(57)【要約】  自動洗浄、自動装着によるリフローはんだに適した、小型化で、一括生産が実現できるスイッチ機能を有するセンサとその製造方法、およびそれを組み込んだ携帯電話機を提供する。  スイッチの導通部が形成される半導体から成る第１の基板と、スイッチの導通部が形成される半導体あるいはスイッチの導通部が形成される絶縁体から成る第２の基板と、導電性を有する移動部材とから構成され、第１の基板あるいは第２の基板のいずれかが、空洞形状部を有し、導電性を有する移動部材を、第１の基板と第２の基板により封じ込めて成るスイッチ機能を有するセンサとその製造方法、およびこれを組み込んだ電子機器である。
2005088664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一括して複数の素子が形成される半導体集積技術を用いたスイッチ機能を有するセンサであって、
前記スイッチの導通部が形成される半導体から成る第１の基板と、前記スイッチの導通部が形成される半導体あるいは前記スイッチの導通部が形成される絶縁体から成る第２の基板と、導電性を有する移動部材とから構成され、
前記第１の基板あるいは前記第２の基板のいずれかが、空洞形状部を有し、前記導電性を有する移動部材を、前記第１の基板と前記第２の基板により封じ込めて成ることを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記空洞形状部を有する前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記導通部が、前記空洞形状部の側面部および平面部に沿った空洞状電極を形成するか、あるいは前記側面部と前記平面部に分かれた側面電極と平面電極とを形成するか、あるいは前記側面電極のみを形成するか、あるいは前記平面電極のみを形成し、さらに電極引出し部を形成し、
前記移動部材を封じ込める前記空洞形状部を持たない前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記導通部が、平面電極および前記電極引出し部あるいは前記平面電極のみを形成して成ることを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【請求項３】
請求項２に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記第１の基板および前記第２の基板の前記導通部が形成する前記空洞状電極、前記側面電極および前記平面電極のそれぞれが、単一電極を形成するか、あるいは分割された複数電極を形成して成ることを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【請求項４】
請求項３に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記空洞形状部の前記平面部と、前記空洞形状部を持たない前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記平面部の両方か、あるいは一方が、
前記移動部材を静止させる安定点を持つように、凸部あるいは凹部を有することを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【請求項５】
請求項３に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記空洞形状部の前記平面部と、前記空洞形状部を持たない前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記平面部の両方か、あるいは一方が、
隣り合う前記複数電極の間に、前記移動部材が移動できる溝を有し、前記移動部材が移動できる溝が水平であるか、あるいは傾斜を有することを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【請求項６】
請求項２に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記側面電極と同一機能を備えた立体形状の側面電極を有することを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【請求項７】
請求項１に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記第１の基板が、前記導通部を有する半導体と絶縁体との複合基板であることを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【請求項８】
請求項１および請求項７に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記第１の基板上に、前記スイッチ機能を有するセンサと半導体集積回路とが接続されて形成されることを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【請求項９】
