特許ウォッチ

公開番号2024027877
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-01
出願番号2022131049
出願日2022-08-19
発明の名称MEMSモジュール
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類G01L 19/04 20060101AFI20240222BHJP(測定;試験)
要約【課題】外気圧の変化を精度よく導出することが可能なMEMSモジュールを提供する。
【解決手段】基板30の内部に形成されている中空部360を覆い、かつ、中空部360内の気圧と基板30の外部の気圧との気圧差によって形状が変形可能な厚さを有する基板30の可動部340と、可動部340の厚さ方向からみて、少なくとも一部が中空部360と重畳して基板30上に配置された第1のゲージ抵抗320Aと、可動部340の厚さ方向からみて、中空部360と重畳せず、第1のゲージ抵抗320Aの周囲の領域で基板30上に配置されている第2のゲージ抵抗320Bと、を備えるMEMS素子3と、第1のゲージ抵抗320Aにより検出された第1の電気信号と第2のゲージ抵抗320Bにより検出された第2の電気信号を用いてMEMS素子3の検出情報を補正し、気圧の変化量を算出する電子部品2と、を備える、MEMSモジュールA1。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
内部に中空部が形成されている基板を備えるＭＥＭＳ素子であって、前記中空部を覆い、かつ、前記中空部内の気圧と前記基板の外部の気圧との気圧差によって形状が変形可能な厚さを有する前記基板の可動部と、前記可動部の厚さ方向からみて、少なくとも一部が前記中空部と重畳して前記基板上に配置された第１のゲージ抵抗と、
前記可動部の厚さ方向からみて、前記中空部と重畳せず、前記第１のゲージ抵抗の周囲の領域で前記基板上に配置されている第２のゲージ抵抗と、を備えるＭＥＭＳ素子と、
前記第１のゲージ抵抗により検出された第１の電気信号と前記第２のゲージ抵抗により検出された第２の電気信号を用いて前記ＭＥＭＳ素子の検出情報を補正し、気圧の変化量を算出する電子部品と、を備える、ＭＥＭＳモジュール。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記検出情報の補正は、前記第１のゲージ抵抗を含む回路で検知される電圧に関して前記第１のゲージ抵抗の抵抗値の変化により生じる電圧差から前記第２のゲージ抵抗を含む回路で検知される電圧に関して前記第２のゲージ抵抗の抵抗値の変化により生じる電圧差を減ずることにより行われる、請求項１に記載のＭＥＭＳモジュール。
【請求項３】
前記可動部の厚さ方向に対して垂直な方向からみて、前記基板の外縁部側に位置している領域を有する配線をさらに備え、
前記配線を介して前記ＭＥＭＳ素子から前記電子部品に前記第１の電気信号および前記第２の電気信号が送信される、請求項１に記載のＭＥＭＳモジュール。
【請求項４】
前記電子部品は、前記基板に搭載されており、
前記ＭＥＭＳ素子及び前記電子部品は互いに離隔している、請求項１に記載のＭＥＭＳモジュール。
【請求項５】
前記ＭＥＭＳ素子及び前記電子部品の間に配置している応力緩和材をさらに備える、請求項１に記載のＭＥＭＳモジュール。
【請求項６】
前記第１のゲージ抵抗及び前記第２のゲージ抵抗は、互いに同一の構造である、請求項１に記載のＭＥＭＳモジュール。
【請求項７】
前記可動部の厚さ方向に対して垂直な方向からみて、前記第１のゲージ抵抗及び前記第２のゲージ抵抗は、互いに離隔している、請求項１に記載のＭＥＭＳモジュール。
【請求項８】
前記基板はシリコンからなる、請求項１～７のいずれか一項に記載のＭＥＭＳモジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、ＭＥＭＳモジュールに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【０００２】
半導体集積回路の製造に用いられる微細加工技術を利用して、機械要素部品と電子回路とを集積化したデバイスであるＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍ）素子が知られている。
【０００３】
ＭＥＭＳ素子は、例えば、中空部と当該中空部を塞ぐ可動部とを有している。特許文献１に開示された構成においては、凹部が形成されたＳｉ基板の裏側にガラス基板を接合することより、中空部が形成されている。この接合は、中空部が密閉される場合、微細な隙間が生じないようにすることが求められる。
【０００４】
また、ＭＥＭＳ素子は、圧力センサに組み込まれて使用されることもある。外気圧の変化がＭＥＭＳ素子の可動部の端に生じる応力を変化させ、可動部の変形に応じてゲージ抵抗が変化する。圧力センサは、そのゲージ抵抗の変化を出力電圧の変化として出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１１／０１０５７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、外気圧の変化だけでなく、ＭＥＭＳ素子の可動部（メンブレンともいう）に伝わる外部からの応力や温度変化によってもゲージ抵抗の変化が生じてしまう。外気圧以外の要因によってもゲージ抵抗からの電気信号が変化するため、外気圧の変化を正確に検知することが困難になるおそれがある。本実施形態の一態様は、外気圧の変化を精度よく導出することが可能なＭＥＭＳモジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の一態様は、内部に中空部が形成されている基板を備えるＭＥＭＳ素子であって、前記中空部を覆い、かつ、前記中空部内の気圧と前記基板の外部の気圧との気圧差によって形状が変形可能な厚さを有する前記基板の可動部と、前記可動部の厚さ方向からみて、少なくとも一部が前記中空部と重畳して前記基板上に配置された第１のゲージ抵抗と、前記可動部の厚さ方向からみて、前記中空部と重畳せず、前記第１のゲージ抵抗の周囲の領域で前記基板上に配置されている第２のゲージ抵抗と、を備えるＭＥＭＳ素子と、前記第１のゲージ抵抗により検出された第１の電気信号と前記第２のゲージ抵抗により検出された第２の電気信号を用いて前記ＭＥＭＳ素子の検出情報を補正し、気圧の変化量を算出する電子部品と、を備える、ＭＥＭＳモジュールである。
【０００８】
本実施形態によれば、外気圧の変化を精度よく導出することが可能なＭＥＭＳモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す斜視図である。
図２は、本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す要部斜視図である。
図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。
図４は、本実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例を示す断面図である。
図５は、本実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例の製造方法を示す断面図である（その１）。
図６は、本実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例の製造方法を示す断面図である（その２）。
図７は、本実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例の製造方法を示す断面図である（その３）。
図８は、本実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例の製造方法を示す断面図である（その４）。
図９は、本実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例の製造方法を示す断面図である（その５）。
図１０は、本実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例の製造方法を示す断面図である（その６）。
図１１は、本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示すレイアウト図である。
図１２は、本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す上面模式図である。
図１３は、本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本実施形態について説明する。以下に説明する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許