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JPH07131036A - Semiconductor acceleration sensor - Google Patents

Semiconductor acceleration sensor

Info

Publication number
JPH07131036A
JPH07131036A JP5301328A JP30132893A JPH07131036A JP H07131036 A JPH07131036 A JP H07131036A JP 5301328 A JP5301328 A JP 5301328A JP 30132893 A JP30132893 A JP 30132893A JP H07131036 A JPH07131036 A JP H07131036A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pedestal
weight
cantilever beam
acceleration sensor
semiconductor acceleration
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.)
Pending
Application number
JP5301328A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoto Umemaru
尚登 梅丸
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP5301328A priority Critical patent/JPH07131036A/en
Publication of JPH07131036A publication Critical patent/JPH07131036A/en
Pending 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
    • 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

Landscapes

  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体加速度センサにおいて、ベース材と台
座の線膨張係数の差によって発生した熱応力の影響を排
除して、半導体加速度センサの出力温度特性の変動を防
止し、加速度検出方向に過大な衝撃荷重が加わってもカ
ンチレバービームを破損させず、更に部品点数、組立工
程の工数、時間の減少及びコストの安価を図ることを目
的とする。 【構成】 台座3上にアーム11を設置し、アーム11
には台座3の位置とは反対方向の位置に半導体ひずみゲ
ージ6及び重り5が取付けられたカンチレバービーム4
を取付ける。又カンチレバービーム4の先端に接合され
る重り13を台形形状等とし、又台座14の断面形状を
L型形状等とすることによって、台座14と重り13の
隙間及びアーム11と重り13の隙間により重り13の
変位を制御できるような構成とする。又、台座16と重
り15を同一材料で構成する。
(57) [Abstract] [Purpose] In a semiconductor acceleration sensor, the influence of thermal stress generated by the difference in the linear expansion coefficient between the base material and the pedestal is eliminated to prevent fluctuations in the output temperature characteristics of the semiconductor acceleration sensor, The object of the present invention is not to damage the cantilever beam even if an excessive impact load is applied in the detection direction, and further to reduce the number of parts, the number of assembly steps, the time, and the cost. [Structure] Arm 11 is installed on pedestal 3, and arm 11
Is a cantilever beam 4 having a semiconductor strain gauge 6 and a weight 5 attached at a position opposite to the position of the pedestal 3.
Install. Further, the weight 13 joined to the tip of the cantilever beam 4 has a trapezoidal shape or the like, and the cross-sectional shape of the pedestal 14 has an L-shaped shape or the like, so that a gap between the pedestal 14 and the weight 13 and a gap between the arm 11 and the weight 13 are formed. The configuration is such that the displacement of the weight 13 can be controlled. The pedestal 16 and the weight 15 are made of the same material.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、物理的振動を測定す
る機器に使用される半導体ひずみゲージを有する半導体
加速度センサの構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the structure of a semiconductor acceleration sensor having a semiconductor strain gauge used in a device for measuring physical vibration.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13(a)は例えば、特開昭62−22
1164号公報に示された従来の半導体加速度センサを
示す平面断面図、図13(b)は図13(a)のX−X線側面
断面図、図13(c)はY−Y線正面断面図である。図に
おいて、1は金属等からなり外周部に溶接部1aが形成
されたベース、2は金属等からなり外周部に溶接部2a
が形成されたキャップで、ベース1とでパッケージを構
成する。3はベース1上に固定された台座、4は一端が
台座3に接着され、他端には出力感度を高めるために用
いる金属材料からなる重り5と接着するカンチレバービ
ームであり、このカンチレバービーム4には薄肉部4a
が形成されている。6はこの薄肉部4aの上に形成され
た検出素子で、熱拡散又はイオン注入法により半導体ひ
ずみゲージが形成されアルミニウム蒸着などにより形成
された配線により電気的に接続され、フルブリッジ回路
を構成している。7はベース1を貫通し外部に出された
リード端子、8はこのリード端子の外周と貫通穴との間
に充てんされた硬質ガラス、9はリード端子7と半導体
ひずみゲージ6とをワイヤボディングした金線又は、ア
ルミニウム線などからなるワイヤ、10はパッケージ内
に封入されたシリコンオイルなどからなるダンピング液
である。
2. Description of the Related Art FIG. 13 (a) shows, for example, JP-A-62-22.
FIG. 13 (b) is a side sectional view taken along line XX of FIG. 13 (a), and FIG. 13 (c) is a front sectional view taken along line YY of FIG. 13 (a). It is a figure. In the figure, 1 is a base made of metal or the like and having a welded portion 1a formed on the outer peripheral portion thereof, and 2 is a welded portion 2a made of metal or the like on the outer peripheral portion.
The cap is formed to form a package with the base 1. Reference numeral 3 denotes a pedestal fixed on the base 1, and 4 denotes a cantilever beam having one end bonded to the pedestal 3 and the other end bonded to a weight 5 made of a metal material used to enhance output sensitivity. Thin portion 4a
