(57)【要約】【課題】部品点数を少なくして厚み寸法を小さくできる半導体加速度センサを提供する。【解決手段】重錘固定部７に固定される本体部３０と、本体部３０から支持部９の内周面１３と台座３の露出面２５との間の間隙内に突出して、重錘５が可撓部１１側に所定量変位したときに内周面１３と当接する第１の当接部４１と台座３側に所定量変位したときに露出面２５と当接する第２の当接部４５とを有する突出部３１とから重錘５を構成する。内周面１３と第１の当接部４１とにより重錘５が可撓部１１側及び中心線Ｃを中心とする放射方向に変位する変位量の範囲を規制する第１のストッパ構造を構成し、露出面２５と第２の当接部４５とにより重錘５が台座３側に変位する変位量の範囲を規制する第２のストッパ構造を構成する。【選択図】  図１
2004198207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に重錘固定部が位置し、前記中心部の外側に筒状の支持部が位置し、前記重錘固定部と前記支持部との間に加速度センサ素子が形成された可撓性を有する可撓部を備えた加速度センサ本体と、
前記重錘固定部に接合され前記筒状の支持部によって一部が囲まれる重錘と、
前記筒状の支持部に接合された筒状の台座とを具備する半導体加速度センサにおいて、
前記重錘は、前記重錘固定部の中心を通り前記可撓部が延びる方向と直交する方向に延びる中心線上に中心が位置するように前記重錘固定部に固定された本体部と、前記本体部から前記支持部の内周面に向かって突出する１以上の突出部とを具備し、
前記支持部の内周面の形状及び寸法、前記複数の突出部の形状及び寸法並びに前記台座の形状及び寸法は、前記重錘が前記中心線に沿って前記可撓部から離れる方向に所定量変位したときには前記複数の突出部と前記台座の一部とが当接し、前記重錘が前記中心線に沿って前記可撓部側に所定量変位したときには前記複数の突出部が前記内周面に当接し、前記重錘が前記中心線と直交する方向に所定量変位したときには前記複数の突出部の一部が前記内周面に当接するように定められていることを特徴とする半導体加速度センサ。
【請求項２】
前記重錘は前記重錘固定部に熱硬化性接着剤を介して接合され、前記台座はガラス材料により形成され、且つ前記台座と前記支持部とは前記熱硬化性接着剤の硬化温度よりも高い加熱温度を伴う陽極接合により接合されており、
前記１以上の突出部は複数の突出部からなり、
前記台座の内周部の形状は、前記重錘が前記重錘固定部に接合される際に、前記重錘の前記複数の突出部の通過を許容し、且つ前記支持部の内部に前記複数の突出部が入った状態で前記中心線を中心にして前記重錘が所定の角度回転させられた状態で前記複数の突出部の通過を阻止し得る形状に定められている請求項１に記載の半導体加速度センサ。
【請求項３】
中心部に重錘固定部が位置し、前記中心部の外側に筒状の支持部が位置し、前記重錘固定部と前記支持部との間に加速度センサ素子が形成された可撓性を有する可撓部を備えた加速度センサ本体と、
前記重錘固定部の中心を通り前記可撓部が延びる方向と直交する方向に延びる中心線上に中心が位置するように前記重錘固定部に接合され前記筒状の支持部によって一部が囲まれる重錘と、
前記筒状の支持部に接合された筒状の台座とを具備する半導体加速度センサにおいて、
前記支持部の内周面は、前記台座から前記可撓部に向うにしたがって、前記中心線に近づくように傾斜しており、
前記台座の前記可撓部側に位置する上面は、前記支持部に接合される接合面と、前記接合面の内側に位置し且つ前記内周面との間に鋭角を形成するように前記中心線に向かって延びる露出面とを有しており、
前記重錘は、前記重錘固定部に接合される本体部と、前記本体部から前記内周面と前記露出面との間の間隙内に突出して、前記重錘が前記可撓部側に所定量変位したときに前記内周面と当接する第１の当接部と前記台座側に所定量変位したときに前記露出面と当接する第２の当接部とを有する１以上の突出部とを有しており、
前記支持部の前記内周面と前記第１の当接部とにより前記重錘が前記可撓部側及び前記中心線を中心とする放射方向に変位する変位量の範囲を規制する第１のストッパ構造が構成され、
前記台座の前記露出面と前記第２の当接部とにより前記重錘が前記台座側に変位する変位量の範囲を規制する第２のストッパ構造が構成されていることを特徴とする半導体加速度センサ。
