200825416 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於使用於汽車、飛機、家電製品、遊戲機 、機器人、安全系統等的加速度檢測用壓電電阻元件型加 速度感測器。 【先前技術】 加速度感測器是被使用於檢測汽車的安全氣囊作動用 的大衝擊力的用途，或檢測制動器控制系統等的車輛控制 用途的小加速度。在此些汽車用途中，爲了測定X軸方向 及/或Y軸方向的加速度，以1軸或2軸功能就足夠了。 最近，對於依攜帶終端機器或機器人，人體動作的檢測所 致的各種控制等的新用途方面進行著實用化。在此種新用 途上爲了檢測三維動作，被要求可測定X、Y、Z軸的加 速度的3軸加速度感測器。又，爲了檢測微小加速度，也 被要求具有高鑒別力，且小型又薄型者。 加速度感測器是以可撓部的動作變換成電性訊號的方 式，大致區分成壓電電阻元件型、靜電容量型、壓電型。 藉由用途，此些方式被分別使用，惟在靜止加速度的檢測 用途上被縮小爲壓電電阻元件與靜電容量型，此些兩種型 式是在矽基板藉由半導體技術或微機器技術，而因形成立 體性構造能一次就可大量地製造小型又高感度的加速度感 測器。尤其是，壓電電阻元件型的加速度感測器是構造及 製程的構築容易而小型、薄型，適用於低價格化。又，在 -5- 200825416 可撓部的構造大致區分成膜片型與梁（可撓胳膊）型。藉 由組合電性訊號的檢測方式與可撓部的構造，以及檢測軸 數，就可得到各種加速度感測器。 有關於具有可撓胳膊的壓電電阻元件型3軸加速度感 測器，有很多專利申請。在從專利文獻1至專利文獻6揭 示著秤砣的形狀，可撓胳膊的形狀，壓電電阻元件的配置 ，壓電電阻元件的連接，可撓胳膊與支撐框的接合部的形 狀等。在3軸加速度感測器，感測晶片與上部規制板以樹 脂等接著劑隔著所定間隔被接著於殼內。殼蓋以如金錫焊 料等接著劑被接著密封於殻上。在感測晶片，形成有具可 撓胳膊的3軸加速度感測器，而3軸加速度感測器是以成 對的矩形支撐框與秤砣的可撓胳膊所構成，秤砣爲以兩對 可撓胳膊被保持在支撐框的中央。在可撓胳膊上形成有壓 電電阻元件。在1對可撓胳膊形成有X軸壓電電阻元件與 Z軸壓電電阻元件，而在另1對可撓胳膊形成有Y軸壓電 電阻元件，以金屬配線施以連接。秤砣下面與殼內底面之 間隔，及秤砣上面與上部規制板之間隔，是如衝擊的過度 加速度施加於加速度感測器時，規制秤砣的動作而防止薄 可撓胳膊的破損。 具有膜片的3軸加速度感測器的膜片構造與壓電電阻 元件的配置，被揭示在從專利文獻7至專利文獻9。將作 爲可撓部作成圓形或多角形的膜片，以其外緣安裝於支撐 框，而在膜片內緣配置秤砣。當以外力使得秤砣變位，則 設於膜片的壓電電阻元件會變形而得到電性訊號。與梁型 -6- 200825416 3軸加速度感測器相比較，具有膜片的3軸加速度感測器 是具有壓電電阻元件的配置自由部還高的優點。以正方形 的支撐框，秤砣及膜片所構成，使得秤砣被保持在膜片的 中央。在膜片形成有壓電電阻元件（X軸壓電電阻元件、 Y軸壓電電阻元件及Z軸壓電電阻元件），而以金屬配線 施以連接。 當秤砣受到外力進行動作，則令可撓部變形。作爲壓 電電阻元件的電阻變化來測定可撓部的變形，可知外力的 方向與大小。但是，因壓電電阻元件的電阻變化微小，因 此在可撓部上每一各軸配置4個壓電電阻元件，以構成全 橋接電路，而作爲電壓變化檢測出微小的電阻變化。若構 成全橋接的4個壓電電阻元件的電阻相同，則没有來自橋 接的輸出。但是，實際上在4個壓電電阻元件間，藉由壓 電電阻元件的雜質濃度的參差不齊，元件尺寸的參差不齊 ，施加於元件的應力的不相同等各種要因，4個壓電電阻 元件的電阻不相同之故，因而在加速度也未施加且可撓部 未變形的狀態下，有橋接的輸出。將該輸出電壓稱爲補償 電壓。