JPH09196966A - 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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- JPH09196966A JPH09196966A JP8006454A JP645496A JPH09196966A JP H09196966 A JPH09196966 A JP H09196966A JP 8006454 A JP8006454 A JP 8006454A JP 645496 A JP645496 A JP 645496A JP H09196966 A JPH09196966 A JP H09196966A
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- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
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- H10N30/306—Cantilevers
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゴミや異物に左右されることなく加速度を正
確に検出することができると共に、半導体加速度センサ
に大きな衝撃力が加わってもセンサチップが破損するこ
とのない半導体加速度センサのコスト低減を図る。 【解決手段】 ダイヤフラム部を形成した半導体センサ
チップの一端を、基板上に形成された少なくとも１層の
厚膜からなる台座部に固定して片持ちばり構造を形成
し、ダイヤフラム部の変位から加速度を検出する半導体
加速度センサにおいて、上記基板上に少なくとも１層か
らなる厚膜で形成された、センサチップの自由端に対し
て上記基板の方向への変位量を制限するための凸部を有
し、上記センサチップの自由端に対向する基板上の位置
に、上記台座部より低い凸部を設け、該凸部は、上記台
座部と共に上記基板上に厚膜を成膜する工程で形成され
る。
確に検出することができると共に、半導体加速度センサ
に大きな衝撃力が加わってもセンサチップが破損するこ
とのない半導体加速度センサのコスト低減を図る。 【解決手段】 ダイヤフラム部を形成した半導体センサ
チップの一端を、基板上に形成された少なくとも１層の
厚膜からなる台座部に固定して片持ちばり構造を形成
し、ダイヤフラム部の変位から加速度を検出する半導体
加速度センサにおいて、上記基板上に少なくとも１層か
らなる厚膜で形成された、センサチップの自由端に対し
て上記基板の方向への変位量を制限するための凸部を有
し、上記センサチップの自由端に対向する基板上の位置
に、上記台座部より低い凸部を設け、該凸部は、上記台
座部と共に上記基板上に厚膜を成膜する工程で形成され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上又は
半導体基板内に歪検出素子を形成してなるセンサチップ
の一端を固定して片持ちばり構造を形成し、弾性変化時
に発生する該歪検出素子の抵抗値の変化を電気信号に変
換して出力する、特に自動車用のＡＢＳ又はＳＲＳ等に
用いられる半導体加速度センサに関するものである。
半導体基板内に歪検出素子を形成してなるセンサチップ
の一端を固定して片持ちばり構造を形成し、弾性変化時
に発生する該歪検出素子の抵抗値の変化を電気信号に変
換して出力する、特に自動車用のＡＢＳ又はＳＲＳ等に
用いられる半導体加速度センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の半導体加速度センサの内
部構造例を示した部分断面図である。図３において、半
導体加速度センサ５０は、積層された厚膜でセラミック
基板５１の表面上に形成された台座５２に、片持ちばり
構造を形成するようにセンサチップ５３の一端が固着さ
れて固定端をなし、上記セラミック基板５１上に形成さ
れた厚膜や、センサチップ５３等を保護するために、該
厚膜やセンサチップ５３等が形成された上記セラミック
基板５１の表側の面を大略容器状の樹脂製パッケージ５
４で覆うように、該パッケージ５４がセラミック基板５
１の表側の面に接着剤５５で接着されて形成されてい
る。また、上記センサチップ５３の他端は、固定されな
い自由端をなしている。
部構造例を示した部分断面図である。図３において、半
導体加速度センサ５０は、積層された厚膜でセラミック
基板５１の表面上に形成された台座５２に、片持ちばり
構造を形成するようにセンサチップ５３の一端が固着さ
れて固定端をなし、上記セラミック基板５１上に形成さ
れた厚膜や、センサチップ５３等を保護するために、該
厚膜やセンサチップ５３等が形成された上記セラミック
基板５１の表側の面を大略容器状の樹脂製パッケージ５
４で覆うように、該パッケージ５４がセラミック基板５
１の表側の面に接着剤５５で接着されて形成されてい
る。また、上記センサチップ５３の他端は、固定されな
い自由端をなしている。
【０００３】上記センサチップ５３には、裏側の面をエ
ッチングして薄肉化したダイヤフラム部５６が形成され
ており、該ダイヤフラム部５６の表側の面には、ピエゾ
抵抗効果を利用するための４つの抵抗（以下、ピエゾ抵
抗と呼ぶ）がブリッジ回路を形成するように結線されて
加速度検出素子５７を形成し、該ピエゾ抵抗に応力が集
中するようになっている。上記センサチップ５３は、加
速度によって上記自由端に応力が加わることにより上記
ダイヤフラム部５６を境にしてたわみ、ダイヤフラム部
５６に歪が生じて、加速度の大きさに応じて各ピエゾ抵
抗の抵抗値が変化し、該抵抗値の変化から加速度を検出
することができる。
ッチングして薄肉化したダイヤフラム部５６が形成され
ており、該ダイヤフラム部５６の表側の面には、ピエゾ
