JPH06347475A - Acceleration sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
Acceleration sensor and manufacturing method thereofInfo
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- 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
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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。
(57) [Abstract] [Purpose] Prevents dust from entering the fixed and movable parts that make up the acceleration sensor, extending the sensor life, and making the electrical connection to the signal processing circuit lineless. To detect accurately. When the mass portion 37 is displaced due to acceleration, the distance between the movable side comb-shaped electrode 38 electrode plate 38A and the fixed side comb-shaped electrode 33 electrode plate 33A is displaced, and this displacement is detected as a capacitance. Then, the fixed portion 32 and the movable portion 34
By covering and with the cover 39, it is possible to prevent dust, chips, water, and the like from entering and entering the fixed portion 32 and the movable portion 34. In addition, the capacitance is led out of the cover 39 via each extraction electrode 10.
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor which is preferably used for detecting acceleration of a vehicle or the like and a method for manufacturing the same, and more particularly, an acceleration sensor which can improve the yield at the time of manufacturing and a method for manufacturing the same. Regarding
【0002】[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。2. Description of the Related Art Generally, an acceleration sensor used to detect the acceleration and the rotation direction of a vehicle or the like is one which detects it by utilizing the electrostatic capacitance between electrode plates.
No. 169 and Japanese Patent Laid-Open No. 232171/1987.
【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。However, in these acceleration sensors, since the effective area between the electrodes of the fixed portion and the movable portion is small and the distance between them is large, the detection sensitivity is low and it is not possible to perform highly accurate acceleration detection. .
【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。On the other hand, for example, in the acceleration sensor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-115165 (hereinafter referred to as "other prior art"), comb-shaped electrodes are used for the fixed electrode and the movable electrode to increase the effective area between the electrodes. The detection sensitivity is improved.
【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。Another conventional acceleration sensor is a cantilever having one end fixed to a base and the other end serving as a weight capable of horizontally vibrating, and a movable side integrally formed with the cantilever. A comb-teeth-shaped electrode portion and a comb-teeth-shaped electrode portion on the fixed side, which is meshed with the comb-teeth-shaped electrode portion on the movable side in a non-contact manner, and includes a comb-teeth fixed plate fixed to the base. ing. Then, when acceleration is applied to the weight, the capacitance between the movable comb-teeth electrode portion and the fixed side comb-teeth electrode portion changes, so this change is detected as an electrostatic capacitance, and according to the acceleration. To obtain a detected signal.
【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。[0006] However, in the other conventional techniques, when each comb-toothed electrode portion is formed by utilizing the silicon etching processing technique, the etching process is performed only from one side surface of the silicon, so that each etching is performed. If the surface is tilted and the distance between the electrode portions is reduced, the electrode portions may come into contact with the other side surface portion of silicon, and the distance between the electrode portions cannot be reduced.
【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。That is, a silicon wafer having a thickness of several hundreds of μm is normally used, and if this thickness is used as it is as the thickness dimension of each electrode portion, the etching surface is inclined and the separation dimension is reduced for the above reason. Becomes difficult. On the other hand, it is conceivable to use a silicon wafer having a thickness of about several tens of μm from the beginning, but in this case, the strength of the silicon wafer becomes weak and it is damaged during transportation.
【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)。Therefore, in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present inventor previously examined an acceleration sensor and a method of manufacturing the same as shown in FIGS.
"Prior art").
【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。That is, in FIGS. 21 and 22, 1 is an acceleration sensor, 2 is a glass substrate as an insulating substrate constituting the acceleration sensor 1, and fixed parts 3, 3 and a movable part which will be described later are provided on the glass substrate 2. The part 5 is formed. Further, a rectangular concave groove 2A is formed in the glass substrate 2, and the mass portion 8 of the movable portion 5 and the movable comb-shaped electrode 9 located on the concave groove 2A are in the arrow A direction in which acceleration is applied. It can be displaced.
【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。Reference numerals 3 and 3 denote a pair of fixing portions made of a low-resistance silicon material. The fixing portions 3 are located on the left and right sides of the glass substrate 2, and a plurality of fixing portions are provided on the inner surfaces facing each other. (For example, 5) thin plate-like electrode plates 4A, 4A, ...
Are formed in a protruding manner, and each of the electrode plates 4A constitutes fixed-side comb-shaped electrodes 4 and 4 as fixed electrodes.
【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。Reference numeral 5 denotes a movable portion formed of a low resistance silicon material, and the movable portion 5 is separated from the front and rear of the glass substrate 2 by a supporting portion 6 fixed to the glass substrate 2.
6, a mass portion 8 supported by each of the supporting portions 6 via beams 7, 7 and arranged between the fixing portions 3 and formed to project from the mass portion 8 in the left and right directions, respectively. Multiple (eg 5
And the movable side comb-shaped electrodes 9 and 9 having thin plate-shaped electrode plates 9A, 9A ,.
Is formed in a thin plate shape so as to be displaced in the direction of arrow A. Then, each electrode plate 9A of each movable side comb-shaped electrode 9
Are arranged so as to face each electrode plate 4A of each fixed-side comb-shaped electrode 4 with a minute gap therebetween.
【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。Further, 10, 10, ... Are the glass substrates 2
The extraction electrode formed above is shown, and each extraction electrode 10 is shown.
The signal processing circuit 25, which will be described later, is connected to each fixed portion 3 and each supporting portion 6 of the movable portion 5 on the proximal end side thereof, and the distal end side to the outside.
The electrode pad 10A is connected to.