Are formed. Reference numeral 6 is a detection element formed on the thin portion 4a, which is electrically connected by a wiring formed by a semiconductor strain gauge formed by thermal diffusion or ion implantation and formed by aluminum vapor deposition to form a full bridge circuit. ing. 7 is a lead terminal that penetrates through the base 1 and is exposed to the outside, 8 is hard glass that is filled between the outer periphery of the lead terminal and the through hole, and 9 is wire bonding between the lead terminal 7 and the semiconductor strain gauge 6. The wire 10 made of gold wire or aluminum wire is a damping liquid made of silicon oil enclosed in the package.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の半
導体加速度センサでは、通常ベースの金属材料として、
シリコン単結晶の線膨張係数に近い線膨張係数の金属材
料が一般的である。しかし、例えば、金属からなるベー
ス材とガラスまたは、シリコンからなる台座の線膨張係
数の差によって発生した熱応力が比較的台座部分から半
導体ひずみゲージの位置が近いことより、熱応力の影響
を受け、半導体加速度センサの出力温度特性を変動させ
るという問題点があった。また、従来の半導体加速度セ
ンサでは、加速度検出方向に過大な衝撃荷重が加わりカ
ンチレバービーム薄肉部の断面形状で許容応力を越えた
場合、カンチレバービームが破損するという問題点があ
った。さらに、従来の半導体加速度センサでは、センサ
の出力感度を高める為に、カンチレバービームの先端に
は金属からなる重りを接合しており、部品点数の増加及
び、組立工程に工数、時間を要する等、コスト高という
問題点があった。
In the conventional semiconductor acceleration sensor as described above, as the metal material of the normal base,
A metal material having a linear expansion coefficient close to that of a silicon single crystal is common. However, for example, the thermal stress generated by the difference in the linear expansion coefficient between the base material made of metal and the glass or the pedestal made of silicon is affected by the thermal stress because the position of the semiconductor strain gauge is relatively close to the pedestal part. However, there is a problem that the output temperature characteristic of the semiconductor acceleration sensor is changed. Further, the conventional semiconductor acceleration sensor has a problem that the cantilever beam is damaged when an excessive impact load is applied in the acceleration detection direction and the allowable stress is exceeded in the sectional shape of the thin portion of the cantilever beam. Further, in the conventional semiconductor acceleration sensor, in order to increase the output sensitivity of the sensor, a weight made of metal is joined to the tip of the cantilever beam, which increases the number of parts and requires many steps and time in the assembly process. There was a problem of high cost.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な問題点を解決するためになされたもので、ベース材も
しくはガラスとシリコンの線膨張係数の差により生ずる
熱応力を、カンチレバービーム、特に半導体ひずみゲー
ジ部分に伝達することなく、出力温度特性において、精
度の良い半導体加速度センサを得ることを目的としてい
る。また、加速度検出方向に過大な衝撃荷重が加わった
時、カンチレバービーム薄肉部の断面形状で、許容応力
内に応力変位を制限し、カンチレバービームが破損する
ことなく、高衝撃許容性を有する半導体加速度センサを
得ることを目的としている。さらに、部品点数及び、組
立工数削減により、安価な半導体加速度センサを得るこ
とを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can prevent thermal stress caused by a difference in linear expansion coefficient between a base material or glass and silicon from a cantilever beam, especially from a cantilever beam. The purpose of the present invention is to obtain a semiconductor acceleration sensor having an accurate output temperature characteristic without being transmitted to the semiconductor strain gauge portion. Also, when an excessive impact load is applied in the acceleration detection direction, the thin-walled cantilever beam cross-sectional shape limits the stress displacement within the permissible stress, and the cantilever beam is not damaged. The purpose is to get a sensor. Furthermore, it aims at obtaining an inexpensive semiconductor acceleration sensor by reducing the number of parts and the number of assembly steps.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体加
速度センサは、カンチレバービームを支持するアームを
設け、アームを保持する台座から反対の位置にカンチレ
バービームの半導体ひずみゲージ部を配置したものであ
る。
A semiconductor acceleration sensor according to the present invention is provided with an arm for supporting a cantilever beam, and a semiconductor strain gauge portion of the cantilever beam is arranged at a position opposite from a pedestal holding the arm. .