請求項１から請求項８に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
ノーマリーオンとノーマリーオフの機能を有することを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
各々が複数個、あるいは各々の任意の組み合わせ、あるいはさらにこれらの組み合わせから成り、複合機能を有することを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０に記載のスイッチ機能を有するセンサの製造方法であって、
前記導電性を有する移動部材を、前記第１の基板と前記第２の基板により封じ込める工程の後に、それぞれの前記スイッチ機能を有するセンサあるいは前記半導体集積回路と一体化されたスイッチ機能を有するセンサを、一括して切り離す工程を有することを特徴とするスイッチ機能を有するセンサの製造方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載のスイッチ機能を有するセンサを組み込んで成る事を特徴とする電子機器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電子機器は、携帯端末であることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一括して複数の素子が形成される半導体集積技術を用いたスイッチ機能を有するセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種のスイッチあるいはセンサとして、文献１に記載されているような構造の傾斜・振動スイッチがあった。これは構造上はんだ付けが難しく、熱によるスイッチの破壊などの問題を生じていた。このため、耐熱樹脂を用いた文献２に記載の振動センサが提案されている。しかしこの場合でも、ディップはんだやリフローはんだを行うのは難しく、自動洗浄、自動装着によるリフローはんだに適した小型化と、一括生産が実現できる構造が求められていた。
【特許文献１】特開平０９−０９７５４５号公報
【特許文献２】特開２００３−２２７７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、自動洗浄、自動装着によるリフローはんだに適した、小型化で、一括生産が実現できるスイッチ機能を有するセンサとその製造方法、およびそれを組み込んだ携帯電話機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のスイッチ機能を有するセンサは、一括して複数の素子が形成される半導体集積技術を用いたスイッチ機能を有するセンサであって、
前記スイッチの導通部が形成される半導体から成る第１の基板と、前記スイッチの導通部が形成される半導体あるいは前記スイッチの導通部が形成される絶縁体から成る第２の基板と、導電性を有する移動部材とから構成され、
前記第１の基板あるいは前記第２の基板のいずれかが、空洞形状部を有し、前記導電性を有する移動部材を、前記第１の基板と前記第２の基板により封じ込めて成ることを特徴とする。【０００５】
前記スイッチ機能を有するセンサにおいて、前記空洞形状部を有する前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記導通部が、前記空洞形状部の側面部および平面部に沿った空洞状電極を形成するか、あるいは前記側面部と前記平面部に分かれた側面電極と平面電極とを形成するか、あるいは前記側面電極のみを形成するか、あるいは前記平面電極のみを形成し、さらに電極引出し部を形成し、
前記移動部材を封じ込める前記空洞形状部を持たない前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記導通部が、平面電極および前記電極引出し部あるいは前記平面電極のみを形成して成ることを特徴とする。【０００６】
前記スイッチ機能を有するセンサにおいて、前記第１の基板および前記第２の基板の前記導通部が形成する前記空洞状電極、前記側面電極および前記平面電極のそれぞれが、単一電極を形成するか、あるいは分割された複数電極を形成して成ることを特徴とする。【０００７】
前記スイッチ機能を有するセンサにおいて、前記空洞形状部の前記平面部と、前記空洞形状部を持たない前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記平面部の両方か、あるいは一方が、前記移動部材を静止させる安定点を持つように、凸部あるいは凹部を有することを特徴とする。【０００８】
