JPH10104262A - 半導体加速度センサ - Google Patents

半導体加速度センサ

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Publication number
JPH10104262A
JPH10104262A JP8257896A JP25789696A JPH10104262A JP H10104262 A JPH10104262 A JP H10104262A JP 8257896 A JP8257896 A JP 8257896A JP 25789696 A JP25789696 A JP 25789696A JP H10104262 A JPH10104262 A JP H10104262A
Authority
JP
Japan
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stopper
acceleration
wiring
weight
support
Prior art date
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Pending
Application number
JP8257896A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumihiro Kasano
文宏 笠野
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP8257896A priority Critical patent/JPH10104262A/ja
Publication of JPH10104262A publication Critical patent/JPH10104262A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring 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
    • G01P2015/0805Measuring 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
    • G01P2015/0822Measuring 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
    • G01P2015/0825Measuring 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
    • G01P2015/0828Measuring 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】 【課題】 ストッパと支持部との接合強度を向上した半
導体加速度センサを提供する。 【解決手段】 重り部1と、重り部1に加速度が印加さ
れることによって撓むよう一端を重り部1に接続した撓
み部2と、撓み部2の撓みに基づいて加速度を電気信号
に変換するよう撓み部2に形成されたセンサ部3と、端
子と接続する複数の電極パッドを一面側に設けるととも
に重り部1の外周縁を空間を設けて外囲して撓み部2の
他端を支持する支持部4と、重り部1が当接し得る当接
面51を有して支持部4の一面側に形成された接合部4
3と固着された第1ストッパ5と、支持部4の一面側に
て両端がセンサ部3及び電極パッド42とそれぞれ接続
された複数の配線部7と、を備えた半導体加速度センサ
において、アルミニウムでもって配線された前記配線部
7は、前記第1ストッパ5を固着した構成にしてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車又は家電製
品等に用いられる半導体加速度センサに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体加速度センサとし
て、図3に示す構成のものが存在する。このものは、重
り部Aと、重り部Aに加速度が印加されることによって
撓むよう一端を重り部Aに接続した撓み部Bと、撓み部
Bの撓みに基づいて加速度を電気信号に変換するよう撓
み部Bに形成されたセンサ部Cと、端子と接続する複数
の電極パッドD1を一面側に設けるとともに重り部Aの
外周縁を空間D2を設けて外囲して撓み部Bの他端を支
持する支持部Dと、重り部Aが当接し得る当接面を有し
て支持部Dの一面側に形成された接合部D3と固着され
たストッパと、支持部Dの一面側にて両端がセンサ部C
及び電極パッドD1とそれぞれ接続された複数の配線部
Fとを備えている。
【0003】さらに詳しくは、配線部Fはシリコン半導
体にボロンを拡散したP型の拡散層でもって形成され
て、金属に比較して固有抵抗が高く、センサ部Cからの
加速度を変換した電気信号が減衰して感度が劣化するの
で、配線抵抗を小さくするために、拡散層の幅を広く形
成している。
【0004】また、接合部D3は、アルミニウムの薄膜
により、配線部Fを覆設した状態で略四角状に支持部D
の一面側に形成されて、ストッパを固着する。ストッパ
は、過大な加速度が印加されたとき、重り部Aが当接面
に当接することによって、撓み部Bが破壊されることを
