JPH09184851A - 半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサInfo
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- JPH09184851A JPH09184851A JP7353945A JP35394595A JPH09184851A JP H09184851 A JPH09184851 A JP H09184851A JP 7353945 A JP7353945 A JP 7353945A JP 35394595 A JP35394595 A JP 35394595A JP H09184851 A JPH09184851 A JP H09184851A
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- Japan
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- acceleration sensor
- package
- main body
- acceleration
- axis
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- 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
- G01P2015/084—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 the mass being suspended at more than one of its sides, e.g. membrane-type suspension, so as to permit multi-axis movement of the mass
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 センサ特性劣化をもたらすことなく、加速度
センサ本体とパッケージの正確な軸合わせを可能とした
半導体加速度センサを提供する。 【解決手段】 半導体基板に少なくとも二軸方向の加速
度を検出するセンサ回路が形成された加速度センサ本体
２をパッケージ１に搭載して構成される半導体加速度セ
ンサにおいて、前記パッケージ１の前記加速度センサ本
体２の搭載部を、前記加速度センサ本体２と同一形状同
一面積の底面１３を有し側面を順テーパ面１１とした凹
部１０として、前記加速度センサ本体２を前記凹部１０
に落とし込むことにより前記加速度センサ本体２と前記
パッケージ１との間の自動軸合わせが行われるようにし
た。
センサ本体とパッケージの正確な軸合わせを可能とした
半導体加速度センサを提供する。 【解決手段】 半導体基板に少なくとも二軸方向の加速
度を検出するセンサ回路が形成された加速度センサ本体
２をパッケージ１に搭載して構成される半導体加速度セ
ンサにおいて、前記パッケージ１の前記加速度センサ本
体２の搭載部を、前記加速度センサ本体２と同一形状同
一面積の底面１３を有し側面を順テーパ面１１とした凹
部１０として、前記加速度センサ本体２を前記凹部１０
に落とし込むことにより前記加速度センサ本体２と前記
パッケージ１との間の自動軸合わせが行われるようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体基板に加
速度を検出するセンサ回路が形成された加速度センサ本
体をパッケージに搭載して構成される半導体加速度セン
サに関する。
速度を検出するセンサ回路が形成された加速度センサ本
体をパッケージに搭載して構成される半導体加速度セン
サに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体加速度センサは、小型軽量で、自
動車のサスペンションシステムやロボットの運動制御等
への応用が注目されている。半導体加速度センサは通
常、図６（ａ）（ｂ）に示すようにセンサチップ６１を
パッケージ６２に搭載して構成される。特に二軸または
三軸方向の加速度を検出する半導体加速度センサでは、
センサチップ６１をパッケージ６２に搭載する際に、セ
ンサチップ６１の検出軸とパッケージ６２の軸との間の
軸合わせ（アライメント）が重要になる。
動車のサスペンションシステムやロボットの運動制御等
への応用が注目されている。半導体加速度センサは通
常、図６（ａ）（ｂ）に示すようにセンサチップ６１を
パッケージ６２に搭載して構成される。特に二軸または
三軸方向の加速度を検出する半導体加速度センサでは、
センサチップ６１をパッケージ６２に搭載する際に、セ
ンサチップ６１の検出軸とパッケージ６２の軸との間の
軸合わせ（アライメント）が重要になる。
【０００３】図６に示すようにセンサチップ搭載部にセ
ンサチップより大きい面積の凹部を形成した従来のパッ
