[go: up one dir, main page]

JP2786321B2 - 半導体容量式加速度センサ及びその製造方法 - Google Patents

半導体容量式加速度センサ及びその製造方法

Info

Publication number
JP2786321B2
JP2786321B2 JP2235539A JP23553990A JP2786321B2 JP 2786321 B2 JP2786321 B2 JP 2786321B2 JP 2235539 A JP2235539 A JP 2235539A JP 23553990 A JP23553990 A JP 23553990A JP 2786321 B2 JP2786321 B2 JP 2786321B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass plate
lead
plate
acceleration sensor
silicon plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2235539A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04116465A (ja
Inventor
クルツク ベン
清光 鈴木
茂樹 土谷
政之 三木
昌大 松本
佐藤  一雄
晃 小出
範男 市川
由紀子 河合
広道 海老根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Priority to JP2235539A priority Critical patent/JP2786321B2/ja
Priority to KR1019910015341A priority patent/KR920006746A/ko
Priority to US07/755,838 priority patent/US5243861A/en
Publication of JPH04116465A publication Critical patent/JPH04116465A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2786321B2 publication Critical patent/JP2786321B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/483Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable capacitance detectors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032Packages or encapsulation
    • B81B7/007Interconnections between the MEMS and external electrical signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/0802Details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
    • H10W72/536
    • H10W72/5522

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車などの移動体の加速度を検出する半導
体容量式加速度センサに関する。
〔従来の技術〕
従来の加速度センサとし、特開昭62−309684号や特開
昭63−78034号公報に記載されているように、上部ガラ
ス板,中部シリコン板,下部ガラス板を3層に積層した
検出部構造を有する半導体容量式加速度センサが知られ
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は上部ガラス板と下部ガラス板に形成し
た固定電極のリード取出し方法について十分な配慮がさ
れておらず、量産性や信頼性の点で問題があつた。
即ち、量産性に欠ける点を以下に示す。
(1)上部ガラス板に形成した固定電極のリードを外部
に引き出すために、ガラス板ヘスルーホールを加工する
必要がある。
(2)ワイヤ・ボンデイング用のパッドと固定電極の電
気的接続を図るために、スルーホールの内側ヘリード部
を形成するプロセスが複雑である。
(3)ワイヤ・ボンデイング用のパツドを上部ガラス
板,中部シリコン板,下部ガラス板上へそれぞれ1個ず
つ配置したため、上部ガラス板の一部へ角型の孔を加工
する必要がある。
(4)各パツド部に誤差があるため、信号処理回路と電
気的に接続するためのワイヤ・ボンデイングの作業性が
悪い。また、上部ガラス板,中部シリコン板,下部ガラ
ス板を陽極接合した後にスパツタによつてパツドを形成
するとき、パツド部に誤差があるためその作業性が困難
であつた。
(5)検出チツプにタイミングするときは水やゴミが侵
入するのを防止するために、陽極接合後にスルーホール
を完全に封止する必要があつた。また、下部ガラス板上
に形成した固定電極のリード部とシリコン板の電気的絶
縁を図るために中心シリコン板の一部へ異方性エツチン
グで溝を形成しているが、この溝部からの水やゴミの侵
入も防止するため、上部ガラス板へ孔を加工し、この孔
を利用して中部シリコン板の下部へ形成した溝部も完全
に封止する必要がある。次に、信頼性に欠ける点を以下
に示す。
(1)スルーホールの内側ヘスパツタなどによつてリー
ド部を形成するとき、そのプロセス条件が少し変るとス
ルーホールの縁部での断線が発生しやすい。
本発明の目的は量産性や信頼性に優れた半導体容量式
加速度センサを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
第1のガラス板と、シリコン板と、第2のガラス板
と、前記シリコン板に異方性エッチング技術により形成
されたビームで支持された可動電極と、前記可動電極に
