JP2008008673A - Acceleration sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、自動車や携帯電話などに用いられ加速度を検出する加速度センサに関するものである。 The present invention relates to an acceleration sensor for detecting acceleration used in, for example, automobiles and mobile phones.
従来から、加速度センサとして、加速度が作用したときのピエゾ抵抗からなるゲージ抵抗のひずみによる抵抗値の変化により加速度を検出するピエゾ抵抗形の加速度センサが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an acceleration sensor, a piezoresistive acceleration sensor that detects acceleration based on a change in resistance value due to strain of a gauge resistor formed by piezoresistance when acceleration is applied is known.
ここで、ピエゾ抵抗形の加速度センサとしては、半導体基板を用いて形成され矩形枠状のフレーム部の内側に配置される重り部が一方向へ延長された撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持されたセンサ基板と、当該センサ基板の厚み方向の両側それぞれに接合された2つのガラス製のカバーとを備えたもの(例えば、特許文献1参照)や、枠状のフレーム部の内側に配置される重り部が四方へ延長された4つの撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持され、複数方向(例えば、互いに直交する3方向であって、それぞれ、x軸方向、y軸方向、z軸方向と呼んでいる)の加速度を各別に検出可能なセンサ基板と、当該センサ基板を収納したパッケージとを備えたもの(例えば、特許文献2参照)などが提案されている。また、複数方向それぞれの加速度を各別に検出可能なセンサ基板(加速度センサエレメント)としては、上記特許文献2に記載のものに比べてセンサ基板のサイズを大きくすることなく重り部の質量を重くできて感度を高めることができるものも提案されている(例えば、特許文献3参照)。なお、上述のピエゾ抵抗形の加速度センサでは、重り部と撓み部とで可動部を構成している。また、上記特許文献2,3に開示された加速度センサにおけるセンサ基板では、各軸方向の加速度を検出する3つのブリッジ回路それぞれが、可動部の適宜位置に配置された4つのゲージ抵抗を配線により接続することによって構成されている。
Here, as a piezoresistive acceleration sensor, a weight portion disposed inside a rectangular frame-shaped frame portion formed using a semiconductor substrate swings to the frame portion via a bending portion extended in one direction. A sensor substrate that is freely supported and two glass covers that are joined to both sides in the thickness direction of the sensor substrate (see, for example, Patent Document 1), or the inside of a frame-shaped frame portion The weight portion disposed on the frame portion is swingably supported by the frame portion via four flexure portions extending in all directions, and is provided in a plurality of directions (for example, three directions orthogonal to each other in the x-axis direction, y-direction, respectively). A sensor board (refer to, for example, Patent Document 2) that includes a sensor board capable of separately detecting acceleration in the axial direction and the z-axis direction and a package that houses the sensor board has been proposed. Further, as a sensor substrate (acceleration sensor element) capable of separately detecting accelerations in a plurality of directions, the weight of the weight portion can be increased without increasing the size of the sensor substrate as compared with the one described in
また、上記特許文献1に開示された加速度センサは、重り部を静電気力により強制的に動かすための固定電極をカバーに設け、固定電極と重り部との間に電圧を印加して静電気力により重り部を動かして感度などのセンサ特性が適正であるか否かなどの自己診断を行えるように構成されている。
ところで、上記特許文献2に開示された加速度センサのように複数方向の加速度を各別に検出可能な多軸加速度センサでは、対象機器に組み込んだ後の出荷前の動作確認を行うにあたって、対象機器全体に加速度を作用させて動作確認を行っているのが現状であり、動作確認の検査に非常に手間がかかっている。
By the way, in a multi-axis acceleration sensor that can detect accelerations in a plurality of directions, such as the acceleration sensor disclosed in
そこで、上記特許文献2に開示された多軸加速度センサに対して、上記特許文献1に記載の加速度センサと同様の自己診断機能を付加するために、パッケージにおける重り部との対向部位に固定電極を設けることが考えられるが、センサ基板の厚み方向(z軸方向)についてのみしか動作確認を行うことができず、他の方向(x軸方向、y軸方向)についての動作確認を行うことができない。
Therefore, in order to add a self-diagnosis function similar to that of the acceleration sensor described in
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、加速度を検出可能な複数方向それぞれについて容易に動作確認を行うことが可能な加速度センサを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object thereof is to provide an acceleration sensor capable of easily confirming an operation in each of a plurality of directions in which acceleration can be detected.
請求項1の発明は、半導体基板を用いて形成され加速度の作用により可動部に生じる応力を検出する複数のゲージ抵抗が可動部に設けられ複数方向の加速度をそれぞれ検出可能なセンサ基板と、センサ基板の厚み方向への可動部の変位空間を有するパッケージとを備えた加速度センサであって、可動部を電磁力により強制的に動かす動作確認用の駆動手段を備え、当該駆動手段は、センサ基板の一表面側において可動部とパッケージとの互いの対向面の一方に設けられたコイルからなる励磁部と他方に設けられ励磁部に磁気結合可能な磁気結合部との対を複数有し、励磁部と磁気結合部との対ごとに動作確認用の電磁力を発生可能としてあることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a sensor substrate formed of a semiconductor substrate and provided with a plurality of gauge resistors for detecting stress generated in the movable portion by the action of acceleration and capable of detecting accelerations in a plurality of directions, respectively, and a sensor An acceleration sensor comprising a package having a displacement space of a movable part in the thickness direction of the substrate, comprising an operation confirmation drive means for forcibly moving the movable part by electromagnetic force, the drive means comprising a sensor substrate A plurality of pairs of excitation parts consisting of coils provided on one of the opposing surfaces of the movable part and the package on one surface side and a magnetic coupling part provided on the other side that can be magnetically coupled to the excitation part. An electromagnetic force for confirming the operation can be generated for each pair of the magnetic part and the magnetic coupling part.
