KR20060044857A - 관성 센서 - Google Patents

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KR20060044857A
KR20060044857A KR1020050025556A KR20050025556A KR20060044857A KR 20060044857 A KR20060044857 A KR 20060044857A KR 1020050025556 A KR1020050025556 A KR 1020050025556A KR 20050025556 A KR20050025556 A KR 20050025556A KR 20060044857 A KR20060044857 A KR 20060044857A
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요시따까 나까무라
히로시 도꾸나가
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후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤
후지쯔 가부시끼가이샤
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Abstract

내충격성이 우수한 가속도 센서나 나침반 등의 관성 센서를 제공하기 위해, 추(12)와 틀(14)은, 접합 웨이퍼 등의 SOI 기판에 MEMS 기술에 의해서 일체적으로 형성되어 있다. 그리고, 추 스토퍼(16)는, 빔(13)을 지지하는 틀(14)과 추(12) 사이의 간극부의 일부를 덮으면서 SOI 기판의 상측 Si 결정 부분의 틀(14)로부터 수평 방향으로 돌출되어 추(12)의 주면의 틀(14)측 영역의 일부를 덮도록 클리어런스 d로 형성되어 있다. 추(12)가 센서의 다이내믹 레인지에 대응하는 가동 범위내(d 미만)에서 움직일 때에는 추 스토퍼(16)는 추(12)를 제동하지 않지만, 센서에 충격이 가해진 것에 의해 추(12)가 센서의 다이내믹 레인지에 대응하는 가동 범위 이상(d 이상)으로 움직이고자 하면 추 스토퍼(16)가 추(12)를 제동하여, 파괴하는 등의 사태가 회피되게 된다.
관성 센서, 추, 틀, SOI 기판, 추 스토퍼

Description

관성 센서{INERTIAL SENSOR}
도 1은 관성 센서의 주요 구조를 설명하기 위한 개념도로서, (a)는 센싱부의 사시도, (b)는 센싱부의 평면도, 그리고 (c)는 센싱부가 글래스 기판 상에 재치되어 있는 상태에서의 단면도.
도 2는 추 스토퍼를 SOI 기판의 Si 부분에 MEMS 기술에 의해 만들어 넣은 경우의 추 스토퍼의 형상의 개략도.
도 3은 추 스토퍼의 구체적인 구조를 설명하기 위한 추 스토퍼 근방의 단면도.
도 4는 추 스토퍼를 S 0 I 기판의 Si 부분에 만들어 넣은 경우의 제조 프로세스를 설명하기 위한 도면.
도 5는 추 스토퍼를 SOI 기판의 Si 부분에 만들어 넣은 경우의 제조 프로세스를 설명하기 위한 도면.
도 6은 클리어런스 설정의 개념을 설명하기 위한 도면으로서, 추 변위량(횡축)과 빔에 걸리는 부하(종축)와의 관계를 나타내는 도면.
도 7은 패키지의 캡 및 패키지의 저면에 상하의 추 스토퍼를 형성한 경우의 관성 센서의 단면도.
도 8은 센싱부를 Si 기판이나 글래스 기판에 접착제로 미리 고정하고, 이 상 태에서 패키지에 저장한 경우의 관성 센서의 단면도.
도 9는 센싱부를 상하 반전해서 형성함과 함께, 하부 스토퍼에 Si의 센서 신호 검출 회로를 만들어 넣은 양태를 설명하기 위한 단면도.
도 10은 미리 간극을 형성하기 위한 돌기를 스토퍼의 단부에 설치하는 모습을 설명하기 위한 도면.
도 11은 센싱부의 주위에 더미 범프를 설치하는 모습을 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 나침반의 기본 구성을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기판
11 : 피에조 저항
12 : 추
13 : 빔
14 : 틀
15 : 글래스 기판
16 : 추 스토퍼
16' : 기둥형상부
17 : 센싱부
18 : 패키지
19 : 캡
20 : 접착제
21, 22, 25 : 산화막
23 : B이온 주입
24 : 배선
26 : Al 패드 보호 패턴
27 : 유리편
28 : Cr층
29 : 배선부
30 : 와이어
31a : 상부 스토퍼
31b : 하부 스토퍼
32 : 신호선
33 : 범프
34 : 돌기(스페이서)
35 : 검출용 전극
36 : 구동용 전극
[특허 문헌1] 일본국 특허공개 2000-187041호 공보
본 발명은 관성 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 내충격성이 우수한 가속도 센서나 나침반 등의 관성 센서에 관한 것이다.
[배경 기술]
최근의 가속도 센서나 자이로 등의 관성 센서는, MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술을 응용한 미세 가공 기술의 발전에 의해, 소형화와 고성능화 및 저가격화를 동시에 실현하는 것이 가능하게 되었다. 이러한 배경 하에서, MEMS 디바이스로서의 관성 센서는, 카 내비게이션, 차량 탑재 에어백 제어, 카메라나 비디오의 손떨림 방지, 휴대 전화, 로봇의 자세 제어, 게임용 제스처 입력 인식, HDD의 회전·충격 검지 등을 목적으로 하는 디바이스로서, 움직임 검지를 필요로 하는 모든 기기에 탑재되는 것이 기대되고 있다.
그런데, 움직임 검지를 필요로 하는 이들 기기에는, 때로는 예상밖의 큰 충격이 가해지는 경우가 있을 수 있기 때문에, 이러한 기기에 탑재되어 있는 관성 센서에는, 큰 충격이 인가될 위험성이 있다. 예를 들면, 차량 탑재 에어백 등의 자동차 용도에서는 추돌이나 전복 등의 경우에 통상 운전시에는 생길 수 없는 큰 충격이 가해질 수 있고, 모바일 기기 등에서는 잘못해서 기기를 떨어뜨렸을 때의 충격이 예상된다. 또한, 게임기 등의 취미 용도에 있어서는, 사용자가 난폭한 취급을 했을 때에는 매우 큰 충격이 생길 수 있다. 이러한 돌발적으로 가해지는 우발적 충격은, 3000G에서 5000G나 된다고 하며, 이들 기기에 탑재되는 관성 센서에는 높은 내충격성이 요구되게 된다.
그러나, 관성 센서는, 가동부인 추를 들보(빔)로 매다는 기본 구성을 갖기 때문에, 우발적으로 큰 충격이 인가된 경우에는 빔이 크게 변형되거나 파손되거나 하여 센서로서 기능하지 못하게 되는 등의 문제가 알려져 있고, 특허 문헌 1에는 이러한 문제를 해결하기 위한 발명이 개시되어 있다.
특허 문헌 1에 개시되어 있는 용량식 가속도 센서에는, 가동부를 사이에 끼우도록 수용하는 절연성 보호 커버에 완충재가 설치되어 있고, 만일 큰 충격을 받아 가동부와 절연성 보호 커버가 충돌했다고 하더라도 그 충격에 의해 가동부가 파손되지 않기 위한 방안이 이루어져 있다. 그리고, 이 완충재를 설치하는 것에 의해, 탑재 기기의 낙하 등에 의해 가동부가 파손되거나 가속도의 측정을 할 수 없게 될 우려가 없는 가속도 센서가 얻어진다고 되어 있다.
그러나, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 가속도 센서는, 「질량체(4a)가 들보(4c)를 통하여 글래스 기판(6, 7)과 실리콘 기판(1)과의 접합면에 평행하게 변위 가능하게 지지되어 있는」(특허 문헌 1의 단락 번호 0005 참조) 구성의 가속도 센서가 안고 있는 문제를 해결하기 위해 이루어진 발명으로서, 그 가속도 센서도 또한 「질량체(4Aa)를 지지하는 상기 들보는, 그 폭이 그 두께에 비해서 좁고, 질량체(4Aa)는 글래스 기판(6A, 7A)측으로는 변위하기 어려운 구조를 이루는」 구성(특허 문헌 1의 단락 번호 0026 참조)의 것이고, 가동부의 가동 공간은 글래스 기판(6, 7)과 실리콘 기판(1)과의 접합면과 평행한 대략 이차원의 공간에 한정되는 것이다.
그리고, 「글래스 기판(6A)에는, 질량체(4Aa)의 볼록부(4Ab)와의 대향면에 깊이 약 15㎛의 오목부(6Aa)가 형성되고, 오목부(6Aa)의 저면에는, 볼록부(4Ab)와의 충돌에 의한 충격을 완충하기 위한 완충재로서 두께 약 5㎛의 알루미늄층(8)이 증착에 의해 피착되어 있는」(특허 문헌 1의 단락 번호 0027 참조)것에 의해 탑재 기기의 낙하 등에 의해 가동부가 파손되거나 가속도의 측정을 할 수 없게 될 우려가 없는 가속도 센서를 얻고 있다. 즉, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 가속도 센서에 구비되어 있는 완충재는, 가속도 센서의 통상 동작시에는 가동부가 변위하는 일이 없는 글래스 기판면 상에 설치되는 것이기 때문에, 통상 동작시에 있어서 가동부가 3차원적으로 움직이는 것에 의해 본래의 기능을 발휘하는 구성의 관성 센서에는 적용할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 3차원적으로 가동하는 가동부를 구비하는 가속도 센서나 자이로 등의 관성 센서에 대해서도 내충격성을 향상시키는 것을 가능하게 함으로써, 충격에 의해서 가동부가 파손되거나 가속도의 측정을 할 수 없게 될 우려가 없는 관성 센서를 제공하는 것이다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해, 제1 양태의 발명은, 가동부인 추가 빔에 의해 지지되는 센싱부 구성의 관성 센서로서, 상기 추의 가동 범위를 제한하는 추 스토퍼를 구비하고, 상기 추 스토퍼는, 상기 관성 센서용 기판의 일부가 MEMS 가공되어 상기 추의 근방에 그 추와 소정의 클리어런스를 갖고 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
제2 양태의 발명은, 관성 센서에 있어서, 상기 추 스토퍼는, 상기 빔을 지지하는 틀부와 상기 추 사이의 간극부의 일부를 덮으면서 상기 틀부측으로부터 상기 추측으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.
제3 양태의 발명은, 제1 또는 제2 양태의 관성 센서에 있어서, 상기 추 스토퍼의 일부의 영역에 기둥형상부가 형성되어 강도 보강되어 있는 것을 특징으로 한다.
제4 양태의 발명은, 제1 내지 제3 양태 중 어느 하나의 관성 센서에 있어서, 상기 추 스토퍼는 MEMS 가공된 Si로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
제5 양태의 발명은, 관성 센서에 있어서, 상기 기판은 SOI 기판이고, 상기 추 스토퍼는 그 SOI 기판의 Si 부분을 MEMS 가공한 것인 것을 특징으로 한다.
제6 양태의 발명은, 제1 내지 제3 양태 중 어느 하나의 관성 센서에 있어서, 상기 추 스토퍼는, 상기 관성 센서의 지지부 저면 혹은 패키지 캡 내면 중 적어도 한쪽에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
제7 양태의 발명은, 제6 양태의 관성 센서에 있어서, 상기 추 스토퍼의 단부에 상기 관성 센서의 지지부 저면 혹은 패키지 캡 내면의 위치를 규정하는 스페이서를 구비하고, 그 스페이서에 의해 상기 클리어런스가 조정되어 있는 것을 특징으로 한다.