【請求項４】
前記重錘は前記重錘固定部に熱硬化性接着剤を介して接合され、前記台座はガラス材料により形成され、且つ前記台座と前記支持部とは前記熱硬化性接着剤の硬化温度よりも高い加熱温度を伴う陽極接合により接合されており、
前記１以上の突出部は複数の突出部からなり、
前記台座の内周部の形状は、前記重錘が前記重錘固定部に接合される際に、前記重錘の前記複数の突出部の通過を許容し、且つ前記支持部の内部に前記複数の突出部が入った状態で前記中心線を中心にして前記重錘が所定の角度回転させられると、前記複数の突出部の前記第２の当接部が前記露出面と対向するように定められている請求項３に記載の半導体加速度センサ。
【請求項５】
前記複数の突出部が、前記重錘の前記本体部の外周部に前記中心線を中心にして９０°ずつ離れた位置に前記本体部と一体に設けられた４つの前記突出部からなる請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体加速度センサ。
【請求項６】
前記支持部の内周面は、切頭角錐形の内部空間の外周面に倣うように、実質的に同形状の４つの台形状の傾斜面が環状に組み合わされて構成されており、
前記突出部は、前記中心線を中心にして９０°ずつ間隔をあけて放射方向に延びる４本の仮想放射線上に頂点が位置するように突出しており、
前記頂点は放射方向に向かって凸となる湾曲面の一部によって構成されている請求項５に記載の半導体加速度センサ。
【請求項７】
中心部に重錘固定部が位置し、前記中心部の外側に筒状の支持部が位置し、前記重錘固定部と前記支持部との間に可撓性を有する可撓部を備えた加速度センサ本体と、
前記可撓部に形成された拡散抵抗により構成されて相互に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の三軸の加速度をそれぞれ検出する加速度センサ素子と、
前記重錘固定部の中心を通り前記可撓部が延びる方向と直交する方向に延びる中心線上に中心が位置するように前記重錘固定部に固定され前記筒状の支持部によって一部が囲まれる重錘と、
前記筒状の支持部に接合された筒状の台座とを具備する半導体加速度センサにおいて、
前記支持部の内周面は、切頭角錐形の内部空間の外周面に倣うように、実質的に同形状の４つの台形状の傾斜面が環状に組み合わされて構成されており、
前記台座の前記可撓部側に位置する上面は、前記支持部に接合される接合面と、前記接合面の内側に位置し且つ前記内周面との間に鋭角を形成するように前記中心線に向かって延びる露出面とを有しており、
前記重錘は、前記重錘固定部に固定される本体部と、前記本体部から前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に向けて前記４つの傾斜面と前記露出面との間にそれぞれ突出して、前記重錘が前記可撓部側に所定量変位したときに前記内周面と当接する第１の当接部と前記台座側に所定量変位したときに前記露出面と当接する第２の当接部とを有する４つの突出部とを有しており、
前記支持部の前記内周面と前記第１の当接部とにより前記重錘が前記可撓部側及び前記中心線を中心とする放射方向に変位する変位量の範囲を規制する第１のストッパ構造が構成され、
前記台座の前記露出面と前記第２の当接部とにより前記重錘が前記台座側に変位する変位量の範囲を規制する第２のストッパ構造が構成されていることを特徴とする半導体加速度センサ。
【請求項８】
前記重錘は前記重錘固定部に熱硬化性接着剤を介して接合され、前記台座はガラス材料により形成され、且つ前記台座と前記支持部とは前記熱硬化性接着剤の硬化温度よりも高い加熱温度を伴う陽極接合により接合されており、
前記台座の内周面の形状は、前記重錘が前記重錘固定部に接合される際に、前記切頭角錐形の内周面により形成される底面の２つの仮想対角線に対応して前記４つの突出部を位置させた状態で前記重錘の前記複数の突出部の通過を許容し、且つ前記支持部の内部に前記複数の突出部が入った状態で前記中心線を中心にして前記重錘が所定の角度回転させられると、前記複数の突出部の前記第２の当接部が前記露出面と対向するように定められている請求項７に記載の半導体加速度センサ。
【請求項９】