この発明によれば、複数のゲージ抵抗が可動部に設けられ複数方向の加速度をそれぞれ検出可能なセンサ基板における可動部を電磁力により強制的に動かす動作確認用の駆動手段が、センサ基板の一表面側において可動部とパッケージとの互いの対向面の一方に設けられたコイルからなる励磁部と他方に設けられ励磁部に磁気結合可能な磁気結合部との対を複数有し、励磁部と磁気結合部との対ごとに動作確認用の電磁力を発生可能としてあるので、動作確認用の電磁力を発生させる励磁部と磁気結合部との対を適宜選択することにより、可動部の変形状態を変えることが可能となり、加速度を検出可能な複数方向それぞれについて容易に動作確認を行うことが可能になる。 According to the present invention, the driving means for confirming the operation for forcibly moving the movable part by the electromagnetic force in the sensor board capable of detecting accelerations in a plurality of directions provided with a plurality of gauge resistors on the movable part is provided on the sensor board. There are a plurality of pairs of an excitation part composed of a coil provided on one of the opposing surfaces of the movable part and the package on the surface side and a magnetic coupling part provided on the other side and magnetically coupled to the excitation part, Since it is possible to generate an electromagnetic force for operation confirmation for each pair with the magnetic coupling unit, the deformation of the movable unit can be performed by appropriately selecting the pair of the excitation unit and the magnetic coupling unit that generates the electromagnetic force for operation confirmation. It becomes possible to change the state, and it is possible to easily check the operation in each of a plurality of directions in which acceleration can be detected.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記センサ基板は、重り部を囲むフレーム部を有し重り部が十字状に配置された4つの撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持されてなり、前記可動部が、重り部と各撓み部とで構成され、互いに直交する3方向それぞれの加速度を検出可能とするように前記ゲージ抵抗が配置されてなり、重り部が、各撓み部の一端部が連結されたコア部と、コア部と一体に形成され平面視においてコア部とフレーム部とフレーム部の周方向において隣り合う各一対の撓み部の間の空間にそれぞれ配置された4つの付随部とを有し、各付随部それぞれに前記励磁部と前記磁気結合部とのいずれか一方が設けられてなることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the sensor substrate is swingable to the frame portion through four flexure portions having a frame portion surrounding the weight portion and the weight portions arranged in a cross shape. The movable part is composed of a weight part and each bending part, and the gauge resistance is arranged so that acceleration in each of three directions orthogonal to each other can be detected. A core portion to which one end portion of each bending portion is connected, and a space formed between each pair of bending portions formed integrally with the core portion and adjacent to each other in the circumferential direction of the core portion, the frame portion, and the frame portion in plan view. The four accompanying parts are provided, and each of the accompanying parts is provided with either one of the excitation part and the magnetic coupling part.
この発明によれば、加速度を検出可能な3方向それぞれについて容易に動作確認を行うことが可能になる。 According to the present invention, it is possible to easily check the operation in each of the three directions in which acceleration can be detected.
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記パッケージは、前記センサ基板の前記一表面側に接合された第1のカバー基板と、前記センサ基板の前記他表面側に接合された第2のカバー基板と、前記センサ基板の前記フレーム部とで構成されてなり、第1のカバー基板が半導体基板を用いて形成され、第1のカバー基板に前記駆動手段への通電用の貫通孔配線が形成されてなることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the package includes a first cover substrate bonded to the one surface side of the sensor substrate and a first cover substrate bonded to the other surface side of the sensor substrate. And the frame portion of the sensor substrate, the first cover substrate is formed using a semiconductor substrate, and a through-hole for energizing the driving means is formed in the first cover substrate. A wiring is formed.
この発明によれば、マイクロマシニング技術を利用することで前記励磁部と前記磁気結合部との間隔を精度良く制御することができ、前記駆動手段により前記可動部を強制的に動かす際の前記重り部の変位量のばらつきを小さくすることができる。 According to the present invention, the distance between the excitation unit and the magnetic coupling unit can be accurately controlled by using micromachining technology, and the weight when the movable unit is forcibly moved by the driving unit. The variation in the amount of displacement of the part can be reduced.
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3の発明において、前記センサ基板と前記パッケージとの少なくとも一方に、前記励磁部と前記磁気結合部との接触を防止するストッパが設けられてなることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, at least one of the sensor substrate and the package is provided with a stopper for preventing contact between the exciting portion and the magnetic coupling portion. It is characterized by that.
この発明によれば、前記重り部を強制的に動かした際に前記励磁部と前記磁気結合部とが付着するスティッキング現象の発生を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of a sticking phenomenon in which the excitation portion and the magnetic coupling portion adhere when the weight portion is forcibly moved.
請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4の発明において、前記磁気結合部は、磁性体膜からなることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the invention, the magnetic coupling portion is made of a magnetic film.
この発明によれば、前記励磁部へ流す電流の向きに応じて前記励磁部と前記磁気結合部との間に吸引力や反発力を発生させることが可能となるので、より高精度な動作確認が可能となる。 According to the present invention, it is possible to generate an attractive force or a repulsive force between the excitation unit and the magnetic coupling unit according to the direction of the current flowing to the excitation unit, so that a more accurate operation check can be performed. Is possible.
請求項6の発明は、請求項1ないし請求項4の発明において、前記磁気結合部は、コイルからなることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, the magnetic coupling portion comprises a coil.
この発明によれば、前記励磁部と前記磁気結合部とで同じ材料を採用することができるので、請求項5の発明のように前記磁気結合部を磁性体膜により構成する場合に比べて、低コスト化を図れる。
According to this invention, since the same material can be adopted for the excitation part and the magnetic coupling part, as compared with the case where the magnetic coupling part is constituted by a magnetic film as in the invention of
請求項7の発明は、請求項1ないし請求項6の発明において、前記センサ基板は、前記電磁力を発生させる前記励磁部と前記磁気結合部との対を選択する制御回路が集積化されてなることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the first to sixth aspects of the present invention, the sensor substrate is integrated with a control circuit that selects a pair of the excitation unit and the magnetic coupling unit that generates the electromagnetic force. It is characterized by becoming.
この発明によれば、動作確認を行うにあたっては制御回路によって前記電磁力を発生させる前記励磁部と前記磁気結合部との対が選択されるので、動作確認を容易に行うことが可能となる。 According to the present invention, since the pair of the excitation unit and the magnetic coupling unit that generates the electromagnetic force is selected by the control circuit when performing the operation check, the operation check can be easily performed.
請求項1の発明では、加速度を検出可能な複数方向それぞれについて容易に動作確認を行うことが可能になるという効果がある。 According to the first aspect of the present invention, there is an effect that it is possible to easily confirm the operation in each of a plurality of directions in which acceleration can be detected.