前記スイッチ機能を有するセンサにおいて、前記空洞形状部の前記平面部と、前記空洞形状部を持たない前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記平面部の両方か、あるいは一方が、隣り合う前記複数電極の間に、前記移動部材が移動できる溝を有し、前記移動部材が移動できる溝が水平であるか、あるいは傾斜を有することを特徴とする。【０００９】
前記スイッチ機能を有するセンサにおいて、前記側面電極と同一機能を備えた立体形状の側面電極を有することを特徴とする。【００１０】
前記スイッチ機能を有するセンサにおいて、前記第１の基板が、前記導通部を有する半導体と絶縁体との複合基板であることを特徴とする。【００１１】
前記スイッチ機能を有するセンサにおいて、前記第１の基板上に、前記スイッチ機能を有するセンサと半導体集積回路とが接続されて形成されることを特徴とする。            【００１２】
前記スイッチ機能を有するセンサにおいて、ノーマリーオンとノーマリーオフの機能を有することを特徴とする。【００１３】
前記スイッチ機能を有するセンサにおいて、各々が複数個、あるいは各々の任意の組み合わせ、あるいはさらにそれらの組み合わせから成り、複合機能を有することを特徴とする。【００１４】
前記スイッチ機能を有するセンサにおける製造方法であって、前記導電性を有する移動部材を、前記第１の基板と前記第２の基板により封じ込める工程の後に、それぞれの前記スイッチ機能を有するセンサあるいは前記半導体集積回路と一体化されたスイッチ機能を有するセンサを、一括して切り離す工程を有することを特徴とする。【００１５】
電子機器であって、前記スイッチ機能を有するセンサのいずれかを組み込んで成る事を特徴とする。【００１６】
前記電子機器が、携帯端末であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のスイッチ機能を有するセンサとその製造方法によれば、自動洗浄、自動装着によるリフローはんだに適した小型化と、一括生産が実現できるスイッチ機能を有するセンサとその製造方法、およびそれを組み込んだ携帯電話機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施例における第１の基板の平面図。
【図２】第１の実施例における第２の基板の平面図。
【図３】第１の実施例における第１および第２の基板の断面図。
【図４】第２の実施例における第１の基板の平面図。
【図５】第２の実施例における第２の基板の平面図。
【図６】第２の実施例における第１および第２の基板の断面図。
【図７】第３の実施例における第１の基板の平面図。
【図８】第３の実施例における第２の基板の平面図。
【図９】第３の実施例における第１および第２の基板の断面図。
【図１０】一括生産を示す製造工程図。
【図１１ａ】本発明のスイッチ機能を有するセンサによる傾斜センサの接続図。
【図１１ｂ】ボールと出力端子の状態を示す状態遷移図。
【図１１ｃ】本発明のスイッチ機能を有するセンサによる相補型傾斜スイッチの回路図。
【図１２】第５実施例における携帯電話機の表示機能を示す構成図。
【符号の説明】
【００１９】
１０    第１の基板
１１    空洞形状部
１２    空洞状電極
１３    電極引出し部
１４    接続パッド
１５    気密封じ部
２０    第２の基板
２１，４１，５１    平面基板
３０    移動部材
５０    側面電極
１１０〜１１２    スイッチ機能を有するセンサ
１３０    センサ部
１３１    位置検出器
１３２    入出力制御部
１３３    アプリケーション機能部
１３４    インターフェース部
Ｕ１，Ｕ２，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ    切断線および切断面
Ｓ    ソース
Ｄ    ドレイン
Ｇ    ゲート
Ｍ    金属配線部
Ｖｃｃ    電源
ＧＮＤ    接地
Ｎ    充放電端子
Ｃ    キャパシター
Ｒ    抵抗
ＣＰＵ    プロセッサ
Ｍ    メモリ
ＤＥＴ    検出器
Ｐ−ＤＥＴ    位置検出器
ＯＵＴ１，２    出力端子
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［実施例１］
本発明による、スイッチ機能を有するセンサの第１の実施の形態について、図１、図２および図３を用いて説明する。図１は、スイッチの導通部が形成される半導体基板から成る第１の基板１０の構成を示す平面図である。図２は、スイッチの導通部が形成される半導体あるいはスイッチの導通部が形成される絶縁体から成る第２の基板であって、半導体基板を用いた場合の第２の基板２０の構成を示す平面図である。図３は、図１の切断線Ｕ１およびＵ２で切断された第１の基板１０ と、図２の切断線Ｖで切断された第２の基板２０の断面図である。図３の断面図に見られるように、スイッチ機能を有するセンサ部は、半導体集積回路部（I.C部）と共に第１の基板に形成されている。また図３には、導電性を有する移動部材３０も示されている。【００２１】
