KR19980023925A - 정전 용량식 가속도 센서 - Google Patents

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KR19980023925A
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야스오 야마구찌
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기따오까 다까시
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Abstract

배선에 수반되는 기생 용량의 영향을 적게 하고, 가속도를 정확하게 검출할 수 있는 정전 용량식 가속도 센서를 성취한다.
면내 변위인 정전 용량식 가속도 센서에서, 실리콘 기판으로 형성된, 가동 전극 및 고정 전극을 갖는 센서부와, 사이에 끼워지도록 이 센서부에 접합된 한쌍의 보호 기판과, 센서부의 정전 용량으로부터 가속도를 검출하는 IC를 구비하고, 센서부에는 이 IC와 접촉하기 위해 형성된 각 접속용 전극이 한쪽의 상기 보호 기판측에 설치됨과 동시에, 한쪽의 보호 기판에는 각 접속용 전극상에 관통 구멍을 설치하여 전극 구멍이 각각 형성되고, IC는 각 전극 구멍을 형성한 보호 기판상에 고착됨과 동시에 각 전극 구멍에 삽통하여 센서부의 각 접속용 전극과 각각 전기적으로 접속된다.

Description

정전 용량식 가속도 센서
본 발명은, 운동하는 물체에 대한 가속도 또는 각속도 등을 검출하는 관성력 센서에 관한 것으로, 특히 콘덴서의 용량의 변화로부터 가속도를 전기적으로 검출하는 정전 용량식 가속도 센서에 관한 것이다.
정전 용량식 가속도 센서는, 고정된 고정 전극과, 가속도의 관성력에 의해서 변위되는 가동 전극을 갖고, 고정 전극과 가동 전극 간의 유전률은 일정하기 때문에, 고정 전극과 가동 전극과의 전극간 거리가 가동 전극의 변위에 따라 변화하여, 고정전극과 가동 전극 간의 유전체로 형성된 콘덴서의 용량이 변화한다. 이 용량의 변화를 검출 회로에 의해 검출함으로써, 가속도를 검출할 수 있다.
여기에서, 상기 정전 용량식 가속도 센서를 이용하여 가속도를 검출하기 위한 검출 회로는, 정전 용량식 가속도 센서와는 별개로 예를 들면 ASIC 등의 IC로 형성되어 있다. 또, 상기 정전 용량식 가속도 센서에서는, 가속도에 의한 관성력이 가해져 생기는 용량의 변화는 적어, 이와 같은 적은 용량의 변화로 상기 검출 회로가 가속도를 검출한다. 그러나, 정전 용량식 가속도 센서와 검출 회로는 배선 기판의 배선 패턴에 의해 접속되어 있고, 이 배선 기판의 배선에 수반되는 기생 용량의 영향을 받아, 상기 검출 회로가 정전 용량식 가속도 센서의 용량을 정확하게 검출할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 정전 용량식 가속도 세서와 검출 회로를 접속하는 배선에 수반되는 기생 용량의 영향을 적게 하여, 가속도를 정확하게 검출할 수 있는 정전 용량식 가속도 센서를 얻는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명의 실시 형태1에서의 면내 변위의 정전 용량식 가속도 센서의 예를 나타낸 사시도.
도2는 도1에서 나타낸 정전 용량식 가속도 센서(1)에서의 A-A 단면을 나타낸 단면도.
도3은 도1에서 나타낸 정전 용량식 가속도 센서(1)에서의 기판(3)을 제외한 상태를 나타낸 단면도.
도4는 도3에서 나타낸 B-B 부분에서의 정전 용량식 가속도 센서(1)의 단면을 나타낸 단면도.
도5는 도3에서 나타낸 C-C 부분에서의 정전 용량식 가속도 센서(1)의 단면을 나타낸 단면도.
도6은 본 발명의 실시 형태 2에서의 면내 변위의 정전 용량식 가속도 센서의 예를 나타낸 사시도.
도7은 도6에서 나타낸 정전 용량식 가속도 센서(30)에서의 D-D 단면을 나타낸 단면도.
