专利名称：静电电容型加速度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测加速度的变化的可动部在密闭的空隙中配置的静电电容型 力口速度传感器(capacitive acceleration sensor)。
背景技术：
静电电容型加速度传感器通过对电容器的静电电容变化进行检测从而测定加速 度。该电容器具备可动部(有时称为质量体)和非可动部。而且，典型的是通过梁而被支 撑的可动部的微小的位移对上述电容器的静电电容赋予变化，能够实现加速度的检测。所述可动部为了确保该可动范围，以在由密封结构体形成的空隙内被气密密封的 方式配置。此外，通过可动部被气密密封，保护可动部免受异物、水分的影响。这样的密封结 构体是将具备可动部和非可动部的硅从上下方向夹持的上部玻璃和下部玻璃的情况较多。 优选密封结构体确保用于可动部的空隙，并且，抑制可动部从异物、水分等受到影响。在专 利文献1 4中记载了考虑了上述观点的密封结构体或包含其的加速度传感器。专利文献1 日本特开2007-017284号公报专利文献2 日本特开平06-258341号公报专利文献3 日本特开平07-325106号公报专利文献4 日本特开平04-249726号公报密封结构体从小型化、低成本化、高性能化的观点出发，利用传递模塑法 (transfer molding)进行树脂密封而被封装的情况较多。在传递模塑法通过射出成型 (injection molding)机以高压状态射出模塑树脂。由此，在射出成型时在静电电容型加速 度传感器施加高压。由于该高压，有密封结构体在形成空隙的部分中破裂的问题。当密封 结构体破裂时，存在使用于检测加速度的可动部和非可动部破损，或异物进入空隙中引起 加速度传感器的特性变动的问题。为了回避密封结构体的破裂，也考虑降低射出成型的压力。可是在该情况下，存在 模塑树脂的流动变差，在模塑树脂中产生孔隙(void)，使作为封装件的内部保护功能下降， 可靠性下降的问题。此外，也存在静电电容型加速度传感器和模塑树脂的密着性下降，两者 剥离而导致可靠性下降的问题。为了避免密封结构体的破裂，考虑在密封结构体形成的空隙中设置支柱。S卩，考虑 以该支柱的两端支撑空隙的方式配置支柱，抑制密封结构体的破裂。可是，当该支柱以电浮 状态(electrical floating state)配置时，存在可动部由于支柱的电作用而位移的问题。 因此，存在使作为加速度传感器的测定精度下降的问题。
发明内容
本发明正是为了解决上述这样的课题而完成的，其目的在于提供一种静电电容型 加速度传感器，其能够抑制传递模塑引起的密封结构体的破裂，并且能够回避加速度的测 定精度的下降。
本申请发明的静电电容型加速度传感器的特征在于，具备加速度传感器可动部 和加速度传感器非可动部，形成对加速度进行检测的电容器；密封结构体，不与该加速度 传感器可动部接触而对该加速度传感器可动部进行气密密封；以及支柱，被该加速度传感 器可动部包围但不与该加速度传感器可动部直接接触，并且两端与该密封结构体的内壁相 接，该加速度传感器可动部与该支柱电连接。本申请发明的静电电容型加速度传感器的特征在于，具备加速度传感器可动部 和加速度传感器非可动部，形成对加速度进行检测的电容器；以及密封结构体，不与该加速 度传感器可动部接触而对该加速度传感器可动部进行气密密封，在该加速度传感器可动部 和该加速度传感器非可动部形成该电容器的部分中，该加速度传感器可动部和该加速度传 感器非可动部是梳齿形状，该加速度传感器非可动部的该梳齿的一部分是该密封结构体的 支柱，该支柱被该加速度传感器可动部包围但不与该加速度传感器可动部直接接触，并且， 两端与该密封结构体的内壁相接。通过本发明，能够制造维持加速度测定的精度并且提高了可靠性的静电电容型加 速度传感器。
图1是实施方式1的半导体部分的平面图。
图2是说明图1的虚线部分的剖面等的剖面图。
图3是针对实施方式1的变形例进行说明的平面图。
图4是实施方式2的半导体部分的平面图。
图5是针对具备支柱的梳齿进行说明的立体图。
图6是说明图4的虚线部分的剖面等的剖面图。
图7是针对实施方式2的变形例进行说明的平面图。
附图标记说明
10静电电容型加速度传感器
12上部玻璃
14下部玻璃
15密封结构体
31可动部