【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。23 to 27, a method of manufacturing the acceleration sensor 1 according to the prior art will be described.
【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。First, in FIG. 23, reference numeral 11 denotes a silicon wafer as a silicon plate.
Is, for example, 7.5 to 15.5 (cm) in diameter and 300 μm in thickness
It is formed in a disk shape of about m.
【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。Reference numeral 12 denotes a glass substrate as an insulating substrate, and the glass substrate 12 is formed in a disk shape having the same size as the silicon wafer 11.
【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。Next, in the first etching step shown in FIG. 24, a groove 13 having a predetermined depth for separately forming the fixed portion 3 and the movable portion 5 is formed on one side surface of the silicon wafer 11. To this end, RIE (reactive ion etching) as dry etching or anisotropic etching using an alkaline aqueous solution as wet etching is performed from one side surface for a predetermined time.
【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。On the other hand, the other side of the glass substrate 12 facing the one side of the silicon wafer 11 is subjected to glass etching (glass etching step) to form a rectangular groove 12A (2A) as shown in FIG. While being formed, extraction electrodes 10, 10, ... Are formed on the other side surface.
【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。Next, in the bonding step shown in FIG. 25, one side surface of the silicon wafer 11 having the groove 13 formed in the first etching step and the glass substrate 12 having the groove 12A formed therein.
The silicon wafer 11 and the glass substrate 12 are integrated with each other by anodic bonding to the other side surface.
【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。Furthermore, in the second etching step shown in FIG. 26, the thickness of the silicon wafer 11 is reduced.
By performing RIE or wet etching from the other side surface of the silicon wafer 11 and etching until the groove 13 penetrates (that is, the silicon wafer 11 is melted and removed from one side surface to the level of the groove 13).
A plurality of fixed portions 3 and movable portions 5 which will be the acceleration sensor 1 are separately formed on the glass substrate 12 (see FIG. 28). In addition,
In the separately formed movable portion 5, only the supporting portions 6 and 6 are fixed on the glass substrate 12, and the beams 7 and 7, the mass portion 8 and the movable side comb-shaped electrodes 9 and 9 are located on the concave groove 12A. However, the mass portion 8 and the like are movable by the beams 7 in the arrow A direction.
【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。Then, in the cutting step shown in FIG. 27, each acceleration sensor 1 consisting of a plurality of sets of a fixed part 3 and a movable part 5 formed on the glass substrate 12 by a dicing device is cut into chips (about 5 mm square). Then, the plurality of acceleration sensors 1 are manufactured by cutting the glass substrate 12 shown in FIG.
【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。In the acceleration sensor 1 of the prior art constructed as described above, when the acceleration in the direction of the arrow A is applied from the outside, the mass portion 8 is displaced with respect to each support portion 6 via each beam 7 and the movable side. Each electrode plate 9A of the comb-shaped electrode 9 approaches or separates from each electrode plate 4A of the fixed-side comb-shaped electrode 4. At this time,
The displacement of the distance between the electrode plates 4A and 9A is output to the external signal processing circuit 25 as a change in capacitance, and the signal processing circuit 25 outputs a voltage based on the change in capacitance.
【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。In this acceleration sensor 1, the movable side comb-shaped electrode 9 and the fixed side comb-shaped electrode 4 are provided on the respective electrode plates 9A,
Acceleration is detected as a change in capacitance between 4A, and the electrode plates 9A and 4A are electrically connected in parallel. Therefore, the capacitance detected by the acceleration sensor 1 is equal to each electrode plate. It becomes a value obtained by adding the electrostatic capacities between 9A and 4A respectively, so that the detection sensitivity of the acceleration sensor 1 can be increased and the acceleration detection accuracy can be improved.
【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。In the method of manufacturing the acceleration sensor 1 according to the prior art, for example, the fixed portion 3 and the movable portion 5 are formed by thinning the silicon wafer 11 having a thickness of 300 μm to several tens of μm in the second etching step. The groove 13 formed separately and formed in the first etching step
The thickness dimension of the fixed portion 3, the movable portion 5, etc. is determined based on the depth dimension of the. Therefore, by adjusting the depth of the groove 13, the effective area of each electrode plate 4A, 9A can be adjusted. Further, since the one side surface and the both side surfaces of the other side surface of the silicon wafer 11 are etched in the first and second etching steps, respectively, the thickness of the silicon wafer 11 can be reduced on the glass substrate 12, The distance between the electrode plates 4A and 9A of the comb-shaped electrodes 4 and 9 can be secured as a minute gap.
【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。Next, the case where the acceleration sensor 1 is packaged will be described with reference to FIG.
【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。In FIG. 29, reference numeral 21 denotes a casing for an acceleration sensor, and the casing 21 has a stem 22 formed of a metal material in a disk shape or a square shape, and a cylindrical metal material with a lid for covering the stem 22. And the insulating substrate 24 formed of glass epoxy or the like provided on the upper surface of the stem 22.
Terminal pins 22A, 22A, ... Are formed so as to protrude downward through insulating materials 22B, 22B ,. The size of the acceleration sensor casing 21 is considerably larger than the size of the circuit element and the sensor element.
【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。Reference numeral 25 denotes a signal processing circuit provided on the stem 22, and the input side of the signal processing circuit 25 is a wire 26 formed by wire bonding to the acceleration sensor 1
Connected to the terminal pin 22 by a wire 27 on the output side.
It is connected to A.
【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。By packaging the acceleration sensor 1 in this way, the signal processing circuit 25 can convert a change in capacitance with respect to the acceleration from the acceleration sensor 1 into a voltage change and output the voltage change.
