JPH11281667A - 静電容量型センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極が形成された絶縁基板と、肉薄部が形成
された半導体基板が積層されて合体されて構成される静
電容量型センサにおいて、積層合体時の熱によって絶縁
基板に熱応力が発生しても、この熱応力が半導体基板に
伝達されない構造とした静電容量型センサを提供する。 【解決手段】 この発明では絶縁基板と半導体基板とを
積層合体して構成される静電容量型センサにおいて、絶
縁基板の互いに平行する辺の相互に貫通して溝１Ｃを形
成し、溝１Ｃの形成によって絶縁基板１に応力の吸収機
能を付加し、この応力の吸収機能によって絶縁基板に発
生する熱応力を吸収させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はガラスから成る絶
縁基板に電極を形成し、この電極と所定の間隔を保持し
てダイヤフラムとして動作する半導体基板を装着し、半
導体基板に形成した肉薄部が応力に対応して変形するこ
とによって半導体基板と電極との間の静電容量を変化さ
せ、その静電容量の変化量に対応して半導体基板に掛か
る応力を測定する静電容量型センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６及び図７に従来の静電容量型センサ
の構造を示す。図中１は例えばガラスのような材質で形
成した絶縁基板を示す。絶縁基板１はほぼ正四角形に形
成され、その一方の板面に四辺に沿って突堤１Ａを形成
する。つまり、絶縁基板１の中央部分にエッチング等の
方法によって凹部１Ｂを形成し、この凹部１Ｂを形成す
ることにより、四周に突堤１Ａを形成する。凹部１Ｂの
内部にはスパッタリング法或いは蒸着等の方法によって
電極３を被着形成する。電極３は例えば絶縁基板１に形
成したスルーホール等の手段によって凹部１Ｂの外部に
電気的に導出される。

【０００３】突堤１Ａの上面には図７に示すように、例
えばシリコン等の材質で形成した半導体基板２を装着す
る。半導体基板２の上面には、例えばエッチング等の方
法によって環状に肉薄部２Ａを形成し、この肉薄部２Ａ
の形成によって中央に形成される質量部２Ｂを弾性的に
支持し、質量部２Ｂに掛かる例えば慣性モーメントによ
って肉薄部２Ａをたわませ、肉薄部２Ａのたわみによっ
て半導体基板２と電極３との間の間隔を変化させ、その
静電容量値を変化させて質量部２Ｂに与えられた慣性モ
ーメント、つまり加速度等を測定するように構成され
る。

【０００４】上述した絶縁基板１と半導体基板２は図８
に示すように、ウエハー１１，１２にそれぞれ形成さ
れ、ウエハー１１，１２の状態で凹部１Ｂ，肉薄部２Ａ
等を形成し、各ウエハー１１，１２をそれぞれ積層合体
して後に切断機によってチップ状に切り離して製造され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように絶縁基
板１と半導体基板２はウエハー１１と１２に形成され、
ウエハー１１と１２を積層合体して後にチップ状に切断
して製造される。ウエハー１１と１２を積層して合体す
る際にウエハー１１と１２は４００℃程度に加熱し、そ
の加熱状態で両者間に電圧を印加し、いわゆる陽極接合
と呼ばれる方法によって接合される。

【０００６】接合後に徐々に温度を低下させるが、特に
絶縁基板１と半導体基板２の熱膨張係数を揃えていたと
しても、これらの間に除熱時に温度差が発生する等の理
由によって応力が発生し、この応力が残留応力として特
に強度が強い絶縁基板１に蓄えられると、センサとして
動作させた場合に絶縁基板１から半導体基板２に応力変
動が伝達され、温度に対する安定性が悪くなる不都合が
生じる。従来はこのような素子が発生する率が高いた
め、歩留まりが悪い欠点がある。

【０００７】この発明の目的は、この種の静電容量型セ
ンサの温度特性の悪化を阻止し、歩留まり良く製造する
ことができる静電容量型センサを提案するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明では絶縁基板と
半導体基板とを加熱し、積層合体して製造される静電容
量型センサにおいて、絶縁基板の一方の面または他方の
面或いは双方の面に互いに平行する辺の相互に貫通する
溝を形成した構成を特徴とするものである。この発明の
構成によれば、絶縁基板の互いに平行する辺の相互に貫
通する溝を形成したことにより、仮に絶縁基板に熱応力
が発生したとしても、溝の部分で応力が吸収され、絶縁
基板に発生した熱応力が半導体基板に伝達されることを
阻止することができる。よって熱応力による影響を軽減
することができる。