(実施形態1)
以下、本実施形態の加速度センサについて図1〜図5を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the acceleration sensor of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施形態の加速度センサは、ピエゾ抵抗からなるゲージ抵抗Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4が形成されたセンサ基板(加速度センサ本体)1と、センサ基板1の一表面側(図1(b)の上面側)に接合された第1のカバー基板2と、センサ基板1の他表面側(図1(b)の下面側)に接合された第2のカバー基板3とを備えている。ここにおいて、センサ基板1および各カバー基板2,3の外周形状は矩形状であり、各カバー基板2,3はセンサ基板1と同じ外形寸法に形成されている。
The acceleration sensor of this embodiment includes a sensor substrate (acceleration sensor main body) 1 on which gauge resistors Rx1 to Rx4, Ry1 to Ry4, Rz1 to Rz4 made of piezoresistors are formed, and one surface side of the sensor substrate 1 (FIG. 1 ( a
上述のセンサ基板1は、シリコン基板からなる支持基板10a上のシリコン酸化膜からなる絶縁層(埋込酸化膜)10b上にn形のシリコン層(活性層)10cを有するSOIウェハを加工することにより形成してあり、第1のカバー基板2は第1のシリコンウェハを加工することにより形成し、第2のカバー基板3は第2のシリコンウェハを加工することにより形成してある。ここで、本実施形態では、SOIウェハにおける支持基板10aの厚さを300μm〜500μm程度、絶縁層10bの厚さを0.3μm〜1.5μm程度、シリコン層10cの厚さを4μm〜10μm程度とし、また、第1のシリコンウェハの厚さを200μm〜300μm程度、第2のシリコンウェハの厚さを100〜300μm程度としてあるが、これらの数値は特に限定するものではない。また、SOIウェハの主表面であるシリコン層10cの表面は(100)面としてある。なお、本実施形態では、上述のSOIウェハがセンサ基板1の基礎となる半導体基板を構成し、第1のシリコンウェハが第1のカバー基板2の基礎となる半導体基板を構成し、第2のシリコンウェハが第2のカバー基板3の基礎となる半導体基板を構成している。
The
センサ基板1は、図3に示すように、枠状(本実施形態では、矩形枠状)のフレーム部11を備え、フレーム部11の内側に配置される重り部12が一表面側(図1(b)および図3(b)の上面側)において可撓性を有する4つの短冊状の撓み部13を介してフレーム部11に揺動自在に支持されている。言い換えれば、センサ基板1は、枠状のフレーム部11の内側に配置される重り部12が重り部12から四方へ延長された4つの撓み部13を介してフレーム部11に揺動自在に支持されている。ここで、フレーム部11は、上述のSOIウェハの支持基板10a、絶縁層10b、シリコン層10cそれぞれを利用して形成してある。これに対して、撓み部13は、上述のSOIウェハにおけるシリコン層10cを利用して形成してあり、フレーム部11よりも十分に薄肉となっている。
As shown in FIG. 3, the
重り部12は、上述の4つの撓み部13を介してフレーム部11に支持された直方体状のコア部12aと、センサ基板1の上記一表面側から見てコア部12aの四隅それぞれに連続一体に連結された直方体状の4つの付随部12bとを有している。言い換えれば、重り部12は、フレーム部11の内側面に一端部が連結された各撓み部13の他端部が外側面に連結されたコア部12aと、コア部12aと一体に形成されコア部12aとフレーム部11との間の空間に配置される4つの付随部12bとを有している。つまり、各付随部12bは、センサ基板1の上記一表面側から見た平面視において、フレーム部11とコア部12aと互いに直交する方向に延長された2つの撓み部13,13とで囲まれる空間に配置されており、各付随部12bそれぞれとフレーム部11との間にはスリット14が形成され、撓み部13を挟んで隣り合う付随部12b間の間隔が撓み部13の幅寸法よりも長くなっている。ここにおいて、コア部12aは、上述のSOIウェハの支持基板10a、絶縁層10b、シリコン層10cそれぞれを利用して形成し、各付随部12bは、SOIウェハの支持基板10aを利用して形成してある。しかして、センサ基板1の上記一表面側において各付随部12bの表面は、コア部12aの表面を含む平面からセンサ基板1の上記他表面側(図1(b)および図3(b)の下面側)へ離間して位置している。なお、センサ基板1の上述のフレーム部11、重り部12、各撓み部13は、リソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して形成すればよい。
The
ところで、図3(a),(b)それぞれの右下に示したように、センサ基板1の上記一表面に平行な面内でフレーム部11の一辺に沿った一方向をx軸の正方向、この一辺に直交する辺に沿った一方向をy軸の正方向、センサ基板1の厚み方向の一方向をz軸の正方向と規定すれば、重り部12は、x軸方向に延長されてコア部12aを挟む2つ1組の撓み部13,13と、y軸方向に延長されてコア部12aを挟む2つ1組の撓み部13,13とを介してフレーム部11に支持されていることになる。なお、上述のx軸、y軸、z軸の3軸により規定した直交座標では、センサ基板1において上述のシリコン層10cにより形成された部分の表面における重り部12の中心位置を原点としている。
By the way, as shown in the lower right of each of FIGS. 3A and 3B, one direction along one side of the
重り部12のコア部12aからx軸の正方向に延長された撓み部13(図3(a)の右側の撓み部13)は、コア部12a近傍に2つ1組のゲージ抵抗Rx2,Rx4が形成されるとともに、フレーム部11近傍に1つのゲージ抵抗Rz2が形成されている。一方、重り部12のコア部12aからx軸の負方向に延長された撓み部13(図3(a)の左側の撓み部13)は、コア部12a近傍に2つ1組のゲージ抵抗Rx1,Rx3が形成されるとともに、フレーム部11近傍に1つのゲージ抵抗Rz3が形成されている。ここに、コア部12a近傍に形成された4つのゲージ抵抗Rx1,Rx2,Rx3,Rx4は、x軸方向の加速度を検出するために形成されたもので、平面形状が細長の長方形状であって、長手方向が撓み部13の長手方向に一致するように形成してあり、図4における左側のブリッジ回路Bxを構成するように図示しない配線(センサ基板1に形成されている拡散層配線、金属配線など)によって接続されている。なお、ゲージ抵抗Rx1〜Rx4は、x軸方向の加速度がかかったときに撓み部13において応力が集中する応力集中領域に形成されている。
The bending portion 13 (the bending