抵抗効果を利用するための４つの抵抗（以下、ピエゾ抵
抗と呼ぶ）がブリッジ回路を形成するように結線されて
加速度検出素子５７を形成し、該ピエゾ抵抗に応力が集
中するようになっている。上記センサチップ５３は、加
速度によって上記自由端に応力が加わることにより上記
ダイヤフラム部５６を境にしてたわみ、ダイヤフラム部
５６に歪が生じて、加速度の大きさに応じて各ピエゾ抵
抗の抵抗値が変化し、該抵抗値の変化から加速度を検出
することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記センサチ
ップ５３とセラミック基板５１との間隙は１０〜２０μ
ｍであり、該間隙にゴミや異物があると、該ゴミや異物
によってセンサチップ５３の自由端の変位量が制限さ
れ、半導体加速度センサ５０に加わった加速度を正確に
検出することができないという問題があった。そこで、
センサチップ５３とセラミック基板５１との間にゴミや
異物があっても、センサチップ５３の自由端の変位量が
制限されないように、上記台座５２の高さを高くして、
センサチップ５３とセラミック基板５１との間隙を例え
ば５０μｍにしていた。
ップ５３とセラミック基板５１との間隙は１０〜２０μ
ｍであり、該間隙にゴミや異物があると、該ゴミや異物
によってセンサチップ５３の自由端の変位量が制限さ
れ、半導体加速度センサ５０に加わった加速度を正確に
検出することができないという問題があった。そこで、
センサチップ５３とセラミック基板５１との間にゴミや
異物があっても、センサチップ５３の自由端の変位量が
制限されないように、上記台座５２の高さを高くして、
センサチップ５３とセラミック基板５１との間隙を例え
ば５０μｍにしていた。
【０００５】しかし、上記センサチップ５３の自由端の
変位量が制限されなくなったため、上記半導体加速度セ
ンサ５０を落下させるなどして、該半導体加速度センサ
５０に大きな衝撃力が加わると、上記センサチップ５３
が、例えば上記ダイヤフラム部５６から折れるなどして
破損するという問題があった。そこで、センサチップ５
３の自由端の真下に位置する上記セラミック基板５１上
に、別途形成しておいた緩衝材を固着することによっ
て、上記センサチップ５３の自由端に対してセラミック
基板５１への方向の変位量を制限するようにし、更に、
センサチップ５３の自由端の真上に位置する上記パッケ
ージ５４の内面に、別途形成しておいたもう１つの緩衝
材を固着することによって、上記センサチップ５３の自
由端に対してパッケージ５４への方向の変位量を制限す
るようにしたものが提案されている（特開平４−９９９
６４号公報）。
変位量が制限されなくなったため、上記半導体加速度セ
ンサ５０を落下させるなどして、該半導体加速度センサ
５０に大きな衝撃力が加わると、上記センサチップ５３
が、例えば上記ダイヤフラム部５６から折れるなどして
破損するという問題があった。そこで、センサチップ５
３の自由端の真下に位置する上記セラミック基板５１上
に、別途形成しておいた緩衝材を固着することによっ
て、上記センサチップ５３の自由端に対してセラミック
基板５１への方向の変位量を制限するようにし、更に、
センサチップ５３の自由端の真上に位置する上記パッケ
ージ５４の内面に、別途形成しておいたもう１つの緩衝
材を固着することによって、上記センサチップ５３の自
由端に対してパッケージ５４への方向の変位量を制限す
るようにしたものが提案されている（特開平４−９９９
６４号公報）。
【０００６】このようにすれば、半導体加速度センサ５
０に大きな衝撃力が加わった場合においても、上記セン
サチップ５３の破損を防止することができるが、センサ
チップ５３と上記両緩衝材との間隙の精度をよくするた
めに、該両緩衝材を所定の大きさに精度よく作る必要が
あり、該両緩衝材の製造コストが高くかかるという問題
があった。更に、各緩衝材を上記セラミック基板５１及
び上記パッケージ５４にそれぞれ固着する工程を追加す
る必要があり、センサチップ５３における自由端の真上
及び真下に上記各緩衝材を寸法精度よく固着する必要が
あるため生産効率が悪く、これらのことから生産コスト
が高くかかるという問題があった。
０に大きな衝撃力が加わった場合においても、上記セン
サチップ５３の破損を防止することができるが、センサ
チップ５３と上記両緩衝材との間隙の精度をよくするた
めに、該両緩衝材を所定の大きさに精度よく作る必要が
あり、該両緩衝材の製造コストが高くかかるという問題
があった。更に、各緩衝材を上記セラミック基板５１及
び上記パッケージ５４にそれぞれ固着する工程を追加す
る必要があり、センサチップ５３における自由端の真上
及び真下に上記各緩衝材を寸法精度よく固着する必要が
あるため生産効率が悪く、これらのことから生産コスト
が高くかかるという問題があった。
【０００７】本発明は、これらのような問題を解決する
ためになされたものであり、ゴミや異物に左右されるこ
となく加速度を正確に検出することができると共に、半
導体加速度センサに大きな衝撃力が加わってもセンサチ
ップが破損することのない半導体加速度センサを安価に
得ることを目的とする。
ためになされたものであり、ゴミや異物に左右されるこ
となく加速度を正確に検出することができると共に、半
導体加速度センサに大きな衝撃力が加わってもセンサチ
ップが破損することのない半導体加速度センサを安価に
得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ダイヤフラム
部を形成した半導体センサチップの一端を、基板上に形
成された少なくとも１層の厚膜からなる台座部に固定し
て片持ちばり構造を形成し、上記ダイヤフラム部の変位
から加速度を検出する半導体加速度センサ、又は、ダイ
ヤフラム部を形成した半導体センサチップの一端を、基
板上に形成された少なくとも１層の厚膜からなる台座部
に固定し、片持ちばり構造を形成してセンサ部をなし、