제8 양태의 발명은, 제6 양태 또는 제7 양태의 관성 센서에 있어서, 상기 센싱부의 틀부에 범프를 구비하고, 그 범프에 의해 상기 클리어런스가 조정되어 있는 것을 특징으로 한다.
제9 양태의 발명은, 제1 내지 제8 양태 중 어느 하나의 관성 센서에 있어서, 상기 추 스토퍼의 상기 추에 대한 대향면 혹은 상기 추의 상기 추 스토퍼에 대한 대향면 중 적어도 한쪽에 요철부를 구비하고, 그 요철부에 의해 상기 클리어런스가 조정되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 제10 양태의 발명은 상기 클리어런스는 상기 관성 센서의 다이내믹 레인지에 대응하는 상기 추의 가동 범위 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하고, 제11 양태의 발명은 상기 센싱부는 플립 칩 실장되어 패키지 내에 저장되어 있는 것을 특징으로 한다.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
이하에 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해서 설명한다.
본 발명의 관성 센서는, 센싱부를 실리콘 기판 내에 MEMS 기술에 의해 만들어 넣고, 이 센싱부를 글래스 기판 등의 고정 부재 상에 재치하고 패키지 내에 밀봉하여 소자화되어 있다.
도 1은 관성 센서의 주요 구조를 설명하기 위한 개념도로서, 도 1의 (a)는 센싱부의 사시도, 도 1의 (b)는 센싱부의 평면도, 그리고, 도 1의 (c)는 센싱부가 글래스 기판 상에 재치되어 있는 상태에서의 단면도이다.
이들 도면에 있어서, 부호 10은 관성 센서의 센싱부를 제작하기 위한 기판인 SOI 기판, 부호 11은 후술하는 프로세스에 의해 SOI 기판(10)에 만들어 넣어진 피에조 저항, 부호 12는 센싱부의 가동부인 추, 부호 13은 추(12)의 움직임을 지지하 는 빔, 부호 14는 빔(13)을 지지하여 추(12)를 유지하기 위한 틀, 그리고, 부호 15는 글래스 기판이다. 가동부인 추(12)가 움직이면, 그 움직임은 빔(13)의 비틀림이나 휘어짐으로 되어 빔(13) 상에 설치된 피에조 저항(11)의 저항값이 변화하고, 이 저항값의 변화가 휘스톤 브릿지 회로의 출력 등의 전기 신호로서 얻어진다. 또한, 도면 중의 W는 갭, w는 빔 폭, T은 추 두께, 그리고 t는 빔 두께이다.
방추(12)가 빔(13)으로 지지되고 있는 구성의 관성 센서의 내충격성을 높이기 위해서는, 빔(13)의 강도를 높이거나, 혹은 빔(13)이 지지하고 있는 추(12)의 중량을 가볍게 하여 빔(13)에 가해지는 기계적인 부하를 경감한다고 하는 방법이 고려된다.
그러나, 일반적으로 내충격성과 센서 감도는 역비례의 관계에 있고, 상기한 바와 같은 방법에 의해 내충격성을 높이고자 하면 센서 감도가 저하하는 결과를 초래하게 된다. 예를 들면, 빔(13)의 두께를 두껍게 하거나, 폭을 넓게 하거나, 길이를 짧게 함으로써 빔(13)의 기계적 강도를 높이고자 하면 통상 동작시에 있어서의 추(12)의 움직임이 둔하게 되어, 빔(13) 상에 설치되어 있는 피에조 저항(11)의 저항값 변화량이 작아지기 때문에 센서로서의 감도가 저하한다. 또, 추(12)의 중량을 가볍게 하는 경우도 마찬가지로, 센서로서의 감도를 저하시킨다고 하는 결과를 초래한다.
이러한 문제점을 회피하고 또한 내충격성이 우수한 관성 센서를 실현하기 위해, 본 발명의 관성 센서에는, 추(12)의 가동 범위를 소정의 범위로 제한하기 위한 추 스토퍼가 설치되어 있다. 따라서, 센서의 규정 감도 범위에 대응하는 변위량을 초과하여 추(12)가 움직이는 경우에는 추 스토퍼에 의해서 그의 움직임이 방해받기 때문에, 우발적으로 큰 충격이 인가된 경우에도 빔이 크게 변형되거나 파손되거나 해서 센서로서 기능하지 못하게 되는 등의 문제가 회피되게 된다. 또한, 이 추 스토퍼는 MEMS 기술에 의해 미세 가공되어 센싱부 근방에 설치된다.
이하에, 본 발명의 관성 센서가 구비하는 추 스토퍼의 여러 가지의 양태를 설명한다.
도 2는, 상술한 추 스토퍼를 SOI 기판의 Si 부분에 MEMS 기술에 의해 만들어 넣은 경우의 추 스토퍼의 형상의 개략도이다. 추 스토퍼(16)는, 빔(13)을 지지하는 틀(14)과 추(12) 사이의 간극부의 일부를 덮으면서 틀(14)측으로부터 추(12)측으로 돌출되어 있다. 이들의 추 스토퍼(16)는, 추(12)의 위쪽에 소정의 클리어런스(예를 들면 5㎛)를 갖고 형성되어 있고, 충격에 의해 본래의 가동 범위를 초과하여 움직이기 시작한 추(12)의 운동을 정지시킨다. 이들 도면에 도시한 추 스토퍼(16)의 배치예는 어디까지나 예시에 불과하며, MEMS 가공 프로세스 상의 편의나 필요로 되는 추 제동성 등의 조건을 감안하여 설계된다. 또한, 도 2의 (a) 중의 점선부의 확대도인 도 2의 (d)에 도시한 바와 같이, 추 스토퍼(16)의 일부 영역에 강도를 높이기 위한 기둥형상부(16')를 형성하도록 해도 된다.