対向して前記第1のガラス板と前記第2のガラス板上へ
形成された一対の膜状の固定電極と、リード部を有し、
前記第2のガラス板上に配列された前記可動電極と前記
固定電極ワイヤボンディング用のバッドと、前記シリコ
ン板と前記リード部との間に設けられた絶縁層とを備
え、導体部を介して、前記第1のガラス板に形成された
固定電極と前記パッドとを電気的に接続した半導体容量
式加速度センサにおいて、前記導体部は前記シリコン板
にエッチング技術で形成され、前記導体部を前記シリコ
ン板に支持する絶縁性ビームを備え、前記第1のガラス
板と前記シリコン板と前記第2のガラス板とを積層する
ことにより、前記可動電極と前記固定電極と前記導体部
とを気密封止したことによって達成される。
〔作用〕
エツチング技術で中部シリコン板中へ形成した導体部
分を介して、上部ガラス板上の固定電極を下部ガラス板
上に形成したリード部へ電気的に接続する方法を用いる
ことにより、上部ガラス板へのスルーホールの加工を不
要とした。
下部ガラス板上に形成したリードをハーメチツク.シ
ール的に外部に引き出してパツドと接続することによ
り、ダイシング時の水やゴミの侵入を防止した。ハーメ
チツク・シールの手法として、以下に示す2つの案を考
案した。第一の手法は、中部シリコン板の下部へ異方性
エツチングで表面に絶縁層を有する三角形状の凸起を形
成し、この凸起で軟い金属よりなるリード部を押しつぶ
すことにより、リードの一部を中部シリコン板とは電気
的に絶縁し、かつ気密にシールする方法である。第2の
手法は、中部シリコン板へ異方性エツチングで孔を形成
し、この孔を絶縁物で封止することによつて、リードの
一部を中部シリコン板とは電気的に絶縁し、かつ気密に
シールする方法である。
ワイヤ・ボンデイング用のパツドを下部ガラス板上に
のみ配列することにより、パツド形成の作業性やワイヤ
・ボンデイングの作業性が改善される。
ワイヤ・ボンデイング用のパツドを下部ガラス板上に
のみ配列した結果、検出チツプにダイシングするとき、
パツド上の上部ガラス板の一部を部分的に切断すること
によつてパツド配列部を開口させることができるため、
上部ガラス板の一部へ角型の孔加工を不要にした。この
結果、上部ガラス板中への全ての孔加工は不要になり、
量産性が著しく改善された。
〔実施例〕
以下、本発明による半導体容量式加速度センサの一実
施例を第1図により説明する。本センサ検出部の基本構
造は上部ガラス板1,中部シリコン板2,下部ガラス板3を
陽極接合にて3層に積層,接着したものよりなり、下部
ガラス板3上にのみワイヤ・ボンデイング用のパツド4,
5,6を配列している。これらのパツド4,5,6はそれぞれ後
述するように、センサ内部に形成した電極部と薄膜状の
リード7,8,9を介して電気的に接続される。なお、本セ
ンサは金線あるいはアルミ線などの導線10,11,12をパツ
ド4,5,6へワイヤ・ボンデイングすることにより、信号
処理回路(注;図には示していない)へ結線される。図
に示すように、パツド4,5,6は同一平面上に配列されて
おり、パツド間の段差がないためワイヤ・ボンデイング
の作業性が良い。また、上部ガラス板1はスルーホール
などの孔加工が不要なため、検出部は量産性に適した基
本構造である。
第2図へ本発明による中部シリコン板2の平面図の一
実施例を示す。シリコンの異方性エツチングを繰返すこ
とによつて、少なくとも一本以上のビーム13で支持され
た可動電極14、少なくとも一本以上の脚15,16で支持さ
れた導体部17,18をシリコン板2中に形成している。ま
た、可動電極14の表面の一部には絶縁部19a,19b,19c,19
dを形成、導体部17,18の表面にはそれぞれn+領域20a,20
bを形成している。なお、シリコン板2はn型のシリコ
ン基板よりなり、その一部ヘリンを拡散することによつ
てn+領域が得られる。シリコン板2の裏面には、破線で
示すような三角形状の凸起21,22及びn+領域23を形成し
ている。
第3図へ本発明による加速度センサのX−X断面(第
2図参照)の一実施例を示す。なお、本図以後において
図中に示した同一番号は同一部材を示すものとする。上
部ガラス板1,中部シリコン板2,下部ガラス板3はウエハ
状態で積層した後、良く知られた陽極接合により接着さ
れる。各板の厚さは約数百μmであり、検出部積層体の
トータル厚さは約1mmである。上部ガラス板1と下部ガ
ラス板3は中部シリコン板2と熱膨張係数のほぼ等しい
ホウケイ酸ガラス(例えばパイレツクス・ガラスなど)
よりなる。なお、雰囲気温度300℃の状態で、中部シリ
コン板2と上部ガラス板1,下部ガラス板3間へ800ボル
トの高電圧を印加し、検出部積層体の陽極接合を行なつ
た。垂錘の機能を有する可動電極14はビーム13で支持さ
れ、検出部に加速度が作用したとき、可動電極14はビー
ム13の固定端24を支点として上下方向に動く構造になつ
ている。上部ガラス板1と下部ガラス板3にはそれぞれ
固定電極25,26を形成している。固定電極25,26は導電性
の金属(アルミ,モリブデン,ITOなど)をガラス板上へ
スパツタあるいは蒸着することによつて形成される薄膜
状の導電部材であり、その厚さは1μm以下である。可
動電極14と固定電極25,26の間の空隙寸法は数μmであ
り、上下の空隙部に電気容量C1,C2が形成される。検出
部に加速度が作用すると、可動電極14は上下に変位する
ため上下の電気容量C1,C2が変化する。可動電極14の表
面に形成した絶縁膜19a,19b,19aa,19bbは溶着防止用の
膜であり、センサ組立時のプロセスにおいて静電気がパ
ツド4,5,6部に印加されたとき、可動電極14が固定電極2
5あるいは26側へ部分的にロツクされる現象を防止する
ための役目を果す。脚15,15aで支持された導体部17は、
陽極接合時に上部ガラス板1と下部ガラス板3間に狭持
され動けない状態になつている。導体部17の上面と下面
にはそれぞれn+領域20a,20aaが形成されており、陽極接
合時の高電圧印加によるクーロン力によつてn+領域20a
と20aaはそれぞれ固定電極25とリード7部へ強く固着さ
