(57)【要約】  【課題】従来に比べて加速度センサチップが加速度以外の要因による応力の影響を受けにくく、しかも、従来に比べてストッパと加速度センサチップの重り部との間のギャップ長の精度の向上および加速度センサチップの小型化が可能な加速度センサを提供する。  【解決手段】加速度センサチップ１と、加速度センサチップ１のフレーム部１１が固着されたパッケージ３と、加速度センサチップ１の重り部１２の過度な変位を規制する平板状のストッパ２とを備えている。加速度センサチップ１のフレーム部１１におけるストッパ２との対向面に、重り部１２のコア部１２ａとストッパ２との間の距離を規定のギャップ長に保つようにストッパ２に当接する突起部７が突設され、かつ、ストッパ２の両端部が、パッケージ３における加速度センサチップ１の固定面３ａからストッパ２までの設定高さよりも低い所定高さまで突出した突台部３ｂの先端面に接着剤により固着されている。【選択図】      図１
2006153516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠状のフレーム部の開口窓内に配置される重り部が一表面側において可撓性を有する撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持され撓み部にゲージ抵抗が設けられた加速度センサチップと、加速度センサチップが収納され加速度センサチップのフレーム部が固着されたパッケージと、パッケージ内で中間部が加速度センサチップの前記一表面に対向配置され重り部の過度な変位を規制する平板状のストッパとを備え、加速度センサチップのフレーム部とストッパとの互いの対向面の少なくとも一方に、加速度センサチップの重り部とストッパとの間の距離を規定のギャップ長に保つように他方に当接する突起部が突設され、かつ、ストッパの両端部が、パッケージにおける加速度センサチップの固定面からストッパまでの設定高さよりも低い所定高さまで突出した突台部の先端面に接着剤により固着されてなることを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
前記接着剤は、シリコーン系樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
【請求項３】
前記接着剤は、シート状の接着フィルムからなることを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記突起部は、前記ストッパのみに突設されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記突起部は、前記加速度センサチップの前記フレーム部のみに突設されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記突起部は、絶縁膜からなることを特徴とする請求項５記載の加速度センサ。
【請求項７】
前記突起部は、金属膜からなることを特徴とする請求項５記載の加速度センサ。
【請求項８】
前記ストッパは、ガラス基板からなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の加速度センサ。
【請求項９】
前記ストッパは、シリコン基板からなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の加速度センサ。
【請求項１０】
前記ストッパは、前記加速度センサチップの出力信号を信号処理するＩＣチップからなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサに関し、特に耐衝撃性に優れた加速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、加速度センサとして、図７に示すように、加速度センサチップ１’と、加速度センサチップ１’のフレーム部１１’の一表面側（図７における上面側）の４隅に接着剤により接着され重り部１２’の過度な変位を制限する矩形板状のガラス基板からなるストッパ２’と、一面が開放された箱状であって内底面に加速度センサチップ１’のフレーム部１１’が固着されたパッケージ３’と、パッケージ３’の上記一面を閉塞する矩形板状のパッケージ蓋４’とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここにおいて、加速度センサチップ１’は、図８に示すように、矩形枠状のフレーム部１１’の開口窓内に配置される重り部１２’が一表面側において可撓性を有する４つの撓み部１３’を介してフレーム部１１’に揺動自在に支持されている。この加速度センサチップ１’は、互いに直交する３方向の加速度を検出可能な３軸加速度センサチップであって、図７および図８それぞれの左側に示すように、加速度センサチップ１’の厚み方向に直交する平面において矩形枠状のフレーム部１１’の一辺に沿った方向をｘ軸方向、この一辺に直交する辺に沿った方向をｙ軸方向、加速度センサチップ１’の厚み方向をｚ軸方向と規定すれば、重り部１２’の変位により撓み部１３’に生じる歪みによって抵抗値の変化するピエゾ抵抗Ｒが各撓み部１３’の適宜位置に形成され、これらのピエゾ抵抗Ｒが各軸それぞれの加速度を検出するブリッジ回路を構成するように図示しない配線（拡散層配線、金属配線など）によって接続されている。なお、上述の加速度センサチップ１’は、１枚のＳＯＩ（Silicon  On  Insulator）ウェハに多数形成した後で個々の加速度センサチップ１’に分割されている。
