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JPH06347475A - 加速度センサおよびその製造方法 - Google Patents

加速度センサおよびその製造方法

Info

Publication number
JPH06347475A
JPH06347475A JP5164123A JP16412393A JPH06347475A JP H06347475 A JPH06347475 A JP H06347475A JP 5164123 A JP5164123 A JP 5164123A JP 16412393 A JP16412393 A JP 16412393A JP H06347475 A JPH06347475 A JP H06347475A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration sensor
cover
fixed
movable
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.)
Pending
Application number
JP5164123A
Other languages
English (en)
Inventor
Mamoru Ishibe
護 石部
Yasuhiro Negoro
泰宏 根来
Masaya Tamura
昌弥 田村
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co 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 Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP5164123A priority Critical patent/JPH06347475A/ja
Publication of JPH06347475A publication Critical patent/JPH06347475A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/0022—Multi-cavity moulds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加速度センサを構成する固定部と可動部内に
塵等が侵入するのを防止してセンサ寿命を延ばすと共
に、信号処理回路との電気的接続をラインレスにして加
速度を正確に検出する。 【構成】 加速度に質量部３７が変位すると可動側くし
状電極３８の電極板３８Ａと固定側くし状電極３３の電
極板３３Ａとの離間寸法が変位し、この変位を静電容量
として検出する。そして、この固定部３２と可動部３４
とをカバー３９で覆うことにより、固定部３２および可
動部３４内に塵、切り屑、水分等が混入，浸入するのを
防止できる。また、各引出し電極１０を介して静電容量
をカバー３９外に導出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば車両等の加速度
を検出するのに好適に用いられる加速度センサおよびそ
の製造方法に関し、特に製造時の歩留りを向上できるよ
うにした加速度センサおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、車両等の加速度や回転方向を検
出するのに用いられる加速度センサは、電極板間の静電
容量を利用して検出するもので、例えば特開平３−９４
１６９号公報および特開昭６２−２３２１７１号公報等
によって知られている。
【０００３】しかし、これらの加速度センサは、固定部
と可動部との電極間の有効面積が小さくその離間寸法が
大きいために、検出感度が小さくなり高精度の加速度検
出を行うことができなかった。
【０００４】一方、例えば特開平４−１１５１６５号公
報に記載の加速度センサ（以下、「他の従来技術」とい
う）では、固定電極および可動電極にくし状電極を用
い、電極間の有効面積を大きくして検出感度を向上させ
るようにしている。
【０００５】そして、この他の従来技術による加速度セ
ンサは、一端がベースに固定され他端が水平方向に振動
可能な重りとなった片持梁と、該片持梁に一体形成され
た可動側のくし歯状電極部と、該可動側のくし歯状電極
部と非接触でかみ合わされた固定側のくし歯状電極部を
有し、前記ベースに固定されたくし歯状固定板とから構
成されている。そして、前記重りに加速度が加わったと
きには可動側のくし歯状電極部と固定側のくし歯状電極
部との静電容量が変化するから、この変化を静電容量と
して検出し、加速度に応じた検出信号を得るものであ
る。
【０００６】しかし、この他の従来技術では、シリコン
のエッチング加工技術を利用して各くし歯状電極部を形
成するときに、シリコンの一側面からのみエッチング処
理を施しているから、それぞれのエッチング面が傾いて
しまい、各電極部間の離間寸法を小さくすると、シリコ
ンの他側面部位で各電極部が接触してしまうことがあ
り、各電極部間の離間寸法を小さくできないという欠点
がある。
【０００７】即ち、シリコンウエハの厚さは数百μｍの
ものが通常使用され、この厚さをそのまま各電極部の厚
さ寸法とすると、先の理由によりエッチング面が傾いて
離間寸法を小さくすることが困難となる。一方、始めか
ら厚さが数１０μｍ程度に形成されたシリコンウエハを
用いることも考えられるが、この場合にはシリコンウエ
ハの強度が弱くなり、運搬時等に破損してしまう。
【０００８】そこで、上述した従来技術の問題を解消す
るために、本発明者は先に図２１ないし図２８に示す如
き加速度センサおよびその製造方法を検討した（以下、
「先行技術」という）。