【0028】[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。By the way, in the above-described prior art, in the final cutting step shown in FIG. 27, since each fixed part 3 and movable part 5 are opened to the upper side, the cutting generated during the cutting work is performed. Debris and the like enter between the electrode plates 4A of the fixed-side comb-shaped electrode 4 and the electrode plates 9A of the movable-side comb-shaped electrode 9 and mechanically stop operating, or the electrode plates 4
There is a problem that the A and 9A are electrically contacted with each other to cause malfunction of the acceleration sensor 1.
【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。Moisture in the etching step and the cutting step infiltrates between the electrode plates 4A and 9A of the acceleration sensor 1 and between the electrodes 4 and 9 and the glass substrate 2 and the surface tension causes the electrode plate 4A and the electrode plate 4A. 9A and the electrodes 4, 9 and the glass substrate 2 may be dried and adhered in a state where they are close to each other. As a result, the mass part 8 of the movable part 5 cannot be moved and cannot be used as a product, so it must be discarded, and there is a problem that the yield in manufacturing the acceleration sensor 1 is reduced and the productivity is reduced.
【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。Further, when packaged as shown in FIG. 29, since the acceleration sensor 1 and the signal processing circuit 25 are connected by the wire 26, the wire 26
Causes a stray capacitance due to vibration, and this stray capacitance is added to the electrostatic capacitance detected by the acceleration sensor 1. As a result,
Since a signal with noise is input to the signal processing circuit 25, there is a problem that accurate acceleration cannot be detected.
【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。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. For example, the yield when manufacturing an acceleration sensor from a silicon wafer can be improved, productivity is significantly increased, and the capacitance from the acceleration sensor is increased. It is an object of the present invention to provide an acceleration sensor capable of detecting stray acceleration by preventing stray capacitance from being applied to the sensor and a manufacturing method thereof.
【0032】[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。In order to solve the above-mentioned problems, an acceleration sensor according to a first aspect of the present invention provides an insulating substrate and an insulating substrate which are provided on the insulating substrate and which are formed by etching a silicon plate. A fixed part and a movable part that are formed separately are provided, and a fixed electrode is integrally formed on the fixed part, and the movable part is a supporting part fixed on an insulating substrate and the supporting part through a beam. Is provided so as to be opposed to each other through a minute gap between a mass part that is connected to the mass part and is displaced according to the acceleration when an acceleration acts on the mass part, and a fixed electrode formed on the mass part on the fixed part. And a movable electrode that is close to and separate from each other by the displacement of the mass part, and is integrally formed. The insulating substrate covers the periphery of the fixed part and the movable part. The ring provided on the insulating substrate as A peripheral wall, lies in the formation of the cover consisting of a cover portion covering the opening portion of the peripheral wall.
【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。In this case, it is preferable that the cover has a peripheral wall and a lid integrally formed from the same member.
【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。Further, in this case, it is preferable that the cover has a peripheral wall formed of a silicon plate, a lid portion formed of an insulating plate, and the peripheral wall and the lid portion joined together.
【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。Further, it is preferable that the fixed electrode and the movable electrode are comb-like electrodes provided so as to project from the fixed portion and the mass portion, respectively.
【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。Further, it is desirable that the cover is made of a silicon plate, and that the silicon plate is provided with a signal processing circuit for converting a change in electrostatic capacitance generated between the movable electrode and the fixed electrode into a voltage.
【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。On the other hand, in the method of manufacturing an acceleration sensor according to a sixth aspect of the present invention, the silicon plate is etched from one side surface to form a groove for separating the fixed portion and the movable portion on the one side surface. A first etching step, a first joining step of joining one side surface of the silicon plate to an insulating substrate after forming the groove in the silicon plate, and a state of joining the silicon plate to the insulating substrate. A second etching step in which a fixed portion and a movable portion are separately formed on the silicon plate by performing an etching process from the other side surface of the silicon plate, and the fixed portion and the movable portion formed on the silicon plate. The second bonding step of bonding the covering cover onto the insulating substrate.
【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。In this case, it is preferable that lead electrodes connected to the fixed portion and the movable portion are formed on the insulating substrate before the first joining step.
【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。Further, in this case, the cover for covering the fixed portion and the movable portion formed in the second etching step may be formed by forming a recess in the insulating plate before the second joining step. desirable.
【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。On the other hand, in the method of manufacturing an acceleration sensor according to a ninth aspect of the present invention, the silicon plate is etched from one side to form a groove for separating the fixed part, the movable part and the peripheral wall of the cover from the one side of the silicon plate. A first etching step of forming a side surface, and a first step of forming one side surface of the silicon plate on an insulating substrate after forming the groove in the silicon plate
Bonding step, a masking step of masking the portion of the silicon plate bonded to the insulating substrate from the other side surface of the silicon plate to the peripheral wall of the cover, and an etching treatment from the other side surface of the silicon plate, Secondly, the fixed part, the movable part and the peripheral wall of the cover are formed separately on the silicon plate.
And the second joining step of joining an insulating plate that covers the peripheral wall so as to cover a plurality of sets of fixed portions and movable portions formed on the silicon plate.
【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。Before the first bonding step, it is desirable that lead electrodes connected to the fixed portion and the movable portion are formed on the insulating substrate.
