CN101292319B - 小型倾斜振动传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小型倾斜振动传感器及其制造方法。该倾斜振动传感器内装有多个电极和导电性球体，利用该球体的移动位移进行接通、断开动作，具体提供一种可大幅度地小型化，并且性能、工作灵敏度较高，且具有耐久性及高可靠性的小型倾斜振动传感器及其制造方法。传感器的壳体主体(1)由壳体主体(5)和气密地封闭该壳体主体的开口部(6)的盖体(7)构成，该壳体主体与盖体分别由可阻止会对由导电性球体的移动位移进行的接通、断开动作带来不良影响的气体透过的、气体屏障性及耐热性优良的非导电性材料形成，及从上述壳体(1)的空洞部(2)内除去会对接通、断开动作带来不良影响的水分及粒子状的杂质，且使该空洞部内成为真空。

Description

小型倾斜振动传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种在非导电性壳体内部配置多个电极且可自由移动地收纳导电性球体，利用该壳体倾斜时、振动时的该球体的移动位移来进行接通、断开动作，可由此检测出倾斜、振动等的倾斜振动传感器。 

背景技术

目前，此种传感器已代替将作为有害物质的水银作为可动电极使用的水银式传感器，广泛地应用插入于家电产品、电子设备及其他各种产品、设备等中，用于检测上述产品、设备等的倾斜或振动，但近来，随着其使用对象设备的小型化的推进、向数码相机、移动电话等小型高科技电子设备的装设需要大幅增加等，对传感器的小型化、高性能化、高可靠性化等的市场要求越来越强烈。 

作为此种倾斜振动传感器，以往多采用例如日本特开平10-12107号公报，日本特开平11-195359号公报等所示那样，使多个细长金属引线框突出到传感器壳体外侧的类型。 

但是，在带有这样的金属引线框的倾斜振动传感器中，通常在其壳体的空洞部内配置多个金属电极板，并且需要多个用于将上述金属引线框固定于该壳体上的零件等的安装器具，因而难以将整个传感器的外形尺寸大幅度地小型化，因此不能对使用作为小型电子零部件的高密度安装技术的表面安装技术(SMT)的印刷电路板进行自动钎焊安装。因此，该种类型的传感器向印刷电路板的安装不得不仰赖于下述所谓的引线贯通安装方式，该所谓的引线贯通安装方式是在印刷电路板上设置多 个引线通孔，将上述金属引线框分别插入到上述通孔内。 

因此，为了谋求倾斜振动传感器的小型化，需要使传感器壳体小型化，因此，现已提出了一种使用耐热性较高的热塑性合成树脂尽可能小型地成形加工该壳体主体及/或盖体，并且将可使用表面安装技术直接钎焊于印刷电路板上的连接端子突出设置于传感器壳体上的类型的小型传感器，且将该传感器壳体的外形尺寸设定为3mm左右见方。 

但是，为了对应向移动电话等小型高科技电子设备的装设需要的增加而进一步推进传感器的小型化，要求构成传感器壳体的壳体主体及/或盖体的厚度比以往更薄，并且对应传感器壳体的小型化而使收纳于其内部、即空洞部的作为可动电极的导电性球体的球径更小。而且，即使这样大幅度地使传感器小型化，也不会因此而有损传感器的性能或工作灵敏度、耐久性、可靠性等。因此，必须克服随着传感器小型化而产生的如下所述的问题。 