【０００４】
上述の加速度センサでは、ｚ軸方向の正方向への重り部１２’の過度な変位を規制するストッパ２’を備えているので、重り部１２’が過度に変位することがなく、撓み部１３’などが破損するのを防止することができる。つまり、上述の加速度センサでは、ストッパ２’を設けたことにより、ストッパ２’を設けていない場合に比べて耐衝撃性を高めることができるという利点がある。ここにおいて、加速度センサに加速度がかかっていない状態におけるストッパ２’と加速度センサチップ１’の重り部１２’との間のギャップ長は５〜１０μｍの範囲で設定されている。
【０００５】
なお、この種の加速度センサとしては、ガラス基板を加工して形成したストッパを加速度センサチップの一表面側へ陽極接合により固着したセンサ構造体を、パッケージに収納した構成のものも提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２３３０７２号公報（段落〔００２５〕〜段落〔００２７〕、および図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ガラス基板を加工して形成したストッパを加速度センサチップに陽極接合により固着してから、パッケージに収納した構成の加速度センサでは、ストッパと加速度センサチップとの熱膨張係数差に起因して撓み部１３’に熱応力が生じるので、ブリッジ回路のオフセット電圧が周囲温度によって変動してしまう。
【０００７】
これに対して、上記特許文献１に開示された加速度センサでは、矩形板状のガラス基板からなるストッパ２’の４隅を加速度センサチップ１のフレーム部１１’の一表面の４隅にシリコーン樹脂などの弾性を有する接着剤により接着しているので、ストッパと加速度センサチップとを陽極接合により固着したものに比べて、ストッパ２’と加速度センサチップ１’との熱膨張係数差に起因して撓み部１３’に生じる熱応力を低減できるが、接着剤の収縮などによる応力の影響を受けて特性変化が起こりやすかった。
【０００８】
また、上記特許文献１に開示された加速度センサでは、ストッパ２’と加速度センサチップ１’とを接着する接着剤の塗布量がストッパ２’と加速度センサチップ１’の重り部１２’との間のギャップ長の精度に与える影響が大きく、当該ギャップ長がばらつきやすいので、所望の耐衝撃性を満足できなかったり、定格加速度よりも小さな加速度しか作用していないにも関わらず重り部１２’の変位がストッパ２’により制限されてしまったりして、歩留まりが低くなってしまう。また、加速度センサチップ１’の上記一表面に接着剤を塗布するためのスペースを確保しなければならず、上記配線のパターン設計の制約が多くなるので、加速度センサチップ１’のより一層の小型化が難しかった。
【０００９】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来に比べて加速度センサチップが加速度以外の要因による応力の影響を受けにくく、しかも、従来に比べてストッパと加速度センサチップの重り部との間のギャップ長の精度の向上および加速度センサチップの小型化が可能な加速度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、枠状のフレーム部の開口窓内に配置される重り部が一表面側において可撓性を有する撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持され撓み部にゲージ抵抗が設けられた加速度センサチップと、加速度センサチップが収納され加速度センサチップのフレーム部が固着されたパッケージと、パッケージ内で中間部が加速度センサチップの前記一表面に対向配置され重り部１２の過度な変位を規制する平板状のストッパとを備え、加速度センサチップのフレーム部とストッパとの互いの対向面の少なくとも一方に、加速度センサチップの重り部とストッパとの間の距離を規定のギャップ長に保つように他方に当接する突起部が突設され、かつ、ストッパの両端部が、パッケージにおける加速度センサチップの固定面からストッパまでの設定高さよりも低い所定高さまで突出した突台部の先端面に接着剤により固着されてなることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、加速度センサチップのフレーム部とストッパとの互いの対向面の少なくとも一方に、加速度センサチップの重り部とストッパとの間の距離を規定のギャップ長に保つように他方に当接する突起部が突設され、かつ、ストッパの両端部が、パッケージにおける加速度センサチップの固定面からストッパまでの設定高さよりも低い所定高さまで突出した突台部の先端面に接着剤により固着されていることにより、ストッパと加速度センサチップとの熱膨張係数差による熱応力やストッパを固着する接着剤の収縮による応力などが加速度センサチップに生じることがなくて、従来に比べて加速度センサチップが加速度以外の要因による応力の影響を受けにくく、しかも、突起部の突出寸法によりストッパと加速度センサチップの重り部との間のギャップ長が決まるので、従来に比べてストッパと加速度センサチップの重り部との間のギャップ長の精度の向上を図れ、また、加速度センサチップに接着剤を塗布するためのスペースを確保する必要もないから、従来に比べて加速度センサチップの小型化を図ることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記接着剤は、シリコーン系樹脂からなることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、前記接着剤としてエポキシ系樹脂よりも低粘度なシリコーン系樹脂を用いることにより、前記パッケージと前記ストッパとの間の隙間が複雑な形状であっても前記接着剤が広がりやすく、くさび効果により前記パッケージと前記ストッパとの接着強度の向上を図れる。また、前記接着剤の塗布量により前記突台部の先端面とストッパとの間に介在する接着部の高さを調整しやすくなり、前記ストッパと前記加速度センサチップの前記重り部との間のギャップ長の精度をより高めることが可能となる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記接着剤は、シート状の接着フィルムからなることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、前記突台部の先端面と前記ストッパとの間の距離の精度を高めることができ、前記ストッパと前記加速度センサチップの前記重り部との間のギャップ長の精度をより高めることが可能となる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記突起部は、前記ストッパのみに突設されてなることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、前記加速度センサチップに前記突起部を突設する必要がないので、前記加速度センサチップの構造および製造プロセスを、前記突起部を備えていないものの構造および製造プロセスから変更する必要がなく、前記加速度センサチップに前記突起部を突設する場合に比べて、前記突起部が前記加速度センサチップへ与える影響を小さくでき、加速度センサの特性の安定化を図ることができる。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記突起部は、前記加速度センサチップの前記フレーム部のみに突設されてなることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、前記突起部を一般的な半導体製造プロセスを利用して容易に寸法精度良く形成することができ、前記ストッパと前記加速度センサチップの前記重り部との間のギャップ長の精度を高めることができる。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記突起部は、絶縁膜からなることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、前記加速度センサチップのフレーム部上に積層した絶縁膜により前記突起部を構成することができるので、前記フレーム部および前記撓み部および前記重り部に対応する部分を前記突起部の突出寸法分だけエッチングすることで前記突起部を形成した後で前記ゲージ抵抗としてピエゾ抵抗を形成する製造プロセスを採用する場合に比べて、前記加速度センサチップの特性の安定化を図ることができる。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項５の発明において、前記突起部は、金属膜からなることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、請求項６の発明に比べて前記突起部の形成に要する時間を短くすることが可能となり、より大きなギャップ長に対応することが可能となる。
【００２４】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７の発明において、前記ストッパは、ガラス基板からなることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、前記ストッパが透明なので、前記ストッパを前記パッケージにおける前記突台部の先端面と接着する際に、前記パッケージにおける接着位置および前記加速度センサチップの前記重り部の位置の確認が容易であり、前記加速度センサチップと前記ストッパとの相対的な位置合わせの精度を高めることが可能となるから、製造歩留まりを向上することができる。
