專利名稱：靜電電容型加速度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測加速度的變化的可動部在密閉的空隙中配置的靜電電容型 力口速度傳感器(capacitive acceleration sensor)。
背景技術(shù)：
靜電電容型加速度傳感器通過對電容器的靜電電容變化進行檢測從而測定加速 度。該電容器具備可動部(有時稱為質(zhì)量體)和非可動部。而且，典型的是通過梁而被支 撐的可動部的微小的位移對上述電容器的靜電電容賦予變化，能夠?qū)崿F(xiàn)加速度的檢測。所述可動部為了確保該可動范圍，以在由密封結(jié)構(gòu)體形成的空隙內(nèi)被氣密密封的 方式配置。此外，通過可動部被氣密密封，保護可動部免受異物、水分的影響。這樣的密封結(jié) 構(gòu)體是將具備可動部和非可動部的硅從上下方向夾持的上部玻璃和下部玻璃的情況較多。 優(yōu)選密封結(jié)構(gòu)體確保用于可動部的空隙，并且，抑制可動部從異物、水分等受到影響。在專 利文獻1 4中記載了考慮了上述觀點的密封結(jié)構(gòu)體或包含其的加速度傳感器。專利文獻1 日本特開2007-017284號公報專利文獻2 日本特開平06-258341號公報專利文獻3 日本特開平07-325106號公報專利文獻4 日本特開平04-249726號公報密封結(jié)構(gòu)體從小型化、低成本化、高性能化的觀點出發(fā)，利用傳遞模塑法 (transfer molding)進行樹脂密封而被封裝的情況較多。在傳遞模塑法通過射出成型 (injection molding)機以高壓狀態(tài)射出模塑樹脂。由此，在射出成型時在靜電電容型加速 度傳感器施加高壓。由于該高壓，有密封結(jié)構(gòu)體在形成空隙的部分中破裂的問題。當(dāng)密封 結(jié)構(gòu)體破裂時，存在使用于檢測加速度的可動部和非可動部破損，或異物進入空隙中引起 加速度傳感器的特性變動的問題。為了回避密封結(jié)構(gòu)體的破裂，也考慮降低射出成型的壓力?？墒窃谠撉闆r下，存在 模塑樹脂的流動變差，在模塑樹脂中產(chǎn)生孔隙(void)，使作為封裝件的內(nèi)部保護功能下降， 可靠性下降的問題。此外，也存在靜電電容型加速度傳感器和模塑樹脂的密著性下降，兩者 剝離而導(dǎo)致可靠性下降的問題。為了避免密封結(jié)構(gòu)體的破裂，考慮在密封結(jié)構(gòu)體形成的空隙中設(shè)置支柱。S卩，考慮 以該支柱的兩端支撐空隙的方式配置支柱，抑制密封結(jié)構(gòu)體的破裂?？墒?，當(dāng)該支柱以電浮 狀態(tài)(electrical floating state)配置時，存在可動部由于支柱的電作用而位移的問題。 因此，存在使作為加速度傳感器的測定精度下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述這樣的課題而完成的，其目的在于提供一種靜電電容型 加速度傳感器，其能夠抑制傳遞模塑引起的密封結(jié)構(gòu)體的破裂，并且能夠回避加速度的測 定精度的下降。
本申請發(fā)明的靜電電容型加速度傳感器的特征在于，具備加速度傳感器可動部 和加速度傳感器非可動部，形成對加速度進行檢測的電容器；密封結(jié)構(gòu)體，不與該加速度 傳感器可動部接觸而對該加速度傳感器可動部進行氣密密封；以及支柱，被該加速度傳感 器可動部包圍但不與該加速度傳感器可動部直接接觸，并且兩端與該密封結(jié)構(gòu)體的內(nèi)壁相 接，該加速度傳感器可動部與該支柱電連接。