도8은 본 실시 형태 3에서 정전 용량식 가속도 센서(40)의 예를 나타낸 단면도.
도9은 도8에서 나타낸 정전 용량식 가속도 센서(40)에서의, IC(43)를 기판(3)상에 고착하는 상태를 나타낸 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1,30,40: 정전 용량식 가속도 센서
2: 센서부
3,4: 기판
6,33,43: IC
7,41: 리드선
8: 전극 구멍
9: 접착 부재
10,11: 앵카
12,13: 비임
14: 질량체
15,16: 고정 전극
19: 보조 지지부
20: 접속용 전극
31: 범프
32: 도전재
42: 본딩부
제1발명에 관한 정전 용량식 가속도 센서는, 가속도에 의한 관성력에 의해 변위되는 가동 전극과, 고정 전극과의 사이의 정전 용량으로부터 가속도를 검출하는 면내 변위의 정전 용량식 가속도 센서에 있어서, 실리콘 기판으로부터 형성된, 상기 가동 전극 및 고정 전극을 갖는 센서부와, 사이에 끼워지도록 상기 센서부에 접합된 한쌍의 보호 기판과, 상기 센서부의 정전 용량으로부터 가속도를 검출하는 IC를 구비하고, 상기 센서부는, 상기 IC와 접속하기 위해 형성된 각 접속용 전극이 한쪽의 상기 보호 기판측에 설치됨과 동시에, 상기 한쪽의 보호 기판에는 상기 각 접속용 전극상에 관통 구멍을 설치하여 전극 구멍이 각각 형성되고, 상기 IC는 상기 각 전극 구멍을 형성한 보호 기판상에 고착됨과 동시에, 상기 각 전극 구멍에 삽통되어 상기 센서부의 각 접속용 전극과 각각 전기적으로 접속되는 것이다.
제2발명에 관한 정전 용량식 가속도 센서에서는, 제1발명에 있어서 상기 IC와 상기 각 접속용 전극은 리드선이 각각 본딩되어 접속된다.
제3발명에 관한 정전 용량식 가속도 센서에서는, 제1발명에 있어서 상기 IC는 보호 기판에 고착되는 면에서의 상기 각 전극 구멍에 대응한 위치에서 각각 범프가 설치되고, 상기 각 전극 구멍에는 도전재가 각각 충진되고, 각 범프가 대응하는 전극 구멍의 도전재에 각각 전기적으로 접속된다.
다음에, 도면에서 나타낸 실시 형태에 기초하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 실시 형태1에서의 면내 변위의 정전 용량식 가속도 센서의 예를 나타낸 사시도이다.
도1에서, 정전 용량식 가속도 센서(1)는, 실리콘 기판으로 형성되며, 가속도에 의한 관성력을 정전 용량의 변화로 나타내는 센서부(2)와, 글래스, 예를 들면 알루미노 규산염, 붕규산계의 글래스 등과 같은 실리콘의 선팽창 계수에 근접한 재질로 이루어지고, 상기 센서부(2)를 끼워 고정하는 기판(3,4)으로 형성된 센서 엘레먼트(5), 및 상기 센서부(2)의 정전 용량의 변화로부터 가속도를 검출하는 검출 회로로 이루어지며 상기 기판(3)상에 고착된 IC(6)로 구성된다. 또, 기판(3)에는 센서부(2)의 소정의 각 전극과 IC(6)를 본딩 와이어 등의 리드선(7)으로 접속하기 위한 관통구멍인 전극 구멍(8)이 각각 설치되어 있고, IC(6)는 기판(3)상에 접속 부재(9)로 접착되어 고착되어 있다. 또, 상기 기판(3) 및 (4)은 한상의 보호 기판을 이룬다.
