(57)【要約】【課題】製造コストを安価に保ちつつ、劣悪な設置環境下において使用した場合であっても、初期および経時的な０点ドリフトが少ない高信頼な加速度センサを提供する。【解決手段】本発明に係る加速度センサにおいては、ｚ方向に加速度が印加されると回転する錘を、支持基板とキャップ層によって囲まれるキャビティ内に配置している。キャップ層は、錘の回転軸を挟んだ両側において単位面積当たりの質量が互いに異なるように形成されている。【選択図】図１
2015210095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度を検出する加速度センサであって、
互いに直交する第１および第２方向によって形成される面内に配置された支持基板、
空隙部分を有し前記支持基板上に配置された固定部、
前記空隙部分を覆うキャップ層、
前記支持基板と前記キャップ層が前記空隙部分を囲むことによって形成されたキャビティ内に配置された錘、
前記固定部と前記錘との間を架橋する梁部、
前記キャップ層の一部として形成されるとともに前記梁部を挟んで配置され、それぞれ前記錘との間で静電容量を形成する第１および第２検出電極、
を備え、
前記錘は、前記第１および第２方向と直交する第３方向における加速度が印加されると前記梁部を回転軸として回転するように構成されるとともに、前記回転軸の両側の重さが互いに異なるように構成されており、
前記キャップ層は、前記第３方向における厚さが、前記梁部を挟んだ両側において互いに異なるように形成されており、
前記回転軸を中心として前記錘の重さが軽い側における前記キャップ層の前記第３方向における厚さは、前記錘の重さが重い側における前記キャップ層の前記第３方向における厚さよりも薄い
ことを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
前記キャップ層は、前記キャップ層を貫通することにより前記キャップ層を複数部分に分割して互いに電気的に分離するトレンチを有し、
前記キャップ層はさらに、前記キャップ層を貫通せず、かつ前記トレンチを跨らないように形成された窪みを有する
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】
前記キャップ層は、前記梁部を挟んだ両側において前記窪みを互いに異なる個数形成することにより、前記第１および第２方向によって形成される面内における単位面積当たりの質量が前記梁部を挟んだ両側において互いに異なるように形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記第１および第２検出電極は、前記キャップ層を前記トレンチによって分割することにより形成されており、
前記窪みは、前記キャップ層の前記錘と対向していない側の面から前記錘に向かって前記第３方向に沿って形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記第１および第２電極は、前記キャップ層を前記トレンチによって分割することにより形成されており、
前記窪みは、前記キャップ層の前記錘と対向している側の面から前記錘に向かって前記第３方向に沿って形成されるとともに、前記第３方向において前記第１および第２検出電極と重ならない位置に配置されている
ことを特徴とする請求項３記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記加速度センサはさらに、前記第１および第２検出電極と前記錘との間で形成される静電容量を差動検出することにより前記加速度を検出する回路を備える
ことを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
【請求項７】
前記錘は前記第１および第２方向によって形成される面内において前記固定部を囲むように形成され、前記固定部は前記回転軸上に配置されており、
前記加速度センサはさらに、前記キャップ層を貫通して前記固定部と接触する貫通電極を備える
ことを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
【請求項８】
前記加速度センサはさらに、前記第１および第２検出電極と前記錘との間で形成される静電容量を検出するために必要な電気信号、または前記錘を駆動するために必要な電気信号を、前記貫通電極を介して前記錘との間で入出力する回路を備える
ことを特徴とする請求項７記載の加速度センサ。
【請求項９】
前記支持基板、前記錘、および前記キャップ層は、シリコンを用いて形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
【請求項１０】
前記支持基板、前記錘、および前記キャップ層は、加速度を検出する加速度検出素子として構成されており、
前記加速度センサはさらに、加圧成形された熱硬化性樹脂により形成されたパッケージを備え、
前記パッケージは、前記加速度検出素子をパッケージングする
ことを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
【請求項１１】
前記加速度センサはさらに、前記加速度検出素子との間で電気信号を送受信する回路を備え、
前記回路はリードフレーム上に配置されており、
前記加速度検出素子は前記回路上に配置されており、
前記回路と前記加速度検出素子は、導電性ワイヤによって接続されている
ことを特徴とする請求項１０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、加速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、横滑り防止や衝突防止、駐車支援システムなどのような自動車の安全走行システムの法規制化、ロボットの普及など、姿勢や運動を制御する多様なアプリケーションの開発および普及にともない、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）型加速度センサのニーズおよび市場が急速に拡大している。それにともなって、面外方向の加速度を計測することに対する要求が増している。また、自動車のエンジンルームのような周辺の温度・湿度および振動などの環境条件が劣悪な場所においても、センサ性能のドリフトや経時変動（例えば０点ドリフトや感度変動）が少ない、高信頼かつ低コストの加速度センサに対する要求が増している。