本申請發(fā)明的靜電電容型加速度傳感器的特征在于，具備加速度傳感器可動部 和加速度傳感器非可動部，形成對加速度進行檢測的電容器；以及密封結(jié)構(gòu)體，不與該加速 度傳感器可動部接觸而對該加速度傳感器可動部進行氣密密封，在該加速度傳感器可動部 和該加速度傳感器非可動部形成該電容器的部分中，該加速度傳感器可動部和該加速度傳 感器非可動部是梳齒形狀，該加速度傳感器非可動部的該梳齒的一部分是該密封結(jié)構(gòu)體的 支柱，該支柱被該加速度傳感器可動部包圍但不與該加速度傳感器可動部直接接觸，并且， 兩端與該密封結(jié)構(gòu)體的內(nèi)壁相接。通過本發(fā)明，能夠制造維持加速度測定的精度并且提高了可靠性的靜電電容型加 速度傳感器。


圖1是實施方式1的半導(dǎo)體部分的平面圖。
圖2是說明圖1的虛線部分的剖面等的剖面圖。
圖3是針對實施方式1的變形例進行說明的平面圖。
圖4是實施方式2的半導(dǎo)體部分的平面圖。
圖5是針對具備支柱的梳齒進行說明的立體圖。
圖6是說明圖4的虛線部分的剖面等的剖面圖。
圖7是針對實施方式2的變形例進行說明的平面圖。
附圖標(biāo)記說明
10靜電電容型加速度傳感器
12上部玻璃
14下部玻璃
15密封結(jié)構(gòu)體
31可動部
32非可動部
34支柱
35錨
36連結(jié)部分
37梁
具體實施例方式實施方式1參照圖1 3對本實施方式進行說明。再有，有對同一材料或同一、對應(yīng)的結(jié)構(gòu)要 素賦予同一附圖標(biāo)記，省略多次說明的情況。在其它實施方式中也是同樣。
圖1是針對本實施方式的半導(dǎo)體部分13進行說明的平面圖。半導(dǎo)體部分13是進 行加速度檢測的部分。半導(dǎo)體部分13具備加速度傳感器可動部31 (以后，稱為可動部31) 和加速度傳感器非可動部32 (以后，稱為非可動部32)。可動部31具備形成為梳齒形狀的 可動梳齒部分46、48，非可動部32具備形成為梳齒形狀的非可動梳齒部分42、44?？蓜邮?齒部分46與非可動梳齒部分42接近配置，形成電容器。同樣地，可動梳齒部分48與非可 動梳齒部分44接近配置，形成電容器?？蓜硬?1經(jīng)由梁37連接于錨(anchor) 35。以梁37支撐的可動部31對應(yīng)于加速 度而位移，對上述電容器賦予靜電電容變化。以被可動部31包圍、并且不與可動部31接觸 的方式配置支柱34。關(guān)于支柱34的技術(shù)意義在后面敘述。支柱34經(jīng)由作為導(dǎo)電體的連結(jié) 部分36與錨35連接。圖2是在圖1的虛線部分的剖面圖中，說明附加了密封結(jié)構(gòu)體15的靜電電容型加 速度傳感器10的圖。密封結(jié)構(gòu)體15指的是通過上部玻璃12和下部玻璃14夾持半導(dǎo)體部 分13，對可動部31進行氣密密封的部件。具體地，上部玻璃12和下部玻璃14與支柱34的 兩端相接。此外，上部玻璃12和下部玻璃14與接合框39相接。此外，上部玻璃12和下部 玻璃14與非可動部32相接。再有，關(guān)于錨，與上部玻璃12和下部玻璃14的一方或雙方相 接。像這樣，形成從圖2可知的空隙33?？蓜硬?1以不與由上部玻璃12和下部玻璃14構(gòu)成的密封結(jié)構(gòu)體15接觸的方式 被收容在空隙33中。由此確?？蓜硬?1的可動范圍。此外，可動部31被氣密密封。支柱34如上述那樣被可動部31包圍，并且不與可動部31接觸。此外，在其兩端 與上部玻璃12和下部玻璃14相接。也就是說，因為可動部31不與密封結(jié)構(gòu)體15相接，所 以在可動部31的周圍形成大空隙33，但支柱34支撐該空隙33。本實施方式的靜電電容型 加速度傳感器具備上述結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實施方式的結(jié)構(gòu)，能夠回避在靜電電容型加速度傳感器的封裝中廣泛使用 的傳遞模塑中的高壓引起的上部玻璃12、下部玻璃14的破裂。