도 3은, 추 스토퍼의 구체적인 구조를 설명하기 위한 추 스토퍼 근방의 모습을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3의 (a)는 도 2의 (b)의 추 스토퍼(16)와 추(12)의 근방의 사시도, 도 2의 (b)는 도 2의 (b) 중의 A-A를 따라 취한 단면도이다. 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 추(12)의 스토퍼에 대향하는 부분에는 홈부가 형 성되고, 이 깊이에 의해서 클리어런스가 결정되어 있다. 이 모습을 나타낸 것이 도 3의 (b)의 단면도로서, 추(12)와 틀(14)은, 접합 웨이퍼 등의 SOI 기판에 MEMS 기술에 의해서 일체적으로 형성되어 있고, 추 스토퍼(16)는, SOI 기판의 상측 Si 결정 부분의 틀(14)로부터 수평 방향으로 돌출되어 추(12)의 주면의 틀(14)측 영역의 일부를 덮도록 클리어런스 d로 형성되어 있다. 또한, 도 2의 (a) 및 도 2의 (c)에 도시한 추 스토퍼도 마찬가지의 클리어런스 설정으로 형성되어 있기 때문에, 굳이 도시하는 설명은 생략한다.
방추(12)가 센서의 다이내믹 레인지에 대응하는 가동 범위내(d 미만)에서 움직일 때에는 추 스토퍼(16)는 추(12)를 제동하는 일이 없지만, 센서에 충격이 가해진 것에 의해 추(12)가 센서의 다이내믹 레인지에 대응하는 가동 범위 이상(d 이상)으로 움직이고자 하면 추 스토퍼(16)가 추(12)를 제동하여, 파괴하는 등의 사태가 회피되게 된다.
이하에, 본 발명의 관성 센서의 제조 프로세스의 예에 대해서 설명한다.
도 4 및 도 5는, 추 스토퍼를 SOI 기판의 Si 부분에 만들어 넣은 경우의 제조 프로세스를 설명하기 위한 도면이다. 이용한 기판(10)은, 직경 4인치의 Si/SiO2/Si= 15㎛/1㎛/500㎛)이다(도 4의 (a)). 이 기판(10)의 주면(두께15㎛의 Si면)을 산화하여 산화막(21)을 형성하고 그 소정 부분에 이온 주입용의 창을 뚫고, 산화막(21) 및 산화막(21) 상에 도포한 도시하지 않는 레지스트를 마스크로서 이용하여 붕소 B를 이온 주입하여 B 확산 영역을 형성하여 피에조 저항(11)을 형성한 다. 피에조 저항(11)의 형성 후에는 800~1300℃의 열 처리가 실시됨과 함께, 재차 열 산화가 실시되어 산화막(21)은 보다 두꺼운 막의 산화막(22)으로 된다(도 4의 (b)).
다음으로, 피에조 저항(11)용의 배선 컨택트부에 대응하는 산화막(22) 부분에 창을 뚫고 컨택트 보상을 위한 B 이온 주입(23)을 행하고, 또한 피에조 저항 리크 문제점의 개선을 위해 질소 분위기 중에서 800~1300℃의 어닐링 처리를 실시한다(도 4의 (c)). 이 후, 전면에 Al-Si 합금막을 DC 마그네트론 스퍼터 성막하여 최소 선폭 5㎛의 등배 컨택트 노광을 행하고, 또한 염소계 가스에 의한 반응성 이온 에칭(RIE)에 의해 패터닝해서 배선(24)을 형성한다(도 4의 (d)).
배선(24) 중의 Al을 보호하기 위해 TEOS 소스 CVD로 산화막(25)을 퇴적한 후, CF4 가스를 이용한 RIE에 의해 와이어 본딩 패드용의 창을 뚫고(도 4의 (e)), 또한 Au(300nm)/Ti(150nm) 적층막을 전면에 증착한 후에 리프트-오프해서 Al 패드를 보호하기 위한 패턴(26)을 형성한다(도 4의 (f)).
다음으로, RIE에 의해 스토퍼 형성용으로 표면측의 Si를 10㎛ 에칭해서 소정 개소의 SiO2를 박스 형상으로 에칭 제거한다(도 5의 (g)).
빔(13)은, 산화막(25) 및 SOI 기판(10)의 주면의 Si층(15㎛)과 SiO2층(1㎛)을 에칭함으로써 형성된다(도 5의 (h)).
이 빔 형성에 이어서, 양면 얼라인먼트 노광하여 RIE에 의해 약 500㎛의 Si 에칭을 행하여 수직성이 90도±1도인 추(12)를 형성함과 함께 추 스토퍼(16)를 설 치하고, 또한 H2SO4와 H2O2의 혼합액으로 양극 접합전 세정을 행한다(도 5의 (i)).
Si 기판과 동등한 열팽창 계수를 갖는 글래스 편(27) 상에 200nm의 막 두께의 Cr층(28)을 형성하고, 이 유리편(27)에 센싱부(17)를 양극 접합한다. 이러한 양극 접합 후, 질소 분위기 중에서 신터링을 행한다. 이상의 공정에 의해, 도 5의 (j)에 도시한 바와 같은 센싱부(17)가 SOI 기판(10) 상에 다수 얻어진다.