【００２６】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項７の発明において、前記ストッパは、シリコン基板からなることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、前記ストッパとしてガラス基板を採用する場合に比べて、所望の形状への加工が容易で低コスト化を図れる。
【００２８】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項７の発明において、前記ストッパは、前記加速度センサチップの出力信号を信号処理するＩＣチップからなることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、加速度センサ全体のサイズを大きくすることなく前記加速度センサチップの出力信号を信号処理する機能を付加することができる。したがって、前記加速度センサチップを収納するパッケージとは別のパッケージにＩＣチップを収納する場合に比べて、加速度センサ全体としての実装面積を大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１の発明では、従来に比べて加速度センサチップが加速度以外の要因による応力の影響を受けにくく、しかも、従来に比べてストッパと加速度センサチップの重り部との間のギャップ長の精度の向上および加速度センサチップの小型化が可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（実施形態１）
図１に示す本実施形態の加速度センサについて説明するにあたって、まず、加速度センサチップ１について図２を参照しながら説明する。
【００３２】
加速度センサチップ１は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、枠状（本実施形態では、矩形枠状）のフレーム部１１を備え、フレーム部１１の矩形状の開口窓内に配置される重り部１２が一表面（図２（ｂ）における上面）側において可撓性を有する４つの短冊状の撓み部１３を介してフレーム部１１に揺動自在に支持されている。ここにおいて、加速度センサチップ１は、シリコン基板からなる支持基板上のシリコン酸化膜からなる絶縁層（埋込酸化膜）上にｎ形のシリコン層（活性層）を有するＳＯＩウェハを加工することにより形成してあり、フレーム部１１は、ＳＯＩウェハの支持基板、絶縁層、シリコン層それぞれを利用して形成してある。これに対して、撓み部１３は、ＳＯＩウェハにおけるシリコン層を利用して形成してあり、フレーム部１１よりも薄肉となっている。なお、ＳＯＩウェハについては、支持基板の厚さを４００〜６００μｍ程度、絶縁層の厚さを０．３〜１．５μｍ程度、シリコン層の厚さを４〜６μｍ程度に設定してあるが、これらの数値は特に限定するものではない。
【００３３】
重り部１２は、上述の４つの撓み部１３を介してフレーム部１１に支持された直方体状のコア部１２ａと、加速度センサチップ１の上記一表面側から見てコア部１２ａの四隅それぞれに連続一体に連結された直方体状の４つの付随部１２ｂとを有している。言い換えれば、重り部１２は、フレーム部１１の内側面に一端部が連結された各撓み部１３の他端部が外側面に連結されたコア部１２ａと、コア部１２ａと一体に形成されコア部１２ａとフレーム部１１との間の空間に配置される４つの付随部１２ｂとを有している。つまり、各付随部１２ｂは、加速度センサチップ１の上記一表面側から見て、フレーム部１１とコア部１２ａと互いに直交する方向に延長された２つの撓み部１３，１３とで囲まれる空間に配置されており、各付随部１２ｂそれぞれとフレーム部１１との間にはスリット１４が形成され、撓み部１３を挟んで隣り合う付随部１２ｂ間の間隔が撓み部１３の幅寸法よりも長くなっている。ここにおいて、コア部１２ａは、ＳＯＩウェハの支持基板、絶縁層、シリコン層それぞれを利用して形成し、各付随部１２ｂは、ＳＯＩウェハの支持基板を利用して形成してある。しかして、加速度センサチップ１の上記一表面側において各付随部１２ｂの表面は、コア部１２ａの表面を含む平面から加速度センサチップ１の他表面（図２（ｂ）における下面）側へ離間して位置している。
【００３４】
また、重り部１２のコア部１２ａおよび各付随部１２ｂは、支持基板を利用して形成されている部分の厚さがフレーム部１１において支持基板を利用して形成されている部分の厚さに比べて、加速度センサチップ１の厚み方向（図２（ｂ）における上下方向）への重り部１２の許容変位量分だけ薄くなっている。したがって、加速度センサチップ１のフレーム部１１を後述のパッケージ３（図１参照）の内底面に固着したときに、加速度センサチップ１の上記他表面側には加速度センサチップ１の厚み方向への重り部１２の変位を可能とする隙間が形成される。
【００３５】
