JPH07181065A - マイクロメカニックセンサを接着によって支持体上に固定するための装置 - Google Patents

マイクロメカニックセンサを接着によって支持体上に固定するための装置

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JPH07181065A
JPH07181065A JP6223503A JP22350394A JPH07181065A JP H07181065 A JPH07181065 A JP H07181065A JP 6223503 A JP6223503 A JP 6223503A JP 22350394 A JP22350394 A JP 22350394A JP H07181065 A JPH07181065 A JP H07181065A
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groove
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シュライバー−プリルヴィッツ ヴォルフガング
Horst Plankenhorn
プランケンホルン ホルスト
Lindner Thomas
リンドナー トーマス
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロメカニックなセンサを接着によって
支持体上に固定するための装置において、はっきりとし
た不可量物を除去すると共に、その際に執られる手段が
大量生産を遂行するのに適したものであるようにする。 【構成】 そのためセンサと支持体との間の接触領域内
で一方の載着面が、少くとも1つの溝によって分断さ
れ、センサの層平行な載着面に対して小さな接着面が形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロメカニックセ
ンサを接着によって支持体上に固定するための装置であ
って、センサが殊に、シリコン層内に組織パターン加工
された曲げ振動体を備えているガラス−シリコン−ガラ
ス−層ユニットとして構成されている形式のものに関す
る。
【0002】
【従来の技術】この種のセンサは、適合した評価回路と
協働して加速度発信器として役立っており、その際加速
度の測定値は、1つ又は2つの不動の電極と1つの運動
する電極との間のキャパシタンス的な間隔測定値で、こ
の場合は曲げ振動体の質量で、フィードバックされてい
る。この測定原理は、感度が高いという特徴を有してい
て公知である。満足すべき直線性及び温度に伴う測定誤
差の補正が、差動測定法を利用することによって達成さ
れている。マイクロメカニックセンサの場合には測定値
に依存するキャパシタンスの変化が極めて小さいので、
凝結する湿分の影響、センサと評価回路との間の接続導
線の接触位置の腐蝕、電磁場の放射及び必要な接続導線
によって惹き起される寄生キャパシタンス等による作用
によって、測定精度、特に長期間の安定性に極めて大き
な負の影響が現れる。これに対応しドイツ国実用新案第
9202533号明細書に開示されているように、この
種の加速度発信器に気密状にシール可能で電気的に遮蔽
されている保護ケーシングを配設すると共に、センサと
評価回路を支えるプリント配線板との間の接続導線を可
限な限り短く保持するということが公知である。更に前
述のドイツ国実用新案第9202533号明細書に基く
加速度発信器にあっては、センサをセラミック支持体又
は適した金属支持体乃至基体上に直接固定することによ
って、温度に伴う機械的な応力の顕著な作用が測定信号
にもはや影響を与え得ないような、前提条件を探し出そ
うとする試みがなされている。
【0003】更に実際の運転中には、前述の形式で製作
された加速度発信器の測定信号が、全く同一の測定条件
の場合でも満足するような再現性を発揮することができ
ず、かつ自動車の場合に発生する例へば−40℃と+8
0℃との間の温度範囲の場合に、許容できないような測
定信号の偏位が発生することが判明した。
【0004】発生するこの不安定性は結局のところ機械
的な応力によって惹き起されると推測されており、該応
力は、センサのカバーされたガラス層を介してシリコン
層内に、ひいては活性領域内に伝達されて曲げ振動体の
振動特性に影響を与えている。その際センサの所与の感
度に明らかな誤信号を惹き起すためには、nm範囲の変
形で充分である。センサとその支持体との温度係数に実
際にはある程度の相違があるが、このことの外にこの機