32非可动部
34支柱
35锚
36连结部分
37梁
具体实施例方式实施方式1参照图1 3对本实施方式进行说明。再有，有对同一材料或同一、对应的结构要 素赋予同一附图标记，省略多次说明的情况。在其它实施方式中也是同样。
图1是针对本实施方式的半导体部分13进行说明的平面图。半导体部分13是进 行加速度检测的部分。半导体部分13具备加速度传感器可动部31 (以后，称为可动部31) 和加速度传感器非可动部32 (以后，称为非可动部32)。可动部31具备形成为梳齿形状的 可动梳齿部分46、48，非可动部32具备形成为梳齿形状的非可动梳齿部分42、44。可动梳 齿部分46与非可动梳齿部分42接近配置，形成电容器。同样地，可动梳齿部分48与非可 动梳齿部分44接近配置，形成电容器。可动部31经由梁37连接于锚(anchor) 35。以梁37支撑的可动部31对应于加速 度而位移，对上述电容器赋予静电电容变化。以被可动部31包围、并且不与可动部31接触 的方式配置支柱34。关于支柱34的技术意义在后面叙述。支柱34经由作为导电体的连结 部分36与锚35连接。图2是在图1的虚线部分的剖面图中，说明附加了密封结构体15的静电电容型加 速度传感器10的图。密封结构体15指的是通过上部玻璃12和下部玻璃14夹持半导体部 分13，对可动部31进行气密密封的部件。具体地，上部玻璃12和下部玻璃14与支柱34的 两端相接。此外，上部玻璃12和下部玻璃14与接合框39相接。此外，上部玻璃12和下部 玻璃14与非可动部32相接。再有，关于锚，与上部玻璃12和下部玻璃14的一方或双方相 接。像这样，形成从图2可知的空隙33。可动部31以不与由上部玻璃12和下部玻璃14构成的密封结构体15接触的方式 被收容在空隙33中。由此确保可动部31的可动范围。此外，可动部31被气密密封。支柱34如上述那样被可动部31包围，并且不与可动部31接触。此外，在其两端 与上部玻璃12和下部玻璃14相接。也就是说，因为可动部31不与密封结构体15相接，所 以在可动部31的周围形成大空隙33，但支柱34支撑该空隙33。本实施方式的静电电容型 加速度传感器具备上述结构。根据本实施方式的结构，能够回避在静电电容型加速度传感器的封装中广泛使用 的传递模塑中的高压引起的上部玻璃12、下部玻璃14的破裂。即，本实施方式的支柱34以 其两端对密封结构体15形成的空隙33的内壁进行支撑，对密封结构体15的强度增加做出 贡献。由此能够不降低根据传递模塑的射出成型的压力而抑制上部玻璃12和下部玻璃14 的破裂。进而，由于能够维持空隙33的气密性，所以能够保护可动部31，能够防止异物等的 侵入。也就是说，通过密封结构体15能够保护半导体部分13。此外，能够通过期望压力的 射出成型制造具有高可靠性的封装件。再有，不限于是传递模塑，也能够抑制起因于其它外 力的上部玻璃12和下部玻璃14的破裂。进而，支柱34经由连结部36连接于锚35。而且，由于可动部31也经由梁37与锚 35连接，所以支柱34和可动部31是同电位。由此，由于支柱34不对可动部31施加电的影 响，所以能够回避设置支柱34而使加速度传感器的功能、精度下降。例如，在支柱电浮的状 态的情况下，在可动部和支柱之间产生电位差或电位差的变动，对加速度传感器的功能、精 度造成影响。特别是当不是加速度而是电的因素导致可动部31位移时，加速度传感器的精 度恶化。可是根据本实施方式的结构，尽管支柱34被可动部31包围且两者接近，但由于两 者是同电位，所以能够回避上述影响。在本实施方式中，作为密封结构体15使用上部玻璃12和下部玻璃14，但本发明并 不限定于此。例如密封结构体15也可以用硅来形成。当以硅形成密封结构体15时，能够通过通常的半导体生产线来制造，具有能够降低成本等的制造工序上的利益。另一方面，在 使用玻璃的情况下，考虑玻璃中的杂质，需要专用生产线、专用装置。此外，密封结构体的形 状只要是密封结构体单独或与半导体部分的一部分协同地能够形成空隙的话，并不特别限定。图3是针对本实施方式的变形例进行说明的半导体部分的平面图。在图3中与图 1的结构的不同之处在于，支柱52通过连结部分50与可动部54连接。这样的结构的优越 之处在于，与图1的结构相比简洁，但同时能够获得与图1的结构同等的效果。