마지막으로, 센싱부(17)를 다이싱해서 잘라내어, 패키지(18) 내에 저장하고 패키지(18) 외측면에 설치된 배선부(29)와 Al 패드 보호 패턴(26)을 와이어(30)에 의해 접속하고, 캡(19)에 의해 밀봉하여 관성 센서로 한다(도 5의 (k)).
이들 추 스토퍼와 센싱부(방추)의 간격(클리어런스)을 좁게 취하면 내충격성은 향상하지만 추의 가동 범위가 좁아져 센서의 다이내믹 레인지는 저하한다. 한편, 클리어런스를 넓게 취하면 추의 가동 범위가 넓어져 센서의 다이내믹 레인지는 넓어지지만 너무 넓게 취하면 추 스토퍼가 유효하게 기능하지 않아 기대하는 내충격성이 얻어지지 않는 결과로 된다. 따라서, 본 발명의 관성 센서가 구비하는 센싱부와 추 스토퍼 사이의 클리어런스는, 센서의 다이내믹 레인지와 부여하고 싶은 내충격성을 모두 만족시키도록 결정된다.
도 6은, 클리어런스 설정의 개념을 설명하기 위한 도면으로서, 추 변위량(횡축)과 빔에 걸리는 부하(종축)와의 관계를 나타내고 있다. 도면 중에 도시한, 센서에 요구되는 다이내믹 레인지의 최대값 및 내충격 사양에 대응하는 추 변위량을 결정하면, 양자를 만족시키는 추 변위량 영역(즉, 다이내믹 레인지 최대값 이상이 고 또한 내충격 사양 이하인 영역)이 클리어런스 설정 범위로 된다. 또한, 클리어런스는 가능한 한 좁게 취하는 것이 바람직하다. 이는, 클리어런스를 필요 이상으로 넓게 취하면, 우발적인 충격에 의해 움직이기 시작한 추가 스토퍼에 의해 그 움직임을 제한받을 때까지의 동안에 크게 가속되어 버려, 스토퍼에 닿았을 때에 파손되는 것 등이 고려될 수 있기 때문이다.
본 발명은 관성 센서의 내충격성을 향상시키는 것을 목적으로 하는 것으로서, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 발명과 그 목적의 일부를 동일하게 하지만, 이러한 목적을 달성하기 위한 수단이 하기의 점에서 크게 다르다.
첫째로, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 발명은 「한 쌍의 절연성 보호 커버(패키지)와 가동부와의 충돌의 충격 완화」에 의한 것임에 반해, 본 발명은 가동부인 추의 가동 범위를 제한함으로써 패키지와 추와의 충돌을 회피해서 내충격성을 향상시키는 것이다. 이 때문에, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 발명에서는 보호 커버의 면에 완충 수단을 설치하는 것으로 되어 있는데 반해, 본 발명에서는 보호 커버와는 별도로 추 스토퍼가 설치된다.
둘째로, 「또한, 글래스 기판(6A)에는, 질량체(4Aa)의 볼록부(4Ab)와의 대향면에 깊이 약 15㎛의 오목부(6Aa)가 형성되고, 오목부(6Aa)의 저면에는, 볼록부(4Ab)와의 충돌에 의한 충격을 완충하기 위한 완충재로서 두께 약 5㎛의 알루미늄층(8)이 증착에 의해 피착되어 있다.」(특허 문헌 1의 단락 번호 0027 참조)고 하는 기재로부터 명확한 바와 같이, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 발명에서는 증착 등의 일반적인 방법에 의해 완충재로서의 알루미늄 등의 층을 형성하는 방법을 취 하는데 반해, 본 발명에서는 MEMS 기술에 의해 추 스토퍼를 만들어 넣는다. MEMS 기술을 이용하여 추 스토퍼를 형성함으로써, 미세한 가공이 가능하게 되어, 센서의 감도를 저하시키지 않고 내충격성을 높이기 위해서 요구되는 추 스토퍼를 높은 정밀도로 형성하는 것이 가능하게 된다.
셋째로, 「질량체(4Aa)를 지지하는 상기 들보는, 그 폭이 그 두께에 비해서 좁고, 질량체(4Aa)는 글래스 기판(6A, 7A)측으로는 변위하기 어려운 구조를 이룬다」(특허 문헌 1의 단락 번호 0026 참조)고 하는 기재로부터 명확한 바와 같이, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 발명은, 질량체가 패키지면과 수직(xy 평면)으로 변위하는 기구의 가속도 센서에 대한 것으로, 이 가속도 센서의 질량체는 본래 z방향으로는 가동하기 어렵지만 충격시에 우발적으로 움직일 수 있는 것이다. 이러한 가속도 센서의 내충격성을 향상시키기 위해서, 본래는 질량체가 가동하기 어려운 z방향에 위치하는 패키지면에 완충 수단을 설치하고 있다. 이에 반해, 본 발명은 추(질량체)가 3차원적으로 변위하는 것을 전제로 하는 관성 센서에 관한 것으로, 추의 3차원적인 움직임이 센서의 다이내믹 레인지의 범위에서 방해받지 않도록 스토퍼가 설치되어 있다.
또한, 「볼록부(4Ab)에, 그 글래스 기판(6A)측으로의 변위를 규제하는 스토퍼로서의 역할을 갖게 하였다」(특허 문헌 1의 단락 번호 0026 참조)라고 되어 있는 「스토퍼」(가동부의 볼록부)는, 본 발명의 스토퍼와는 전혀 다른 것임은 물론이다.
본 발명의 관성 센서가 구비하는 추 스토퍼는, 도 2에 도시한 양태의 추 스 토퍼 이외에도 여러 가지의 양태가 있을 수 있다.