械的な応力は、センサと支持体との結合技術にもその原
因があると考えなければならない。支持体上のセンサの
載着面が例へば50mm2と比較的小さいため、通常の
形式で行われている接着による接続技術の場合には適し
た形式で、センサの全載着面上に多数の小さな接着液滴
を塗着するか、又は接着材料跡を付け、その後でセンサ
と支持体とを接着せしめている。その際結合されるべき
面の接着材料による不完全な濡れと、不均一な接着層厚
及び硬化程度と、結局は夫々のセンサの幾何学的形状に
対応するセンサの比較的大きな緊締長さと、接着剤が短
時間の間小さな粘性を有している場合の反応位相の間に
一般に使用されている多成分接着剤の不均一な延びとが
共に、はっきりとした不安定性を惹き起していると考え
られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、微小機械的なセンサを固定する際はっきりとした不
可量物を除去すると共に、その際に執られる手段が大量
生産を遂行するのに適したものであるようにすることに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では請求項1に記
載の特徴、つまりセンサと支持体との間の接触領域内で
一方の載着面が、少くとも1つの溝によって分断され、
センサの層平行な載着面に対して小さな接着面が形成さ
れていることによって、上記課題を解決することができ
た。また本発明の有利な別の構成が請求項2以下に述べ
られている。
【0007】
【発明の効果】本発明は、比較的小さな寸法の正確に規
定された接着面を形成することができるという利点を有
している。この接着面の境界において一方では、毛細管
現象によって惹き起される接着材料の洩れを正確に遮断
することができ、他方ではこの接着面のための接着材料
の量を比較的正確に計量することができる。つまり条片
状の接着面を場合には接着材料を有利には、ビード形状
で又は液滴列として塗着することができ、点対称的な接
着面にあっては場合によっては液滴として塗着すること
ができる。重要なことは、センサが載置面に対し完全平
面状に固定され得ないという偏見を克服し、かつそれに
よって、応力により曲げ振動体の領域内に惹き起される
緊定効果も阻止することができるということである。更
に強調すべきことは、接着面を制限している所定の溝
が、センサの製造工程中に取り付けられ得て、しかも接
着されたウエハ層ユニットからセンサを個別化するのに
役立ちかつ数値制御されたダイヤモンド分離ディスクに
よってウエハ層ユニットに取付けられた切込み部と協同
することができるということである。
【0008】
【実施例】次に本発明の実施例を示す図面に基いて、本
発明を詳しく説明することにする。
【0009】図1から明らかなように、例へば図示され
た加速度発信器は、以下に基体として特徴づけられてい
る支持体1とカバー2とから成るケーシング3を備え
た、電子工学的な構造ユニットである。基体1に固定さ
れた接触ピンの内の1つが符号4で表わされているが、
該接触ピンは付加的に、例へば装置のプリント配線板上
でケーシング3を直接固定するのに役立っている。基体
1及びカーバ2が金属から成っている図示のケーシング
3は、これによって放射される電磁場に対する遮蔽作用
を有しており、かつ両側に形成された縁部5において、
有利には環状のリブ6をを間挿し乍ら相互に溶接されて
いるか、場合によっては保護ガスが充填されている。接
触ピン4は図2に示されているように、有利にはKOV
ARという商品名の鋼材から製作された基体1内に、例
へばガラス質量体7を用いて絶縁部として埋め込まれて
いる。基体1又は両ケーシング部分はセラミックから形
成されていても宜く、かつ電磁場に対する遮蔽作用が必
要な場合には金属メッキが旋工される。
【0010】更に図2及び図3には、符号8で表わされ
た、有利には差動コンデンサとして形成されているマイ
クロセンサが図示されており、該センサ8は基体1の内
面9上に接着によって直接的に固定されている。既に冒
頭で述べたように、センサ8はガラス−シリコン−ガラ
ス−層ユニットから成り、その場合力を検出する部材
は、曲げ振動体としてシリコン層から組織パターンが加
工されている。符号10,11及び12によって、有利
にはセンサ8のガラス層上に並列状に配置されて、セン
サ8の図示されていない電極に配設されている接続接触
部が表わされている。これらはボンド付けされたワイヤ
―その内の1つが符号14で表わされている―によって
接触部15,16及び17に接続されており、該接触部