ところで、図２（ａ），（ｂ）それぞれの左側に示したように、加速度センサチップ１の厚み方向に直交する平面において矩形枠状のフレーム部１１の一辺に沿った方向をｘ軸方向、この一辺に直交する辺に沿った方向をｙ軸方向、加速度センサチップ１の厚み方向をｚ軸方向と規定すれば、重り部１２は、ｘ軸方向に延長されてコア部１２ａを挟む２つ１組の撓み部１３，１３と、ｙ軸方向に延長されてコア部１２ａを挟む２つ１組の撓み部１３，１３とを介してフレーム部１１に支持されていることになる。ここで、加速度センサチップ１は、ｘ軸方向を長手方向とする２つの撓み部１３，１３におけるコア部１２ａ近傍にｘ軸方向の加速度を検出するためのピエゾ抵抗（図示せず）が２つずつ形成され、ｙ軸方向を長手方向とする２つの撓み部１３，１３におけるコア部１２ａ近傍にｙ軸方向の加速度を検出するためのピエゾ抵抗（図示せず）が２つずつ形成され、４つの撓み部１３それぞれの長手方向におけるフレーム部１１近傍にｚ軸方向の加速度を検出するためのピエゾ抵抗（図示せず）が１つずつ形成されており、各軸方向ごとにそれぞれ４つのピエゾ抵抗がブリッジ回路を構成するように配線（拡散層配線、金属配線など）を介して接続されている。ここに、加速度センサチップ１の上記一表面側には、シリコン酸化膜からなる保護膜（図示せず）が形成されており、ブリッジ回路の各端子となるパッド１６（図１（ｂ）参照）がフレーム部１１に対応する部位で加速度センサチップ１の上記一表面側に設けられている。
【００３６】
したがって、加速度センサチップ１に加速度が作用すると、加速度の方向および大きさに応じて重り部１２がフレーム部１１に対して相対的に変位し、結果的に撓み部１３が撓んでピエゾ抵抗の抵抗値が変化することになる。つまり、ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を検出することにより加速度センサチップ１に作用したｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向それぞれの加速度を検出することができる。要するに、各ブリッジ回路の対角位置の一方の端子間に適宜の検出用電源を接続するとともに対角位置の他方の端子間の電圧を検出し、適宜の補正を加えれば、重り部１２に作用するｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向それぞれの加速度に比例する電圧を得ることができる。本実施形態では、各ピエゾ抵抗それぞれが、フレーム部１１に対する重り部１２の変位により撓み部１３に生じるひずみによって抵抗率の変化するゲージ抵抗を構成している。
【００３７】
本実施形態の加速度センサは、図１（ａ），（ｂ）に示すように、上述の加速度センサチップ１と、一面が開放された箱状であって加速度センサチップ１が収納され加速度センサチップ１のフレーム部１１が固着されたパッケージ３と、パッケージ３の上記一面を閉塞する矩形板状のパッケージ蓋４と、パッケージ３内で中間部が加速度センサチップ１の上記一表面に対向配置され重り部１２の過度な変位を規制する平板状（本実施形態では、細長の矩形板状）のガラス基板からなるストッパ２とを備えている。なお、パッケージ３の外周形状は矩形状であり、パッケージ蓋４は、パッケージ３に対して接着剤を用いて気密的に封着されている。
【００３８】
パッケージ３は、内底面３ａが加速度センサチップ１の固定面となっており、加速度センサチップ１のフレーム部１１の４隅（４つの角部）を接着剤（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの弾性を有する接着剤）によりパッケージ３の固定面３ａに固着してある（図１（ａ），（ｂ）中の５は、フレーム部１１とパッケージ３とを接着した接着剤からなる接着部を示している）。すなわち、加速度センサチップ１は、フレーム部１１の４つの角部のみをパッケージ３に接着しているので、フレーム部１１を全周に亙ってパッケージ３に接着する場合に比べて、パッケージ３から加速度センサチップ１への応力が撓み部３に作用しにくく安定した精度の高い加速度測定が可能となる。
【００３９】
ところで、本実施形態の加速度センサは、加速度センサチップ１のフレーム部１１におけるストッパ２との対向面に、加速度センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａとストッパ２との間の距離を規定のギャップ長に保つようにストッパ２における加速度センサチップ１との対向面に当接する絶縁膜（例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜など）からなる突起部７が突設されている。ここで、加速度センサチップ１は、矩形枠状のフレーム部１１の４辺のうちの２辺のみに上述のパッド１６を設けてあり、パッド１６を設けていない２辺に突起部７を２つずつフレーム部１１の周方向（ここでは、フレーム部１１において突起部７を設ける辺の長手方向）に沿って並設してある。
【００４０】
また、パッケージ３は、加速度センサチップ１の固定面３ａにおいて加速度センサチップ１と重複する領域とは異なる部位から突出する矩形枠状の突台部３ｂを備えており、突台部３ｂの先端面に、ストッパ２の両端部それぞれが接着剤により固着されている。要するに、ストッパ２の両端部が、パッケージ３における加速度センサチップ１の固定面３ａからストッパ２までの設定高さよりも低い所定高さまで突出した突台部３ｂの先端面に接着剤により固着されている。したがって、ストッパ２の両端部それぞれと突台部３ｂの先端面との間には、ストッパ２と突台部３ｂの先端面とを接着する接着剤（例えば、シリコーン樹脂などのシリコーン系樹脂）からなる接着部６が介在しており、重り部１２の過度な変位を規制するストッパ２が、加速度センサチップ１の上記一表面側において矩形枠状の突台部３ｂの４辺のうちの２辺の適宜位置間に架け渡されている。