該センサ部を保護するために大略容器状の樹脂製パッケ
ージを被装してなる、上記ダイヤフラム部の変位から加
速度を検出する半導体加速度センサにおいて、上記基板
上に少なくとも１層からなる厚膜で形成された、上記セ
ンサチップの自由端に対して上記基板の方向への変位量
を制限するための凸部を有し、上記センサチップの自由
端に対向する基板上の位置に、上記台座部より低い凸部
を設け、該凸部は、上記台座部と共に上記基板上に厚膜
を成膜する工程で形成されることを特徴とする半導体加
速度センサを提供するものである。
部を形成した半導体センサチップの一端を、基板上に形
成された少なくとも１層の厚膜からなる台座部に固定し
て片持ちばり構造を形成し、上記ダイヤフラム部の変位
から加速度を検出する半導体加速度センサ、又は、ダイ
ヤフラム部を形成した半導体センサチップの一端を、基
板上に形成された少なくとも１層の厚膜からなる台座部
に固定し、片持ちばり構造を形成してセンサ部をなし、
該センサ部を保護するために大略容器状の樹脂製パッケ
ージを被装してなる、上記ダイヤフラム部の変位から加
速度を検出する半導体加速度センサにおいて、上記基板
上に少なくとも１層からなる厚膜で形成された、上記セ
ンサチップの自由端に対して上記基板の方向への変位量
を制限するための凸部を有し、上記センサチップの自由
端に対向する基板上の位置に、上記台座部より低い凸部
を設け、該凸部は、上記台座部と共に上記基板上に厚膜
を成膜する工程で形成されることを特徴とする半導体加
速度センサを提供するものである。
【０００９】具体的には、上記凸部は、導体間の絶縁用
のガラスからなる厚膜と、厚膜導体からなる厚膜とを積
層し、上記センサチップと凸部との間隙が１０〜１００
μｍの範囲になるように形成される。また、上記樹脂製
パッケージは、上記センサチップの自由端における該樹
脂製パッケージの方向への変位量を制限するための突起
部を有し、上記センサと該突起部との間隙が１０〜１０
０μｍの範囲になるように、一体成形で形成することが
できる。
のガラスからなる厚膜と、厚膜導体からなる厚膜とを積
層し、上記センサチップと凸部との間隙が１０〜１００
μｍの範囲になるように形成される。また、上記樹脂製
パッケージは、上記センサチップの自由端における該樹
脂製パッケージの方向への変位量を制限するための突起
部を有し、上記センサと該突起部との間隙が１０〜１０
０μｍの範囲になるように、一体成形で形成することが
できる。
【００１０】このように、半導体加速度センサを落下さ
せるなどして、上記センサチップに大きな衝撃力が加わ
った場合においても、該センサチップの自由端の変位量
を上記凸部、又は上記凸部及び突起部で制限することに
よって、センサチップの破損を防止することができる。
また、上記凸部は、基板上に厚膜を成膜して台座部等を
形成する工程で、同時に、所定の位置に寸法精度よく形
成することができると共に、センサチップと該凸部との
間隙を１０〜１００μｍの範囲で精度よく形成すること
ができる。このことから、該間隙にゴミや異物が入って
も、該ゴミや異物によってセンサチップの自由端の変位
量が制限されることを防止することができる。
せるなどして、上記センサチップに大きな衝撃力が加わ
った場合においても、該センサチップの自由端の変位量
を上記凸部、又は上記凸部及び突起部で制限することに
よって、センサチップの破損を防止することができる。
また、上記凸部は、基板上に厚膜を成膜して台座部等を
形成する工程で、同時に、所定の位置に寸法精度よく形
成することができると共に、センサチップと該凸部との
間隙を１０〜１００μｍの範囲で精度よく形成すること
ができる。このことから、該間隙にゴミや異物が入って
も、該ゴミや異物によってセンサチップの自由端の変位
量が制限されることを防止することができる。
【００１１】また、上記突起部は、樹脂パッケージを一
体成形することによって形成することができ、所定の位
置に比較的寸法精度よく形成することができると共に、
センサチップと該突起部との間隙を１０〜１００μｍの
範囲で比較的精度よく形成することができ、該間隙にゴ
ミや異物が入っても、該ゴミや異物によってセンサチッ
プの自由端の変位量が制限されることを防止することが
できる。これらのことから、ゴミや異物に左右されるこ
となく加速度を正確に検出することができると共に、半
導体加速度センサに大きな衝撃力が加わってもセンサチ
ップが破損することのない半導体加速度センサを、製造
工程を追加することなくわずかな材料代の追加だけで安
価に形成することができる。
体成形することによって形成することができ、所定の位
置に比較的寸法精度よく形成することができると共に、
センサチップと該突起部との間隙を１０〜１００μｍの
範囲で比較的精度よく形成することができ、該間隙にゴ
ミや異物が入っても、該ゴミや異物によってセンサチッ
プの自由端の変位量が制限されることを防止することが
できる。これらのことから、ゴミや異物に左右されるこ
となく加速度を正確に検出することができると共に、半
導体加速度センサに大きな衝撃力が加わってもセンサチ
ップが破損することのない半導体加速度センサを、製造
工程を追加することなくわずかな材料代の追加だけで安
価に形成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、図面に示す実施の形態に基
づいて、本発明を詳細に説明する。 実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１における
半導体加速度センサの内部構造例を示した部分断面図で
ある。図１において、半導体加速度センサ１は、アルミ
ナ等で形成されたセラミック基板２上に、厚膜を成膜す
る工程の過程で作られる積層された厚膜で形成された台
座３に、片持ちばり構造を形成するようにセンサチップ
４の一端が固着される。なお以下、上記セラミック基板