ケージ構造では、センサチップ６１を接合（ダイボンデ
ィング）する際に目視により位置ズレを確認して調整す
ることが必要になる。しかし例えば、エポキシ樹脂系接
着材等を用いてセンサチップ６１を接合する場合、接着
材の粘度やその表面張力等によりセンサチップ６１は簡
単に回転して位置ズレを起こし、図７に示すように、パ
ッケージ６２の二軸Ｘ０，Ｙ０軸と、これらと一致すべ
きセンサチップ６１の検出軸Ｘ１，Ｙ１とがずれてしま
う。
ンサチップより大きい面積の凹部を形成した従来のパッ
ケージ構造では、センサチップ６１を接合（ダイボンデ
ィング）する際に目視により位置ズレを確認して調整す
ることが必要になる。しかし例えば、エポキシ樹脂系接
着材等を用いてセンサチップ６１を接合する場合、接着
材の粘度やその表面張力等によりセンサチップ６１は簡
単に回転して位置ズレを起こし、図７に示すように、パ
ッケージ６２の二軸Ｘ０，Ｙ０軸と、これらと一致すべ
きセンサチップ６１の検出軸Ｘ１，Ｙ１とがずれてしま
う。
【０００４】図７に示すようにセンサチップの検出軸と
パッケージの軸がずれると、正確な加速度検出ができ
ず、特に他軸感度を０にすることができない。他軸感度
とは、例えばＸ軸方向にのみ加速度を与えたときの、本
来出力されないはずの他軸（Ｙ軸方向やＺ軸方向）の出
力感度をいう。他軸感度をほぼ０にするために実用上許
容される軸ズレは、用途により異なるが、精密な運動制
御等においては、約３％といった厳しい要求がある。
パッケージの軸がずれると、正確な加速度検出ができ
ず、特に他軸感度を０にすることができない。他軸感度
とは、例えばＸ軸方向にのみ加速度を与えたときの、本
来出力されないはずの他軸（Ｙ軸方向やＺ軸方向）の出
力感度をいう。他軸感度をほぼ０にするために実用上許
容される軸ズレは、用途により異なるが、精密な運動制
御等においては、約３％といった厳しい要求がある。
【０００５】以上のような加速度センサチップとパッケ
ージの軸ズレを防止するには例えば、図８に示すよう
に、センサチップ８１がガタのない状態ではめ込まれる
ような凹部を加工したパッケージ８２を用いることが考
えられる。しかし、この様にパッケージ８２とセンサチ
ップ８１の間にすきまがなく、センサチップ８１の側面
に完全にパッケージ８２が接した状態にすると、パッケ
ージ８２の熱応力がセンサチップ８１に直接与えられ、
零点変動や感度低下をもたらす。
ージの軸ズレを防止するには例えば、図８に示すよう
に、センサチップ８１がガタのない状態ではめ込まれる
ような凹部を加工したパッケージ８２を用いることが考
えられる。しかし、この様にパッケージ８２とセンサチ
ップ８１の間にすきまがなく、センサチップ８１の側面
に完全にパッケージ８２が接した状態にすると、パッケ
ージ８２の熱応力がセンサチップ８１に直接与えられ、
零点変動や感度低下をもたらす。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の半
導体加速度センサは、パッケージへの搭載に当たって軸
合わせが難しく、また軸合わせ操作が無用となるように
パッケージ搭載部をセンサチップと完全に一致させると
パッケージの熱応力がセンサ特性の劣化をもたらすとい
った問題があった。
導体加速度センサは、パッケージへの搭載に当たって軸
合わせが難しく、また軸合わせ操作が無用となるように
パッケージ搭載部をセンサチップと完全に一致させると
パッケージの熱応力がセンサ特性の劣化をもたらすとい
った問題があった。
【０００７】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、センサ特性劣化をもたらすことなく、加速度セ
ンサ本体とパッケージの正確な軸合わせを可能とした半
導体加速度センサを提供することを目的としている。
もので、センサ特性劣化をもたらすことなく、加速度セ
ンサ本体とパッケージの正確な軸合わせを可能とした半
導体加速度センサを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体加
速度センサは、半導体基板に加速度を検出するセンサ回
路が形成された加速度センサ本体をパッケージに搭載し
て構成される半導体加速度センサにおいて、前記パッケ
ージの前記加速度センサ本体の搭載部を、前記加速度セ
ンサ本体の底面と同一形状の底面を有し、順テーパ面と
した内側面を有する凹部としたことを特徴としている。
この発明においては、前記凹部の順テーパ面をなす内側
面底部に、搭載される加速度センサ本体の底部側面に接
する垂直側壁部を有するものとすると、なお好ましい。
速度センサは、半導体基板に加速度を検出するセンサ回
路が形成された加速度センサ本体をパッケージに搭載し
て構成される半導体加速度センサにおいて、前記パッケ
ージの前記加速度センサ本体の搭載部を、前記加速度セ
ンサ本体の底面と同一形状の底面を有し、順テーパ面と