首先第1，若含有湿气的空气进入到传感器壳体的空洞部，则不仅容易受湿气的粘性影响而使作为可动电极的导电性球体的动作变得缓慢，而且也容易受附着于在空洞部内配置的固定电极、该球体表面的水分的粘性影响而使该球体的动作具有磁滞现象，因此，传感器的工作灵敏度会变迟钝。该现象进一步增多了在空洞部内存在有微细灰尘等粒子状杂质的情况。第2，在使用了SMT的表面安装作业的软溶工序中，在网版印刷于印刷电路板上的钎焊膏中所含有的作为粘合剂的焊剂会由于加热而蒸发，在其蒸汽或挥发成分中含有氯气及其它会腐蚀上述电极和球体那样的有害气体，因此若容许这样的气体进入到传感器的空洞部内，则会由于这样的有害气体的氧化作用或侵蚀作用而腐蚀电极和球体的表面，不仅会使传感器的工作灵敏度变迟钝，还会使其耐用寿命变短。第3，若传感器壳体的空洞部内的温度升高，则处于该空洞部内的气体温度会上升，因此，由于小型化而使传感器壳体厚度变薄再加上其压力而容易产生破坏传感器壳体的危险。第4，随着小型化而减少上述电极与上述球体之间的距离，但由于该距离的减少为电气绝缘距离的减少，因此，当在电极等上附着有水分或杂质等时，会明显地减少绝缘电阻、容易产生损伤电极的电弧放电，会对传感器的耐久性或性能带来不良影响。第5，由于传感器壳体空洞部的容积明显变小，因此，明显地难以在其内部配置由铜板等导电性金属板所作成的共有电极板。第6，若使作为金属球的导电性球体与由绝缘体构成的传感器壳体的内壁面部分摩擦接触而产生的静电带电，则会存在由于其引力或回弹力而导致该球体的动作变得不规则，使传感器应检测的倾斜、振动的检测精度恶化。所谓静电是指在“绝缘物彼此之间”或“绝缘物和导体”之间引起的现象，而在“导体彼此之间”不能引起的现象。相同物质无论怎么互相摩擦也不会产生静电。当任何一方都不是绝缘物时，带电的电荷会在两者的接触过程中被中和。这便是“导体彼此之间”不能带电的原因。

发明内容

本发明解决了随着传感器壳体的大幅度小型化而产生的如上所述的各种问题，其主要目的在于提供一种性能或工作灵敏度较高、且具有耐久性及高可靠性的小型倾斜振动传感器及其制造方法。 

本发明的另一个目的在于提供一种可大量生产且廉价地提供的、并且可多方向地进行倾斜或振动等的检测的小型倾斜振动传感器及其制造方法。 

为了达成上述目的，本发明的小型倾斜振动传感器包括有：壳体(1)，其由具有在上表面开口的空洞部(2)的壳体主体(5)和可气密地封闭该空洞部开口(6)的盖体(7)构成；立体的多个电极，其由等间隔相邻地配置于上述空洞部周壁面上的至少4个以上导电性覆膜构成；金属导电球(4)，其可自由滚动地收纳于该空洞部内，与上述电极中相邻的任意2个电极相接触使该电极相互之间导通，上述壳体主体由层叠构造体构成，该层叠构造体为上下重合多张板通过低温同时烧成而成，该多张板分别由混合了规定量的低热膨胀性玻璃的陶瓷形成，当上述壳体发生倾斜振动时，该金属导电球(4)会随之移动，利用该移动进行接通、断开动作，其特征在于，上述金属导电球(4)由用加入钴的硬质金成形的球体构成，上述盖体(7)由耐热性及气体屏障性优良的低热膨胀性玻璃形成，使其可用肉眼从外部通过该盖体(7)检查该壳体主体的空洞部(2)内的上述金属导电球(4)的动作，将作为用于防止或除去上述金属导电球(4)的静电带电的部件的平面导电性覆膜(3E)、设于上述壳体主体(5)的空洞部(2)的底面上及上述盖体(7)的下面侧，及从上述空洞部(2)内除去会对由该导电球的移动进行的接通、断开动作带来不良影响的水分及微细尘埃等杂质，且在该空洞部(2)内封入降压至规定真空度以上的电气绝缘性优良的气体。 

另外，本发明的小型倾斜振动传感器包括有：壳体(1)，其由具有在上表面开口的空洞部(2)的壳体主体(5)和可气密地封闭该空洞部的开口(6)的盖体(7)构成；立体的多个电极，其由等间隔相邻地配置于上述空洞部周壁面上的至少4个以上的导电性覆膜构成；金属导电球(4)，其可自由滚动地收纳于该空洞部内，与上述电极中相邻的任意2个电极相接触使该电极相互之间导通，上述壳体主体由层叠构造体构成，该层叠构造体为上下重合多张板并使其气密地接合而成，该多张板分别由耐热性及气体屏障性优良的低热膨胀性玻璃形成，当上述壳体发生倾斜振动时，该金属导电球(4)会随之移动，利用该移动进行接通、断开动作，其特征在于，上述金属导电球(4)由用加入钴的硬质金成形的球体构成，上述盖体(7)由耐热性及气体屏障性优良的低热膨胀性玻璃形成，使其可用肉眼从外部通过该盖体(7)检查该壳体主体的空洞部(2)内的上述金属导电球(4)的动作，将作为用于防止或除去上述金属导电球(4)的静电带电的部件的平面导电性覆膜(3E)、设于上述壳体主体(5)的空洞部(2)的 底面上及上述盖体(7)的下面侧，及从上述空洞部(2)内除去会对由该导电球的移动进行的接通、断开动作带来不良影响的水分及微细尘埃等杂质，且在上述空洞部(2)内封入降压至规定真空度以上的电气绝缘性优良的气体。 