【０００３】
静電容量検出型加速度センサは一般に、印加される加速度に応じて変位する錘と、その錘との間で静電容量を形成する検出電極を備える。これらの構成要素は、複数の層を持つシリコン基板に対して、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術、基板貼りあわせ技術を適用することにより、形成することができる。
【０００４】
下記特許文献１記載の加速度センサは、第１方向とそれに直交する第２方向によって形成される面内に配置されたデバイス層上に錘が形成され、第１方向および第２方向と直交する第３方向（上下方向）において錘を挟むようにして支持基板とキャップ層が形成されている。錘は板状になっており、錘の重心部から離れた位置においてねじれ梁を介して支持基板に懸架されている。これにより、第３方向における加速度が錘に対して印加されると、錘は第１方向または第２方向周りで回転する。すなわち、錘の回転中心が錘の重心部から離れているため、印加される第３方向の加速度に比例して回転中心においてモーメントが発生し、その結果錘は第３方向に変位する。
【０００５】
錘の第３方向における変位は、支持基板側に形成される２つの検出電極を用いて検出される。検出電極は錘の回転中心から見て等しい距離に対称的に配置されている。したがって、支持基板の平面に垂直な第３方向（ｚ方向）において印加される加速度に応じて錘が回転し、錘が支持基板側に近づく位置に配置されている検出電極の静電容量は増加する。その反面、錘の回転軸を中心に対称的にその反対方向、すなわち、錘が支持基板から離れる位置に配置される検出電極の静電容量は減少する。この２つの検出電極の静電容量を差動検出することにより、第３方向に印加された加速度に比例した電気信号を得ることができる。
【０００６】
下記特許文献２記載の加速度センサは、特許文献１記載の加速度センサ同様、錘が第１方向または第２方向周りを回転するように構成され、検出電極はキャップ層側に設置されている。特許文献２においては、錘の一部を取り除くことにより重さのアンバランスを形成し、錘の回転および第３方向における変位を実現している。したがって、特許文献２記載の加速度センサは、錘の回転中心と、支持基板およびキャップ層によって錘を囲むように形成されるキャビティの中心とを一致させることができる。すなわち、２つの検出電極は錘の形状的な中心およびキャビティの中心に対して対称的に配置されている。このような配置にすることにより、周辺温度の変化などによって支持基板、錘、キャップ層などにより構成される加速度検出素子に歪が発生した場合でも、２つの検出電極が錘に対して一様に変位する。したがって、歪による検出電極の静電容量の変化は差動検出によって相殺されるため、これを加速度の印加による信号から分離することができる。結果的に実装起因または環境温度の変化などによる０点ドリフトが少ない加速度センサを提供することができる。
【０００７】
下記特許文献３においては、錘を上下で挟むように支持基板とキャップ層を配置することにより、キャビティを構成している。また、環境温度の変化など外的な要因によってキャビティの変形を防ぐ目的で、支持基板とデバイス層とキャップ層を繋ぐ複数のポストが設置されている。
【０００８】
下記特許文献４記載の加速度センサにおいては、錘に対して電気信号を付与する手段として、支持基板またはキャップ層を貫通する導電体が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１８９７１６号公報
【特許文献２】特開２００８−５４４２４３号公報
【特許文献３】特開２０００−０１９１９８号公報
【特許文献４】特許第５１０５９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
加速度センサのコストを下げる代表的な技術としては、支持基板とキャップ層によって錘を囲むようにキャビティを構成することにより錘を外部からの物理的な力から保護し、加速度検出素子を導電性ワイヤで信号処理ＩＣなどと連結した後、安価な熱硬化性樹脂を用いて加圧成形したパッケージによって加速度検出素子をパッケージングする方法が知られている。
【００１１】
ところで、支持基板とキャップ層に囲まれている錘と信号処理ＩＣとの間で電気信号を入出力するためには、例えば支持基板またはキャップ層を貫通する導電性電極材（貫通電極）をデバイス層に到達するまで貫通形成し、錘と信号処理ＩＣを機械的および電気的に接続させる必要がある。
【００１２】
特許文献１記載の加速度センサにおいては、検出電極が信号処理ＩＣ側に形成されているため、熱硬化性樹脂を加圧成形する安価なパッケージ技術を採用する場合であっても、実装時の圧力やパッケージの変形によるセンサ性能に対する影響は限定的であると考えられる。しかし、例えば錘が形成される部品に合わせて信号処理ＩＣの構成要素を配置する必要があるなど、錘が形成される部品と信号処理ＩＣとの間の機械的および電気的な接続を形成するためには、複雑な設計および製造技術が必要であることが容易に推測できる。
【００１３】
特許文献２記載の加速度センサは、キャビティの中心と回転中心を一致させ、回転中心から見て等しい距離に検出電極を配置しているため、熱硬化性樹脂を加圧成形する安価なパッケージ技術を採用した場合でも、初期の０点オフセットや経時的な応力緩和に伴う０点の変動を抑制することが期待できる。しかし、キャビティの中心と回転中心を一致させるためには、錘の一部に貫通孔を形成することにより重さのアンバランスを作った後、さらに検出電極の対向面積を確保するため板を貼りあわせるなど、複雑な製造プロセスが必要となる。
【００１４】
特許文献３記載の加速度センサにおいては、キャップ層や支持基板の変形を抑制するため、支持基板、錘が形成されるデバイス層、およびキャップ層を繋ぐ複数のポストを設置している。しかしポストを設置する分、検出電極の対向面積は減少するため、センサの小型化には不利と言える。
【００１５】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、製造コストを安価に保ちつつ、劣悪な設置環境下において使用した場合であっても、初期および経時的な０点ドリフトが少ない高信頼な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】