即，本實施方式的支柱34以 其兩端對密封結(jié)構(gòu)體15形成的空隙33的內(nèi)壁進行支撐，對密封結(jié)構(gòu)體15的強度增加做出 貢獻。由此能夠不降低根據(jù)傳遞模塑的射出成型的壓力而抑制上部玻璃12和下部玻璃14 的破裂。進而，由于能夠維持空隙33的氣密性，所以能夠保護可動部31，能夠防止異物等的 侵入。也就是說，通過密封結(jié)構(gòu)體15能夠保護半導(dǎo)體部分13。此外，能夠通過期望壓力的 射出成型制造具有高可靠性的封裝件。再有，不限于是傳遞模塑，也能夠抑制起因于其它外 力的上部玻璃12和下部玻璃14的破裂。進而，支柱34經(jīng)由連結(jié)部36連接于錨35。而且，由于可動部31也經(jīng)由梁37與錨 35連接，所以支柱34和可動部31是同電位。由此，由于支柱34不對可動部31施加電的影 響，所以能夠回避設(shè)置支柱34而使加速度傳感器的功能、精度下降。例如，在支柱電浮的狀 態(tài)的情況下，在可動部和支柱之間產(chǎn)生電位差或電位差的變動，對加速度傳感器的功能、精 度造成影響。特別是當(dāng)不是加速度而是電的因素導(dǎo)致可動部31位移時，加速度傳感器的精 度惡化?？墒歉鶕?jù)本實施方式的結(jié)構(gòu)，盡管支柱34被可動部31包圍且兩者接近，但由于兩 者是同電位，所以能夠回避上述影響。在本實施方式中，作為密封結(jié)構(gòu)體15使用上部玻璃12和下部玻璃14，但本發(fā)明并 不限定于此。例如密封結(jié)構(gòu)體15也可以用硅來形成。當(dāng)以硅形成密封結(jié)構(gòu)體15時，能夠通過通常的半導(dǎo)體生產(chǎn)線來制造，具有能夠降低成本等的制造工序上的利益。另一方面，在 使用玻璃的情況下，考慮玻璃中的雜質(zhì)，需要專用生產(chǎn)線、專用裝置。此外，密封結(jié)構(gòu)體的形 狀只要是密封結(jié)構(gòu)體單獨或與半導(dǎo)體部分的一部分協(xié)同地能夠形成空隙的話，并不特別限定。圖3是針對本實施方式的變形例進行說明的半導(dǎo)體部分的平面圖。在圖3中與圖 1的結(jié)構(gòu)的不同之處在于，支柱52通過連結(jié)部分50與可動部54連接。這樣的結(jié)構(gòu)的優(yōu)越 之處在于，與圖1的結(jié)構(gòu)相比簡潔，但同時能夠獲得與圖1的結(jié)構(gòu)同等的效果。實施方式2本實施方式參照圖4 7進行說明。圖4是實施方式2的半導(dǎo)體部分的平面圖。 非可動梳齒部分64和可動梳齒部分46形成電容器，非可動梳齒部分66和可動梳齒部分48 形成電容器。非可動梳齒部分64具有具備支柱的梳齒68。同樣地，非可動梳齒部分66具 有具備支柱的梳齒69。圖5是非可動梳齒部分64的立體圖。如圖5所示，具備支柱的梳齒68的結(jié)構(gòu)是， 與其它的梳齒相比較長地延伸，在前端具備支柱70。該支柱70的功能與實施方式1同樣。 關(guān)于圖4所示的具備支柱的梳齒69也是同樣的結(jié)構(gòu)。圖6是在圖4的虛線部分的剖面圖中，說明附加了與實施方式1同等的上部玻璃 12、下部玻璃14的靜電電容型加速度傳感器的圖。從圖6明確可知，支柱70的兩端與由上 部玻璃12和下部玻璃14構(gòu)成的密封結(jié)構(gòu)體的內(nèi)壁相接。在支柱70之外，具備支柱的梳齒 69所具有的支柱也同樣地與密封結(jié)構(gòu)體的內(nèi)壁相接。像這樣，實施方式2的靜電電容型加速度傳感器的特征在于，具備支柱的梳齒的 支柱對密封結(jié)構(gòu)體的強度增加做出貢獻。