另外，本发明的小型倾斜振动传感器在技术方案1或2所述的小型倾斜振动传感器中，其特征在于，该小型倾斜振动传感器构成为使设于上述壳体主体的空洞部的底面上的上述导电性覆膜作为共用电极膜发挥功能。 

另外，本发明的小型倾斜振动传感器在技术方案1或2所述的传感器中，其特征在于，上述壳体主体为如下形成的长方体，将具有在SMT(表面安装技术)的软溶工序中不会产生热变形程度的高耐热性、具有可阻止水分、外部气体等透过的优良的气体屏障性的超级工程塑料来代替上述陶瓷或上述低热膨胀性玻璃作为母材，利用注射模塑成形方式或高温压缩烧结成形方式加工而成。 

另外，本发明的小型倾斜振动传感器在技术方案1或2所述的小型倾斜振动传感器中，其特征在于，上述空洞部形成为横截面大致正方形的方孔，在其四周壁面分别各形成有构成各独立电极的导电性覆膜。 

另外，本发明的小型倾斜振动传感器在技术方案5所述的小型倾斜振动传感器中，其特征在于，传感器壳体的盖体由平板状的玻璃板构成。 

另外，本发明的小型倾斜振动传感器在技术方案1所述的小型倾斜振动传感器中，其特征在于，在上述壳体主体底部的下表面侧分别设有平坦的连接端子部，该平坦的连接端子部由分别与上述各电极电连接的导电性覆膜构成。 

另外，本发明的小型倾斜振动传感器在技术方案1所述的小型倾斜振动传感器中，其特征在于，上述壳体主体与上述盖体使用作为不透过气体的气密封接用玻璃的熔合玻璃相互气密地接合。 

另外，本发明的小型倾斜振动传感器在技术方案1所述的小型倾斜振动传感器中，其特征在于，上述导电性覆膜使用薄膜印刷、涂膜、真空蒸镀、阴极溅镀、离子镀等成膜技术来形成为较薄的膜。 

另外，本发明的小型倾斜振动传感器在技术方案1所述的小型倾斜振动传感器中，其特征在于，其外形尺寸在可对印刷电路板应用能使用贴片机的表面安装技术的范围内。 

另外，本发明的小型倾斜振动传感器的制造方法，其特征在于，该制造方法包含有以下工序：在上下重合了多张的陶瓷板上，如围棋盘格子般纵横地连续设置并低温烧成多个层叠构造的壳体主体的工序，该层叠构造的壳体主体具有在该壳体主体上表面开口、且在内部配置了由多个导电性覆膜构成的电极的空洞部，并且在该壳体主体底部的下表面侧设置由分别与上述电极电连接的多个导电性覆膜构成的平坦的连接端子部；将可与上述电极接触分离的金属导电球用加入钴的硬质金成形，且将其可滚动地收纳于上述壳体主体的空洞部内的工序；在各空洞部的底面上形成作为用于防止或除去上述金属导电球的静电带电的平面导电性覆膜的工序；用构成气密地封闭上述各空洞部的上表面开口部的盖体的、气体屏障性及耐热性优良的低热膨胀性玻璃板，气密地封闭连续设置了多个壳体主体的上述陶瓷板的上表面侧的工序；此时，从上述各壳体主体的空洞部内除去会对由上述金属导电球的移动进行的接通、断开动作带来不良影响的水分及微细尘埃等杂质，且在该空洞部内封入降压至规定真空度以上的电气绝缘性优良的气体的工序；沿着标注于上述玻璃板上的纵横切块线，依次切断该玻璃板及上述陶瓷板，而得到作为组装体的一个个的传感器的工序。 

另外，本发明的小型倾斜振动传感器在技术方案11所述的小型倾斜振动传感器的制造方法中，其特征在于，构成上述壳体主体的上述陶瓷板及构成上述盖体的上述低热膨胀性玻璃板分别形成为矩形。 

