JPH08220132A - 半導体式加速度センサおよびその評価方法 - Google Patents
半導体式加速度センサおよびその評価方法Info
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- JPH08220132A JPH08220132A JP2246695A JP2246695A JPH08220132A JP H08220132 A JPH08220132 A JP H08220132A JP 2246695 A JP2246695 A JP 2246695A JP 2246695 A JP2246695 A JP 2246695A JP H08220132 A JPH08220132 A JP H08220132A
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- JP
- Japan
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- acceleration sensor
- weight portion
- semiconductor
- grooves
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ウエーハをセンサチップに分割するときに重り
部と台座の間のギャップに入る切削粉を除去可能にし、
また特性評価を容易にする。 【構成】ガラス台座の両面から直交する平行溝を堀り、
溝の交差点で貫通孔が生ずるように溝を深くする。溝は
シリコンとガラスの熱膨脹係数差による応力の緩和に役
立ち、貫通孔は重り部と台座の間のギャップに入った切
削粉の除去のための洗浄液注入ならびに特性評価のため
に重り部を変位させる力を加える流体あるいは固体の挿
入に使用できる。
部と台座の間のギャップに入る切削粉を除去可能にし、
また特性評価を容易にする。 【構成】ガラス台座の両面から直交する平行溝を堀り、
溝の交差点で貫通孔が生ずるように溝を深くする。溝は
シリコンとガラスの熱膨脹係数差による応力の緩和に役
立ち、貫通孔は重り部と台座の間のギャップに入った切
削粉の除去のための洗浄液注入ならびに特性評価のため
に重り部を変位させる力を加える流体あるいは固体の挿
入に使用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体材料よりなる重
り部を支える４本の梁部にそれぞれ歪みゲージを備えた
半導体式加速度センサおよびその評価方法に関する。
り部を支える４本の梁部にそれぞれ歪みゲージを備えた
半導体式加速度センサおよびその評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】重り部を支える４本の梁部に形成された
拡散ゲージの抵抗値の変化から重りに加わる加速度を検
出する加速度センサは、自動車用エアバッグシステムあ
るいは車体制御システム等に用いられている。図２は加
速度センサの半導体チップ１０の平面図で、それぞれ歪
みゲージ１が表面に形成された４本の梁部２が重り部３
と支持部４とを連結した構造である。このセンサチップ
は、断面図の図３に示すように重り部３の変位のダンピ
ング体およびストッパの機能をもつガラス台座５と陽極
接合により結合されている。図３に示したセンサでは、
センサチップ１０の重り部３の厚さを支持部４の厚さよ
り薄くすることにより、図４に示したセンサでは、重り
部３の厚さは支持部４の厚さと等しいがガラス台座５の
上面に浅い凹部を形成することにより、センサチップ１
０の重り部３の下面と台座５の上面との間に約１０μｍ
の幅のギャップ６が設けられている。
拡散ゲージの抵抗値の変化から重りに加わる加速度を検
出する加速度センサは、自動車用エアバッグシステムあ
るいは車体制御システム等に用いられている。図２は加
速度センサの半導体チップ１０の平面図で、それぞれ歪
みゲージ１が表面に形成された４本の梁部２が重り部３
と支持部４とを連結した構造である。このセンサチップ
は、断面図の図３に示すように重り部３の変位のダンピ
ング体およびストッパの機能をもつガラス台座５と陽極
接合により結合されている。図３に示したセンサでは、
センサチップ１０の重り部３の厚さを支持部４の厚さよ
り薄くすることにより、図４に示したセンサでは、重り