在加速度感測器設置修正電路，消去補償電壓而將 補償電壓作成大約零。 在規制板的效果確認試驗，當將過剩的衝擊施加於加 速度感測器，則即使在修正補償電壓的加速度感測器，也 會產生超過容許範圍的補償電壓。此爲藉由施加於加速度 感測器的過剩衝擊，使得可撓部相撞於上部規制板而令設 於可撓部的金屬配線的一部份變形所致。因金屬配線變形 200825416 ，因此電阻變化而發生補償電壓者。 爲了在不變更耗電或耐衝擊性而提高檢測感度，在專 利文獻1 〇提案著分割壓電電阻元件成複數條的情形。例 如將壓電電阻元件分成兩半而藉由串聯地連繫作成相同寬 的兩條壓電電阻元件，可作成與1條壓電電阻元件的情形 相同的電阻。將一半長度的兩條壓電副電阻元件相鄰配置 於可撓部應力集中部，即使可撓部的變形相同也可提高檢 測感度。即使分割壓電電阻元件成複數個，因電阻未變更 ，因此耗電也未變更而可提高檢測感度。但是，因進行分 割而會增加連接此些的金屬配線數量之故，因而金屬配線 與上部規制板相撞而變形，也會增加發生補償電壓。 即使可撓部相撞於上部規制板也不會令金屬配線變形 ，以如氧化鋁或氧化矽等硬的電性絕緣膜厚厚地被覆金屬 配線。但是，若厚厚地覆蓋此種膜，則可撓部的變形程度 有所變化。可撓部是以矽所構成，以具有與電性絕緣膜或 金屬配線不相同熱脹係數的材料所形成。因構成材料的熱 脹係數不相同，因此施加於壓電電阻元件的應力有變化， 成爲補償電壓的一發生原因。又，以硬電性絕緣膜厚厚地 覆蓋金屬配線時，則更增大補償電壓。 專利文獻1:日本特開2003-172745號公報 專利文獻2:日本特開2003-279592號公報 專利文獻3:日本特開2004-184373號公報 專利文獻4 :日本特開2006-098323號公報 專利文獻5:日本特開2006-098321號公報 200825416 專利文獻6 : WO 2005/062060A1公報 專利文獻7:日本特開平3_2535號公報 專利文獻8:日本特開平6-174571號公報 專利文獻9 :日本特開平7- 1 9 1 053號公報 專利文獻1〇:日本特開2006-098321號公報 【發明內容】 本發明是用以解決上述問題而創作者，其目的是在於 提供即使在修正補償電壓後施加速度衝擊，也不會發生補 償電壓的小型又薄型的3軸加速度感測器。 本發明的加速度感測器，其特徵爲： 具有： 位於中央的秤砣；及 從评5它隔著所定間隔而包圍著秤5它的支撐框；及 連結秤砣上部與支撐部上部而懸掛秤砣的可撓部；及 形成於可撓部內的可撓部上面附近的複數壓電電阻元 件；及 設於支撐框上面的感測器端子；及 連結壓電電阻元件間及壓電電阻元件與感測器端子間 的金屬配線， 設於金屬配線的可撓部的部份爲設於形成在可撓部上 面的呈矩形或倒台形斷面的溝內，而設於形成在可撓部上 面的溝內的金屬配線上面爲形成比可撓部上面還低。 在本發明的上述加速度感測器中，秤砣上面所具有的 -9 - 200825416 金屬配線。爲設於形成在秤砣上面的呈矩 的溝內，而設於形成在秤砣上面的溝內的 形成比可撓部上面還低較佳。 在本發明的上述加速度感測器中，比 件中設於支撐框側的壓電電阻元件的支撐 秤砣側的金屬配線部份的上面比可撓部上 在本發明的上述加速度感測器中，設 上面的溝內的金屬配線上面比可撓部上面 0.5 μηι較佳。又，設於形成在秤砣上面的 的上面至少比秤砣上面還低〇·〇5μιη較佳。 在本發明的上述加速度感測器中，可 覆蓋電性絕緣層所構成，該電性絕緣層覆 位於可撓部上面的溝的兩內側壁與底面較 成在矽層上面。或是，形成於可撓部上面 積層於砂層上面的電性絕緣層。 在本發明的上述加速度感測器中，秤 蓋矽層上面的電性絕緣層，該電性絕緣層 上面的溝的兩內側壁與底面較佳。該溝爲 面。或是，形成於秤砣上面的溝爲可形成 面的電性絕緣層。 