附图说明

图1是作为本发明的一个实施例的倾斜振动传感器的主视图。 

图2是同上的传感器的壳体主体的俯视图。 

图3是同上的传感器的仰视图。 

图4是在壳体主体加上盖的状态下的图2A-A’线的模式图的纵剖视图。 

图5是图解同上的传感器的动作方式的模式图。 

图6A是表示为了可获得多个同上的传感器而形成的板状层叠构造物的一个例子的概要俯视图。 

图6B是图6A所示的层叠构造物的放大侧视图。 

图6C是表示从图6A所示的板状层叠构造物上卸下构成盖体的盖板及导电性球体的概要俯视图。 

图6D是图6C所示的放大侧视图。 

具体实施方式

以下，以下述实施例为中心详细说明本发明的实施方式。 

图1～图4表示作为本发明的一个实施例的倾斜振动传感器A，图1是其主视图，图2是壳体主体的俯视图，图3是其仰视图，图4是在壳体主体加上盖的状态下的图2A-A’线的纵剖视图。在这些图中，1是传感器A的非导电性壳体，2是该壳体的空洞部，3A、3B、3C、3D、3E是电极，4是可滚动地收纳于空洞部2的导电性球体。 

上述传感器壳体1由壳体主体5与用于气密地封闭在壳体主体5的上表面中央部开口的开口部6的板状盖体7构成，壳体主体5与盖体7分别由可阻止会对由上述球体4的移动或滚动进行的接通、断开动作带来不良影响的气体透过的、气体屏障性及耐热性优良的非导电性材料、例如精密陶瓷形成，另外，上述4个电极3A、3B、3C、3D分别由例如实施电解电镀加工等而成膜的导电性覆膜形成于上述空洞部2的周壁面，并且，上述电极借助电路分别与4个平坦的连接端子8A、8B、8C、8D电连接，上述连接端子由设置于该壳体主体5的底部的下表面侧的导电性覆膜构成。 

如图1及图4所示，在上述实施例中，上述壳体主体5是使用下述技术由上下气密地接合3张矩形薄板5A、5B、5C而成的3层的层叠构造体构成的，该矩形薄板5A、5B、5C由上述非导电性材料分别成形加工而成，上述技术使用例如不将低熔点气密封接用玻璃等接合材料加热至熔点，而利用在熔点以下固体 状态的界面扩散现象来进行接合的技术、即固相扩散接合技术，在该层叠构造体中设有具有可移动地收纳上述导电性球体4的尺寸的、横截面大致为正方形的空洞部2，该空洞部2由横截面大致正方形的方孔9与层叠构造体的最下层板5A的上表面形成，该方孔9上下贯通除了构成上述层叠构造体的最下层、即底部的板5A以外的2张板5B、5C的各中央部，在该空洞部2的四周壁面上、在从下数第3层、即构成最上层的板5C中央部方孔的四周壁部9A、9B、9C、9D上分别立体地形成有导电性覆膜3A、3B、3C、3D，该导电生覆膜3A、3B、3C、3D为相互绝缘的各独立电极。在板材料为陶瓷的情况下，板5B、5C的各方孔9在烧成板之前的板的状态下穿孔设置。附带提一下，在上述实施例中，在构成上述层叠构造体的各板5A～5C中的、作为最上层板的板5C具有最大的厚度。这些板的张数、厚度、尺寸等可以根据传感器的用途等进行增减。另外，在最下层板5A的上表面、即空洞部2的底面上、在形成为比板5C中央部的方孔9稍大、构成下数第2层的板5B的中央部的各孔9内，相对于上述各电极独立地设有由导电性覆膜构成的单一平面电极3E。在图示例中，构成为电极3A、3B、3C、3D可分别作为负电极使用，另外，电极3E可作为正电极使用。 

另外，在上述实施例中，在具有3层层叠构造的上述壳体主体5上、在最上层板5C的下表面分别形成有作为第1导电路的金属膜11A、11B、11C、11D，该金属膜11A、11B、11C、11D分别与作为各独立电极的4个上述导电性覆膜3A、3B、3C、3D连接(参照图2及图4)，并且，一端分别与上述4个金属膜11A、11B、11C、11D连接的、作为第2导电路的导电体12A、12B、12C、12D分别填充于上下方向贯通下数第1层及第2层2张层叠板5A、5B的通孔12A’、12B’、12C’、12D’内，而另一端则分别与可直接钎焊安装于印刷电路板上的上述连接端子8A、8B、8C、8D连接。另外，上述空洞部底面上的电极3E经由填充于最下层板5A中央部的通孔12E’内的作为导电路的导电体12E，与由设于该板5A下表面侧的导电性覆膜构成的平坦的连接端子8E电连接。上述金属膜11A～11D、连接端子8A～8E也可与上述电极3A～3D相同地由例如电解电镀处理等形成。