도 2로부터 도 5는 도 1에서 나타낸 정전 용량식 가속도 센서(1)의 내부 구조의 예를 나타낸 도면이다. 도 2는 상기 도 1에서 나타낸 정전 용량식 가속도 센서(1)에서의 A-A 단면을 나타낸 단면도이고, 도 3은 상기 기판(3)을 제외한 상태를 나타낸 평면도로서 센서부(2)의 구조를 나타내고, 도 4는 도 3에서 나타낸 B-B부분에서의 정전 용량식 가속도 센서(1)의 단면을 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 3에서 나타낸 C-C부분에서의 정전 용량식 가속도 센서(1)의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 2로부터 도 5에서, 상기 센서부(2)는 실리콘 기판으로 형성된 앵카(anchor)(10,11), 비임(beam)(12,13), 질량체(14), 고정 전극(15,16), 검사용 고정 전극(17,18) 및 보조 지지부(19)로 구성되고, 앵카(10), 고정 전극(15,16), 검사용 고정전극(17,18) 및 보조 지지부(19)에서의 기판(3) 측면에는 각각 Cr, Au 등으로 이루어진 접속용 전극(20)이 형성되어 있다. 상기 앵카(10,11), 비임(12, 13) 및 질량체(14)는 일체화 형성되어 진동체를 구성하고, 질량체(14)가 가동 전극을 이룬다. 또, 질량체(14)는 상기 도 1에서 나타낸 X-Y-Z 좌표에 있어서, Y 방향으로의 변위를 행하는 것이다. 이와 같이 질량체(14)가 센서부(2)를 형성하는 실리콘 기판에 대하여 평행하게 변위하는 것, 즉 상기 X 방향 또는 Y 방향으로 변위하는 것을 면내 변위라고 부른다.
상기와 같은 정전 용량식 가속도 센서(1)는, 에칭하여 미리 에칭홈을 설치한 실리콘으로 이루어진 디바이스 웨이퍼를, 상기 기판(4)에 양극 접합하고, 다시 이방성 에칭을 행하여 앵카(10,11), 비임(12,13), 질량체(14), 고정 전극(15,16), 검사용 고정 전극(17,18) 및 보조 지지부(19)가 각각 형성되고, 상기 각 접속용 전극(20)을 소정의 위치에 형성한 후, 앵카(10,11), 고정 전극(15,16), 검사용 고정 전극(17,18) 및 보조 지지부(19)에 상기 기판(3)이 양극 접합되어 형성된다.
상기 비임(12,13) 및 질량체(14)는 에칭에 의해 상기 기판(3) 및 (4)에 대하여 각각 소정의 간극이 설치되어 있고, 질량체(14)는 상기 비임(12) 및 (13)에 의해 앵카(10) 및 (11)를 지지점으로 하여 고정전극(15) 및 (16)의 방향으로 변위될 수 있으며, 상기 앵카(10,11), 고정 전극(15,16), 검지용 고정 전극(17,18) 및 보조 지지부(19)는 상기 기판(3) 및 (4)에 양극 접합으로 끼워 고정된다.
또한, 수지, 땜납 또는 은 페이스트 등으로 이루어진 접착 부재(9)를 이용하여 상기 IC(6)을 기판(3)상의 소정의 위치에 고착한다. 특히, 실리콘계 수지 등 낮은 응력의 수지를 이용하여, IC(6)를 기판(3)에 고착하면, 저온 및 고온시에서의 기판(3)과 IC(6)와의 열팽창률이 사이한 데에 따른 전기 특성의 영향을 완화할 수 있다. 또, 상기 기판(3)에는 상기 각 접속용 전극(20)상에 위치하는 부분에 미리 전극구멍(8)이 각각 설치되어 있고, 각 접속용 전극(20)상에는 기판(3)이 접합되지 않도록 하여, IC(6)와 각 접속용 전극(20)을 각각 본딩 와이어 등의 리드선(7)으로 접속한다. 또, 상기 보조 지지부(19)에 설치된 접속용 전극(20)을 IC(6)을 거쳐 접지함으로써, 부유 용량을 안정화시킬 수 있고, 보조 지지부(19)를 정전 시일드로서 사용할 수도 있다.
