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JPH0850142A - 半導体加速度センサ及びその製造方法 - Google Patents

半導体加速度センサ及びその製造方法

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Publication number
JPH0850142A
JPH0850142A JP6183707A JP18370794A JPH0850142A JP H0850142 A JPH0850142 A JP H0850142A JP 6183707 A JP6183707 A JP 6183707A JP 18370794 A JP18370794 A JP 18370794A JP H0850142 A JPH0850142 A JP H0850142A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration sensor
semiconductor acceleration
cap
pressure
base
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
JP6183707A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Kobayashi
栄治 小林
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 JP6183707A priority Critical patent/JPH0850142A/ja
Priority to US08/441,195 priority patent/US5567878A/en
Publication of JPH0850142A publication Critical patent/JPH0850142A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00—Details of instruments
    • G01P1/003—Details of instruments used for damping
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
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    • G—PHYSICS
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    • G01P2015/0822—Measuring 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
    • G01P2015/0825—Measuring 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
    • G01P2015/0828—Measuring 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

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 気泡がパッケージ内で発生するのを防止し、
安価で精度の高い半導体加速度センサ及びその製造方法
を得ることを目的とする。 【構成】 半導体加速度センサ素子４は台座３に保持さ
れ、台座３はベース１の固定されている。ベース１はキ
ャップ７で密封され、内部にシリコーンオイル９が充填
されている。キャップ７の中央部７ｂが外圧により変形
し、シリコーンオイル９は常圧よりも高い圧力となって
いる。 【効果】 低温放置によっても気泡の発生を防止でき、
精度の高い半導体加速度センサとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体加速度センサ
及びその製造方法、特に、自動車等に用いられる半導体
加速度センサ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は、従来の半導体加速度センサを示
す側断面図である。図において、半導体加速度センサ素
子４は、薄肉部及びその裏面にゲージ抵抗（図示しな
い）がブリッジ回路状に配置された加速度検出梁であ
り、片持ち梁とするための台座３によりベース１に固着
されている。ゲージ抵抗は金属細線５により外部端子２
と電気的に接続されている。半導体加速度センサ素子４
等は、キャップ７により覆われ、プロジェクション溶接
等によりベース１に固定される。
【０００３】ベース１とキャップ７とで形成されるパッ
ケージ空間には、オイル例えばシリコーンオイル９が封
入されている。このシリコーンオイル９は、半導体加速
度センサ素子４が強振動により破損したり、不必要な振
動入力に対する応答を防ぐために充填されるダンピング
液である。また、半導体加速度センサで自動車等の加速
