
とる。その後、台座１５と金属のカバー１７を接合して
パッケージとしている。
示す。Ｇセンサ１と処理回路１１を基板１２にダイボン
ド剤を介して接着する。その後、導通用端子１３をハー
メチックシール部材１４にてシールした金属の台座１５
に、基板１２を接着剤にて接合する。Ｇセンサ１、処理
回路１１、基板１２、導通用端子１３をＡｌまたはＡｕ
等の配線１６を用いてワイヤボンドし、電気的な接続を
とる。その後、台座１５と金属のカバー１７を接合して
パッケージとしている。
【００１１】Ｇセンサ１の構成を図１に示す。シリコン
基板２（特許請求の範囲でいう、基板）には、加速度感
知部をなすカンチレバー３が設けられており、このカン
チレバー３が加速度を受けた時の変位状態を、図示しな
い検出部で検出し、この検出部からの検出信号に基づき
図２の処理回路１１にて加速度を検出する。ここで、図
１に示す構成では、エアギャップ４ａ、４ｂを高精度に
制御するため、ビーズ、特に微細なマイクロビーズ（直
径が５〜３５μｍ程度もの）を含んだ接着剤７ａ、７ｂ
によりシリコン基板２とリードフレーム等を用いて形成
されるギャップ調整用部材６ａ、６ｂを接合している。
すなわち、エアギャップ調整用に微細で高精度なマイク
ロビーズを接着剤の中に混入させ、エアギャップをマイ
クロビーズの１つの高さで調整するようにしている。こ
のマイクロビーズは、その偏差を極めて小さくすること
ができるため、所望の大きさのマクロビーズを選定する
ことにより、所望の大きさのエアギャップ４ａ、４ｂを
高精度に得ることができる。マイクロビーズとしては、
球状のものに限らず、球状から多少変形したもの等のも
のでもよく、その径によってエアギャップの大きさが調
整できるものであればよい。
基板２（特許請求の範囲でいう、基板）には、加速度感
知部をなすカンチレバー３が設けられており、このカン
チレバー３が加速度を受けた時の変位状態を、図示しな
い検出部で検出し、この検出部からの検出信号に基づき
図２の処理回路１１にて加速度を検出する。ここで、図
１に示す構成では、エアギャップ４ａ、４ｂを高精度に
制御するため、ビーズ、特に微細なマイクロビーズ（直
径が５〜３５μｍ程度もの）を含んだ接着剤７ａ、７ｂ
によりシリコン基板２とリードフレーム等を用いて形成
されるギャップ調整用部材６ａ、６ｂを接合している。
すなわち、エアギャップ調整用に微細で高精度なマイク
ロビーズを接着剤の中に混入させ、エアギャップをマイ
クロビーズの１つの高さで調整するようにしている。こ
のマイクロビーズは、その偏差を極めて小さくすること
ができるため、所望の大きさのマクロビーズを選定する
ことにより、所望の大きさのエアギャップ４ａ、４ｂを
高精度に得ることができる。マイクロビーズとしては、
球状のものに限らず、球状から多少変形したもの等のも
のでもよく、その径によってエアギャップの大きさが調
整できるものであればよい。
【００１２】上記した接着剤としては低温度で接合でき
る点で、樹脂が最も望ましい。樹脂以外の材料として
は、ガラスやはんだなどを用いることができる。マイク
ロビーズとしては、樹脂あるいはガラスのものを用いる
ことができ、２００°Ｃ以下の温度で接合する場合は樹
脂ビーズを、それ以上の温度で接合する場合はガラスビ
ーズで接合するのが望ましい。
る点で、樹脂が最も望ましい。樹脂以外の材料として
は、ガラスやはんだなどを用いることができる。マイク
ロビーズとしては、樹脂あるいはガラスのものを用いる
ことができ、２００°Ｃ以下の温度で接合する場合は樹
脂ビーズを、それ以上の温度で接合する場合はガラスビ
ーズで接合するのが望ましい。
【００１３】なお、マイクロビーズを含んだ接着剤７
ａ、７ｂにてギャップ調整用接合剤を構成し、ギャップ
調整用部材６ａ、６ｂにてカンチレバー３に対してエア
ギャップを形成するギャップ形成部材を構成している。
上記構成において、マイクロビーズを用いて接合する場
合は、まず接着剤にマイクロビーズを混入し、攪拌して
ギャップ調整用接合剤を調合する。次に、ギャップ調整
用部材６ａ、６ｂにギャップ調整用接合剤を塗布する。
この後、ギャップ調整用部材６ａ、６ｂがＧセンサ１側
に向くようにギャップ調整用部材６ａ、６ｂを設置し、
ギャップ調整用部材６ａ、６ｂの上下から加圧しながら
加熱することにより接合する。
ａ、７ｂにてギャップ調整用接合剤を構成し、ギャップ
調整用部材６ａ、６ｂにてカンチレバー３に対してエア