상기와 같은 구성에서, 정전 용량식 가속도 센서(1)는, 가속도에 의한 관성력이 가해지면, 질량체(14)는 상기 앵카(10) 및 (11)를 지지점으로 하여 비임(12) 및 (13)에 의해 고정 전극(15) 또는 (16)의 방향으로 변위된다. 이 때문에, 고정 전극(15)과 질량체(14)와의 사이에 형성된 콘덴서의 정전 용량, 및 고정 전극(16)과 질량체(14)와의 사이에 형성된 콘덴서의 정전 용량이 각각 변위되고, 상기 IC(6)는 앵카(10) 및 고정 전극(15,16)에 각각 설치된 접속용 전극(20)으로부터 리드선(7)을 거쳐 검출한 상기 각 정전 용량에 의해 가속도를 검출한다.
또, 상기 고정 전극(17, 18)은 정전 용량식 가속도 센서(1)의 검사용 전극이고, 정전 용량식 가속도 센서(1)에 관성력이 가해지지 않은 상태에서, IC(6)로부터 리드선(7)을 거쳐 고정 전극(17,18)에 전압을 인가하면, 질량체(14)와의 사이에 전위차가 생겨, 정전 인력에 의해 질량체(14)는 변위된다. 이 정전 인력은 정전 용량식 가속도 센서(1)에 관성력이라고 하는 외력을 가한 경우와 외관상 동일하고, IC(6)는 이 때에 고정 전극(15)과 질량체(14)의 사시에 형성된 콘덴서의 정전 용량, 및 고정전극(16)과 질량체(14) 사이에 형성된 콘덴서의 정전 용량의 변화를 검출함으로써, 정전 용량식 가속도 센서(1)의 질량체(14)가 확실하게 변위하는지의 여부를 자기 진단할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태 1에서의 정전 용량식 가속도 센서(1)는 기판(3)상에 IC(6)을 고착하고, 기판(3)에 설치된 각 전극 구멍(8)에 의해 센서부(2)의 각 접속용 전극(20)과 IC(6)를 각각 리드선(7)으로 접속할 수 있고, IC(6)와 센서부(2)를 최단 길이의 리드선으로 접속할 수 있기 때문에, IC(6)와 센서부(2)의 접속시에 사용되는 배선에 수반하는 기생 용량의 영향을 적게 할 수 있고, 센서부(2)의 정전 용량을 정확하게 검출할 수 있기 때문에, 면내 변위의 정전 용량식 가속도 센서에서 정밀도의 향상을 도모할 수 있음과 동시에, 전기적 접속을 용이하게 할 수 있어, 소형화를 도모할 수 있다.
[실시 형태 2]
상기 실시 형태 1에서는, IC(6)와 센서부(2)의 각 접속용 전극(20)을 리드선(7)을 사용하여 각각 접속했지만, 리드선을 사용하지 안고 IC(6)과 각 접속용 전극(20)을 접속하도록 하여도 좋고, 이와 같이 한 것을 본 발명의 실시 형태 2로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 2에서의 면내 변위의 정전 용량식 가속도 센서의 예를 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6에서 나타낸 정전 용량식 가속도 센서에서의 D-D 단면을 나타낸 단면도이다. 또, 도 6 및 도 7에서, 상기 도1 및 도 2와 동일한 것은 동일 부호로 나타내고, 여기에서도 그 설명을 생략함과 동시에 상기 도 1 및 도 2와의 상이점만을 설명한다.
도 6 및 도 7에서의 도 1 및 도 2의 상이점은, 도 1 및 도 2의 리드선(7)을 폐지하고, 도 1 및 도 2에서의 IC(6)의 기판(3)과의 고착면에서 센서부(2)의 각 접속용 전극(20)에 대응하는 위치에 각각 범프(31)를 설치하고, 기판(3)에서의 각 전극구멍(8)에 도전재(32)를 각각 충전하여 상기 각 범프(31)를 각각 대응하는 전극 구멍(8)의 도전재(32)와 전기적으로 접속한 데에 있다. 이것 때문에, 도 1 및 도 2의 IC(6)을 IC(33)으로 하고, 도 1 및 도 2의 정전 용량식 가속도 센서(1)를 정전 용량식 가속도 센서(30)으로 한다.