度を検出する場合、周囲環境温度が−４０℃〜＋１２０
℃の温度範囲となり、ダンピング液であるシリコーンオ
イル９の膨張、収縮によるパッケージの破損を防ぐた
め、パッケージ内に圧力緩衝部材であるスポンジを内蔵
させている。図ではスポンジ６をキャップ７の頂部に接
着剤８で固着させている。
【０００４】従来の半導体加速度センサは上述したよう
に構成され、半導体加速度センサに加速度が印加される
と半導体加速度センサ素子４がしなり、その薄肉部に応
力が集中する。この応力をゲージ抵抗からなるブリッジ
回路により電気信号に変換し、加速度として検出する。
半導体加速度センサは上述のように高温から低温まで使
用され、半導体加速度センサが厳しい使用温度下、特
に、低温度における放置によりシリコーンオイル９から
気泡が発生する。これは、ベース１及びキャップ８とシ
リコーンオイル９との熱膨張率の相違により、低温時に
シリコーンオイル９が収縮してパッケージ内が真空状態
となり、シリコーンオイル９から気泡が発生するもので
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したような半導体
加速度センサでは、シリコーンオイル９から発生した気
泡は、半導体加速度センサ素子４に付着する場合があ
り、半導体加速度センサの特性上バラツキを生じたり、
誤信号を発生するという問題点があった。この発明は、
このような問題点を解決するためになされたもので、気
泡がパッケージ内で発生するのを防ぎ、安価で精度の高
い半導体加速度センサ及びその製造方法を得ることを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項第１項
に係る発明は、ゲージ抵抗が形成され薄肉部を有する半
導体加速度センサ素子と、この半導体加速度センサ素子
の一端を片持ち梁となるように保持する台座と、この台
座を支持するベースと、上記半導体加速度センサ素子及
び上記台座を覆って内部を密閉するキャップと、上記ベ
ースと上記キャップとによって形成される空間に充填さ
れるオイルと、上記空間内に配置される圧力緩衝部材と
を備えた半導体加速度センサであって、上記オイルは常
圧より高い圧力で充填されたものである。
【０００７】この発明の請求項第２項に係る発明は、キ
ャップを変形することによりオイルの圧力を常圧より高
い圧力とするものである。
【０００８】この発明の請求項第３項に係る発明は、キ
ャップを変形させる箇所に凹部を設けたものである。
【０００９】この発明の請求項第４項に係る発明は、ベ
ース又はキャップにネジ部材を設け、このネジ部材を回
し込むことによりオイルの圧力を常圧より高い圧力とす
るものである。
【００１０】この発明の請求項第５項に係る発明は、ネ
ジ部材の先端に圧力緩衝部材を設けたものである。
【００１１】この発明の請求項第６項に係る発明は、ベ
ースとキャップとによって形成される空間にベースに設
けられた貫通穴から常圧より高い圧力でオイルを充填し
た後、上記貫通穴を遮蔽して半導体加速度センサを製造
するものである。
【００１２】
【作用】この発明の請求項第１項においては、ベースと
キャップとで形成されるパッケージ空間に常圧より高い
圧力でオイルが充填されているので、パッケージ空間内
は真空状態になり難くなり、オイルから気泡が発生する
のを防止する。
【００１３】この発明の請求項第２項においては、キャ
ップを変形することにより容易にパッケージ空間内のオ
イルを常圧より高い圧力にする。
【００１４】この発明の請求項第３項においては、キャ
ップを変形させる箇所に凹部を設け、キャップの変形を
容易にする。
【００１５】この発明の請求項第４項においては、ベー
ス又はキャップに設けられたネジ部材を回し込んでパッ
ケージ空間内のオイルの圧力を常圧より高い圧力とす
る。
【００１６】この発明の請求項第５項においては、圧力
緩衝部材をネジ部材の先端に設けることにより、断面積
の大きなネジ部材の使用を可能とする。
【００１７】この発明の請求項第６項においては、ベー
スの形状を多少変形することで、容易に半導体加速度セ
ンサを製造できる。
【００１８】
【実施例】
実施例１．図１は、この発明の実施例１による半導体加
速度センサを示す側断面図であり、図２は図１に示した
半導体加速度センサのキャップ中央部を外力により変形
させた状態を示す側断面図である。なお、各図中、同一
符号は同一又は相当部分を示している。図１において、
キャップ７の頂部には、キャップ７を変形し易くするた
めに凹部７ａが設けられている。
【００１９】上述したように構成された半導体加速度セ
ンサにおいては、キャップ７の中央部７ｂに外力を加え
ることにより、凹部７ａからキャップをへこませる（図
２）。このような簡単な操作により、パッケージ空間は
縮小し、シリコーンオイル９は常圧より高い圧力例えば
１．２気圧ないし１．３気圧で封入されることになる。
従って、半導体加速度センサが厳しい温度下で使用され
た場合、例えば低温時に放置されたような時であって
も、パッケージ内は真空状態になり難くなり、気泡の発