【０００９】即ち、図２１および図２２において、１は
加速度センサ、２は該加速度センサ１を構成する絶縁基
板としてガラス基板を示し、該ガラス基板２上には後述
する固定部３，３および可動部５が形成されている。ま
た、該ガラス基板２には長方形状の凹溝２Ａが形成さ
れ、該凹溝２Ａ上に位置する可動部５の質量部８と可動
側くし状電極９とは加速度が加わる矢示Ａ方向に変位可
能となっている。
【００１０】３，３は低抵抗のシリコン材料により形成
された一対の固定部を示し、該各固定部３は前記ガラス
基板２の左，右に位置して、それぞれ対向する内側面に
は複数（例えば５枚）の薄板状の電極板４Ａ，４Ａ，…
が突出形成され、該各電極板４Ａは固定電極としての固
定側くし状電極４，４をそれぞれ構成している。
【００１１】５は低抵抗のシリコン材料により形成され
た可動部を示し、該可動部５は、前記ガラス基板２の
前，後に離間してガラス基板２に固着された支持部６，
６と、該各支持部６に梁７，７を介して支持され、前記
各固定部３の間に配設された質量部８と、該質量部８か
ら左，右方向にそれぞれ突出形成された複数（例えば５
枚）の薄板状の電極板９Ａ，９Ａ，…を有する可動側く
し状電極９，９とから構成され、前記各梁７は質量部８
を矢示Ａ方向に変位させるように薄板状に形成されてい
る。そして、前記各可動側くし状電極９の各電極板９Ａ
は前記各固定側くし状電極４の各電極板４Ａと微小隙間
を介して互いに対向するように配置されている。
【００１２】また、１０，１０，…は前記ガラス基板２
上に形成された引出し電極を示し、該各引出し電極１０
の基端側は各固定部３と可動部５の各支持部６とに接続
され、先端側は外部に位置した後述の信号処理回路２５
に接続される電極パット１０Ａとなっている。
【００１３】次に、図２３ないし図２７に先行技術によ
る加速度センサ１の製造方法について述べる。
【００１４】まず、図２３において、１１はシリコン板
としてのシリコンウエハを示し、該シリコンウエハ１１
は例えば直径７．５〜１５．５（ｃｍ），厚さ３００μ
ｍ程度の円板状に形成されている。
【００１５】１２は絶縁基板としてのガラス基板を示
し、該ガラス基板１２は前記シリコンウエハ１１と同じ
大きさとなる円板状に形成されている。
【００１６】次に、図２４に示す第１のエッチング工程
においては、前記シリコンウエハ１１の一側面に固定部
３と可動部５とを分離して形成するための所定深さの溝
１３を形成すべく、一側面から所定時間の間、ドライエ
ッチングとしてのＲＩＥ（リアクティブイオンエッチン
グ）またはウエットエッチングとしてのアルカリ水溶液
を用いた異方性エッチングを施す。
【００１７】一方、ガラス基板１２の前記シリコンウエ
ハ１１の一側面に対向した他側面はガラスエッチング
（ガラスエッチング工程）を施すことにより、図２１に
示すような長方形状の凹溝１２Ａ（２Ａ）を形成すると
共に、該他側面には引出し電極１０，１０，…が形成さ
れている。
【００１８】次に、図２５に示す接合工程では、前記第
１のエッチング工程で溝１３を形成したシリコンウエハ
１１の一側面と凹溝１２Ａが形成されたガラス基板１２
の他側面とを陽極接合によって、シリコンウエハ１１と
ガラス基板１２とを一体にする。
【００１９】さらに、図２６に示す第２のエッチング工
程では、シリコンウエハ１１の厚みを薄くするように、
該シリコンウエハ１１の他側面からＲＩＥまたはウエッ
トエッチングを施し、前記溝１３が貫通するまでエッチ
ングを行う（即ち、前記溝１３のレベルまでシリコンウ
エハ１１を一側面から溶かして削除する）ことにより、
加速度センサ１となる固定部３と可動部５とをガラス基
板１２上に複数個分離形成する（図２８参照）。なお、
分離形成された可動部５においては、支持部６，６のみ
がガラス基板１２上に固着され、梁７，７、質量部８お
よび可動側くし状電極９，９は前記凹溝１２Ａ上に位置
し、該質量部８等は各梁７により矢示Ａ方向に移動可能
な状態となっている。
【００２０】そして、図２７に示す切断工程では、ダイ
シング装置によりガラス基板１２上に形成された複数組
の固定部３と可動部５とからなる各加速度センサ１をチ
ップ（約５ｍｍ角）の大きさに図２６に示すガラス基板
１２の点線位置で切断することによって、複数個の加速
度センサ１を製造する。
【００２１】このように構成される先行技術の加速度セ
ンサ１は、外部から矢示Ａ方向の加速度が加わると、質
量部８が各支持部６に対し各梁７を介して変位し、可動
側くし状電極９の各電極板９Ａが固定側くし状電極４の
各電極板４Ａに対して接近または離間する。このとき、
各電極板４Ａ，９Ａ間の離間寸法の変位を静電容量の変
化として外部の信号処理回路２５に出力し、該信号処理
回路２５ではこの静電容量の変化に基づいた電圧を出力
する。
【００２２】そして、この加速度センサ１では、可動側
くし状電極９と固定側くし状電極４との各電極板９Ａ，
４Ａの間で静電容量の変化として加速度を検出してお
り、該各電極板９Ａ，４Ａはそれぞれ電気的に並列接続
されているから、加速度センサ１から検出される静電容
量は各電極板９Ａ，４Ａ間の静電容量をそれぞれ加算し
た値となり、該加速度センサ１の検出感度を高め、加速
度の検出精度を向上させることができる。
【００２３】また、先行技術による加速度センサ１の製
造方法においては、例えば厚さ３００μｍのシリコンウ
エハ１１を第２のエッチング工程で数１０μｍ程度まで
薄くすることによって、固定部３と可動部５等を分離形
成しており、第１のエッチング工程で形成される溝１３
の深さ寸法に基づき固定部３，可動部５等の厚さ寸法が
決められている。従って、前記溝１３の深さ寸法を調整
することによって、各電極板４Ａ，９Ａの有効面積を調
整することができる。また、シリコンウエハ１１の一側
面と他側面の両側面に対して第１および第２のエッチン