【００４１】
ここにおいて、フレーム部１１の上記一表面からの突起部７の突出寸法をｈ１、加速度センサチップ１のフレーム部１１の厚み寸法をｈ２、接着部５の厚み寸法をｈ３、固定面３ａからの突台部３ｂの突出寸法（上記所定高さ）をｈ４とすれば、ｈ４＜〔ｈ１＋ｈ２＋ｈ３〕となる（つまり、上記所定高さが上記設定高さよりも低くなる）ように、突台部３ｂの突出寸法ｈ４を設定してある。なお、本実施形態では、パッケージ３を、多層積層型セラミックパッケージ（積層セラミックパッケージ）により構成してあり、積層する複数枚（図示例では、４枚）のシート３１〜３４のうちパッケージ３の底壁に対応するシート３１上に積層する１枚のシート３２の厚み寸法を突台部３ｂの突出寸法ｈ４に設定してシート３２がパッケージ３の周壁および突台部３ｂを構成するように平面形状を設計することで、突台部３ｂの突出寸法ｈ４の寸法精度を高めてある。また、加速度センサチップ１に加速度がかかっていない状態での加速度センサチップ１の上記一表面とストッパ２との間のギャップ長は、突起部７の突出寸法ｈ１に略等しくなる。
【００４２】
また、ストッパ２は、短手方向の寸法をフレーム部１１の対向辺間の寸法よりも小さく設定してあり、加速度センサチップ１のフレーム部１１のうちパッド１６の設けられていない２辺に交差し、加速度センサチップ１の厚み方向においてパッド１６と重複しないように配設されている。したがって、ストッパ２をパッケージ３に固着した後で、加速度センサチップ１の各パッド１６とパッケージ３の突台部３ｂの先端面に露出した各端子パターン３６とをボンディングワイヤＷを介して接続することができる。なお、各端子パターン３６はパッケージ３の外部に露出した電極部と電気的に接続されている。
【００４３】
以上説明した本実施形態の加速度センサでは、加速度センサチップ１のフレーム部１１におけるストッパ２との対向面に、加速度センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａとストッパ２との間の距離を規定のギャップ長に保つようにストッパ２に当接する突起部７が突設され、かつ、ストッパ２の両端部が、パッケージ３における加速度センサチップ１の固定面３ａからストッパ２までの設定高さよりも低い所定高さまで突出した突台部３ｂの先端面に接着剤により固着されているので、ストッパ２と加速度センサチップ１との熱膨張係数差による熱応力やストッパ２を固着する接着剤の収縮による応力などが加速度センサチップ１に生じることがなくて、従来に比べて加速度センサチップ１が加速度以外の要因による応力の影響を受けにくくなるという利点がある。
【００４４】
しかも、突起部７の突出寸法ｈ１によりストッパ２と加速度センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａとの間のギャップ長が決まるので、従来に比べてストッパ２と加速度センサチップ１の重り部１２との間のギャップ長の精度の向上を図れる。また、加速度センサチップ１に接着剤を塗布するためのスペースを確保する必要もないから、従来に比べて加速度センサチップ１の小型化を図ることができる。
【００４５】
また、本実施形態の加速度センサでは、ストッパ２とパッケージ３との接着に用いる接着剤として、エポキシ樹脂よりも低粘度なシリコーン樹脂などのシリコーン系樹脂を用いているので、ストッパ２とパッケージ３との間の隙間が複雑な形状であっても接着剤が広がりやすく、くさび効果によりストッパ２とパッケージ３との接着強度の向上を図れる。また、接着剤の塗布量により接着部６の高さ（厚み）を調整しやすくなり、ストッパ２と加速度センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａとの間のギャップ長の精度をより高めることが可能となる。なお、ギャップ長は、例えば、２μｍ〜１０μｍ程度の範囲内で適宜設定すればよい。
【００４６】
また、本実施形態の加速度センサでは、ストッパ２として所定形状に加工したガラス基板を用いており、ストッパ２が透明なので、ストッパ２をパッケージ３の突台部３ｂと接着する際に、パッケージ３の突台部３ｂの先端面における接着位置および加速度センサチップ１の重り部１２の位置の確認が容易であり、加速度センサチップ１とストッパ２との相対的な位置合わせの精度を高めることが可能となるから、製造歩留まりを向上することができる。
【００４７】