【００１６】
本発明に係る加速度センサにおいては、ｚ方向に加速度が印加されると回転する錘を、支持基板とキャップ層によって囲まれるキャビティ内に配置している。キャップ層は、錘の回転軸を挟んだ両側において単位面積当たりの質量が互いに異なるように形成されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る加速度センサによれば、環境変化や経時変化に起因する０点ドリフトを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る加速度センサＳ１の全体構成を示す模式図である。
【図２】加速度検出素子Ｓ１Ｅが備える錘２およびその周辺構成を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】加速度センサＳ１の動作原理を説明する図である。
【図５】信号処理ＩＣ５０の回路図である。
【図６】キャップ層１００に数Ｍｐａの圧力が印加された場合のキャップ層１００および固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂの変形の様子を有限要素法で解析した結果を示す図である。
【図７】実施形態２に係る加速度センサＳ２の主要な構成要素を示す平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ’断面図である。
【図９】実施形態３に係る加速度センサの構成を説明する図である。
【図１０】キャップ層１００の変曲点を調整するため、段差ｔに代えてキャップ層１００に溝１１を設けた構成例を示す図である。
【図１１】キャップ層１００の変形の様子を有限要素法で解析した結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の実施形態において便宜上必要があるときは、複数のセクションまたは実施形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２０】
以下の実施形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２１】
以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。
【００２２】
以下の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２３】
実施形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る加速度センサＳ１の全体構成を示す模式図である。加速度センサＳ１は、加速度検出素子Ｓ１Ｅ、信号処理ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）５０、リードフレーム１５０、導電性ワイヤ１５２を備える。導電性ワイヤ１５２は、加速度検出素子Ｓ１Ｅ、信号処理ＩＣ５０、リードフレーム１５０間を電気的に接続する。信号処理ＩＣ５０と加速度検出素子Ｓ１Ｅは、接着剤１５１を介してそれぞれリードフレーム１５０と信号処理ＩＣ５０上に固定される。
【００２５】
熱硬化性樹脂１５３を加圧成形し、各部品を覆うことにより、加速度センサＳ１が完成する。加速度センサＳ１は、より上位なシステムに組み込まれ、検出した物理量情報を上位システムに提供する。
【００２６】
図２は、加速度検出素子Ｓ１Ｅが備える錘２およびその周辺構成を示す平面図である。ここでは後述の図３で説明するキャップ層１００を剥がした状態におけるデバイス層１ｃの平面図を示している。
【００２７】
加速度検出素子Ｓ１Ｅは、後述する方法により加工形成された錘２を備える。錘２は、ねじれ梁５を介して固定部６に懸架され、これによりｙ方向（第２方向）の周りを回転するように構成されている。固定部６は、後述する中間絶縁層１ｂを介して支持基板１ａに固定される。したがって錘２は、第３方向（ｚ方向）に印加される加速度に比例して第２方向の周りを回転、すなわち第３方向に変位する。パッドＥ１については後述する。
【００２８】
図３は、図２のＡ−Ａ’断面図である。加速度検出素子Ｓ１Ｅは、錘２や固定部６など機械的な構成要素を形成するため、例えばＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板１を備える。ＳＯＩ基板１は、支持基板１ａ上に中間絶縁層１ｂが形成された構成を備え、中間絶縁層１ｂ上にデバイス層１ｃが形成されている。支持基板１ａは、例えばシリコン（Ｓｉ）により形成されている。中間絶縁層１ｂは、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）により形成されている。デバイス層１ｃは、例えば導電性シリコンにより形成されている。
【００２９】
支持基板１ａと中間絶縁層１ｂとの総厚は、例えば数百μｍである。デバイス層１ｃの厚さは、例えば数〜数十μｍである。本実施形態１においてはＳＯＩ基板を使用しているが、半導体基板としてＳＯＩ基板以外のものを用いることもできる。例えば、表面ＭＥＭＳ技術を用いた導電性ポリシリコン、またはニッケル（Ｎｉ）などのめっき金属をデバイス層１ｃとして使用してもよい。
【００３０】
ＳＯＩ基板１は、支持基板１ａ上にキャビティＣＤを加工した後、熱酸化することによって中間絶縁層１ｂを形成し、さらにデバイス層１ｃを貼りあわせることにより形成することもできる。
【００３１】
加速度検出素子Ｓ１Ｅの各構成要素は、デバイス層１ｃとキャップ層１００を加工することにより形成される。デバイス層１ｃとキャップ層１００を加工する方法としては以下のようなものがある。まずデバイス層１ｃまたはキャップ層１００上に、光や電子ビームなどに対して反応するレジストを塗布した後、フォトリソグラフィや電子線描画技術を利用して、デバイス層１ｃまたはキャップ層１００上のレジストの一部を除去する。次に、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を用いたドライエッチングや、ＴＭＡＨやＫＯＨなどのアルカリ性薬品を用いたウェットエッチング技術を用いることにより、露出されたデバイス層１ｃまたはキャップ層１００を除去する。その後、残りのレジストを除去することにより、デバイス層１ｃおよびキャップ層１００上に後述する各構成要素を形成することができる。
【００３２】