在如上述构成的壳体主体5的上表面，在将球体4收容于空洞部2内之后，为了气密地封闭其开口部6，使用例如不会透过气体的熔合玻璃那样的低熔点气密封接用玻璃等气密地接合板状的盖体7，但此时，从由壳体主体5与盖体7的接合而形成的传感器壳体1的内部、即空洞部2内除去会对传感器的接通、断开动作带来不良影响的水分及微细尘埃等粒子状杂质等，并且使上述空洞部内成为真空，或者在该空洞部内将下述气体降压至规定的真空度、例如十分之一气压以上后封入该气体，上述气体为电气绝缘性优良的气体、例如干燥空气、氮气、氦、氩、氙、六氟化硫气体中的任意一种气体或它们的混合气体。这样的空洞部2的真空化或气体的降压封入，可通过可导入到内部的介质气体的种类较多、且具有可提高导入气体纯度的真空置换功能的热处理炉的多种介质气体真空热处理炉来实施。 

使用陶瓷作为传感器壳体1的构造材料时，优选使用例如Al₂O₃那样的绝缘性优良且热膨胀性较低的陶瓷、或玻璃陶瓷、即混合有规定量玻璃的陶瓷的烧成温度低温化至900℃以下的低温同时烧成陶瓷(LTCC＝Low Temperature Co-firedCeramic)。另外，作为传感器壳体1的构造材料，可以使用陶瓷以外的耐热性及气体屏障性优良的非导电性材料、例如石英玻璃、硼硅酸盐系玻璃、磷硅酸盐系玻璃等低热膨胀性玻璃或它们中的一个与陶瓷的混合体。 

上述电极、连接端子等，不限于通过电解电镀形成，也可以使用薄膜印刷、涂膜、真空蒸镀、阴极溅镀等成膜技术来形成。并且，使用于上述成膜的材料可以举出：导电性优良的纯铑、纯钌、加入铑的硬质白金、加入钌的硬质白金、纯白金、硬质钯、加入钴的硬质金、其他硬质金、镍等。在这些材料中，镍优选使用于可用来强化覆膜的镀底层加工。 

作为可动电极的导电性球体4的直径越小，其质量越轻，因此，为了使导电性球体4的运动性及与电极3A～3E的接触性较佳，优选使用例如钨球、不锈钢球，钢球等的比重较大的材质，并且在其表面实施了镀镍作为镀底层之后，进一步在其上实施导电性良好的镀金等来完成终加工。另外，虽然会增加一些成本，但也可以由加入钴的硬质金成形导电性球体。 

另外，壳体主体及/或盖体在SMT处的软溶工序中，也可将除了具有不会产生热变形程度的高耐热性之外，还具有气体屏障性、具有可阻止水分、外部气体等透过程度的优良的物理性能的改良后的工程塑料或超级工程塑料来作为母材，利用注射模塑成形、高温压缩烧结成形来进行成形加工。作为上述的材料可以举出例如PBI、尼龙合金等。 

上述传感器壳体也可由壳体主体和气密地封闭在传感器壳体上表面中央部开口的开口部的板状盖体构成，该壳体主体和盖体与上述实施例同样地、分别由可阻止会对由上述球体的移动位移进行的接通、断开动作带来不良影响的气体透过的、气体屏障性及耐热性优良的非导电性材料、例如上述的Al₂O₃那样的陶瓷等一体成形。 