도 7의 (a)는, 패키지의 캡 및 패키지의 저면에 상하의 추 스토퍼를 형성한 경우의 관성 센서의 단면도이다. 센싱부(17)는 패키지(18)의 저면부에 접착제(20)로 고정되고, 이 패키지(18)에 캡(19)이 씌워져 저장되어 있다. 패키지(18)의 저면부 및 캡(19)에는, 도 2에서 설명한 것과 마찬가지의 형태의 추 스토퍼가 형성되어 있다.
센싱부의 추(12)의 상하면은 단순한 평면으로 해도 되지만, 이들 면에 도 7의 (b)에 도시한 바와 같은 볼록부(12a)를 형성하는 것으로 해도 된다. 이러한 볼록부(12a)를 형성한 경우에는, 이 볼록부(12a)의 선단면과 이 볼록부에 대향하는 추 스토퍼면과의 간격이 실효적인 클리어런스로 된다. 따라서, 추 스토퍼와 추와의 거리를 비교적 크게 취한 경우에도 내충격성을 향상시킬 수 있다고 하는 이점이 있다. 또한, 이것과는 반대로 추 스토퍼의 추 대향면에 마찬가지의 볼록부를 형성하는 것으로 해도 되는 것은 물론이다.
도 8의 (a)는, 센싱부를 Si 기판이나 글래스 기판(15)에 접착제(20)로 미리 고정하고, 이 상태에서 패키지에 저장한 경우의 관성 센서의 단면도이다. 이러한 구성으로 하는 경우에는, 센싱부의 고정 부재인 글래스 기판(15)에 스토퍼를 만들어 넣도록 해도 된다. 이 경우에도, 캡(19)의 추 대향면이나 패키지(18)의 저면, 혹은 고정 부재인 글래스 기판(15)의 상하면 중 어느 하나, 나아가서는 추(12) 등에 볼록부를 형성하는 것으로 하면, 추 스토퍼와 추(12)와의 거리를 비교적 크게 취한 경우에도 내충격성을 향상시킬 수 있다고 하는 이점이 얻어진다. 또한, 도 8 의 (b)에 도시한 바와 같이, 패키지(18)의 저면이나 센싱부의 고정 부재인 글래스 기판(15)의 일부를 파 들어감으로써 소정의 클리어런스를 얻도록 해도 된다.
도 9는, 센싱부를 상하 반전해서 형성함과 함께, 하부 스토퍼에 Si의 센서 신호 검출 회로를 만들어 넣은 양태를 설명하기 위한 단면도이다. 센싱부(17)는, 상하의 스토퍼(31a, 31b)에 의해 끼워져 있고, 이 도면에 도시한 예에서는, 센싱부(17)가 구비하고 있는 신호선(32)과 피에조 저항의 저항 변화를 전기 신호로 바꾸어 검지하는 센서 신호 검출 회로(도시 생략)를 겸용하는 하부 스토퍼(31b)는 플립 칩 기술 등을 응용하여 범프(33) 등으로 접합되어 있다.
이러한 여러 가지의 양태에 있어서, 추와 스토퍼 사이의 클리어런스를 설정값과 일치시키기 위한 방법으로서는, Si나 유리에 오목부를 형성하는 경우에는 Si나 유리를 에칭하거나 샌드 블러스트 등에 의해서 표면을 거칠게 한다고 하는 방법 등이 있고, 볼록부를 형성하는 경우에는 유전체나 금속의 막을 적층한 후에 이들의 막을 에칭하거나 리프트-오프 등에 의해서 패터닝하는 방법 등이 있다.
또, 패키지의 캡의 높이를 땜납 밀봉재로 조정하거나, 센싱부를 플립칩 실장하는 경우에는 범프의 높이를 조정하여 간극 조정을 행하는 경우가 있다. 이러한 경우에는 간극을 균일하게 형성하는 것이 어렵기 때문에, 예를 들면 도 10에 도시한 바와 같이, 미리 간극을 형성하기 위한 돌기(스페이서)(34)를 스토퍼의 단부에 형성하는 등의 방법이 유효하다. 또, 범프만으로 간극을 형성하는 경우에는 간극이 균일하게 되도록, 도 11에 도시한 바와 같이, 원하는 전기 접속 부분 뿐만 아니라 센싱부의 주위에 대략 균일하게 배치되도록 더미 범프를 형성하는 등의 방법이 유효하다.
도 12는, 본 발명의 자이로의 기본 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 도 12의 (a)는 센싱부, 도 12의 (b)는 이 센싱부를 패키지 내에 저장한 자이로의 개략을 나타내고 있다. 자이로와 가속도 센서에서 기본적인 구성에 차이는 없으므로 상세한 내용은 생략하지만, 센싱부의 기본 구성은 이미 설명한 관성 센서의 그것와 마찬가지이다.
센싱부는 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이 Y축을 중심으로 회전 가능하도록 패키지 내에 실장되고, 이 패키지 내에는 센싱부의 검출용 전극(35)과 구동용 전극(36)이 설치되어 있다.
[산업상 이용 가능성]
본 발명에 의해, 간이한 구조로 내충격성이 우수한 가속도 센서나 자이로 등의 관성 센서의 제공이 가능하게 된다.
본 발명은, 센싱부 근방에 MEMS 기술에 의해 미세 가공된 추 스토퍼를 설치하는 것으로 했으므로, 센서의 규정 감도 범위에 대응하는 변위량을 초과하여 추가 움직이는 경우에는 이 추 스토퍼에 의해서 그 움직임이 방해받게 되어, 우발적으로 큰 충격이 인가된 경우에도 빔이 크게 변형되거나 파손되거나 해서 센서로서 기능하지 못하게 되는 등의 문제를 회피하는 것이 가능하게 된다.