【0042】[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。According to the above structure, when acceleration is applied, the mass portion of the movable portion is displaced against the beam, and this displacement displaces the distance between the movable electrode and the fixed electrode. Then, this change in the separation dimension can be detected as a change in capacitance. The acceleration sensor according to claim 1 of the present invention is
Since the fixed part and the movable part are covered with a cover,
It is possible to prevent dust and the like from entering from the outside.
【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。By forming the movable electrode of the movable portion and the fixed electrode of the fixed portion as comb-shaped electrodes,
The effective area between the electrodes can be increased, and the respective electrode plates can be opposed to each other through a minute gap.
【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。Further, by forming the cover from a silicon plate and providing the signal processing circuit on the cover, the acceleration sensor and the signal processing circuit can be electrically connected when the cover is joined to the insulating substrate. .
【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。On the other hand, in the method of manufacturing an acceleration sensor according to the sixth aspect, the cover provided on the insulating substrate can be integrally formed of an insulating plate.
【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。Further, in this case, since the extraction electrode connected to the fixed portion and the movable portion of the acceleration sensor is formed on the insulating substrate, the acceleration sensor and the signal processing circuit can be easily electrically connected. .
【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。Further, in the method of manufacturing an acceleration sensor according to claim 9, the cover provided on the insulating substrate has a peripheral wall of the cover formed of a silicon plate and a lid portion formed of an insulating plate, and the peripheral wall and the lid portion. Can be formed by joining in the second joining step.
【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。Since the cover formed on the insulating substrate by these manufacturing steps is provided so as to cover the fixed portion and the movable portion, chips are produced during the final cutting step when manufacturing a plurality of pieces at once. It is possible to prevent water and moisture from entering or entering the fixed portion and the movable portion.
【0049】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the embodiments, the same components as those of the above-described prior art are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【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。First, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【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。In the figure, reference numeral 31 denotes an acceleration sensor according to the present embodiment, which has substantially the same structure as the acceleration sensor 1 according to the prior art and has a fixing portion 32, which will be described later, on a glass substrate 2 serving as an insulating substrate. , 32 and movable part 3
4 and the like are integrally formed.
【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。Reference numerals 32 and 32 denote fixed portions, and each fixed portion 3
Reference numeral 2 has fixed-side comb-shaped electrodes 33, 33 as fixed electrodes, which are formed separately on the left and right sides of the glass substrate 2, and have a plurality of thin plate-shaped electrode plates 33A, 33 on the inner surfaces facing each other.
A, ... are projected.
【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。Reference numeral 34 designates a movable portion, which is a support portion 35 which is arranged in front of and behind the glass substrate 2 so as to be separated from each other.
35, a mass portion 37 supported by the supporting portions 35 via beams 36, 36, and arranged between the fixing portions 32, and a thin plate protruding from the mass portion 37 in the left and right directions. Side comb-shaped electrode 3 having electrode plates 38A, 38A, ...
8 and 38 are integrally formed.
【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。Reference numeral 39 denotes a cover of this embodiment, which is located on the glass substrate 2 and has a rectangular tubular shape made of a glass material so as to surround the fixed portion 32 and the movable portion 34 from the periphery. Peripheral wall 39A formed on the peripheral wall and the peripheral wall 3
It is composed of a lid portion 39B that covers the opening portion of 9A.
【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。Further, the glass substrate 2 is formed with the recessed groove 2A and the extraction electrodes 10, 10, ... And the base end side of each extraction electrode 10 has the fixed portion 32 and the movable portion 34. The electrode pad 10A is connected to each of the support portions 35, and the tip side thereof is connected to the outside.
【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。The acceleration sensor 31 of this embodiment has the above-mentioned structure. Next, a method of manufacturing the acceleration sensor 31 will be described with reference to FIGS.
【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。First, in FIG. 3, 41 indicates a silicon wafer as a silicon plate on which the fixed portion 32 and the movable portion 34 are formed, and 42 indicates a glass plate as an insulating plate on which the cover 39 is formed. Further, the glass substrate 12 described in the prior art is used as the insulating substrate.
【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。Next, in the first etching step shown in FIG. 4, one side surface of the silicon wafer 41 is subjected to RIE or anisotropic etching for a predetermined time. A groove 43 having a predetermined depth is formed to separate and form the fixed portion 32 and the movable portion 34.
【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。On the other hand, a rectangular groove 12A (2A) is formed by glass etching on the other side of the glass substrate 12 facing the one side of the silicon wafer 41, and the other side of FIG. Extraction electrode 1 as shown in
0, 10, ... Are formed.
【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。Further, a concave portion 44 to be the cover 39 is formed on one side surface of the glass plate 42 by glass etching.
【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。Next, in the first bonding step shown in FIG. 5 and the second etching step shown in FIG. 6, as in the bonding step and the second etching step of the prior art, one side surface of the silicon wafer 41 and the glass are bonded. After anodic bonding with the other side surface of the substrate 12, RIE or anisotropic etching is performed from the other side surface of the silicon wafer 41 to reduce the thickness of the silicon wafer 41, and etching is performed until the groove 43 penetrates. I do. As a result, a plurality of sets of fixed portions 32 and movable portions 34 are separately formed on the glass substrate 12.
【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。Further, in the second joining step shown in FIG. 7, each concave portion 44 of the glass plate 42 has a plurality of sets of fixing portions 32.
The other side surface of the glass substrate 12 and one side surface of the glass plate 42 are anodically bonded so as to cover the movable portion 34 and the movable portion 34, respectively, and are integrally formed.
【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。Then, in the final cutting step, cutting is performed by the dicing device at cutting positions 45 and 46 shown by dotted lines in FIG. That is, first, the glass plate 42 is cut along the cutting positions 45, 45, ...