ギャップを形成するギャップ形成部材を構成している。
上記構成において、マイクロビーズを用いて接合する場
合は、まず接着剤にマイクロビーズを混入し、攪拌して
ギャップ調整用接合剤を調合する。次に、ギャップ調整
用部材６ａ、６ｂにギャップ調整用接合剤を塗布する。
この後、ギャップ調整用部材６ａ、６ｂがＧセンサ１側
に向くようにギャップ調整用部材６ａ、６ｂを設置し、
ギャップ調整用部材６ａ、６ｂの上下から加圧しながら
加熱することにより接合する。
【００１４】このようにギャップ調整用接合剤をギャッ
プ調整用部材６ａ、６ｂに予め形成しておき、ギャップ
調整用部材６ａ、６ｂをＧセンサ１の上下から接合する
ことにより、高精度なエアギャップ４ａ、４ｂを簡易に
形成することができるとともに、Ｇセンサ１のエアダン
ピングを高精度に制御することができる。なお、ギャッ
プ調整用部材６ａ、６ｂは、例えばパイレックスガラ
ス、シリコン等のシリコン基板２の熱膨張係数に近い材
料のものを用いるのが望ましい。
プ調整用部材６ａ、６ｂに予め形成しておき、ギャップ
調整用部材６ａ、６ｂをＧセンサ１の上下から接合する
ことにより、高精度なエアギャップ４ａ、４ｂを簡易に
形成することができるとともに、Ｇセンサ１のエアダン
ピングを高精度に制御することができる。なお、ギャッ
プ調整用部材６ａ、６ｂは、例えばパイレックスガラ
ス、シリコン等のシリコン基板２の熱膨張係数に近い材
料のものを用いるのが望ましい。
【００１５】また、上記実施例においては、台座１５と
カバー１７を接合したパッケージ構成のものを示した
が、樹脂ケースのものを用いてもよく、また図３に示す
ようなモールド構造とするようにしてもよい。この図３
において、基板１２は台座１５ａに保持されるととも
に、Ｇセンサ１、処理回路１１を配線１６を用いてリー
ドフレーム１８にワイヤボンドし、全体をモールド樹脂
１９にてモールドするようにしたものである。
カバー１７を接合したパッケージ構成のものを示した
が、樹脂ケースのものを用いてもよく、また図３に示す
ようなモールド構造とするようにしてもよい。この図３
において、基板１２は台座１５ａに保持されるととも
に、Ｇセンサ１、処理回路１１を配線１６を用いてリー
ドフレーム１８にワイヤボンドし、全体をモールド樹脂
１９にてモールドするようにしたものである。
【００１６】また、ギャップ調整用接合剤としてマイク
ロビーズを用いたもの以外に、図４に示すような熱可塑
性材料によるシート部材８ａ、８ｂを用いるようにして
もよい。この場合の製造工程は、１）熱可塑性材料をギ
ャップ調整用部材６ａ、６ｂに印刷、熱圧着等の方法に
より形成する、２）シリコン基板２とギャップ調整用部
材６ａ、６ｂをマイクロビーズを用いた場合と同様な方
法で接合する。熱可塑性材料としては、ポリイミド、Ｐ
ＢＴ、ＰＰＳ等の樹脂材料が最も簡易かつ確実に接合で
きる。このように、熱可塑性材料によるシート部材８
ａ、８ｂを用いることにより、荷重によってエアギャッ
プ４ａ、４ｂの厚さをコントロールすることができる。
また、熱可塑性材料を用いているため、脱着が容易であ
り、さらに下側のギャップ調整用部材６ｂとシリコン基
板２間のシート部材８ｂを省略して片側のみによる接合
とすることもできる。
ロビーズを用いたもの以外に、図４に示すような熱可塑
性材料によるシート部材８ａ、８ｂを用いるようにして
もよい。この場合の製造工程は、１）熱可塑性材料をギ
ャップ調整用部材６ａ、６ｂに印刷、熱圧着等の方法に
より形成する、２）シリコン基板２とギャップ調整用部
材６ａ、６ｂをマイクロビーズを用いた場合と同様な方
法で接合する。熱可塑性材料としては、ポリイミド、Ｐ
ＢＴ、ＰＰＳ等の樹脂材料が最も簡易かつ確実に接合で
きる。このように、熱可塑性材料によるシート部材８
ａ、８ｂを用いることにより、荷重によってエアギャッ
プ４ａ、４ｂの厚さをコントロールすることができる。
また、熱可塑性材料を用いているため、脱着が容易であ
り、さらに下側のギャップ調整用部材６ｂとシリコン基
板２間のシート部材８ｂを省略して片側のみによる接合
とすることもできる。
【図１】本発明の一実施例におけるＧセンサの構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】本発明の一実施例の全体構成を示す断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例を示す断面図であ
る。
る。