【0006】また、カンチレバービームの先端に接合さ
れる重りを、カンチレバービーム裏面から取り付けると
ともに、重りの断面形状をほぼ台形形状とし、且つアー
ムを保持する台座の断面形状をL型形状としたものであ
る。
In addition, the weight joined to the tip of the cantilever beam is attached from the back surface of the cantilever beam, and the cross section of the weight is substantially trapezoidal, and the pedestal for holding the arm is L-shaped. is there.

【0007】さらに、カンチレバービームの先端に接合
される重り及び、アームを保持する台座を共に同一材料
のガラス製としたものである。
Further, the weight joined to the tip of the cantilever beam and the pedestal for holding the arm are both made of glass of the same material.

【0008】[0008]

【作用】この発明における半導体加速度センサは、カン
チレバービームを支持するアームを設け、アームを保持
する台座から反対の位置にカンチレバービームの半導体
ひずみゲージ部を配置したことにより、例えば、金属か
らなるベース材とガラスまたは、シリコンからなる台座
の線膨張係数の差によって発生した熱応力が、台座を通
じ半導体ひずみゲージ部分に伝達されないよう配置した
もので、アーム部分で熱応力を吸収緩和することがで
き、出力温度特性において、精度向上がなされる。
In the semiconductor acceleration sensor according to the present invention, the arm for supporting the cantilever beam is provided, and the semiconductor strain gauge portion of the cantilever beam is arranged at the position opposite to the pedestal holding the arm. The thermal stress generated due to the difference in the linear expansion coefficient of the pedestal made of glass and glass or silicon is arranged so as not to be transmitted to the semiconductor strain gauge part through the pedestal, and the arm part can absorb and relax the thermal stress, and output With respect to temperature characteristics, accuracy is improved.

【0009】また、カンチレバービームの先端に接合さ
れる重りを、カンチレバービーム裏面から取り付けると
ともに、重りの断面形状をほぼ台形形状とし、且つアー
ムを保持する台座の断面形状をL型形状としたことによ
り、加速度検出方向に過大な衝撃荷重を加わった場合で
も、カンチレバービーム薄肉部の断面形状で、許容応力
内に応力変位を制限することができ、カンチレバービー
ムが破損することなく、耐衝撃性向上がなされる。
Further, the weight joined to the tip of the cantilever beam is attached from the rear surface of the cantilever beam, the cross section of the weight is substantially trapezoidal, and the pedestal for holding the arm is L-shaped. Even if an excessive impact load is applied in the acceleration detection direction, the cross-sectional shape of the thin portion of the cantilever beam can limit the stress displacement within the allowable stress, improving the impact resistance without damaging the cantilever beam. Done.