キャップ層１００内には、錘２の変位を測定するため、固定側電極Ｃ１ＢとＣ２Ｂが形成される。錘２は、駆動側電極としての役割を担う。固定側電極Ｃ１ＢおよびＣ２Ｂと駆動側電極により、後述の図４で説明する検出電極Ｃ１およびＣ２が形成される。検出電極Ｃ１とＣ２の静電容量は、錘２の動きに連動して、片側が増えた場合はもう片側は減るように配置されている。そのため、後述する図４において説明する差動検出方式を用いることにより、印加された加速度に比例した出力を得ることができる。回路を構成する各要素における詳細な説明は後述する。
【００３３】
キャップ層１００は、錘２の回転中心Ｂ周辺に示すように、段差が設けられている。この段差により、回転中心Ｂの左側の剛性と右側の剛性は、互いに異なる。この理由については後述の図６で説明する。
【００３４】
キャップ層１００は、錘２、ねじれ梁５、検出電極Ｃ１とＣ２を外部の衝撃、機械的な接触、埃などから守るための層である。キャップ層１００は、ドライエッチング技術などによって形成されたトレンチを有する。熱酸化膜などの絶縁膜１０１がトレンチに埋め込まれ、これによりキャップ層１００と支持基板１によって囲まれるキャビティＣＤの気密を維持する。キャップ層１００にトレンチを形成し、さらに絶縁膜１０１を埋め込むことにより、キャップ層１００を複数部分に分割してそれぞれ電気的に分離させることができる。
【００３５】
図３に示す貫通電極Ｔ３とＴ４は、トレンチおよび絶縁膜１０１によってキャップ層１００を分割することにより形成され、固定側電極Ｃ１ＢとＣ２Ｂとして機能する。絶縁膜１０１は例えば、トレンチを形成した後に熱酸化するか、またはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いることにより形成することができる。
【００３６】
絶縁膜１０１、貫通電極Ｔ３とＴ４などが形成されたキャップ層１００を、錘２、ねじれ梁５などが形成されるＳＯＩ基板１に接合することにより、錘２などを外部からの機械的な接触および埃から保護することができる。接合方法としては、（ａ）金や錫などの合金をキャップ層１００とデバイス層１ｃの間に塗布した後、熱処理することで硬化させる共晶接合法、（ｂ）キャップ層１００とデバイス層１ｃの表面をプラズマで活性化し、シリコン−シリコンまたはシリコン−シリコン酸化膜同士を直接接合する常温活性化接合法、（ｃ）２つの表面を酸と純水の混合液で洗浄し、表面に水酸基を作った後、常温で水素結合させ、高温で加熱することにより、シリコン−シリコンまたはシリコン−シリコン酸化膜同士を直接接合する方法、などがある。
【００３７】
錘２、固定側電極Ｃ１ＢとＣ２Ｂなどと後述する信号処理ＩＣ５０との間を電気的に接続するため、パッドＥ１、Ｅ３、Ｅ４などを形成する。パッドＥ３、Ｅ４はそれぞれ貫通電極Ｔ３、Ｔ４と接続される。信号処理ＩＣ５０は、パッドＥ１、Ｅ３、Ｅ４を介して、錘２や固定側電極Ｃ１ＢとＣ２Ｂとの間で電気信号を入出力することができる。
【００３８】
図４は、加速度センサＳ１の動作原理を説明する図である。錘２は、ねじれ梁５を中心軸として、第１方向（ｘ方向）における中心軸両側の重さが互いに異なるように形成されている。すなわち、第３方向（ｚ方向）に加速度が印加された場合、ねじれ梁５の左側の錘２（ｍ１）が受ける力（Ｆ１）と、右側の錘２（ｍ２）が受ける力（Ｆ２）は互いに異なる値となる。さらに、錘２の左側部分の重心からねじれ梁５までの距離（ｒ１）と、錘２の右側部分の重心からねじれ梁５までの距離（ｒ２）も異なるため、錘２の回転中心となるねじれ梁５に働くモーメントＭにはアンバランス（０にならない）が発生する。そのため錘２は、第３方向（ｚ方向）に印加された加速度（ａ）に比例して、第２方向（ｙ方向）周りをねじれ梁５を回転中心として回転する。下記式１は、第３方向に加速度ａが印加された場合のねじれ梁５に発生するモーメントＭを示す。ねじれ梁５の剛性をｋとした場合、発生する角度Θ（錘２の第３方向への変位）は下記式２として定義できる。
【００３９】
Ｍ＝ｍ１・ａ・ｒ１−ｍ２・ａ・ｒ２＝Ｆ１・ｒ１−Ｆ２・ｒ２≠０    式１）
Θ＝Ｍ/ｋ  式２）
【００４０】
後述するＣＶ（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  ｔｏ  Ｖｏｌｔａｇｅ）変換回路５２は、第３方向に発生する変位に応じて静電容量が変化する２つの検出電極Ｃ１とＣ２を用いて差動検出を実施することにより、第３方向の変位（静電容量の変化）を電気信号（電圧）に変換する。検出電極Ｃ１、Ｃ２の固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂとしてキャップ層１００の一部に形成された貫通電極Ｔ３、Ｔ４は、錘２との間で静電容量を形成し、ＣＶ変換回路５２はその静電容量の変化を検出する。
【００４１】
錘２を第３方向に印加される加速度に応じて変位させるためには、錘２の重心から離れた位置にねじれ梁５（回転中心）を配置する必要がある。検出電極Ｃ１とＣ２は、印加される加速度に対するセンサ出力の線形性を確保するため、ねじれ梁５から見て第１方向において等間隔かつ同じ静電容量の大きさになるように形成される。したがって、検出電極Ｃ１、Ｃ２は、必然的に支持基板１ａおよびキャップ層１００によって形成されるキャビティＣＡの中心から離れた位置に配置されることになる。
【００４２】
上記回路構成を実現するため、固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂとしての役割を有する貫通電極Ｔ３、Ｔ４は、それぞれねじれ梁５（錘２の回転中心）から見て、第１方向（ｘ方向）において等しい距離に配置されている。また、ねじれ梁５を中心とする錘２の左側部分と固定側電極Ｃ１Ｂが形成する静電容量は、錘２の右側部分と固定側電極Ｃ２Ｂが形成する静電容量と同じ大きさとなるように配置されている。
【００４３】
図５は、信号処理ＩＣ５０の回路図である。信号処理ＩＣ５０は、パッドＥ３、Ｅ４を介して、搬送波５１を固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂに対して印加する。錘２は、ねじれ梁５と固定部６、パッドＥ１を介して、ＣＶ変換回路５２の入力端子に接続されている。これによって、錘２と固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂとの間の静電容量の変化を検出することができる。