２において、上記センサチップ４が固着するための台座
３を形成した面を実装面と呼び、該実装面に対する裏面
を非実装面と呼ぶ。
づいて、本発明を詳細に説明する。 実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１における
半導体加速度センサの内部構造例を示した部分断面図で
ある。図１において、半導体加速度センサ１は、アルミ
ナ等で形成されたセラミック基板２上に、厚膜を成膜す
る工程の過程で作られる積層された厚膜で形成された台
座３に、片持ちばり構造を形成するようにセンサチップ
４の一端が固着される。なお以下、上記セラミック基板
２において、上記センサチップ４が固着するための台座
３を形成した面を実装面と呼び、該実装面に対する裏面
を非実装面と呼ぶ。
【００１３】上記センサチップ４は、例えばＮ型単結晶
シリコンからなり、センサチップ４の裏面（セラミック
基板２側の面）をエッチングし薄肉化したダイヤフラム
部５の表面（センサチップ４の表面）には、ボロン等の
Ｐ型不純物を熱拡散又はイオン注入して、ピエゾ抵抗効
果を利用するための４つの抵抗（以下、ピエゾ抵抗と呼
ぶ）が形成される。該各ピエゾ抵抗は、Ｐ型不純物を高
濃度で導入して形成した拡散配線又は蒸着等によって形
成されたアルミ配線により、ブリッジ回路を形成するよ
うに結線されて加速度検出素子６を形成し、各ピエゾ抵
抗に応力が集中するようになっている。
シリコンからなり、センサチップ４の裏面（セラミック
基板２側の面）をエッチングし薄肉化したダイヤフラム
部５の表面（センサチップ４の表面）には、ボロン等の
Ｐ型不純物を熱拡散又はイオン注入して、ピエゾ抵抗効
果を利用するための４つの抵抗（以下、ピエゾ抵抗と呼
ぶ）が形成される。該各ピエゾ抵抗は、Ｐ型不純物を高
濃度で導入して形成した拡散配線又は蒸着等によって形
成されたアルミ配線により、ブリッジ回路を形成するよ
うに結線されて加速度検出素子６を形成し、各ピエゾ抵
抗に応力が集中するようになっている。
【００１４】上記センサチップ４の固定されていない他
端である自由端と、上記セラミック基板２との間には、
セラミック基板２上に厚膜を成膜する工程の過程で作ら
れる積層された厚膜で形成された、上記自由端における
セラミック基板２の方向への変位量を制限するための凸
部７が、セラミック基板２の実装面に形成されており、
該凸部７は、上記台座３を形成するときに、同じ工程で
同時に形成することができる。更に上記セラミック基板
２の実装面には、Ａｕの厚膜からなるＡｕ電極８が形成
されており、該Ａｕ電極８と上記センサチップ４はボン
ディングワイヤ９で接続されている。
端である自由端と、上記セラミック基板２との間には、
セラミック基板２上に厚膜を成膜する工程の過程で作ら
れる積層された厚膜で形成された、上記自由端における
セラミック基板２の方向への変位量を制限するための凸
部７が、セラミック基板２の実装面に形成されており、
該凸部７は、上記台座３を形成するときに、同じ工程で
同時に形成することができる。更に上記セラミック基板
２の実装面には、Ａｕの厚膜からなるＡｕ電極８が形成
されており、該Ａｕ電極８と上記センサチップ４はボン
ディングワイヤ９で接続されている。
【００１５】また、上記セラミック基板２には、スルー
ホール１０が形成されており、該スルーホール１０の壁
面には導体が形成され、該導体と上記Ａｕ電極８とが接
続されている。更に、上記セラミック基板２の非実装面
には、厚膜導体１１が形成されており、該厚膜導体１１
は上記スルーホール１０の導体に接続されると共に、大
略Ｌ字型のリード端子１２が半田１３で半田付けされ、
上記Ａｕ電極８は、スルーホール１０の導体と厚膜導体
１１を介してリード端子１２に接続されている。なお、
上記スルーホール１０におけるセラミック基板２の非実
装面側の穴は、樹脂１４でモールドされている。また、
図１においては、説明を簡単にするために１つのリード
端子１２を例にして示したが、リード端子１２は複数で
あってもよいことは言うまでもない。
ホール１０が形成されており、該スルーホール１０の壁
面には導体が形成され、該導体と上記Ａｕ電極８とが接
続されている。更に、上記セラミック基板２の非実装面
には、厚膜導体１１が形成されており、該厚膜導体１１
は上記スルーホール１０の導体に接続されると共に、大
略Ｌ字型のリード端子１２が半田１３で半田付けされ、
上記Ａｕ電極８は、スルーホール１０の導体と厚膜導体
１１を介してリード端子１２に接続されている。なお、
上記スルーホール１０におけるセラミック基板２の非実
装面側の穴は、樹脂１４でモールドされている。また、
図１においては、説明を簡単にするために１つのリード
端子１２を例にして示したが、リード端子１２は複数で
あってもよいことは言うまでもない。
【００１６】上記セラミック基板２の実装面を保護する
ために、該実装面には、面積の最も広い一面を開放した
箱形の容器をなす樹脂製のパッケージ１５が、該箱形の
容器を伏せるようにして、上記セラミック基板２の実装
面に被装される。この際、上記パッケージ１５の内壁１
６は、上記セラミック基板２の外形に合わせるようにし
て壁を形成した形状をなし、該内壁１６の縁端部１７
は、接着剤１８によってセラミック基板２の実装面の周
縁部に沿って、該実装面上に接着される。これによっ
て、半導体加速度センサ１の内部が密封される。
ために、該実装面には、面積の最も広い一面を開放した
箱形の容器をなす樹脂製のパッケージ１５が、該箱形の
容器を伏せるようにして、上記セラミック基板２の実装
面に被装される。この際、上記パッケージ１５の内壁１
６は、上記セラミック基板２の外形に合わせるようにし
て壁を形成した形状をなし、該内壁１６の縁端部１７
は、接着剤１８によってセラミック基板２の実装面の周
縁部に沿って、該実装面上に接着される。これによっ
て、半導体加速度センサ１の内部が密封される。