【0010】さらに、カンチレバービームの先端に接合
される重り及び、アームを保持する台座を一対のガラス
から製作したことにより、金属材料からなる重りが不要
となり、部品点数の削減及び、組立工程数の減少がで
き、製作コスト低減がなされる。また、加速度検出方向
に過大な衝撃荷重が加わった場合でも、カンチレバービ
ーム薄肉部の断面形状で、許容応力内に応力変位を制限
することができ、カンチレバービームが破損することな
く、耐衝撃性向上がなされる。
Further, since the weight joined to the tip of the cantilever beam and the pedestal for holding the arm are made of a pair of glasses, the weight made of a metal material is unnecessary, the number of parts is reduced and the number of assembling steps is reduced. The cost can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. In addition, even if an excessive impact load is applied in the acceleration detection direction, the cross-sectional shape of the thin portion of the cantilever beam can limit the stress displacement within the allowable stress, improving the impact resistance without damaging the cantilever beam. Is done.

【0011】[0011]

【実施例】実施例1.以下、この発明の実施例1による
半導体加速度センサを図に基づいて説明する。図1はこ
の発明の実施例1による半導体加速度センサを示す平面
図、図2は図1におけるA−A線側面断面図、図3は全
体の斜視図である。図において、従来技術と同一部分に
ついては同一符号により説明するものとする。11は台
座3上に接続されたアームであり、カンチレバービーム
4は上記アーム11と一体にかつ該アームを保持する台
座3から反対の位置に配置されていて、その先端に重り
5が接合されている。6はカンチレバービームの突出し
た根本部分に配置された半導体ひずみゲージ、12は重
り5の下変位を制御するためベース1上に設けられたス
トッパの凸部である。
EXAMPLES Example 1. Hereinafter, a semiconductor acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a plan view showing a semiconductor acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is an overall perspective view. In the figure, the same parts as those in the prior art will be described with the same reference numerals. Reference numeral 11 denotes an arm connected to the pedestal 3, and the cantilever beam 4 is arranged integrally with the arm 11 and at a position opposite to the pedestal 3 holding the arm 11, and a weight 5 is joined to the tip thereof. There is. Reference numeral 6 denotes a semiconductor strain gauge arranged at the projecting root portion of the cantilever beam, and 12 denotes a convex portion of a stopper provided on the base 1 for controlling the downward displacement of the weight 5.

【0012】次に動作について説明する。図に示すよう
に台座3部分から半導体ひずみゲージ6の位置が遠いの
で、金属からなるベース材とガラスまたはシリコンから
なる台座の線膨張係数の差によって発生する熱応力の影
響を受け難く、半導体加速度センサの出力温度特性を変
動させ難くなる。又、ストッパ凸部12により重り5の
下変位を制御することができるので、加速度検出方向に
過大な衝撃荷重が加わってもカンチレバービーム4が破
損することもなくなる。
Next, the operation will be described. As shown in the figure, since the position of the semiconductor strain gauge 6 is far from the pedestal 3, the semiconductor acceleration is unlikely to be affected by the thermal stress generated by the difference in the linear expansion coefficient between the base material made of metal and the pedestal made of glass or silicon. It becomes difficult to change the output temperature characteristic of the sensor. Further, since the downward displacement of the weight 5 can be controlled by the stopper convex portion 12, the cantilever beam 4 will not be damaged even if an excessive impact load is applied in the acceleration detection direction.

【0013】実施例2.次にこの発明の実施例2による
半導体加速度センサを図に基づいて説明する。図4は実
施例2による半導体加速度センサを示す平面図、図5は
図4におけるB−B線側面断面図、図6は図5における
C−C線正面断面図、図7は全体の斜視図である。図に
おいて、13は断面形状をほぼ台形形状とされ、カンチ
レバービーム4の裏面から取り付けられると共に、カン
チレバービーム4の先端に接合される重りである。又1
4は断面形状をL型形状に形成された台座である。
Example 2. Next, a semiconductor acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 4 is a plan view showing a semiconductor acceleration sensor according to a second embodiment, FIG. 5 is a side sectional view taken along the line BB in FIG. 4, FIG. 6 is a front sectional view taken along the line CC in FIG. 5, and FIG. Is. In the figure, reference numeral 13 is a weight having a substantially trapezoidal cross section, which is attached from the back surface of the cantilever beam 4 and is joined to the tip of the cantilever beam 4. Again 1
Reference numeral 4 denotes a pedestal having an L-shaped cross section.