生を防止することができる。従って、半導体加速度セン
サ素子４に気泡が付着せず、特性上のバラツキを排除
し、安価で高精度な半導体加速度センサが得られる。な
お、図１では変形を容易にするために凹部７ａをキャッ
プ７の頂部に設けたが、凹部をキャップの側部に設けて
も良い。さらに、凹部は全く設けなくても良く、又は１
カ所でなく２カ所以上設けても良く上述と同様な効果が
得られる。
【００２０】実施例２．図３は、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断面図である。図にお
いて、半導体加速度センサのベース１には、ネジ穴１ｃ
が設けれており、このネジ穴１ｃにネジ部材であるネジ
１０が設けられている。このネジ１０を回し込むことに
よって、パッケージ空間内のシリコーンオイル９を容易
に常圧より高い圧力に調節できる。従って、実施例１と
同様にして気泡の発生を防止できる。
【００２１】実施例３．図４は、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断面図である。図にお
いて、半導体加速度センサのキャップ７の中央部には、
ネジ穴７ｃが設けられており、このネジ穴７ｃにはネジ
１０が設けられている。このネジ１０の底部には、スポ
ンジ６が接着剤８により固着されている。ネジ１０を回
し込むことによって、パッケージ空間内のシリコーンオ
イル９は常圧より高い圧力となる。従って、実施例１と
同様にして気泡の発生を防止できる。
【００２２】なお、ネジ１０の先端にスポンジ６を設け
ているので、スポンジ６の接着が容易となり、ネジ１０
の断面積を大きくできる。従って、僅かにネジ１０を回
すことにより容易に圧力の調節が可能となる。また、ネ
ジ１０は上述のようにベース１やキャップ７のいずれか
又は両方に設けても良く、さらにキャップ７の側部に設
けても良い。また、ネジは１本に限らず、２本以上設け
ることも可能である。
【００２３】実施例４．図５は、この発明の実施例４に
よる半導体加速度センサを示す側断面図であり、図６は
図５に示した半導体加速度センサにシリコーンオイルを
充填して貫通穴を封止した状態を示す側断面図である。
上述した実施例では、常圧で充填されたシリコーンオイ
ルを常圧より高い圧力とする場合について説明したが、
次のようにしてシリコーンオイルを常圧より高い圧力と
することができる。
【００２４】すなわち、図５に示すように、ベース１と
キャップ７とをプロジェクション溶接等により接合した
後に真空容器（図示しない）に入れる。次に、ベース１
とキャップ７とで形成されるパッケージ空間に連通した
貫通穴１ｄから空気を排気して真空状態とする。その
後、この貫通穴１ｄをシリコーンオイル９中に浸漬後、
真空容器内を常圧より高い圧力にすることにより、パッ
ケージ空間内のシリコーンオイル９を常圧より高い圧力
にした後、貫通穴１ｄの先端を遮蔽ないし封止する（図
６）。このようにして、パッケージ空間内のシリコーン
オイルを常圧より高い圧力とした半導体加速度センサが
得られる。従って、実施例１と同様にして気泡の発生を
防止できる。
【００２５】なお、上述した貫通穴１ｄは、従来のベー
ス１を多少変形することで対応でき、簡単に実現でき
る。また、外部端子２は通常８本程度あるが、そのうち
４本は使用されていない場合がある。このような場合、
貫通穴１ｄの変わりに外部端子２を中空円筒として使用
することも可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の請求項
第１項は、ゲージ抵抗が形成され薄肉部を有する半導体
加速度センサ素子と、この半導体加速度センサ素子の一
端を片持ち梁となるように保持する台座と、この台座を
支持するベースと、上記半導体加速度センサ素子及び上
記台座を覆って内部を密閉するキャップと、上記ベース
と上記キャップとによって形成される空間に充填される
オイルと、上記空間内に配置される圧力緩衝部材とを備
えた半導体加速度センサであって、上記オイルは常圧よ
り高い圧力で充填されているので、オイルに気泡が発生
するのを防止し、特性上のバラツキを排除して安価で高
精度な半導体加速度センサが得られるという効果を奏す
る。
【００２７】この発明の請求項第２項は、キャップを変
形することによりオイルの圧力を常圧より高い圧力とす
るので、簡単で安価な操作によりオイルを常圧より高い
圧力にすることができ、気泡の発生を防止できるという
効果を奏する。
【００２８】この発明の請求項第３項は、キャップを変
形させる箇所に凹部を設けたので、キャップの変形を容
易に行うことができるという効果を奏する。
【００２９】この発明の請求項第４項は、ベース又はキ
ャップにネジ部材を設け、このネジ部材を回し込むこと
によりオイルの圧力を常圧より高い圧力とするので、圧
力の調節を簡単に行うことができるという効果を奏す
る。
【００３０】この発明の請求項第５項は、ネジ部材の先
端に圧力緩衝部材を設けたので、圧力緩衝部材の接着が
容易となり、断面積の大きなネジ部材を使用でき、僅か
にネジ部材を回すことで容易に高い圧力を得ることがで
