JP2003270263A - 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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- JP2003270263A JP2003270263A JP2002075901A JP2002075901A JP2003270263A JP 2003270263 A JP2003270263 A JP 2003270263A JP 2002075901 A JP2002075901 A JP 2002075901A JP 2002075901 A JP2002075901 A JP 2002075901A JP 2003270263 A JP2003270263 A JP 2003270263A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 線膨張係数の差に起因する熱応力がセンサチ
ップに与える影響を緩和することにより、温度特性を向
上させる半導体加速度センサを提供すること。 【解決手段】 半導体基板からなるフレーム１１の内方
に突設してピエゾ抵抗素子１５を有する薄肉状の梁部１
２と、梁部１２により吊り下げ支持された錘部１４とか
らなるセンサチップ１と、支持部４を介してセンサチッ
プ１の表面と所定の間隔を有してフレーム１１に固着さ
れた上下ストッパ２，３とを備えた半導体加速度セン
サ。支持部４をフレーム１１の四隅以外の部分と接合さ
せるとともに、加速度センサの中心と隣り合う支持部４
とのなす角が９０°である半導体加速度センサ。
ップに与える影響を緩和することにより、温度特性を向
上させる半導体加速度センサを提供すること。 【解決手段】 半導体基板からなるフレーム１１の内方
に突設してピエゾ抵抗素子１５を有する薄肉状の梁部１
２と、梁部１２により吊り下げ支持された錘部１４とか
らなるセンサチップ１と、支持部４を介してセンサチッ
プ１の表面と所定の間隔を有してフレーム１１に固着さ
れた上下ストッパ２，３とを備えた半導体加速度セン
サ。支持部４をフレーム１１の四隅以外の部分と接合さ
せるとともに、加速度センサの中心と隣り合う支持部４
とのなす角が９０°である半導体加速度センサ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピエゾ抵抗素子を
利用した半導体加速度センサに関するものである。
利用した半導体加速度センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の加速度センサとして、特開２０
００−３０４７６２に示されているものを図４に示す。
このものは、シリコンからなる厚肉状のフレーム１０１
の各辺から内方に向かって薄肉状の梁部１０２，１０
２，１０２，１０２が突設されている。また、梁部１０
２，１０２，１０２，１０２の先端には厚肉状の錘部１
０３が一体形成されており、作用する加速度に応じて錘
部１０３の位置が変位するように支持されている。ま
た、フレーム１０１の上下面にはガラスにより形成され
た上ストッパ１０４及び下ストッパ１０５が設けられて
いる。この上ストッパ１０４及び下ストッパ１０５（又
はどちらか一方でもよい）は、略四角形をなす中央部１
０４ａと、その四隅から対角線の延長方向（中央部１０
４ａの外方）へ伸びる軸１０４ｂ，１０４ｂ，１０４
ｂ，１０４ｂと、軸１０４ｂ，１０４ｂ，１０４ｂ，１
０４ｂの先端に一体形成されてフレーム１０１方向に突
出した略四角状の支持部１０４ｃ，１０４ｃ，１０４
ｃ，１０４ｃとから構成されている。そして、支持部１
０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃの先端とフレー
ム１０１とを接合することにより、上ストッパ１０４及
び下ストッパ１０５をフレーム１０１の面上に所定の間
隔を有して固着している。
００−３０４７６２に示されているものを図４に示す。
このものは、シリコンからなる厚肉状のフレーム１０１
の各辺から内方に向かって薄肉状の梁部１０２，１０
２，１０２，１０２が突設されている。また、梁部１０
２，１０２，１０２，１０２の先端には厚肉状の錘部１
０３が一体形成されており、作用する加速度に応じて錘
部１０３の位置が変位するように支持されている。ま
た、フレーム１０１の上下面にはガラスにより形成され
た上ストッパ１０４及び下ストッパ１０５が設けられて
いる。この上ストッパ１０４及び下ストッパ１０５（又
はどちらか一方でもよい）は、略四角形をなす中央部１
０４ａと、その四隅から対角線の延長方向（中央部１０
４ａの外方）へ伸びる軸１０４ｂ，１０４ｂ，１０４
ｂ，１０４ｂと、軸１０４ｂ，１０４ｂ，１０４ｂ，１
０４ｂの先端に一体形成されてフレーム１０１方向に突
出した略四角状の支持部１０４ｃ，１０４ｃ，１０４
ｃ，１０４ｃとから構成されている。そして、支持部１