れる。脚15,15aは熱酸化膜やシリコン・ナイトライドな
どの絶縁膜あるいはp++要素(シリコン基板中ヘボロン
などの不純物を拡散することによつて得られる)で構成
されている。この導体部17を利用することによつて、固
定電極25→n+領域20a→導体部17→n+領域20aa→リード
7→パツド4間を電気的に接続することが可能になり、
図に示すように上部ガラス板1上に形成した固定電極25
のパツド4を下部ガラス板3上に配列することができ
る。この結果、上部ガラス板1ヘスルーホールの孔加工
をすることなく、固定電極25のリードを外部のパツド側
へ引き出すことが可能になつた。中部シリコン板2の下
部に形成した三角形状の凸起21は、陽極接合時の高電圧
印加によりクーロン力でリード7部を押しつぶすことに
よつて、このリード引き出し部をハーメチツク的に気密
にシールする。リード7の材料がアルミなどの軟い金属
であるほど完全な気密が得られる。なお、リード7はス
パツタあるいは蒸着などの手法で形成され、その厚さ約
1μmである。また、三角形状の凸起21の表面には酸化
膜が形成されており、リード7は中部シリコン板2とは
電気的に絶縁され、リード引き出し部を気密にシールす
ることができる。このリード引き出し部部 の詳細について後述する。
このように、リード引き出し部は気密にシールされる
ため、タイミングによつて検出チツプを得るとき、リー
ド引き出し部を介してゴミや水などが可動電極14と固定
電極25,26間の空隙部へ侵入することはなく、本加速度
センサの信頼性が向上する。また、上部ガラス板1,中部
シリコン板2,下部ガラス板3を陽極接合で3層に積層,
接着した後は、ダイシング前にリード引き出し部を封止
することはなく量産性が向上する。
本加速度センサにおける検出部の等価回路を第4図及
び第5図に示す。図において、C1,C2は可動電極14と固
定電極25,26間の電気容量を示しており、パツド4,5,6を
介して信号処理回路と結線される。導体部17,18を支持
する脚15,16が熱酸化膜やシリコン・ナイトライドなど
の絶縁膜で構成されるときの等価回路は第4図、p++
素で構成されるときの等価回路は第5図になる。第5図
において、30,31は脚で決まるnpnトランジスタを示して
いる。本加速度センサの信号処理方法としては次の2つ
の手法が考えられる。電気容量C1,C2の変化から加速度
を検出する手法と、電気容量の差ΔC=C1−C2が常に零
になるように静電気力で静電サーボ的に可動電極の位置
を拘束して加速度を検出する手法が考えられる。
第6図へ本発明による加速度センサのY−Y断面(第
2図参照)の一実施例を示す。可動電極14はn+領域23,
リード8を介してパツド5へ電気的に接続される。陽極
接合時の高電圧印加によるクーロン力によつて、n+領域
23部とリード8部は強く固着される。
第7図へ本発明による加速度センサのZ−Z断面(第
2図参照)の一実施例を示す。図において、19cc,19dd
は絶縁膜、20bbはn+領域、16aは脚、32は固定電極と同
一材料で構成される金属薄膜である。固定電極26はリー
ド9を介してパツド6へ電気的に接続される。なお、リ
ード9の引き出し部は三角形状の凸起22部でハーメチツ
ク的にシールされる。また、金属薄膜32は独立した要素
であり、固定電極25とは分離されている。第4図に示し
た等価回路の場合、導体部18は不要である。第5図に示
した等価回路の場合、npnトランジスタ31を設けて等価
回路のバランス設計を図るため、導体部18は必要にな
る。
次に、リード引き出し部部の詳細を第8図により説
明する。異方性エツチングにより中部シリコン板2の下
部に、その表面へ絶縁層を有する三角形状の凸起21(21
aと21b)を形成している。三角形状の凸起21aの頂部は
中部シリコン板2の底面と同一の高さになつている。図
において、領域Bはリード7が通る部分を示している。
本図のa−a断面,b−b断面,c−c断面,d−d断面をそ
れぞれ第9図,第10図,第11図,第12図に示す。第9図
に示すように、a−a断面ではリード7と中部シリコン
板2間には空隙部33が存在する故、この部分ではシール
されない。これに対して、第10図に示すようにb−b断
面ではリード7と中部シリコン板2間には空隙部が存在
せず、リード引き出し部はハーメチツク的にシールされ
る。また、三角形状の凸起21の表面に形成した絶縁膜34
によつて、リード7と中部シリコン板2は電気的には完
全に絶縁される。第11図,第12図に示すように、三角形
状の凸起21a,21bは陽極接合時の高電圧印加によるクー
ロン力によつてリード7を部分的に押しつぶし、この部
分を完全にハーメチツク的にシールすることができる。
本発明による半導体容量式加速度センサの他の実施例
を第13図及び第14図に示す。これらは、リード引き出し
部部の手法のみが第3図と異なる実施例であり、同一
要速への番号の付記は一部省略した。
第13図は、異方性エツチングで中部シリコン板2中に
形成した孔35,低融点ガラスなどの絶縁物36を封入する
ことによつてハーメチツク・シールを達成する手法であ
る。なお、封入用絶縁物としてシリコーン・ゴムを用い
たときはハーメチツクなシールは期待できないが、検出
チツプへダイシングするときの水やゴミの侵入を防止で
きる。
第14図は異方性エツチングで中部シリコン板2へ形成
した孔37の形状が、底部ほど一様に狭くなる場合のシー
ル方法を示したものである。この場合は、スパツタやCV
D(ケミカル・ベーパー・デポジイシヨン)の手法で孔3
7の底面を絶縁物38で完全にふさぐことができる故、中
部シリコン板2とリード7の間をハーメチツク的にシー
ルすることができる。
第3図に示した検出部の場合、上部ガラス板1,中部シ
リコン板2,下部ガラス板3を3層同時に陽極接合するこ
とができる。これに対して、第13図と第14図に示した検
出部の場合は、まず中部シリコン板2と下部ガラス板3
のみを陽極接合にて接着し、次に孔31や孔37へ絶縁物を
封止し、最後に上部ガラス板1を陽極接合にて接着する
必要がある。つまり、陽極接合を2回に分けて実施する