また、重り部12のコア部12aからy軸の正方向に延長された撓み部13(図3(a)の上側の撓み部13)はコア部12a近傍に2つ1組のゲージ抵抗Ry1,Ry3が形成されるとともに、フレーム部11近傍に1つのゲージ抵抗Rz1が形成されている。一方、重り部12のコア部12aからy軸の負方向に延長された撓み部13(図3(a)の下側の撓み部13)はコア部12a近傍に2つ1組のゲージ抵抗Ry2,Ry4が形成されるとともに、フレーム部11側の端部に1つのゲージ抵抗Rz4が形成されている。ここに、コア部12a近傍に形成された4つのゲージ抵抗Ry1,Ry2,Ry3,Ry4は、y軸方向の加速度を検出するために形成されたもので、平面形状が細長の長方形状であって、長手方向が撓み部13の長手方向に一致するように形成してあり、図4における中央のブリッジ回路Byを構成するように図示しない配線(センサ基板1に形成されている拡散層配線、金属配線など)によって接続されている。なお、ゲージ抵抗Ry1〜Ry4は、y軸方向の加速度がかかったときに撓み部13において応力が集中する応力集中領域に形成されている。
Further, the bending portion 13 (the
また、フレーム部11近傍に形成された4つのゲージ抵抗Rz1,Rz2,Rz3,Rz4は、z軸方向の加速度を検出するために形成されたものであり、図4における右側のブリッジ回路Bzを構成するように図示しない配線(センサ基板1に形成されている拡散層配線、金属配線など)によって接続されている。ただし、2つ1組となる撓み部13,13のうち一方の組の撓み部13,13に形成したゲージ抵抗Rz1,Rz4は長手方向が撓み部13,13の長手方向と一致するように形成されているのに対して、他方の組の撓み部13,13に形成したゲージ抵抗Rz2,Rz3は長手方向が撓み部13,13の幅方向(短手方向)と一致するように形成されている。
Further, the four gauge resistors Rz1, Rz2, Rz3, Rz4 formed in the vicinity of the
また、センサ基板1は、当該センサ基板1の上記一表面側において重り部12の各付随部12bそれぞれの表面側に磁性体膜からなる磁気結合部15が形成されている。要するに、センサ基板1には、重り部12と各撓み部13とで構成される可動部に4個の磁気結合部15が形成されている。磁気結合部15を構成する磁性体膜の材料としては、例えば、電磁軟鉄(純鉄)、電磁ステンレス(Fe−Cr合金)、パーマロイ(Ni−Fe合金)などの軟質磁性材料を採用すればよい。なお、各磁気結合部15については後述する。
In the
ここで、センサ基板1の基本的な動作の一例について説明する。
Here, an example of a basic operation of the
いま、センサ基板1に加速度がかかっていない状態で、センサ基板1に対してx軸の正方向に加速度がかかったとすると、x軸の負方向に作用する重り部12の慣性力によってフレーム部11に対して重り部12が変位し、結果的にx軸方向を長手方向とする撓み部13,13が撓んで当該撓み部13,13に形成されているゲージ抵抗Rx1〜Rx4の抵抗値が変化することになる。この場合、ゲージ抵抗Rx1,Rx3は引張応力を受け、ゲージ抵抗Rx2,Rx4は圧縮応力を受ける。一般的にゲージ抵抗は引張応力を受けると抵抗値(抵抗率)が増大し、圧縮応力を受けると抵抗値(抵抗率)が減少する特性を有しているので、ゲージ抵抗Rx1,Rx3は抵抗値が増大し、ゲージ抵抗Rx2,Rx4は抵抗値が減少することになる。したがって、図4に示した一対の入力端子VDD,GND間に外部電源から一定の直流電圧を印加しておけば、図4に示した左側のブリッジ回路Bxの出力端子X1,X2間の電位差がx軸方向の加速度の大きさに応じて変化する。同様に、y軸方向の加速度がかかった場合には図4に示した中央のブリッジ回路Byの出力端子Y1,Y2間の電位差がy軸方向の加速度の大きさに応じて変化し、z軸方向の加速度がかかった場合には図4に示した右側のブリッジ回路Bzの出力端子Z1,Z2間の電位差がz軸方向の加速度の大きさに応じて変化する。しかして、上述のセンサ基板1は、各ブリッジ回路Bx〜Bzそれぞれの出力電圧の変化を検出することにより、当該センサ基板1に作用したx軸方向、y軸方向、z軸方向それぞれの加速度を検出することができる。本実施形態では、重り部12と各撓み部13とで可動部を構成している。
Now, assuming that acceleration is applied to the
ところで、センサ基板1は、上述の3つのブリッジ回路Bx,By,Bzに共通の2個の入力端子VDD,GNDと、ブリッジ回路Bxの2個の出力端子X1,X2と、ブリッジ回路Byの2個の出力端子Y1,Y2(図4参照)と、ブリッジ回路Bzの2個の出力端子Z1,Z2(図4参照)とを備えており、これらの各入力端子VDD,GNDおよび各出力端子X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2が、上記一表面側(つまり、第1のカバー基板2側)に第1の接続用接合金属層19として設けられており、第1のカバー基板2に形成された通電用の貫通孔配線24と電気的に接続されている。すなわち、センサ基板1には、8個の第1の接続用接合金属層19が形成され、第1のカバー基板2には、第1の接続用接合金属層19に電気的に接続される貫通孔配線24が8箇所に形成されている。なお、8個の第1の接続用接合金属層19は、外周形状が矩形状(本実施形態では、正方形状)であり、フレーム部11の周方向に離間して配置されている。
By the way, the
また、センサ基板1のフレーム部11上には、フレーム部11よりも開口面積が大きな枠状(矩形枠状)の第1の封止用接合金属層18が形成されており、上述の8個の第1の接続用接合金属層19は、フレーム部11において第1の封止用接合金属層18よりも内側に配置されている。要するに、センサ基板1は、第1の封止用接合金属層18の幅寸法をフレーム部11の幅寸法に比べて小さく設定し、第1の封止用接合金属層18と各接続用接合金属層19とを同一平面上に形成してある。
In addition, a frame-shaped (rectangular frame-shaped) first sealing
ここにおいて、センサ基板1は、上記一表面側において上記シリコン層10c上にシリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積層膜からなる絶縁膜16が形成されており、第1の接続用接合金属層19および第1の封止用接合金属層18および上記金属配線は絶縁膜16上に形成されている。
Here, in the
また、第1の封止用接合金属層18および第1の接続用接合金属層19は、接合用のAu膜と絶縁膜16との間に密着性改善用のTi膜を介在させてある。言い換えれば、第1の封止用接合金属層18および第1の接続用接合金属層19は、絶縁膜16上に形成されたTi膜と当該Ti膜上に形成されたAu膜との積層膜により構成されている。要するに、第1の接続用接合金属層19と第1の封止用接合金属層18とは同一の金属材料により形成されているので、第1の接続用接合金属層19と第1の封止用接合金属層18とを同時に形成することができるとともに、第1の接続用接合金属層19と第1の封止用接合金属層18とを略同じ厚さに形成することができる。なお、第1の封止用接合金属層18および第1の接続用接合金属層19は、Ti膜の膜厚を15〜50nm、Au膜の膜厚を500nmに設定してあり、金属配線の膜厚は1μmに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。ここにおいて、各Au膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、本実施形態では、各Au膜と絶縁膜16との間に密着性改善用の密着層としてTi膜を介在させてあるが、密着層の材料はTiに限らず、例えば、Cr、Nb、Zr、TiN、TaNなどでもよい。
In addition, the first sealing