０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃの先端とフレー
ム１０１とを接合することにより、上ストッパ１０４及
び下ストッパ１０５をフレーム１０１の面上に所定の間
隔を有して固着している。
【０００３】したがって、上記構成の加速度センサによ
れば、上ストッパ１０４及び下ストッパ１０５を４つの
支持部１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃを介し
てフレーム１０１の面上に接合することにより、接合面
積を減少させることができ、フレーム１０１及び上スト
ッパ１０４及び下ストッパ１０５の線膨張係数の違いで
発生する熱応力を低減することが可能となるのである。
れば、上ストッパ１０４及び下ストッパ１０５を４つの
支持部１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃを介し
てフレーム１０１の面上に接合することにより、接合面
積を減少させることができ、フレーム１０１及び上スト
ッパ１０４及び下ストッパ１０５の線膨張係数の違いで
発生する熱応力を低減することが可能となるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、上
ストッパ１０４及び下ストッパ１０５の四隅に形成した
支持部１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃにてフ
レーム１０１と固着することにより、接合面積を減少さ
せて熱応力を低減させ、温度特性の劣化を抑制するもの
であった。しかしながら、熱によるフレーム１０１や上
下ストッパ１０４，１０５の膨張量又は収縮量は、加速
度センサの中心からの距離が遠くなるほど大きくなるた
め、中心から最も遠い位置にある四隅に形成した支持部
１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃにてフレーム
１０１を固着すると、その部分での熱応力も比較的大き
くなってしまう。
ストッパ１０４及び下ストッパ１０５の四隅に形成した
支持部１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃにてフ
レーム１０１と固着することにより、接合面積を減少さ
せて熱応力を低減させ、温度特性の劣化を抑制するもの
であった。しかしながら、熱によるフレーム１０１や上
下ストッパ１０４，１０５の膨張量又は収縮量は、加速
度センサの中心からの距離が遠くなるほど大きくなるた
め、中心から最も遠い位置にある四隅に形成した支持部
１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃ，１０４ｃにてフレーム
１０１を固着すると、その部分での熱応力も比較的大き
くなってしまう。
【０００５】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、線膨張係数の差に起
因する熱応力がセンサチップに与える影響を緩和するこ
とにより、温度特性を向上させる半導体加速度センサを
提供することにある。
であり、その目的とするところは、線膨張係数の差に起
因する熱応力がセンサチップに与える影響を緩和するこ
とにより、温度特性を向上させる半導体加速度センサを
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明の半導体加速度センサは、半導
体基板からなるフレームの内方に突設してピエゾ抵抗素
子を有する薄肉状の梁部と、梁部により吊り下げ支持さ
れた錘部とからなるセンサチップと、支持部を介してセ
ンサチップの表面と所定の間隔を有してフレームに固着
された上下ストッパとを備えた半導体加速度センサにお
いて、前記支持部をフレームの四隅以外の４箇所で接合
させるとともに、加速度センサの中心と隣り合う支持部
とのなす角が９０°であることを特徴としている。
に、請求項１に係る発明の半導体加速度センサは、半導
体基板からなるフレームの内方に突設してピエゾ抵抗素
子を有する薄肉状の梁部と、梁部により吊り下げ支持さ
れた錘部とからなるセンサチップと、支持部を介してセ
ンサチップの表面と所定の間隔を有してフレームに固着
された上下ストッパとを備えた半導体加速度センサにお
いて、前記支持部をフレームの四隅以外の４箇所で接合
させるとともに、加速度センサの中心と隣り合う支持部
とのなす角が９０°であることを特徴としている。
【０００７】請求項２に係る発明の半導体加速度センサ
は、請求項１記載の構成において、前記支持部は、下ス
トッパと一体形成されていることとしている。
は、請求項１記載の構成において、前記支持部は、下ス
トッパと一体形成されていることとしている。
【０００８】請求項３に係る発明の半導体加速度センサ
は、請求項１記載の構成において、前記支持部は、セン
サチップと一体形成されていることとしている。
は、請求項１記載の構成において、前記支持部は、セン
サチップと一体形成されていることとしている。