【００１７】また、上記センサチップ４の自由端の上方
に位置するパッケージ１５の内面には突起部１９が形成
されており、該突起部１９は、上記センサチップ４との
間隙が１０〜１００μｍになるように形成されており、
該突起部１９は、半導体加速度センサ１に過大な衝撃力
が加わった際に、センサチップ４の自由端におけるパッ
ケージの方向への変位量を制限して、該センサチップ４
が上記ダイヤフラム部５から折れるなどして破損するこ
とを防止する。
に位置するパッケージ１５の内面には突起部１９が形成
されており、該突起部１９は、上記センサチップ４との
間隙が１０〜１００μｍになるように形成されており、
該突起部１９は、半導体加速度センサ１に過大な衝撃力
が加わった際に、センサチップ４の自由端におけるパッ
ケージの方向への変位量を制限して、該センサチップ４
が上記ダイヤフラム部５から折れるなどして破損するこ
とを防止する。
【００１８】上記突起部１９は、パッケージ１５を樹脂
成形する際に一体成形して形成することができる。しか
し、樹脂成形して形成することから、突起部１９は、上
記凸部７と比較して寸法精度は悪く、例えばセンサチッ
プ４と凸部７との間隙と、センサチップ４と突起部１９
との間隙をそれぞれ１００μｍにした場合、それぞれの
寸法精度は、センサチップ４と凸部７との間隙では±１
５μｍなのに対して、センサチップ４と突起部１９との
間隙では±５０μｍになる。このため、突起部１９だけ
でセンサチップ４の破損を防止することができるが、セ
ンサチップ４の破損を防止する効果としては、上記凸部
７を形成した方がよく、突起部１９は、凸部７と共に形
成したほうが、より効果的である。
成形する際に一体成形して形成することができる。しか
し、樹脂成形して形成することから、突起部１９は、上
記凸部７と比較して寸法精度は悪く、例えばセンサチッ
プ４と凸部７との間隙と、センサチップ４と突起部１９
との間隙をそれぞれ１００μｍにした場合、それぞれの
寸法精度は、センサチップ４と凸部７との間隙では±１
５μｍなのに対して、センサチップ４と突起部１９との
間隙では±５０μｍになる。このため、突起部１９だけ
でセンサチップ４の破損を防止することができるが、セ
ンサチップ４の破損を防止する効果としては、上記凸部
７を形成した方がよく、突起部１９は、凸部７と共に形
成したほうが、より効果的である。
【００１９】パッケージ１５をセラミック基板２に接着
する際に、上記突起部１９がセンサチップ４の自由端上
に正確に配置される必要があることから、上記縁端部１
７をセラミック基板２上の所定の位置に正確に接着する
ことができるように、セラミック基板２の実装面には、
上記台座３及び凸部７と同じような工程で、厚膜を積層
して形成したダム２０が設けられている。該ダム２０に
上記縁端部１７の内壁１６を嵌合させて、該縁端部１７
を接着剤１８で接着することによって、簡単かつ正確に
上記突起部１９がセンサチップ４の自由端上に配置する
ことができる。また、パッケージ１５には、更に、上記
内壁１６の外周面に接するように外壁２１が形成されて
おり、該外壁２１は、半導体加速度センサ１を取り付け
る取り付け面からセラミック基板２を所定の高さまで浮
かせるため等に用いられる。
する際に、上記突起部１９がセンサチップ４の自由端上
に正確に配置される必要があることから、上記縁端部１
７をセラミック基板２上の所定の位置に正確に接着する
ことができるように、セラミック基板２の実装面には、
上記台座３及び凸部７と同じような工程で、厚膜を積層
して形成したダム２０が設けられている。該ダム２０に
上記縁端部１７の内壁１６を嵌合させて、該縁端部１７
を接着剤１８で接着することによって、簡単かつ正確に
上記突起部１９がセンサチップ４の自由端上に配置する
ことができる。また、パッケージ１５には、更に、上記
内壁１６の外周面に接するように外壁２１が形成されて
おり、該外壁２１は、半導体加速度センサ１を取り付け
る取り付け面からセラミック基板２を所定の高さまで浮
かせるため等に用いられる。
【００２０】更に、上記ダム２０を、セラミック基板２
の外周に沿って形成することにより、該ダム２０は、上
記接着剤１８がセラミック基板２の実装面上に形成され
た上記台座３、凸部７及びＡｕ電極８の方に流れること
を防止し、接着剤１８が上記Ａｕ電極８に流れ込んで上
記ボンディングワイヤ９に接触し、硬化してからの該接
着剤１８の伸縮による、上記ボンディングワイヤ９の断
線を防止することができる。なお、上記台座３は台座部
をなし、上記センサチップ４及び加速度検出素子６は半
導体センサチップをなし、台座３、センサチップ４及び
加速度検出素子６がセンサ部をなしている。
の外周に沿って形成することにより、該ダム２０は、上
記接着剤１８がセラミック基板２の実装面上に形成され
た上記台座３、凸部７及びＡｕ電極８の方に流れること
を防止し、接着剤１８が上記Ａｕ電極８に流れ込んで上
記ボンディングワイヤ９に接触し、硬化してからの該接
着剤１８の伸縮による、上記ボンディングワイヤ９の断
線を防止することができる。なお、上記台座３は台座部
をなし、上記センサチップ４及び加速度検出素子６は半
導体センサチップをなし、台座３、センサチップ４及び
加速度検出素子６がセンサ部をなしている。
【００２１】次に、図２は、上記セラミック基板２の実
装面に、上記台座３、凸部７、Ａｕ電極８及びダム１９
を形成し、台座３にセンサチップ４を固着する工程を示
した断面図である。まず最初に、図２(ａ)で示すよう
に、スルーホール１０を設けたアルミナからなるセラミ
ック基板２の実装面上に、Ａｇ−Ｐｄ又はＡｇ−Ｐｔか
らなる厚膜ペーストを所定のパターンに印刷して乾燥さ
せた後、焼成して厚膜導体である第１厚膜層３０ａを形
成する。次に、図２(ｂ)で示すように、上記第１厚膜層
３０ａ上に、第２厚膜層３０ｂをなす絶縁性ガラスから
なる厚膜ペーストを印刷して乾燥させ、図２(ｃ)で示す