在本發明的上述加速度感測器中，形 的溝爲從可撓部上面朝秤砣上面與支撐框 在該溝的秤砣上面或支撐框上面的部份可 線。 形或倒台形斷面 金屬配線上面爲 複數壓電電阻元 框側的端還位於 面還低較佳。 於形成在可撓部 還低0.05μηι至 溝內的金屬配線 撓部是由矽層或 蓋可撓部上面及 佳。該溝爲可形 的溝爲可形成在 砣具有矽層與覆 爲覆蓋位於秤砣 可形成於矽層上 於積層在矽層上 成於可撓部上面 上面延伸較佳。 設有複數金屬配 -10- 200825416 在本發明的上述加速度感測器中，可撓部爲連結秤砣 上部與支撐框上部的複數可撓胳膊所構成， 複數可撓胳膊分別爲： 具有形成於可撓部上面的至少一個上述溝， 由矽層，及覆蓋矽層上面的電性絕緣層所構成，該電 性絕緣層爲覆蓋可撓胳膊上面及上述溝的兩內側壁與底面 5 有關於朝可撓胳膊長度方向延伸的中心線在構造上對 稱較佳。各該可撓胳膊至少具有兩個上述溝，壓電電阻元 件爲可設於溝間的矽層上面。 在本發明的加速度感測器中，設於連結秤砣與支撐框 的可撓部上面的金屬配線進到形成於可撓部上面的溝內， 金屬配線上面比可撓部上面還低之故，因而過剩的加速度 或衝擊作用於加速度感測器之際，金屬配線爲不會與上部 規制板部相撞。爲了此，不會使得金屬配線變形，而在加 速度感測器不會重新發生補償電壓。 【實施方式】 以下，一面參照圖式一面依據實施例詳述本發明的加 速度感測器。 (實施例1 ) 參照第1圖至第1 2圖來說明具有本發明的實施例1 的加速度感測器的加速度感測器裝置。第1圖是表示本發 -11 - 200825416 明的實施例1的加速度感測器裝置的分解立體圖，第2圖 是表示使用於實施例1的加速度感測器裝置的加速度感測 器的俯視圖，第3圖是表示加速度感測器朝X軸方向延伸 的一支可撓胳膊的擴大俯視圖，第4圖是表示加速度感測 器朝Y軸方向延伸的一支可撓胳膊的擴大俯視圖，第5圖 是表示第2圖的V-V線的擴大斷面圖，第6圖是表示第2 圖的VI-VI線的擴大斷面圖，第7圖是表示第2圖的VII-VII線的擴大斷面圖，第8圖是表示第2圖的IIX-IIX線 的擴大斷面圖，第9圖是表示第2圖的IX-IX線的擴大斷 面圖，第1 0圖是表示用以說明第2圖的加速度感測器的 配線的俯視圖，第1 1圖是表示用以說明第1 〇圖的X軸壓 電電阻元件（Y軸壓電電阻元件）的全橋接電路的圖式， 又，第12圖是表示用以說明第10圖的Z軸壓電電阻元件 的全橋接電路的圖式。 在第1圖的加速度感測器裝置中，加速度感測器1 00 是在殼80內位於殼內底面84上有加速度感測器100的支 撐框3 0的底，從內底面84經由小間隙被接著於內底面84 上，而殼內底面84與加速度感測器1〇〇的秤砣1〇〇之間 具有小間隙。加速度感測器1 〇〇的感測器端子1 2t、1 11、 13t、3 1t、33t、23t、21t、14t分別以導線70被連接於殼 8 0的端子8 6，殼的端子8 6在殼內部被連接於殻的外部端 子8 8，將測定用電壓從外部端子8 8施加於加速度感測器 1 00的壓電電阻元件，或是從外部端子88取出加速度感測 器100的輸出。在加速度感測器100上覆蓋其全面般地令 -12- 200825416 上部規制板6 0與加速度感測器〗〇 〇之間經由小間隙安裝 著上部規制板6 0，以防止秤砣1 〇的過剩振動或動作。加 速度施加於秤砣1 0之際，其加速度在某一範圍內時，秤 砣1 〇會振動或動作，惟即使施加過剩的加速度，秤砣也 不會振動與上部規制板60之間及與殻內底面84間的小間 隙以上。在殻80上安裝有殻蓋90。 加速度感測器1 00是在中央具有秤砣1 0，及自秤砣隔 著所定間隔具有包圍秤砣1 0的支撐框3 0，以及具有連結 秤砣1 〇上部與支撐框上部而懸掛秤砣的可撓部。在該實 施例中，作爲可撓部具有4支可撓胳膊21、21’、22、22’ 。