【０００９】請求項４に係る発明の半導体加速度センサ
は、請求項１記載の構成において、前記支持部は、セン
サチップ及び下ストッパとは別体の小片であることとし
ている。
は、請求項１記載の構成において、前記支持部は、セン
サチップ及び下ストッパとは別体の小片であることとし
ている。
【００１０】請求項５に係る発明の半導体加速度センサ
は、請求項４記載の構成において、前記支持部は、セン
サチップと下ストッパとの間の線膨張係数を有すること
としている。
は、請求項４記載の構成において、前記支持部は、セン
サチップと下ストッパとの間の線膨張係数を有すること
としている。
【００１１】請求項６に係る発明の半導体加速度センサ
は、請求項４記載の構成において、前記支持部は、弾性
を有することとしている。
は、請求項４記載の構成において、前記支持部は、弾性
を有することとしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。
に基づき説明する。
【００１３】［第１の実施形態］図１は、本実施形態に
係る半導体加速度センサを示すものであり、（ａ）はそ
の斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿って切断したときの断
面図である。
係る半導体加速度センサを示すものであり、（ａ）はそ
の斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿って切断したときの断
面図である。
【００１４】この実施形態の半導体加速度センサは、セ
ンサチップ１と、上ストッパ２と、下ストッパ３と、支
持部４とを主要構成要素としている。
ンサチップ１と、上ストッパ２と、下ストッパ３と、支
持部４とを主要構成要素としている。
【００１５】センサチップ１は、このものに作用した加
速度を電気信号に変換して出力するものであり、例え
ば、半導体基板にて形成されている。その構成は、平面
視において略四角形の枠体をなすフレーム１１の各辺か
ら内方に向かって薄肉状の梁部１２が突設しており、フ
レーム１１の中央部１３で一体化している。さらに、そ
の中央部１３の下面（図１の下方向）には、梁部１２に
より、センサチップ１に作用する衝撃荷重に応動するよ
うに吊り下げ支持された厚肉状の錘部１４が形成されて
いる。また、梁部１２上には、錘部１４の揺動に応じて
生じる歪みによって抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子１
５が、中央部１３の梁部１２と錘部１４との境界上にそ
れぞれ２本ずつと、梁部１２とフレーム１１との境界上
にそれぞれ１本ずつ形成されており、中央部１３の相対
する梁部１２にある合計４本のピエゾ抵抗素子１５でブ
リッジ回路を構成するように相互接続されている。ま
た、検出した加速度信号は、電極１６を介して出力され
る。
速度を電気信号に変換して出力するものであり、例え
ば、半導体基板にて形成されている。その構成は、平面
視において略四角形の枠体をなすフレーム１１の各辺か
ら内方に向かって薄肉状の梁部１２が突設しており、フ
レーム１１の中央部１３で一体化している。さらに、そ
の中央部１３の下面（図１の下方向）には、梁部１２に
より、センサチップ１に作用する衝撃荷重に応動するよ
うに吊り下げ支持された厚肉状の錘部１４が形成されて
いる。また、梁部１２上には、錘部１４の揺動に応じて
生じる歪みによって抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子１
５が、中央部１３の梁部１２と錘部１４との境界上にそ
れぞれ２本ずつと、梁部１２とフレーム１１との境界上
にそれぞれ１本ずつ形成されており、中央部１３の相対
する梁部１２にある合計４本のピエゾ抵抗素子１５でブ
リッジ回路を構成するように相互接続されている。ま
た、検出した加速度信号は、電極１６を介して出力され
る。
【００１６】上ストッパ２は、センサチップ１に過度の
加速度が作用したときに、錘部１４の異常変位による梁
部１２の破壊を低減するためのものであり、例えば、耐
熱ガラス等の半導体基板に近い熱膨張係数を持つガラス
材にて形成されている。その形状は、平面視において略
四角形の平板であり、電極１６を露出させる分だけセン
サチップ１より小さく形成されている。また、このもの
のフレーム１１の上面（図１の上方向）と接合する部分
より内方は、ブラスト加工等によって錘部１４の変位空
隙を確保するための堀込部２１が設けられている。
加速度が作用したときに、錘部１４の異常変位による梁
部１２の破壊を低減するためのものであり、例えば、耐
熱ガラス等の半導体基板に近い熱膨張係数を持つガラス
材にて形成されている。その形状は、平面視において略
四角形の平板であり、電極１６を露出させる分だけセン
サチップ１より小さく形成されている。また、このもの
のフレーム１１の上面（図１の上方向）と接合する部分
より内方は、ブラスト加工等によって錘部１４の変位空