した内側面を有する凹部としたことを特徴としている。
この発明においては、前記凹部の順テーパ面をなす内側
面底部に、搭載される加速度センサ本体の底部側面に接
する垂直側壁部を有するものとすると、なお好ましい。
【０００９】この発明は更に、半導体基板に加速度を検
出するセンサ回路が形成された加速度センサ本体をパッ
ケージに搭載して構成される半導体加速度センサにおい
て、前記パッケージの前記加速度センサ本体の搭載部
に、前記加速度センサ本体の底面部と嵌合する底面部を
有し側面に順テーパ面を有する凹部を形成して、前記加
速度センサ本体を前記凹部に装着したときに前記加速度
センサ本体と前記パッケージとの間の自然に軸合わせが
行われるようにしたことを特徴としている。
出するセンサ回路が形成された加速度センサ本体をパッ
ケージに搭載して構成される半導体加速度センサにおい
て、前記パッケージの前記加速度センサ本体の搭載部
に、前記加速度センサ本体の底面部と嵌合する底面部を
有し側面に順テーパ面を有する凹部を形成して、前記加
速度センサ本体を前記凹部に装着したときに前記加速度
センサ本体と前記パッケージとの間の自然に軸合わせが
行われるようにしたことを特徴としている。
【００１０】この発明においては、パッケージの加速度
センサ本体搭載部である凹部の内側面に加速度センサ本
体の落とし込み用の順テーパ面を形成し、凹部の底面を
加速度センサ本体の底面と同一形状でほぼ同一面積とす
る。あるいは凹部底面が必ずしも加速度センサ本体の底
面と同じ面積でなくても、少なくとも凹部底面部に、加
速度センサ本体の底面部がずれのない状態で嵌合するよ
うな加工を施しておく。この様にすると、凹部底面が予
めパッケージの軸との関係で所定方位を向くように加工
しておくことにより、手動あるいは自動ダイボンディン
グのいずれを用いるかを問わず、搭載される加速度セン
サ本体とパッケージの軸は自動的に軸合わせされる。こ
れにより、格別の軸合わせ調整作業を必要とすることも
なく、ダイボンディングの作業性は格段に向上する。し
かも、搭載される加速度センサ本体の側面とパッケージ
の間には僅かな隙間があるから、パッケージの熱応力が
加速度センサ本体の特性に悪影響を与えることはない。
センサ本体搭載部である凹部の内側面に加速度センサ本
体の落とし込み用の順テーパ面を形成し、凹部の底面を
加速度センサ本体の底面と同一形状でほぼ同一面積とす
る。あるいは凹部底面が必ずしも加速度センサ本体の底
面と同じ面積でなくても、少なくとも凹部底面部に、加
速度センサ本体の底面部がずれのない状態で嵌合するよ
うな加工を施しておく。この様にすると、凹部底面が予
めパッケージの軸との関係で所定方位を向くように加工
しておくことにより、手動あるいは自動ダイボンディン
グのいずれを用いるかを問わず、搭載される加速度セン
サ本体とパッケージの軸は自動的に軸合わせされる。こ
れにより、格別の軸合わせ調整作業を必要とすることも
なく、ダイボンディングの作業性は格段に向上する。し
かも、搭載される加速度センサ本体の側面とパッケージ
の間には僅かな隙間があるから、パッケージの熱応力が
加速度センサ本体の特性に悪影響を与えることはない。
【００１１】特にこの発明において、センサ本体搭載部
である順テーパ面をなす凹部の底部に、センサ本体の底
部側面に接する例えば０．１ｍｍ程度の高さの垂直側壁
部を設けておくと、加速度センサ本体の底部をこの垂直
側壁部にはめ込むことができる。垂直側壁部は高さが小
さいものであれば、パッケージからの熱応力の影響は殆
ど無視できる。
である順テーパ面をなす凹部の底部に、センサ本体の底
部側面に接する例えば０．１ｍｍ程度の高さの垂直側壁
部を設けておくと、加速度センサ本体の底部をこの垂直
側壁部にはめ込むことができる。垂直側壁部は高さが小
さいものであれば、パッケージからの熱応力の影響は殆
ど無視できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１（ａ）（ｂ）は、この発明の
一実施例に係る半導体加速度センサのパッケージング構
造を示す斜視図と断面図である。図２（ａ）（ｂ）はセ
ンサ本体搭載部の平面図と斜視図である。
の実施例を説明する。図１（ａ）（ｂ）は、この発明の
一実施例に係る半導体加速度センサのパッケージング構
造を示す斜視図と断面図である。図２（ａ）（ｂ）はセ
ンサ本体搭載部の平面図と斜視図である。
【００１３】パッケージ１にはこの実施例では、中央部
に加速度センサ本体２が搭載されている。加速度センサ
本体２は直交三軸方向の加速度を検出できるものであ
り、その詳細は後述する。パッケージ１の周辺部には、
加速度センサ本体２の三軸方向の出力にそれぞれ対応さ
せて、出力信号を処理するための半導体集積回路（例え
ば、ＡＳＩＣ）３ａ，３ｂ，３ｃが搭載されている。
に加速度センサ本体２が搭載されている。加速度センサ
本体２は直交三軸方向の加速度を検出できるものであ