上述の各ゲージ抵抗Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4および上記各拡散層配線は、上記シリコン層10cにおけるそれぞれの形成部位に適宜濃度のp形不純物をドーピングすることにより形成されており、上記金属配線は、絶縁膜16上にスパッタ法や蒸着法などにより成膜した金属膜(例えば、Al膜、Al合金膜など)をリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してパターニングすることにより形成されており、上記金属配線は絶縁膜16に設けたコンタクトホールを通して拡散層配線と電気的に接続されている。また、上述の各磁気結合部15は、重り部12の各付随部12b上にスパッタ法やCVD法などにより成膜した磁性体膜をリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してパターニングすることにより形成されている。また、第1の接続用接合金属層19と上記金属配線とは、第1の接続用接合金属層19における上記金属配線との接続部位が、第1のカバー基板2におけるセンサ基板1との対向面に形成された後述の変位空間形成用凹部21内に位置する形で電気的に接続されている。ここにおいて、本実施形態では、第1のカバー基板2における変位空間形成用凹部21が、センサ基板1の第1の接続用接合金属層における上記金属配線との接続部位が配置される凹所を兼ねている。
Each of the gauge resistors Rx1 to Rx4, Ry1 to Ry4, Rz1 to Rz4, and the diffusion layer wirings described above are formed by doping p-type impurities with appropriate concentrations at respective formation sites in the
第1のカバー基板2は、図1に示すように、センサ基板1側(図1(b)における下面側)の表面に、センサ基板1の重り部12と各撓み部13とで構成される可動部の変位空間を確保する上述の変位空間形成用凹部21が形成されるとともに、変位空間形成用凹部21の周部に厚み方向に貫通する複数(本実施形態では、8つ)の貫通孔22が形成されており、厚み方向の両面および貫通孔22の内面とに跨って熱絶縁膜(シリコン酸化膜)からなる絶縁膜23が形成され、貫通孔配線24と貫通孔22の内面との間に絶縁膜23の一部が介在している。ここにおいて、変位空間形成用凹部21は、リソグラフィ技術およびエッチング技術などのマイクロマシニング技術を利用して形成してある。また、第1のカバー基板2の8つ貫通孔配線24は、当該第1のカバー基板2の周方向に離間して形成されている。また、貫通孔配線24の材料としては、Cuを採用しているが、Cuに限らず、例えば、Niなどを採用してもよい。
As shown in FIG. 1, the
また、第1のカバー基板2は、センサ基板1側の表面において変位空間形成用凹部21の周部に、各貫通孔配線24それぞれと電気的に接続された複数個(本実施形態では、8個)の第2の接続用接合金属層29が形成されている。第1のカバー基板2は、センサ基板1側の表面の周部には、全周に亘って枠状(矩形枠状)の第2の封止用接合金属層28が形成されており、上述の8個の第2の接続用接合金属層29は、外周形状が細長の長方形状であり、第2の封止用接合金属層28よりも内側に配置されている。ここにおいて、第2の接続用接合金属層29は、長手方向の一端部が貫通孔配線24と接合されており、他端側の部位がセンサ基板1の上記金属配線よりも外側でセンサ基板1の第1の接続用接合金属層19と接合されて電気的に接続されるように配置してある。要するに、カバー基板2の周方向において貫通孔配線24と当該貫通孔配線24に対応する第1の接続用接合金属層19との位置をずらしてあり、第2の接続用接合金属層29を、長手方向が第2の封止用接合金属層28の周方向に一致し且つ貫通孔配線24と第1の接続用接合金属層19とに跨る形で配置してある。
In addition, a plurality of
また、第2の封止用接合金属層28および第2の接続用接合金属層29は、接合用のAu膜と絶縁膜23との間に密着性改善用のTi膜を介在させてある。言い換えれば、第2の封止用接合金属層28および第2の接続用接合金属層29は、絶縁膜23上に形成されたTi膜と当該Ti膜上に形成されたAu膜との積層膜により構成されている。要するに、第2の接続用接合金属層29と第2の封止用接合金属層28とは同一の金属材料により形成されているので、第2の接続用接合金属層29と第2の封止用接合金属層28とを同時に形成することができるとともに、第2の接続用接合金属層29と第2の封止用接合金属層28とを略同じ厚さに形成することができる。なお、第2の封止用接合金属層28および第2の接続用接合金属層29は、Ti膜の膜厚を15〜50nm、Au膜の膜厚を500nmに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。ここにおいて、各Au膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、本実施形態では、各Au膜と絶縁膜23との間に密着性改善用の密着層としてTi膜を介在させてあるが、密着層の材料はTiに限らず、例えば、Cr、Nb、Zr、TiN、TaNなどでもよい。
The second sealing bonding
また、第1のカバー基板2におけるセンサ基板1側とは反対側の表面には、各貫通孔配線24それぞれと電気的に接続された複数の外部接続用電極25が形成されている。なお、各外部接続用電極25の外周形状は矩形状となっている。
A plurality of
これに対して、第2のカバー基板3は、図1(b)および図5に示すように、センサ基板1との対向面に、重り部12の変位空間を形成する所定深さ(例えば、5μm〜10μm程度)の凹部31を形成してある。ここにおいて、凹部31は、リソグラフィ技術およびエッチング技術などのマイクロマシニング技術を利用して形成してある。なお、本実施形態では、カバー基板3におけるセンサ基板1との対向面に、重り部12の変位空間を形成する凹部31を形成してあるが、重り部12のコア部12aおよび各付随部12bのうち支持基板10aを利用して形成されている部分の厚さを、フレーム部11において支持基板10aを利用して形成されている部分の厚さに比べて、センサ基板1の厚み方向への重り部12の許容変位量分だけ薄くするようにすれば、カバー基板3に凹部31を形成しなくても、センサ基板1の上記他表面側には上記他表面に交差する方向への重り部12の変位を可能とする隙間が重り部12とカバー基板3との間に形成される。
In contrast, as shown in FIGS. 1B and 5, the
ところで、本実施形態の加速度センサは、センサ基板1の上記一表面側に接合された第1のカバー基板2と、センサ基板1の上記他表面側に接合された第2のカバー基板3と、センサ基板1のフレーム部11とで、センサ基板1の厚み方向への可動部の変位空間を有するパッケージを構成しており、重り部12と各撓み部13とからなる可動部を電磁力により強制的に動かす動作確認用の駆動手段として、センサ基板1の上記一表面側において可動部に設けられた磁気結合部15と第1のカバー基板2に設けられ磁気結合部15に対向した渦巻状のコイルからなる励磁部26との対を複数有し、磁気結合部15と励磁部26との対ごとに独立して動作確認用の電磁力を発生可能としてある。すなわち、第1のカバー基板2の中央部には、厚み方向に貫通する複数(本実施形態では、8つ)の貫通孔22が形成されており、各貫通孔22の内側に絶縁膜23の一部が介在する形で励磁部26への通電用の貫通孔配線24が形成されている。各励磁部26は、第1のカバー基板2における変位空間形成用凹部21の内底面に形成されている。ここで、各励磁部26は、第1のカバー基板2における変位空間形成用凹部21の内底面側に形成した金属膜(例えば、Au膜、Cu膜、Al膜など)をリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して渦巻状にパターニングすることにより形成されている。なお、各励磁部26は、第2の接続用接合金属層29および第2の封止用接合金属層28と同じ材料を採用して同時に形成するようにしてもよい。