隙を確保するための堀込部２１が設けられている。
【００１７】下ストッパ３は、上ストッパ２同様、セン
サチップ１に過度の加速度が作用したときに、錘部１４
の異常変位による梁部１２の破壊を低減するためのもの
であり、例えば、耐熱ガラス等の半導体基板に近い熱膨
張係数を持つガラス材にて形成されている。その形状
は、平面視において略四角形の平板であり、センサチッ
プ１と略同等の大きさである。また、このもののフレー
ム１１の下面（図１の下方向）と接合する面には平面視
において略四角形の柱体をなす支持部４が複数設けられ
ており、錘部１４の変位空隙を確保する高さに形成され
ている。また、この支持部４は、フレーム１１の各辺の
中央位置とそれぞれ接合する位置に配設されている。
サチップ１に過度の加速度が作用したときに、錘部１４
の異常変位による梁部１２の破壊を低減するためのもの
であり、例えば、耐熱ガラス等の半導体基板に近い熱膨
張係数を持つガラス材にて形成されている。その形状
は、平面視において略四角形の平板であり、センサチッ
プ１と略同等の大きさである。また、このもののフレー
ム１１の下面（図１の下方向）と接合する面には平面視
において略四角形の柱体をなす支持部４が複数設けられ
ており、錘部１４の変位空隙を確保する高さに形成され
ている。また、この支持部４は、フレーム１１の各辺の
中央位置とそれぞれ接合する位置に配設されている。
【００１８】この半導体加速度センサによると、センサ
チップ１は、その中心から最も近距離にある支持位置、
すなわち、フレーム１１の各辺の中央位置に接合する支
持部４の微小面積で支持される。この位置の熱によるフ
レーム１１や上下ストッパ２，３の膨張量又は収縮量
は、他の支持位置と比較して最も小さくなるので、結果
的に熱応力も小さくなるのである。
チップ１は、その中心から最も近距離にある支持位置、
すなわち、フレーム１１の各辺の中央位置に接合する支
持部４の微小面積で支持される。この位置の熱によるフ
レーム１１や上下ストッパ２，３の膨張量又は収縮量
は、他の支持位置と比較して最も小さくなるので、結果
的に熱応力も小さくなるのである。
【００１９】したがって、以上説明した実施形態の半導
体加速度センサによると、支持部４をフレーム１１の中
央位置で接合させるとともに、加速度センサの中心と隣
り合う支持部４とのなす角が９０°になるように配設し
ているので、線膨張係数の差に起因する熱応力がセンサ
チップに与える影響を緩和することができ、結果的に温
度特性を向上させることができる。
体加速度センサによると、支持部４をフレーム１１の中
央位置で接合させるとともに、加速度センサの中心と隣
り合う支持部４とのなす角が９０°になるように配設し
ているので、線膨張係数の差に起因する熱応力がセンサ
チップに与える影響を緩和することができ、結果的に温
度特性を向上させることができる。
【００２０】なお、製造等で支持部４をフレーム１１の
中央位置に接合される位置に設けることが困難な場合
は、加速度センサの中心と隣り合う支持部４とのなす角
が９０°になるように配設すれば、例えば、下ストッパ
３の各辺の中央位置から辺に沿って同方向へ同距離移動
した位置に設けてもよい。また、その形状は、平面視に
おいて略四角形の柱体に限定されるものではなく、例え
ば、平面視において略円形の円柱体やセンサチップ１方
向に狭小するように配向した三角柱体でもよい。また、
各辺に設けられる個数は１個であることが望ましいが、
支持強度が低下する場合等には、温度特性に与える影響
が許容範囲にある範囲で複数設けてもよい。ただし、こ
の場合にも加速度センサの中心と隣り合う支持部とのな
す角が９０°になるように配設する。
中央位置に接合される位置に設けることが困難な場合
は、加速度センサの中心と隣り合う支持部４とのなす角
が９０°になるように配設すれば、例えば、下ストッパ
３の各辺の中央位置から辺に沿って同方向へ同距離移動
した位置に設けてもよい。また、その形状は、平面視に
おいて略四角形の柱体に限定されるものではなく、例え
ば、平面視において略円形の円柱体やセンサチップ１方
向に狭小するように配向した三角柱体でもよい。また、
各辺に設けられる個数は１個であることが望ましいが、
支持強度が低下する場合等には、温度特性に与える影響
が許容範囲にある範囲で複数設けてもよい。ただし、こ
の場合にも加速度センサの中心と隣り合う支持部とのな
す角が９０°になるように配設する。
【００２１】また、上下ストッパ２，３の材質は、耐熱
ガラスに限定されるものではなく、センサチップ１の線
膨張係数に比較的近いものであれば、例えば、セラミッ
ク等でもよい。
ガラスに限定されるものではなく、センサチップ１の線
膨張係数に比較的近いものであれば、例えば、セラミッ
ク等でもよい。
【００２２】[第２の実施形態]図２は、本実施形態に係
る半導体加速度センサを示す斜視図である。この実施形
態の半導体加速度センサは、センサチップのフレームに
支持部が一体形成されていることと下ストッパの形状が
第１の実施形態と異なるもので、他の構成要素は第１の