防止する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半導体
加速度センサでは、過大な加速度が印加されたとき、ス
トッパが撓み部Bの破壊を防止するとともに、センサ部
Cが撓み部Bの撓みに基づいて加速度を電気信号に変換
して加速度を検知できる。
【0006】しかしながら、配線部Fは拡散層でもって
形成されて、シリコン半導体の酸化珪素皮膜を除去した
拡散窓を形成した後、ボロンを拡散して形成されるの
で、接合部D3と配線部Fとの間に空隙を生じてそれぞ
れが密着しない。したがって、ストッパは接合部D3と
固着されても、接合部D3と配線部Fとの間が固着され
ず、結局支持部との接合強度が弱いという問題があっ
た。
【0007】本発明は、上記問題点に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、ストッパと支持部との接
合強度を向上した半導体加速度センサを提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項1記載のものは、重り部と、重り部に加
速度が印加されることによって撓むよう一端を重り部に
接続した撓み部と、撓み部の撓みに基づいて加速度を電
気信号に変換するよう撓み部に形成されたセンサ部と、
端子と接続する複数の電極パッドを一面側に設けるとと
もに重り部の外周縁を空間を設けて外囲して撓み部の他
端を支持する支持部と、重り部が当接し得る当接面を有
して支持部の一面側に形成された接合部と固着されたス
トッパと、支持部の一面側にて両端がセンサ部及び電極
パッドとそれぞれ接続された複数の配線部と、を備えた
半導体加速度センサにおいて、アルミニウムでもって配
線された前記配線部は、前記ストッパを固着した構成に
してある。
【0009】請求項2記載のものは、請求項1記載のも
のにおいて、前記ストッパを固着する固着部が、前記配
線部から分離して島状に前記配線部間に設けられた構成
にしてある。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図1及び図
2に基づいて以下に説明する。
【0011】1は重り部で、薄板状のシリコン半導体に
より、略四角形状に形成され、片持ち支持されて加速度
が印加されたとき変位する。2は撓み部で、薄板状のシ
リコン半導体により、シリコン半導体を他面側から断面
台形状に切り欠いて形成され、重り部1に加速度が印加
されることによって撓むよう、一端を重り部1に接続さ
れている。
【0012】3はセンサ部で、半導体からなるピエゾ抵
抗により、ブリッジ回路を形成するよう4個が撓み部2
に設けられて、撓み部2の撓みに基づいて加速度を電気
信号に変換して電気信号を出力する。
【0013】4は支持部で、薄板状のシリコン半導体に
より、略四角形状に形成され、重り部1の外周縁を空間
41を設けて外囲して、撓み部2の他端を支持し、ワイ
ヤとワイヤボンディングされて端子(図示せず)と接続
する複数の電極パッド42が一面側に設けられている。
さらに、アルミニウムの薄膜からなる二組の接合部43
が、中央部43aと両対向部43bからなる略コ字型に
パターン形成されて一面側に設けられるとともに、複数
の印刷抵抗44が設けられ、センサ部3のブリッジ回路
のバランス調整に使用される。
【0014】5は第1ストッパで、パイレックスガラス
により、略四角形状に形成され、略中央部に重り部1が
当接し得る第1当接面51を有して、その第1当接面5
1と重り部1との間で空隙52が形成され、支持部4と
その支持部4の一面側にて接合される。このものについ
ては、詳しく後述する。
【0015】6は第2ストッパで、略四角形状に形成さ
れたパイレックスガラスにより、略中央部に重り部1が
当接し得る第2当接面61を有して、その第2当接面6
1と重り部1との間で空隙62が設けられ、支持部4と
その支持部4の他面側にて接合される。
【0016】7は配線部で、アルミニウムの薄膜によ
り、撓み部2に対して重り部1の反対側に位置して複数
個が支持部4の一面側にて設けられ、拡散窓を設けるこ
となく蒸着又はスパッタリングでもって、支持部4の中
央部43a及び両対向部43bのそれぞれに沿って形成
されて、両端がセンサ部3及び電極パッド42とそれぞ
れ接続されている。
【0017】8は固着部で、アルミニウムの薄膜によ
り、配線部7間に位置してその配線部7から分離して島
状に複数個が支持部4の一面側にて設けられ、支持部4
の中央部43aに沿って5個、両対向部43bに沿って
2個、合計10個が拡散窓を設けることなく蒸着又はス
パッタリングでもって形成されている。
【0018】ここで、第1ストッパ5は、配線部7、固
着部8及び接合部43の酸化珪素皮膜44に拡散窓を設
けることなく形成されたそれぞれと、空隙を生じること
なく密着した状態で支持部4の一面側にて固着されて、
支持部4と接合される。
【0019】このものの動作を説明する。重り部1に加
速度が印加されると、重り部1が加速度の印加方向と反
対方向へ変位して撓み部2が撓み、その撓み部2の一面
に形成されたセンサ部3であるピエゾ抵抗が撓んで、ピ
エゾ抵抗の抵抗値が変化して加速度を電気信号に変換す
る。そして、ブリッジ回路の両端から出力された電気信
号の変化を計測することによって、加速度を検出する。
【0020】また、過大な加速度が印加されたときに
は、重り部1が第1ストッパ5の第1当接面51に、ま