By the way, the acceleration sensor of the present embodiment includes a
また、上述の加速度センサにおけるセンサ基板1と第1のカバー基板2とは、第1の封止用接合金属層18と第2の封止用接合金属層28とが接合される(第1のカバー基板2はセンサ基板1のフレーム部11の全周に亘って周部が封着される)とともに、第1の接続用接合金属層19と第2の接続用接合金属層29とが接合されて電気的に接続され、センサ基板1と第2のカバー基板3とは、互いの対向面の周部同士が接合されている(第2のカバー基板3はセンサ基板1のフレーム部11の全周に亘って周部が封着されている)。また、本実施形態の加速度センサは、上述のSOIウェハにセンサ基板1を複数形成したセンサウェハと、上述の第1のシリコンウェハに第1のカバー基板2を複数形成した第1のパッケージウェハと、上述の第2のシリコンウェハに第2のカバー基板3を複数形成した第2のパッケージウェハとをウェハレベルで接合することでウェハレベルパッケージ構造体を形成してから、センサ基板1のサイズにダイシング工程により分割されている。したがって、第1のカバー基板2と第2のカバー基板3とがセンサ基板1と同じ外形サイズとなり、小型のチップサイズパッケージを実現できるとともに、製造が容易になる。
In addition, the
ここにおいて、本実施形態では、センサウェハと第1のパッケージウェハおよび第2のパッケージウェハとの接合方法として、センサ基板1の残留応力を少なくするためにより低温での直接接合が可能な常温接合法を採用している。常温接合法では、接合前に互いの接合表面へアルゴンのプラズマ若しくはイオンビーム若しくは原子ビームを真空中で照射して各接合表面の清浄化・活性化を行ってから、接合表面同士を接触させ、常温下で直接接合する。本実施形態では、上述の常温接合法により、常温下で適宜の荷重を印加して、第1の封止用接合金属層18と第2の封止用接合金属層28とを直接接合するのと同時に、第1の接続用接合金属層19と第2の接続用接合金属層29とを直接接合しており、また、上述の常温接合法により、常温下でセンサ基板1のフレーム部11と第2のカバー基板3の周部とを直接接合している。
Here, in the present embodiment, as a bonding method of the sensor wafer, the first package wafer, and the second package wafer, a room temperature bonding method that enables direct bonding at a lower temperature to reduce the residual stress of the
しかして、本実施形態におけるウェハレベルパッケージ100では、センサウェハと第1のパッケージウェハとの封止用接合金属層18,28同士および接続用接合金属層19,29同士が直接接合され、センサウェハと第2のパッケージウェハとが常温接合法のような低温プロセスで直接接合されており、センサウェハと第1のパッケージウェハおよび第2のパッケージウェハとを半田リフローのような熱処理を必要とする方法により接合する場合に比べて、ゲージ抵抗Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4が熱応力の影響を受けにくくなるという利点があり、また、プロセス温度の低温化を図れるとともに、製造プロセスの簡略化を図れるという利点がある。また、センサウェハがSOIウェハを用いて形成され、第1のパッケージウェハおよび第2のパッケージウェハがそれぞれシリコンウェハを用いて形成されているので、センサ基板1と各カバー基板2,3との線膨張率差に起因して各撓み部13に発生する応力を低減でき、線膨張率差に起因した応力が上記ブリッジ回路Bx,By,Bzの出力信号に与える影響を低減できるから、センサ特性の温度依存性を小さくすることが可能となる。なお、本実施形態では、センサ基板1がSOIウェハを加工して形成してあるが、SOIウェハに限らず、例えば、シリコンウェハを加工して形成してもよい。
Thus, in the wafer level package 100 according to the present embodiment, the sealing bonding metal layers 18 and 28 and the connecting bonding metal layers 19 and 29 of the sensor wafer and the first package wafer are directly bonded to each other. The two package wafers are directly bonded by a low-temperature process such as a room temperature bonding method, and the sensor wafer, the first package wafer, and the second package wafer are bonded by a method that requires heat treatment such as solder reflow. Compared to the case, there is an advantage that the gauge resistances Rx1 to Rx4, Ry1 to Ry4, Rz1 to Rz4 are not easily affected by thermal stress, and the process temperature can be lowered and the manufacturing process can be simplified. There is an advantage. Further, since the sensor wafer is formed using an SOI wafer, and the first package wafer and the second package wafer are formed using a silicon wafer, the linear expansion of the
以上説明した本実施形態の加速度センサでは、複数のゲージ抵抗Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4が可動部に設けられ複数方向の加速度をそれぞれ検出可能なセンサ基板1における可動部を電磁力により強制的に動かす動作確認用の駆動手段が、センサ基板1の上記一表面側において可動部とパッケージとの互いの対向面の一方に設けられたコイルからなる励磁部26と他方に設けられ励磁部26に磁気結合可能な磁気結合部15との対を複数有し、励磁部26と磁気結合部15との対ごとに独立して動作確認用の電磁力を発生可能としてあるので、動作確認用の電磁力を発生させる励磁部26と磁気結合部15との対を適宜選択することにより、可動部の変形状態を変える(x軸方向のみ加速度が作用したときの可動部の変形状態、y軸方向のみ加速度が作用したときの可動部の変形状態、z軸方向のみ加速度が作用したときの可動部の変形状態などを再現する)ことが可能となり、各ブリッジ回路Bx,By,Bzそれぞれの出力を対応する外部接続用電極25,25の対を通して確認することにより、対象機器に組み込んだ後の出荷前の状態でも加速度を検出可能な複数方向それぞれについて適正なセンサ特性が得られるか否の動作確認を容易に行うことが可能になる。