前記突出部は、前記中心線を中心にして９０°ずつ間隔をあけてＸ軸方向及びＹ軸方向の放射方向に延びる４本の仮想放射線上に頂点が位置するように突出しており、
前記頂点は放射方向に向かって凸となる湾曲面の一部によって構成されており、
前記第１の当接部は、前記頂点を含むように形成されている請求項８に記載の半導体加速度センサ。
【請求項１０】
前記第１の当接部及び前記第２の当接部は、前記重錘に加速度が作用していない状態で、前記傾斜面及び前記露出面とそれぞれ平行に延びており、
前記突出部は、前記第１の当接部に連続して延びて前記可撓部に向かうにしたがって前記傾斜面から離れるように傾斜して前記傾斜面に対向する対向傾斜部を更に有している請求項９に記載の半導体加速度センサ。
【請求項１１】
前記台座の内周面は、前記加速度センサ本体と反対側に開口する外側開口部から前記加速度センサ本体側に開口する内側開口部に向うにしたがって、前記中心線に近づくように傾斜している請求項１〜１０のいずれか１つに記載の半導体加速度センサ。
【請求項１２】
前記重錘の前記本体部は、前記重錘固定部を囲むように前記領域内に配置されて前記４つの突出部と一体に結合する固定部周囲部を有しており、
前記固定部周囲部には、前記４つの突出部にほぼ隣接する位置に前記可撓部側に開口する４つの凹部が形成されている請求項７〜１１のいずれか１つに記載の半導体加速度センサ。
【請求項１３】
中心部に重錘固定部が位置し、前記中心部の外側に筒状の支持部が位置し、前記重錘固定部と前記支持部との間に加速度センサ素子が形成された可撓性を有する可撓部を備えた加速度センサ本体と、
前記重錘固定部の中心を通り前記可撓部が延びる方向と直交する方向に延びる中心線上に中心が位置するように前記重錘固定部に熱硬化性接着剤を介して固定された本体部と、前記本体部から前記支持部の内周面に向かって突出する複数の突出部とを有する重錘と、
前記筒状の支持部に前記熱硬化性接着剤の硬化温度よりも高い加熱温度を伴う陽極接合により接合された筒状の台座とを具備する半導体加速度センサの製造方法において、
前記加速度センサ本体の前記支持部と前記台座とを陽極接合により接合し、
前記加速度センサ本体の前記重錘固定部及び前記重錘の両接合部分の少なくとも一方に前記熱硬化性接着剤を塗布し、
前記複数の突出部を、前記筒状の台座の中空部を介して前記支持部の内部に挿入し、
前記挿入後に、前記中心線を中心にして前記重錘を所定角度回転して、前記複数の突出部の通過が前記台座により阻止される位置に前記突出部の先端を配置し、
前記重錘と前記重錘固定部とを当接した状態で前記接着剤を硬化させて、前記重錘と前記重錘固定部とを接合する半導体加速度センサの製造方法。
【請求項１４】
中心部に重錘固定部が位置し、前記中心部の外側に筒状の支持部が位置し、前記重錘固定部と前記支持部との間に加速度センサ素子が形成された可撓性を有する可撓部を備えた加速度センサ本体と、
前記重錘固定部の中心を通り前記可撓部が延びる方向と直交する方向に延びる中心線上に中心が位置するように前記重錘固定部に熱硬化性接着剤を介して接合される本体部と、前記本体部から前記支持部の内周面に向かって突出する複数の突出部とを有する重錘と、
前記筒状の支持部に前記熱硬化性接着剤の硬化温度よりも高い加熱温度を伴う陽極接合により接合される筒状の台座とを具備し、
前記支持部の内周面は、前記台座から前記可撓部に向うにしたがって、前記中心線に近づくように傾斜しており、
前記台座の前記可撓部側に位置する上面は、前記支持部に接合される接合面と、前記接合面の内側に位置し且つ前記内周面との間に鋭角を形成するように前記中心線に向かって延びる露出面とを有しており、
前記重錘は、前記重錘固定部に接合される本体部と、前記本体部から前記内周面と前記露出面との間の間隙内に突出して、前記重錘が前記可撓部側に所定量変位したときに前記内周面と当接する第１の当接部と前記台座側に所定量変位したときに前記露出面と当接する第２の当接部とを有する複数の突出部とを有している半導体加速度センサの製造方法において、
前記加速度センサ本体の前記支持部と前記台座とを陽極接合により接合し、
前記加速度センサ本体の前記重錘固定部及び前記重錘の両接合部分の少なくとも一方に前記熱硬化性接着剤を塗布し、
前記複数の突出部を、前記筒状の台座の中空部を介して前記支持部の内部に挿入し、