り、その詳細は後述する。パッケージ１の周辺部には、
加速度センサ本体２の三軸方向の出力にそれぞれ対応さ
せて、出力信号を処理するための半導体集積回路（例え
ば、ＡＳＩＣ）３ａ，３ｂ，３ｃが搭載されている。
【００１４】この実施例の場合、図２に示すように加速
度センサ本体２は、平面形状が例えば、ａ＝ｂ＝５ｍｍ
程度の正方形であり、厚みがｃ＝２．５ｍｍ程度であ
る。その主面の対角を結ぶように直交する二つの検出軸
Ｘ１，Ｙ１が設定され、これらの直交するもう一つの検
出軸Ｚ１が設定されている。これに対して、加速度セン
サ本体２の搭載部は、図２に示すように、パッケージ１
の二軸であるＸ０軸及びＹ０軸方向にコーナーを持つ正
方形の凹部１０が加工されている。この凹部１０の内側
面は順テーパ面１１とされており、実際に加速度センサ
本体２が装着される底面１３は、Ｘ０，Ｙ０軸に直交す
る軸Ｚ０に直交する面であって、加速度センサ本体２と
同じ正方形でかつほぼ同じ面積を持つ。従って、加速度
センサ本体２を図２（ｂ）に示すようにテーパ面１１に
沿って落とし込むと、加速度センサ本体２の三つの検出
軸Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１とパッケージ１の三つの軸Ｘ０，Ｙ
０，Ｚ０とが自動的にアラインメントされる。
度センサ本体２は、平面形状が例えば、ａ＝ｂ＝５ｍｍ
程度の正方形であり、厚みがｃ＝２．５ｍｍ程度であ
る。その主面の対角を結ぶように直交する二つの検出軸
Ｘ１，Ｙ１が設定され、これらの直交するもう一つの検
出軸Ｚ１が設定されている。これに対して、加速度セン
サ本体２の搭載部は、図２に示すように、パッケージ１
の二軸であるＸ０軸及びＹ０軸方向にコーナーを持つ正
方形の凹部１０が加工されている。この凹部１０の内側
面は順テーパ面１１とされており、実際に加速度センサ
本体２が装着される底面１３は、Ｘ０，Ｙ０軸に直交す
る軸Ｚ０に直交する面であって、加速度センサ本体２と
同じ正方形でかつほぼ同じ面積を持つ。従って、加速度
センサ本体２を図２（ｂ）に示すようにテーパ面１１に
沿って落とし込むと、加速度センサ本体２の三つの検出
軸Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１とパッケージ１の三つの軸Ｘ０，Ｙ
０，Ｚ０とが自動的にアラインメントされる。
【００１５】またこの実施例の場合、凹部１０の内側面
は全体にわたって順テーパ面としておらず、図２（ｂ）
に示すように、凹部１０の底部には高さｄ＝０．１ｍｍ
程度の垂直側壁部１２が設けられている。加速度センサ
本体２の厚みは約２．５ｍｍであり、この厚みに比べて
垂直側壁部１２の高さは十分小さい。この様な垂直側壁
部１２を設けることで、加速度センサ本体２をテーパ面
１１に沿って落とし込んで振動を与えるかあるいは上か
ら軽く押し込むことにより、加速度センサ本体２の底部
を垂直側壁部１２にはめ込んで確実に保持できるように
なっている。
は全体にわたって順テーパ面としておらず、図２（ｂ）
に示すように、凹部１０の底部には高さｄ＝０．１ｍｍ
程度の垂直側壁部１２が設けられている。加速度センサ
本体２の厚みは約２．５ｍｍであり、この厚みに比べて
垂直側壁部１２の高さは十分小さい。この様な垂直側壁
部１２を設けることで、加速度センサ本体２をテーパ面
１１に沿って落とし込んで振動を与えるかあるいは上か
ら軽く押し込むことにより、加速度センサ本体２の底部
を垂直側壁部１２にはめ込んで確実に保持できるように
なっている。
【００１６】加速度センサ本体２は具体的には例えばエ
ポキシ樹脂等により凹部１０の底面１３にダイボンディ
ングされる。図１（ｂ）に示すように、搭載された加速
度センサ本体２及び集積回路３ａ，３ｂ，３ｃ上の端子
パッドとパッケージ１の凹部１０の外側に設けられた端
子パッド８の間がボンディングワイヤ７により接続され
る。このパッケージ１は例えば、多層のグリーンシート
の貼り合わせにより作られるセラミックパッケージであ
り、端子パッド８間、及び外部リード端子６と回路搭載
部の端子パッド８の間は、図１（ｂ）に模式的に示した
ように、対応するもの同士が予めパッケージ１内の埋め
込み配線９により接続されている。そしてボンディング
接続後、搭載された加速度センサ本体２及び集積回路３
ａ，３ｂ，３ｃを保護するため、図１に示すように例え
ばセラミック製のキャップ４によりパッケージ１の全体
が覆われる。
ポキシ樹脂等により凹部１０の底面１３にダイボンディ
ングされる。図１（ｂ）に示すように、搭載された加速
度センサ本体２及び集積回路３ａ，３ｂ，３ｃ上の端子
パッドとパッケージ１の凹部１０の外側に設けられた端
子パッド８の間がボンディングワイヤ７により接続され
る。このパッケージ１は例えば、多層のグリーンシート
の貼り合わせにより作られるセラミックパッケージであ
り、端子パッド８間、及び外部リード端子６と回路搭載
部の端子パッド８の間は、図１（ｂ）に模式的に示した