加速度感測器100是形成SOI層的矽單晶基板，亦即以 SOI晶圓所製作。SOI是指Silicon On Insulator的簡稱。 在此例中，在厚約4 1 0 μηι的S i晶圓上形成作爲蝕刻止子 的薄（例如大約Ιμηι) Si02絕緣層，而在其上面將形成厚 約6 μηι的N型矽單結晶層的晶圓使用作爲基板。在作成 支撐框3 0大小的正方形矽單晶基板開設4個L狀貫通孔 150，形成中央的秤砣10與在其周圍的支撐框30及跨越 此些間的可撓胳膊21、21’、22、22’，而得可撓胳膊部份 作成較薄。 加速度感測器1 〇〇是對應於兩支正交的檢測軸（X軸 與Υ軸）及垂直於加速度感測器上面的檢測軸（Ζ軸）， 在可撓胳膊上將壓電電阻元件分別具有於各軸。亦即，在 朝X軸方向延伸的可撓胳膊21、21’上設有壓電電阻元件 XI、Χ2、Χ3、Χ4以檢測X軸方向的加速度。在朝Υ軸方 -13- 200825416 向延伸的可撓胳膊22、22 f上設有壓電電阻元1 Y3、Y4以檢測Y軸方向的加速度。在朝X軺 可撓胳膊21、21’上又設有壓電電阻元件Z1、 以檢測Z軸方向的加速度。在此例中，以設 21、21’上的壓電電阻元件來檢測Z軸方向的 也可將檢測Z軸方向的加速度的元件設於可; 22»上。檢測各軸方向的加速度的壓電電阻元件 表示於第1 1圖或第1 2圖的全橋接檢測電路。
在該實施例的加速度感測器1 〇〇中，分SL 阻元件 XI、.........、X4、Y1、.........、Y4、2 Z4而以壓電副電阻元件X 1 a、X 1 b、.........、
Yla、Ylb、.........Y4a、Y4b、Zla、Zlb、... Z4b所構成，連結秤砣10與支撐框30的可撓 度施加於秤砣時在接近於秤砣1 〇或支撐框3 0 較大，而爲了提高對於加速度的感度，令各壓 設在可撓胳膊與秤砣之境界附近或是可撓胳膊 境界附近的可撓胳膊上的變形大的部份。將其 第2圖、第3圖、第4圖及第10圖。各壓電 是將硼以濃度1〜3xl018原子/cm3打入在構成 矽層所形成。連結構成各壓電電阻元件的兩個 元件的可撓胳膊中央側端子間形成有高濃度擴 X2c、X3c、X4c、Ylc、Y2c、Y3c、Y4c、Zlc 、Z4c。此些高濃度擴散層是以比壓電電阻元 例如1〜3χ1021原子/cm3打入硼所形成。壓電 牛 Yl、Y2、 丨方面延伸的 Z2 、 Z3 、 Z4 在可撓胳膊 加速度，惟 曉胳膊22、 :是構成分別 [分割壓電電 :1、.........、 X4a、X4b、 ......、Z 4 a、 胳膊是加速 的部位變形 電電阻元件 與支撐框之 配置表示於 副電阻元件 可撓胳膊的 壓電副電阻 散層X 1 c、 、Z2c 、 Z3c 件還高濃度 電阻元件與 -14- 200825416 高濃度擴散層是將硼擴散到矽層所形成之故，因而此些是 與可撓胳膊的其他部份在機械性質上完全相同。以高濃度 擴散層Xlc、.........Z4c所連結的兩個壓電副電阻元件XI a 與Xlb、.........、Z4a與Z4b構成壓電電阻元件XI、......... 、Z4，X軸的壓電電阻元件XI、X2、X3、X4爲構成表示 於第1 1圖的全橋接檢測電路，將測定用直流電壓Vcc施 加於其感測器端子12t與14t間而從感測器端子lit與13t 間取出橋接輸出Vout。Y軸的壓電電阻元件Yl、Y2、Y3 、Y4爲構成表示於第1 1圖的全橋接檢測電路，將測定用 直流電壓Vcc施加於其感測器端子12t與14t間而從感測 器端子21t與23t間取出橋接輸出Vout。Z軸的壓電電阻 元件Zl、Z2、Z3、Z4爲構成表示於第12圖的全橋接檢 測電路，將測定用直流電壓Vcc施加於其感測器端子1 2t 與14t間而從感測器端子31t與33t間取出橋接輸出Vout 。