15,16,17は、回路支持体として役立っているプ
リント配線板18上乃至はプリント配線板18に形成さ
れた舌部19上に位置している。プリント配線板18
は、センサ8によって供給される信号の評価のために必
要な電気的な構造部材、即ち抵抗20,21及び22
と、多重ゲート23と、別のゲート24とを支えてい
る。見易くするため、プリント配線板18上に装着され
たプリント回路は完全には図示されていない。接触部2
5,26及び27の内の2つが供給電圧の負荷のために
役立ち、一方別の1つが測定信号を案内している。
【0011】センサ8の載置面28の平面図が図4に示
されており、2つの溝31及び32が一方の寸法を制限
している縁部29及び30内の載着面28に対し平行に
ガラス層13内に切り込まれている。その際溝31は、
本来の接着面33を載着面28の内方で制限しており、
一方溝32は付加的な停止組織として、接着の際余剰の
接着剤が溝31を介して外方に噴出するか、又は別の形
式で溝31を介して外方に持ち出されるのを阻止するの
に役立っている。意図されたように機能させるため、セ
ンサ8と基体1との間の接着ギャップ内で毛細管効果を
遮断することが重要であり、そのため溝31及び32は
比較的平滑に、場合によっては種々の深さで形成されて
いて、ガラス層の顕著な弱体化が発生し得ないようにな
っている。
【0012】図4によれば接着面33は、縁部30と、
溝31によって形成された縁部34と、載着面28を横
方向で縁部29及び30に対して制限している縁部35
及び36とによって規定されている。センサ8の質量は
比較的小さな接着面を備えたセンサ8で充分確実に固定
することができるので、接着面を1つの縁部だけで、又
は交差する溝によって形成された中央接着領域だけで形
成することも考えられる。同じ様に接着面を、基体1の
内面9の内方の乃至はセンサ8の基本側の載着面の内方
に形成することも考えられる。しかしこの場合には外方
縁部を利用することができず、かつ必要な溝31及び3
2をいづれ行われる切断工程中に切り出すことができな
い。
【0013】本発明にとってはそれ程重要ではないが完
全を期すために触れておくべきことは、菱形の輪郭とし
て認識されたセンサ8を製造するために110−配置の
シリコンウエハが使用されているということである。こ
れによって異方性のエッチング技術の利点、つまり切断
面に対し直角状の極めて迅速なエッチング及びそれから
得られる構造的な可能性の利点を利用することができ
る。更にセンサの構造形状は、センサをボンド付けされ
たウエハ層ユニットから個別化する際、一方の側からア
クセスし得て並列状に位置する接触部10,11,12
を備えたコンソールを形成することができるように選択
されている。図3に比較して図4には、センサ8の曲げ
振動体、つまり2つのアーム37及び38に掛止された
質量体39並びに運動アーム40が図示されている。質
量体39に配設された電極はシリコン層41(図2)を
覆っている夫々1つのガラス層13乃至42に配設され
ていているか、乃至はその接触部10,11,12への
接続導線に配設されているけれども、よく見えるように
するため該電極の図面は省略されている。
【0014】センサ8を基体1上に固定するための望ま
しい機械的な方法は、適した分散によって接着材料を、
不動の接着像乃至接着図に基く接着材料ビート乃至点列
の形状で基体1上に塗着することができるという特徴を
有している。即ちマガジンから供給される基体1又は多
数の基体が配向された場合には、例へばプリント配線板
18を固定するための2つの平行な接着ビード及びセン
サ8の接着面33に配設された1つの接着ビードを、分
散によって塗着せしめることができる。その後センサ8
及びプリント配線板18を正しい位置に載置し、その後
でこのように準備された基体を接着材料の固化のために
適した炉に供給する。このようにして加速度発信器を完
成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】加速度発信器の実施例の斜視図である。
【図2】図1の加速度発信器の断面図である。
【図3】図1の加速度発信器の、カバーを取り外した場
合の平面図である。
【図4】図1の加速度発信器内に設けられたマイクロメ
カニックな加速度センサの、載着面の平面図である。
【符号の説明】
