JPH08240610A - 加速度検出器および圧力変換器 - Google Patents
加速度検出器および圧力変換器Info
- Publication number
- JPH08240610A JPH08240610A JP7043814A JP4381495A JPH08240610A JP H08240610 A JPH08240610 A JP H08240610A JP 7043814 A JP7043814 A JP 7043814A JP 4381495 A JP4381495 A JP 4381495A JP H08240610 A JPH08240610 A JP H08240610A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adhesive
- acceleration
- cantilever
- mounting substrate
- spacer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
Abstract
(57)【要約】
【構成】固定電極４，５が形成された固定電極部と、加
速度によって変位する可動電極６と固定電極部と可動電
極部とを連結するカンチレバー７または、ダイヤフラム
とを備えた加速度検出部１２，実装基板９と加速度検出
部１２を接着する接着層１０と、加速度検出部１２と実
装基板９の間に挿入されたスペーサ８からなる加速度検
出器。 【効果】温度特性に優れた加速度検出器を得ることが可
能となる。
速度によって変位する可動電極６と固定電極部と可動電
極部とを連結するカンチレバー７または、ダイヤフラム
とを備えた加速度検出部１２，実装基板９と加速度検出
部１２を接着する接着層１０と、加速度検出部１２と実
装基板９の間に挿入されたスペーサ８からなる加速度検
出器。 【効果】温度特性に優れた加速度検出器を得ることが可
能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カンチレバーまたは、
ダイヤフラムを有する、ガラス／シリコン／ガラス，シ
リコン／シリコン／シリコン，ガラス／シリコンで構成
された半導体式加速度検出器および圧力変換器に関す
る。
ダイヤフラムを有する、ガラス／シリコン／ガラス，シ
リコン／シリコン／シリコン，ガラス／シリコンで構成
された半導体式加速度検出器および圧力変換器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術は、特開平6−148226 号公報
に示されるように加速度検出部を実装基板上に固定する
ための接着剤層は、接着剤中に一定の大きさの粒子を配
し、厚さ管理を行っていた。
に示されるように加速度検出部を実装基板上に固定する
ための接着剤層は、接着剤中に一定の大きさの粒子を配
し、厚さ管理を行っていた。
【０００３】また、特開平5−333056 号公報に示される
ように、加速度検出部を実装基板上に固定するための接
着剤構造は、実装基板からの熱応力緩和のために、基板
に凹凸を設ける、金属細線を埋め込む、厚膜導体の高さ
といった方法で接着剤厚さを管理していた。
ように、加速度検出部を実装基板上に固定するための接
着剤構造は、実装基板からの熱応力緩和のために、基板
に凹凸を設ける、金属細線を埋め込む、厚膜導体の高さ
といった方法で接着剤厚さを管理していた。
【０００４】特開平4−312062 号公報に示されるよう
に、加速度検出部を実装基板上に固定するために、熱応
力緩和用のスペーサを介して接着固定していた。
に、加速度検出部を実装基板上に固定するために、熱応
力緩和用のスペーサを介して接着固定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、加
速度検出部を実装する実装基板の熱変形によるセンサ出
力の変化について考慮がされていなかった。例えば、接
着剤厚さのばらつきによって加速度検出部は、実装基板
の熱変形による応力を受け、温度特性を悪化させる。ま
た、接着面積が多いということは、その分加速度検出部
の拘束面積が多いといえるため、実装基板の熱変形によ
る影響を多く受ける。その上、接着剤厚さが薄い場合
も、実装基板の熱変形による影響を多く受ける。即ち、
接着剤は、加速度検出部を実装基板に固定するばかりで
はなく、実装基板の熱変形による歪を低減し、加速度検
出部への影響を低減する働きをする。