前記挿入後に、前記中心線を中心にして前記重錘を所定角度回転して、前記複数の突出部の前記第２の当接部を前記露出面と対向させ、
前記重錘と前記重錘固定部とを当接した状態で前記接着剤を硬化させて、前記重錘と前記重錘固定部とを接合する半導体加速度センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体加速度センサ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−１０９７５５号（特許文献１）の第６頁第４図及び特開２０００−２３５０４４公報（特許文献２）の第１２頁第１図には、中心部に重錘固定部が位置し中心部の外側に筒状の支持部が位置し、重錘固定部と支持部との間に加速度センサ素子が形成された可撓性を有する可撓部を備えた加速度センサ本体と、重錘固定部に接合された重錘と、支持部に接合された台座とを具備する半導体加速度センサが示されている。この半導体加速度センサでは、重錘が台座側（下方側）に所定量変位したときに当接する下方ストッパ部材が台座により構成されている。また、重錘が可撓部側（上方側）に所定量変位したときに当接するブロック状の上方ストッパ部材を加速度センサ本体の上方に配置している。このような構成により、重錘が上下方向に変位する変位量の範囲が規制されて、大きな加速度が半導体加速度センサに加えられた際の可撓部の損傷を防いでいる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１０９７５５号（第６頁、第４図）
【０００４】
【特許文献２】
特開２０００−２３５０４４公報（第１２頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような半導体加速度センサでは、重錘の上方向に変位する変位量の範囲を規制するために、加速度センサ本体に新たな上方ストッパ部材を配置しなければならず、半導体加速度センサの部品点数が多くなり、半導体加速度センサの厚み寸法が大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、部品点数を少なくして厚み寸法を小さくできる半導体加速度センサを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、部品点数を少なくして厚み寸法を小さくできる半導体加速度センサにおいて、台座が固定された加速度センサ本体に重錘を容易に固定できる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】
本発明が改良の対象とする半導体加速度センサは、中心部に重錘固定部が位置し、中心部の外側に筒状の支持部が位置し、重錘固定部と支持部との間に加速度センサ素子が形成された可撓性を有する可撓部を備えた加速度センサ本体と、重錘固定部に接合され筒状の支持部によって一部が囲まれる重錘と、筒状の支持部に接合された筒状の台座とを具備している。本発明では、重錘は、重錘固定部の中心を通り可撓部が延びる方向と直交する方向に延びる中心線上に中心が位置するように重錘固定部に固定された本体部と、本体部から支持部の内周面に向かって突出する１以上の突出部とを具備している。また、支持部の内周面の形状及び寸法、複数の突出部の形状及び寸法並びに台座の形状及び寸法は、重錘が中心線に沿って可撓部から離れる方向に所定量変位したときには複数の突出部と台座の一部とが当接し、重錘が中心線に沿って可撓部側に所定量変位したときには複数の突出部が内周面に当接し、重錘が中心線と直交する方向に所定量変位したときには複数の突出部の一部が内周面に当接するように定められている。
【０００９】
より具体的には、支持部の内周面は、台座から可撓部に向うにしたがって、前述の中心線に近づくように傾斜しており、台座の可撓部側に位置する上面は、支持部に接合される接合面と、接合面の内側に位置し且つ内周面との間に鋭角を形成するように中心線に向かって延びる露出面とを有している。そして、重錘は、重錘固定部に接合される本体部と、本体部から内周面と露出面との間の間隙内に突出して、重錘が可撓部側に所定量変位したときに内周面と当接する第１の当接部と台座側に所定量変位したときに露出面と当接する第２の当接部とを有する１以上の突出部とを有している。そして、支持部の内周面と第１の当接部とにより重錘が可撓部側及び中心線を中心とする放射方向に変位する変位量の範囲を規制する第１のストッパ構造を構成し、台座の露出面と第２の当接部とにより重錘が台座側に変位する変位量の範囲を規制する第２のストッパ構造を構成する。
【００１０】
本発明によれば、加速度センサ本体の支持部と重錘と台座とにより重錘の上下方向への変位量の範囲を規制するストッパ構造（第１及び第２のストッパ構造）を構成することができるので、従来のように、加速度センサ本体に新たな上方ストッパ部材を配置する必要がない。そのため、半導体加速度センサの部品点数を少なくして半導体加速度センサの厚み寸法を小さくできる。
【００１１】
重錘は重錘固定部に熱硬化性接着剤を介して接合し、台座はガラス材料により形成し、且つ台座と支持部とは熱硬化性接着剤の硬化温度よりも高い加熱温度を伴う陽極接合により接合すれば、半導体加速度センサを容易に製造することができる。しかしながら、このような場合、重錘を重錘固定部に接合した後に、台座と加速度センサ本体の支持部とを接合すると、重錘と重錘固定部とを接合する熱硬化性接着剤が陽極接合の際に高熱に晒されて、接着剤の接着強度が低下するおそれがある。そのため、台座と加速度センサ本体の支持部とを接合した後に重錘を重錘固定部に接合することが求められる。そこで、１以上の突出部を複数の突出部から構成し、台座の内周部の形状は、重錘が重錘固定部に接合される際に、重錘の複数の突出部の通過を許容し、且つ保持部の内部に複数の突出部が入った状態で中心線を中心にして重錘が所定の角度回転させられた状態で複数の突出部の通過を阻止し得る形状に（複数の突出部の第２の当接部が露出面と対向するように）定める。このような半導体加速度センサを製造するには、まず、加速度センサ本体の支持部と台座とを陽極接合により接合する。次に、加速度センサ本体及び重錘の両接合部分の少なくとも一方に熱硬化性接着剤を塗布し、複数の突出部を、筒状の台座の中空部を介して支持部の内部に挿入する。その後に、前述の中心線を中心にして重錘を所定角度回転して、複数の突出部の通過が台座により阻止される位置に（複数の突出部の第２の当接部が露出面と対向するように）突出部の先端を配置し、重錘と重錘固定部とを当接した状態で接着剤を硬化させて、重錘と重錘固定部とを接合する。このような構成を採用すれば、加速度センサ本体と接合された台座内に重錘を挿入して回転させるだけで、台座と加速度センサ本体の支持部とを接合した後に重錘を重錘固定部に接合することができる。そのため、接着剤の接着強度を低下させることなく半導体加速度センサを製造することができる。
【００１２】
少なくとも可撓部が延びる方向の直交する二方向（２軸）の加速度を測定するには、複数の突出部を、重錘の本体部の外周部に中心線を中心にして９０°ずつ離れた位置に本体部と一体に設けられた４つの突出部から構成すればよい。
【００１３】
通常、支持部の内周面は、切頭角錐形の内部空間の外周面に倣うように、実質的に同形状の４つの台形状の傾斜面が環状に組み合わされて構成することが多い。この場合、突出部は、中心線を中心にして９０°ずつ間隔をあけて放射方向に延びる４本の仮想放射線上に頂点が位置するように突出させ、頂点は放射方向に向かって凸となる湾曲面の一部によって構成するのが好ましい。このようにすれば、湾曲面上の頂点となる部分を含むように線状または点状の第１の当接部が構成されるため、支持部及び突出部に寸法誤差が生じても、第１の当接部の形状及び寸法をほぼ一定に維持することができる。
【００１４】
加速度センサ素子は、相互に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の三軸の加速度をそれぞれ検出するように構成することができる。この場合、突出部は、中心線を中心にして９０°ずつ間隔をあけてＸ軸方向及びＹ軸方向の放射方向に延びる４本の仮想放射線上に頂点が位置するように突出させればよい。
【００１５】