Claims (11)

  1. 가동부인 추(錘)가 빔에 의해 지지되는 센싱부 구성의 관성 센서로서,
    상기 추의 가동 범위를 제한하는 추 스토퍼를 구비하고,
    상기 추 스토퍼는, 상기 관성 센서용 기판의 일부가 MEMS 가공되어 상기 추의 근방에 해당 추와 소정의 클리어런스를 갖고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 관성 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추 스토퍼는, 상기 빔을 지지하는 틀부와 상기 추 사이의 간극부의 일부를 덮으면서 상기 틀부측으로부터 상기 추측으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 관성 센서.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 추 스토퍼의 일부 영역에 기둥형상부가 형성되어 강도 보강되어 있는 것을 특징으로 하는 관성 센서.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 추 스토퍼는 MEMS 가공된 Si로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 관성 센서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판은 SOI 기판이고,
    상기 추 스토퍼는 그 SOI 기판의 Si 부분을 MEMS 가공한 것인 것을 특징으로 하는 관성 센서.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 추 스토퍼는, 상기 관성 센서의 지지부 저면 혹은 패키지 캡 내면 중 적어도 한쪽에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 관성 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 추 스토퍼의 단부에 상기 관성 센서의 지지부 저면 혹은 패키지 캡 내면의 위치를 규정하는 스페이서를 구비하고, 그 스페이서에 의해 상기 클리어런스가 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 관성 센서.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 센싱부의 틀부에 범프를 구비하고, 그 범프에 의해 상기 클리어런스가 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 관성 센서.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 추 스토퍼의 상기 추의 대향면 혹은 상기 추의 상기 추 스토퍼의 대향면 중 적어도 한쪽에 요철부를 구비하고, 그 요철부에 의해 상기 클리어런스가 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 관성 센서.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 클리어런스는, 상기 관성 센서의 다이내믹 레인지에 대응하는 상기 추의 가동 범위 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 관성 센서.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 센싱부는 플립 칩 실장되어 패키지 내에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 관성 센서.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190019963A (ko) * 2016-05-26 2019-02-27 멤스 드라이브, 인크. Mems 액추에이터 구조의 충격 케이징 구조

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003901914A0 (en) * 2003-04-22 2003-05-08 Quantum Precision Instruments Pty Ltd Quantum tunnelling transducer device
JP2005283402A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Fujitsu Media Device Kk 慣性センサ
JP2006029827A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Fujitsu Media Device Kk 慣性センサ
JP2006125887A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Fujitsu Media Device Kk 加速度センサ
JP2006242692A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Oki Electric Ind Co Ltd 加速度センサチップ
JP4568202B2 (ja) * 2005-09-29 2010-10-27 Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 半導体装置
KR101076665B1 (ko) * 2005-11-25 2011-10-26 파나소닉 전공 주식회사 센서 장치 및 그 제조 방법
TW200733264A (en) * 2005-11-25 2007-09-01 Matsushita Electric Works Ltd Method of producing wafer-level package structure
EP3257809A1 (en) * 2005-11-25 2017-12-20 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Wafer level package structure and production method therefor
JP2007248147A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Oki Electric Ind Co Ltd 加速度センサの構造及びその製造方法
JP4897318B2 (ja) * 2006-03-16 2012-03-14 ラピスセミコンダクタ株式会社 ピエゾ抵抗素子及びその製造方法
JP4929918B2 (ja) * 2006-08-21 2012-05-09 パナソニック株式会社 複合センサ
JP4919750B2 (ja) 2006-09-27 2012-04-18 富士通株式会社 マイクロ構造体製造方法およびマイクロ構造体
US8516891B2 (en) * 2007-01-16 2013-08-27 Analog Devices, Inc. Multi-stage stopper system for MEMS devices
KR100868759B1 (ko) 2007-01-25 2008-11-17 삼성전기주식회사 멤스 디바이스 및 이의 제조방법
US8387531B2 (en) * 2007-02-28 2013-03-05 Tessera, Inc. Impact sensing switch
JP2009020001A (ja) * 2007-07-12 2009-01-29 Oki Electric Ind Co Ltd 加速度センサ
JP5253859B2 (ja) * 2008-03-28 2013-07-31 ラピスセミコンダクタ株式会社 加速度センサの構造及びその製造方法
JP2010107242A (ja) 2008-10-28 2010-05-13 Rohm Co Ltd Ｍｅｍｓセンサ
WO2010140468A1 (ja) 2009-06-03 2010-12-09 アルプス電気株式会社 物理量センサ
US8991253B2 (en) 2010-09-28 2015-03-31 Infineon Technologies Ag Microelectromechanical system
US9075078B2 (en) * 2010-09-28 2015-07-07 Infineon Technologies Ag Microelectromechanical accelerometer with wireless transmission capabilities
CN102005330B (zh) * 2010-12-15 2012-10-24 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种微惯性开关芯片及其制备方法
CN102175305B (zh) * 2011-01-24 2013-05-15 中北大学 一种单片集成三维矢量振动传感器
JP2013002938A (ja) * 2011-06-16 2013-01-07 Seiko Epson Corp センサーデバイス、およびその製造方法
US20130019678A1 (en) * 2011-07-22 2013-01-24 Lazaroff Dennis M Limiting travel of proof mass within frame of MEMS device
KR20130016607A (ko) * 2011-08-08 2013-02-18 삼성전기주식회사 관성센서 및 그 제조방법
JP6016228B2 (ja) * 2012-07-03 2016-10-26 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 センサデバイス