將X軸的壓電副電阻元件，Y軸的壓電副電阻元件及Z 軸的壓電副電阻元件 1 It、12t、13t、14t、21t、23t、31t 、3 3t給在加速度感測器100上面的俯視圖表示於第10圖 ，在第1 1圖與第1 2圖的各感測器端子爲對應於表示於第 1 0圖的各感測器端子。連結此些壓電電阻元件的端子間及 壓電電阻元件的端子與感測器端子間爲鋁等的金屬配線25 〇 在第2圖表示與第10圖相似的圖式，惟在第2圖畫 成金屬配線25在可撓胳膊21、2Γ、22、22’上而放在形 成於可撓胳膊21、2Γ、22、22’的溝26中。又，金屬配 -15- 200825416 線25爲在支撐框30上面而放在形成於支撐框30上面的 溝3 6中，放在秤砣1 0上而形成於秤砣1 0上面的溝1 6中 。又，第10圖是表示與第2圖相同的構造，惟在第10圖 中，爲了表示壓電副電阻元件的參照符號，省略了溝1 6、 26、36的圖示。在第3圖與第4圖分別表示第2圖的可撓 胳膊21與可撓胳膊22的擴大俯視圖，第5圖至第9圖分 別表示第2圖的V-V線、VI-VI線、Vn-VII線、IIX-IIX 線及IX-IX線的擴大斷面圖。由此些斷面圖可知，在此， 溝26、36的斷面形狀爲矩形。惟可作成溝的上部爲打開 的倒台形。又，未表示秤砣1 〇的斷面圖，惟位於秤砣1 〇 上面的溝1 6的斷面形狀成爲矩形。也可作成溝1 6的上部 爲打開的倒台形。 如第5圖至第7圖的斷面圖所示地，在構成可撓胳膊 21的矽層24 (包含表示於第5圖的壓電電阻元件Zla、 Xla、Xlb、Zlb及表示於第6圖的高濃度擴散層Zlc)的 周圍形成有二氧化矽的電性絕緣層2 8。構成可撓胳膊的單 晶矽一般是N型或P型，電阻爲小到1〜100 Ω · cm之故 ，因而在設置金屬配線25的溝26的底與側壁形成電性絕 緣層28，須從矽層24絕緣金屬配線25。在此，電性絕緣 層28爲厚Ο.ΐμπι，惟可作成厚〇·〇2〜0·8μηι。在溝26中， 設置以濺鍍所形成的鋁的金屬配線2 5。在壓電副電阻元件 與金屬配線2 5之連接部，例如在第3圖的壓電副電阻元 件X 1 a的左端於須連接的壓電副電阻元件端的上面的電性 絕緣層28開設通孔’以濺鍍形成鋁的金屬配線25，就可 -16- 200825416 例 28 28 厚 爲 〇 絕 成 撓 60 在 惟 胳 被 所 明 若 寬 由 性 因 爲 確保金屬配線25與壓電副電阻元件之連接。在該實施 中，溝26的底寬爲4μιη，深度爲〇.3μιη。電性絕緣層 也形成於可撓胳膊2 1的矽層24上面，來自電性絕緣層 上面的溝26的深度0.3μιη。在溝26中形成有寬3μηι， 度0.2μιη的金屬配線25之故，因而金屬配線25上面成 從位於可撓胳膊21上面的電性絕緣層28上面低0·1 μιη 在本發明中，金屬配線2 5上面成爲從可撓胳膊的電性 緣層28上面至少低0.05μιη較佳。金屬配線25上面若 爲可撓胳膊的電性絕緣層28上面至少低〇.〇5 μιη，則可 胳膊變形時，使得金屬配線25不會接觸到上部規制板 。即使金屬配線25上面成爲從可撓胳膊上面低多少， 防止金屬配線25與上部規制板60的接觸上没有問題， 欲作成低，必須加深溝26的深度。如此，將來自可撓 膊上面的金屬配線25上面的深度作成0.5 μιη以內較佳。 溝26的深度爲在此實施例爲0.3μιη。可撓胳膊爲 積層於Si02層上的厚6μηι的Ν型矽單晶層，亦即矽層 形成。溝深對於可撓胳膊厚度的比率爲約5%。在本發 中，溝深對於可撓胳膊厚度的比率爲1.5%以下較佳。 該比率爲超過1 5%，則會降低可撓胳膊強度。 又，如上所述地，在底寬度4μιη的溝26形成有 3 μιη的金屬配線2 5。