【0014】次に動作について説明する。図に示すよう
に台座14部分から半導体ひずみゲージ6の位置が遠い
ので、金属からなるベース材とガラスまたはシリコンか
らなる台座の線膨張係数の差によって発生する熱応力の
影響を受け難く、半導体加速度センサの出力温度特性を
変動させ難くなる。又、カンチレバービーム4の先端に
接合される重り13の変位をアーム11と重り13のギ
ャップd1、及び台座14と重り13とのギャップd2
にて変位を制限するストッパ構造としたことにより、重
り13の上下変位を制御することができるので、加速度
検出方向に過大な衝撃荷重が加わってもカンチレバービ
ーム4が破損することもなくなる。
Next, the operation will be described. As shown in the figure, since the position of the semiconductor strain gauge 6 is far from the pedestal 14, it is hard to be affected by the thermal stress generated by the difference in the linear expansion coefficient between the base material made of metal and the pedestal made of glass or silicon. It becomes difficult to change the output temperature characteristic of the sensor. Further, the displacement of the weight 13 joined to the tip of the cantilever beam 4 is caused by the gap d1 between the arm 11 and the weight 13 and the gap d2 between the pedestal 14 and the weight 13.
By adopting the stopper structure for limiting the displacement by the above, the vertical displacement of the weight 13 can be controlled, so that the cantilever beam 4 will not be damaged even if an excessive impact load is applied in the acceleration detection direction.

【0015】尚、上記実施例においては、重り13の断
面形状をほぼ台形形状としたが、図8に示すような形状
でも同じ目的を達成でき、重り13の変位をアーム11
と重り13のギャップ、及び台座14と重り13とのギ
ャップにて変位制限構造としたものであればどんな形状
であってもよい。
In the above embodiment, the weight 13 has a substantially trapezoidal cross section, but the shape shown in FIG. 8 can achieve the same purpose.
Any shape may be used as long as the displacement limiting structure is formed by the gap between the weight 13 and the weight 13 and the gap between the pedestal 14 and the weight 13.

【0016】実施例3.次にこの発明の実施例3による
半導体加速度センサを図に基づいて説明する。図9は実
施例3による半導体加速度センサを示す平面図、図10
は図9におけるD−D線側面断面図、図11は全体の斜
視図である。図において、15はカンチレバービーム4
の先端に接合された断面L型形状の重り、16は断面形
状をL型形状にされた台座であり、重り15、台座16
は共に同一材料のガラス材で構成されている。17はベ
ース1上に形成された凸部である。
Embodiment 3. Next, a semiconductor acceleration sensor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a plan view showing a semiconductor acceleration sensor according to the third embodiment, and FIG.
Is a side sectional view taken along the line DD in FIG. 9, and FIG. 11 is an overall perspective view. In the figure, 15 is a cantilever beam 4.
A weight having an L-shaped cross section joined to the tip of the, 16 is a pedestal having a L-shaped cross section, the weight 15, the pedestal 16
Are made of the same glass material. Reference numeral 17 is a convex portion formed on the base 1.