また、本実施形態の加速度センサでは、突起部７が加速度センサチップ１のフレーム部１１のみに突設されているので、突起部７を一般的な半導体製造プロセス（例えば、成膜工程、リソグラフィ工程、エッチング工程など）を利用して容易に寸法精度良く形成することができ、ストッパ２と加速度センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａとの間のギャップ長の精度を高めることができる。しかも、加速度センサチップ１のフレーム部１１の上記一表面に突設する突起部７が絶縁膜からなり、加速度センサチップ１のフレーム部１１上に積層した所定形状の絶縁膜により突起部７を構成することができるので、フレーム部１１および撓み部１３および重り部１２のコア部１２ａに対応する部分を突起部７の突出寸法分だけエッチングすることで突起部７を形成した後でゲージ抵抗としてピエゾ抵抗を形成する製造プロセスを採用する場合に比べて、加速度センサチップ１の特性の安定化を図ることができる。ただし、突起部７は絶縁膜に限らず、フレーム部１１上に積層した所定形状の金属膜により構成するようにすれば、突起部７の形成に要する時間を短くすることが可能となり、より大きなギャップ長に対応することが可能となる。
【００４８】
（実施形態２）
ところで、実施形態１の加速度センサのように、パッケージ３の突台部３ｂの先端面とストッパ２との間に接着剤からなる接着部６のみが介在している構造を採用した場合にはストッパ２を突台３ｂの先端面側へ押し付けたときに接着剤がストッパ２により圧縮され、硬化時に収縮するので、これら圧縮・収縮の影響により接着部６の厚み精度の向上が望まれる。
【００４９】
これに対して、本実施形態の加速度センサの基本構成は実施形態１と略同じであって、図３（ａ），（ｂ）に示すように、ストッパ２の両端部それぞれとパッケージ３の突台部３ｂの先端面との間に、ストッパ２と突台部３ｂの先端面とを接着したシート状の接着フィルムからなる接着部６が介在している点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
しかして、本実施形態の加速度センサでは、実施形態１に比べて、突台部３ｂの先端面とストッパ２との間の距離の精度を高めることができ、ストッパ２と加速度センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａとの間のギャップ長の精度をより高めることが可能となる。
【００５１】
（実施形態３）
本実施形態の加速度センサの基本構成は実施形態１と略同じであって、図４（ａ），（ｂ）に示すように、加速度センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａとストッパ２との間の距離を規定のギャップ長に保つための突起部７を、フレーム部１１におけるストッパ２との対向面ではなく、ストッパ２におけるフレーム部１１との対向面に突設している点が相違する。ここにおいて、突起部７はストッパ２に連続一体に形成されている。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
しかして、本実施形態の加速度センサでは、加速度センサチップ１に突起部７を突設する必要がないので、加速度センサチップ１の構造および製造プロセスを、突起部７を備えていないものの構造および製造プロセスから変更する必要がなく、加速度センサチップ１に突起部７を突設する場合に比べて、突起部７が加速度センサチップ１へ与える影響を小さくでき、加速度センサの特性の安定化を図ることができる。
【００５３】
（実施形態４）
本実施形態の加速度センサの基本構成は実施形態１と略同じであって、図５（ａ），（ｂ）に示すように、加速度センサチップ１に設ける突起部７を実施形態１にて説明したＳＯＩウェハにおけるシリコン層の一部を利用して形成している点に特徴がある。すなわち、本実施形態では、突起部７がフレーム部１１においてシリコン層により形成された部位に連続一体に形成されており、加速度センサチップ１の上記一表面側に形成されている保護膜が突起部７の表面にも形成されている。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施形態における加速度センサチップ１の製造にあたっては、例えば、ＳＯＩウェハのシリコン層において突起部７の形成予定部位をマスク層により覆った後で、シリコン層の露出部位を突起部７の突出寸法に対応する深さまでエッチング加工することで突起部７のうちシリコン層により構成される部分を形成した後、ピエゾ抵抗、拡散層配線を拡散工程にて順次形成し、その後、マイクロマシンニング技術を利用してフレーム部１１および重り部１２および撓み部１３を形成し、続いて、保護膜、パッド１６を順次形成してから、ダイシングを行えばよい。
【００５５】
しかして、本実施形態の加速度センサでは、実施形態１のようにフレーム部１１上に絶縁膜ないし金属膜からなる突起部７を突設する場合に比べて、突起部７の機械的強度を高めることができる。また、実施形態１にて説明したＳＯＩウェハはシリコン層の厚さが例えば４〜６μｍ程度であったが、ＳＯＩウェハとして、突起部７の厚さに応じてシリコン層の厚さを厚くしたＳＯＩウェハを用いれば、より大きなギャップ長に対応することが可能となり、比較的大きなギャップ長を精度良く形成することができる。
【００５６】
ところで、実施形態１〜４では、ストッパ２をガラス基板により構成しているが、シリコン基板により構成してもよく、ストッパ２としてシリコン基板を採用する場合には、ストッパ２としてガラス基板を採用する場合に比べて、所望の形状への加工が容易で低コスト化を図れる。