必要がある。
次に、本発明による半導体容量式加速度センサの検出
チツプを得るときのダイシング方法について説明する。
第15図は陽極接合後における検出チツプの配列状態を示
したものである。図に示すように、多数の検出チツプ41
がウエハ40中へ配列されている。本発明によるダイシン
グ方法を第16図に示す。ダイシング前の検出チツプの状
態としては第14図に相当するものを示しているが、もち
ろん第3図や第13図に示した検出チツプの場合も考え方
は全つたく同じである。中部シリコン板2には異方性エ
ツチングによつて、空所53があらかじめ形成されてい
る。ダイシング前には空所53の上部までに上部ガラス板
1がのびており、52部を形成している。上部ガラス板1,
中部シリコン板2,下部ガラス板3の3層積層体よりなる
ウエハ40をダイ42に固定して、ダイサーにより検出チツ
プに切断する。50a,50bは適当な刄幅を有するダイサー
で3層積層体を完全に切断する位置、51は上部ガラス板
1と中部シリコン板2を部分的に切断する位置を示して
いる。ダイシングによつて、上部ガラス板1中の52部が
取り除かれ、パツド4,5,6を配列した下部ガラス板1の
上部が開口する。それ故、ダイシングによつて上部ガラ
ス板1へ孔(52部を除去した部分)を加工したことと等
価な状態が得られ、量産性が著しく向上する。つまり、
上部ガラス板1にはあらかじめ一切の孔加工が不要であ
る。
本発明によるダイシング方法の平面図を第17図に示
す。図において、50a,50b,50c,50dが完全切断部、51が
部分切断部であり、斜線で示した52部が取り除かれる上
部ガラス板の位置を示しており、ダイシング後に下部ガ
ラス板上に配列したパツド部が開口する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、上部ガラス板ヘスルーホール用の孔
加工をする必要がなく量産性が向上する。また、スルー
ホールを用いないリードの取り出し方法であり、リード
形成のプロセスが簡単になる。ダイシング時にパツド配
列部を開口させることができるので、上部ガラス板の一
部へ角型の孔を加工する必要がない。各パツド間に段差
がないため、ワイヤ・ボンデイング時の作業性が改善さ
れる。陽極接合が終了する前にリード取り出し部をハー
メチツク・シールできるので生産性が向上する。また、
スルーホールを使用しないため、断線などのトラブルが
なくなり信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体容量式加速度センサの一実
施例の外観図、第2図は本発明による中部シリコン板の
平面図、第3図は本発明による加速度センサの断面図、
第4図,第5図は加速度センサ検出部の等価回路図、第
6図,第7図は本発明による加速度センサの断面図、第
8図〜第12図は本発明によるリード引き出し部の気密シ
ール方法の説明図、第13図,第14図は本発明による加速
度センサの気密シール方法の他の説明図、第15図〜第17
図は本発明による加速度センサのダイシング方法の説明
図を示したものである。 1……上部ガラス板、2……中部シリコン板、3……下
部ガラス板、4,5,6……パツド、7,8,9……リード、13…
…ビーム、14……可動電極、15,15a……脚、16,16a……
脚、17,18……導体部、21,21a,21b,22……三角形状の凸
起、25,26……固定電極、35,37……孔、36,38……絶縁
物。
フロントページの続き (72)発明者 土谷 茂樹 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 三木 政之 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 松本 昌大 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 佐藤 一雄 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 小出 晃 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 市川 範男 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社日立製作所佐和工場内 (72)発明者 河合 由紀子 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番 地3 日立オートモテイブエンジニアリ ング株式会社内 (72)発明者 海老根 広道 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番 地3 日立オートモテイブエンジニアリ ング株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−259265(JP,A) 特開 平2−134570(JP,A) 特開 平3−67177(JP,A) 特開 平4−32775(JP,A) 特開 平4−32776(JP,A) 米国特許4435737(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01P 15/125

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1のガラス板と、 シリコン板と、 第2のガラス板と、 前記シリコン板に異方性エッチング技術により形成され
    たビームで支持された可動電極と、 前記可動電極に対向して前記第1のガラス板と前記第2
    のガラス板上へ形成された一対の膜状の固定電極と、 リード部を有し、前記第2のガラス板上に配列された前
    記可動電極と前記固定電極のワイヤボンディング用のバ
    ッドと、 前記シリコン板と前記リード部との間に設けられた絶縁
    層とを備え、 導体部を介して、前記第1のガラス板に形成された固定
    電極と前記パッドとを電気的に接続した半導体容量式加
    速度センサにおいて、 前記導体部は前記シリコン板にエッチング技術で形成さ