きるという効果を奏する。
【００３１】この発明の請求項第６項は、ゲージ抵抗が
形成され薄肉部を有する半導体加速度センサ素子と、こ
の半導体加速度センサ素子の一端を片持ち梁となるよう
に保持する台座と、この台座を支持するベースと、上記
半導体加速度センサ素子及び上記台座を覆って内部を密
閉するキャップと、上記ベースと上記キャップとによっ
て形成される空間に充填されるオイルと、上記空間内に
配置される圧力緩衝部材とを備えた半導体加速度センサ
において、上記ベースと上記キャップとによって形成さ
れる空間にベースに設けられた貫通穴から常圧より高い
圧力でオイルを充填した後、上記貫通穴を遮蔽するの
で、従来のベースを多少変形することで容易に対応でき
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１による半導体加速度セン
サを示す側断面図である。
【図２】 図１に示した半導体加速度センサのキャップ
中央部を変形させた状態を示す側断面図である。
【図３】 この発明の実施例２による半導体加速度セン
サを示す側断面図である。
【図４】 この発明の実施例３による半導体加速度セン
サを示す側断面図である。
【図５】 この発明の実施例４による半導体加速度セン
サを示す側断面図である。
【図６】 図５に示した半導体加速度センサにシリコー
ンオイルを充填して貫通穴を遮蔽した状態を示す側断面
図である。
【図７】 従来の半導体加速度センサを示す側断面図で
ある。
【符号の説明】
１ ベース、１ｃ、７ｃ ネジ穴、１ｅ 遮蔽部、１ｄ
貫通穴、２ 外部端子、３ 台座、４ 半導体加速度
センサ素子、５ 金属細線、６ スポンジ、７キャッ
プ、７ａ 凹部、７ｂ 中央部、８ 接着剤、９ シリ
コーンオイル、１０ ネジ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ゲージ抵抗が形成され薄肉部を有する半
    導体加速度センサ素子と、この半導体加速度センサ素子
    の一端を片持ち梁となるように保持する台座と、この台
    座を支持するベースと、上記半導体加速度センサ素子及
    び上記台座を覆って内部を密閉するキャップと、上記ベ
    ースと上記キャップとによって形成される空間に充填さ
    れるオイルと、上記空間内に配置される圧力緩衝部材と
    を備えた半導体加速度センサであって、上記オイルは常
    圧より高い圧力で充填されていることを特徴とする半導
    体加速度センサ。
  2. 【請求項２】 キャップを変形することによりオイルの
    圧力を常圧より高い圧力とすることを特徴とする請求項
    第１項記載の半導体加速度センサ。
  3. 【請求項３】 キャップを変形させる箇所に凹部を設け
    たことを特徴とする請求項第２項記載の半導体加速度セ
    ンサ。
  4. 【請求項４】 ベース又はキャップにネジ部材を設け、
    このネジ部材を回し込むことによりオイルの圧力を常圧
    より高い圧力とすることを特徴とする請求項第１項記載
    の半導体加速度センサ。
  5. 【請求項５】 ネジ部材の先端に圧力緩衝部材を設けた
    ことを特徴とする請求項第４項記載の半導体加速度セン
    サ。
  6. 【請求項６】 ゲージ抵抗が形成され薄肉部を有する半
    導体加速度センサ素子と、この半導体加速度センサ素子
    の一端を片持ち梁となるように保持する台座と、この台
    座を支持するベースと、上記半導体加速度センサ素子及
    び上記台座を覆って内部を密閉するキャップと、上記ベ
    ースと上記キャップとによって形成される空間に充填さ
    れるオイルと、上記空間内に配置される圧力緩衝部材と
    を備えた半導体加速度センサにおいて、上記ベースと上
    記キャップとによって形成される空間にベースに設けら
    れた貫通穴から常圧より高い圧力でオイルを充填した
    後、上記貫通穴を遮蔽することを特徴とする半導体加速
    度センサの製造方法。
JP6183707A 1994-08-04 1994-08-04 半導体加速度センサ及びその製造方法 Pending JPH0850142A (ja)

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JP6183707A JPH0850142A (ja) 1994-08-04 1994-08-04 半導体加速度センサ及びその製造方法
US08/441,195 US5567878A (en) 1994-08-04 1995-05-15 Semiconductor acceleration sensor

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JP6183707A JPH0850142A (ja) 1994-08-04 1994-08-04 半導体加速度センサ及びその製造方法

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