【図５】本発明の前提となるエアギャップ構成のＧセン
サを示す断面図である。
サを示す断面図である。
２ シリコン基板 ３ カンチレバー ４ａ、４ｂ エアギャップ ６ａ、６ｂ ギャップ調整用部材 ７ａ、７ｂ 接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 園部 俊夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 加速度を受けて変位する加速度感知部を
有する基板と、該加速度感知部の変位に対してダンピン
グ作用をなすダンピング部を有し、前記加速度感知部の
変位により加速度を検出するようにした加速度検出装置
において、 前記ダンピング部を、前記加速度感知部に対してエアギ
ャップを形成するギャップ形成部材にて構成し、 該ギャップ形成部材を、ギャップ調整用接合剤を介して
前記基板に接合し、該ギャップ調整用接合剤にて前記エ
アギャップの大きさを調整するようにしたことを特徴と
する加速度検出装置。 - 【請求項２】 前記ギャップ調整用接合剤は、ビーズを
含む接着剤であって、このビーズの径により前記エアギ
ャップの大きさが調整されることを特徴とする請求項１
に記載の加速度検出装置。 - 【請求項３】 前記ギャップ調整用接合剤は、熱可塑性
材料からなるシート部材であることを特徴とする請求項
１に記載の加速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7677494A JPH07280832A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 加速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7677494A JPH07280832A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 加速度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07280832A true JPH07280832A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=13614943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7677494A Pending JPH07280832A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 加速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07280832A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6448624B1 (en) | 1996-08-09 | 2002-09-10 | Denso Corporation | Semiconductor acceleration sensor |
| JP2004506203A (ja) * | 2000-08-04 | 2004-02-26 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | マイクロマシニング技術を用いた構成素子 |
| JP2007043134A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-02-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体チップパッケージ及びその製造方法 |
| WO2007020701A1 (ja) * | 2005-08-18 | 2007-02-22 | C & N Inc | 加速度センサ装置 |
| JPWO2009022578A1 (ja) * | 2007-08-10 | 2010-11-11 | 株式会社村田製作所 | 素子構造およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-04-15 JP JP7677494A patent/JPH07280832A/ja active Pending
Cited By (6)
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