A plurality of sets of fixing portions 32 formed on the glass substrate 12 by cutting along the cutting positions 46, 46, ...
As shown in FIG. 8, each acceleration sensor 31 including the movable portion 34 and the movable portion 34 is cut into chips (about 5 mm square).
At this time, the recess 44 of the glass plate 42 serves as the cover 39, the side surface of the recess 44 serves as the peripheral wall 39A, and the bottom of the recess 44 serves as the lid 39B.
【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。In the acceleration sensor 31 according to the present embodiment having the above-described structure, the movable comb-shaped electrode 38 and the fixed comb-shaped electrode 33 are formed by applying acceleration in the direction of arrow A, as in the prior art. The displacement between the electrode plates 38A and 33A can be detected as a change in capacitance.
【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。Further, the acceleration sensor 31 according to the present embodiment is provided with a cover 39 which is not present in the prior art. As a result, as shown in FIG. 7, each acceleration sensor 31 (fixed portion 32 and movable portion 34) can be individually covered so as to be shielded from the outside before the cutting step, so that the glass plate 42 and the glass can be cut by the cutting step. It is possible to prevent chips generated when the substrate 12 is cut from entering between the fixed portion 32 and the movable portion 34. Furthermore, it is possible to prevent water generated during the cutting step from entering between the plurality of sets of the fixed portion 32 and the movable portion 34 which configure each acceleration sensor 31.
【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。Therefore, the comb-shaped electrode 3 on the fixed side of the fixed portion 32
3 and the movable-side comb-shaped electrode 38 can be prevented from being electrically short-circuited by chips, and the electrode plates 33A and 38A of the electrodes 33 and 38 can be reliably prevented from adhering to each other by moisture. Thereby, the yield in the manufacturing process of the acceleration sensor 31 can be increased, and the productivity of the acceleration sensor 31 can be significantly improved.
【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。On the other hand, each extraction electrode 10 formed on the glass substrate 2 of the acceleration sensor 31 has its base end side connected to each fixed part 32 and each support part 35 of the movable part 34, and the electrode pad on the tip side. 10A is a peripheral wall 39 of the cover 39
Since the glass substrate 2 is extended to the outside of A and the size of the glass substrate 2 is cut in the cutting process so as to be larger than the size of the lid portion 39B of the cover 39, each electrode pad 1
OA is exposed to the upper side as shown in FIG. Therefore, the capacitance detected by the acceleration sensor 31 can be easily taken out by each of the extraction electrodes 10.
【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。Further, the acceleration sensor 31 according to the present embodiment.
In the above, since the fixed portion 32 for detecting the acceleration and the movable portion 34 are covered with the cover 39, it is possible to prevent intrusion of dust and the like from the outside and effectively extend the life of the sensor.
【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。Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
As will be described with reference to FIGS. 17 to 17, the characteristic feature of this embodiment is that the peripheral wall of the cover is formed of a silicon plate, and the lid portion that covers the opening of the peripheral wall is formed of an insulating plate. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【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。In the figure, reference numeral 51 denotes an acceleration sensor according to the present embodiment, which has substantially the same structure as the acceleration sensor 31 according to the first embodiment and is fixed on the glass substrate 2 as an insulating substrate. The parts 32, 32 and the movable part 34 are integrally formed.
【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。Reference numeral 52 denotes a cover of the present embodiment, which is located on the glass substrate 2 and has a rectangular ring shape made of silicon material so as to surround the fixed portion 32 and the movable portion 34 from the periphery. The formed peripheral wall 52A and the peripheral wall 52A
And a lid portion 52B formed in a plate shape by a glass material that covers the opening portion of the.
【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。The acceleration sensor 51 according to this embodiment has the above-mentioned structure. Next, a method of manufacturing the acceleration sensor 51 will be described with reference to FIGS. 11 to 17.
【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。First, in FIG. 11, 61 is a fixing portion 32.
And 62, a silicon wafer as a silicon plate on which the movable part 34 and the movable part 34 are formed, and 62 is a glass plate as an insulating plate serving as the lid part 52B of the cover 52. Further, the glass substrate 12 described in the first embodiment is used as the insulating substrate.
【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。Next, in the first etching step shown in FIG. 12, etching is performed from one side surface of the silicon wafer 61 to form a groove having a predetermined depth for separately forming the fixed portion 32 and the movable portion 34. 63 and a peripheral wall forming groove 64 forming the peripheral wall 52A of the cover 52 are formed so as to cover the groove 63.
【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。On the other hand, in the glass substrate 12, a rectangular concave groove 12A (2A) is formed by performing glass etching from the other side surface of the glass substrate 12, and the extraction electrodes 10 and 10 as shown in FIG. , ... are formed.
【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。Next, in the first joining step shown in FIG.
One side surface of the silicon wafer 61 and the other side surface of the glass substrate 12 are anodically bonded and integrally formed.
【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。Further, in the mask process shown in FIG. 14, the peripheral wall 52 of the cover 52 on the other side surface of the silicon wafer 61.
A mask film 65 of SiN or the like is formed on the portion to be A.
【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。Then, in the next second etching step shown in FIG. 15, etching is performed from the other side surface of the silicon wafer 61 so as to reduce the thickness of the silicon wafer 61. As a result, a plurality of sets of fixed part 32 and movable part 34
And are separately formed on the glass substrate 12, and since the portion of the mask film 65 formed in the mask process is not etched, the peripheral wall 52A of the cover 52 is formed. The peripheral wall 52A of the cover 52 has a fixed portion 32 and a movable portion 3.