図１において、半導体基板から成る第１の基板１０は、空洞形状部１１に形成された空洞状電極１２と気密封じ部１５を有する。この空洞状電極１２は、電極引出し部１３により接続パッド１４と接続され、気密封じ部１５と交差して、外部回路との接続を可能としている。さらに４つの電極引出し部１３が、同様に気密封じ部１５と交差して、その両端が接続パッドと接続され、外部回路との接続を可能としている。また気密封じ部１５は、空洞形状部１１の内部に導電性を有する移動部材３０を封じ込めるために用いられる。空洞状電極１２、電極引出し部１３及び接続パッド１４は、スイッチの導通部を形成しており、導通部は、微量の電流の検出あるいは電圧のみの検出のセンサにおいては、必ずしも導体である必要はなく、半導体であっても良い。【００２２】
空洞形状部１１は、通常の半導体プロセスで用いられる化学的エッチング（ウエットエッチング、ドライエッチング）、物理的エッチング（スパッタリング、ミーリング、マシニング）あるいはこれらの組み合わせで形成されている。空洞状電極１２は、I.C部と同じプロセスによる拡散層を用いて形成されている。またこの空洞状電極１２は、同じ拡散層を用いた電極引出し部１３により接続パッド１４と接続されている。この接続パッド１４は、I.C部と同じプロセスによるポリシリコン層を用いて形成されている。他の４つの電極引出し部１３およびその接続パッド１４も同様のプロセスで形成されている。気密封じ部１５も、同じプロセスのポリシリコン層を用いて形成されており、電極引出し部１３とは、MOSトランジスタのゲート用酸化膜を形成する工程で形成される酸化膜により、層間絶縁されている。この酸化膜は、空洞状電極１２の拡散層表面にも形成されるため、ポリシリコン層が形成される前に行われるコンタクトホールのエッチングの際、同時にエッチングされて取り除かれる。【００２３】
図２において、半導体基板を用いた第２の基板２０は、スイッチの導通部となる４つの平面電極２１と気密封じ部１５を有する。【００２４】
この平面電極２１の形成には、まず第１の基板１０の拡散層を形成するに当たり用いられる、拡散マスク用に形成されるフィールド酸化膜を形成する工程か、あるいはMOSトランジスタのゲート用酸化膜を形成する工程で酸化膜が形成される。その後、ポリシリコン層を形成する工程で同様にポリシリコン層が形成され、４つの平面電極２１の形状に加工される。さらにこの平面電極２１の接続パッド１４には、図１の気密封じ部１５の内側にある接続パッド１４と熱圧着接続されるため、例えば金が蒸着されている。
同様の工程で気密封じ部１５も形成され、金蒸着されている。【００２５】
図３において、第１の基板１０と第２の基板２０とは、お互いの気密封じ部１５を熱圧着することにより、移動部材３０を空洞状電極１２内に気密封じすることができる。本第１の実施例での移動部材３０は、シリコンボールで、空洞状電極１２および平面電極２１に拡散されているドーパントと同種のドーパントが拡散されて、オーミックコンタクトを形成している。また空洞状電極１２および平面電極２１は、電極引出し部１３により接続パッド１４へ引き出され、I.C部の半導体集積回路と接続されて、１回路４接点、あるいは擬似１回路２接点X４のスイッチ機能を有するセンサとして機能する。また、ノーマリーオフ状態を持たせるためには、移動部材３０を静止させる安定点を持つように、通常の半導体プロセスにより、図２の破線で示す円形形状に、凸部あるいは凹部を形成してもよい。さらに４つの平面電極２１の互いに隣接する２電極のスイッチを可能にするため、隣り合う電極の間に、移動部材が移動できる溝を設け、その溝は水平であるか、あるいは傾斜を持たせてもよい。
［実施例２］【００２６】
本発明による、スイッチ機能を有するセンサの第２の実施の形態について、図４、図５および図６を用いて説明する。図４は、スイッチの導通部が形成される半導体基板から成る第１の基板１０の構成を示す平面図である。図５は、スイッチの導通部が形成される半導体あるいはスイッチの導通部が形成される絶縁体から成る第２の基板であって、半導体基板を用いた場合の第２の基板２０の構成を示す平面図である。図６は、図４の切断線Ｗで切断された第１の基板１０ と、図５の切断線Ｘで切断された第２の基板２０の断面図である。図６の断面図に見られるように、スイッチ機能を有するセンサ部は、半導体集積回路部（I.C部）と共に第１の基板に形成されている。また図６には、移動部材３０も示されている。【００２７】
図４において、半導体基板から成る第１の基板１０は、スイッチの導通部となる平面電極４１と気密封じ部１５を有する。平面電極４１は、電極引出し部１３により接続パッド１４と接続され、気密封じ部１５と交差して、外部回路との接続を可能としている。本第２の実施例の気密封じ部１５は、図５に示す側面電極５０の電極引出し部１３の機能も併せて持っている。【００２８】