ように、対応するもの同士が予めパッケージ１内の埋め
込み配線９により接続されている。そしてボンディング
接続後、搭載された加速度センサ本体２及び集積回路３
ａ，３ｂ，３ｃを保護するため、図１に示すように例え
ばセラミック製のキャップ４によりパッケージ１の全体
が覆われる。
【００１７】図３（ａ）（ｂ）は加速度センサ本体２の
具体的な構造を示す平面図と断面図である。センサチッ
プ２１は、シリコン基板を用いて、裏面からの加工によ
り周辺厚肉部２２と中央の重り部２３に挟まれた薄肉ダ
イヤフラム部２４を形成したものであり、加速度により
撓むダイヤフラム部２４に、ピエゾ抵抗効果を示す不純
物拡散層による感圧抵抗（ゲージ抵抗）が配設される。
具体的な構造を示す平面図と断面図である。センサチッ
プ２１は、シリコン基板を用いて、裏面からの加工によ
り周辺厚肉部２２と中央の重り部２３に挟まれた薄肉ダ
イヤフラム部２４を形成したものであり、加速度により
撓むダイヤフラム部２４に、ピエゾ抵抗効果を示す不純
物拡散層による感圧抵抗（ゲージ抵抗）が配設される。
【００１８】この実施例の場合、ゲージ抵抗の組み合わ
せにより三軸方向の加速度検出を行うセンサ回路が構成
される。即ちセンサチップ２１の面に設定された直交す
る二つの検出軸Ｘ１，Ｙ１に対して、Ｘ１軸方向加速度
検出用の４個のゲージ抵抗Ｒx1〜Ｒx4が、Ｘ１軸に沿っ
てかつ重り部２３を挟んで２個ずつダイヤフラム部２４
に配置される。Ｙ１軸に沿って同様に、Ｙ１軸方向加速
度検出用の４個のゲージ抵抗Ｒy1〜Ｒy4が重り部２３を
挟んで２個ずつダイヤフラム部２４に配置される。また
Ｘ１軸及びＹ１軸に直交するＺ１軸方向の加速度を検出
する４個のゲージ抵抗Ｒz1〜Ｒz4は、Ｘ１軸とＹ１軸に
対して４５°の方向に、重り部２３を挟むダイヤフラム
部２４に２個ずつ配置される。
せにより三軸方向の加速度検出を行うセンサ回路が構成
される。即ちセンサチップ２１の面に設定された直交す
る二つの検出軸Ｘ１，Ｙ１に対して、Ｘ１軸方向加速度
検出用の４個のゲージ抵抗Ｒx1〜Ｒx4が、Ｘ１軸に沿っ
てかつ重り部２３を挟んで２個ずつダイヤフラム部２４
に配置される。Ｙ１軸に沿って同様に、Ｙ１軸方向加速
度検出用の４個のゲージ抵抗Ｒy1〜Ｒy4が重り部２３を
挟んで２個ずつダイヤフラム部２４に配置される。また
Ｘ１軸及びＹ１軸に直交するＺ１軸方向の加速度を検出
する４個のゲージ抵抗Ｒz1〜Ｒz4は、Ｘ１軸とＹ１軸に
対して４５°の方向に、重り部２３を挟むダイヤフラム
部２４に２個ずつ配置される。
【００１９】Ｘ１軸方向の加速度検出用ゲージ抵抗Ｒx1
〜Ｒx4は、Ｒx1，Ｒx3の組と、Ｒx2，Ｒx4の組とが、Ｘ
１軸方向の加速度に対して互いに逆方向の抵抗変化を示
すものであり、これらを用いて図４（ａ）に示すブリッ
ジ回路を組むことにより、Ｘ１軸方向の加速度に対して
のみ出力電圧Ｖｘが得られようになっている。具体的な
抵抗変化は、加速度が加わったときの各ゲージ抵抗部で
の圧縮応力と引張応力の係り方により決まるが、その原
理は公知のものであるから詳細説明は省略する。同様
に、Ｙ１軸方向の加速度検出用ゲージ抵抗Ｒy1〜Ｒy4
で、図４（ｂ）に示すブリッジ回路を組むことにより、
Ｙ１軸方向の加速度に対してのみ出力電圧Ｖｙが得ら
れ、Ｚ１軸方向の加速度検出用ゲージ抵抗Ｒz1〜Ｒz4
で、図４（ｃ）に示すブリッジ回路を組むことにより、
Ｚ１軸方向の加速度に対してのみ出力電圧Ｖｚが得られ
るようになっている。
〜Ｒx4は、Ｒx1，Ｒx3の組と、Ｒx2，Ｒx4の組とが、Ｘ
１軸方向の加速度に対して互いに逆方向の抵抗変化を示
すものであり、これらを用いて図４（ａ）に示すブリッ
ジ回路を組むことにより、Ｘ１軸方向の加速度に対して
のみ出力電圧Ｖｘが得られようになっている。具体的な
抵抗変化は、加速度が加わったときの各ゲージ抵抗部で
の圧縮応力と引張応力の係り方により決まるが、その原
理は公知のものであるから詳細説明は省略する。同様
に、Ｙ１軸方向の加速度検出用ゲージ抵抗Ｒy1〜Ｒy4
で、図４（ｂ）に示すブリッジ回路を組むことにより、
Ｙ１軸方向の加速度に対してのみ出力電圧Ｖｙが得ら
れ、Ｚ１軸方向の加速度検出用ゲージ抵抗Ｒz1〜Ｒz4
で、図４（ｃ）に示すブリッジ回路を組むことにより、
Ｚ１軸方向の加速度に対してのみ出力電圧Ｖｚが得られ
るようになっている。
【００２０】なお図３では、各ゲージ抵抗を上述のよう
にブリッジ接続するための配線や外部への接続パッドは
省略している。センサチップ２１にはこの実施例の場
合、図３（ｂ）に示すように、重り部２３の底に更にガ
ラス製の重り２５を接合している。そしてこのセンサチ
ップ２１を、適当な材料からなる台座２６に接合固定し
て、加速度センサ本体２が構成されている。
にブリッジ接続するための配線や外部への接続パッドは
省略している。センサチップ２１にはこの実施例の場
合、図３（ｂ）に示すように、重り部２３の底に更にガ