도 6 및 도 7에서, 상기 기판(3)에 설치된 각 전극 구멍(8)에는, 땜납이나 은 페이스트 등의 도전재(32)가 각각 충전되어 있고, 또한 IC(33)에는 상기 기판(3)과의 고착면측에서 센서부(2)의 각 접속용 전극(20)에 대응하는 위치에 땜납 또는 Au 등으로 형성된 범프(31)가 각각 설치되어 있다. 이 각 범프(31)와, 대응하는 위치에 있는 도전재(32)를 용착시키는 등으로 각각 전기적으로 접속하고, 센서부(2)의 각 접속용 전극(20)이 각각 IC(33)에 접속됨과 동시에, IC(33)가 기판(3) 상에 고착된다. 또, 이 때, IC(33)의 고착 강도를 높이기 위해서, 상기와 같은 전기적인 접속과는 달리, IC(33)와 기판(3)의 사이를 접속 부재(9) 등으로 접착하여도 좋다.
이와 같이, 본 실시 형태 2에서의 정전 용량식 가속도 센서(30)는, 상기 실시 형태 1과 동일한 효과가 얻어짐과 동시에, 본딩 웨이퍼 등의 리드선(7)을 사용하지 않고, IC(33)에 설치된 각각의 범프(31)와, 대응하는 각 전극 구멍(8) 에 충전한 도전재(32)를 용착시키는 등으로 전기적으로 접속하도록 하였기 때문에, 상기 각 리드선 사이에서의 쇼트가 발생하지 않아, 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.
[실시 형태 3]
상기 실시 형태 2에서는 IC(33)에 범프(31)를 설치했지만, 이 각 범프(31)를 설치하지 않고, 각 범프(31)의 위치에 본딩 와이어 등의 리드선을 본딩하여, 본딩한 리드선을 상기 도전재(32)에 전기적으로 접속하도록 하여도 좋고, 이와 같이 한 것을 본 발명의 실시 형태 3으로 한다. 또, 본 실시 형태 3에서의 면내 변위의 정전 용량식 가속도 센서의 예를 나타낸 사시도는 상기 도 6과 동일한 것으로 생략하고, 상기 도 6을 참조하면서 설명한다.
도 8은 본 실시 형태 3에서의 정전 용량식 가속도 센서에서, 상기 도 6에서 나타낸 D-D 단면과 동일한 위치의 단면을 나타낸 사시도이다. 또, 도 8에서 상기 도 7과 동일한 것은 동일한 부호로 나타내고 있어, 여기에서는 그 설명을 생략함과 동시에 상기 도 7과의 상이점만 설명한다.
도 8에서, 상기 도 7과의 상이점은 도 7의 각 범프(31)를 폐지하고, 이 각 범프(31)의 위치에서 본딩 와이어 등의 리드선(41)을 각각 본딩하여 본딩부(42)를 형성한 후, 이 각 리드선(41)을 컷트하도록 하였기 때문에, 도 7의 IC(33)을 IC(43)으로 하여, 이것에 수반하여 도 7의 정전 용량식 가속도 센서(30)를 정전 용량식 가속도 센서(40)으로 한 것이다.
도 9는 상기 도 8에서 나타낸 정전 용량식 가속도 센서(40)에서 IC(43)를 기판(3)상에 고착하는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 9에서 IC(43)는 상기 기판(3)과의 고착면 측에서 센서부(2)의 각 접속용 전극(20)에 대응하는 위치에 각각 리드선(41)이 본딩되어 본딩부(42)를 형성하고, 길이가 상기 가판(3)의 두께 이하가 되도록 각 리드선(41)을 절단한다.
상기 기판(3)에 설치된 각 전극 구멍(8)에는 미리 땜납이나 도전성 접착제 등의 도전재(32)가 각각 충전되어 있고, 상기 각 리드선(41)과 대응하는 위치에 있는 도전재(32)를 용착시키는 등으로 각각 전기적으로 접착된다. 이와 같이 하여 센서부(2)의 각 접속용 전극(20)이 각각 IC(43)에 접속됨과 동시에, IC(43)가 기판(3)상에 고착된다. 또, 이 때, IC(43)의 고착 강도를 높이기 위해서, 상기와 같은 전기적인 접속과는 달리, IC(43)와 기판(3) 사이을 접착 부재(9) 등으로 접착하여도 좋다.