CN103675346B (zh) * 2012-09-21 2018-03-06 中国科学院地质与地球物理研究所 一种加速度计及其制造工艺
WO2014092040A1 (ja) * 2012-12-13 2014-06-19 株式会社村田製作所 角加速度センサおよび加速度センサ
JP6052302B2 (ja) * 2012-12-13 2016-12-27 株式会社村田製作所 角加速度センサおよび加速度センサ
JP6119518B2 (ja) 2013-02-12 2017-04-26 ソニー株式会社 センサ装置、入力装置及び電子機器
CN105190492B (zh) 2013-03-18 2019-09-27 索尼公司 传感器装置、输入装置和电子设备
WO2014194316A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Robert Bosch Gmbh Trapped membrane
TWI497079B (zh) * 2013-09-10 2015-08-21 Globalmems Co Ltd 具有耐摔保護功能的可動裝置
JP6142745B2 (ja) 2013-09-10 2017-06-07 ソニー株式会社 センサ装置、入力装置及び電子機器
KR20150049056A (ko) * 2013-10-29 2015-05-08 삼성전기주식회사 가속도 센서
KR102104061B1 (ko) * 2013-11-15 2020-04-23 삼성전자 주식회사 금속 패턴 및 압전 패턴을 포함하는 반도체 소자
US20150247879A1 (en) 2014-03-03 2015-09-03 Infineon Technologies Ag Acceleration sensor
JP2015190859A (ja) 2014-03-28 2015-11-02 ソニー株式会社 センサ装置、入力装置及び電子機器
WO2015151951A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 北陸電気工業株式会社 角速度センサ
CN103921171B (zh) * 2014-04-17 2016-04-06 西安交通大学 一种大量程压阻式高频响固定式四分量铣削力传感器
US9446940B2 (en) 2014-10-03 2016-09-20 Freescale Semiconductor, Inc. Stress isolation for MEMS device
US9837526B2 (en) 2014-12-08 2017-12-05 Nxp Usa, Inc. Semiconductor device wtih an interconnecting semiconductor electrode between first and second semiconductor electrodes and method of manufacture therefor
US9458008B1 (en) * 2015-03-16 2016-10-04 Freescale Semiconductor, Inc. Method of making a MEMS die having a MEMS device on a suspended structure
US10131535B2 (en) * 2015-05-22 2018-11-20 Honeywell International Inc. Monolithic fabrication of thermally isolated microelectromechanical system (MEMS) devices
JP6623634B2 (ja) 2015-09-15 2019-12-25 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体
JP6597099B2 (ja) 2015-09-15 2019-10-30 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体
US10348295B2 (en) 2015-11-19 2019-07-09 Nxp Usa, Inc. Packaged unidirectional power transistor and control circuit therefore
US10196259B2 (en) 2015-12-30 2019-02-05 Mems Drive, Inc. MEMS actuator structures resistant to shock
US10322925B2 (en) * 2015-12-30 2019-06-18 Mems Drive, Inc. Shock caging features for MEMS actuator structures
US10011476B1 (en) 2016-12-29 2018-07-03 Industrial Technology Research Institute MEMS apparatus having impact absorber
US11987494B2 (en) 2020-11-24 2024-05-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wire-bond damper for shock absorption

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2822486B2 (ja) 1989-09-27 1998-11-11 株式会社デンソー 感歪センサおよびその製造方法
US5473945A (en) * 1990-02-14 1995-12-12 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Micromechanical angular accelerometer with auxiliary linear accelerometer
US5221400A (en) * 1990-12-11 1993-06-22 Delco Electronics Corporation Method of making a microaccelerometer having low stress bonds and means for preventing excessive z-axis deflection
US5277064A (en) * 1992-04-08 1994-01-11 General Motors Corporation Thick film accelerometer
JPH08159779A (ja) * 1994-12-02 1996-06-21 Murata Mfg Co Ltd 振動ジャイロ
JPH08327656A (ja) * 1995-05-31 1996-12-13 Matsushita Electric Works Ltd 半導体加速度センサ
DE19526903B4 (de) * 1995-07-22 2005-03-10 Bosch Gmbh Robert Drehratensensor
DE19539049A1 (de) * 1995-10-20 1997-04-24 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung eines Coriolis-Drehratensensors
US6130464A (en) * 1997-09-08 2000-10-10 Roxburgh Ltd. Latching microaccelerometer
DE19817357B4 (de) * 1998-04-18 2008-10-30 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement
JP2000097709A (ja) 1998-09-21 2000-04-07 Murata Mfg Co Ltd 角速度センサ
JP2000187041A (ja) 1998-12-24 2000-07-04 Mitsubishi Electric Corp 容量式加速度センサ及びその製造方法
JP2000338124A (ja) * 1999-05-26 2000-12-08 Matsushita Electric Works Ltd 半導体加速度センサ
KR100363784B1 (ko) * 1999-05-31 2002-12-11 삼성전기주식회사 마이크로 자이로스코프
DE19930779B4 (de) * 1999-07-03 2010-05-06 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement
JP4216525B2 (ja) * 2002-05-13 2009-01-28 株式会社ワコー 加速度センサおよびその製造方法
JP2004085296A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Matsushita Electric Works Ltd 半導体加速度センサ
JP4518738B2 (ja) 2002-12-18 2010-08-04 Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 加速度センサ
EP1491901A1 (en) * 2003-06-25 2004-12-29 Matsushita Electric Works, Ltd. Semiconductor acceleration sensor and method of manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190019963A (ko) * 2016-05-26 2019-02-27 멤스 드라이브, 인크. Mems 액추에이터 구조의 충격 케이징 구조

Also Published As

Publication number Publication date
US7019231B2 (en) 2006-03-28
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