【００４４】
同期検波回路５３は、ＣＶ変換回路５２からの出力信号を、搬送波５１の周波数を用いて処理することにより、錘２の動きに追従した振幅および周波数を復元する。ＡＤ変換部５４はその結果をデジタル信号に変換する。これにより、錘２に対して印加された加速度に比例した信号Ｖｏが出力される。
【００４５】
＜実施の形態１：キャップ層１００について＞
加速度センサＳ１は、低コスト化のため、熱硬化性樹脂１５３を加圧成形したパッケージを採用している。そのため、加速度検出素子Ｓ１Ｅは、熱硬化性樹脂１５３を加圧成形する際に発生する圧力を受けることになる。そのため加速度センサＳ１の出荷時において０点ドリフトが生じ得る。さらに、パッケージの形成時に熱硬化性樹脂１５３の内部に発生する内部応力は、環境温度や湿度の変化によって経時的に緩和するなどして変動する。そのため加速度センサＳ１を出荷した後においても０点ドリフトが生じ得る。
【００４６】
本実施形態１においては、上記課題を解決するため、キャップ層１００に段差を設け、固定側電極Ｃ１Ｂに対応する部分の剛性と固定側電極Ｃ２Ｂに対応する部分の剛性とが互いに異なるようにしている。以下その具体的構成について説明する。
【００４７】
図６は、キャップ層１００に数Ｍｐａの圧力が印加された場合のキャップ層１００および固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂの変形の様子を有限要素法で解析した結果を示す図である。図６（ａ）は、キャップ層１００に段差ｔがない場合の解析結果を示す。図６（ｂ）は、キャップ層１００に段差ｔを設けた場合の解析結果を示す。段差ｔを設けることにより、固定側電極Ｃ１Ｂに対応する部分は固定側電極Ｃ２Ｂに対応する部分よりも薄くなり、したがって剛性が弱くなり変形し易くなっている。
【００４８】
図６（ａ）に示すように、キャップ層１００に段差ｔがない場合は、キャップ層１００の変形の変曲点はキャビティＣＡの中心に位置する。そのため、回転中心Ｂを中心として対称配置されている固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂの第３方向（ｚ方向）に置ける変位量は、それぞれ異なる値となる。したがって、検出電極Ｃ１、Ｃ２の容量変化ΔＣ１、ΔＣ２も互いに異なる値となり、センサの出力（初期の０点）として本来期待される０ではない値を出力することになる。
【００４９】
図６（ｂ）に示すように、キャップ層１００に段差ｔを設けた場合は、キャップ層１００の変形の変曲点は、錘２の回転中心Ｂの真上に位置する。その結果、固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂの第３方向（ｚ方向）における変位量は、互いに同じ値となる。したがって、検出電極Ｃ１、Ｃ２の容量変化ΔＣ１、ΔＣ２も同じ値となり、これらの変動分は差動検出によって相殺されるため、センサ出力は本来の期待通りの値となる。
【００５０】
キャップ層１００に段差ｔを設けることにより、熱硬化性樹脂１５３を加圧成形する際に発生する初期のセンサ出力（０点オフセット）を抑制するのみならず、（ａ）熱硬化性樹脂１５３の内部の応力が経時的に緩和されて静電容量変化ΔＣ１、ΔＣ２が変動する場合、（ｂ）硬化性樹脂１５３が環境から水分を吸って膨張することにより静電容量変化ΔＣ１、ΔＣ２が変動する場合、（ｃ）リードフレーム１５０を特定の基板上に半田付けなどで拘束する際に発生する実装応力やひずみ、またこれらの経時的な変動によって静電容量変化ΔＣ１、ΔＣ２が変動する場合、などにおいても、加速度センサＳ１の出力ドリフト（変動）を抑制することができる。
【００５１】
＜実施の形態１：まとめ＞
以上のように、本実施形態１に係る加速度センサＳ１において、キャップ層１００の固定側電極Ｃ１Ｂに対応する部分と固定側電極Ｃ２Ｂに対応する部分は互いに異なる厚さを有する。具体的には、錘２の回転中心Ｂを中心として軽い側に配置されている固定側電極Ｃ１Ｂに対応する部分は、重い側に配置されている固定側電極Ｃ２Ｂに対応する部分よりも薄く形成されている。これにより、熱硬化性樹脂１５３を加圧成形する際に発生する各検出電極Ｃ１、Ｃ２の変位量を同じくすることができる。この変位量は差動検出によって相殺できるため、加速度センサＳ１の初期０点および、環境温度、湿度、熱硬化性樹脂１５３の内部応力の緩和などに依存する経時的な０点の変動を抑制することができる。
【００５２】
本実施形態１においては、熱硬化性樹脂１５３を加圧成形することでパッケージングを実施した例を示した。しかし本発明は、熱硬化性樹脂１５３を加圧成形するパッケージング方式に限定するものではなく、セラミックパッケージなどあらかじめ形を成す入れ物に加速度検出素子Ｓ１Ｅを入れて蓋をするようなパッケージにおいても、同様の効果が得られることは言うまでもない。なぜならば、加速度検出素子Ｓ１Ｅは、支持基板１ａ、中間絶縁層１ｂ、デバイス層１ｃ、キャップ層１００、リードフレーム１５０、信号処理ＩＣ５０、接着剤１５１など、それぞれ異なる材料によって構成される薄い層の複合体として構成され、それぞれの構成材料の線膨張係数が異なるので、環境温度の変化によって歪が発生するからである。
【００５３】
本実施形態１においては、便宜上、回転中心Ｂの左側、すなわちキャビティＣＡが小さい方向のキャップ層１００の厚さを薄くすることにより、変曲点が回転中心Ｂに位置するように調整している。同様に、回転中心Ｂの右側のキャップ層１００を厚くしても同じ効果が期待できる。さらに、図示はしないが段差ｔを１つだけでなく、スリット状に複数個に分けて配置しても同じ効果が得られることは言うまでもない。また段差を多段的に構成することもできる。
【００５４】
本実施形態１においては、最もシンプルな板状の錘２とそれを等間隔（最小限）の隙間で囲む形でキャビティＣＡを形成しているため、加工や製造工程が単純で、面積の使用効率も高いと言える。すなわち、小型化に有利と言える。
【００５５】
＜実施の形態２＞
図７は、本発明の実施形態２に係る加速度センサＳ２の主要な構成要素を示す平面図である。図７は図２と同様に、キャップ層１００を剥がした状態を示している。以下では実施形態１の加速度センサＳ１について説明した内容と重複する部分は省いて、変更・追加された部分を重点的に説明する。