    れ、 前記導体部を前記シリコン板に支持する絶縁性ビームを
    備え、 前記第1のガラス板と前記シリコン板と前記第2のガラ
    ス板とを積層することにより、前記可動電極と前記固定
    電極と前記導体部とを気密封止したことを特徴とする半
    導体容量式加速度センサ。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記絶縁層は三角形状部を有し、 前記三角形状部が前記リード部を気密に押しつぶすこと
    を特徴とする半導体容量式加速度センサ。
JP2235539A 1990-09-07 1990-09-07 半導体容量式加速度センサ及びその製造方法 Expired - Fee Related JP2786321B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2235539A JP2786321B2 (ja) 1990-09-07 1990-09-07 半導体容量式加速度センサ及びその製造方法
KR1019910015341A KR920006746A (ko) 1990-09-07 1991-09-03 반도체용량식 가속도계
US07/755,838 US5243861A (en) 1990-09-07 1991-09-06 Capacitive type semiconductor accelerometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2235539A JP2786321B2 (ja) 1990-09-07 1990-09-07 半導体容量式加速度センサ及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04116465A JPH04116465A (ja) 1992-04-16
JP2786321B2 true JP2786321B2 (ja) 1998-08-13

Family

ID=16987481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2235539A Expired - Fee Related JP2786321B2 (ja) 1990-09-07 1990-09-07 半導体容量式加速度センサ及びその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5243861A (ja)
JP (1) JP2786321B2 (ja)
KR (1) KR920006746A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009122113A (ja) * 2008-12-22 2009-06-04 Panasonic Electric Works Co Ltd 加速度センサの製造方法

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2804196B2 (ja) * 1991-10-18 1998-09-24 株式会社日立製作所 マイクロセンサ及びそれを用いた制御システム
JP2765316B2 (ja) * 1991-11-21 1998-06-11 日本電気株式会社 容量型三軸加速度センサ
JP3367113B2 (ja) 1992-04-27 2003-01-14 株式会社デンソー 加速度センサ
US5353641A (en) * 1992-08-07 1994-10-11 Ford Motor Company Digital capacitive accelerometer
US5461916A (en) * 1992-08-21 1995-10-31 Nippondenso Co., Ltd. Mechanical force sensing semiconductor device
JP3151956B2 (ja) * 1992-09-04 2001-04-03 株式会社村田製作所 加速度センサ
JP2533272B2 (ja) * 1992-11-17 1996-09-11 住友電気工業株式会社 半導体デバイスの製造方法
DE59304431D1 (de) * 1993-05-05 1996-12-12 Litef Gmbh Mikromechanische Beschleunigungsmessvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE4342890A1 (de) * 1993-12-16 1995-06-22 Mannesmann Kienzle Gmbh Verfahren zum Abdichten herstellprozeßbedingter Öffnungen an mikromechanischen Beschleunigungssensoren
US5447068A (en) * 1994-03-31 1995-09-05 Ford Motor Company Digital capacitive accelerometer
WO1995027215A1 (en) * 1994-04-05 1995-10-12 Hitachi, Ltd. Acceleration sensor
US5469632A (en) * 1994-04-08 1995-11-28 Westinghouse Electric Corp. Capacitive angle sensor employing a vertical cantilever beam
US5546805A (en) * 1994-08-12 1996-08-20 Coyote Engineering Services, Inc. Angle and angular acceleration sensors
US5808197A (en) * 1995-01-13 1998-09-15 Remec, Inc. Vehicle information and control system