この平面電極４１の形成には、まず第１の基板１０のI.C部の拡散層を形成するに当たり用いられる、拡散マスク用フィールド酸化膜が形成され、拡散層が形成されることで電極引出し部１３が形成される。次にポリシリコン層を形成する工程でポリシリコン層が形成され平面電極４１に加工される。このとき同時に、気密封じ部１５および接続パッド１４のポリシリコンも形状加工される。気密封じ部１５と電極引出し部１３とは、MOSトランジスタのゲート用酸化膜を形成する工程で形成される酸化膜により、層間絶縁されている。【００２９】
図５において、半導体基板を用いた第２の基板２０は、空洞形状部１１に形成されたスイッチの導通部となる側面電極５０と平面電極５１を有する。この平面電極５１は、電極引出し部１３により接続パッド１４と接続され、気密封じ部１５と交差して、外部回路との接続を可能としている。側面電極５０は、気密封じ部１５の機能も併せて持っている。この気密封じ部１５は、空洞形状部１１の内部に移動部材３０を封じ込めるために用いられる。【００３０】
空洞形状部１１は、通常の半導体プロセスで用いられる化学的エッチング（ウエットエッチング、ドライエッチング）、物理的エッチング（ミーリング、マシニング）あるいはこれらの組み合わせで形成されている。平面電極５１は、I.C部と同じプロセスによる拡散層を用いて形成されている。またこの平面電極５１は、同じ拡散層を用いた電極引出し部１３により接続パッド１４と接続されている。この接続パッド１４は、I.C部と同じプロセスによるポリシリコン層を用いて形成されている。側面電極５０も同様のポリシリコンプロセスで形成されている。平面電極１２と側面電極５０は、MOSトランジスタのゲート用酸化膜を形成する工程で形成される酸化膜により、層間絶縁されている。この酸化膜は、平面電極５１の拡散層表面にも形成されるため、ポリシリコン層が形成される前に行われるコンタクトホールのエッチングの際、同時にエッチングされて取り除かれる。さらにこの平面電極５１の接続パッド１４および側面電極５０の気密封じ部１５には、図４の接続パッド１４および気密封じ部１５と熱圧着接続されるため、例えば金が蒸着されている。【００３１】
図６において、第１の基板１０と第２の基板２０とは、お互いの気密封じ部１５を熱圧着することにより、移動部材３０を空洞状電極１２内に気密封じすることができる。本第２の実施例での移動部材３０は、シリコンボールで、平面電極４１，５１および側面電極５０に拡散されているドーパントと同種のドーパンとが拡散されて、導電性を有している。また平面電極４１，５１および側面電極５０は、電極引出し部１３により接続パッド１４へ引き出され、I.C部の半導体集積回路と接続されて、１回路２接点のスイッチ機能を有するセンサとして機能する。また、ノーマリーオフ状態を持たせるためには、移動部材３０を静止させる安定点を持つように、通常の半導体プロセスにより、平面電極４１、５１側に凸部あるいは凹部を形成してもよい。
［実施例３］【００３２】
本発明による、スイッチ機能を有するセンサの第３の実施の形態について、図７、図８および図９を用いて説明する。図７は、スイッチの導通部が形成される半導体基板から成る第１の基板１０の構成を示す平面図である。図８は、スイッチの導通部が形成される半導体あるいはスイッチの導通部が形成される絶縁体から成る第２の基板であって、半導体基板を用いた場合の第２の基板２０の構成を示す平面図である。図９は、図７の切断線Ｙで切断された第１の基板１０ と、図８の切断線Ｚで切断された第２の基板２０の断面図である。図９の断面図に見られるように、スイッチ機能を有するセンサ部は、半導体集積回路部（I.C部）と共に第１の基板に形成されている。また図９には、導電性を有する移動部材３０も破線で示されている。【００３３】
図７において、半導体基板から成る第１の基板１０は、気密封じ部１５とスイッチの導通部となる電極引出し部１３を有する。電極引出し部１３は、接続パッド１４と接続され、気密封じ部１５と交差して、外部回路との接続を可能としている。【００３４】
電極引出し部１３の形成には、まず第１の基板１０のI.C部の拡散層を形成するに当たり用いられる、拡散マスク用フィールド酸化膜が形成され、拡散層が形成されることで電極引出し部１３が形成される。次にポリシリコン層を形成する工程でポリシリコン層が形成され形状加工されて気密封じ部１５と接続パッド１５が形成される。気密封じ部１５と電極引出し部１３とは、MOSトランジスタのゲート用酸化膜を形成する工程で形成される酸化膜により、層間絶縁されている。【００３５】
図８において、半導体基板を用いた第２の基板２０は、空洞形状部１１に気密封じ部１５およびスイッチの導通部となる側面電極５０とを有する。この側面電極５０は、接続パッド１４の機能も併せ持って、外部回路との接続を可能としている。気密封じ部１５は、側面電極５０の内部に移動部材３０を封じ込めるために用いられる。【００３６】