在金屬配線與溝的側壁接觸，則藉 溫度變化有應力產生於金屬配線，又在溝的底角隅的電 絕緣層的薄部份成爲設有金屬配線而避開此較佳之故， 而在本發明中，溝的底寬度對於金屬配線寬的比率 -17- 200825416 1 1 ο %以上較佳。 如第6圖的斷面圖所示地，溝26橫跨形成高濃度擴 散層Ζ 1 c，惟來自形成於矽層2 4的高濃度擴散層Ζ 1 c的 可撓胳膊上面的深度爲溝26的深度，例如比0·3 μιη還大 的1〜1.5 μιη，藉由溝26不會被切斷高濃度擴散層Zlc。又 ，在高濃度擴散層Z1 c與金屬配線25之間設有電性絕緣 層28之故，因而確保此些之間的電性絕緣。 如第4圖與第8圖所示地，在Y軸方向的可撓胳膊 22設有兩個壓電電阻元件Yl、Y2 (作爲壓電副電阻元件 爲Yla、Ylb、Y2a、Y2b )與兩條金屬配線25。圖示可撓 胳膊22的第4圖與第8圖，是除掉圖示X軸方向的可撓 胳膊2 1的第3圖與第5圖及壓電副電阻元件數與金屬配 線的數作成相同構造之故，因而省略說明。 在加速度感測器1〇〇的中央的秤砣1〇，是Si 02絕緣 層與N型矽單晶層（矽層）被積層於Si晶圓上的SOI晶 圓所構成。在矽層上面形成有電性絕緣層。如第2圖、第 3圖、第4圖及第1 0圖所示地，可撓胳膊上的金屬配線朝 秤砣1 0上面延伸，而在秤砣1 〇上面以金屬配線及或高濃 度擴散層所連接。沿著秤砣1 〇上的金屬配線的部份形成 有溝1 6，而金屬配線25設於其中。在該實施例中，溝形 成在秤砣上的矽層。電性絕緣層設於溝1 6的兩內側壁與 底面，俾電性絕緣金屬配線與矽層之間。當加速度作用於 加速度感測器時，則加速度感測器1 〇〇的秤砣1 0上面與 上部規制板相撞的可能性最高。如此，秤砣上面的金屬配 -18- 200825416 線上面爲從坪5它上面變低。與可撓胳膊上面者同樣地，在 秤砣上面，金屬配線上面也從秤砣的電性絕緣層上面至少 低0.0 5 μ m較佳。 在將金屬配線25拉到支撐框3 0的上面部份，如第9 圖表示支撐框斷面地，視需要，可設置收容複數金屬配線 2 5的寬廣的溝3 6。又，如圖示於第3圖至第8圖的可撓 胳膊21、22所示地，各可撓胳膊是有關於朝其長度方向 延伸的中心線CL作成對稱的構造。由第3圖的金屬配線 2 5的配置也可瞭解，作爲電性配線以第一上面的金屬配線 與第二上面中的任一條就充分，惟爲了有關於中心線CL 作成對稱金屬配線與第二上面中的任一條就充分，惟爲了 有關於中心線CL作成對稱構造，分別將兩條金屬配線配 置於中心線CL的兩側。針對於第2圖的右側的可撓胳膊 2 1 ’也同樣。 在此所說明的實施例1的加速度感測器1 〇〇，是秤砣 上及可撓胳膊上的金屬配線設在形成於秤砣或可撓胳膊的 溝內，而設在溝內的金屬配線上面成爲比秤砣上面及可撓 胳膊上面還低之故，因而過剩的加速度或衝擊作用於加速 度感測器，即使令秤砣與可撓胳膊激烈地相撞於上部規制 板，也不會在金屬配線產生變形，不會發生補償電壓。 (實施例2 ) 參照第1 3圖與第14圖，來說明本發明的實施例2的 加速度感測器。實施例2的加速度感測器是代表在實施例 -19- 200825416 1的加速度感測器100的Y軸方向的可撓胳膊22、22’， 具有表示於第13圖與第14圖的Υ軸方向的可撓胳膊23 、23’。表示於第13圖的兩支可撓胳膊23、23’是在沿著 其中心線CL的溝26內配置金屬配線25c、25c’，使得壓 電副電阻元件 Y 1 a的支撐框側的端子經過沿著可撓胳膊 23的中心線CL的金屬配線25c而被引導至沿著可撓胳膊 2 3 ’的中心線的金屬配線2 5 ’，又被連結於形成在相反側的 支撐框30的感測器端子21t。可撓胳膊23的右側金屬配 線25d是虛擬，而被開放其一端。形成於兩支可撓胳膊23 、23’的溝26，金屬配線25、25c、25c’、25d有關於可撓 胳膊23、23’的中心線CL形成對稱。