実施形態のものと実質的に同一であるので説明を省略す
る。また、同一部材においては第１の実施形態と同一の
番号を付す。
る半導体加速度センサを示す斜視図である。この実施形
態の半導体加速度センサは、センサチップのフレームに
支持部が一体形成されていることと下ストッパの形状が
第１の実施形態と異なるもので、他の構成要素は第１の
実施形態のものと実質的に同一であるので説明を省略す
る。また、同一部材においては第１の実施形態と同一の
番号を付す。
【００２３】支持部５は、フレーム１１と一体形成され
ており、その材質はフレーム１１と同様、半導体基板に
て形成している。その形状は、平面視において略四角形
の柱体をなしており、錘部１４の変位空隙を確保する高
さに形成している。また、このものは、後述する下スト
ッパ６の各辺の中央位置とそれぞれ接合する位置に配設
されている。
ており、その材質はフレーム１１と同様、半導体基板に
て形成している。その形状は、平面視において略四角形
の柱体をなしており、錘部１４の変位空隙を確保する高
さに形成している。また、このものは、後述する下スト
ッパ６の各辺の中央位置とそれぞれ接合する位置に配設
されている。
【００２４】下ストッパ６は、第１の実施形態の下スト
ッパ３同様、センサチップ１に過度の加速度が作用した
ときに、錘部１４の異常変位による梁部１２の破壊を低
減するためのものであり、例えば、耐熱ガラス等の半導
体基板に近い熱膨張係数を持つガラス材にて形成されて
いる。その形状は、平面視において略四角形の平板であ
り、センサチップ１と略同等の大きさであるが、支持部
５を一体形成していないことが第１の実施形態と異なっ
ている。
ッパ３同様、センサチップ１に過度の加速度が作用した
ときに、錘部１４の異常変位による梁部１２の破壊を低
減するためのものであり、例えば、耐熱ガラス等の半導
体基板に近い熱膨張係数を持つガラス材にて形成されて
いる。その形状は、平面視において略四角形の平板であ
り、センサチップ１と略同等の大きさであるが、支持部
５を一体形成していないことが第１の実施形態と異なっ
ている。
【００２５】以上説明した実施形態の半導体加速度セン
サによると、支持部５をフレーム１１の中央位置で接合
させるとともに、加速度センサの中心と隣り合う支持部
５とのなす角が９０°であるので、線膨張係数の差に起
因する熱応力がセンサチップに与える影響を緩和するこ
とができ、結果的に温度特性を向上させることができ
る。また、支持部５，５をセンサチップ１と一体形成し
ているので、半導体製造工程の一手段であるエッチング
技術を用いて形成でき、下ストッパ６に形成する場合と
比較して簡単に形成することができる。
サによると、支持部５をフレーム１１の中央位置で接合
させるとともに、加速度センサの中心と隣り合う支持部
５とのなす角が９０°であるので、線膨張係数の差に起
因する熱応力がセンサチップに与える影響を緩和するこ
とができ、結果的に温度特性を向上させることができ
る。また、支持部５，５をセンサチップ１と一体形成し
ているので、半導体製造工程の一手段であるエッチング
技術を用いて形成でき、下ストッパ６に形成する場合と
比較して簡単に形成することができる。
【００２６】なお、製造等で支持部５をフレーム１１の
中央位置に接合される位置に設けることが困難な場合
は、支持部５の形成位置は、下ストッパ６の各辺の中央
位置と接合する位置に限定されるものではなく、加速度
センサの中心と隣り合う支持部５とのなす角が９０°に
なるように配設すれば、例えば、フレーム１１の各辺の
中央位置から長手方向に沿って同方向へ同距離移動した
位置に設けてもよい。また、このものの形状は、平面視
において略四角形の柱体に限定されるものではなく、例
えば、平面視において略円形の円柱体や下ストッパ６方
向に狭小するように配向した三角柱体でもよい。また、
各辺に設けられる個数は１個であることが望ましいが、
支持強度が低下する場合等には、温度特性に与える影響
が許容範囲で複数設けてもよい。ただし、この場合にも
加速度センサの中心と隣り合う支持部５とのなす角が９
０°になるように配設する。
中央位置に接合される位置に設けることが困難な場合
は、支持部５の形成位置は、下ストッパ６の各辺の中央
位置と接合する位置に限定されるものではなく、加速度
センサの中心と隣り合う支持部５とのなす角が９０°に
なるように配設すれば、例えば、フレーム１１の各辺の
中央位置から長手方向に沿って同方向へ同距離移動した
位置に設けてもよい。また、このものの形状は、平面視
において略四角形の柱体に限定されるものではなく、例
えば、平面視において略円形の円柱体や下ストッパ６方
向に狭小するように配向した三角柱体でもよい。また、
各辺に設けられる個数は１個であることが望ましいが、
支持強度が低下する場合等には、温度特性に与える影響
が許容範囲で複数設けてもよい。ただし、この場合にも
加速度センサの中心と隣り合う支持部５とのなす角が９
０°になるように配設する。
【００２７】［第３の実施形態］図３は、本実施形態に