空洞形状部１１および側面電極５０の形成には、まず第２の基板２０に、拡散マスク用フィールド酸化膜相当の厚い酸化膜が形成される。この酸化膜をマスクに、通常の半導体プロセスで用いられる化学的エッチング（ウエットエッチング、ドライエッチング）、物理的エッチング（スパッタリング、ミーリング、マシニング）あるいはこれらの組み合わせにより、反対側の厚い酸化膜に至るまで蝕刻あるいは削られて、空洞形状部１１および側面電極５０が形成されている。この反対側の厚い酸化膜の膜厚は通常数ミクロン以下であるが、空洞形状が５００ミクロン程度であるため、機械的強度に問題はない。側面電極５０接続パッド１４および気密封じ部１５は、図７の接続パッド１４および気密封じ部１５と熱圧着接続されるため、例えば金が蒸着されている。従ってこれらの部分の厚い酸化膜は、金蒸着の前の工程で取り除かれている。【００３７】
図９において、第１の基板１０と第２の基板２０とは、お互いの気密封じ部１５を熱圧着することにより、移動部材３０を空洞状電極１２内に気密封じすることができる。本第３の実施例での移動部材３０は、シリコンボールで、側面電極５０に拡散されているドーパントと同種のドーパンとが拡散されて、導電性を有している。また側面電極５０は、電極引出し部１３により接続パッド１４へ引き出され、I.C部の半導体集積回路と接続されて、擬似４回路１接点のスイッチ機能を有するセンサとして機能する。また、ノーマリーオフ状態を持たせるためには、移動部材３０を静止させる安定点を持つように、通常の半導体プロセスにより、両基板１０，２０の空洞内の平坦部に凸部あるいは凹部を形成してもよい。【００３８】
以上説明した各電極の形状および分割数、さらにその形成におけるプロセスにおいては、本実施例に何ら制限されるものではなく、目的とするスイッチ回路に応じた設計、プロセスが選択される。出力として電流量が要求される場合は、拡散層およびポリシリコン層をメタルリッチにして、移動部材３０の表面を金蒸着とすることも可能である。気密封じにおいては、真空封じか、特定のガス雰囲気による封じであっても良い。実施例１〜３においては、I.C部との一体形成を示しているが、同様の半導体集積技術により個別に製造することも可能である。また基板への実装において、実施例１の場合は、フェースボンディングにより基板に接続されることにより、移動部材３０が、通常平面電極２１側に接触している。【００３９】
図１０は、一括生産を可能とする気密封じ工程を示す製造工程図である。ステップ１において、移動部材３０を入れた第１の基板１０と第２の基板２０が、アライメントマークを基準にして、数ミクロン以下の精度で整合される。ステップ２において、真空あるいはガス雰囲気中で熱圧着され、移動部材３０を気密封じする。場合によれば電気的な検査後、ステップ３において、ダイシングソーなどによりチップ状に切断分割される。その後、自動洗浄、自動乾燥されて最終検査工程に移り一括生産が可能となる。この切断分割されるチップは、実施例において述べたスイッチ機能を有するセンサ単体でも良く、また半導体集積回路との複合体であっても良い。
［実施例４］【００４０】
図１１ａは、スイッチ機能を有するセンサを２つ用いて左右、上下の傾斜を検出する傾斜センサの接続図である。スイッチ機能を有するセンサ１１１の第１端子が電源に接続され、第２端子が第３端子及び出力端子ＯＵＴ１と接続され、第４端子が接地ＧＮＤに接続されている。またスイッチ機能を有するセンサ１１２の第１端子が電源Ｖｃｃに接続され、第２端子が第３端子及び出力端子ＯＵＴ２と接続されている。スイッチ機能を有するセンサ１１１および１１２が上に傾くと出力端子ＯＵＴ１、２がハイレベルとなり、下に傾くと０となる。また左に傾くと出力端子ＯＵＴ１がハイレベルとなり、右に傾くとゼロとなる。そのとき出力端子ＯＵＴ２の出力は、出力端子ＯＵＴ１の出力の逆となることで上下、左右の傾きが検出できる。【００４１】
図１１ｂは、ボールの状態と出力端子ＯＵＴ１、２の電圧レベルの関係を示した図である。ボールが上にある場合は共に電源レベルが出力され、下にある場合は接地レベルが出力される。ボールが左に来ると出力端子ＯＵＴ１は電源レベルとなり、ＯＵＴ２は接地レベルとなり、右に来るとその逆となる。図１１ｃに示すように、この傾斜センサの出力をＣＭＯＳインバータへそれぞれ入力することで、消費電力を殆ど要することなく図１１ｂの相補出力を得ることができる。
［実施例５］【００４２】
図１２は、本発明のスイッチ機能を有するセンサと、移動部材の位置検出器を組み込んだ、携帯電話機の表示機能を示す構成図である。センサ部１３０は、移動部材の位置検出器１３１に接続されている。位置検出器１３１は、携帯電話機の入出力制御部１３２に接続されている。入出力制御部１３２は、インターフェース回路１３４、プロセッサ１１３およびメモリ１１４から成り、音声、画像、操作キー等のアプリケーション機能部１３３に接続されている。【００４３】