グ工程でそれぞれエッチング処理を行っているから、シ
リコンウエハ１１の厚さをガラス基板１２上で薄くで
き、くし状電極４，９の各電極板４Ａ，９Ａの離間寸法
を微小隙間として確保できる。
【００２４】次に、図２９に基づいて前記加速度センサ
１をパッケージ化した場合について説明する。
【００２５】図２９中、２１は加速度センサ用ケーシン
グを示し、該ケーシング２１は金属材料により円板状ま
たは角形状に形成されたステム２２と、該ステム２２を
施蓋する有蓋筒状の金属材料からなるキャン２３と、前
記ステム２２の上面に設けられたガラスエポキシ等によ
り形成された絶縁基板２４とからなり、前記ステム２２
には端子ピン２２Ａ，２２Ａ，…がガラス材料により筒
状に形成された絶縁材料２２Ｂ，２２Ｂ，…を介して下
側に向けて突出形成されている。そして、加速度センサ
用ケーシング２１の大きさは回路素子やセンサ素子の大
きさに比べてかなり大きくなっている。
【００２６】２５は前記ステム２２上に設けられた信号
処理回路を示し、該信号処理回路２５の入力側はワイヤ
ボンディングによるワイヤ２６によって加速度センサ１
と接続され、出力側はワイヤ２７によって端子ピン２２
Ａと接続されている。
【００２７】このように加速度センサ１をパッケージ化
することにより、該加速度センサ１からの加速度に対す
る静電容量の変化を信号処理回路２５により電圧の変化
に変換して出力することができる。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した先
行技術では、図２７に示す最後の切断工程において、各
固定部３および可動部５は上側に開口しているから、切
断作業時に発生する切り屑等が固定側くし状電極４の各
電極板４Ａと可動側くし状電極９の各電極板９Ａとの間
に混入し、機械的に動作しなくなったり、各電極板４
Ａ，９Ａを電気的に接触させたりして加速度センサ１の
動作不良を起すという問題がある。
【００２９】また、エッチング工程および切断工程等の
水分は加速度センサ１の各電極板４Ａ，９Ａ間および電
極４，９とガラス基板２との間に浸入し、表面張力によ
って電極板４Ａと電極板９Ａおよび電極４，９とガラス
基板２が接近したままの状態で乾燥して接着してしまう
ことがある。この結果、可動部５の質量部８が移動でき
なくなり、製品として使用できないために廃棄する必要
があり、加速度センサ１の製造における歩留りを低下さ
せ、生産性を低下させるという問題がある。
【００３０】さらに、図２９に示すようにパッケージ化
した場合には、加速度センサ１と信号処理回路２５とは
ワイヤ２６によって接続されているから、該ワイヤ２６
には振動による浮遊容量が発生し、この浮遊容量は加速
度センサ１で検出された静電容量に加わる。この結果、
信号処理回路２５にはノイズの加わった信号が入力され
ることになり、正確な加速度検出ができなくなるという
問題がある。
【００３１】本発明は上述した先行技術の問題に鑑みな
されたもので、例えばシリコンウエハから加速度センサ
を製造するときの歩留りを向上でき、生産性を大幅に高
めると共に、加速度センサからの静電容量に浮遊容量が
加わるのを防止して正確な加速度を検出できるようにし
た加速度センサおよびその製造方法を提供することを目
的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明による請求項１の加速度センサは、絶縁
基板と、該絶縁基板上に設けられ、シリコン板をエッチ
ング加工することにより互いに分離して形成された固定
部および可動部とを備え、該固定部には固定電極を一体
に形成し、前記可動部は、絶縁基板上に固着された支持
部と、梁を介して該支持部と連結され、加速度が作用し
たときに該加速度に応じて変位する質量部と、該質量部
に前記固定部に形成された固定電極との間で微小隙間を
介して対向するように設けられ、該質量部の変位によっ
て近接，離間する可動電極とから一体に形成して構成
し、本発明が採用する構成の特徴は、前記絶縁基板に
は、前記固定部と可動部との周囲を覆うように前記絶縁
基板に設けられた環状の周壁と、該周壁の開口部分を覆
う蓋部とからなるカバーを形成したことにある。
【００３３】この場合、前記カバーは周壁と蓋部を同一
部材から一体形成することが望ましい。
【００３４】またこの場合、前記カバーは周壁をシリコ
ン板で形成し、蓋部を絶縁板で形成し、該周壁と蓋部と
を接合して構成することが望ましい。
【００３５】また、前記固定電極，可動電極は、前記固
定部，質量部にそれぞれ突出して設けたくし状電極とす
ることが望ましい。
【００３６】さらに、前記カバーはシリコン板からな
り、該シリコン板には前記可動電極と固定電極との間に
発生する静電容量の変化を電圧に変換する信号処理回路
を設けることが望ましい。
【００３７】一方、本発明による請求項６の加速度セン
サの製造方法は、シリコン板に一側面からエッチング処
理を施し、固定部と可動部とを分離するための溝をシリ
コン板の一側面に形成する第１のエッチング工程と、前
記シリコン板に前記溝を形成した後に、該シリコン板の
一側面を絶縁基板上に接合する第１の接合工程と、前記
シリコン板を絶縁基板上に接合した状態で該シリコン板
の他側面からエッチング処理を施し、該シリコン板に固
定部と可動部とを分離して形成する第２のエッチング工
程と、前記シリコン板に形成された固定部と可動部とを
覆うカバーを前記絶縁基板上に接合する第２の接合工程
とからなる。
【００３８】この場合、前記第１の接合工程の前に、前
記絶縁基板上には固定部と可動部とにそれぞれ接続され
る引出し電極を形成することが望ましい。
【００３９】またこの場合、前記第２のエッチング工程
で形成された固定部と可動部とを覆うカバーは、第２の
接合工程の前に、絶縁板に凹部を形成することによって
構成することが望ましい。