係る半導体加速度センサを示す斜視図である。この実施
形態の半導体加速度センサは、支持部が別体で形成され
ていることが第１の実施形態及び第２の実施形態と異な
るもので、他の構成要素は第１の実施形態及び第２の実
施形態のものと実質的に同一であるので説明を省略す
る。また、同一部材においては第１の実施形態及び第２
の実施形態と同一の番号を付す。
係る半導体加速度センサを示す斜視図である。この実施
形態の半導体加速度センサは、支持部が別体で形成され
ていることが第１の実施形態及び第２の実施形態と異な
るもので、他の構成要素は第１の実施形態及び第２の実
施形態のものと実質的に同一であるので説明を省略す
る。また、同一部材においては第１の実施形態及び第２
の実施形態と同一の番号を付す。
【００２８】支持部７は、センサチップ１及び下ストッ
パ６とは別体にて設けらており、その形状は、平面視に
おいて略円形の柱体をなしており、錘部１４の変位空隙
を確保する高さに形成している。また、このものは、下
ストッパ６の各辺の中央位置に設けられている。また、
材質としては、例えば、セラミック等のセンサチップ１
と下ストッパ６との間の線膨張係数を有するものにて形
成されている。
パ６とは別体にて設けらており、その形状は、平面視に
おいて略円形の柱体をなしており、錘部１４の変位空隙
を確保する高さに形成している。また、このものは、下
ストッパ６の各辺の中央位置に設けられている。また、
材質としては、例えば、セラミック等のセンサチップ１
と下ストッパ６との間の線膨張係数を有するものにて形
成されている。
【００２９】以上説明した実施形態の半導体加速度セン
サによると、支持部７，７をフレーム１１の中央位置で
接合させるとともに、加速度センサの中心と隣り合う支
持部７とのなす角が９０°になるように配設しているの
で、線膨張係数の差に起因する熱応力がセンサチップに
与える影響を緩和することができ、結果的に温度特性を
向上させることができる。また、支持部７，７をセラミ
ック等のセンサチップ１と下ストッパ６との間の線膨張
係数を有する別体にて形成しているので、センサチップ
１と下ストッパ６を直接接合する場合と比較してその工
程を簡略化することができるとともに、センサチップ１
と下ストッパ６との間に生ずる熱応力をより緩和するこ
とができる。さらに、シリコン系樹脂等の弾性を有する
材料を用いることにより、熱応力を吸収してさらにその
影響を緩和することができる。
サによると、支持部７，７をフレーム１１の中央位置で
接合させるとともに、加速度センサの中心と隣り合う支
持部７とのなす角が９０°になるように配設しているの
で、線膨張係数の差に起因する熱応力がセンサチップに
与える影響を緩和することができ、結果的に温度特性を
向上させることができる。また、支持部７，７をセラミ
ック等のセンサチップ１と下ストッパ６との間の線膨張
係数を有する別体にて形成しているので、センサチップ
１と下ストッパ６を直接接合する場合と比較してその工
程を簡略化することができるとともに、センサチップ１
と下ストッパ６との間に生ずる熱応力をより緩和するこ
とができる。さらに、シリコン系樹脂等の弾性を有する
材料を用いることにより、熱応力を吸収してさらにその
影響を緩和することができる。
【００３０】なお、製造等で支持部７をフレーム１１の
中央位置に接合される位置に設けることが困難な場合
は、支持部７の形成位置は、下ストッパ６の各辺の中央
位置と接合する位置に限定されるものではなく、加速度
センサの中心と隣り合う支持部７とのなす角が９０°に
なるように配設すれば、例えば、フレーム１１の各辺の
中央位置から長手方向に沿って同方向へ同距離移動した
位置に設けてもよい。また、支持部７は、例えば、シリ
コン系樹脂等の弾性を有する材料を用いて形成してもよ
く、この場合においては、線膨張係数は大きいほど望ま
しい。また、各辺に設けられる個数は１個であることが
望ましいが、支持強度が低下する場合等には、温度特性
に与える影響が許容範囲で複数設けてもよい。ただし、
この場合にも加速度センサの中心と隣り合う支持部７と
のなす角が９０°になるように配設する。
中央位置に接合される位置に設けることが困難な場合
は、支持部７の形成位置は、下ストッパ６の各辺の中央
位置と接合する位置に限定されるものではなく、加速度
センサの中心と隣り合う支持部７とのなす角が９０°に
なるように配設すれば、例えば、フレーム１１の各辺の
中央位置から長手方向に沿って同方向へ同距離移動した
位置に設けてもよい。また、支持部７は、例えば、シリ
コン系樹脂等の弾性を有する材料を用いて形成してもよ
く、この場合においては、線膨張係数は大きいほど望ま
しい。また、各辺に設けられる個数は１個であることが
望ましいが、支持強度が低下する場合等には、温度特性
に与える影響が許容範囲で複数設けてもよい。ただし、
この場合にも加速度センサの中心と隣り合う支持部７と
のなす角が９０°になるように配設する。
【００３１】
【発明の効果】請求項１に係る発明の半導体加速度セン