通過將梳齒的一部分作為密封結(jié)構(gòu)體的支柱，使 結(jié)構(gòu)簡潔化，并且能夠獲得實施方式1記載的效果。再有，本實施方式的支柱也與實施方式 1的支柱同樣地被可動部61包圍，但不與可動部61接觸。圖7是針對本實施方式的靜電電容型加速度傳感器(半導(dǎo)體部分)的變形例進行 說明的平面圖。圖7所示的結(jié)構(gòu)的特征是在將可動部84的長尺寸方向的長度的大致三等分 的位置配置支柱。即，具備支柱的梳齒80的支柱、與具備支柱的梳齒82的支柱，配置在將 可動部84的長尺寸方向的長度大致三等分的位置。在圖4的例子中，支柱配置在可動部中 央?？墒牵鐖D7的結(jié)構(gòu)那樣通過分散配置支柱，能夠提高抑制密封結(jié)構(gòu)體的破裂的效果。 再有，支柱的根數(shù)能夠考慮傳遞模塑的射出成型時的設(shè)定壓力等而適宜設(shè)定。由此，也可以 增加支柱的數(shù)量，例如以將可動部長尺寸方向大致四等分、五等分的方式配置支柱。此外， 只要不脫離本發(fā)明的范圍，能夠進行各種變形，至少能夠形成相當(dāng)于實施方式1的變形。
權(quán)利要求
一種靜電電容型加速度傳感器，其特征在于，具備加速度傳感器可動部和加速度傳感器非可動部，形成對加速度進行檢測的電容器；密封結(jié)構(gòu)體，不與所述加速度傳感器可動部接觸而對所述加速度傳感器可動部進行氣密密封；以及支柱，被所述加速度傳感器可動部包圍但不與所述加速度傳感器可動部直接接觸，并且兩端與所述密封結(jié)構(gòu)體的內(nèi)壁相接，所述加速度傳感器可動部與所述支柱電連接。
2.一種靜電電容型加速度傳感器，其特征在于，具備加速度傳感器可動部和加速度傳感器非可動部，形成對加速度進行檢測的電容器；以及密封結(jié)構(gòu)體，不與所述加速度傳感器可動部接觸而對所述加速度傳感器可動部進行氣 密密封，在所述加速度傳感器可動部和所述加速度傳感器非可動部形成所述電容器的部分中， 所述加速度傳感器可動部和所述加速度傳感器非可動部是梳齒形狀，所述加速度傳感器非可動部的所述梳齒的一部分是所述密封結(jié)構(gòu)體的支柱， 所述支柱被所述加速度傳感器可動部包圍但不與所述加速度傳感器可動部直接接觸， 并且，兩端與所述密封結(jié)構(gòu)體的內(nèi)壁相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的靜電電容型加速度傳感器，其特征在于，所述支柱在將所 述加速度傳感器可動部的長尺寸方向的長度三等分的位置配置2處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的靜電電容型加速度傳感器，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)體 以硅構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種靜電電容型加速度傳感器，其能夠抑制對可動部進行氣密密封的密封結(jié)構(gòu)體的破裂，并且能夠回避加速度的測定精度的下降。該靜電電容型加速度傳感器的特征在于，具備加速度傳感器可動部和加速度傳感器非可動部，形成對加速度進行檢測的電容器；密封結(jié)構(gòu)體，不與該加速度傳感器可動部接觸而對該加速度傳感器可動部進行氣密密封；以及支柱，被該加速度傳感器可動部包圍但不與該加速度傳感器可動部直接接觸，并且兩端與該密封結(jié)構(gòu)體的內(nèi)壁相接，該加速度傳感器可動部與該支柱電連接。
文檔編號G01P15/125GK101957386SQ201010228930
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者堀川牧夫, 山口靖雄 申請人:三菱電機株式會社