이와 같이, 본 실시 형태 3에서의 정전 용량식 가속도 센서(40)는 상기 실시 형태 1과 동일한 효과를 얻을 수 있음과 동시에, IC(43)에 본딩된 각각의 리드선(41)과, 대응하는 각 전극 구멍(8)에 충전한 도전재(32)를 용착시키는 등으로 전기적으로 접속하도록 하였기 때문에, 상기 각 리드선 사이에서의 쇼트가 발생하지 않아, 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.
제1발명에 관한 정전 용량식 가속도 센서는, 면내 변위는 정전 용량식 가속도 센서에서, IC와 접속하기 위해 센서부에 형성된 각 접속용 전극을 한 쪽의 상기 보호 기판측에 설치함과 동시에, 이 한 쪽의 보호 기판에는, 상기 각 접속용 전극상에 관통 구멍을 설치하여 전극 구멍을 각각 형성하고, 상기 IC를 이 각 전극 구멍을 형성한 보호 기판상에 고착함과 동시에 상기 각 전극 구멍에 삽통하여 상기 센서부의 각 접속용 전극과 각각 전기적으로 접속하도록 했다. 이러 인해 센서부와 IC를 최단 거리로 접속할 수 있고, 센서부와 IC를 접속할 때에 사용하는 배선에 수반되는 기생 용량의 영향을 적게 할 수 있고, 센서부의 정전 용량을 정확하게 검출할 수 있기 때문에 면내 변위의 정전 용량식 가속도 센서에 있어서 정밀도의 향상을 도모할 수 있음과 동시에 전기적 접속을 용이하게 할 수 있어, 소형화를 도모할 수 있다.
제2발명에 관한 정전 용량식 가속도 센서에서는, 제1발명에서 상기 IC와 각 접속용 전극은 리드선이 각각 본딩되어 접속되기 때문에, 센서부와 IC를 최단의 길이의 리드선으로 접속할 수 있고, 센서부와 IC를 접속할 때 사용하는 배선에 수반되는 기생 용량의 영향을 적게 할 수 있고, 센서부의 정전 용량을 정확하게 검출할 수 있기 때문에, 면내 변위의 정전 용량식 가속도 센서에서 정밀도의 향상을 도모할 수 있음과 동시에 전기적 접속을 용이하게 할 수 있어 소형화를 도모할 수 있다.
제3발명에 관한 정전 용량식 가속도 센서에서는, 제1발명에서 상기 센서부와 IC와의 전기적 접속으로서 상기 IC에 대하여 보호 기판에 고착되는 면에서의 상기 각 전극 구멍에 대응한 위치에 각각 범프를 설치하고, 상기 각 전극 구멍에는 도전재를 각각 충전하고, 상기 각 범프를 대응하는 전극 구멍의 도전재에 각각 전기적으로 접속했다. 이 때문에 센서부와 IC를 최단의 배선으로 접속할 수 있고, 센서부와 IC를 접속할 때에 사용하는 배선에 수반되는 기생 용량의 영향을 적게 할 수 있어, 센서부의 정전 용량을 정확하게 검출할 수 있음과 동시에, 센서부와 IC를 리드선을 본딩하여 접속한 경우에 일어날 가능성이 있는 상기 각 리드선 사이에서의 쇼트를 방지할 수 있다. 이로 인해, 면내 변위의 정전 용량식 가속도 센서에서, 신뢰성을 향상시킬 수 있음과 동시에, 정밀도의 향상 및 소형화를 도모할 수 있고, 전기적 접속을 용이하게 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 가속도에 의한 관성력에 의해 변위되는 가동 전극과, 고정 전극 사이의 정전용량으로부터 가속도를 검출하는, 면내 변위의 정전 용량식 가속도 센서에 있어서,
    실리콘 기판으로 형성된, 상기 가동 전극 및 고정 전극을 갖는 센서부와,
    사이에 끼워지도록 상기 센서부에 접합된 한쌍의 보호 기판과,
    상기 센서부의 정전 용량으로부터 가속도를 검출하는 IC를 구비하고,
    상기 센서부는, 상기 IC와 접속하기 위해 형성된 각 접속용 전극이 한쪽의 상기 보호 기판측에 설치됨과 동시에, 상기 한쪽의 보호 기판에는 상기 각 접속용 전극상에 관통 구멍을 설치하여 전극 구멍이 각각 형성되고,
    상기 IC는 상기 각 전극 구멍을 형성한 보호 기판상에 고착됨과 동시에, 상기 각 전극 구멍에 삽통하여 상기 센서부의 각 접속용 전극과 각각 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 정전 용량식 가속도 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 IC와 상기 각 접속용 전극은, 리드선이 각각 본딩되어 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 용량식 가속도 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 IC는 보호 기판에 고착되는 면에서의 상기 각 전극 구멍에 대응한 위치에 각가 범프가 설치되고, 상기 각 전극 구멍에는 도전재가 각각 충전되어, 각 범프가 대응하는 전극 구멍의 도전재에 각각 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 정전 용량식 가속도 센서.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100928909B1 (ko) * 2005-11-30 2009-11-30 가부시키가이샤 덴소 용량성 물리량 센서 및 용량성 물리량 센서의 진단 방법