【0017】次に動作について説明する。図に示すよう
に台座16部分から半導体ひずみゲージ6の位置が遠い
ので、金属からなるベース材とガラスまたはシリコンか
らなる台座の線膨張係数の差によって発生する熱応力の
影響を受け難く、半導体加速度センサの出力特性を変動
させ難くなる。又、カンチレバービーム4の先端に接合
される重り15の変位をアーム11と重り15のギャッ
プd3、及びベース1と重り15のギャップd4にて制
限するストッパ構造としたことにより、重り15の上下
変位を制御することができるので、加速度検出方向に過
大な衝撃荷重が加わってもカンチレバービーム4が破損
することもなくなる。更に、カンチレバービーム4の先
端に接合される重り15,及びアーム11を保持する台
座16が共に同一材料のガラス材からなっているので、
部品点数の減少及び組立工程における工数、時間を削減
することが可能となり、コストダウンを図ることができ
る。
Next, the operation will be described. As shown in the figure, since the position of the semiconductor strain gauge 6 is far from the pedestal 16 portion, it is hard to be affected by the thermal stress generated by the difference in linear expansion coefficient between the base material made of metal and the pedestal made of glass or silicon. It becomes difficult to change the output characteristics of the sensor. In addition, the weight 15 joined to the tip of the cantilever beam 4 has a stopper structure that limits the displacement of the weight 15 by the gap d3 between the arm 11 and the weight 15 and the gap d4 between the base 1 and the weight 15. Therefore, the cantilever beam 4 will not be damaged even if an excessive impact load is applied in the acceleration detection direction. Furthermore, since the weight 15 joined to the tip of the cantilever beam 4 and the pedestal 16 holding the arm 11 are both made of the same glass material,
It is possible to reduce the number of parts and the man-hours and time in the assembly process, and it is possible to reduce the cost.

【0018】次に重り15及び台座16の製造過程につ
いて図12に基づいて説明する。まず特定の形状(凹
型)に加工したガラス材18を図12(a)(b)に示すよう
にカンチレバービーム4に接合する。その後図12(c)
に示すようにガラス材18の中間部分を例えばエッチン
グ等により切断、分離することによって重り15,台座
16を形成する。
Next, the manufacturing process of the weight 15 and the pedestal 16 will be described with reference to FIG. First, a glass material 18 processed into a specific shape (concave shape) is joined to the cantilever beam 4 as shown in FIGS. Then Fig. 12 (c)
As shown in, the weight 15 and the pedestal 16 are formed by cutting and separating the middle portion of the glass material 18 by etching or the like.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上のように、この発明の半導体加速度
センサによれば、ベース材もしくはガラスとシリコンの
線膨張係数の差より生ずる熱応力を、アーム部分で吸収
緩和することができ、カンチレバービーム特に半導体ひ
ずみゲージ部分に熱応力が伝達することなく、出力温度
特性において精度の良い半導体加速度センサを得ること
ができる。また、加速度検出方向に過大な衝撃荷重が加
わった場合でも、カンチレバービームの許容応力内に応
力変位を制限でき、カンチレバービームが破損すること
なく、高衝撃許容性を有する半導体加速度センサを得る
ことができる。さらに、カンチレバービームに接合され
る重り及び、アームを保持する台座を共に同一材料で製
作したことにより、部品点数及び、組立工程数の削減が
可能で、安価な半導体加速度センサを得ることができる
効果がある。
As described above, according to the semiconductor acceleration sensor of the present invention, the thermal stress caused by the difference in linear expansion coefficient between the base material or glass and silicon can be absorbed and relaxed in the arm portion, and the cantilever beam can be obtained. In particular, a semiconductor acceleration sensor having high output temperature characteristics can be obtained without thermal stress being transmitted to the semiconductor strain gauge portion. Further, even if an excessive impact load is applied in the acceleration detection direction, the stress displacement can be limited within the allowable stress of the cantilever beam, the cantilever beam is not damaged, and a semiconductor acceleration sensor with high impact tolerance can be obtained. it can. Further, since the weight joined to the cantilever beam and the pedestal for holding the arm are made of the same material, the number of parts and the number of assembly steps can be reduced, and an inexpensive semiconductor acceleration sensor can be obtained. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例1による半導体加速度センサ
を示す平面断面図である。
FIG. 1 is a plan sectional view showing a semiconductor acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例1による半導体加速度センサ
を示す側面断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view showing the semiconductor acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施例1による半導体加速度センサ
を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a semiconductor acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図4】この発明の実施例2による半導体加速度センサ
を示す平面断面図である。
FIG. 4 is a plan sectional view showing a semiconductor acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施例2による半導体加速度センサ
を示す側面断面図である。
FIG. 5 is a side sectional view showing a semiconductor acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図6】この発明の実施例2による半導体加速度センサ
を示す正面断面図である。
FIG. 6 is a front sectional view showing a semiconductor acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図7】この発明の実施例2による半導体加速度センサ
を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a semiconductor acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図8】この発明の実施例2において重りの形状を変え
たものを示す正面断面図である。
FIG. 8 is a front cross-sectional view showing a second embodiment in which the shape of the weight is changed.