第１の当接部及び第２の当接部は、重錘に加速度が作用していない状態で、傾斜面及び露出面とそれぞれ平行に延ばすのが好ましい。このようにすれば、第１の当接部及び第２の当接部を傾斜面及び露出面にそれぞれ適宜な寸法で当接させることができる。また、突出部は、第１の当接部に連続して延びて可撓部に向かうにしたがって傾斜面から離れるように傾斜して傾斜面に対向する対向傾斜部を更に有しているのが好ましい。このようにすれば、第１の当接部の寸法が限定され、重錘が傾斜面に強く当接するのを防止できる。
【００１６】
台座の内周面は、加速度センサ本体と反対側に開口する外側開口部から加速度センサ本体側に開口する内側開口部に向うにしたがって、中心線に近づくように傾斜させるのが好ましい。このようにすれば、台座の外側開口部と重錘との距離が大きくなるため、台座を接着剤を用いて被取付部材に接合しても、接着剤が重錘に付着するのを防ぐことができる。
【００１７】
重錘の本体部は、重錘固定部を囲むように領域内に配置されて４つの突出部と一体に結合された固定部周囲部を有するように構成し、固定部周囲部には、４つの突出部にほぼ隣接する位置に可撓部側に開口する４つの凹部を形成するのが好ましい。このようにすれば、突出部の加工精度が悪くなっても、４つの突出部による重錘全体のバランスが低下するのを防ぐことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態の半導体加速度センサの断面図であり、図２は、図１に示す半導体加速度センサを台座３側から見た裏面図である。両図に示すように、本発明の実施の形態の半導体加速度センサは、加速度センサ本体１と加速度センサ本体１を支持する台座３と加速度センサ本体１に固定された重錘５とを有している。
【００１９】
加速度センサ本体１は、中心部に重錘固定部７が位置し、中心部の外側に筒状の支持部９が位置し、重錘固定部７と支持部９との間に可撓性を有する可撓部１１を有するように単結晶シリコンからなる半導体結晶基板に異方性エッチングが施されて形成されている。加速度センサ本体１の表面の可撓部１１上には、加速度検出用拡散抵抗からなる複数のセンサ素子が形成されている。本例の半導体加速度センサは、外部から加えられた力による加速度、または傾斜させた静止状態で加わる重力加速度に基づく力により重錘５が動いて可撓部１１が撓むことにより、センサ素子を構成する各拡散抵抗の抵抗値が変化して歪み量に応じた加速度を検出する。本例では、複数のセンサ素子は、相互に直交して可撓部１１が延びる方向のＸ軸方向及びＹ軸方向と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向との３軸方向の加速度を検出する。
【００２０】
重錘固定部７は、可撓部１１から重錘５に向かって突出した形状を有しており、重錘固定部７の中心を通り可撓部１１が延びる方向と直交する方向（Ｚ軸方向）に延びる中心線Ｃ上に中心が位置するように、先端に重錘５が固定されている。この重錘固定部７は、多角形の横断面を有しており、その外周面は、可撓部１１が位置する側から離れる（即ち、重錘５に向かう）に従って中心線Ｃに近づくように傾斜している。
【００２１】
支持部９は、矩形の筒状を有しており、その内周面１３は、切頭角錐形の空間の外周面に倣うように、実質的に同形状の４つの台形状の傾斜面１３Ａ〜１３Ｄが環状に組み合わされて構成されている。なお、図２においては、傾斜面１３Ａ〜１３Ｄは一点鎖線で囲んで示している。傾斜面１３Ａ〜１３Ｄは、可撓部１１が位置する側に向かうに従って中心線Ｃに近づくように傾斜している。本例では、傾斜面１３Ａ〜１３Ｄの中心線Ｃに対する傾斜角度θは３０°を有している。このような支持部９の内周面１３の構造により、重錘固定部７と支持部９と可撓性１１とに囲まれた領域の内部空間１５の外面は、可撓部１１に向かって横断面形状が小さくなる切頭角錐形状を有することになる。
【００２２】