In the acceleration sensor of the present embodiment described above, a plurality of gauge resistances Rx1 to Rx4, Ry1 to Ry4, Rz1 to Rz4 are provided on the movable part, and the movable part in the
ここで、説明を簡単にするために、4個の磁気結合部15について、図1(a)における左上の磁気結合部15の符号を15a、右上の磁気結合部15の符号を15b、左下の磁気結合部15の符号を15c、右下の磁気結合部15の符号を15dとし、各磁気結合部15a,15b,15c,15dそれぞれに対向する励磁部26の符号を26a,26b,26c,26dとして説明する。
Here, in order to simplify the description, for the four
本実施形態の加速度センサでは、例えば、励磁部26bと励磁部26dとに同時に駆動電圧を印加して励磁電流を流すか、あるいは、励磁部26aと励磁部26cとに同時に駆動電圧を印加して励磁電流を流すと、ブリッジ回路Bxの出力電圧が変化する。また、励磁部26dと励磁部26cとに同時に駆動電圧を印加して励磁電流を流すとブリッジ回路Byの出力電圧が変化する。また、全ての励磁部26a〜26dに同時に駆動電圧を印加して励磁電流を流すと、ブリッジ回路Bzの出力電圧が変化する。したがって、x軸方向、y軸方向、z軸方向それぞれの動作を確認することができる。また、上述の励磁部26a〜26dに印加する駆動電圧の電圧値を適宜変化させることにより、付随部12bの変位量を制御することができるが、付随部12bの変位量は加速度が作用したときの加速度の大きさに依存するから、上記電圧値を変化させることによって、付随部12bの変位量(つまり、加速度)と出力電圧との関係を検査することができ、センサ特性が適正であるか否かをより詳細に確認することができる。また、磁気結合部15が磁性体膜により構成されているので、励磁部26へ流す電流の向きに応じて励磁部26と磁気結合部15との間に吸引力や反発力を発生させることが可能となるので、より高精度な動作確認が可能となる。ここにおいて、センサ基板1と第1のカバー基板2とはそれぞれマイクロマシニング技術を利用して形成されており、磁気結合部15と励磁部26との間隔を精度良く制御することができるとともに短くすることができ、駆動手段により可動部を強制的に動かす際の重り部12の変位量のばらつきを小さくすることができる。また、上述のようにセンサ基板1と第1のカバー基板2とを常温接合法により接合しており、センサ基板1の残留応力を低減できるので、磁気結合部15と励磁部26との間の距離の高精度化を図れ、駆動手段により可動部を強制的に動かす際の重り部12の変位量のばらつきを小さくすることができる。
In the acceleration sensor of the present embodiment, for example, a driving voltage is applied to the
(実施形態2)
以下、本実施形態の加速度センサについて図6および図7を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the acceleration sensor of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
本実施形態の加速度センサの基本構成は実施形態1と略同じであり、センサ基板1に、ゲージ抵抗Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4と協働する集積回路4が形成されている点などが実施形態1と相違する。ここにおいて、集積回路4は、CMOSを用いた集積回路(CMOS IC)であり、実施形態1にて説明したブリッジ回路Bx,By,Bzの出力信号に対して増幅、オフセット調整、温度補償などの信号処理を行って出力する信号処理回路や、信号処理回路において用いるデータを格納したEEPROMなどが集積化されている。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
The basic configuration of the acceleration sensor of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and an
本実施形態におけるセンサ基板1は、実施形態1にて説明したフレーム部11の一部、重り部12、各撓み部13、ゲージ抵抗Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4などが形成されたセンサ領域部E1と、上述の集積回路4が形成されたIC領域部E2と、実施形態1にて説明した第1の封止用接合金属層18、第1の接続用接合金属層19などが形成された接合領域部E3とを備え、平面視において中央部に位置するセンサ領域部E1をIC領域部E2が囲み、IC領域部E2を接合領域部E3が囲むように各領域部E1〜E3のレイアウトが設計されている。ここで、本実施形態では、実施形態1におけるセンサ基板1のフレーム部11の外形寸法を大きくしてあり(言い換えれば、フレーム部11の幅寸法を大きくしてあり)、フレーム部11に集積回路4を形成してある。なお、センサ基板1は、実施形態1と同様にSOIウェハを用いて形成されており、IC領域部E2では、多層配線技術を利用してセンサ基板1における当該IC領域部E2の占有面積の縮小化を図っている。
The
また、本実施形態では、実施形態1と同様に、第1のシリコンウェハを用いて形成された第1のカバー基板2および第2のシリコンウェハを用いて形成された第2のカバー基板3がセンサ基板1と同じ外形寸法に形成されており、本実施形態における第1のカバー基板2は、実施形態1にて説明した変位空間形成用凹部21の開口面の投影領域内にセンサ領域部E1およびIC領域部E2が収まるように変位空間形成用凹部21の開口面積を実施形態1に比べて大きくしてあり、IC領域部E2の多層構造部が変位空間形成用凹部21内に配置されるようになっている。
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the
以上説明した本実施形態の加速度センサでは、実施形態1の加速度センサと、実施形態1の加速度センサのゲージ抵抗Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4と協働する集積回路を形成したICチップとを1つのパッケージに収納したセンサモジュールに比べて小型化および低コスト化を図れ、また、ゲージ抵抗Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4,Rz1〜Rz4と集積回路4との間の配線長を短くすることができ、センサ性能の向上を図れる。