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0852337A1 (en) 1996-12-24 1998-07-08 STMicroelectronics S.r.l. A hermetically sealed semiconductor inertial sensor
EP0886144B1 (en) * 1997-06-19 2006-09-06 STMicroelectronics S.r.l. A hermetically sealed sensor with a movable microstructure
US6073271A (en) * 1999-02-09 2000-06-13 Adams Usa, Inc. Football helmet with inflatable liner
JP4151164B2 (ja) * 1999-03-19 2008-09-17 株式会社デンソー 半導体装置の製造方法
JP3498209B2 (ja) * 1999-10-25 2004-02-16 株式会社村田製作所 外力検知センサ装置
US6315383B1 (en) * 1999-12-22 2001-11-13 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for ink-jet drop trajectory and alignment error detection and correction
JP4603135B2 (ja) * 2000-08-07 2010-12-22 住友精密工業株式会社 振動型ジャイロセンサ
DE10111149B4 (de) * 2001-03-08 2011-01-05 Eads Deutschland Gmbh Mikromechanischer kapazitiver Beschleunigungssensor
EP1243930A1 (de) * 2001-03-08 2002-09-25 EADS Deutschland Gmbh Mikromechanischer kapazitiver Beschleunigungssensor
DE10117630B4 (de) * 2001-04-09 2005-12-29 Eads Deutschland Gmbh Mikromechanischer kapazitiver Beschleunigungssensor
JP3614789B2 (ja) * 2001-03-28 2005-01-26 株式会社ホンダロック 車両のアウトハンドル装置
US7036374B2 (en) * 2002-01-25 2006-05-02 William Thomas Pike Micro-machined suspension plate with integral proof mass for use in a seismometer or other device
US6776042B2 (en) 2002-01-25 2004-08-17 Kinemetrics, Inc. Micro-machined accelerometer
JP2003240797A (ja) * 2002-02-18 2003-08-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体加速度センサ
DE10225714A1 (de) * 2002-06-11 2004-01-08 Eads Deutschland Gmbh Mehrachsiger monolithischer Beschleunigungssensor
JP2005038911A (ja) * 2003-07-16 2005-02-10 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2005172483A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Toyo Commun Equip Co Ltd 圧力センサ
JP2005227089A (ja) * 2004-02-12 2005-08-25 Denso Corp 力学量センサ装置
ES2255386B1 (es) * 2004-05-13 2007-10-01 Loxin 2002, S.L. Sistema mejorado de remachado automatico.