た逆の加速度が印加されたときは第2ストッパ6の第2
当接面61に当接する。つまり、第1ストッパ5及び第
2ストッパ6は、撓み部2の撓みが所定値以上になるの
を防ぎ、撓み部2の破損を防止する。このとき、第1ス
トッパ5は接合部43だけでなく、配線部7及び固着部
8と密着した状態で固着されているので、支持部4との
接合強度が高く剥離することがない。
【0021】かかる半導体加速度センサにあっては、上
記したように、アルミニウムでもって配線された配線部
7が第1ストッパ5を固着したから、第1ストッパ5が
接合部43だけでなく配線部7と密着した状態で支持部
4の一面側にて固着されて、第1ストッパ5と支持部4
との接合強度を向上することができるとともに、従来と
比較して配線部7の固有抵抗が低いので、センサ部3か
らの電気信号を減衰することなく電極パッド42に伝え
て、加速度を高感度で検知することができる。
【0022】また、固着部8が配線部7から分離され
て、すなわち絶縁されて、配線部7間に島状に設けられ
たから、第1ストッパ5が接合部43及び配線部7と共
に固着部8でも固着されて、第1ストッパ5と支持部4
との接合強度をさらに向上できるとともに、第1ストッ
パ5と支持部4との間で配線部7間の空隙が減少し塵埃
又は水分の侵入を阻止して、配線部7間の短絡を防止す
ることができる。
【0023】なお、本実施形態では、固着部8を島状に
配線部間に設けて第1ストッパ5を固着したが、第1ス
トッパ5と支持部4との接合強度を配線部7及び接合部
43だけで確保できるときは、固着部8を設けなくても
よく限定されない。
【0024】また、本実施形態では、第2ストッパ6を
設け支持部4の他面側に固着したが、逆の過大な加速度
が印加される可能性のないときは、第2ストッパ6を設
けなくてもよく、限定されない。
【0025】
【発明の効果】請求項1記載のものは、アルミニウムで
もって配線された配線部7がストッパを固着したから、
ストッパが接合部だけでなく配線部と、密着した状態で
支持部の一面側にて固着されて、ストッパと支持部との
接合強度を向上することができるとともに、従来と比較
して配線部の固有抵抗が低いので、センサ部からの電気
信号を減衰することなく電極パッドに伝えて、加速度を
高感度で検知することができる。
【0026】請求項2記載のものは、請求項1記載のも
のの効果に加えて、固着部が配線部から分離されて、す
なわち絶縁されて、配線部間に島状に設けられたから、
接合部及び配線部と共に固着部でもってストッパを固着
して、ストッパと支持部との接合強度をさらに向上でき
るとともに、ストッパと支持部との間で配線部間の空隙
が減少し塵埃又は水分の侵入を阻止して、配線部間の短
絡を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す正面図である。
【図2】同上の平面図である。
【図3】従来例を示す平面図である。
【符号の説明】
1 重り部 2 撓み部 3 センサ部 4 支持部 41 空間 42 電極パッド 43 接合部 5 第1ストッパ 51 第1当接面 7 配線部 8 固着部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重り部と、重り部に加速度が印加される
    ことによって撓むよう一端を重り部に接続した撓み部
    と、撓み部の撓みに基づいて加速度を電気信号に変換す
    るよう撓み部に形成されたセンサ部と、端子と接続する
    複数の電極パッドを一面側に設けるとともに重り部の外
    周縁を空間を設けて外囲して撓み部の他端を支持する支
    持部と、重り部が当接し得る当接面を有して支持部の一
    面側に形成された接合部と固着されたストッパと、支持
    部の一面側にて両端がセンサ部及び電極パッドとそれぞ
    れ接続された複数の配線部と、を備えた半導体加速度セ
    ンサにおいて、 アルミニウムでもって配線された前記配線部は、前記ス
    トッパを固着したことを特徴とする半導体加速度セン
    サ。
  2. 【請求項2】 前記ストッパを固着する固着部が、前記
    配線部から分離して島状に前記配線部間に設けられたこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体加速度センサ。
JP8257896A 1996-09-30 1996-09-30 半導体加速度センサ Pending JPH10104262A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008126409A1 (ja) * 2007-04-10 2008-10-23 Panasonic Corporation 加速度センサおよびその製造方法
JP2009122113A (ja) * 2008-12-22 2009-06-04 Panasonic Electric Works Co Ltd 加速度センサの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008126409A1 (ja) * 2007-04-10 2008-10-23 Panasonic Corporation 加速度センサおよびその製造方法
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