实施方式2本实施方式参照图4 7进行说明。图4是实施方式2的半导体部分的平面图。 非可动梳齿部分64和可动梳齿部分46形成电容器，非可动梳齿部分66和可动梳齿部分48 形成电容器。非可动梳齿部分64具有具备支柱的梳齿68。同样地，非可动梳齿部分66具 有具备支柱的梳齿69。图5是非可动梳齿部分64的立体图。如图5所示，具备支柱的梳齿68的结构是， 与其它的梳齿相比较长地延伸，在前端具备支柱70。该支柱70的功能与实施方式1同样。 关于图4所示的具备支柱的梳齿69也是同样的结构。图6是在图4的虚线部分的剖面图中，说明附加了与实施方式1同等的上部玻璃 12、下部玻璃14的静电电容型加速度传感器的图。从图6明确可知，支柱70的两端与由上 部玻璃12和下部玻璃14构成的密封结构体的内壁相接。在支柱70之外，具备支柱的梳齿 69所具有的支柱也同样地与密封结构体的内壁相接。像这样，实施方式2的静电电容型加速度传感器的特征在于，具备支柱的梳齿的 支柱对密封结构体的强度增加做出贡献。通过将梳齿的一部分作为密封结构体的支柱，使 结构简洁化，并且能够获得实施方式1记载的效果。再有，本实施方式的支柱也与实施方式 1的支柱同样地被可动部61包围，但不与可动部61接触。图7是针对本实施方式的静电电容型加速度传感器(半导体部分)的变形例进行 说明的平面图。图7所示的结构的特征是在将可动部84的长尺寸方向的长度的大致三等分 的位置配置支柱。即，具备支柱的梳齿80的支柱、与具备支柱的梳齿82的支柱，配置在将 可动部84的长尺寸方向的长度大致三等分的位置。在图4的例子中，支柱配置在可动部中 央。可是，如图7的结构那样通过分散配置支柱，能够提高抑制密封结构体的破裂的效果。 再有，支柱的根数能够考虑传递模塑的射出成型时的设定压力等而适宜设定。由此，也可以 增加支柱的数量，例如以将可动部长尺寸方向大致四等分、五等分的方式配置支柱。此外， 只要不脱离本发明的范围，能够进行各种变形，至少能够形成相当于实施方式1的变形。
权利要求
一种静电电容型加速度传感器，其特征在于，具备加速度传感器可动部和加速度传感器非可动部，形成对加速度进行检测的电容器；密封结构体，不与所述加速度传感器可动部接触而对所述加速度传感器可动部进行气密密封；以及支柱，被所述加速度传感器可动部包围但不与所述加速度传感器可动部直接接触，并且两端与所述密封结构体的内壁相接，所述加速度传感器可动部与所述支柱电连接。
2.一种静电电容型加速度传感器，其特征在于，具备加速度传感器可动部和加速度传感器非可动部，形成对加速度进行检测的电容器；以及密封结构体，不与所述加速度传感器可动部接触而对所述加速度传感器可动部进行气 密密封，在所述加速度传感器可动部和所述加速度传感器非可动部形成所述电容器的部分中， 所述加速度传感器可动部和所述加速度传感器非可动部是梳齿形状，所述加速度传感器非可动部的所述梳齿的一部分是所述密封结构体的支柱， 所述支柱被所述加速度传感器可动部包围但不与所述加速度传感器可动部直接接触， 并且，两端与所述密封结构体的内壁相接。
3.根据权利要求1或2所述的静电电容型加速度传感器，其特征在于，所述支柱在将所 述加速度传感器可动部的长尺寸方向的长度三等分的位置配置2处。
4.根据权利要求1或2所述的静电电容型加速度传感器，其特征在于，所述密封结构体 以硅构成。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种静电电容型加速度传感器，其能够抑制对可动部进行气密密封的密封结构体的破裂，并且能够回避加速度的测定精度的下降。该静电电容型加速度传感器的特征在于，具备加速度传感器可动部和加速度传感器非可动部，形成对加速度进行检测的电容器；密封结构体，不与该加速度传感器可动部接触而对该加速度传感器可动部进行气密密封；以及支柱，被该加速度传感器可动部包围但不与该加速度传感器可动部直接接触，并且两端与该密封结构体的内壁相接，该加速度传感器可动部与该支柱电连接。
文档编号G01P15/125GK101957386SQ201010228930
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月9日 优先权日2009年7月16日
发明者堀川牧夫, 山口靖雄 申请人:三菱电机株式会社