部３の厚さは支持部４の厚さと等しいがガラス台座５の
上面に浅い凹部を形成することにより、センサチップ１
０の重り部３の下面と台座５の上面との間に約１０μｍ
の幅のギャップ６が設けられている。
【０００３】このようなセンサチップ１０の特性の評価
は、図５に示すように、ガラス台座５を基体１１の上に
接着剤１２により接着し、チップ１０の支持部４の上に
形成された端子パッド７と基体１１上のパッド１３とを
導線１４により接続し、振動試験または衝撃試験で矢印
１５に示したような方向に加速度を加えて行う。
は、図５に示すように、ガラス台座５を基体１１の上に
接着剤１２により接着し、チップ１０の支持部４の上に
形成された端子パッド７と基体１１上のパッド１３とを
導線１４により接続し、振動試験または衝撃試験で矢印
１５に示したような方向に加速度を加えて行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】加速度センサの製造過
程において、図２、図３あるいは図４に示した構造を多
数形成したシリコンウエーハをガラス板上に陽極接合に
より接合したのち、ダイサーを用いて切断して分割する
ことにより台座に接合したセンサチップを得る。この場
合、各チップの重り部３と支持部４との間は梁部２を除
いて開口しているため、切断の際に生ずるシリコンおよ
びガラスの粉体が重り部３と台座５の間の約１０μｍの
幅のギャップ６に入り込む。狭いギャップ６に入り込ん
だ粒径約１μｍの切削粉は、洗浄による除去が難しいと
いう問題があった。
程において、図２、図３あるいは図４に示した構造を多
数形成したシリコンウエーハをガラス板上に陽極接合に
より接合したのち、ダイサーを用いて切断して分割する
ことにより台座に接合したセンサチップを得る。この場
合、各チップの重り部３と支持部４との間は梁部２を除
いて開口しているため、切断の際に生ずるシリコンおよ
びガラスの粉体が重り部３と台座５の間の約１０μｍの
幅のギャップ６に入り込む。狭いギャップ６に入り込ん
だ粒径約１μｍの切削粉は、洗浄による除去が難しいと
いう問題があった。
【０００５】また、シリコンウエーハとガラス板を陽極
接合する際、熱膨脹係数の相違により生ずる歪みによっ
てセンサの特性が変化するという問題があった。そのほ
か、チップの特性評価のために、図５に示したようにガ
ラス台座５の基板１１への接着、ワイヤボンディングに
よるチップ１０の端子パッド７と基板１１上のパッド１
３との接続を行わなければならない問題があった。
接合する際、熱膨脹係数の相違により生ずる歪みによっ
てセンサの特性が変化するという問題があった。そのほ
か、チップの特性評価のために、図５に示したようにガ
ラス台座５の基板１１への接着、ワイヤボンディングに
よるチップ１０の端子パッド７と基板１１上のパッド１
３との接続を行わなければならない問題があった。
【０００６】本発明の目的は、上述の諸問題を解決し、
センサチップとガラス台座との間のギャップに切断の際
に生ずる切削粉が残留することがなく、チップと台座と
の熱膨脹係数の相違に基づく特性の変化がなく、また特
性の評価が簡単にできる半導体式加速度センサおよびそ
の評価方法を提供することにある。
センサチップとガラス台座との間のギャップに切断の際
に生ずる切削粉が残留することがなく、チップと台座と
の熱膨脹係数の相違に基づく特性の変化がなく、また特
性の評価が簡単にできる半導体式加速度センサおよびそ
の評価方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、外周の支持部に４本の梁部を介して連
結される重り部を有し、梁部に重り部に加わる加速度に
よって抵抗値の変化する歪みゲージが形成される半導体
素体が支持部によって台座に支持され、この台座と重り
部との間にギャップを備える半導体式加速度センサにお
いて、台座の両面から、少なくとも重り部に対向する領
域に互いに直交する溝が掘られ、両面からの溝のそれぞ
れの深さの和が台座の厚さより大きいものとする。半導
体素体の台座の反対側に半導体素体の支持部によって支
持されたダンピング体が対向し、このダンピング体の両
面から、少なくとも重り部に対向する領域に互いに直交
する溝が掘られ、両面からの溝のそれぞれの深さの和が
ダンピング体の厚さより大きいことが有効である。半導
体がシリコンであり台座がガラスよりなること、また、