位置検出器１３１は、センサ１３０の出力から、移動部材３０の位置を検出し、入出力制御部１３２へ出力する。入出力制御部１３２は、この信号をインターフェース回路１３４で受け、プロセッサ１１３とメモリ１１４とで、その移動部材３０の位置がアプリケーションの何に相当するかを判断し、アプリケーション機能部１３３へ指令を出し、アプリケーションの内容を指示する。アプリケーション機能部１３３は、この指令を受けて音声、画像、操作キー等のアプリケーションを動作させる。【００４４】
例えばウエブ情報、ナビゲーション、メールチェックなどのアプリケーンを、画面操作をしながら利用している場合、携帯電話機を上側に傾け軽く振ることにより、その振動をセンサ部１３０が捕らえ、位置検出器１３１の信号を基に、上側に画面がスクロールするように入出力制御部１３２がアプリケーション機能部１１３を操作する。移動部材３０の上下左右の位置を捕らえることで、ページを上下左右にスクロールできる。文字入力を行っている場合、左側に傾けると仮名漢字変換、右側に傾けるとカタカナ変換の操作が可能である。写真撮影をしている場合、下の位置を検出すると画面はそのまま、左の位置を検出すると画面を９０度回転させることで、常に画面を正立状態で使用が可能である。電話中に音声が聞き取りにくくなった場合、左に傾けると音が大きくなり、反対に右に傾けると音が小さくなるように制御できる。またスタンバイ状態の場合、歩行によるチャタリング状態を検出して歩数計としても使うことができる。アプリケーションに関しては、以上述べた適用例に限定されるものではなく、ユーザの利便性に供するものであれば、制限されることはない。以上説明したように、携帯電話機のような小型の携帯端末機器において、機能の拡大のためにボタン操作をさせたくてもスイッチを組み込む場所がない、などの問題を解決することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、重力方向検知センサとして使用することにより、ＤＶＤ，ＣＤＲＯＭ等のドライバーの設定方向と装置との関係を検知し回転ムラを調整、デジタルカメラ等表示画面を重力方向に自動切換、内視鏡カメラ、配管工事、温泉用の自動掘削機等で天地左右を判断し方向を決定、等の利用が可能である。傾斜センサ機能を水準器として用い、場所を選ばず複写機、エアコン、排水溝等の水平・傾斜の調整、ストーブ、ファンヒータ等の転倒検出、ハイブリッド自動車等の上り坂検出、高速道と一般道が並行している場合高速道乗り入れ傾斜を検出しＧＰＳの位置確認と合わせてナビゲーション操作に反映、腕時計のスイッチ、フロートスイッチ、携帯ゲーム機の傾斜でのゲーム進行、等の利用が可能である。チャタリングセンサとして使用することにより、チャタリングの検出による歩数計、自動車、バイク等々の盗難通報、チャタリング場所をＧＰＳで特定することによる盗難物や徘徊老人の場所の確認、チャタリング時間を特定することで、一定時間以上チャタリングが検出されなければ、近親者あるいは医者に連絡し、独り身老人の生死の確認、携帯機器の電池の節電、等の利用が可能である。さらに、重力方向および移動、傾斜、回転、振動、落下など動きを検出するためのセンサの用途に適用できることから、各々のセンサが複数個、あるいは各センサの任意の組み合わせ、あるいはさらにこれらの組み合わせから成る複合機能を有するセンサとして幅広い応用が期待できる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年4月6日(2006.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】一括して複数の素子が形成される半導体集積技術を用いたスイッチ機能を有するセンサであって、
前記スイッチの導通部が形成される半導体から成る第１の基板と、前記スイッチの導通部が形成される半導体又は絶縁体から成る第２の基板と、導電性を有する移動部材とから構成され、
前記第１の基板あるいは前記第２の基板のいずれかが、空洞形状部に前記導通部を有し、前記第１の基板あるいは前記第２の基板のいずれかが、平面電極からなる前記導通部を有し、前記導電性を有する移動部材を、前記第１の基板と前記第２の基板により封じ込めて成ることを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】請求項１に記載のスイッチを有するセンサにおいて、
前記空洞形状部を有する前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記導通部が、前記空洞形状部の側面部および平面部に沿った空洞状電極を形成するか、あるいは前記側面部と前記平面部に分かれた側面電極と平面電極とを形成するか、あるいは前記側面電極のみを形成するか、あるいは前記平面電極のみを形成し、さらに前記空洞状電極、前記側面電極、又は前記平面電極のそれぞれが、電極引出し部を有し、