ラス製の重り２５を接合している。そしてこのセンサチ
ップ２１を、適当な材料からなる台座２６に接合固定し
て、加速度センサ本体２が構成されている。
【００２１】以上のようにこの実施例によると、加速度
センサ本体２は、ガイド用のテーパ面１１を形成したパ
ッケージ１の凹部１０に落とし込むことによって、自動
的にパッケージ１との間の軸合わせが行われ、他軸感度
がほぼ０の優れた加速度センサを得ることができる。凹
部テーパ面１１と加速度センサ本体２の間には隙間がで
きるから、パッケージ１の熱応力により加速度センサ本
体２の特性が低下するおそれはない。また、ダイボンデ
ィング工程で軸合わせの操作を必要としないから、作業
性が向上する。
センサ本体２は、ガイド用のテーパ面１１を形成したパ
ッケージ１の凹部１０に落とし込むことによって、自動
的にパッケージ１との間の軸合わせが行われ、他軸感度
がほぼ０の優れた加速度センサを得ることができる。凹
部テーパ面１１と加速度センサ本体２の間には隙間がで
きるから、パッケージ１の熱応力により加速度センサ本
体２の特性が低下するおそれはない。また、ダイボンデ
ィング工程で軸合わせの操作を必要としないから、作業
性が向上する。
【００２２】更にこの実施例の場合、凹部１０の底部に
は、加速度センサ本体２の底部が丁度嵌まり込むように
ごく浅い垂直側壁部１２が設けられており、これにより
加速度センサ本体２の保持がより確実なものとなってい
る。もし凹部１０の側面が底までテーパ面であるとする
と、加速度センサ本体２が僅かに軸ズレした状態で落と
し込まれたときに、加速度センサ本体２の一部が僅かに
テーパ面に乗り上げたまま傾いた状態で固定されるとい
うおそれがあるが、上述のように底部に垂直側壁部１２
を設けておけば、ここに加速度センサ本体２の底部をは
め込むことにより、確実な軸ズレ防止が可能となる。し
かもこの垂直側壁部１２を、加速度センサ本体２の厚み
に比べて十分小さい高さにするので、加速度センサ本体
２の側面にパッケージ１が接することによる熱応力歪の
影響は無視できる。
は、加速度センサ本体２の底部が丁度嵌まり込むように
ごく浅い垂直側壁部１２が設けられており、これにより
加速度センサ本体２の保持がより確実なものとなってい
る。もし凹部１０の側面が底までテーパ面であるとする
と、加速度センサ本体２が僅かに軸ズレした状態で落と
し込まれたときに、加速度センサ本体２の一部が僅かに
テーパ面に乗り上げたまま傾いた状態で固定されるとい
うおそれがあるが、上述のように底部に垂直側壁部１２
を設けておけば、ここに加速度センサ本体２の底部をは
め込むことにより、確実な軸ズレ防止が可能となる。し
かもこの垂直側壁部１２を、加速度センサ本体２の厚み
に比べて十分小さい高さにするので、加速度センサ本体
２の側面にパッケージ１が接することによる熱応力歪の
影響は無視できる。
【００２３】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）はこの発明の他の
実施例による加速度センサ本体搭載の状態を示す平面図
とそのＡ−Ａ′及びＢ−Ｂ′断面図である。先の実施例
と異なりこの実施例では、パッケージ凹部１０の底面１
３を加速度センサ本体２の底面より若干面積を大きくし
ているが、凹部１０の各テーパ面１１に、この例では２
本ずつリブ７１を配設して、これらのリブ７１により加
速度センサ本体２の底面部が凹部１０の底面部にズレの
ない状態で嵌合されるようにしている。この実施例によ
っても、先の実施例と同様の効果が得られる。
実施例による加速度センサ本体搭載の状態を示す平面図
とそのＡ−Ａ′及びＢ−Ｂ′断面図である。先の実施例
と異なりこの実施例では、パッケージ凹部１０の底面１
３を加速度センサ本体２の底面より若干面積を大きくし
ているが、凹部１０の各テーパ面１１に、この例では２
本ずつリブ７１を配設して、これらのリブ７１により加
速度センサ本体２の底面部が凹部１０の底面部にズレの
ない状態で嵌合されるようにしている。この実施例によ
っても、先の実施例と同様の効果が得られる。
【００２４】この発明は上記実施例に限られない。例え
ば実施例では、加速度センサ本体２として、シリコンセ
ンサチップ２１にガラス製の重り２５を接合したものを
用いたが、シリコン基板のみで重り部を構成したもの
や、あるいは、センサ技術Vol.13,No.13（１９９３年１
２月号）の論文「３軸ピエゾ抵抗型加速度センサ」（pp
58-62）に示されているような重り構造を用いた加速度
センサ本体を用いることができる。
ば実施例では、加速度センサ本体２として、シリコンセ
ンサチップ２１にガラス製の重り２５を接合したものを
用いたが、シリコン基板のみで重り部を構成したもの
や、あるいは、センサ技術Vol.13,No.13（１９９３年１
２月号）の論文「３軸ピエゾ抵抗型加速度センサ」（pp
58-62）に示されているような重り構造を用いた加速度
センサ本体を用いることができる。