速度検出部を実装する実装基板の熱変形によるセンサ出
力の変化について考慮がされていなかった。例えば、接
着剤厚さのばらつきによって加速度検出部は、実装基板
の熱変形による応力を受け、温度特性を悪化させる。ま
た、接着面積が多いということは、その分加速度検出部
の拘束面積が多いといえるため、実装基板の熱変形によ
る影響を多く受ける。その上、接着剤厚さが薄い場合
も、実装基板の熱変形による影響を多く受ける。即ち、
接着剤は、加速度検出部を実装基板に固定するばかりで
はなく、実装基板の熱変形による歪を低減し、加速度検
出部への影響を低減する働きをする。
【０００６】また、従来技術では、ウエハサイズで接着
作業を行う場合（チップ単体でも同様）、接着剤厚さを
一定量（例えば、２０μｍ以上）に安定して製造するこ
とは、接着剤の塗布量，接着圧力，硬化時間等を厳密に
管理しなくてはならず、困難である。その上、接着剤厚
さは、一定量（例えば、２０μｍ以上）以上に管理しな
ければ、加速度検出部は、実装基板の熱変形による影響
を多く受け温度特性を悪化させる。
作業を行う場合（チップ単体でも同様）、接着剤厚さを
一定量（例えば、２０μｍ以上）に安定して製造するこ
とは、接着剤の塗布量，接着圧力，硬化時間等を厳密に
管理しなくてはならず、困難である。その上、接着剤厚
さは、一定量（例えば、２０μｍ以上）以上に管理しな
ければ、加速度検出部は、実装基板の熱変形による影響
を多く受け温度特性を悪化させる。
【０００７】本発明の目的は、温度変化による出力特性
変化の小さな加速度検出器を提供することにある。
変化の小さな加速度検出器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、接着剤の厚さの確保，接着剤厚さばら
つきをウエハサイズ、または、チップサイズで低減する
必要がある。このため、接着剤を塗布する方法として、
スクリーン印刷を用いることにより、接着剤厚みをウエ
ハサイズ、及び、チップサイズで管理することが可能と
なると共に、スクリーンマスクのメッシュの隙間を通し
て接着剤を塗布するため、このメッシュの隙間から空気
が入り込み、接着剤中に気泡を形成することが可能とな
る。又、接着剤は、接着剤厚さを確保するために、粘度
を1000cp以上とする必要がある（粘度が低い場合、接着
剤が流れだし、一定量以上の厚みを確保出来ない。）。
達成するために、接着剤の厚さの確保，接着剤厚さばら
つきをウエハサイズ、または、チップサイズで低減する
必要がある。このため、接着剤を塗布する方法として、
スクリーン印刷を用いることにより、接着剤厚みをウエ
ハサイズ、及び、チップサイズで管理することが可能と
なると共に、スクリーンマスクのメッシュの隙間を通し
て接着剤を塗布するため、このメッシュの隙間から空気
が入り込み、接着剤中に気泡を形成することが可能とな
る。又、接着剤は、接着剤厚さを確保するために、粘度
を1000cp以上とする必要がある（粘度が低い場合、接着
剤が流れだし、一定量以上の厚みを確保出来ない。）。
【０００９】
【作用】上記手段を用いれば、接着剤が実装基板から加
速度検出部にかかる熱応力を吸収するとともに、接着剤
中に気泡を形成するため、加速度検出部の接着による拘
束面積の低減も可能となり、加速度検出部の熱応力によ
る特性悪化が、低減可能となる。
速度検出部にかかる熱応力を吸収するとともに、接着剤
中に気泡を形成するため、加速度検出部の接着による拘
束面積の低減も可能となり、加速度検出部の熱応力によ
る特性悪化が、低減可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明による実施例を図１，図２に示
す。
す。
【００１１】図１(ａ)は、ガラス／シリコン／ガラスの
三層構造の断面図，(ｂ)はＡ−Ａ断面の実施例、図２
(ａ)〜(ｃ)は加速度検出部を直接、実装基板上に接着し
た場合の熱による変形を示す。
三層構造の断面図，(ｂ)はＡ−Ａ断面の実施例、図２
(ａ)〜(ｃ)は加速度検出部を直接、実装基板上に接着し
た場合の熱による変形を示す。
【００１２】シリコン基板１をホトリソグラフィー技術
を用いてパターニングする。ホトリソグラフィーによる
パターニングを複数回繰返し、必要なマスク形状を形成
する。このマスク形状を用いて、シリコンエッチング
で、可動電極６および、カンチレバー７を形成する。次
に、上，下ガラス基板２，３に固定電極（Ａｌ，Ａｌ／
Ｍｏ等の金属膜等）４，５を形成する。このようにして