US5581034A (en) * 1995-01-13 1996-12-03 Remec, Inc. Convective accelerometer and inclinometer
US5835077A (en) * 1995-01-13 1998-11-10 Remec, Inc., Computer control device
DE19509868A1 (de) * 1995-03-17 1996-09-19 Siemens Ag Mikromechanisches Halbleiterbauelement
JP2800111B2 (ja) * 1996-02-27 1998-09-21 株式会社エスアイアイ・アールディセンター 半導体装置
JP3644205B2 (ja) 1997-08-08 2005-04-27 株式会社デンソー 半導体装置及びその製造方法
AUPP130498A0 (en) * 1998-01-12 1998-02-05 Griffith University Monitoring arrangement for a multi-element boom
JPH11237402A (ja) * 1998-02-19 1999-08-31 Akebono Brake Ind Co Ltd 半導体加速度センサ及びその自己診断法
US6275034B1 (en) 1998-03-11 2001-08-14 Analog Devices Inc. Micromachined semiconductor magnetic sensor
JP2000065855A (ja) * 1998-08-17 2000-03-03 Mitsubishi Electric Corp 半導体加速度スイッチ、半導体加速度スイッチの製造方法
US6091125A (en) * 1998-12-02 2000-07-18 Northeastern University Micromechanical electronic device
JP4238437B2 (ja) 1999-01-25 2009-03-18 株式会社デンソー 半導体力学量センサとその製造方法
US6000939A (en) * 1999-02-08 1999-12-14 Ray; Isaac Universal alignment indicator
EP1183555A4 (en) * 1999-03-17 2003-03-05 Input Output Inc hydrophone
US6871544B1 (en) 1999-03-17 2005-03-29 Input/Output, Inc. Sensor design and process
US6229683B1 (en) 1999-06-30 2001-05-08 Mcnc High voltage micromachined electrostatic switch
US6057520A (en) * 1999-06-30 2000-05-02 Mcnc Arc resistant high voltage micromachined electrostatic switch
US6803755B2 (en) 1999-09-21 2004-10-12 Rockwell Automation Technologies, Inc. Microelectromechanical system (MEMS) with improved beam suspension
US6798312B1 (en) 1999-09-21 2004-09-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. Microelectromechanical system (MEMS) analog electrical isolator
US6359374B1 (en) 1999-11-23 2002-03-19 Mcnc Miniature electrical relays using a piezoelectric thin film as an actuating element
KR100681115B1 (ko) * 1999-11-24 2007-02-08 주식회사 케이티 통신시스템에서의 그래픽 화면 처리 속도 향상 방법
US6794271B2 (en) * 2001-09-28 2004-09-21 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for fabricating a microelectromechanical system (MEMS) device using a pre-patterned bridge
US6815243B2 (en) 2001-04-26 2004-11-09 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method of fabricating a microelectromechanical system (MEMS) device using a pre-patterned substrate
US6761829B2 (en) 2001-04-26 2004-07-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for fabricating an isolated microelectromechanical system (MEMS) device using an internal void
US6768628B2 (en) 2001-04-26 2004-07-27 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for fabricating an isolated microelectromechanical system (MEMS) device incorporating a wafer level cap