【００２５】また実施例では、ブリッジ辺の全てをゲー
ジ抵抗としたフルブリッジ構成を説明したが、加速度に
感応しない固定抵抗を組み合わせたハーフブリッジ構成
とすることも可能である。この場合固定抵抗は、センサ
チップの加速度により撓まない周辺厚肉部に形成すれば
よい。更に実施例では、三軸方向の加速度検出を行う加
速度センサを説明したが、三軸検出に限られるものでは
なく、二軸検出の場合は勿論、一軸検出の場合でもパッ
ケージとの間の軸ズレでセンサ感度の低下が問題になる
場合にもこの発明は有効である。
ジ抵抗としたフルブリッジ構成を説明したが、加速度に
感応しない固定抵抗を組み合わせたハーフブリッジ構成
とすることも可能である。この場合固定抵抗は、センサ
チップの加速度により撓まない周辺厚肉部に形成すれば
よい。更に実施例では、三軸方向の加速度検出を行う加
速度センサを説明したが、三軸検出に限られるものでは
なく、二軸検出の場合は勿論、一軸検出の場合でもパッ
ケージとの間の軸ズレでセンサ感度の低下が問題になる
場合にもこの発明は有効である。
【００２６】また実施例では、加速度センサ本体の他、
信号処理用集積回路を同時に搭載するパッケージを例示
したが、パッケージに加速度センサ本体のみを搭載する
場合、更にまた温度補償等の他の周辺集積回路を搭載す
る場合にも同様にこの発明を適用することが可能であ
る。更に実施例では、加速度センサ本体の形状を正方形
としたが、長方形その他の多角形であってもよく、加速
度センサ本体の形状にパッケージの凹部形状を合わせれ
ばよい。パッケージ形状についても、正方形に限らず、
長方形その他の多角形あるいは円形等任意の形状とする
ことができる。パッケージの凹部側面は上端部から順テ
ーパ面とすることは必ずしも必要ではなく、凹部中間の
適当な深さ範囲にわたって順テーパ面が形成されればよ
い。
信号処理用集積回路を同時に搭載するパッケージを例示
したが、パッケージに加速度センサ本体のみを搭載する
場合、更にまた温度補償等の他の周辺集積回路を搭載す
る場合にも同様にこの発明を適用することが可能であ
る。更に実施例では、加速度センサ本体の形状を正方形
としたが、長方形その他の多角形であってもよく、加速
度センサ本体の形状にパッケージの凹部形状を合わせれ
ばよい。パッケージ形状についても、正方形に限らず、
長方形その他の多角形あるいは円形等任意の形状とする
ことができる。パッケージの凹部側面は上端部から順テ
ーパ面とすることは必ずしも必要ではなく、凹部中間の
適当な深さ範囲にわたって順テーパ面が形成されればよ
い。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、パ
ッケージの加速度センサ本体搭載部である凹部の底面を
センサ本体と同一形状とし、かつこの凹部側面に加速度
センサ本体の落とし込み用の順テーパ面を形成しておく
ことにより、搭載されるセンサ本体とパッケージの軸と
の間で自然に軸合わせされ、加速度センサ組立に当たっ
て格別の軸合わせ調整作業を必要とせず、ダイボンディ
ングの作業性も向上する。また搭載される加速度センサ
本体の側面とパッケージの間には隙間があるから、パッ
ケージの熱応力がセンサ本体の特性に悪影響を与えるこ
ともない。
ッケージの加速度センサ本体搭載部である凹部の底面を
センサ本体と同一形状とし、かつこの凹部側面に加速度
センサ本体の落とし込み用の順テーパ面を形成しておく
ことにより、搭載されるセンサ本体とパッケージの軸と
の間で自然に軸合わせされ、加速度センサ組立に当たっ
て格別の軸合わせ調整作業を必要とせず、ダイボンディ
ングの作業性も向上する。また搭載される加速度センサ
本体の側面とパッケージの間には隙間があるから、パッ
ケージの熱応力がセンサ本体の特性に悪影響を与えるこ
ともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施例に係る半導体加速度セン
サを示す斜視図である。
サを示す斜視図である。
【図２】 同実施例の加速度センサ本体搭載部の断面図
である。
である。
【図３】 同実施例の加速度センサ本体搭載部の平面図
と斜視図である。
と斜視図である。
【図４】 同実施例の各軸加速度検出用回路構成を示
す。
す。
【図５】 他の実施例の加速度センサ本体搭載部を示す
平面図と断面図である。
平面図と断面図である。
【図６】 従来の加速度センサのパッケージング構造を
示す。
示す。
【図７】 従来構造での軸ズレの様子を示す。
【図８】 軸ズレを防止するパッケージング構造例を示
す。
す。
１…パッケージ、２…加速度センサ本体、３ａ，３ｂ，
３ｃ…信号処理用集積回路、４…キャップ、６…外部リ
ード端子、７…ボンディングワイヤ、８…端子パッド、
９…埋め込み配線、１０…凹部（加速度センサ搭載
部）、１１…順テーパ面、１２…垂直側壁部、２１…加
速度センサチップ、２２…周辺厚肉部、２３…重り部、
２４…薄肉ダイヤフラム、２５…重り、２６…台座。
３ｃ…信号処理用集積回路、４…キャップ、６…外部リ
ード端子、７…ボンディングワイヤ、８…端子パッド、
９…埋め込み配線、１０…凹部（加速度センサ搭載
部）、１１…順テーパ面、１２…垂直側壁部、２１…加
速度センサチップ、２２…周辺厚肉部、２３…重り部、
２４…薄肉ダイヤフラム、２５…重り、２６…台座。
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板に加速度を検出するセンサ回
路が形成された加速度センサ本体をパッケージに搭載し
て構成される半導体加速度センサにおいて、 前記パッケージの前記加速度センサ本体の搭載部を、前
記加速度センサ本体の底面と同一形状の底面を有し、順
テーパ面とした内側面を有する凹部としたことを特徴と
する半導体加速度センサ。 - 【請求項２】 前記凹部の順テーパ面をなす内側面の底
部に、搭載される加速度センサ本体の底部側面に接する
垂直側壁部を有することを特徴とする請求項１記載の半
導体加速度センサ。 - 【請求項３】 半導体基板に加速度を検出するセンサ回
路が形成された加速度センサ本体をパッケージに搭載し
て構成される半導体加速度センサにおいて、 前記パッケージの前記加速度センサ本体の搭載部に、前
記加速度センサ本体の底面部と嵌合する底面部を有し内
側面に順テーパ面を有する凹部を形成して、前記加速度
センサ本体を前記凹部に装着したときに前記加速度セン
サ本体と前記パッケージとの間で自然に軸合わせが行わ
れるようにしたことを特徴とする半導体加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353945A JPH09184851A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 半導体加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353945A JPH09184851A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 半導体加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09184851A true JPH09184851A (ja) | 1997-07-15 |
Family
ID=18434279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7353945A Pending JPH09184851A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 半導体加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09184851A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005337480A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Toyota Motor Corp | 圧電式制振装置の構成方法 |
| JP2006170962A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体加速度センサ |
| JP2007528558A (ja) * | 2004-03-09 | 2007-10-11 | サイバーオプティクス セミコンダクタ インコーポレイテッド | ワイヤレス基板状センサ |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7353945A patent/JPH09184851A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007528558A (ja) * | 2004-03-09 | 2007-10-11 | サイバーオプティクス セミコンダクタ インコーポレイテッド | ワイヤレス基板状センサ |
| JP2005337480A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Toyota Motor Corp | 圧電式制振装置の構成方法 |
| JP4655511B2 (ja) * | 2004-05-31 | 2011-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | 圧電式制振装置の構成方法 |
| JP2006170962A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体加速度センサ |
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