ダンピング体がガラスよりなることも良い。このような
半導体加速度センサの本発明の評価方法は、台座の両面
から掘られた溝の交差部に生ずる両面間の貫通孔を通じ
て半導体素体の重り部を変位させることのできる力を加
えるものとする。その場合、ダンピング体の両面から掘
られた溝の交差点に生ずる両面間の貫通孔を通じて半導
体素体の重り部を変位させることのできる力を加えるこ
とも良い方法である。
めに、本発明は、外周の支持部に４本の梁部を介して連
結される重り部を有し、梁部に重り部に加わる加速度に
よって抵抗値の変化する歪みゲージが形成される半導体
素体が支持部によって台座に支持され、この台座と重り
部との間にギャップを備える半導体式加速度センサにお
いて、台座の両面から、少なくとも重り部に対向する領
域に互いに直交する溝が掘られ、両面からの溝のそれぞ
れの深さの和が台座の厚さより大きいものとする。半導
体素体の台座の反対側に半導体素体の支持部によって支
持されたダンピング体が対向し、このダンピング体の両
面から、少なくとも重り部に対向する領域に互いに直交
する溝が掘られ、両面からの溝のそれぞれの深さの和が
ダンピング体の厚さより大きいことが有効である。半導
体がシリコンであり台座がガラスよりなること、また、
ダンピング体がガラスよりなることも良い。このような
半導体加速度センサの本発明の評価方法は、台座の両面
から掘られた溝の交差部に生ずる両面間の貫通孔を通じ
て半導体素体の重り部を変位させることのできる力を加
えるものとする。その場合、ダンピング体の両面から掘
られた溝の交差点に生ずる両面間の貫通孔を通じて半導
体素体の重り部を変位させることのできる力を加えるこ
とも良い方法である。
【０００８】
【作用】半導体素体の外周の支持部と結合される台座の
両面から溝を掘ることにより、台座に薄肉部が生じ、半
導体材料と台座材料との熱膨脹係数の相違により生ずる
応力を緩和し、その応力のセンサの出力に及ぼす影響が
低減する。また両面からの溝の深さの和が台座の厚さよ
り大きいため、溝の交差部に台座両面間の貫通孔が生ず
る。この貫通孔は、半導体素体の重り部と台座の間のギ
ャップに入った切削粉の除去のための洗浄液の注入路と
に利用される。またこの貫通孔は、重り部を変位させる
ことのできる力を加える流体あるいは固体の挿入口とし
ても利用できるので、重り部を強制的に変位させて行う
センサ特性のチェックが容易にできる。この台座と同様
な構造のダンピング体を台座と反対側に備えることは、
重り部の変位のダンピングあるいは停止作用を台座と共
に素体の両側で行うことができ、センサ素体の破損を封
止する。またこのダンピング体に生ずる貫通孔も、セン
サの特性評価に利用できる。
両面から溝を掘ることにより、台座に薄肉部が生じ、半
導体材料と台座材料との熱膨脹係数の相違により生ずる
応力を緩和し、その応力のセンサの出力に及ぼす影響が
低減する。また両面からの溝の深さの和が台座の厚さよ
り大きいため、溝の交差部に台座両面間の貫通孔が生ず
る。この貫通孔は、半導体素体の重り部と台座の間のギ
ャップに入った切削粉の除去のための洗浄液の注入路と
に利用される。またこの貫通孔は、重り部を変位させる
ことのできる力を加える流体あるいは固体の挿入口とし
ても利用できるので、重り部を強制的に変位させて行う
センサ特性のチェックが容易にできる。この台座と同様
な構造のダンピング体を台座と反対側に備えることは、
重り部の変位のダンピングあるいは停止作用を台座と共
に素体の両側で行うことができ、センサ素体の破損を封
止する。またこのダンピング体に生ずる貫通孔も、セン
サの特性評価に利用できる。
【０００９】
【実施例】以下、図２ないし図５を含めて共通の部分に
同一の符号を付した図を引用して本発明の実施例につい
て述べる。図１は本発明の一実施例の加速度センサを示
し、図１ (ａ) は台座の側から見た下面図、図１ (ｂ)
、 (ｃ) はそれぞれ (ａ) のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線断面
図である。ガラス台座５には、下面側から２本の平行で
同じ深さｄ1 の溝８１が、上面側からは２本の平行で同
じ深さｄ2 の溝８２が形成されているが、溝８１、８２
は直交し、かつｄ1 ＋ｄ2 は台座５の厚さＴより大きい
ため、溝の交差部には、分りやすくするため斜線を引い