ように、台座３及びダム２０を形成する上記第２厚膜層
３０ｂ上に、更に第３厚膜層３０ｃをなす絶縁性ガラス
からなる厚膜ペーストを印刷して乾燥させた後、焼成し
て第２及び第３厚膜層３０ｂ，３０ｃを形成する。
装面に、上記台座３、凸部７、Ａｕ電極８及びダム１９
を形成し、台座３にセンサチップ４を固着する工程を示
した断面図である。まず最初に、図２(ａ)で示すよう
に、スルーホール１０を設けたアルミナからなるセラミ
ック基板２の実装面上に、Ａｇ−Ｐｄ又はＡｇ−Ｐｔか
らなる厚膜ペーストを所定のパターンに印刷して乾燥さ
せた後、焼成して厚膜導体である第１厚膜層３０ａを形
成する。次に、図２(ｂ)で示すように、上記第１厚膜層
３０ａ上に、第２厚膜層３０ｂをなす絶縁性ガラスから
なる厚膜ペーストを印刷して乾燥させ、図２(ｃ)で示す
ように、台座３及びダム２０を形成する上記第２厚膜層
３０ｂ上に、更に第３厚膜層３０ｃをなす絶縁性ガラス
からなる厚膜ペーストを印刷して乾燥させた後、焼成し
て第２及び第３厚膜層３０ｂ，３０ｃを形成する。
【００２２】次に、図２(ｄ)で示すように、上記Ａｕ電
極８をなすＡｕからなる厚膜ペーストを、上記セラミッ
ク基板２上の所定の位置に印刷して乾燥させた後、焼成
してＡｕ電極８を形成する。次に、図２(ｅ)で示すよう
に、上記台座３を形成する上記第３厚膜層３０ｃ上にエ
ポキシ樹脂からなる接着剤３０ｄを塗布し、該接着剤３
０ｄ上に上記センサチップ４の一端を配置するチッププ
レースを行い、センサチップ４を台座３上に接着するダ
イ接着の工程を行った後、更に上記接着剤３０ｄを硬化
させるキュアの工程を行う。このようにして、セラミッ
ク基板２上に、上記台座３、凸部７、Ａｕ電極８及びダ
ム２０を形成すると共に、該台座３上にセンサチップ４
を固着する工程が行われる。
極８をなすＡｕからなる厚膜ペーストを、上記セラミッ
ク基板２上の所定の位置に印刷して乾燥させた後、焼成
してＡｕ電極８を形成する。次に、図２(ｅ)で示すよう
に、上記台座３を形成する上記第３厚膜層３０ｃ上にエ
ポキシ樹脂からなる接着剤３０ｄを塗布し、該接着剤３
０ｄ上に上記センサチップ４の一端を配置するチッププ
レースを行い、センサチップ４を台座３上に接着するダ
イ接着の工程を行った後、更に上記接着剤３０ｄを硬化
させるキュアの工程を行う。このようにして、セラミッ
ク基板２上に、上記台座３、凸部７、Ａｕ電極８及びダ
ム２０を形成すると共に、該台座３上にセンサチップ４
を固着する工程が行われる。
【００２３】なお、半導体加速度センサ１を形成するに
は、この後に、上記スルーホール１０の壁面に導体を形
成する工程と、上記セラミック基板２の非実装面にＡｇ
−Ｐｄ又はＡｇ−Ｐｔからなる上記厚膜導体１１を形成
する工程と、該厚膜導体１１にリード端子１２を半田付
けする工程と、スルーホール１０におけるセラミック基
板２の非実装面側の穴を樹脂１４でモールドする工程
と、パッケージ１５をセラミック基板２の実装面上に接
着剤１８で接着する工程を行う。
は、この後に、上記スルーホール１０の壁面に導体を形
成する工程と、上記セラミック基板２の非実装面にＡｇ
−Ｐｄ又はＡｇ−Ｐｔからなる上記厚膜導体１１を形成
する工程と、該厚膜導体１１にリード端子１２を半田付
けする工程と、スルーホール１０におけるセラミック基
板２の非実装面側の穴を樹脂１４でモールドする工程
と、パッケージ１５をセラミック基板２の実装面上に接
着剤１８で接着する工程を行う。
【００２４】上記のように、本実施の形態１において
は、台座３は上記第１〜第３厚膜層３０ａ〜３０ｃと上
記接着剤３０ｄとの４層の厚膜からなり、凸部７は上記
第１及び第２厚膜層３０ａ，３０ｂの２層の厚膜からな
り、ダム２０は上記第１〜第３厚膜層３０ａ〜３０ｃの
３層の厚膜からなる。このことから、上記センサチップ
４と凸部７との間隙は、上記第３厚膜層３０ｃの厚みと
上記接着剤３０ｄの厚みとを加算した値となる。
は、台座３は上記第１〜第３厚膜層３０ａ〜３０ｃと上
記接着剤３０ｄとの４層の厚膜からなり、凸部７は上記
第１及び第２厚膜層３０ａ，３０ｂの２層の厚膜からな
り、ダム２０は上記第１〜第３厚膜層３０ａ〜３０ｃの
３層の厚膜からなる。このことから、上記センサチップ
４と凸部７との間隙は、上記第３厚膜層３０ｃの厚みと
上記接着剤３０ｄの厚みとを加算した値となる。
【００２５】このように、本発明の上記実施の形態１に
おける半導体加速度センサによると、センサチップ４の
自由端の下部に位置するセラミック基板２上に凸部７を
設けることにより、該自由端におけるセラミック基板２
の方向への変位量を制限することができるため、半導体
加速度センサ１に過大な衝撃が加わっても、センサチッ
プ４がダイヤフラム部５から折れるなどして破損するこ
とを防止することができる。また、上記凸部７は、厚膜
の成膜工程で上記台座３やダム２０等を形成する際に、
同時に、同じ厚膜の成膜工程で形成することができる。
このことから、台座３に対する上記凸部７の位置を正確
にする、すなわち凸部７を形成するための工程を新たに
設ける必要がなく、わずかな材料費だけで上記凸部７を
形成することができ、安価に、センサチップ４の自由端
の真下に凸部７を正確に形成することができる。
おける半導体加速度センサによると、センサチップ４の
自由端の下部に位置するセラミック基板２上に凸部７を
設けることにより、該自由端におけるセラミック基板２
の方向への変位量を制限することができるため、半導体
加速度センサ１に過大な衝撃が加わっても、センサチッ
プ４がダイヤフラム部５から折れるなどして破損するこ
とを防止することができる。また、上記凸部７は、厚膜
の成膜工程で上記台座３やダム２０等を形成する際に、
同時に、同じ厚膜の成膜工程で形成することができる。
このことから、台座３に対する上記凸部７の位置を正確
にする、すなわち凸部７を形成するための工程を新たに
設ける必要がなく、わずかな材料費だけで上記凸部７を