US6756310B2 (en) * 2001-09-26 2004-06-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for constructing an isolate microelectromechanical system (MEMS) device using surface fabrication techniques
US6664786B2 (en) 2001-07-30 2003-12-16 Rockwell Automation Technologies, Inc. Magnetic field sensor using microelectromechanical system
EP1423713A1 (en) * 2001-08-24 2004-06-02 Honeywell International Inc. Hermetically sealed silicon micro-machined electromechanical system (mems) device having diffused conductors
US6690178B2 (en) 2001-10-26 2004-02-10 Rockwell Automation Technologies, Inc. On-board microelectromechanical system (MEMS) sensing device for power semiconductors
DE10217859C1 (de) * 2002-04-22 2003-09-18 Hahn Schickard Ges Neigungsvorrichtung mit einem Pendel
JP4138372B2 (ja) * 2002-06-07 2008-08-27 弘明 新妻 物理量検出器及び物理量検出器の製造方法
US6975193B2 (en) * 2003-03-25 2005-12-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Microelectromechanical isolating circuit
US20040227199A1 (en) * 2003-05-15 2004-11-18 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Minute flow passage and micro-chemical chip including the same
JP2005172543A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Mitsubishi Electric Corp 加速度センサおよび加速度センサの製造方法
JP4367165B2 (ja) * 2004-02-13 2009-11-18 株式会社デンソー 半導体力学量センサの検査方法
US7516660B2 (en) * 2004-05-21 2009-04-14 Met Tech, Inc. Convective accelerometer
US7337671B2 (en) 2005-06-03 2008-03-04 Georgia Tech Research Corp. Capacitive microaccelerometers and fabrication methods
US7687126B2 (en) 2005-08-22 2010-03-30 3M Innovative Properties Company Adhesive articles and release liners
US20100016928A1 (en) * 2006-04-12 2010-01-21 Zdeblick Mark J Void-free implantable hermetically sealed structures
US7578189B1 (en) * 2006-05-10 2009-08-25 Qualtre, Inc. Three-axis accelerometers
JP2008046078A (ja) * 2006-08-21 2008-02-28 Hitachi Ltd 微小電気機械システム素子およびその製造方法
JP5165294B2 (ja) * 2007-07-06 2013-03-21 三菱電機株式会社 静電容量式加速度センサ
DE102008003242B4 (de) 2008-01-04 2017-03-30 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelements
CN102156203B (zh) 2011-03-15 2013-07-24 迈尔森电子(天津)有限公司 Mems惯性传感器及其形成方法
RU2490650C1 (ru) * 2012-02-27 2013-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) Микроакселерометр
JP5854123B2 (ja) * 2012-03-02 2016-02-09 富士通株式会社 水晶振動子及びその製造方法
WO2014174812A1 (ja) * 2013-04-26 2014-10-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 センサ
JP6206650B2 (ja) * 2013-07-17 2017-10-04 セイコーエプソン株式会社 機能素子、電子機器、および移動体
US9837935B2 (en) * 2013-10-29 2017-12-05 Honeywell International Inc. All-silicon electrode capacitive transducer on a glass substrate
CN104671189B (zh) * 2015-02-17 2016-09-28 中国人民解放军国防科学技术大学 带有导通组件的微机械传感器及其加工方法