在實施例1中，爲從 壓電副電阻元件Y 1 a的支撐框側的端子被拉出的金屬配線 在支撐框3 0上繞加速度感測器的加速度感測器周圍半圈 而被連結於感測器端子2 11，惟在實施例2中，爲從壓電 副電阻元件Y 1 a的支撐框側的端子被拉出的金屬配線，經 朝Y軸方向延伸的兩支可撓胳膊23、23’上而被連結於感 測器端子2 11。 (實施例3 ) 實施例3的加速度感測器的外觀是與表示於第1圖者 相同者之故，因而參照第1圖來說明其加速度感測器。在 實施例3的加速度感測器中，在矽層24上面具有厚 G · 8 μιη的二氧化矽的電性絕緣層2 8 ^而在電性絕緣層2 8， 形成有溝26’。在第1 5圖表示朝其加速度感測器的Y軸方 -20- 200825416 向延伸的可撓胳膊21”的斷面圖。溝26’是形成底寬爲6μηι ，深度爲〇.4μιη的倒台形’而在其內設有寬度Sf1111’厚度 0.1 5 μηι的金屬配線2 5。金屬配線2 5的上面爲成爲從電性 絕緣層28,上面低〇·25μιη。在溝26’的底’也在與矽層24 之間具有厚0.4 μιη的電性絕緣層2 8’之故，因而與金屬配 線25及矽層24施以電性絕緣。壓電副電阻元件Υ1 a、 Y 1 b形成在矽層24的上面附近，惟壓電副電阻元件Y 1 a、 Ylb上也覆蓋著電性絕緣層28’。在秤砣上面與可撓胳膊 2 1 π同樣地形成有厚〇 · 8 μιη的二氧化矽的電性絕緣層2 8 ^ 而在電性絕緣層2 8 ’形成有溝’在其溝內設有金屬配線。 秤砣上面的金屬配線上面爲成爲從電性絕緣層上層低 0.2 5 μιη ° 將第15圖的XVI-XVI線的縱斷面圖表示於第16圖’ 而將其XVII-XVII線的縱斷面圖表示於第1 7圖。如第1 6 圖所示地，在壓電副電阻元件Υ 1 a的支撐框3 0側的端， 通孔開設於位在壓電副電阻元件 Y 1 a上部的電性絕緣層 28’，而形成於電性絕緣層28’的溝26’內的金屬配線25的 底的一部份經由通孔連接於壓電副電阻元件Y 1 a的端。在 該圖所示地，金屬配線2 5上面爲在壓電副電阻元件Y 1 a 的支撐框30側的端成爲比電性絕緣層28’上面還低，而在 支撐框30的中央側成爲與電性絕緣層28’上面相同位準。 秤砣與可撓胳膊是藉由自外部作用的加速度會變位，惟支 撐框30是不會變位之故，因而在支撐框30之處，金屬配 線25的上面爲支撐框30上而與電性絕緣層28’上面相同 -21 - 200825416 位置，金屬配線2 5也不會與上部規制板相撞。第1 7圖是 表示中央的金屬配線25c的縱斷面圖，表示連結兩個壓電 副電阻元件Y 1 a與Y 1 b間的高濃度擴散層Y 1 c與金屬配 線2 5 c之間介裝著電性絕緣層2 8 ’的情形。 (實施例4 ) 在第1 8圖以俯視圖表示實施例4的加速度感測器400 。加速度感測器400是具有膜片29作爲可撓部，而將秤 砣1 〇以膜片2 9保持在支撐框3 0的中央。代替可撓胳膊 ，即使具有膜片29的加速度感測器400作爲可撓部，也 與實施例1的加速度感測器1 〇 〇同樣地動作之故，因而省 略詳細說明。 (實施例5 ) 具備實施例1的加速度感測器的加速度感測器裝置 1 00個，及製作具備在加速度感測器上面没有溝及在秤砣 上面與可撓胳膊上面設有金屬配線的習知加速度感測器的 加速度感測器裝置1 〇〇個，針對於此些試料，進行（a ) 補償電壓的測定（未施加加速度的狀態的輸出電壓的測定 )，（b )施加衝擊，之後（c )進行補償電壓的測定。在 施加衝擊後的補償電壓的測定，補償電壓比當初之値變化 ± 1 0%以上的試料是分解來調查金屬配線的樣子。補償電壓 的變化爲不足±1〇%的試料是重複進行50次施加衝擊與補 償電壓的測定。