【００４０】一方、本発明による請求項９の加速度セン
サの製造方法は、シリコン板に一側面からエッチング処
理を施し、固定部，可動部およびカバーの周壁を分離す
るための溝をシリコン板の一側面に形成する第１のエッ
チング工程と、前記シリコン板に前記溝を形成した後
に、該シリコン板の一側面を絶縁基板上に接合する第１
の接合工程と、前記シリコン板を絶縁基板上に接合した
状態で該シリコン板の他側面からカバーの周壁となる部
分にマスキングするマスク工程と、前記シリコン板の他
側面からエッチング処理を施し、該シリコン板に固定
部，可動部およびカバーの周壁を分離して形成する第２
のエッチング工程と、前記シリコン板に形成された複数
組の固定部と可動部とを覆うべく、前記周壁を施蓋する
絶縁板を接合する第２の接合工程とからなる。
【００４１】また、前記第１の接合工程の前に、前記絶
縁基板上には固定部と可動部とにそれぞれ接続される引
出し電極を形成することが望ましい。
【００４２】
【作用】上記構成によれば、加速度が加わると、可動部
の質量部が梁に抗して変位し、この変位により可動電極
と固定電極との離間寸法が変位する。そして、この離間
寸法の変化を静電容量の変化として検出することができ
る。そして、本発明の請求項１による加速度センサは、
固定部と可動部とをカバーで覆うようにしているから、
外部から塵等が侵入するのを防止できる。
【００４３】また、前記可動部の可動電極および固定部
の固定電極をくし状の電極として形成することにより、
電極間の有効面積を大きくでき、それぞれの電極板を微
小隙間を介して対向させることができる。
【００４４】さらに、前記カバーをシリコン板により形
成し、信号処理回路を該カバーに設けることにより、絶
縁基板にカバーを接合したときに加速度センサと信号処
理回路とを電気的に接続することができる。
【００４５】一方、請求項６による加速度センサの製造
方法において、絶縁基板上に設けられるカバーは、絶縁
板で一体形成することができる。
【００４６】またこの場合、前記絶縁基板上に加速度セ
ンサの固定部と可動部に接続される引出し電極を形成し
たから、加速度センサと信号処理回路との電気的な接続
を容易に行うことができる。
【００４７】さらに、請求項９による加速度センサの製
造方法において、絶縁基板上に設けられるカバーは、該
カバーの周壁をシリコン板により形成し、蓋部を絶縁板
により形成し、該周壁および蓋部を第２の接合工程によ
って接合することにより形成することができる。
【００４８】これらの製造工程により絶縁基板上に形成
されたカバーは固定部および可動部を覆うように設けら
れているから、複数個を一度に製造する場合の最後の切
断工程時において、切り屑や水分が固定部および可動部
内に混入または浸入するのを防止できる。
【００４９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図２０に
基づいて説明する。なお、実施例では前述した先行技術
と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略
するものとする。
【００５０】まず、本発明による第１の実施例を図１な
いし図９に基づいて述べる。
【００５１】図中、３１は本実施例による加速度センサ
を示し、該加速度センサ３１は先行技術による加速度セ
ンサ１とほぼ同様に構成され、絶縁基板としてのガラス
基板２上には後述する固定部３２，３２および可動部３
４等が一体的に形成されている。
【００５２】３２，３２は固定部を示し、該各固定部３
２は固定電極としての固定側くし状電極３３，３３を有
してガラス基板２の左，右に離間して形成され、それぞ
れ対向する内側面に複数の薄板状の電極板３３Ａ，３３
Ａ，…が突出されている。
【００５３】３４は可動部を示し、該可動部３４は、ガ
ラス基板２の前，後に離間して配設された支持部３５，
３５と、該各支持部３５に梁３６，３６を介して支持さ
れ、前記各固定部３２間に配設された質量部３７と、該
質量部３７から左，右方向に突出形成された薄板状の電
極板３８Ａ，３８Ａ，…を有する可動側くし状電極３
８，３８とを一体的に形成することによって構成されて
いる。
【００５４】３９は本実施例のカバーを示し、該カバー
３９は、ガラス基板２上に位置し、前記各固定部３２お
よび可動部３４を周囲から取囲むようにガラス材により
長方形の短尺筒状に形成された周壁３９Ａと、該周壁３
９Ａの開口部分を施蓋する蓋部３９Ｂとから構成されて
いる。
【００５５】なお、前記ガラス基板２には凹溝２Ａが形
成されると共に、引出し電極１０，１０，…が形成さ
れ、該各引出し電極１０の基端側は各固定部３２と可動
部３４の各支持部３５にそれぞれ接続され、先端側は外
部に接続される電極パット１０Ａとなっている。
【００５６】本実施例の加速度センサ３１は上述の如き
構成を有するもので、次に、図３ないし図９を参照しつ
つ、当該加速度センサ３１の製造方法について述べる。
【００５７】まず、図３において、４１は固定部３２と
可動部３４とが形成されるシリコン板としてのシリコン
ウエハ、４２はカバー３９が形成される絶縁板としての
ガラス板をそれぞれ示す。さらに、絶縁基板には先行技
術で述べたガラス基板１２が用いられている。
【００５８】次に、図４に示す第１のエッチング工程に
おいては、前記シリコンウエハ４１の一側面から所定時
間の間、ＲＩＥまたは異方性エッチングを施すことによ
り、該シリコンウエハ４１の一側面に固定部３２と可動
部３４とを分離形成するための所定深さの溝４３を形成
する。
【００５９】一方、前記ガラス基板１２の前記シリコン
ウエハ４１の一側面に対向した他側面には、ガラスエッ
チングにより長方形状の凹溝１２Ａ（２Ａ）が形成され
ると共に、該他側面には図９に示すような引出し電極１
０，１０，…が形成されている。