1 支持体 2 カバー 3 ケーシング 4 接触ピン 5 縁部 6 リブ 7 ガラス質量体 8 差動コンデンサ 9 内面 10,11,12 接続接触部 13 ガラス層 14 ワイヤ 15,16,17 接触部 18 プリント配線板 19 舌部 20,21,22 抵抗 23 多重ゲート 24 ゲート 25,26,27 接触部 28 載着面 29,30 縁部 31,32 溝 33 接着面 35,36 縁部 37,38 アーム 39 質量体 40 運動空間 41 シリコン層 42 ガラス層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴォルフガング シュライバー−プリルヴ ィッツ ドイツ連邦共和国 フィリンゲン−シュヴ ェニンゲン テックシュトラーセ 19 (72)発明者 ホルスト プランケンホルン ドイツ連邦共和国 フィリンゲン−シュヴ ェニンゲン ブライザッハーシュトラーセ 10 (72)発明者 トーマス リンドナー ドイツ連邦共和国 ケーニヒスフェルト グラスヴァルトシュトラーセ 26

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロメカニックセンサを接着によっ
    て支持体上に固定するための装置であって、センサが殊
    に、シリコン層内に組織パターン加工された曲げ振動体
    を備えているガラス−シリコン−ガラス−層ユニットと
    して構成されている形式のものにおいて、 センサと支持体との間の接触領域内で一方の載着面が、
    少くとも1つの溝によって分断され、センサの層平行な
    載着面に対して小さな接着面が形成されていることを特
    徴とする、マイクロメカニックセンサを接着によって支
    持体上に固定するための装置。
  2. 【請求項2】 接着面(33)がセンサ(8)に切り込
    まれた溝(31)によって形成されていることを特徴と
    する、請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 接着面(33)が、曲げ振動体(37,
    38,39)のために設けられたセンサ(8)の運動空
    間(40)の層平行な横断面に合同に向い合って位置し
    ている載着面領域の外にあることを特徴とする、請求項
    1記載の装置。
  4. 【請求項4】 溝(31)がセンサ(8)の製作プロセ
    ス中に、殊にウエハ層ユニットからのセンサ(8)の個
    別化に役立つ分離切込みを設ける間に一緒に切り出され
    うることを特徴とする、請求項1記載の装置。
  5. 【請求項5】 接着面がセンサ(8)の載着面(28)
    の2つの外方縁部及び少くとも1つの溝によって制限さ
    れていることを特徴とする、請求項1記載の装置。
  6. 【請求項6】 接着面(33)が3つの外方縁部(3
    4,35,36)及び1つの溝(31)によって制限さ
    れていることを特徴とする、請求項1記載の装置。
  7. 【請求項7】 接着面がほぼ対状に平行な溝によって制
    限されていることを特徴とする、請求項1記載の装置。
  8. 【請求項8】 溝(31)が支持体(1)に対するセンサ
    (8)の載着面の内部で支持体(1)に形成されている
    ことを特徴とする、請求項1記載の装置。
JP6223503A 1993-09-17 1994-09-19 マイクロメカニックセンサを接着によって支持体上に固定するための装置 Pending JPH07181065A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9314084.3 1993-09-17
DE9314084U DE9314084U1 (de) 1993-09-17 1993-09-17 Anordnung zum Befestigen eines mikromechanischen Sensors auf einem Träger durch Kleben

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Publication Number Publication Date
JPH07181065A true JPH07181065A (ja) 1995-07-18

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6223503A Pending JPH07181065A (ja) 1993-09-17 1994-09-19 マイクロメカニックセンサを接着によって支持体上に固定するための装置

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