サは、支持部をフレームの四隅以外の４箇所で接合させ
るとともに、加速度センサの中心と隣り合う支持部との
なす角が９０°であることにより、センサチップは、バ
ランスよく支持できるので、線膨張係数の差に起因する
熱応力を緩和することができ、温度特性を向上させるこ
とができる。
サは、支持部をフレームの四隅以外の４箇所で接合させ
るとともに、加速度センサの中心と隣り合う支持部との
なす角が９０°であることにより、センサチップは、バ
ランスよく支持できるので、線膨張係数の差に起因する
熱応力を緩和することができ、温度特性を向上させるこ
とができる。
【００３２】請求項２に係る発明の半導体加速度センサ
は、請求項１の効果に加えて、支持部を下ストッパと一
体形成することにより、温度特性を向上させる構造を簡
単に実現することができる。
は、請求項１の効果に加えて、支持部を下ストッパと一
体形成することにより、温度特性を向上させる構造を簡
単に実現することができる。
【００３３】請求項３に係る発明の半導体加速度センサ
は、請求項１の効果に加えて、支持部をセンサチップと
一体形成することにより、フレーム形成時に半導体製造
工程の１手段であるエッチング技術を用いて同時形成で
きるので、下ストッパに支持部を形成する場合と比較し
て簡単に形成することができる。
は、請求項１の効果に加えて、支持部をセンサチップと
一体形成することにより、フレーム形成時に半導体製造
工程の１手段であるエッチング技術を用いて同時形成で
きるので、下ストッパに支持部を形成する場合と比較し
て簡単に形成することができる。
【００３４】請求項４に係る発明の半導体加速度センサ
は、請求項１の効果に加えて、支持部をセンサチップ及
び下ストッパとは別体の小片とすることにより、センサ
チップと下ストッパを直接接合する場合に必要な時間を
要する工程が省略できるので、接合の工程を短時間化す
ることができる。
は、請求項１の効果に加えて、支持部をセンサチップ及
び下ストッパとは別体の小片とすることにより、センサ
チップと下ストッパを直接接合する場合に必要な時間を
要する工程が省略できるので、接合の工程を短時間化す
ることができる。
【００３５】請求項５に係る発明の半導体加速度センサ
は、請求項４の効果に加えて、支持部がセンサチップと
下ストッパとの間の線膨張係数を有することにより、セ
ンサチップや下ストッパの支持部と接合する部分の線膨
張係数の差がさらに小さくなるので、熱応力をより緩和
することができる。
は、請求項４の効果に加えて、支持部がセンサチップと
下ストッパとの間の線膨張係数を有することにより、セ
ンサチップや下ストッパの支持部と接合する部分の線膨
張係数の差がさらに小さくなるので、熱応力をより緩和
することができる。
【００３６】請求項６に係る発明の半導体加速度センサ
は、請求項４の効果に加えて、支持部が弾性を有するこ
とにより、センサチップや下ストッパと支持部との間に
発生する熱応力を吸収することができるので、さらに熱
応力を緩和することができる。
は、請求項４の効果に加えて、支持部が弾性を有するこ
とにより、センサチップや下ストッパと支持部との間に
発生する熱応力を吸収することができるので、さらに熱
応力を緩和することができる。
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る半導体加速度
センサを示すものであり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）
はＡ−Ａ線に沿って切断したときの断面図である。
センサを示すものであり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）
はＡ−Ａ線に沿って切断したときの断面図である。
【図２】 本発明の第２の実施形態に係る半導体加速度
センサを示す斜視図である。
センサを示す斜視図である。
【図３】 本発明の第３の実施形態に係る半導体加速度
センサを示す斜視図である。
センサを示す斜視図である。
【図４】 従来の加速度センサを示すものであり、
（ａ）はその平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿って切断し
たときの断面図である。
（ａ）はその平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿って切断し
たときの断面図である。
１ センサチップ
１１ フレーム
１２ 梁部
１４ 錘部
１５ ピエゾ抵抗素子
２ 上ストッパ
３ 下ストッパ
４ 支持部
５ 支持部
６ 下ストッパ
７ 支持部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 安池 則之
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
(72)発明者 安田 正治
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