て示した貫通孔９が生ずる。
同一の符号を付した図を引用して本発明の実施例につい
て述べる。図１は本発明の一実施例の加速度センサを示
し、図１ (ａ) は台座の側から見た下面図、図１ (ｂ)
、 (ｃ) はそれぞれ (ａ) のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線断面
図である。ガラス台座５には、下面側から２本の平行で
同じ深さｄ1 の溝８１が、上面側からは２本の平行で同
じ深さｄ2 の溝８２が形成されているが、溝８１、８２
は直交し、かつｄ1 ＋ｄ2 は台座５の厚さＴより大きい
ため、溝の交差部には、分りやすくするため斜線を引い
て示した貫通孔９が生ずる。
【００１０】このような構造にすることにより、溝８
１、８２の底に台座の薄い部分５１が生ずるため、シリ
コンとガラスとの熱膨脹係数の差により台座に生ずる応
力をこの薄肉部５１で緩和され、センサチップ１０に及
ぼす応力が低減される。従って、センサチップ１０の梁
部に形成されている図１には示されていない拡散抵抗ゲ
ージによって構成されるブリッジの特性へのガラス台座
５との接合の影響が低減する。さらにシリコンウエーハ
とガラス板との接合後に、貫通孔９からギャップ６へ洗
浄液を注入することができ、ウエーハをチップへ分割す
る際に生じた切削粉を洗浄、除去することができる。ま
た、この貫通孔９はチップ１０の重り部３と対向してい
るため、この貫通孔を通して流体により、あるいは棒状
の固体により力を加えて重り部３を変位させることがで
き、端子パッド７にプローブを当てる程度の電気的接続
手段で特性評価が可能になる。従って、加振あるいは衝
撃試験等の実稼働による評価が必要なくなり、センサチ
ップ単品の特性評価あるいは重りの可動限界までのチェ
ックも容易にできる。
１、８２の底に台座の薄い部分５１が生ずるため、シリ
コンとガラスとの熱膨脹係数の差により台座に生ずる応
力をこの薄肉部５１で緩和され、センサチップ１０に及
ぼす応力が低減される。従って、センサチップ１０の梁
部に形成されている図１には示されていない拡散抵抗ゲ
ージによって構成されるブリッジの特性へのガラス台座
５との接合の影響が低減する。さらにシリコンウエーハ
とガラス板との接合後に、貫通孔９からギャップ６へ洗
浄液を注入することができ、ウエーハをチップへ分割す
る際に生じた切削粉を洗浄、除去することができる。ま
た、この貫通孔９はチップ１０の重り部３と対向してい
るため、この貫通孔を通して流体により、あるいは棒状
の固体により力を加えて重り部３を変位させることがで
き、端子パッド７にプローブを当てる程度の電気的接続
手段で特性評価が可能になる。従って、加振あるいは衝
撃試験等の実稼働による評価が必要なくなり、センサチ
ップ単品の特性評価あるいは重りの可動限界までのチェ
ックも容易にできる。
【００１１】図６に示す実施例では、センサチップ１０
の上部にも両面からの溝８１、８２を有するガラス体５
２がチップ１０の支持部４の一辺上に接合されている。
これにより、重り部３の変形に対して、下方ではガラス
台座５が、上方ではガラス体５２がダンピング効果を持
ち、あるいはストッパとして働くため、センサの破壊が
防止される。重り部３を下方へ変位させる力を加えて特
性評価を行うことは、ガラスダンピング体５２に明けら
れた貫通孔により容易にできる。図７はセンサチップ１
０の重り部の上面とガラス体５２との間のギャップ６２
にガラス体５２の貫通孔から圧力Ｐ2 を加え、ガラス台
座５との間のギャップ６にガラス台座５の貫通孔９から
圧力Ｐ1 を加えることを示す。これにより、Ｐ1 とＰ2
の差圧により生ずる力Ｆを重り部３に加えて重り部を強
制的に変位させ、端子パッド７からブリッジの出力を測
定して動作のチェックを行う。図８は、ガラス台座５の
貫通孔９から棒状の物体を用いて重り部３に力Ｆを負荷
することにより、重り部３を強制的に変位させて動作の
チェックを行った例を示す。
の上部にも両面からの溝８１、８２を有するガラス体５
２がチップ１０の支持部４の一辺上に接合されている。
これにより、重り部３の変形に対して、下方ではガラス
台座５が、上方ではガラス体５２がダンピング効果を持
ち、あるいはストッパとして働くため、センサの破壊が
防止される。重り部３を下方へ変位させる力を加えて特
性評価を行うことは、ガラスダンピング体５２に明けら