台座３は、ガラス製のほぼ四角の筒体により形成されており、加速度センサ本体１側に開口する内側開口部１９と加速度センサ本体１と反対側に開口する外側開口部２１とを有している。台座３の可撓部１１側に位置する上面は、支持部９に接合される接合面２３と、接合面２３の内側に位置し且つ支持部９の内周面１３との間に鋭角（５４．７°）を形成するように中心線Ｃに向かって延びる環状の露出面２５とを有している。これにより、図３に示すように、加速度センサ本体１の内周面１３と台座３の露出面２５との間には、間隙２７が形成されることになる。また、図１に示すように、台座３の内周面２９は、外側開口部２１から内側開口部１９に向うにしたがって、中心線Ｃに近づくように傾斜している。内側開口部１９及び外側開口部２１は、ほぼ矩形の形状を有しており、図５に示すように、重錘５が重錘固定部７に接合される際に、支持部９の切頭角錐形の内周面１３により形成される底面の２つの仮想対角線ＤＬ１，ＤＬ２に対応して重錘５の後述する４つの突出部３１Ａ〜３１Ｄを位置させた状態で重錘５の突出部３１Ａ〜３１Ｄの通過を許容し、且つ支持部９の内部に突出部３１Ａ〜３１Ｄが入った状態で中心線Ｃを中心にして重錘５が所定の角度（４５°）回転させられると、突出部３１Ａ〜３１Ｄの通過を阻止し得る形状に定められている。
【００２３】
重錘５は、タングステンにより形成されており、重錘固定部７に固定される本体部３０と、本体部３０と一体に設けられて本体部３０から内周面１３と露出面２５との間の間隙２７内に突出する４つの突出部３１Ａ〜３１Ｄとを有している。本体部３０は、中心部が重錘固定部７に接合されるほぼ円板状の被接合部３３と被接合部３３の上面に一体に結合された固定部周囲部３５とを有している。固定部周囲部３５は、環状形状を有しており、重錘固定部７を囲むように内部空間１５内に配置されている。
【００２４】
４つの突出部３１Ａ〜３１Ｄの各突出部は、図４（Ａ）及び（Ｂ）の部分図に示すように、重錘固定部７が位置する側から見た輪郭形状［図４（Ａ）］が支持部９側に膨出するほぼ半円の形状を有し、支持部９側から見た輪郭形状［図４（Ｂ）］が可撓部１１側に膨出するほぼ半円の形状を有するように、内周面１３と対向する湾曲部３７と露出面２５に対向する平面部３９とを有している。そして、図２に示すように、中心線Ｃを中心にして９０°ずつ間隔をあけてＸ軸方向及びＹ軸方向の放射方向に延びる４本の仮想放射線ＸＬ１，ＸＬ２，ＹＬ１，ＹＬ２上に湾曲面の一部によって構成される頂点が位置するように突出している。図３に示すように、湾曲部３７には、重錘５に加速度が作用していない状態で、内周面１３と平行に延びる線状の第１の当接部４１と第１の当接部４１に連続して延びる対向傾斜部４３とが形成されている。対向傾斜部４３は、可撓部１１に向かうにしたがって内周面１３から離れるように傾斜している。平面部３９には、重錘５に加速度が作用していない状態で、台座３の露出面２５と平行に延びる面状の第２の当接部４５が形成されている。本例では、第１の当接部４１と内周面１３との間の間隙Ｇ１の寸法及び第２の当接部４５と露出面２５との間の間隙Ｇ２の寸法は、５〜２０μｍに設定されている。第１の当接部４１は、前述した湾曲面３７上の頂点に対応する部分を含んで構成されている。この第１の当接部４１は、重錘５が可撓部１１側及び支持部９側に所定量変位したときに内周面１３と当接する寸法に設定されており、この第１の当接部４１と内周面１３とにより重錘５が可撓部１１側及び中心線Ｃを中心とする放射方向に変位する変位量の範囲を規制する第１のストッパ構造が構成されている。第２の当接部４５は、重錘５が台座３側に所定量変位したときに露出面２５と当接する寸法に設定されており、この第２の当接部４５と露出面２５とにより重錘５が台座３側に変位する変位量の範囲を規制する第２のストッパ構造が構成されている。本例のように第１及び第２のストッパ構造を構成すれば、加速度センサ本体１の支持部９と重錘５と台座３とにより重錘５の上下方向への変位量の範囲を規制するストッパ構造（第１及び第２のストッパ構造）を構成することができるので、従来のように、加速度センサ本体に新たな上方ストッパ部材を配置する必要がない。そのため、半導体加速度センサの部品点数を少なくして半導体加速度センサの厚み寸法を小さくできる。
【００２５】
次に本例の半導体加速度センサにおいて重錘５を加速度センサ本体１に接合する方法について説明する。まず、加速度センサ本体１の支持部９と台座３とを約４００℃の加熱を伴う陽極接合により接合する。次に、加速度センサ本体の重錘固定部７及び重錘５の両接合部分の少なくとも一方に熱硬化性接着剤を塗布する。次に、図５に示すように、４つの突出部３１Ａ〜３１Ｄを、切頭角錐形の内周面１３により形成される底面の仮想対角線ＤＬ１，ＤＬ２上に配置した状態で、筒状の台座３の中空部を介して内部空間１５内に挿入する。
【００２６】