It is formed in an annular shape so as to surround 4 and 4. Further, the mask film 65 is removed after the second etching step.
【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。Further, in the second bonding step shown in FIG. 16, the other side surface of the glass plate 62 is anodically bonded so as to cover the opening of the peripheral wall 52A of the cover 52 formed in the second etching step. To do. At this time, the fixed portion 32 and the movable portion 34 of each set are covered with the peripheral wall 52A and the lid portion 52B of the cover 52, respectively.
【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。Then, in the final cutting step, cutting is performed by the dicing device at cutting positions 66 and 67 shown by dotted lines in FIG. That is, first, the glass plate 62 is cut along the cutting positions 66, 66, ...
2 is cut along the cutting positions 67, 67, ... As a result, each acceleration sensor 5 including a plurality of sets of fixed portions 32 and movable portions 34 formed on the glass substrate 12 is formed.
As shown in FIG. 17, 1 is cut into chips (about 5 mm square). At this time, the fixed portion 32 and the movable portion 34 of each set are covered with the cover 52.
【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。Also in the acceleration sensor 51 of the present embodiment constructed as described above, it is possible to obtain the same effects as those of the first embodiment described above.
【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。Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
20 to 25, the features of this embodiment are as follows.
The cover is formed of a high-resistance silicon plate, the signal processing circuit is formed on the silicon plate, and the cover is bonded to the insulating substrate so as to cover the fixed portion and the movable portion which are the detection portions of the acceleration sensor. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【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。In the figure, reference numeral 71 denotes a disc-shaped or square-shaped stem made of a metal material for holding the acceleration sensor 31, and the stem 71 has terminal pins 71A, 71A,
Is a cylindrical insulating material 71 made of a glass material
It is formed so as to protrude downward through B, 71B, ....
【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。Reference numeral 72 denotes an acceleration sensor. The acceleration sensor 72 is manufactured by the manufacturing method described in the first embodiment. The glass substrate 73 is formed from the glass substrate 2 of the first embodiment as shown in FIG. Is also formed in a long rectangular shape. Further, a fixed portion 32 and a movable portion 34 and lead electrodes 10, 10, ... Connected to the fixed portion 32 and the movable portion 34 are formed on one side in the longitudinal direction of the glass substrate 73.
【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。Reference numerals 74 and 74 denote a pair of extraction electrodes formed on the other end side in the longitudinal direction of the glass substrate 73. The extraction electrodes 74 and 74 are extraction electrodes 78 and 78 on the output side of a signal processing circuit 76 described later. And are connected to each other.
【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。Reference numeral 75 denotes a cover formed of a high resistance silicon plate in a rectangular shape shorter than the glass substrate 73, and the fixing portion 32 is provided on one side in the longitudinal direction of the cover 75.
And a concave portion 75A that covers the movable portion 34 and
A signal processing circuit 76 is formed on the other side in the longitudinal direction.
Further, the signal processing circuit 76 is formed by etching processing of semiconductor manufacturing technology and converts the electrostatic capacitance detected by the acceleration sensor 72 into a voltage.
From 6 are formed input side extraction electrodes 77, 77 and output side extraction electrodes 78, 78 extending along the bottom surface of the cover 75. Incidentally, each of the extraction electrodes 10, 74, 7
The portion where 7, 78 and the cover 75 contact each other is insulated by an insulating film.
【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。Since the output side extraction electrode 78 of the signal processing circuit 76 is connected to the terminal pin 71A via the wire 79, the voltage from the signal processing circuit 76 is output to the outside via the terminal pin 71A. It
【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。The acceleration sensor 72 of this embodiment having the above-described structure can be manufactured by the same manufacturing process as that of the first embodiment, and the yield is improved as in the first embodiment. Productivity can be improved.
【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。Further, since the acceleration sensor 72 is provided on the stem 71 so as to be covered with the cover 75, the can 23 as in the prior art can be eliminated and the acceleration sensor 72 can be easily packaged. In addition to being able to carry out, size reduction can be achieved.
【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。Further, by connecting the acceleration sensor 72 and the signal processing circuit 76 with each of the extraction electrodes 10 and 77, wiring by wires can be eliminated, and the stray capacitance is the electrostatic capacitance detected by the acceleration sensor 72. It is possible to detect the accurate acceleration.
【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。The acceleration sensor in the third embodiment may be resin-molded so as to cover the acceleration sensor 72 on the stem 71 and the cover 75.
【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。In each of the above embodiments, the first and second
In the etching process, the above description is made by selecting either dry etching or wet etching, but it is preferable to use dry etching from the viewpoint of processing accuracy, and it is preferable to use wet etching from the viewpoint of cost. .
【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。Further, the acceleration sensor 31 of each of the above-mentioned embodiments.
Describes that the fixed electrode of the fixed portion 32 is the fixed-side comb-shaped electrode 33, the movable electrode of the movable portion 34 is the movable-side comb-shaped electrode 38, and the electrode plates 33A and 38A are opposed to each other through a minute gap. However, the present invention is not limited to this, a general insulating substrate, a movable part having a base end side fixed on the insulating substrate, and a free end side having a mass part to be a movable electrode, and a moving direction of the mass part. You may use for the acceleration sensor which formed the fixed part used as a fixed electrode.
【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。On the other hand, in the first and second embodiments,
A plurality of acceleration sensors 31 (5
Although 1) is described as being manufactured, the present invention is not limited to this, and only one may be manufactured, in which case the last cutting step is not necessary.