图6A～图6D表示本发明的小型倾斜振动传感器的制法的一个例子，X是使用气密封接用玻璃等接合材料上下气密地接合做成矩形的3张陶瓷板5A’、5B’、5C’而形成，并作为如围棋盘格子般那样许多纵横地连续设置壳体主体5的层叠构造体 的非导电性板，将导电性球体4收纳于设有多个电极3A～3E的各壳体主体5的空洞部2内之后，为了气密地封闭各空洞部的上表面开口部6，使用气密封接用玻璃等接合材料将构成盖体7的非导电性盖板Y气密地接合于上述板X的上表面侧。此时，从各壳体主体的空洞部内除去会对由上述球体移动进行的接通、断开动作带来不良影响的水分及微细尘埃等粒子状杂质，且使该空洞部内成为真空，或者在上述空洞部内封入降压至规定真空度以上的电气绝缘性优良的气体。然后，沿着标注于盖板Y上的纵横的切块线S、S’依次切断由该两板X、Y所构成的板状层叠构造物，由此得到作为组装体的一个个的传感器。此外，图6A～图6D中为了避免复杂化，省略了连接端子、导电路的记载。在此例中，可得到100个具有高为2.0mm、纵横各为2.5mm的外形尺寸的传感器，也可轻易得到更多传感器，例如900个传感器。因此，本发明的传感器可大量生产，并且可廉价地提供。 

接着，说明上述的本发明一个实施例的倾斜振动传感器A的动作。 

当传感器A向前后左右任一方向倾斜时，导电性球体4会在空洞部底面的电极3E上沿传感器A的倾斜方向滚动，与4个电极3A、3B、3C、3D中相邻的任意2个电极相接触而使该2个电极与电极3E相互导通，在3点接触的状态下检测出呈开关接通的状态的1个方向。 

即，在图5中，当传感器A向左下方倾斜时，球体4向箭头所示的左方向滚动，与2个电极3A、3B相接触而使该2个电极与电极3E相互导通，呈开关接通的状态。可以根据该开关接通的状态检测出传感器A往左方向倾斜的状态。与此相反，当传感器A向右下方倾斜时，球体4向箭头所示的右方向滚动，与2 个电极3C、3D相接触而使该2个电极与电极3E相互导通，呈开关接通状态。可以根据该开关接通状态检测出传感器A往右方向倾斜的状态。 

接着，当传感器A向前下方倾斜时，球体4向箭头所示的前方滚动，与2个电极3A、3D相接触而使该2个电极与电极3E相互导通，呈开关接通的状态。可以根据该开关接通状态检测出传感器A往前方倾斜的状态。与此相反，当传感器A向后下方倾斜时，球体4向箭头所示的后方滚动，与2个电极3B、3C相接触而使该2个电极与电极3E相互导通，呈开关接通状态。可以根据该开关接通状态检测出传感器A往后方倾斜的状态。这样利用方孔的角处的3点接触，可更安定、可靠地检测出倾斜方向。 

另外，当传感器A向左下方与前下方的中间方向、左下方与后下方的中间方向，右下方与前下方的中间方向或右下方与后下方的中间方向倾斜时，球体5在电极3E上向该中间方向滚动，呈与电极3A、3B、3C或3D接触的2点接触状态，此时在这样的2点接触状态下使两电极相互导通，呈开关接通状态，由此可以检测出各方向。 

这样，在本传感器中，进行如上所述的3点接触与2点接触两者，即将方孔的角处的3点接触状态作为一个方向，将电极3E借助球体4与任一壁面的电极膜相接触的2点接触状态作为一个方向，由此也可将本传感器作为用于检测8个方向的传感器来使用。 

接着，当对传感器A施加振动时，不论该振动为左右方向的振动、前后方向的振动、上下方向或其他方向的振动，在该振动持续期间，导电性球体4发生移动位移，反复进行电极3A、3B、3C、3D中相邻的任意2个电极或任意1个电极与底面电极 3E的接触、非接触，反复导通、非导通的状态。可以借助该导通、非导通状态的反复检测出传感器A正进行的振动。 

在上述倾斜检测传感器A中，如上所述，由可阻止会对由球体4的滚动进行的接通、断开动作带来不良影响的气体透过的、气体屏障性及耐热性优良的非导电性材料气密地制作传感器壳体1，并且除去其内部的水分、杂质等，并且使其内部成为真空或在其内部封入降压至规定真空度以上的电气绝缘性优良的气体，因此，即使其外形尺寸大幅度减小(例如，2mm左右见方的超小型)，由于不容许向其内部、即空洞部内进入湿气、有害气体等，因此倾斜时等的球体4的动作会迅速且流畅，也可维持良好的工作灵敏度来进行检测倾斜、振动，并且也延长使用寿命。 

上述实施例构成为在空洞部的周壁面上具有4个电极膜、在其底面上具有1个共有电极3E，但作为其变形例之一，也可以使空洞部的横截面形状为6边形或8边形，在其各周壁面上形成电极膜。在以上任意一种情况下，由于不像以往例子那样需要金属引线框、金属导线及它们的安装器具，因此可大量生产构造简单、且大幅度小型化的传感器。 