れた貫通孔により容易にできる。図７はセンサチップ１
０の重り部の上面とガラス体５２との間のギャップ６２
にガラス体５２の貫通孔から圧力Ｐ2 を加え、ガラス台
座５との間のギャップ６にガラス台座５の貫通孔９から
圧力Ｐ1 を加えることを示す。これにより、Ｐ1 とＰ2
の差圧により生ずる力Ｆを重り部３に加えて重り部を強
制的に変位させ、端子パッド７からブリッジの出力を測
定して動作のチェックを行う。図８は、ガラス台座５の
貫通孔９から棒状の物体を用いて重り部３に力Ｆを負荷
することにより、重り部３を強制的に変位させて動作の
チェックを行った例を示す。
【００１２】図１に示した実施例では、ガラス台座５の
上面は平面であり、図６、図７、図８に示した実施例で
はガラス台座５あるいはガラス体５２の中央部を浅く凹
ませてギャップ６あるいは６２を形成しているが、本発
明は何れの場合にも有効であることは明白である。
上面は平面であり、図６、図７、図８に示した実施例で
はガラス台座５あるいはガラス体５２の中央部を浅く凹
ませてギャップ６あるいは６２を形成しているが、本発
明は何れの場合にも有効であることは明白である。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、半導体式加速度センサ
の半導体素体に接合される台座に両面から直交する溝を
掘ることにより、半導体材料と台座材料との熱膨脹係数
の差に基づくセンサ出力特性への影響を防止できる。ま
た、溝の深さの和が台座の厚さより大きいことによって
生ずる両面間の貫通孔は、センサ素体の重り部と台座と
の間の狭いギャップに入った切削粉の除去のための洗浄
を容易にすると共に、流体あるいは固体を挿入して重り
部を強制的に変位させることもできるので、簡単にセン
サ特性の評価を行うことが可能になった。台座と反対側
に同様な構造のダンピング体を設置することにより、重
りの両側への変位の抑止ができて破損の防止が可能にな
り、また特性評価のために重り部を変位させる力をこの
側からも加えることができるので特性評価も容易にでき
る。
の半導体素体に接合される台座に両面から直交する溝を
掘ることにより、半導体材料と台座材料との熱膨脹係数
の差に基づくセンサ出力特性への影響を防止できる。ま
た、溝の深さの和が台座の厚さより大きいことによって
生ずる両面間の貫通孔は、センサ素体の重り部と台座と
の間の狭いギャップに入った切削粉の除去のための洗浄
を容易にすると共に、流体あるいは固体を挿入して重り
部を強制的に変位させることもできるので、簡単にセン
サ特性の評価を行うことが可能になった。台座と反対側
に同様な構造のダンピング体を設置することにより、重
りの両側への変位の抑止ができて破損の防止が可能にな
り、また特性評価のために重り部を変位させる力をこの
側からも加えることができるので特性評価も容易にでき
る。
【図１】本発明の一実施例の加速度センサを示し、
(ａ) が下面図、 (ｂ) が (ａ) のＡ−Ａ線断面図、
(ｃ) が (ａ) のＢ−Ｂ線断面図
(ａ) が下面図、 (ｂ) が (ａ) のＡ−Ａ線断面図、
(ｃ) が (ａ) のＢ−Ｂ線断面図
【図２】従来の加速度センサの平面図
【図３】従来のセンサの一例の断面図
【図４】従来の加速度センサ別の例の断面図
【図５】従来の加速度センサの特性評価方法を示す断面
図
図
【図６】本発明の別の実施例の加速度センサの断面図
【図７】図６の加速度センサの特性評価方法の一例を示
す断面図
す断面図
【図８】図６の加速度センサの特性評価方法の別の例を
示す断面図
示す断面図
１ 歪みゲージ ２ 梁部 ３ 重り部 ４ 支持部 ５ ガラス台座 ５２ ガラスダンピング体 ６、６２ ギャップ ７ 端子パッド ８１、８２ 溝 ９ 貫通孔 １０ センサチップ
Claims (6)
- 【請求項１】外周の支持部に４本の梁部を介して連結さ
れる重り部を有し、梁部に重り部に加わる加速度によっ
て抵抗値の変化する歪みゲージが形成される半導体素体
が支持部によって台座に支持され、この台座と重り部と
の間にギャップを備える半導体式加速度センサにおい
て、台座の両面から、少なくとも重り部に対向する領域
に互いに直交する溝が掘られ、両面からの溝のそれぞれ
の深さの和が台座の厚さより大きいことを特徴とする半
導体式加速度センサ。 - 【請求項２】半導体素体の台座の反対側に半導体素体の
支持部によって支持されたダンピング体が対向し、この