【００６０】さらに、前記ガラス板４２の一側面にもガ
ラスエッチングによりカバー３９となる凹部４４が形成
されている。
【００６１】次に、図５に示す第１の接合工程および図
６に示す第２のエッチング工程では、先行技術の接合工
程および第２のエッチング工程と同様に、シリコンウエ
ハ４１の一側面とガラス基板１２の他側面とを陽極接合
した後に、該シリコンウエハ４１の厚さを薄くするため
に、該シリコンウエハ４１の他側面からＲＩＥまたは異
方性エッチングを施し、前記溝４３が貫通するまでエッ
チングを行う。この結果、複数組の固定部３２と可動部
３４とをガラス基板１２上に分離形成する。
【００６２】さらに、図７に示す第２の接合工程におい
ては、ガラス板４２の各凹部４４が複数組の固定部３２
と可動部３４とをそれぞれ覆うようして、前記ガラス基
板１２の他側面とガラス板４２の一側面とを陽極接合す
ることにより、一体に形成する。
【００６３】そして、最後の切断工程では、ダイシング
装置により図７の点線で示す切断位置４５，４６で切断
を行う。即ち、始めにガラス板４２に点線で示す切断位
置４５，４５，…に沿って切断し、次にガラス基板１２
に点線で示す切断位置４６，４６，…に沿って切断し
て、ガラス基板１２上に形成された複数組の固定部３２
と可動部３４とからなる各加速度センサ３１を図８に示
すように、チップ（約５ｍｍ角）の大きさに切断する。
なおこのとき、ガラス板４２の凹部４４の部分がカバー
３９となり、凹部４４の側面が周壁３９Ａとなり、凹部
４４の底部が蓋部３９Ｂとなる。
【００６４】このように構成される本実施例による加速
度センサ３１は、先行技術と同様に、矢示Ａ方向の加速
度が加わることにより、可動側くし状電極３８と固定側
くし状電極３３との各電極板３８Ａ，３３Ａ間が変位
し、この変位を静電容量の変化として検出することがで
きる。
【００６５】また、本実施例による加速度センサ３１は
従来技術にはなかったカバー３９が形成されている。こ
れにより、図７に示す如く、切断工程の前に各加速度セ
ンサ３１（固定部３２と可動部３４）を個々に外部と遮
断するように覆うことができるから、切断工程によりガ
ラス板４２およびガラス基板１２を切断するときに発生
する切り屑が固定部３２と可動部３４との間に混入する
のを防止することができる。さらに、切断工程時に発生
する水分も各加速度センサ３１を構成する複数組の固定
部３２と可動部３４との間に浸入するのを防止できる。
【００６６】従って、固定部３２の固定側くし状電極３
３と可動側くし状電極３８とが切り屑によって電気的に
短絡するのを防止できると共に、該電極３３，３８の各
電極板３３Ａ，３８Ａが水分により接着するのを確実に
防止できる。これにより、当該加速度センサ３１の製造
工程における歩留りを高めることができ、加速度センサ
３１の生産性を大幅に向上できる。
【００６７】一方、前記加速度センサ３１のガラス基板
２に形成された各引出し電極１０は、基端側が各固定部
３２と可動部３４の各支持部３５とにそれぞれ接続さ
れ、先端側の電極パット１０Ａはカバー３９の周壁３９
Ａ外に伸長するようになり、かつガラス基板２の大きさ
は、カバー３９の蓋部３９Ｂの大きさよりも大きくする
ように切断工程で切断されているから、各電極パット１
０Ａは図１に示すように上側に露出するようになってい
る。従って、加速度センサ３１から検出された静電容量
は前記各引出し電極１０により容易に取出すことができ
る。
【００６８】さらに、本実施例による加速度センサ３１
において、加速度を検出する固定部３２と可動部３４と
はカバー３９により覆われているから、外からの塵等の
侵入を防止でき、センサの寿命を効果的に延ばすことが
できる。
【００６９】次に、本発明による第２の実施例を図１０
ないし図１７に基づいて説明するに、本実施例による特
徴はカバーの周壁をシリコン板により形成し、該周壁の
開口部分を施蓋する蓋部を絶縁板により形成したことに
ある。なお、本実施例では前述した第１の実施例と同一
の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するも
のとする。
【００７０】図中、５１は本実施例による加速度センサ
を示し、該加速度センサ５１は上記第１の実施例による
加速度センサ３１とほぼ同様に構成され、絶縁基板とし
てのガラス基板２上には固定部３２，３２および可動部
３４等が一体的に形成されている。
【００７１】５２は本実施例のカバーを示し、該カバー
５２は、ガラス基板２上に位置し、前記各固定部３２と
可動部３４とを周囲から取囲むようにシリコン材により
長方形の環状に形成された周壁５２Ａと、該周壁５２Ａ
の開口部分を施蓋するガラス材により板状に形成された
蓋部５２Ｂとから構成されている。
【００７２】本実施例による加速度センサ５１は上述の
如き構成を有するもので、次に、図１１ないし図１７を
参照しつつ、当該加速度センサ５１の製造方法について
述べる。
【００７３】まず、図１１において、６１は固定部３２
と可動部３４とが形成されるシリコン板としてのシリコ
ンウエハ、６２はカバー５２の蓋部５２Ｂとなる絶縁板
としてのガラス板をそれぞれ示す。さらに、絶縁基板に
は前記第１の実施例で述べたガラス基板１２が用いられ
る。
【００７４】次に、図１２に示す第１のエッチング工程
においては、シリコンウエハ６１の一側面からエッチン
グを施すことにより、固定部３２と可動部３４とを分離
形成するための所定深さの溝６３を形成すると共に、カ
バー５２の周壁５２Ａを形成する周壁形成溝６４を前記
溝６３を覆うように形成する。
【００７５】一方、ガラス基板１２においては、該ガラ
ス基板１２の他側面からガラスエッチングを施すことに
よって長方形状の凹溝１２Ａ（２Ａ）が形成すると共
に、図９に示すような引出し電極１０，１０，…が形成
されている。