在上述实施例中，设置于空洞部2底面上的电极膜3E除了作为共用电极膜发挥功能之外，还作为用于防止或除去作为金属球的导电性球体4的静电带电的部件发挥功能。 

即，有时会由于某些原因而在传感器内产生静电，因此，作为上述实施例的另一个变形例，不将底面电极膜3E作为共用电极膜，而是仅将其作为防止或除去球体4带电的部件来使用，由此可以防止在内部蓄积电荷。 

另外，在只有该机构还不完全的情况下，也可以在盖体7的背面设置与底面电极膜3E相同的电极膜。 

另外，可以分别用陶瓷或玻璃制作壳体主体5、用玻璃制作盖体7，使其可用肉眼从外部容易地检查空洞部2内的球体4的动作。 

工业实用性

采用本发明，可使倾斜振动传感器大幅度地小型化，并且虽然使其大幅度地小型化，但仍可得到具有高性能、高工作灵敏度，且高耐久性及可靠性的传感器。因此，不言而喻，采用本发明，可应用于插入到普通的家电产品、电子设备等中用于检测上述产品、设备的倾斜或振动，例如，可作为仅使移动电话倾斜便可卷动其画面的开关、或对应数码相机的朝向自动补正图像的纵横的传感器等来使用等，可提供一种特别适合应用于小型高科技电子设备的超小型倾斜振动传感器。 

不仅如此，由本发明得到的小型倾斜振动传感器可与通常被称作芯片的电容器、电阻等小型电子零部件同样地使用可用贴片机(chip mounter)的表面安装技术(SMT)进行向印刷电路板表面的自动钎焊安装，因此，可较大地有助于提高使用对象设备的生产率。 

采用本发明，可以得到一种将整体大幅度小型化，并且具有高性能、高工作灵敏度、且高耐久性、高可靠性的小型倾斜振动超传感器。 

另外，采用本发明，可以得到一种大量生产且廉价地提供地、并且可全方位地进行倾斜或振动等检测的小型倾斜振动传感器。 

Claims (12)

1.一种小型倾斜振动传感器，包括有：壳体(1)，其由具有在上表面开口的空洞部(2)的壳体主体(5)和可气密地封闭该空洞部开口(6)的盖体(7)构成；立体的多个电极，其由等间隔相邻地配置于上述空洞部周壁面上的至少4个以上的导电性覆膜构成；金属导电球(4)，其可自由滚动地收纳于该空洞部内，与上述电极中相邻的任意2个电极相接触使该电极相互之间导通，上述壳体主体由层叠构造体构成，该层叠构造体为上下重合多张板并通过低温同时烧成而成，该多张板分别由混合有规定量的低热膨胀性玻璃的陶瓷形成，当上述壳体发生倾斜振动时，该金属导电球(4)会随之移动，利用该移动进行接通、断开动作，其特征在于，上述金属导电球(4)由用加入钴的硬质金成形的球体构成，上述盖体(7)由耐热性及气体屏障性优良的低热膨胀性玻璃形成，使其可用肉眼从外部通过上述盖体(7)检查该壳体主体的空洞部(2)内的上述金属导电球(4)的动作，将作为用于防止或除去上述金属导电球(4)的静电带电的部件的平面导电性覆膜(3E)设于上述壳体主体(5)的空洞部(2)的底面上及上述盖体(7)的下面侧，及从上述空洞部(2)内除去会对由上述导电球移动进行的接通、断开动作带来不良影响的水分及微细尘埃杂质，且在上述空洞部(2)内封入降压至规定真空度以上的电气绝缘性优良的气体。