在衝擊試驗，爲將加速度感測器裝置固定 -22- 200825416 在厚2mm的鐵製工模，將它從lm高度自由掉落在厚 100mm的木板上，施以1 500〜2000G的衝擊。將衝擊方向 作爲加速度感測器的Z軸方向。 在實施例1的加速度感測器裝置，藉由重複50次衝 擊試驗，補償電壓也没有變化± 1 〇 %以上者。但是’在習知 的加速度感測器裝置中有6個超過± 1 0%補償電壓的變動。 分解此些6個加速度感測器裝置加以調查，都是金屬配線 的一部份有變形。其中5個爲在接近於可撓胳膊上的秤砣 有金屬配線變形，而剩下1個爲秤砣上的金屬配線有變形 。由該結果，即使在本發明的加速度感測器施加過剩的衝 擊，也不會產生金屬配線的變形，而可確認可防止補償電 壓的發生。 製作在實施例1的加速度感測器使用1C晶片作爲上 部規制板的加速度感測器裝置1 〇〇個，而評價施加過剩加 速度時是否產生封閉（latch up )現象。進行與以上同樣 的衝擊試驗，測定輸出來觀察有無封閉現象。即使藉由重 複1 〇次衝擊試驗，也不會產生封閉現象。由此可知在本 發明的加速度感測器中，因金屬配線作成未接觸於上部規 制板的構造，因此不僅可防止利用金屬配線的變形所發生 的補償電壓，也可防止產生封閉現象。 使用壓電電阻元件來檢測加速度的加速度感測器，是 廣泛地使用於汽車、飛機、家電機器、產業機器等。在加 速度未作用於加速度感測器時也輸出某些輸出。若其輸出 補償電壓一定，則使用補償電路可加以取消。但是，在過 -23- 200825416 剩衝擊作用於加速度感測器之際，有補償電壓變動的情形 。在本發明的加速度感測器中，將秤砣或可撓部上的金屬 配線放進溝或形成於可撓部上的溝，即使秤砣相撞於上部 規制板，也作成金屬配線不會相撞於上部規制板的構造之 故，因而可防止補償電壓的變動。構成此種構造的加速度 感測器是在產業界上所期待者。 【圖式簡單說明】 第1圖是表示具有本發明的實施例1的加速度感測器 的加速度感測器裝置的分解立體圖。 第2圖是表示實施例1的加速度感測器的俯視圖。 第3圖是表示朝實施例1的加速度感測器的X軸方向 延伸的可撓胳膊中的1支可撓胳膊的擴大俯視圖。 第4圖是表示朝實施例1的加速度感測器的Y軸方向 延伸的可撓胳膊中的1支可撓胳膊的擴大俯視圖。 第5圖是表示第2圖的V-V線的擴大斷面圖。 第6圖是表示第2圖的VI-VI線的擴大斷面圖。 第7圖是表示第2圖的VII-VII線的擴大斷面圖。 第8圖是表示第2圖的IIX-IIX線的擴大斷面圖。 第9圖是表示第2圖的IX-IX線的擴大斷面圖。 第1 0圖是表示說明實施例1的加速度感測器的配線 的俯視圖。 第11圖是表示說明第10圖的X軸壓電電阻元件（Y 軸壓電電阻元件）的全橋接電路的圖式。 -24- 200825416 第12圖是表示說明第10圖的Z軸壓電電阻元件的全 橋接電路的圖式。 第1 3圖是表示朝實施例2的加速度感測器的Y軸方 向延伸的兩支可撓胳膊的擴大俯視圖。 第14圖是表示第13圖的XIV-XIV線的擴大俯視圖。 第1 5圖是表示朝實施例3的加速度感測器的Y軸方 向延伸的可撓胳膊的擴大斷面圖。 第16圖是表示第15圖的XVI-XVI線的縱斷面圖。 第17圖是表示第15圖的XVII-XVII線的縱斷面圖。 第1 8圖是表示實施例4的加速度感測器的俯視圖。 【主要元件符號說明】 1 0 :秤砣 lit、 12t、 13t、 14t、 21t、 23t、 31t、 33t ：感測器元 件 16、 26、 26，、 36:溝 21、21’、21·’、22、22’、23、23’：可撓胳膊 24 :矽層 25、25c、25d、25d:金屬配線 28、28’ ：電性絕緣層 29 :膜片 3 〇 :支撐框 XI 、 X2 、 X3 、 X4 、 Yl 、 Y2 、 Y3 、 Y4 、 Zl 、 Z2 、 Z3 、Z4 :壓電電阻元件 -25-