前記移動部材を封じ込める前記空洞形状部を持たない前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記導通部が、前記平面電極を形成し、且つ電極引出し部を有し、あるいは前記平面電極のみを形成して成り、
前記半導体に形成される前記電極引出し部は、拡散層を含むことを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】請求項２に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記第１の基板および前記第２の基板の前記導通部が形成する前記空洞状電極、前記側面電極、又は前記平面電極のそれぞれが、単一電極を形成するか、あるいは分割された複数電極を形成して成ることを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】請求項３に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記空洞形状部の前記平面部と、前記空洞形状部を持たない前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記平面電極の両方か、あるいは一方が、
前記移動部材を静止させる安定点を持つように、凸部あるいは凹部を有することを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】請求項３に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記空洞形状部の前記平面部と、前記空洞形状部を持たない前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記平面電極の両方か、あるいは一方が前記複合電極を有し、
隣り合う前記複数電極の間に、前記移動部材が移動できる溝を有し、前記移動部材が移動できる溝が、前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記スイッチ機能が形成されていない面に対し水平であるか、あるいは傾斜を有することを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】請求項２に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記側面電極と同一の前記スイッチの導通部機能を備えた立体形状の側面電極を有することを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】請求項１に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記第１の基板が、絶縁体に形成された前記導通部を有する半導体であることを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】請求項１および請求項７に記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記第１の基板上に、前記スイッチ機能を有するセンサと半導体集積回路とが同一プロセスで形成されることを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記スイッチ機能が形成されていない面が水平である場合、ノーマリーオン又はノーマリーオフの機能を有することを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のスイッチ機能を有するセンサにおいて、
各々が複数個、あるいは各々の任意の組み合わせ、あるいはさらにこれらの組み合わせから成り、複合機能を有することを特徴とするスイッチ機能を有するセンサ。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のスイッチ機能を有するセンサの製造方法であって、
前記導電性を有する移動部材を、前記第１の基板と前記第２の基板により封じ込める工程の後に、それぞれの前記スイッチ機能を有するセンサあるいは前記半導体集積回路と一体化されたスイッチ機能を有するセンサを、一括して切り離す工程を有することを特徴とするスイッチ機能を有するセンサの製造方法。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のスイッチ機能を有するセンサを組み込んで成る事を特徴とする電子機器。
【国際調査報告】
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