形成したシリコン基板１に相対して２組のガラス基板
２，３を三層積層し、陽極接合等を用いてシリコン基板
１とガラス基板２，３を接合する。以上より、ガラス基
板２の固定電極４とガラス基板３の固定電極５はシリコ
ン基板１の可動電極６に対向して配され、印加された加
速度に対して固定電極４及び、５と可動電極６間の容量
が変化する。ここで用いる電極間ギャップ(容量)１０
０，１０１；Ｃ1，Ｃ2は、
を用いてパターニングする。ホトリソグラフィーによる
パターニングを複数回繰返し、必要なマスク形状を形成
する。このマスク形状を用いて、シリコンエッチング
で、可動電極６および、カンチレバー７を形成する。次
に、上，下ガラス基板２，３に固定電極（Ａｌ，Ａｌ／
Ｍｏ等の金属膜等）４，５を形成する。このようにして
形成したシリコン基板１に相対して２組のガラス基板
２，３を三層積層し、陽極接合等を用いてシリコン基板
１とガラス基板２，３を接合する。以上より、ガラス基
板２の固定電極４とガラス基板３の固定電極５はシリコ
ン基板１の可動電極６に対向して配され、印加された加
速度に対して固定電極４及び、５と可動電極６間の容量
が変化する。ここで用いる電極間ギャップ(容量)１０
０，１０１；Ｃ1，Ｃ2は、
【００１３】
【数１】 Ｃ1，Ｃ2＝ε・Ｓ／ｄ …（数１） （Ｃ1，Ｃ2；容量，ε；比誘電率，Ｓ；電極面積，ｄ；
電極間ギャップ）で表される。
電極間ギャップ）で表される。
【００１４】このように形成された加速度検出部１２
は、セラミック等で形成された実装基板９上に接着剤を
用いて固定される。ここで、加速度検出部１２を直接、
実装基板９上に接着固定した場合、図２に示すように、
温度変化により凸形または、凹形に変形する(図２(ｃ)
参照)ため、上下の電極間ギャップ１００，１０１がそ
れぞれ変化し、数１に表されるように、この変化により
容量値が変化し、温度特性の悪化をもたらす。従って、
実装基板９の温度変形による影響を加速度検出部１２が
受けないようにスペーサ８を実装基板９と加速度検出部
１２の間に形成し、それぞれ、接着剤１０，１１で固定
する。この時、ガラス基板３とスペーサ８間の接着剤１
０は、温度変化による応力を低減するために、厚さ(２
０μｍ以上)の確保と厚さばらつきを低減する必要があ
る。この達成方法として、スクリーンマスク(格子状に
メッシュが形成されているマスク)を用いて接着剤を加
速度検出部１２の下面に、印刷することにより、厚さの
確保と厚さばらつきの低減が図れる。
は、セラミック等で形成された実装基板９上に接着剤を
用いて固定される。ここで、加速度検出部１２を直接、
実装基板９上に接着固定した場合、図２に示すように、
温度変化により凸形または、凹形に変形する(図２(ｃ)
参照)ため、上下の電極間ギャップ１００，１０１がそ
れぞれ変化し、数１に表されるように、この変化により
容量値が変化し、温度特性の悪化をもたらす。従って、
実装基板９の温度変形による影響を加速度検出部１２が
受けないようにスペーサ８を実装基板９と加速度検出部
１２の間に形成し、それぞれ、接着剤１０，１１で固定
する。この時、ガラス基板３とスペーサ８間の接着剤１
０は、温度変化による応力を低減するために、厚さ(２
０μｍ以上)の確保と厚さばらつきを低減する必要があ
る。この達成方法として、スクリーンマスク(格子状に
メッシュが形成されているマスク)を用いて接着剤を加
速度検出部１２の下面に、印刷することにより、厚さの
確保と厚さばらつきの低減が図れる。
【００１５】図３に接着剤１０中に気泡がある場合と、
気泡が無い場合の温度特性の違いを示した。ここで、ス
クリーンマスクを用いた場合、メッシュの間に気泡１３
が形成され、スペーサ８とガラス基板３との接着面積
(拘束)の低減が図れ、熱による応力の低減が可能となっ
た。
気泡が無い場合の温度特性の違いを示した。ここで、ス
クリーンマスクを用いた場合、メッシュの間に気泡１３
が形成され、スペーサ８とガラス基板３との接着面積
(拘束)の低減が図れ、熱による応力の低減が可能となっ
た。
【００１６】図４は、容量式加速度検出器の実施例を示
し、上側の容量のみを検出する場合の実施例を示す。
し、上側の容量のみを検出する場合の実施例を示す。
【００１７】図５は、歪ゲージ式加速度検出器の実施例
を示し、重錘部１５の根元部にカンチレバー７を形成
し、カンチレバー７上に歪抵抗部１４を形成した場合の
実施例を示している。
を示し、重錘部１５の根元部にカンチレバー７を形成
し、カンチレバー７上に歪抵抗部１４を形成した場合の