2.一种小型倾斜振动传感器，包括有：壳体(1)，其由具有在上表面开口的空洞部(2)的壳体主体(5)和可气密地封闭该空洞部开口(6)的盖体(7)构成；立体的多个电极，其由等间隔相邻地配置于上述空洞部周壁面上的至少4个以上的导电性覆膜构成；金属导电球(4)，其可自由滚动地收纳于该空洞部内，与上述电极中相邻的任意2个电极相接触使该电极相互之间导通，上述壳体主体由层叠构造体构成，该层叠构造体为上下重合多张板并气密接合而成，该多张板分别由混合有耐热性及气体屏障性优良的低热膨胀性玻璃成形，当上述壳体发生倾斜振动时，该金属导电球会随之移动，利用该移动进行接通、断开动作，其特征在于，上述金属导电球(4)由用加入钴的硬质金成形的球体构成，上述盖体(7)由耐热性及气体屏障性优良的低热膨胀性玻璃形成，使其可用肉眼从外部通过该盖体(7)检查该壳体主体的空洞部(2)内的上述金属导电球(4)的动作，将作为用于防止或除去上述金属导电球(4)的静电带电的部件的平面导电性覆膜(3E)设于上述壳体主体(5)的空洞部(2)的底面上及上述盖体(7)的下面侧，及从上述空洞部(2)内除去会对由该导电球移动进行的接通、断开动作带来不良影响的水分及微细尘埃杂质，并且在该空洞部(2)内封入降压至规定真空度以上的电气绝缘性优良的气体。

3.根据权利要求1或2所述的小型倾斜振动传感器，其特征在于，该小型倾斜振动传感器构成为使设于上述壳体主体空洞部的底面上的上述导电性覆膜作为共用电极膜发挥功能。

4.根据权利要求1或2所述的小型倾斜振动传感器，其特征在于，上述壳体主体为如下形成的长方体，是将具有在表面安装技术SMT中的软溶工序中不会引起热变形程度的高耐热性、具有能阻止水分、外部空气透过的优良的气体屏障性的超级工程塑料作为母材来代替上述陶瓷或上述低热膨胀性玻璃，利用注射模塑成形或高温压缩烧结成形方式加工而成。

5.根据权利要求1或2所述的小型倾斜振动传感器，其特征在于，上述空洞部形成为横截面大致正方形的方孔，在其四周壁面上分别各形成有构成各独立电极的导电性覆膜。

6.根据权利要求5所述的小型倾斜振动传感器，其特征在于，传感器壳体的盖体由平板状的玻璃板构成。

7.根据权利要求1所述的小型倾斜振动传感器，其特征在于，在上述壳体主体底部的下表面侧分别设有平坦的连接端子部，该平坦的连接端子部由分别与上述各电极电连接的导电性覆膜构成。

8.根据权利要求1所述的小型倾斜振动传感器，其特征在于，上述壳体主体与上述盖体使用作为不透过气体的气密封接用玻璃的熔合玻璃相互气密地接合。

9.根据权利要求1所述的小型倾斜振动传感器，其特征在于，上述导电性覆膜使用薄膜印刷、涂膜、真空蒸镀、阴极溅镀、离子镀成膜技术而形成为较薄的膜。

10.根据权利要求1所述的小型倾斜振动传感器，其特征在于，该传感器的外形尺寸在可对印刷电路板应用能使用贴片机的表面安装技术的范围内。

11.一种小型倾斜振动传感器的制造方法，其特征在于，该制造方法包含有以下工序：

在上下重合了多张的陶瓷板上，如围棋盘格子般纵横连续设置多个层叠构造的壳体主体的工序，该层叠构造的壳体主体具有在该壳体主体上表面开口、且在内部配置了由多个导电性覆膜构成的电极的空洞部，并且在底部的下表面侧设置由分别与上述电极电连接的多个导电性覆膜构成的平坦的连接端子部；

将可与上述电极接触分离的金属导电球用加入钴的硬质金形成，并且将其可滚动地收纳于上述壳体主体的空洞部内的工序；

在各空洞部的底面上形成作为用于防止或除去上述金属导电球的静电带电的部件的平面导电性覆膜的工序；

用构成可气密地封闭各空洞部的上表面开口部的盖体的、气体屏障性及耐热性优良的低热膨胀性玻璃板，气密地封闭连续设置了多个壳体主体的上述陶瓷板的上面侧的工序；

此时，从上述各壳体主体的空洞部内除去会对由上述金属导电球的移动进行的接通、断开动作带来不良影响的水分及微细尘埃的杂质，且在该空洞部内封入降压至规定真空度以上的电气绝缘性优良的气体的工序；

沿着标注于上述玻璃板上的纵横切块线，依次切断该玻璃板及上述陶瓷板而得到作为组装体的一个个的传感器的工序。

12.根据权利要求11所述的小型倾斜振动传感器的制造方法，其特征在于，构成上述壳体主体的上述陶瓷板及构成上述盖体的上述低热膨胀性玻璃板分别形成为矩形。

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