形成することができ、安価に、センサチップ４の自由端
の真下に凸部７を正確に形成することができる。
【００２６】また、上記凸部７は厚膜を積層させて形成
しており、台座３に対する該厚膜の積層数を変えること
によって、センサチップ４と上記凸部７との間隙の幅
を、広い範囲内で容易に変えて製造することができると
共に、該寸法を正確にすることができる。これらのこと
から、ゴミや異物によってセンサチップ４の自由端の変
位量が制限されることがなくなり、半導体加速度センサ
１に加わった加速度を正確に検出することができる。
しており、台座３に対する該厚膜の積層数を変えること
によって、センサチップ４と上記凸部７との間隙の幅
を、広い範囲内で容易に変えて製造することができると
共に、該寸法を正確にすることができる。これらのこと
から、ゴミや異物によってセンサチップ４の自由端の変
位量が制限されることがなくなり、半導体加速度センサ
１に加わった加速度を正確に検出することができる。
【００２７】更に、上記パッケージ１５における、セン
サチップ４の自由端の上方に位置する部分に突起部１９
を設けることによって、該自由端における上方、すなわ
ちパッケージ１５の方向への変位量を制限することがで
き、半導体加速度センサ１に過大な衝撃が加わっても、
センサチップ４がダイヤフラム部５から折れるなどして
破損することを防止する効果を高めることができる。ま
た、上記突起部１９は、パッケージ１５を成形する際
に、一体成形を行って同時に成形することができ、該突
起部１９を形成するための工程を新たに設ける必要がな
く、わずかな材料費だけで突起部１９を形成することが
でき、安価に、センサチップ４の自由端の真上に突起部
１９を形成することができる。
サチップ４の自由端の上方に位置する部分に突起部１９
を設けることによって、該自由端における上方、すなわ
ちパッケージ１５の方向への変位量を制限することがで
き、半導体加速度センサ１に過大な衝撃が加わっても、
センサチップ４がダイヤフラム部５から折れるなどして
破損することを防止する効果を高めることができる。ま
た、上記突起部１９は、パッケージ１５を成形する際
に、一体成形を行って同時に成形することができ、該突
起部１９を形成するための工程を新たに設ける必要がな
く、わずかな材料費だけで突起部１９を形成することが
でき、安価に、センサチップ４の自由端の真上に突起部
１９を形成することができる。
【００２８】
【実施例】次に、本発明の半導体加速度センサの実施例
について説明する。上記図２において、セラミック基板
２の厚みは０.８ｍｍであり、上記第１厚膜層３０ａの
厚みは１０〜１５μｍであり、上記第２及び第３厚膜層
３０ｂ，３０ｃの厚みはそれぞれ３５〜４５μｍであ
る。また、上記Ａｕ電極８の厚みは１０〜１５μｍであ
り、上記接着剤３０ｄの厚みは５μｍである。上記セン
サチップ４は、長さが６.０ｍｍ、幅が１.５ｍｍ、厚み
が２５０μｍであり、ダイヤフラム部５の厚みは１００
μｍである。
について説明する。上記図２において、セラミック基板
２の厚みは０.８ｍｍであり、上記第１厚膜層３０ａの
厚みは１０〜１５μｍであり、上記第２及び第３厚膜層
３０ｂ，３０ｃの厚みはそれぞれ３５〜４５μｍであ
る。また、上記Ａｕ電極８の厚みは１０〜１５μｍであ
り、上記接着剤３０ｄの厚みは５μｍである。上記セン
サチップ４は、長さが６.０ｍｍ、幅が１.５ｍｍ、厚み
が２５０μｍであり、ダイヤフラム部５の厚みは１００
μｍである。
【００２９】上記の場合において、センサチップ４と凸
部７との間隙は、第３厚膜層３０ｃの厚みを４５μｍと
すると該厚みに接着剤３０ｄの厚みの５μｍを加算した
５０μｍとなる。このように、センサチップ４と凸部７
との間隙は、台座３の高さと凸部７の高さの差となり、
台座３を形成する各厚膜層のうち、いずれかの厚膜層又
は複数の厚膜層を形成せずに、凸部７の厚膜層を形成す
るかによって決まる。
部７との間隙は、第３厚膜層３０ｃの厚みを４５μｍと
すると該厚みに接着剤３０ｄの厚みの５μｍを加算した
５０μｍとなる。このように、センサチップ４と凸部７
との間隙は、台座３の高さと凸部７の高さの差となり、
台座３を形成する各厚膜層のうち、いずれかの厚膜層又
は複数の厚膜層を形成せずに、凸部７の厚膜層を形成す
るかによって決まる。
【図１】 本発明の実施の形態１における半導体加速度
センサの内部構造例を示した部分断面図である。
センサの内部構造例を示した部分断面図である。
【図２】 図１で示したセラミック基板２に、センサチ
ップ４及び凸部７等を形成する工程を示した断面図であ
る。
ップ４及び凸部７等を形成する工程を示した断面図であ
る。
【図３】 従来の半導体加速度センサの内部構造例を示
した部分断面図である。
した部分断面図である。
１ 半導体加速度センサ、２ セラミック基板、３ 台
座、４ センサチップ、５ ダイヤフラム部、７ 凸
部、１５ パッケージ、１９ 突起部、３０ａ第１厚膜
層、３０ｂ 第２厚膜層、３０ｃ 第３厚膜層、３０ｄ
接着剤。
座、４ センサチップ、５ ダイヤフラム部、７ 凸
部、１５ パッケージ、１９ 突起部、３０ａ第１厚膜
層、３０ｂ 第２厚膜層、３０ｃ 第３厚膜層、３０ｄ
接着剤。
Claims (6)
- 【請求項１】 ダイヤフラム部を形成した半導体センサ
チップの一端を、基板上に形成された少なくとも１層の
厚膜からなる台座部に固定して片持ちばり構造を形成
し、上記ダイヤフラム部の変位から加速度を検出する半
導体加速度センサにおいて、 上記基板上に少なくとも１層からなる厚膜で形成され
た、上記センサチップの自由端に対して上記基板の方向
への変位量を制限するための凸部を有し、 上記センサチップの自由端に対向する基板上の位置に、
上記台座部より低い凸部を設け、該凸部は、上記台座部
と共に上記基板上に厚膜を成膜する工程で形成されるこ
とを特徴とする半導体加速度センサ。 - 【請求項２】 ダイヤフラム部を形成した半導体センサ