【０００９】この結果、この発明によればこの種の静電
容量型センサを製造する上で歩留まりの向上が期待でき
る利点が得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１及び図２に、この発明の要部
の実施例を示す。この発明では、絶縁基板１に互いに平
行する辺の相互に貫通する溝１Ｃを形成した点を特徴と
するものである。図１に示す例では、正四角形の絶縁基
板１の表側の面（電極３を形成した面）に互いに平行す
る辺の相互に貫通する溝１Ｃを形成した場合を示す。溝
１Ｃの形成位置は突堤１Ａの内側と電極３の外側との間
に形成する。

【００１１】溝１Ｃを形成したことによって絶縁基板１
には肉薄部１Ｄが形成され、この肉薄部１Ｄによって突
堤１Ａに発生する応力は吸収され、その応力が半導体基
板２に伝達される率を軽減することができる。図１及び
図２に示した実施例では、溝１Ｃを絶縁基板１の表側に
形成した例を示したが、図３に示すように溝１Ｃを裏側
に形成してもよい。また、図４に示すように、表側と裏
側の双方の面に形成してもよい。なお、図３及び図４に
おいて、溝１Ｃは図１に示したように互いに直交する向
きにも形成することは容易に理解できよう。

【００１２】また、これらの各溝１Ｃを形成した絶縁基
板１は図５に示すように、ウエハー１１に形成され、ウ
エハー１１と半導体基板２を形成したウエハー１２（図
８参照）を加熱して積層合体する製造方法を採ることは
従来と同じである。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
絶縁基板１に熱応力が発生しても、絶縁基板１に溝１Ｃ
を形成したから、この溝１Ｃによって熱応力が吸収さ
れ、熱応力が半導体基板２に伝達される率を低減するこ
とができる。従って、この発明によればは絶縁基板１
と、この絶縁基板１に半導体基板２を被着して構成され
る静電容量型センサの製造上の歩留まりを向上させるこ
とができる利点が得られ、これによりこの積の静電容量
型センサのコストダウンが期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の要部の一実施例を示す斜視図。

【図２】図１に示した要部の断面図。

【図３】この発明の変形実施例を示す断面図。

【図４】この発明の更に他の変形実施例を示す断面図。

【図５】この発明に用いる絶縁基板の製造方法を説明す
るための斜視図。

【図６】従来の技術を説明するための分解斜視図。

【図７】従来の技術を説明するための断面図。

【図８】静電容量型センサの製造方法を説明するための
斜視図。

【符号の説明】

１ 絶縁基板 １Ａ 突堤 １Ｂ 凹部 １Ｃ 溝 １Ｄ 肉薄部 ２ 半導体基板 ２Ａ 肉薄部 ２Ｂ 質量部 ３ 電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形状の一方の板面の四周に突堤が形成
   され、この突堤によって囲まれた凹部に電極が被着形成
   された絶縁基板と、この絶縁基板の上記突堤によって上
   記電極と所定の間隔を保持して接合され、肉薄部を具備
   しダイヤフラムとして動作する半導体基板とによって構
   成され、上記半導体基板の肉薄部が変形することによ
   り、上記電極との間の静電容量を変化させ、その静電容
   量の変化によって上記半導体基板に掛かる応力を測定す
   る静電容量型センサにおいて、 上記絶縁基板に上記電極の部分を避けて、上記絶縁基板
   の互いに平行する辺の相互に貫通する溝を形成した構造
   としたことを特徴とする静電容量型センサ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の静電容量型センサにおい
   て、上記絶縁基板に形成する溝は上記電極を形成した面
   と、電極を形成しない面の何れか一方に形成したことを
   特徴とする静電容量型センサ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の静電容量型センサにおい
   て、上記絶縁基板に形成する溝は、上記電極を形成した
   面と、電極を形成しない面の双方に形成したことを特徴
   とする静電容量型センサ。