JP2006226743A (ja) 2005-02-16 2006-08-31 Mitsubishi Electric Corp 加速度センサ
JP4670427B2 (ja) * 2005-03-28 2011-04-13 パナソニック電工株式会社 半導体センサおよびその製造方法
US8342022B2 (en) * 2006-03-10 2013-01-01 Conti Temic Microelectronic Gmbh Micromechanical rotational speed sensor
JP2008002837A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Denso Corp 半導体容量式センサの製造方法
JP5061524B2 (ja) * 2006-08-01 2012-10-31 三菱電機株式会社 加速度センサ
JP5143857B2 (ja) * 2010-04-20 2013-02-13 三菱電機株式会社 加速度センサの製造方法
JP5810500B2 (ja) * 2010-09-30 2015-11-11 セイコーエプソン株式会社 センサーデバイス、モーションセンサー、電子機器
US10371714B2 (en) * 2012-06-14 2019-08-06 Analog Devices, Inc. Teeter-totter type MEMS accelerometer with electrodes on circuit wafer
ITTO20120542A1 (it) 2012-06-20 2013-12-21 St Microelectronics Srl Dispositivo microelettromeccanico con instradamento dei segnali attraverso un cappuccio protettivo e metodo per controllare un dispositivo microelettromeccanico
US9556017B2 (en) 2013-06-25 2017-01-31 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for preventing stiction of MEMS devices encapsulated by active circuitry
US10081535B2 (en) 2013-06-25 2018-09-25 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for shielding and biasing in MEMS devices encapsulated by active circuitry
US9604841B2 (en) 2014-11-06 2017-03-28 Analog Devices, Inc. MEMS sensor cap with multiple isolated electrodes
US10078098B2 (en) 2015-06-23 2018-09-18 Analog Devices, Inc. Z axis accelerometer design with offset compensation

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0670644B2 (ja) * 1989-09-07 1994-09-07 株式会社日立製作所 半導体容量式加速度センサとその製造方法
US5239871A (en) * 1990-12-17 1993-08-31 Texas Instruments Incorporated Capacitive accelerometer
JPH04294280A (ja) * 1991-03-22 1992-10-19 Aisin Seiki Co Ltd 加速度検出装置
JP2760188B2 (ja) * 1991-11-08 1998-05-28 日本電気株式会社 半導体集積回路
US5345823A (en) * 1991-11-12 1994-09-13 Texas Instruments Incorporated Accelerometer
JPH0694744A (ja) * 1992-09-09 1994-04-08 Mitsubishi Electric Corp 半導体加速度検出装置
JPH06186249A (ja) * 1992-12-16 1994-07-08 Mitsubishi Electric Corp 容量式加速度検出装置
JP2804874B2 (ja) * 1992-12-25 1998-09-30 三菱電機株式会社 半導体加速度検出装置
JPH06213918A (ja) * 1993-01-14 1994-08-05 Mitsubishi Electric Corp 半導体加速度検出装置
FR2710741B1 (fr) * 1993-09-30 1995-10-27 Commissariat Energie Atomique Capteur électronique destiné à la caractérisation de grandeurs physiques et procédé de réalisation d'un tel capteur.
JPH07191055A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Hitachi Ltd 静電容量式加速度センサ
JPH07209328A (ja) * 1994-01-20 1995-08-11 Murata Mfg Co Ltd 加速度検出装置
DE19509868A1 (de) * 1995-03-17 1996-09-19 Siemens Ag Mikromechanisches Halbleiterbauelement
JPH08297139A (ja) * 1995-04-26 1996-11-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体加速度センサ
JPH08304447A (ja) * 1995-05-02 1996-11-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体加速度センサおよびその製造方法
JPH08316354A (ja) * 1995-05-12 1996-11-29 Mitsubishi Electric Corp 半導体式センサ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100928909B1 (ko) * 2005-11-30 2009-11-30 가부시키가이샤 덴소 용량성 물리량 센서 및 용량성 물리량 센서의 진단 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1090299A (ja) 1998-04-10
DE19709731C2 (de) 2002-03-14
TW326576B (en) 1998-02-11
DE19709731A1 (de) 1998-03-26
KR100234919B1 (ko) 1999-12-15
US5864063A (en) 1999-01-26

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