実施例を示している。
【００１８】以上の図４，図５の場合とも、実装基板９
上に加速度検出部１２を実装する場合、温度特性改善に
効果がある。また、構造体に類似した、半導体容量式又
は、歪ゲージ式圧力センサにおいても、同様の接着構造
を用いた場合、温度特性の改善が見込める。
上に加速度検出部１２を実装する場合、温度特性改善に
効果がある。また、構造体に類似した、半導体容量式又
は、歪ゲージ式圧力センサにおいても、同様の接着構造
を用いた場合、温度特性の改善が見込める。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、温度変化による出力特
性変化の小さい高精度の加速度検出器を提供することが
できる。
性変化の小さい高精度の加速度検出器を提供することが
できる。
【図１】加速度検出器の説明図。
【図２】加速度検出部の温度による変形の説明図。
【図３】接着構造の違いによる温度特性図。
【図４】容量式加速度検出器の実施例の説明図。
【図５】歪ゲージ式加速度検出器の実施例の説明図。
４…上固定電極、５…下固定電極、６…可動電極、７…
カンチレバー、８…スペーサ、９…実装基板、１０…接
着層、１２…加速度検出部。
カンチレバー、８…スペーサ、９…実装基板、１０…接
着層、１２…加速度検出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海老根 広道 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地３日立オートモティブエンジニア リング株式会社内 (72)発明者 久保田 正則 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地３日立オートモティブエンジニア リング株式会社内 (72)発明者 浅野 保弘 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地３日立オートモティブエンジニア リング株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】シリコン基板をエッチングにより、カンチ
レバーとその先端に可動電極を形成し、前記可動電極に
相対して２組のガラス基板にそれぞれ固定電極を設け、
前記三層構造体の可動電極と固定電極の空隙変化のため
の寸法が所定の値に拘束または制御され、その変位から
出力信号を取り出すものにおいて、加速度を検出する前
記三層構造体が実装基板上に実装される際に、加速度検
出構造体と前記実装基板間に前記実装基板からの応力を
緩和するためのガラス製スペーサを配し、前記実装基板
と前記ガラス製スペーサ，前記加速度検出構造体と前記
ガラス製スペーサをそれぞれ接着し、加速度検出構造体
と前記ガラス製スペーサの接着剤中に気泡を形成したこ
とを特徴とする加速度検出器。 - 【請求項２】請求項１において、前記加速度検出構造体
と前記ガラス製スペーサ間の接着剤厚さを２０μｍ以上
とし、接着剤の粘度を1000cp以上とした加速度検出器。 - 【請求項３】請求項１において、前記接着剤中に気泡を
形成するために、スクリーン印刷用のメッシュ入りマス
クを用いた加速度検出器。 - 【請求項４】物理量検出にカンチレバーまたは、ダイヤ
フラムにより支持された重錘の変位をその両端または、
片側に形成された対向固定電極により容量を検出する構
造体において、前記構造体と実装基板を固定するために
接着剤を用い、その接着剤中に、構造体への応力を低減
するために接触面積低減，接着体積低減用の気泡を形成
したことを特徴とする加速度検出器。 - 【請求項５】物理量検出にカンチレバーまたは、ダイヤ
フラムにより支持された重錘の変位をカンチレバー部根
元または、ダイヤフラム根元部に歪抵抗を形成した構造
体において、前記構造体と実装基板を固定するために接
着剤を用い、前記接着剤中に、前記構造体への応力を低
減するために接触面積低減，接着体積低減用の気泡を形