Ｆターム(参考） 4M112 AA02 BA01 CA21 CA24 CA36
DA18 EA12 EA13 EA14 FA05
FA07 FA09
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体基板からなるフレームの内方に突
設してピエゾ抵抗素子を有する薄肉状の梁部と、梁部に
より吊り下げ支持された錘部とからなるセンサチップ
と、支持部を介してセンサチップの表面と所定の間隔を
有してフレームに固着された上下ストッパとを備えた半
導体加速度センサにおいて、 前記支持部をフレームの四隅以外の４箇所で接合させる
とともに、加速度センサの中心と隣り合う支持部とのな
す角が９０°であることを特徴とする半導体加速度セン
サ。 - 【請求項２】 前記支持部は、下ストッパと一体形成さ
れている請求項１記載の半導体加速度センサ。 - 【請求項３】 前記支持部は、センサチップと一体形成
されている請求項１記載の半導体加速度センサ。 - 【請求項４】 前記支持部は、センサチップ及び下スト
ッパとは別体の小片である請求項１記載の半導体加速度
センサ。 - 【請求項５】 前記支持部は、センサチップと下ストッ
パとの間の線膨張係数を有する請求項４記載の半導体加
速度センサ。 - 【請求項６】 前記支持部は、弾性を有する請求項４記
載の半導体加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002075901A JP2003270263A (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | 半導体加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002075901A JP2003270263A (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | 半導体加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003270263A true JP2003270263A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29204851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002075901A Pending JP2003270263A (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | 半導体加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003270263A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011106955A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Oki Semiconductor Co Ltd | 加速度センサ、及び加速度センサの製造方法 |
| JP2012083164A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Rohm Co Ltd | Ｍｅｍｓセンサおよびその製造方法 |
| US9470950B2 (en) | 2002-06-10 | 2016-10-18 | E Ink Corporation | Electro-optic displays, and processes for the production thereof |
-
2002
- 2002-03-19 JP JP2002075901A patent/JP2003270263A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9470950B2 (en) | 2002-06-10 | 2016-10-18 | E Ink Corporation | Electro-optic displays, and processes for the production thereof |
| JP2011106955A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Oki Semiconductor Co Ltd | 加速度センサ、及び加速度センサの製造方法 |
| JP2012083164A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Rohm Co Ltd | Ｍｅｍｓセンサおよびその製造方法 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070220 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070619 |