【００５７】
（実施形態５）
本実施形態の加速度センサの基本構成は実施形態１と略同じであって、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ストッパ２が、加速度センサチップ１の出力信号（出力電圧）を信号処理するＩＣチップ９により構成されている点が相違する。ここにおいて、ＩＣチップ９の主表面（加速度センサチップ１との対向面とは反対側の面）側には多数のパッド９６が設けられており、これらのパッド９６は、加速度センサチップ１の出力用のパッド１６（図６（ｂ）における下側のパッド１６）や、パッケージ３の突台部３ｂの先端面に露出した端子パターン３７と、ボンディングワイヤＷを介して接続されている。ここで、各端子パターン３７は、パッケージ３の外部に露出した電極部と電気的に接続されている。図６（ｂ）における上側のパッド１６は、加速度センサチップ１の入力用のパッド１６であり、実施形態１と同様にボンディングワイヤＷを介して端子パターン３６と接続されている。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
ＩＣチップ９は、加速度センサチップ１の出力信号を増幅する増幅回路、出力信号のオフセット（オフセット電圧）を調整するオフセット調整回路、出力信号の温度補償を行う温度補償回路などが集積化されたＡＳＩＣ（Application  Specific  ＩＣ）であり、シリコンウェハを用いて形成してある。
【００５９】
しかして、本実施形態の加速度センサでは、加速度センサ全体のサイズを大きくすることなく加速度センサチップ１の出力信号を信号処理する機能を付加することができる。したがって、加速度センサチップ１を収納するパッケージ３とは別のパッケージにＩＣチップ９を収納する場合に比べて、加速度センサ全体としての実装面積を大幅に低減することができる。
【００６０】
なお、上記各実施形態では、加速度センサチップ１のフレーム部１１とストッパ２との互いの対向面のいずれか一方に、加速度センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａとストッパ２との間の距離を規定のギャップ長に保つように他方に当接する突起部７を突設してあるが、フレーム部１１とストッパ２との互いの対向面の両方に突起部７を突設してもよい。また、上記各実施形態では、ＳＯＩウェハを用いて形成した加速度センサチップ１について例示したが、加速度センサチップ１はＳＯＩウェハに限らず、例えばシリコン基板を用いて形成してもよい。また、加速度センサチップ１の形状も特に限定するものではなく、重り部が加速度センサチップの厚み方向へ変位可能な構造のものであれば、重り部を一方向のみから片持ちで支持した１軸の加速度を検出する加速度センサチップでもよい。また、撓み部１３に設けるゲージ抵抗もピエゾ抵抗に限らず、例えばカーボンナノチューブを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施形態１を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。
【図２】同上における加速度センサチップを示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】実施形態２を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。
【図４】実施形態３を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。
【図５】実施形態４を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。
【図６】実施形態５を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。
【図７】従来例を示す概略断面図である。
【図８】同上における加速度センサチップの概略斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  加速度センサチップ
２  ストッパ
３  パッケージ
３ａ  固定面
３ｂ  突台部
４  パッケージ蓋
５  接着部
６  接着部
７  突起部
１１  フレーム部
１２  重り部
１３  撓み部
１４  スリット
１６  パッド
【図１】
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【図２】
2006153516.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006153516.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006153516.tif 000009
【図８】
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