【図9】この発明の実施例3による半導体加速度センサ
を示す平面断面図である。
FIG. 9 is a plan sectional view showing a semiconductor acceleration sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図10】この発明の実施例3による半導体加速度セン
サを示す側面断面図である。
FIG. 10 is a side sectional view showing a semiconductor acceleration sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図11】この発明の実施例3による半導体加速度セン
サを示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing a semiconductor acceleration sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図12】この発明の実施例3による半導体加速度セン
サの製造過程を示す側面図である。
FIG. 12 is a side view showing the manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor according to the third embodiment of the present invention.

【図13】従来の半導体加速度センサを示す平面断面図
(a)、側面断面図(b)、正面断面図(c)である。
FIG. 13 is a plan sectional view showing a conventional semiconductor acceleration sensor.
(a), side sectional view (b), front sectional view (c).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベース 3 台座 4 カンチレバービーム 5 重り 6 半導体ひずみゲージ 11 アーム 12,17 凸部 13,15 重り 14,16 台座 18 ガラス材 1 base 3 pedestal 4 cantilever beam 5 weight 6 semiconductor strain gauge 11 arm 12,17 convex portion 13,15 weight 14,16 pedestal 18 glass material

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ベース上に台座を介してカンチレバービ
ームが設置されると共に、当該カンチレバービームには
半導体ひずみゲージ及び重りが取付けられた半導体加速
度センサにおいて、上記台座上にアームを設置し、当該
アームには上記台座の位置とは反対方向の位置に上記カ
ンチレバービームを片持ち構造で取付けるとともに、台
座から反対の位置に半導体ひずみゲージ部を配置したこ
とを特徴とする半導体加速度センサ。
1. In a semiconductor acceleration sensor in which a cantilever beam is installed on a base via a pedestal, and a semiconductor strain gauge and a weight are attached to the cantilever beam, an arm is installed on the pedestal and the arm is installed. The semiconductor acceleration sensor is characterized in that the cantilever beam is attached in a cantilever structure at a position opposite to the position of the pedestal, and a semiconductor strain gauge portion is arranged at a position opposite to the pedestal.
【請求項2】 重りをカンチレバービームの上部又は下
部に取付けると共に、台座と重りの隙間及びアームと重
りの隙間の変位を制限するストッパ部材を形成したこと
を特徴とする請求項1記載の半導体加速度センサ。
2. The semiconductor acceleration according to claim 1, wherein the weight is attached to an upper portion or a lower portion of the cantilever beam, and a stopper member for limiting displacement of a gap between the pedestal and the weight and a gap between the arm and the weight is formed. Sensor.
【請求項3】 台座及び重りを同一材料で構成したこと
を特徴とする請求項1または2記載の半導体加速度セン
サ。
3. The semiconductor acceleration sensor according to claim 1, wherein the pedestal and the weight are made of the same material.
JP5301328A 1993-11-05 1993-11-05 Semiconductor acceleration sensor Pending JPH07131036A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6973829B2 (en) 2000-08-29 2005-12-13 Denso Corporation Semiconductor dynamic quantity sensor with movable electrode and fixed electrode supported by support substrate
JP5370610B1 (en) * 2013-04-26 2013-12-18 パナソニック株式会社 Sensor
CN106405152A (en) * 2016-10-19 2017-02-15 北京大学深圳研究生院 Micro accelerator and manufacturing method thereof

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