ダンピング体の両面から、少なくとも重り部に対向する
領域に互いに直交する溝が掘られ、両面からの溝のそれ
ぞれの深さの和がダンピング体の厚さより大きい請求項
１記載の半導体式加速度センサ。 - 【請求項３】半導体がシリコンであり台座がガラスより
なる請求項１あるいは２記載の半導体式加速度センサ。 - 【請求項４】ダンピング体がガラスよりなる請求項１な
いし３のいずれかに記載の半導体式加速度センサ。 - 【請求項５】台座の両面から掘られた溝の交差部に生ず
る両面間の貫通孔を通じて半導体素体の重り部を変位さ
せることのできる力を加えることを特徴とする請求項１
ないし４のいずれかに記載の半導体式加速度センサの評
価方法。 - 【請求項６】ダンピング体の両面から掘られた溝の交差
点に生ずる両面間の貫通孔を通じて半導体素体の重り部
を変位させることのできる力を加える請求項５記載の半
導体式加速度センサの評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2246695A JPH08220132A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 半導体式加速度センサおよびその評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2246695A JPH08220132A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 半導体式加速度センサおよびその評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08220132A true JPH08220132A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12083491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2246695A Pending JPH08220132A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 半導体式加速度センサおよびその評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08220132A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007188972A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Okutekku:Kk | 微小構造体の検査装置、及び微小構造体の検査方法 |
| JP2009265066A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-12 | Willtechnology Co Ltd | プローブ基板及びこれを含むプローブカード |
| JP2020176860A (ja) * | 2019-04-16 | 2020-10-29 | 矢崎総業株式会社 | 車載用センサおよび車載用センサの台座の製造方法 |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP2246695A patent/JPH08220132A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007188972A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Okutekku:Kk | 微小構造体の検査装置、及び微小構造体の検査方法 |
| JP2009265066A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-12 | Willtechnology Co Ltd | プローブ基板及びこれを含むプローブカード |
| JP2020176860A (ja) * | 2019-04-16 | 2020-10-29 | 矢崎総業株式会社 | 車載用センサおよび車載用センサの台座の製造方法 |
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