【００７６】次に、図１３に示す第１の接合工程では、
シリコンウエハ６１の一側面とガラス基板１２の他側面
とを陽極接合して一体形成する。
【００７７】さらに、図１４に示すマスク工程では、前
記シリコンウエハ６１の他側面のカバー５２の周壁５２
Ａとなる部分にＳｉＮ等のマスク膜６５を形成する。
【００７８】そして、次の図１５に示す第２のエッチン
グ工程においては、シリコンウエハ６１の厚さを薄くす
るように、該シリコンウエハ６１の他側面からエッチン
グを行う。この結果、複数組の固定部３２と可動部３４
とをガラス基板１２上に分離形成すると共に、前記マス
ク工程に形成されたマスク膜６５の部分はエッチングさ
れないから、カバー５２の周壁５２Ａを形成する。な
お、該カバー５２の周壁５２Ａは固定部３２と可動部３
４とを取囲むように環状に形成されている。また、マス
ク膜６５は第２のエッチング工程後に除去される。
【００７９】さらに、図１６に示す第２の接合工程にお
いては、前記第２のエッチング工程で形成されたカバー
５２の周壁５２Ａの開口部分を施蓋するようにガラス板
６２の他側面を陽極接合する。このとき、各組の固定部
３２と可動部３４はそれぞれカバー５２の周壁５２Ａと
蓋部５２Ｂによって覆われている。
【００８０】そして、最後の切断工程では、ダイシング
装置により図１６の点線で示す切断位置６６，６７で切
断を行う。即ち、始めにガラス板６２に点線で示す切断
位置６６，６６，…に沿って切断し、次にガラス基板１
２に点線で示す切断位置６７，６７，…に沿って切断す
る。これにより、ガラス基板１２上に形成された複数組
の固定部３２と可動部３４とからなる各加速度センサ５
１を図１７に示すように、チップ（約５ｍｍ角）の大き
さに切断される。なおこのとき、各組の固定部３２と可
動部３４とはカバー５２によって覆われている。
【００８１】このように構成される本実施例の加速度セ
ンサ５１においても、前述した第１の実施例と同様の作
用効果を得ることができる。
【００８２】次に、本発明による第３の実施例を図１８
ないし図２０に基づいて述べるに、本実施例の特徴は、
カバーを高抵抗のシリコン板により形成すると共に信号
処理回路を該シリコン板に形成し、該カバーを加速度セ
ンサの検出部分となる固定部および可動部を覆うように
絶縁基板に接合したことにある。なお、本実施例では前
述した第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。
【００８３】図中、７１は加速度センサ３１を保持する
金属材料により円板状または角形状に形成されたステム
を示し、該ステム７１には、端子ピン７１Ａ，７１Ａ，
…がガラス材料により筒状に形成された絶縁材料７１
Ｂ，７１Ｂ，…を介して下側に向けて突出形成されてい
る。
【００８４】７２は加速度センサを示し、該加速度セン
サ７２は前述した第１の実施例に示す製造方法により製
造され、ガラス基板７３が図２０に示すように第１の実
施例のガラス基板２よりも長い長方形状に形成されてい
る。また、該ガラス基板７３の長手方向一側には固定部
３２および可動部３４と、該固定部３２と可動部３４に
接続された引出し電極１０，１０，…が形成されてい
る。
【００８５】７４，７４は前記ガラス基板７３の長手方
向他端側に形成された一対の引出し電極を示し、該各引
出し電極７４，７４は後述する信号処理回路７６の出力
側引出し電極７８，７８とそれぞれ接続されるようにな
っている。
【００８６】７５は高抵抗のシリコン板により前記ガラ
ス基板７３よりも短尺な長方形状に形成されたカバーを
示し、該カバー７５の長手方向一側には前記固定部３２
と可動部３４とを覆う凹部７５Ａが形成されると共に、
長手方向他側には信号処理回路７６が形成されている。
また、該信号処理回路７６は半導体製造技術のエッチン
グ処理によって形成され、加速度センサ７２で検出され
た静電容量を電圧に変換するもので、該信号処理回路７
６からはカバー７５の底面に沿って伸長する入力側引出
し電極７７，７７と出力側引出し電極７８，７８が形成
されている。なお、前記各引出し電極１０，７４，７
７，７８とカバー７５とが接触する部分は絶縁膜により
絶縁するようになっている。
【００８７】そして、前記信号処理回路７６の出力側引
出し電極７８はワイヤ７９を介して端子ピン７１Ａに接
続されているから、信号処理回路７６からの電圧を端子
ピン７１Ａを介して外部に出力される。
【００８８】このように構成される本実施例の加速度セ
ンサ７２においても、第１の実施例と同様の製造工程で
製造することができ、第１の実施例と同様に、歩留りを
向上し、生産性を向上できる。
【００８９】また、加速度センサ７２は、ステム７１上
にカバー７５で覆うようにして設けられているから、従
来技術のようなキャン２３を廃止することができ、加速
度センサ７２のパッケージ化を容易に行うことができる
と共に、小型化を図ることができる。
【００９０】さらに、加速度センサ７２と信号処理回路
７６との接続を各引出し電極１０，７７で行うことによ
り、ワイヤによる配線をなくすことができ、浮遊容量が
加速度センサ７２で検出された静電容量に加わるのを防
止し、正確な加速度を検出することができる。
【００９１】なお、前記第３の実施例における加速度セ
ンサは、ステム７１上の加速度センサ７２およびカバー
７５を覆うように樹脂モールドしてもよい。
【００９２】また、前記各実施例では、第１および第２
のエッチング工程において、ドライエッチングまたはウ
エットエッチングのいずれかを選択するものとして述べ
たが、特に加工精度の面からみればドライエッチングを
用いるのがよく、コスト面からみればウエットエッチン
グを用いるのがよい。
【００９３】さらに、前記各実施例の加速度センサ３１
は、固定部３２の固定電極を固定側くし状電極３３と