成したことを特徴とする圧力変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7043814A JPH08240610A (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 加速度検出器および圧力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7043814A JPH08240610A (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 加速度検出器および圧力変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08240610A true JPH08240610A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=12674218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7043814A Pending JPH08240610A (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 加速度検出器および圧力変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08240610A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11344506A (ja) * | 1998-06-03 | 1999-12-14 | Japan Aviation Electronics Ind Ltd | 半導体加速度センサ |
-
1995
- 1995-03-03 JP JP7043814A patent/JPH08240610A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11344506A (ja) * | 1998-06-03 | 1999-12-14 | Japan Aviation Electronics Ind Ltd | 半導体加速度センサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH04326033A (ja) | 圧力または加速度センサ | |
| CA2054668A1 (en) | Micromachined differential pressure transducers and method of producing the same | |
| US20070102810A1 (en) | Sensor block | |
| US7469590B2 (en) | Package structure of pressure sensor | |
| JP2658949B2 (ja) | 半導体加速度センサ | |
| US7225675B2 (en) | Capacitance type dynamic quantity sensor | |
| US3868719A (en) | Thin ribbon-like glass backed transducers | |
| JP2006250760A (ja) | センサ | |
| JPH08240610A (ja) | 加速度検出器および圧力変換器 | |
| JPH0618345A (ja) | 圧力センサの製造方法 | |
| JPH06194382A (ja) | 容量式加速度センサ | |
| JPH06160423A (ja) | 容量式加速度検出器 | |
| JPH0823563B2 (ja) | 半導体加速度センサの製造方法 | |
| JP3293533B2 (ja) | 歪み検出素子 | |
| JP3327088B2 (ja) | 半導体加速度センサ | |
| JP3126043B2 (ja) | 可変容量型センサの製造方法 | |
| JPH05235377A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JP2004028746A (ja) | 圧力センサ及び圧力センサの製造方法 | |
| JP4855078B2 (ja) | 振動検出器 | |
| JP2003004566A (ja) | 静電容量型圧力センサ及びその製造方法 | |
| JP2001264201A (ja) | 静電容量型圧力センサ | |
| JPH07243928A (ja) | 物理量測定センサ及びその製造方法並びに多層回路基板 | |
| JP2000009573A (ja) | 静電容量式圧力センサ | |
| JP2003106919A (ja) | 静圧動圧検知センサ | |
| JP2005300400A (ja) | 静電容量型圧力センサ及びその製造方法 |