JP2017187447A (ja) * 2016-04-08 2017-10-12 アルプス電気株式会社 センサ装置
CN117368525A (zh) * 2017-04-06 2024-01-09 中国工程物理研究院电子工程研究所 石英摆式加速度计
JP6996459B2 (ja) 2018-09-06 2022-01-17 三菱電機株式会社 物理量検出センサの製造方法、物理量検出センサ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435737A (en) 1981-12-16 1984-03-06 Rockwell International Corporation Low cost capacitive accelerometer

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH642461A5 (fr) * 1981-07-02 1984-04-13 Centre Electron Horloger Accelerometre.
FI81915C (fi) * 1987-11-09 1990-12-10 Vaisala Oy Kapacitiv accelerationsgivare och foerfarande foer framstaellning daerav.
JPH0623782B2 (ja) * 1988-11-15 1994-03-30 株式会社日立製作所 静電容量式加速度センサ及び半導体圧力センサ
US5085079A (en) * 1990-06-11 1992-02-04 Sundstrand Data Control, Inc. Accelerometer with mounting/coupling structure for an electronics assembly

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435737A (en) 1981-12-16 1984-03-06 Rockwell International Corporation Low cost capacitive accelerometer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009122113A (ja) * 2008-12-22 2009-06-04 Panasonic Electric Works Co Ltd 加速度センサの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR920006746A (ko) 1992-04-28
US5243861A (en) 1993-09-14
JPH04116465A (ja) 1992-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2786321B2 (ja) 半導体容量式加速度センサ及びその製造方法
US5831162A (en) Silicon micromachined motion sensor and method of making
US6227049B1 (en) Acceleration sensor and process for the production thereof
US5559290A (en) Capacitance type accelerometer
CN100579892C (zh) 微型机电系统元件及其制造方法
US5041900A (en) Semiconductor device having sealed electrical feedthrough
KR100236501B1 (ko) 정전 용량형 압력 센서
US4773972A (en) Method of making silicon capacitive pressure sensor with glass layer between silicon wafers
US4405970A (en) Silicon-glass-silicon capacitive pressure transducer
CA2116382A1 (en) Micromechanical Accelerometer and Method for the Production Thereof
JPH077160A (ja) 一体型圧力変換器の製造方法および装置
USRE41856E1 (en) Process for manufacturing high-sensitivity accelerometric and gyroscopic integrated sensors, and sensor thus produced
US20230076161A1 (en) Methods for fabricating silicon mems gyroscopes with upper and lower sense plates
JPH07183543A (ja) 加速度センサ
JPH07318583A (ja) 静電容量式加速度センサ
JP3173256B2 (ja) 半導体加速度センサとその製造方法
JPH07263709A (ja) 力学量センサおよびエアバッグシステム
JP2010054210A (ja) 静電容量型半導体物理量センサの製造方法及び静電容量型半導体物理量センサ
JPH06273442A (ja) 静電容量型半導体加速度センサ及びその製造方法並びに当該静電容量型半導体加速度センサの実装構造
JPH11186566A (ja) 微小装置の製造方法
CN114236178A (zh) 一种全对称的mems全硅摆式加速度计及惯性导航系统
JPH1151966A (ja) 半導体加速度センサおよびその製造方法
JP3401992B2 (ja) 半導体感歪センサ
JPS6148794B2 (ja)
JPH1022512A (ja) 静電容量型圧力センサ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees