(57)【要約】【課題】  樹脂モールド時に、外部の回路への配線を通すためにガラス基板に貫設された挿通孔に起因する熱応力の可動電極への伝達を緩和する。【解決手段】  重り部２１の図中右側における支持部２３１の前記左辺上端部及び下端部にばね部２２を支持するばね固定部４１をそれぞれ設け、これらばね固定部の外周に沿って一定の幅を持ったスリット４０を設け、これらスリット４０により可動電極用挿通孔３ｃとばね固定部４１を隔てることで、樹脂モールド時の可動電極用挿通孔３ｃに起因する熱応力の可動電極への伝達を防ぐ。【選択図】        図１
2006317183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、支持基板の一表面側において支持基板から離間して配置された重り部と、支持基板の前記一表面側に固着され前記一表面に沿って重り部を規定方向に変位可能とするばね部と、ばね部を介して重り部を支持する支持部と、重り部の側方において支持基板の前記一表面側に固着され前記規定方向が厚さ方向となるように列設された複数の薄板状の固定電極を有する櫛形状の固定電極部と、外部と電気的に接続する配線を通すために固定電極を外部に臨ませるよう支持基板に貫設された固定電極用挿通孔と、隣り合う固定電極間の櫛溝に１つずつ入り込み前記規定方向へ変位可能となるように重り部に設けられた複数の薄板状の可動電極と、外部と電気的に接続する配線を通すために可動電極を外部に臨ませるよう支持基板に貫設された可動電極用挿通孔と、重り部、支持部、固定電極部、可動電極を支持基板の前記一表面に沿った方向から囲う枠状に形成されて支持基板の当該一表面側に固定される枠体とを備え、ばね部と支持部が連結するばね固定部と可動電極用挿通孔とを隔てるスリットを支持部に設けたことを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
前記固定電極と前記固定電極挿通孔が貫設された箇所とを連結する連結部において、固定電極と固定電極用挿通孔とを隔てるスリットを設けたことを特徴とする請求項１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、特に半導体基板の微細加工によって構成される半導体加速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、規定方向に変位可能な可動電極と、該可動電極に対向して配置された固定電極よりなる検出部とを基板上に形成し、加速度の変化を可動電極と固定電極との間の静電容量の変化によって検出するようにしている静電容量型の加速度センサが提供されている（特許文献１参照）。この種の加速度センサとして、例えば図３に示すものがある。この加速度センサは、ガラス基板よりなる支持基板１の一表面（図３（ｂ）の上面）側に支持基板１から離間して配置された重り部２１と、支持基板１の前記一表面側に固着され前記一表面に沿って重り部２１を規定方向（図３（ａ）における左右方向）に変位可能とするばね部２２を介して重り部２１を支持する一組の支持部２３１，２３２と、重り部２１の図３（ａ）における上下両側において支持基板１の前記一表面側に固着され前記規定方向が厚さ方向となるように列設された複数の薄板状の固定電極２４ｂを有する櫛形状の固定電極部２４と、隣り合う固定電極２４ｂ，２４ｂ間の櫛溝２４ｃに１つずつ入り込み前記規定方向へ変位可能となるように重り部２１に設けられた複数の薄板状の可動電極２１ａと、重り部２１、支持部２３１，２３２、固定電極部２４、可動電極２１ａ等を支持基板１の表面に沿った方向（図３（ａ）における上下方向及び左右方向）から囲う矩形枠状に形成されて支持基板１の当該一表面側に固定される枠体２８と、枠体２８を挟んで支持基板１と対向するように枠体２８を覆うガラス基板よりなる第２の支持基板２とを備えている。なお、支持基板１の前記一表面側に設けられた重り部２１、ばね部２２、支持部２３１，２３２、固定電極部２４、可動電極２１ａ、枠体２８は、単結晶のシリコン基板をエッチング加工することによってシリコン基板の一部により形成されている。
【０００３】
支持部２３１，２３２は枠体２８と別体に形成されて図３（ａ）における重り部２１の左右両側に配置されている。重り部２１の前記右側に設けられた支持部２３１の裏面には、基板上に形成された導電パターン（図示せず）を介して各可動電極２１ａと電気的に接続されるアルミニウム製で円盤形状の可動電極用パッド２６ｃが設けられている。また可動電極用パッド２６ｃを外部に臨ませるための可動電極用挿通孔３ｃが支持基板１に貫設されており、この可動電極用挿通孔３ｃの内径は可動電極用パッド２６ｃの外形よりも大きく形成されている。ここで、支持部２３１と支持部２３１に形成された導電パターンと可動電極用パッド２６ｃとを纏めて結線用可動電極部３１と以下称することとする。また支持部２３２は、重り部２１の前記左側において上下方向に所定の間隔を空けて2ヶ所に配置されている。
【０００４】
固定電極部２４は、前記規定方向に列設された複数の固定電極２４ｂと、前記規定方向に延長され複数の固定電極２４ｂを連結する連結部２４ａとで櫛形状の平面形状に形成されており、連結部２４ａ並びに連結部２４ａの延長方向の一端部から側方へ延設された固定極部２４ｄが前記右側の支持部２３１を前記上下方向から挟むようにして一対配置されている。前記上側の固定極部２４ｄの裏面には、基板上に形成された導電パターン（図示せず）を介して重り部２１の前記上側の各固定電極２４ｂと電気的に接続されるアルミニウム製で円盤状の固定電極用パッド２６ａが設けられている。同様に前記下側の固定極部２４ｄの裏面には、基板上に形成された導電パターン（図示せず）を介して重り部２１の前記下側の各固定電極２４ｂと電気的に接続されるアルミニウム製で円盤状の固定電極用パッド２６ｂが設けられている。また可動電極用パッド２６ｃと同様に、固定電極用パッド２６ａ，２６ｂを外部に臨ませるための固定電極用挿通孔３ａ，３ｂが支持基板１にそれぞれ貫設され、これら固定電極用挿通孔３ａ，３ｂの内径は固定電極用パッド２６ａ，２６ｂの外形よりも大きく形成されている。ここで、固定極部２４ｄと固定極部２４ｄに形成された導電パターンと固定電極用パッド２６ａ，２６ｂとを纏めて結線用固定電極部３２ａ，３２ｂと以下称することとする。なお結線用固定電極部３２ａは前記上側の固定極部２４ｄ、結線用固定電極部３２ｂは前記下側の固定極部２４ｄにそれぞれ対応する。これらの電極用パッド２６ａ，２６ｂ，２６ｃに電気的に接続された外部の回路において、前記規定方向への重り部２１の変位に応じた固定電極２４ｂと可動電極２１ａとの間の静電容量の変化として加速度を検出することができる。
【特許文献１】特開２００４―２８９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来例では、結線用可動電極部に設けられた可動電極用挿通孔において支持基板を構成するガラス基板と枠体を構成するシリコン基板が接触していないために、樹脂モールド時の熱等の温度変化によって基板同士が接触している部分と接触していない部分とで熱膨張に差が生じ、ガラス基板とシリコン基板が接触していない可動電極用挿通孔に起因する熱応力が生じ、この熱応力が基板に加わることで可動電極及び固定電極が変位して電極間距離が変化し、温度特性が劣化する問題があった。
【０００６】
本発明はこの点を鑑みて為されたもので、樹脂モールド時や加速度センサ使用時の温度変化による可動電極や固定電極への熱応力の伝達を緩和できる加速度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、支持基板と、支持基板の一表面側において支持基板から離間して配置された重り部と、支持基板の前記一表面側に固着され前記一表面に沿って重り部を規定方向に変位可能とするばね部と、ばね部を介して重り部を支持する支持部と、重り部の側方において支持基板の前記一表面側に固着され前記規定方向が厚さ方向となるように列設された複数の薄板状の固定電極を有する櫛形状の固定電極部と、外部と電気的に接続する配線を通すために固定電極を外部に臨ませるよう支持基板に貫設された固定電極用挿通孔と、隣り合う固定電極間の櫛溝に１つずつ入り込み前記規定方向へ変位可能となるように重り部に設けられた複数の薄板状の可動電極と、外部と電気的に接続する配線を通すために可動電極を外部に臨ませるよう支持基板に貫設された可動電極用挿通孔と、重り部、支持部、固定電極部、可動電極を支持基板の前記一表面に沿った方向から囲う枠状に形成されて支持基板の当該一表面側に固定される枠体とを備え、ばね部と支持部が連結するばね固定部と可動電極用挿通孔とを隔てるスリットを支持部に設けている。
【０００８】
請求項２の発明は、上記目的を達成するために、前記固定電極と前記固定電極挿通孔が貫設された箇所とを連結する連結部において、固定電極と固定電極用挿通孔とを隔てるスリットを設けている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、支持部においてばね部と支持部が連結するばね固定部と可動電極用挿通孔とを隔てるスリットを設けることにより、支持部において支持基板に貫設された挿通孔に起因する熱応力の可動電極への伝達を緩和することができ、温度特性を改善することができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、固定電極と結線用固定電極部とを連結する連結部において、固定電極用挿通孔と固定電極とを隔てるスリットを設けることで、結線用固定電極部において支持基板に貫設された挿通孔に起因する熱応力の固定電極への伝達を緩和することができ、さらに温度特性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。但し、以下の各実施形態は、図３に示した従来例と基本的な構成が共通するため、共通の構成要素には同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【００１２】