チップの一端を、基板上に形成された少なくとも１層の
厚膜からなる台座部に固定し、片持ちばり構造を形成し
てセンサ部をなし、該センサ部を保護するために大略容
器状の樹脂製パッケージを被装してなる、上記ダイヤフ
ラム部の変位から加速度を検出する半導体加速度センサ
において、 上記基板上に少なくとも１層からなる厚膜で形成され
た、上記センサチップの自由端に対して上記基板の方向
への変位量を制限するための凸部を有し、 上記センサチップの自由端に対向する基板上の位置に、
上記台座部より低い凸部を設け、該凸部は、上記台座部
と共に上記基板上に厚膜を成膜する工程で形成されるこ
とを特徴とする半導体加速度センサ。 - 【請求項３】 請求項２に記載の半導体加速度センサに
して、上記樹脂製パッケージは、上記センサチップの自
由端に対して該樹脂製パッケージの方向への変位量を制
限するための突起部を有し、該突起部は、上記樹脂パッ
ケージと共に一体成形で形成されることを特徴とする半
導体加速度センサ。 - 【請求項４】 請求項３に記載の半導体加速度センサに
して、上記センサチップと上記突起部との間隙は、１０
〜１００μｍの範囲で形成されることを特徴とする半導
体加速度センサ。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
の半導体加速度センサにして、上記凸部は、導体間の絶
縁用のガラスからなる厚膜と、厚膜導体からなる厚膜と
を積層して形成されることを特徴とする半導体加速度セ
ンサ。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
の半導体加速度センサにして、上記センサチップと凸部
との間隙は、１０〜１００μｍの範囲で形成されること
を特徴とする半導体加速度センサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8006454A JPH09196966A (ja) | 1996-01-18 | 1996-01-18 | 半導体加速度センサ |
| US08/680,026 US5693884A (en) | 1996-01-18 | 1996-07-15 | Semiconductor acceleration sensor |
| KR1019960032361A KR970060533A (ko) | 1996-01-18 | 1996-08-02 | 반도체가속도 센서 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8006454A JPH09196966A (ja) | 1996-01-18 | 1996-01-18 | 半導体加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09196966A true JPH09196966A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11638887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8006454A Pending JPH09196966A (ja) | 1996-01-18 | 1996-01-18 | 半導体加速度センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5693884A (ja) |
| JP (1) | JPH09196966A (ja) |
| KR (1) | KR970060533A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009160677A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Yamaha Corp | Ｍｅｍｓおよびｍｅｍｓ製造方法 |
| WO2015115367A1 (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 力学量測定装置およびセンサユニット |
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-
1996
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- 1996-07-15 US US08/680,026 patent/US5693884A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-02 KR KR1019960032361A patent/KR970060533A/ko active IP Right Grant
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| JPWO2015115367A1 (ja) * | 2014-01-30 | 2017-03-23 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 力学量測定装置 |
| US10481023B2 (en) | 2014-01-30 | 2019-11-19 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Mechanical quantity measuring device and sensor unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970060533A (ko) | 1997-08-12 |
| US5693884A (en) | 1997-12-02 |
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