【００５６】
加速度センサＳ２の製造方法は、実施形態１における加速度センサＳ１と同様である。実施形態１と異なる点は、錘２が固定部６を囲むように配置され、すなわち固定部６が錘２の内側に形成されており、貫通電極Ｔ１、Ｔ２を介して、固定部６と信号処理ＩＣ５０が電気的に接続されていることである。貫通電極Ｔ１、Ｔ２は、デバイス層１ｃとキャップ層１００を機械的に連結するように構成されているため、外部からの圧力印加などによってキャップ層１００が変形することを抑制するポストとしての役割をも持つ。
【００５７】
加速度センサＳ２の加速度検出素子Ｓ２Ｅにおいては、錘２の内側に固定部６が形成され、固定部６から第２方向に延びるようにしてねじれ梁５が形成され、ねじれ梁５の先端部に錘２が連結されている。固定部６は、錘２を囲むように支持基板１ａとキャップ層１００によって形成されるキャビティＣＡの中央部付近において、中間絶縁層１ｂを介して支持基板１ａに固定される。
【００５８】
図８は、図７のＡ−Ａ’断面図である。加速度センサＳ２は、実施形態１の加速度センサＳ１同様、錘２の変位を検出するため、固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂとして機能する貫通電極Ｔ３、Ｔ４がキャップ層１００において形成され、錘２との間で静電容量を成している。貫通電極Ｔ３、Ｔ４上にはパッドＥ３、Ｅ４が形成され、信号処理ＩＣ５０と電気的に接続される。
【００５９】
貫通電極Ｔ１、Ｔ２は、固定部６の上方からキャップ層１００を貫通し、固定部６に到達している。貫通電極Ｔ１、Ｔ２は、回転軸Ｂに沿って配置されている。貫通電極Ｔ１、Ｔ２にはパッドＥ１が接続されている。信号処理ＩＣ５０は、パッドＥ１および貫通電極Ｔ１、Ｔ２を介して電気信号を入出力する。これにより固定部６を介してその電気信号が錘２へ伝搬する。錘２との間で電気信号を入出力するためには１つの貫通電極のみでも十分であるが、貫通電極を複数個設けることにより、キャップ層１００とデバイス層１ｃとの間の接続の良否を検査するための閉ループを形成することができる。
【００６０】
貫通電極Ｔ１、Ｔ２を回転軸（Ｂラインまたはねじれ梁５）に沿って配置することにより、安価である熱硬化性樹脂１５３をパッケージング材料として使う場合であっても、キャップ層１００の変形と、それによる検出電極Ｃ１、Ｃ２の容量変化を抑制することができる。すなわち、貫通電極Ｔ１、Ｔ２は、錘２と信号処理ＩＣ５０を電気的に連結する電極としての役割とともに、キャップ層１００の崩れを防げるポストとしての役割もかねている。
【００６１】
錘２の第３方向（ｚ方向）における変位を測定するため、キャップ層１００の一部は貫通電極Ｔ３、Ｔ４として形成され、これを固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂとして用いる。そのため、熱硬化性樹脂１５３が加圧成形される際、キャップ層１００の変形に応じて検出電極Ｃ１、Ｃ２の静電容量も変化することとなる。また、加速度検出素子Ｓ２Ｅは、支持基板１ａとしてシリコンを用い、中間絶縁層１ｂとして酸化ケイ素を用い、パッドＥ１、Ｅ３、Ｅ４としてアルミなどの金属材料を用いるなど、複数の異種材料の積層構造体として成されている。そのため、環境温度の変化などによっても加速度検出素子Ｓ２Ｅまたはキャップ層１００の変形による検出電極Ｃ１、Ｃ２の容量変化が発生することは容易に考えられる。
【００６２】
検出電極Ｃ１、Ｃ２の容量変化は、検出電極Ｃ１、Ｃ２をねじれ梁５（回転中心：Ｂライン）を対称軸にして第１方向（ｘ方向）において等間隔かつ同じ大きさの静電容量になるように配置するとともに、実施形態１と同様にキャップ層１００に段差ｔを形成し、キャップ層１００の変形の変曲点を回転中心に合わせた上、検出電極Ｃ１にはプラスの搬送波を印加し、検出電極Ｃ２にはマイナスの搬送波を印加し、その合計をＣＶ変換回路５２に入力して差動検出を実施することにより、理論的には相殺することができる。
【００６３】
しかし、加速度検出素子Ｓ２Ｅまたはキャップ層１００の変形量が大きい場合は、検出電極Ｃ１、Ｃ２の可動側電極である錘２と固定側電極である貫通電極Ｔ３、Ｔ４との間の距離が短くなるため、２つの電極が接触することはもちろん、接触までは至らない場合でも、センサ感度の異常な増加、センサ出力の線形性の悪化、および、環境振動への耐性が悪化するなどの問題が発生する。
【００６４】
初期段階（製品出荷段階の変動しない０点出力：０点出力とは、センサに加速度が印加されていない場合のセンサ出力であり、０となることが期待されている）のセンサの０点出力は電気的に補正することができるが、熱硬化性樹脂１５３を採用したパッケージの場合、加圧成形時に樹脂内部には内部応力が発生し、この内部応力は時間とともに緩和されるため、キャップ層１００の変形量も経時的に変化する。さらに、熱硬化性樹脂１５３は環境湿度に応じてその体積が増減する。すなわち、環境湿度に依存してキャップ層１００の変形量が変化する。これら環境的および経時的要因に依存する０点ドリフトは、電気的な補正ができない。
【００６５】
上記課題を解決するためには、検出電極Ｃ１、Ｃ２の初期および経時的な変動を抑制した上で、変動があった場合でも、その変動量をＣ１とＣ２との間で同じくすることで互いに相殺できるようにする必要がある。
【００６６】
その具体的な方法としては、貫通電極Ｔ１、Ｔ２を回転軸（ねじれ梁５）に沿って複数個設置してポストとしての役割を持たせ、キャップ層１００の変形をできるだけ小さくするとともに、キャップ層１００に段差ｔを付けることにより、仮に変形が発生した場合でも検出電極Ｃ１、Ｃ２の容量変動を互いに同じくし、差動検出によって相殺できるように構成することが有用である。
【００６７】
加速度センサＳ２においては、（構成ａ）キャビティＣＡの中心部付近に固定部６を配置し、（構成ｂ）回転軸に沿って複数個のポスト（貫通電極Ｔ１、Ｔ２）を固定部６上に配置し、（構成ｃ）検出電極Ｃ１、Ｃ２は、ねじれ梁５（回転軸：Ｂライン）を対称軸として第１方向（ｘ方向）に等間隔および同じ容量になるように配置し、（構成ｄ）キャップ層１００は段差ｔを有し、キャップ層１００が変形した場合でも、検出電極Ｃ１、Ｃ２の容量変化が同じになるように構成している。これら（構成ａ）〜（構成ｄ）の効果について以下に説明する。
【００６８】