し、可動部３４の可動電極を可動側くし状電極３８と
し、各電極板３３Ａ，３８Ａを微小隙間を介して対向さ
せるものとして述べたが、本発明はこれに限らず、一般
的な絶縁基板と、該絶縁基板上に基端側が固定され、自
由端側に可動電極となる質量部を有する可動部と、質量
部の移動方向に固定電極となる固定部を形成した加速度
センサに用いてもよい。
【００９４】一方、前記第１および第２の実施例では、
一度の製造工程によって複数個の加速度センサ３１（５
１）を製造するものとして述べたが、本発明はこれに限
らず、１個のみ製造してもよく、この場合には最後の切
断工程は不要となる。
【００９５】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の請求項１の
加速度センサでは、加速度を固定電極と質量部の可動電
極との離間寸法の変位として静電容量で検出するもの
で、この質量部を有する可動部と固定電極を有する固定
部とをカバーで覆うことによって、外部から塵等が侵入
するのを防止し、当該加速度センサの寿命を延ばすこと
ができる。
【００９６】また、前記可動部の可動電極および固定部
の固定電極をくし状の電極として形成することにより、
電極間の有効面積を大きくでき、それぞれの電極板を微
小隙間を介して対向させることができる。
【００９７】さらに、前記カバーをシリコン板により形
成し、該カバーに信号処理回路を設けることにより、絶
縁基板にカバーを接合したときに加速度センサと信号処
理回路とを電気的に接続することができる。そして、加
速度センサと信号処理回路との接続を引出し電極で行う
ことができ、ワイヤを廃止できる。この結果、ワイヤの
浮遊容量が検出された静電容量に加わるのを防止し、正
確に加速度を検出することができる。
【００９８】一方、本発明の請求項６による加速度セン
サの製造方法では、絶縁板により形成されたカバーを加
速度センサの製造工程の段階で製造することができ、該
カバーによって、固定部と可動部とを周囲と遮断した状
態にでき、加速度センサの寿命を延ばすことができる。
【００９９】さらに、本発明の請求項９による加速度セ
ンサの製造方法では、カバーの周壁をシリコン板により
形成し、蓋部を絶縁板により形成し、該周壁および蓋部
を第２の接合工程によってカバーを形成することがで
き、該カバーによって、固定部と可動部とを周囲と遮断
した状態にでき、加速度センサの寿命を延ばすことがで
きる。
【０１００】また、前記各製造方法は、加速度センサを
一度に複数個を製造する場合にも用いることができ、こ
の場合には、絶縁基板上に形成されたカバーは複数組の
固定部と可動部とを覆うように設けられているから、各
加速度センサ毎に分ける最後の切断工程時において、切
り屑や水分が固定部および可動部内に混入または浸入す
るのを防止できる。この結果、製造工程における歩留り
を高め、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による加速度センサをカ
バーの位置で破断して示す一部破断の平面図である。
【図２】図１中の矢示II−II方向からみた縦断面図であ
る。
【図３】加速度センサの固定部および可動部を形成する
ために用いるシリコンウエハ，絶縁基板およびカバーを
形成するためのガラス板を示す縦断面図である。
【図４】第１のエッチング工程によりシリコンウエハの
一側面に溝を形成した状態、ガラス基板に凹部および引
出し電極を形成した状態およびガラス板にカバーを形成
する溝を形成した状態を示す縦断面図である。
【図５】図４による第１のエッチング工程に続く第１の
接合工程により、シリコンウエハの一側面とガラス基板
とを接合させた状態を示す縦断面図である。
【図６】図５による接合工程に続く第２のエッチング工
程により、シリコンウエハに固定部および可動部を形成
した状態を示す縦断面図である。
【図７】図６による第２のエッチング工程に続く第２の
接合工程により、ガラス基板上に形成された固定部およ
び可動部を覆うようにガラス板を接合させた状態を示す
縦断面図である。
【図８】図７による第２の接合工程に続く切断工程によ
り、複数個形成された加速度センサを示す縦断面図であ
る。
【図９】ガラス基板に形成される引出し電極を示す平面
図である。
【図１０】本発明の第２の実施例による加速度センサを
示す縦断面図である。
【図１１】加速度センサの固定部，可動部およびカバー
用の支持部を形成するために用いるシリコンウエハ，絶
縁基板およびカバーを形成するためのガラス板を示す縦
断図面である。
【図１２】第１のエッチング工程によりシリコンウエハ
の一側面に溝を形成した状態およびガラス基板に凹部お
よび引出し電極を形成した状態を示す縦断面図である。
【図１３】図１２による第１のエッチング工程に続く第
１の接合工程により、シリコンウエハの一側面とガラス
基板とを接合させた状態を示す縦断面図である。
【図１４】図１３による接合工程に続くマスク工程によ
り、シリコンウエハの一側面にカバーの側部となる部分
にマスキングした状態を示す縦断面図である。
【図１５】図１４によるマスキング工程に続く第２のエ
ッチング工程により、シリコンウエハの一側面にカバー
の側部となる部分にエッジングした状態を示す縦断面図
である。
【図１６】図１５による第２のエッチング工程に続く第
２の接合工程により、周壁にガラス板を接合させること
によりカバーを形成した状態を示す縦断面図である。
【図１７】図１６の第２の接合工程に続く切断工程によ
り、複数個形成された加速度センサを示す縦断面図であ
る。
【図１８】本発明の第３の実施例による加速度センサを
ステムに取付けた状態を示す一部破断の外観図である。
【図１９】図１８中の要部を拡大して示す縦断面図であ
る。
【図２０】絶縁基板にカバーを接合する前の状態を示す
分解斜視図である。