In the acceleration sensor of the present embodiment described above, an IC chip in which an integrated circuit that cooperates with the acceleration sensor of the first embodiment and the gauge resistors Rx1 to Rx4, Ry1 to Ry4, and Rz1 to Rz4 of the acceleration sensor of the first embodiment is formed. Can be reduced in size and cost compared to a sensor module housed in one package, and the wiring length between the gauge resistors Rx1 to Rx4, Ry1 to Ry4, Rz1 to Rz4 and the
ところで、上述の集積回路4に、電磁力を発生させる励磁部26と磁気結合部15との対を選択して励磁部26に適宜の駆動電圧を印加させる制御回路を集積化してもよく、当該制御回路を集積化しておくことにより、動作確認を行うにあたっては制御回路によって電磁力を発生させる励磁部26と磁気結合部15との対が選択され適宜駆動電圧が印加されることとなるので、動作確認を容易に行うことが可能となる。ここで、上記制御回路により励磁部26と磁気結合部15との対を選択して励磁部26に駆動電圧を印加させたときのブリッジ回路Bx,By,Bzの出力電圧を信号処理回路で信号処理して得られた出力値がEEPROMに予め記憶させた適正値の範囲内にあるか否かで正常に動作しているか否かを自己診断することが可能となる。
By the way, a control circuit that selects a pair of the
(実施形態3)
本実施形態の加速度センサの基本構成は実施形態1と略同じであり、図8に示すように、第1のカバー基板2における各磁気結合部15が各励磁部26と同様に渦巻状のコイルにより構成されており、重り部12の各付随部12bの表面側にそれぞれ磁気結合部15を覆うシリコン酸化膜からなる絶縁保護膜12cが形成されている点などが相違し、各磁気結合部15の両端部が絶縁保護膜12c上の金属材料からなる配線(図示せず)と絶縁保護膜12cに形成されたコンタクトホール(図示せず)を通して電気的に接続されている。ここで、各磁気結合部15に接続された上記配線は、付随部12b表面の絶縁保護膜12c上と絶縁膜16上とに跨って形成され、絶縁膜16上には、上記各配線それぞれが接続される第1の接続用接合金属層19が8個追加されている。ここにおいて、図示していないが、第1のカバー基板2におけるセンサ基板1側とは反対の表面側には、各磁気結合部15の両端部それぞれに接続された上記配線と貫通孔配線24を介して電気的に接続される8つの外部接続電極25が形成されている。なお、他の構成は実施形態1と同じなので説明を省略する。
(Embodiment 3)
The basic configuration of the acceleration sensor of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 8, each
しかして、本実施形態の加速度センサでは、励磁部26と磁気結合部15とで同じ材料を採用することができるので、実施形態1のように磁気結合部15を磁性体膜により構成する場合に比べて、低コスト化を図れる。また、本実施形態では、絶縁保護膜12cが、励磁部26と磁気結合部15との接触を防止するストッパを構成しており、重り部12を電磁力により強制的に動かした際に励磁部26と磁気結合部15とが付着するスティッキング現象の発生を防止することができる。なお、実施形態2の加速度センサにおいて本実施形態の技術思想を適用して、各磁気結合部15を図9に示すように渦巻状のコイルにより構成してもよい。
Therefore, in the acceleration sensor of the present embodiment, the same material can be used for the
(実施形態4)
本実施形態の加速度センサの基本構成は実施形態1と略同じであり、図10に示すように、第1のカバー基板2における変位空間形成用凹部21の内底面に、励磁部26と磁気結合部15との接触を防止するストッパ5を突設してある点が相違する。なお、他の構成は実施形態1と同じなので説明を省略する。
(Embodiment 4)
The basic configuration of the acceleration sensor of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 10, the
しかして、本実施形態の加速度センサでは、重り部12を電磁力により強制的に動かした際に励磁部26と磁気結合部15とが付着するスティッキング現象の発生を防止することができる。
Therefore, in the acceleration sensor of the present embodiment, it is possible to prevent the occurrence of sticking phenomenon in which the
なお、本実施形態では、励磁部26と磁気結合部15との接触を防止するストッパ5をパッケージに設けてあるが、ストッパ5はパッケージに限らずセンサ基板1に設けてもよく、パッケージとセンサ基板1との少なくとも一方に設ければ、重り部12を電磁力により強制的に動かした際に励磁部26と磁気結合部15とが付着するスティッキング現象の発生を防止することができる。また、実施形態2〜4の加速度センサにおいて、本実施形態の技術思想を適用してもよい。
In the present embodiment, the
ところで、上記各実施形態では、センサ基板1の重り部12における各付随部12bがコア部12aよりも薄く形成されているが、各付随部12bとコア部12aとの厚みを揃え、センサ基板1の上記一表面側における各付随部12bの表面とコア部12aの表面とを面一としてもよい。また、上記各実施形態では、重り部12に磁気結合部15を設けてあるが、磁気結合部15は重り部12に限らず、撓み部13に設けるようにしてもよい。また、重り部12に励磁部26を設け、パッケージに磁気結合部15を設けるようにしてもよい。
By the way, in each said embodiment, although each
1 センサ基板
2 第1のカバー基板
3 第2のカバー基板
4 集積回路
5 ストッパ
11 フレーム部
12 重り部
12a コア部
12b 付随部
12c 絶縁保護膜(ストッパ)
13 撓み部
15 磁気結合部
24 貫通孔配線
25 外部接続用電極
26 励磁部
Rx1〜Rx4 ゲージ抵抗
Ry1〜Ry4 ゲージ抵抗
Rz1〜Rz4 ゲージ抵抗
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (7)
7. The sensor board according to claim 1, wherein a control circuit for selecting a pair of the excitation unit and the magnetic coupling unit that generates the electromagnetic force is integrated. The acceleration sensor described in 1.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090901 |