（実施形態１）
本実施形態は、図１に示すように支持基板１，２、重り部２１、ばね部２２、支持部２３１，２３２、固定電極部２４、結線用固定電極部３２ａ，３２ｂ、可動電極２１ａ、結線用可動電極部３１、枠体２８から構成されており、図１（ａ）における支持部２３１の左辺上端部及び左辺下端部において右上のばね部２２と右下のばね部２２をそれぞれ支持する部位をばね固定部４１とし、更にこれらばね固定部４１と結線用可動電極部３１に設けられた可動電極用挿通孔３ｃとを隔てるスリット４０を設けている点に特徴がある。
【００１３】
ばね部２２は、重り部２１を図１（ａ）において上下に二分割に見た場合の、上側の重り部２１の左右両側と、下側の重り部２１の左右両側の計４ヶ所にそれぞれ配置されている。各ばね部２２は、それぞれ平面形状がつづら折れ状に形成され、形状及び寸法が同一である。左上のばね部２２は、その一端部が上側の重り部２１の左辺中央部に連続一体に連結され、他端部が重り部２１の左上側の支持部２３２の右辺上端部と連続一体に連結されており、左下のばね部２２は、その一端部が下側の重り部２１の左辺中央部に連続一体に連結され、他端部が重り部２１の左下側の支持部２３２の右辺下端部と連続一体に連結されている。
【００１４】
２つのばね固定部４１は同一平板形状で、前記上側のばね固定部４１は、その左辺上端部において前記右上のばね部２２の一端部と連続一体に連結されており、他端部は上側の重り部２１の右辺中央部と連続一体に連結されている。また前記下側のばね固定部４１は、その左辺下端部において前記右下のばね部２２の一端部と連続一体に連結されており、他端部は下側の重り部２１の右辺中央部と連続一体に連結されている。
【００１５】
可動電極用挿通孔３ｃは支持部２３１の中央部において支持基板１に貫設されている。この部位において支持基板１を構成するガラス基板と枠体２８を構成するシリコン基板が接触していないために、樹脂モールド時等に他のガラス基板とシリコン基板が接触している部位との熱膨張の差により熱応力が生じ、この熱応力が可動電極を変位させて温度特性が劣化する。そこでスリット４０を各ばね固定部４１の外周に沿ってそれぞれ一定の幅を持って形成し、これらスリット４０によりばね固定部４１と可動電極用挿通孔３ｃとを隔てることで、可動電極用挿通孔３ｃに起因する熱応力がばね部２２を介して重り部２１及び可動電極２１ａに伝達するのを防ぐことができ、温度特性の劣化を緩和することができる。
【００１６】
（実施形態２）
本実施形態が実施形態１と異なる点は、固定電極２４ｂと結線用固定電極部３２ａ，３２ｂとを連結する連結部２４ａにおいて、固定電極２４ｂと固定電極用挿通孔３ａ，３ｂとを隔てるスリット４０をそれぞれ設けている点である。
【００１７】
固定電極用挿通孔３ａ，３ｂは上側並びに下側の固定極部２４ｄの中央部において支持基板１にそれぞれ貫設されている。可動電極用挿通孔３ｃと同様に、これら固定電極用挿通孔３ａ，３ｂにおいても支持基板１を構成するガラス基板と枠体２８を構成するシリコン基板が接触していないために、樹脂モールド時等に熱膨張の差による熱応力が生じ、この熱応力が固定電極を変位させて温度特性が劣化する。そこで固定電極２４ｂと結線用固定電極部３２ａ，３２ｂとを連結する連結部２４ａにスリット４０を一定の幅を持って形成し、これらスリット４０により固定電極２４ｂと固定電極用挿通孔３ａ，３ｂとを隔てることで、固定電極用挿通孔３ａ，３ｂに起因する熱応力が連結部２４ａを介して固定電極２４ｂに伝達するのを防ぐことができ、温度特性の劣化を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１を示し、（ａ）は上側の支持基板を省略した平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図２】実施形態２の概略平面図である。
【図３】従来例を示し、（ａ）は上側の支持基板を省略した平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面矢視図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  支持基板
２１  重り部
２１ａ  可動電極
２２  ばね部
２３１，２３２  支持部
２４  固定電極部
２８  枠体
３ａ，３ｂ  固定電極用挿通孔
３ｃ  可動電極用挿通孔
４０  スリット
４１  ばね固定部
【図１】
2006317183.tif 000003
【図２】
2006317183.tif 000004
【図３】
2006317183.tif 000005