キャビティＣＡの中央付近（図７のＢライン）に固定部６やねじれ梁５を配置し、固定部６上に回転軸（Ｂライン）に沿って貫通電極Ｔ１、Ｔ２を配置することにより、キャップ層１００に対して外部から圧力が印加された場合でも崩れないように、すなわち、その変形量がなるべく小さくなるようにしている。さらに、キャップ層１００は段差ｔを有しているため、キャップ層１００に変形が発生した場合でも、検出電極Ｃ１、Ｃ２の容量変化が同じとなるため、その変形による影響は差動検出により相殺することができる。
【００６９】
キャップ層１００を厚くすることによりキャップ層１００の変形量を低減させることも容易に考えられる。しかし、貫通電極Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を形成するためには、キャップ層１００に狭いトレンチを加工し、さらに気密を確保するため絶縁膜１０１（図７、図８の前記貫通電極Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の左右の絶縁膜）を埋め込む必要がある。一般的には、トレンチの幅とキャップ層１００の厚さの比は２０以下で量産性があるといわれている。そのため、キャップ層１００を厚くすることは量産性の観点から限界がある。本実施形態２においては、トレンチの幅を数μｍ、キャップ層１００の厚さを１００〜４００μｍにしている。
【００７０】
検出電極Ｃ１、Ｃ２を、ねじれ梁５（Ｂライン）を対称軸として第１方向（ｘ方向）に等間隔および同じ容量になるように配置している。また、回転中心（Ｂライン）から第１方向において長さが短いキャビティＣＡ２側のキャップ層１００の厚さは、その反対側のキャビティＣＡ１側のキャップ層１００の厚さより薄く形成されている。すなわち、検出電極Ｃ１、Ｃ２の固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂの第３方向における剛性が同程度になるように調整している。そのため、キャップ層１００が外部からの圧力の印加や周辺環境の変動によって変形した場合でも、検出電極Ｃ１、Ｃ２の容量変動は同じとなり、差動検出によってその影響を相殺することができる。
【００７１】
＜実施の形態２：まとめ＞
以上のように、本実施形態２に係る加速度センサＳ２は、錘２に電気信号を印加するために設置した貫通電極Ｔ１、Ｔ２を、キャップ層１００を支えるポストとしても活用することにより、キャップ層１００の変形を低減することができる。さらに、キャップ層１００に段差ｔを設けることにより、外部からの圧力や環境変動による検出電極Ｃ１、Ｃ２の容量の変動を相殺し、センサの０点出力の安定性を向上させることができる。
【００７２】
実施形態１〜２において、キャップ層１００に段差ｔを設けることにより、検出電極Ｃ１、Ｃ２の容量変動量を同じにすることを説明した。実施形態１の本質は、キャップ層１００の変曲点が回転中心（Ｂライン）と一致することである。また実施形態２の本質は、貫通電極Ｔ３、Ｔ４の剛性を同じにすることである。すなわち、キャビティＣＡ１、ＣＡ２の大きさに応じて、貫通電極Ｔ３、Ｔ４の剛性を調整することにより、外部からの圧力印加または環境の変動によって発生する変形量を同じくすることができる。したがって、キャップ層１００に段差ｔを設ける以外の手段であっても、キャップ層１００の変曲点および固定側電極Ｃ１Ｂ（Ｔ３）、Ｃ２Ｂ（Ｔ４）の剛性を調整することができれば、実施形態１〜２と同様の効果を発揮することができる。具体例については以下の実施形態３で説明する。
【００７３】
＜実施の形態３＞
本発明の実施形態３では、キャップ層１００の変曲点および固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂの剛性を調整する方法として、実施形態１〜２で説明した構成とは異なる手法について説明する。
【００７４】
図９は、本実施形態３に係る加速度センサの構成を説明する図である。図９（ｃ）は本実施形態３に係る加速度センサの平面図であり、図２と同様にキャップ層１００を剥がした状態を示している。図９（ｄ）は図９（ｃ）のＤ−Ｄ’断面図である。図９（ａ）は実施形態１に係る加速度センサＳ１の平面図であり、比較のため図９（ｃ）と併記した。図９（ｂ）は図９（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
【００７５】
図９においては、キャップ層１００の変曲点を調整するため、段差ｔに代えて孔１０を用いている。孔１０は、絶縁膜１０１の側から錘２に向かって、第３方向（ｚ方向）に沿ってキャップ層１００を貫通しないように形成されている。その他の構成は実施形態１〜２と同様である。
【００７６】
キャップ層１００の変曲点は、孔１０の配置、大きさ、ピッチ、深さを調整することにより、様々に調整することができる。具体的には、回転軸Ｂの左側において右側よりも多くの孔１０を形成することにより、回転軸Ｂ左側におけるキャップ層１００の剛性を右側よりも弱めることができる。また孔１０を用いることにより、段差ｔを設ける場合とは異なりキャップ層１００の厚さを一定に維持することができる。そのため、キャップ層１００上に配置される絶縁膜１０１、パッドＥ３、Ｅ４をより簡単な製造方法で形成することができる。
【００７７】
本実施形態３においては、キャップ層１００の剛性を調整する方法として、キャップ層１００にキャップ層１００を貫通しない円柱状の孔１０を設けている。しかし、四角や帯（溝）のような形を持つ孔であっても同じ効果が得られることは言うまでもなく、円形の孔に限定しているわけではない。
【００７８】
図１０は、キャップ層１００の変曲点を調整するため、段差ｔに代えてキャップ層１００に溝１１を設けた構成例を示す図である。図１０（ａ）はキャップ層１００の平面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＥ−Ｅ’断面図である。図１０においては、キャップ層１００の底面、すなわちキャビティＣＡ側に溝１１を形成している。ここでは実施形態２で説明した固定部６の配置を前提としているが、実施形態１で説明した構成においても溝１１を設けることができる。
【００７９】
図１１は、キャップ層１００の変形の様子を有限要素法で解析した結果を示した図である。図１１（ａ）は溝１１がない場合の解析結果を示し、図１１（ｂ）は溝１１がある場合の解析結果を示す。
【００８０】