次に、重錘５を中心線Ｃを中心に矢印Ａの方向へ所定の角度（４５°）回転して、図２及び図３に示すように、突出部３１Ａ〜３１Ｄの先端の第２の当接部４５を露出面２５と対向させる位置に（４つの突出部３１Ａ〜３１Ｄの通過が台座３により阻止される位置に）突出部３１Ａ〜３１Ｄの先端を配置する。言い換えるならば、突出部３１Ａ〜３１Ｄを傾斜面１３Ａ〜１３Ｄと露出面２５との間のそれぞれの間隙２７内に配置する。そして、重錘５と重錘固定部７とを当接した状態で熱硬化性接着剤を約２００℃で硬化させて、重錘５と重錘固定部７とを接合して製造を完了する。
【００２７】
重錘５を重錘固定部７に接合した後に、台座３と加速度センサ本体１の支持部９とを接合すると、重錘５と重錘固定部７とを接合する熱硬化性接着剤が陽極接合の際に熱硬化以上の高熱（約４００℃）に晒されて、接着剤の接着強度が低下するおそれがある。そこで、本例のように半導体加速度センサを製造すれば、台座３と加速度センサ本体１の支持部９とを接合した後に、重錘５を重錘固定部７に接合することができる。そのため、接着剤の接着強度を低下させることなく半導体加速度センサを製造することができる。
【００２８】
図６及び図７は、本発明の他の実施の形態の半導体加速度センサに用いる重錘１０５の断面図及び平面図を示している。本例で用いる重錘１０５は、固定部周囲部１３５に４つの凹部１００…が形成されており、この凹部１００…を除く部分については、図１〜３に示す重錘５と同じ構造を有している。そのため、図１〜３に示す重錘５と同じ部分には、図１〜３に付した符号に１００を加えた符号を付して説明を省略する。
【００２９】
凹部１００は、４つの突出部１３１Ａ〜１３１Ｄにほぼ隣接する位置に形成されており、可撓部側に開口している。凹部１００を設けることにより、突出部１３１Ａ〜１３１Ｄの加工精度が悪くなっても、突出部１３１Ａ〜１３１Ｄによる重錘１０５のバランスが低下するのを防ぐことができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、加速度センサ本体の支持部と重錘と台座とにより重錘の上下方向への変位量の範囲を規制するストッパ構造（第１及び第２のストッパ構造）を構成することができるので、従来のように、加速度センサ本体に新たな上方ストッパ部材を配置する必要がない。そのため、半導体加速度センサの部品点数を少なくして半導体加速度センサの厚み寸法を小さくできる。
【００３１】
また、加速度センサ本体と接合された台座内に重錘を挿入して回転させるだけで、台座と加速度センサ本体の支持部とを接合した後に重錘を重錘固定部に接合することができる。そのため、接着剤の接着強度を低下させることなく半導体加速度センサを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の半導体加速度センサの断面図である。
【図２】図１に示す半導体加速度センサを台座側から見た裏面図である。
【図３】図１に示す半導体加速度センサの部分拡大図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示す半導体加速度センサの部分拡大図である。
【図５】
図１に示す半導体加速度センサの製造方法を説明するために用いる図である。
【図６】
本発明の他の実施の形態の半導体加速度センサに用いる重錘の断面図である
【図７】
図５に示す重錘の平面図である。
【符号の説明】
１  加速度センサ本体
３  台座
５  重錘
７  重錘固定部
９  支持部
１１  可撓部
１３  内周面
１３Ａ〜１３Ｄ  傾斜面
２５  露出面
２７  間隙
３０  本体部
３１  突出部
３１Ａ〜３１Ｄ  突出部
３５  固定部周囲部
４１  第１の当接部
４５  第２の当接部
１００  凹部
Ｃ  中心線
【図１】
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【図２】
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【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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