【0095】[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。As described above in detail, in the acceleration sensor according to the first aspect of the present invention, the acceleration is detected by the capacitance as the displacement of the distance between the fixed electrode and the movable electrode of the mass portion. By covering the movable portion having the portion and the fixed portion having the fixed electrode with the cover, it is possible to prevent dust and the like from entering from the outside and extend the life of the acceleration sensor.
【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。By forming the movable electrode of the movable portion and the fixed electrode of the fixed portion as comb-shaped electrodes,
The effective area between the electrodes can be increased, and the respective electrode plates can be opposed to each other through a minute gap.
【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。Further, by forming the cover from a silicon plate and providing a signal processing circuit on the cover, the acceleration sensor and the signal processing circuit can be electrically connected when the cover is joined to the insulating substrate. . Then, the acceleration sensor and the signal processing circuit can be connected by the extraction electrode, and the wire can be eliminated. As a result, the stray capacitance of the wire can be prevented from being added to the detected electrostatic capacitance, and the acceleration can be accurately detected.
【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。On the other hand, in the method of manufacturing the acceleration sensor according to the sixth aspect of the present invention, the cover formed of the insulating plate can be manufactured in the step of manufacturing the acceleration sensor, and the cover allows the fixed portion and the movable portion to be manufactured. Can be cut off from the surroundings, and the life of the acceleration sensor can be extended.
【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。Furthermore, in the method of manufacturing an acceleration sensor according to claim 9 of the present invention, the peripheral wall of the cover is formed of a silicon plate, the lid is formed of an insulating plate, and the peripheral wall and the lid are formed by the second joining step. A cover can be formed, and the fixed part and the movable part can be isolated from the surroundings by the cover, and the life of the acceleration sensor can be extended.
【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。Each of the above-mentioned manufacturing methods can also be used when manufacturing a plurality of acceleration sensors at one time. In this case, the cover formed on the insulating substrate is movable with a plurality of sets of fixed parts. Since it is provided so as to cover the fixed portion and the movable portion, it is possible to prevent chips or moisture from entering or infiltrating into the fixed portion and the movable portion during the final cutting step of dividing each acceleration sensor. As a result, the yield in the manufacturing process can be increased and the productivity can be improved.
【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。FIG. 1 is a partially cutaway plan view showing an acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention by cutting it at a position of a cover.
【図2】図1中の矢示II−II方向からみた縦断面図であ
る。FIG. 2 is a vertical sectional view as seen from the direction of arrows II-II in FIG.
【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。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a silicon wafer used for forming a fixed portion and a movable portion of an acceleration sensor, an insulating substrate, and a glass plate for forming a cover.
【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。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a state in which a groove is formed on one side surface of a silicon wafer by a first etching step, a state in which a recess and an extraction electrode are formed in a glass substrate, and a state in which a groove for forming a cover is formed in a glass plate. It is a figure.
【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。5 is a vertical cross-sectional view showing a state in which one side surface of the silicon wafer and the glass substrate are bonded by the first bonding step following the first etching step in FIG.
【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。6 is a vertical cross-sectional view showing a state in which a fixed portion and a movable portion are formed on a silicon wafer by a second etching step following the joining step shown in FIG.
【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。7 is a vertical cross-sectional view showing a state in which glass plates are joined so as to cover a fixed portion and a movable portion formed on a glass substrate by a second joining step that follows the second etching step shown in FIG. is there.
【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。8 is a vertical cross-sectional view showing an acceleration sensor formed in plural by a cutting process following the second bonding process in FIG. 7.
【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。FIG. 9 is a plan view showing an extraction electrode formed on a glass substrate.
【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。FIG. 10 is a vertical sectional view showing an acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention.
【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。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing a silicon wafer used to form a fixed portion, a movable portion, and a support portion for a cover of an acceleration sensor, an insulating substrate, and a glass plate for forming a cover.
【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。FIG. 12 is a vertical cross-sectional view showing a state in which a groove is formed on one side surface of a silicon wafer and a state in which a recess and an extraction electrode are formed on a glass substrate by a first etching step.
【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。13 is a vertical cross-sectional view showing a state in which one side surface of the silicon wafer and the glass substrate are bonded by the first bonding step following the first etching step in FIG.
【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。FIG. 14 is a vertical cross-sectional view showing a state where one side surface of the silicon wafer is masked on a side part of the cover by a masking step following the joining step shown in FIG. 13;
【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。FIG. 15 is a vertical cross-sectional view showing a state in which one side surface of the silicon wafer is edged to a side portion of the cover by the second etching step following the masking step in FIG.
【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。16 is a vertical cross-sectional view showing a state in which a cover is formed by joining a glass plate to a peripheral wall by a second joining step that follows the second etching step shown in FIG.
【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。17 is a vertical cross-sectional view showing a plurality of acceleration sensors formed by a cutting process following the second bonding process of FIG.
【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。FIG. 18 is a partially cutaway external view showing a state in which an acceleration sensor according to a third embodiment of the present invention is attached to a stem.
【図19】図18中の要部を拡大して示す縦断面図であ
る。FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing an enlarged main part in FIG.
【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。FIG. 20 is an exploded perspective view showing a state before the cover is joined to the insulating substrate.
【図21】先行技術による加速度センサを示す平面図で
ある。FIG. 21 is a plan view showing an acceleration sensor according to the prior art.
【図22】図21中の矢示XXII−XXII方向からみた縦断
面図である。22 is a vertical cross-sectional view as seen from the direction of arrows XXII-XXII in FIG. 21.