図１１（ａ）に示すように、溝１１がない場合は、貫通電極Ｔ３、Ｔ４の第３方向（ｚ方向）における変位量はそれぞれ異なる。したがって、静電容量変化ΔＣ１、ΔＣ２も異なる値となり、キャップ層１００の変形の影響を差動検出により相殺することができない。その結果は加速度センサの出力として現れ、加速度が印加されていない状態でも何らかの信号が出力されることになり、期待する０点の値を得ることができない。
【００８１】
図１１（ｂ）に示すように、溝１１を設けることにより、貫通電極Ｔ３、Ｔ４の第３方向における変位量をほぼ同じくすることができる。したがって、静電容量変化ΔＣ１、ΔＣ２も同じ値となるため、差動検出を用いることによりキャップ層１００の変形の影響を相殺することができる。
【００８２】
＜実施の形態３：孔１０および溝１１についての補足＞
キャップ層１００の変曲点および剛性を調整するための孔１０や溝１１などの窪みは全て、固定側電極Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ｂを周辺のシリコンから分離するトレンチと絶縁膜１０１を跨らないように配置されている。
【００８３】
孔１０、段差ｔ、溝１１を、トレンチに埋め込まれている絶縁膜１０１を跨るように形成する場合は、キャップ層１００のシリコンおよび絶縁膜１０１を構成する酸化ケイ素を除去するために実施形態１〜２とは異なった製造ステップが必要となる。例えばシリコンを除去するためには、反応性ガスとしてＳＦ６が用いられ、酸化ケイ素膜を除去するためには反応性ガスとしてＣＨＦ３が使われるため、製造工程が多少複雑となる。孔１０や溝１１などの窪みを、トレンチを跨らないように形成する場合は、シリコンだけを加工すればよいので、製造工程を簡素化することができる。
【００８４】
図９に示すように、孔１０や溝１１などの窪みを、キャップ層１００の外側（すなわち錘２と対向していない側の面）から錘２へ向けて第３方向に沿ってキャップ層１００を貫通しないように形成する場合は、固定側電極Ｃ１ＢまたはＣ２Ｂと錘２との間の距離は窪みの存在によって影響されない。したがってこの場合は、図９（ｃ）の孔１０が示すように、固定側電極Ｃ１ＢまたはＣ２Ｂと第３方向（ｚ方向）において重なる位置（図９（ｃ）の点線によって囲まれた内側部分）に窪みを配置してもよいし、重ならない位置（図９（ｃ）の点線によって囲まれていない外側部分）に配置してもよい。そのため、検出電極Ｃ１、Ｃ２の容量に影響を与えることなく、キャップ層１００の変曲点および剛性を広範に調整することができる。
【００８５】
図１０に示すように、孔１０や溝１１などの窪みを、キャップ層１００の内側（すなわち錘２と対向している側の面）から反対面へ向けて第３方向に沿ってキャップ層１００を貫通しないように加工する場合は、固定側電極Ｃ１ＢまたはＣ２Ｂと錘２との間に孔１０または溝１１が位置することになるので、これら窪みの位置によっては、検出電極Ｃ１、Ｃ２と錘２が形成する静電容量が影響を受ける。したがってこの場合は、固定側電極Ｃ１ＢまたはＣ２Ｂと第３方向（ｚ方向）において重ならない位置に窪みを配置することが望ましい。この場合は、キャップ層１００の外側から内側に向けて窪みを形成する場合に比べ、キャップ層１００の変曲点や剛性を調整する自由度は落ちる。反面、窪みの上にパッドＥ１、Ｅ３、Ｅ４などを形成する必要がないため、パッドＥ１、Ｅ３、Ｅ４の形成および配置、配線の引き回しが楽になる。
【００８６】
＜本発明の変形例について＞
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、上記実施形態においてはキャップ層１００の剛性を調整する手段として、段差ｔ、孔１０、溝１１を例示したが、これら以外の構造を用いる場合であっても、回転軸Ｂの両側においてキャップ層１００のＸＹ面内における単位面積当たりの質量を互いに異なるように構成することができれば、同様の効果を発揮することができると考えられる。
【００８７】
以上の実施形態１〜３においては、段差ｔ、孔１０、溝１１を用いて、キャップ層１００の変曲点および剛性、さらには固定側電極Ｔ３（Ｃ１Ｂ）、Ｔ４（Ｃ２Ｂ）の第３方向における変位量を調整することができることを示した。しかし、これらの方法は互いに独立したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、孔１０と溝１１を組み合わせてキャップ層１００の表または裏にこれら窪みを形成することもできる。さらに、必要に応じて段差ｔを組み合わせてもよい。
【００８８】
以上の実施形態１〜３では、説明の便宜上、熱硬化樹脂１５３を用いたパッケージング技術を採用した場合を説明したが、加速度検出素子が複数の材料で構成されていることから、線膨張係数の違いによる加速度検出素子の変形も容易に想定される。そのため、セラミックパッケージや、あらかじめプラスチックを成形しその中に構成要素を実装するプレモールドパッケージなど、加速度検出素子自身の変形や実装による歪を伴う様々なパッケージ技術においても、本発明の概念は有用である。
【００８９】
本発明は、自動車、ロボットなどの姿勢検知、カメラのぶれ補正、ナビゲーションの姿勢・方向検知、ゲーム機の姿勢検知用のセンサなどの分野において幅広く利用することができる。特に、移動体での使用や、周辺にエンジン、モーター、電磁石、マイコンなど発熱源がある場合において、その効果を発揮することが期待できる。
【符号の説明】
【００９０】
Ｓ１〜Ｓ２：加速度センサ
１ａ：支持基板
１ｂ：中間絶縁層
１ｃ：デバイス層
２：錘
５：ねじれ梁
６：固定部
Ｃ１〜Ｃ２：検出電極
Ｃ１Ｂ：検出電極の固定側電極
Ｃ２Ｂ：検出電極の固定側電極
ＣＡ：キャビティ
ＣＡ１：キャビティ
ＣＡ２：キャビティ
Ｔ１〜Ｔ２：貫通電極（ポスト）
Ｔ３〜Ｔ４：貫通電極（検出電極の固定側電極）
Ｅ１〜Ｅ４：パッド
１０１：絶縁膜
５０：信号処理ＩＣ
５１：搬送波
５２：ＣＶ変換回路
５３：同期検波回路
５４：ＡＤ変換部
１００：キャップ層
１５０：リードフレーム
１５１：接着剤
１５２：ワイヤ
１５３：熱硬化性樹脂
【図１】
2015210095.tif 000003
【図２】
2015210095.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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