【図２１】先行技術による加速度センサを示す平面図で
ある。
【図２２】図２１中の矢示XXII−XXII方向からみた縦断
面図である。
【図２３】加速度センサの固定部および可動部を形成す
るために用いるシリコンウエハおよびガラス基板を示す
縦断面図である。
【図２４】第１のエッチング工程によりシリコンウエハ
の一側面に溝を形成した状態およびガラスエッチング工
程によりガラス基板に凹溝を形成した状態を示す縦断面
図である。
【図２５】シリコンウエハの一側面とガラス基板とを接
合させた状態を示す縦断面図である。
【図２６】図２５による接合工程に続く第２のエッチン
グ工程により、シリコンウエハに固定部および可動部を
形成した状態を示す縦断面図である。
【図２７】図２６の第２のエッチング工程に続く切断工
程により、複数個形成された加速度センサを示す縦断面
図である。
【図２８】ガラス基板上にシリコンウエハにより複数組
の固定部および可動部を形成した状態を示す平面図であ
る。
【図２９】加速度センサをパッケージに収容した状態を
示す断面図である。
【符号の説明】
２，１２，７３ ガラス基板（絶縁基板） １０ 引出し電極 ３１，５１，７２ 加速度センサ ３２ 固定部 ３３ 固定側くし状電極（固定電極） ３４ 可動部 ３５ 支持部 ３６ 梁 ３７ 質量部 ３８ 可動側くし状電極（可動電極） ３９，５２，７５ カバー ３９Ａ，５２Ａ 周壁 ３９Ｂ，５２Ｂ 蓋部 ４１，６１ シリコンウエハ（シリコン板） ４２，６２ ガラス板 ４３，６３ 溝 ４４，７５Ａ 凹部 ７６ 信号処理回路

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁基板と、該絶縁基板上に設けられ、
    シリコン板をエッチング加工することにより互いに分離
    して形成された固定部および可動部とを備え、該固定部
    には固定電極を一体に形成し、前記可動部は、絶縁基板
    上に固着された支持部と、梁を介して該支持部と連結さ
    れ、加速度が作用したときに該加速度に応じて変位する
    質量部と、該質量部に前記固定部に形成された固定電極
    との間で微小隙間を介して対向するように設けられ、該
    質量部の変位によって近接，離間する可動電極とから一
    体に形成してなる加速度センサにおいて、前記絶縁基板
    には、前記固定部と可動部との周囲を覆うように前記絶
    縁基板に設けられた環状の周壁と、該周壁の開口部分を
    覆う蓋部とからなるカバーを形成したことを特徴とする
    加速度センサ。
  2. 【請求項２】 前記カバーは周壁と蓋部を同一部材から
    一体形成してなる請求項１記載の加速度センサ。
  3. 【請求項３】 前記カバーは周壁をシリコン板で形成
    し、蓋部を絶縁板で形成し、該周壁と蓋部とを接合して
    なる請求項１記載の加速度センサ。
  4. 【請求項４】 前記固定電極，可動電極は、前記固定
    部，質量部にそれぞれ突出して設けたくし状電極として
    なる請求項１記載の加速度センサ。
  5. 【請求項５】 前記カバーはシリコン板からなり、該シ
    リコン板には前記可動電極と固定電極との間に発生する
    静電容量の変化を電圧に変換する信号処理回路を設けて
    なる請求項１または４記載の加速度センサ。
  6. 【請求項６】 シリコン板に一側面からエッチング処理
    を施し、固定部と可動部とを分離するための溝をシリコ
    ン板の一側面に形成する第１のエッチング工程と、前記
    シリコン板に前記溝を形成した後に、該シリコン板の一
    側面を絶縁基板上に接合する第１の接合工程と、前記シ
    リコン板を絶縁基板上に接合した状態で該シリコン板の
    他側面からエッチング処理を施し、該シリコン板に固定
    部と可動部とを分離して形成する第２のエッチング工程
    と、前記シリコン板に形成された固定部と可動部とを覆
    うカバーを前記絶縁基板上に接合する第２の接合工程と
    からなる加速度センサの製造方法。
  7. 【請求項７】 前記第１の接合工程の前に、前記絶縁基
    板上には固定部と可動部とにそれぞれ接続される引出し
    電極を形成してなる請求項６記載の加速度センサの製造
    方法。
  8. 【請求項８】 前記第２のエッチング工程で形成された
    固定部と可動部とを覆うカバーは、第２の接合工程の前
    に、絶縁板に凹部を形成することによって構成してなる
    請求項６または８記載の加速度センサの製造方法。
  9. 【請求項９】 シリコン板に一側面からエッチング処理
    を施し、固定部，可動部およびカバーの周壁を分離する
    ための溝をシリコン板の一側面に形成する第１のエッチ
    ング工程と、前記シリコン板に前記溝を形成した後に、
    該シリコン板の一側面を絶縁基板上に接合する第１の接
    合工程と、前記シリコン板を絶縁基板上に接合した状態
    で該シリコン板の他側面からカバーの周壁となる部分に
    マスキングするマスク工程と、前記シリコン板の他側面
    からエッチング処理を施し、該シリコン板に固定部，可
    動部およびカバーの周壁を分離して形成する第２のエッ
    チング工程と、前記シリコン板に形成された複数組の固
    定部と可動部とを覆うべく、前記周壁を施蓋する絶縁板
    を接合する第２の接合工程とからなる加速度センサの製
    造方法。
  10. 【請求項１０】 前記第１の接合工程の前に、前記絶縁
    基板上には固定部と可動部とにそれぞれ接続される引出
    し電極を形成してなる請求項９記載の加速度センサの製
    造方法。
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