【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。FIG. 23 is a vertical cross-sectional view showing a silicon wafer and a glass substrate used for forming a fixed portion and a movable portion of the acceleration sensor.
【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。FIG. 24 is a vertical cross-sectional view showing a state where a groove is formed on one side surface of a silicon wafer by the first etching step and a state where a groove is formed on a glass substrate by the glass etching step.
【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。FIG. 25 is a vertical cross-sectional view showing a state where one side surface of a silicon wafer and a glass substrate are bonded together.
【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。FIG. 26 is a vertical cross-sectional view showing a state in which a fixed portion and a movable portion are formed on a silicon wafer by the second etching step following the joining step shown in FIG. 25.
【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。27 is a vertical cross-sectional view showing a plurality of acceleration sensors formed by a cutting step following the second etching step of FIG.
【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。FIG. 28 is a plan view showing a state in which a plurality of sets of fixed parts and movable parts are formed of a silicon wafer on a glass substrate.
【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。FIG. 29 is a cross-sectional view showing a state in which the acceleration sensor is housed in a package.
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 2, 12, 73 Glass substrate (insulating substrate) 10 Extraction electrode 31, 51, 72 Acceleration sensor 32 Fixed part 33 Fixed side comb-shaped electrode (fixed electrode) 34 Movable part 35 Support part 36 Beam 37 Mass part 38 Movable side comb Electrodes (movable electrodes) 39, 52, 75 Covers 39A, 52A Peripheral walls 39B, 52B Lids 41, 61 Silicon wafers (silicon plates) 42, 62 Glass plates 43, 63 Grooves 44, 75A Recesses 76 Signal processing circuit
Claims (10)
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。1. An insulating substrate, provided on the insulating substrate,
A silicon plate is provided with a fixed portion and a movable portion which are formed separately by etching the silicon plate, and a fixed electrode is integrally formed on the fixed portion, and the movable portion is a support fixed on an insulating substrate. And a mass portion that is connected to the support portion via a beam and is displaced according to the acceleration when an acceleration acts, and a small gap between the fixed electrode formed on the fixing portion in the mass portion. In an acceleration sensor formed integrally with a movable electrode that is provided so as to face each other with the movable portion approaching and separating by the displacement of the mass portion, the insulating substrate includes a periphery of the fixed portion and the movable portion. An acceleration sensor, characterized in that a cover including an annular peripheral wall provided on the insulating substrate so as to cover the cover and a lid portion covering an opening portion of the peripheral wall is formed.
一体形成してなる請求項1記載の加速度センサ。2. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the cover has a peripheral wall and a lid integrally formed from the same member.
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。3. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the cover has a peripheral wall made of a silicon plate, a lid part made of an insulating plate, and the peripheral wall and the lid part are joined to each other.
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。4. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the fixed electrode and the movable electrode are comb-shaped electrodes provided so as to project from the fixed portion and the mass portion, respectively.
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。5. The cover is made of a silicon plate, and the silicon plate is provided with a signal processing circuit for converting a change in electrostatic capacitance generated between the movable electrode and the fixed electrode into a voltage. Or the acceleration sensor according to 4.
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。6. A first etching step of etching a silicon plate from one side surface to form a groove for separating a fixed portion and a movable portion on one side surface of the silicon plate, and the groove on the silicon plate. After forming a first bonding step of bonding one side surface of the silicon plate to the insulating substrate, and performing etching treatment from the other side surface of the silicon plate in a state where the silicon plate is bonded to the insulating substrate, A second etching step of separately forming a fixed portion and a movable portion on a silicon plate, and a second joining step of joining a cover covering the fixed portion and the movable portion formed on the silicon plate to the insulating substrate. A method of manufacturing an acceleration sensor, which comprises the steps of:
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。7. The method of manufacturing an acceleration sensor according to claim 6, wherein lead electrodes connected to the fixed portion and the movable portion are formed on the insulating substrate before the first joining step.
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。8. The cover for covering the fixed portion and the movable portion formed in the second etching step is formed by forming a recess in the insulating plate before the second joining step. 6. The method for manufacturing the acceleration sensor according to 6 or 8.
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。9. A first etching step of etching a silicon plate from one side surface to form a groove on one side surface of the silicon plate for separating a fixed part, a movable part and a peripheral wall of a cover, and the silicon plate. After forming the groove in
A first bonding step of bonding one side surface of the silicon plate to an insulating substrate; and a masking step of masking the portion of the silicon plate bonded to the insulating substrate to the peripheral wall of the cover from the other side surface of the silicon plate. And a second etching step in which the fixed portion, the movable portion and the peripheral wall of the cover are separated from each other by performing an etching treatment from the other side surface of the silicon plate, and a plurality of sets of the plurality of sets formed on the silicon plate. A method of manufacturing an acceleration sensor, comprising a second joining step of joining an insulating plate that covers the peripheral wall so as to cover the fixed portion and the movable portion.
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。10. The method of manufacturing an acceleration sensor according to claim 9, wherein lead electrodes connected to the fixed portion and the movable portion are formed on the insulating substrate before the first joining step.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP5164123A JPH06347475A (en) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Acceleration sensor and manufacturing method thereof |
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| JP5164123A JPH06347475A (en) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Acceleration sensor and manufacturing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347475A true JPH06347475A (en) | 1994-12-22 |
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ID=15787186
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| JP5164123A Pending JPH06347475A (en) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Acceleration sensor and manufacturing method thereof |
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