CN102449489B - 物理量传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供传感器灵敏度良好且耐粘附性良好的物理量传感器。物理量传感器具有：被固定支承的被定位部(5～7)；沿高度方向变位的可动部(2)；与被定位部和可动部连结成转动自如的支承部(3、4)；用于检测可动部的变位的检测部。支承部(3、4)构成为具有：连结被定位部与可动部(2)间的第一连结臂(3a、4a)；从被定位部向第一连结臂的反方向延伸且在支承部(3、4)转动而可动部(2)沿高度方向变位时向可动部(2)的变位方向的反方向变位的腿部(3b、4b)。在腿部(3b、4b)向可动部(2)的变位方向的反方向变位时，在腿部的前端部可抵接的位置设置有限动面，腿部的前端部与限动面抵接而抑制可动部(2)的变位。

Description

物理量传感器
技术领域
本发明涉及通过对从硅基板进行切出等形成的可动部的变位量进行检测从而能够对从外部作用的加速度等物理量进行测定的物理量传感器。
背景技术
例如，物理量传感器具备对硅基板进行蚀刻处理而在高度方向上被支承为可变位的可动部。对于上述情况而言，例如，如下述专利文献1所示，沿高度方向变位的可动部构成为经由可变形的梁部而被位于可动部的周围的框体支承为摆动自如。然而，如果对可动部作用较强的物理量或物理量长时间作用，则导致对梁部的负担大而使梁部发生损伤等，或者即使物理量的作用消除也无法回复至原本的静止状态等，从而传感器灵敏度容易下降，或无法有效地延长传感器寿命。在专利文献1中，设置有重物(錘)限动件。然而，在专利文献1的结构中，由于在重物的表面形成有高度方向上的高低差，因此若采用在重物的凹部位置使所述重物限动件在高度方向上对置的复杂结构，则利用MEMS技术形成该结构会非常困难。
另外，在上述以往的结构中，可动部的动作不稳定且松动，并且向梁部的高度方向的变形受到阻碍，可动部难以稳定地沿高度方向平行移动，无法得到高精度的传感器灵敏度。
另外，为了消除沿高度方向变位了的可动部和与可动部对置的面进行面接触而被吸附从而导致无法作为传感器发挥作用的缺陷，采用在可动部侧或与可动部对置的对置面侧设置突起等来抑制可动部的吸附的粘附防止结构。
然而，难以在可动部或与可动部对置的对置面侧高精度地形成突起等粘附防止结构。
另外，在专利文献1或专利文献2所述的结构中，限动件与重物依然容易以面进行接触而容易产生粘附。另外，在专利文献3中，公开了以往开始经常使用的设置有限动突起的形态。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-283393号公报
专利文献2：日本特开2008-197113号公报
专利文献3：日本特开平9-127151号公报
发明内容
因此，本发明是为了解决上述以往的问题而作出的，其目的在于提供一种传感器灵敏度良好且耐粘附性优良的物理量传感器。
本发明的物理量传感器的特征在于，具有：被固定支承的被定位部；沿高度方向变位的可动部；与所述被定位部和所述可动部连结成转动自如的支承部；用于检测所述可动部的变位的检测部，
在所述支承部上设置有腿部，该腿部用于在所述支承部转动而使所述可动部沿高度方向变位时向所述可动部的变位方向的反方向变位而抑制所述可动部的变位。
根据本发明，通过构成为具备与被定位部和可动部连结成转动自如的支承部的支承结构，并且在支承部设置有抑制可动部的变位的腿部，从而能够以简单的结构使可动部沿高度方向平行移动，即使在较强的物理量作用于可动部的情况下也能够减轻向可动部或连结部等的负担或损伤，能够提高传感器灵敏度。另外，在本发明中，即使不像以往那样在可动部或与可动部对置的对置面侧上设置突起等也能够以简单的结构提高耐粘附性。另外，本发明的物理量传感器能够构成得极小型且薄型。
在本发明中，优选在所述腿部向所述可动部的变位方向的反方向变位时所述腿部所接近的对置部上的与所述腿部对置的位置设置有限动面。由此能够以简单的结构抑制所述可动部的变位。
另外，在本发明中，优选在所述支承部上形成连结所述被定位部与所述可动部之间的第一连结臂和从所述被定位部向所述第一连结臂的反方向延伸的所述腿部，在所述支承部转动时，所述第一连结臂和所述腿部以所述被定位部和所述第一连结臂之间的支点连结部为中心向反方向变位。由此，能够以简单的机构使可动部在高度方向上变位，并使腿部向可动部的变位方向的反方向变位。
另外，本发明的物理量传感器的特征在于，具有：
被固定支承的被定位部；沿高度方向变位的可动部；与所述被定位部和所述可动部连结成转动自如的支承部；用于检测所述可动部的变位的检测部，
所述支承部构成为具有第一连结臂和腿部，所述第一连结臂连结所述被定位部与所述可动部之间，所述腿部从所述被定位部向所述第一连结臂的反方向延伸，在所述支承部转动而使所述可动部沿高度方向变位时向所述可动部的变位方向的反方向变位，
在所述腿部向所述可动部的变位方向的反方向变位时所述腿部所接近的对置部上，在与所述腿部对置的位置设置有限动面。
根据本发明的结构，能够以极小型且薄型的结构形成传感器灵敏度及耐粘附性良好的物理量传感器。
另外，在本发明中，优选具备所述腿部的所述支承部设置有多个，设置在一方的所述支承部上的所述第一连结臂与设置在另一方的所述支承部上的所述第一连结臂隔着所述被定位部向反方向延伸，设置在一方的所述第一支承部上的所述腿部与设置在另一方的所述第一支承部上的所述腿部隔着所述被定位部向反方向延伸。通过这样设置多个支承部，由一方的支承部和另一方的支承部隔着被定位部在对置的位置支承可动部，并使腿部隔着被定位部向反方向延伸，从而容易使可动部沿高度方向平行移动，容易得到高精度的传感器灵敏度。此外，由于与限动面抵接的腿部为多个，因此能够提高对可动部的限动功能。
另外，在本发明中，优选在同轴上测定的所述支承连结部与所述第一连结臂之间的长度尺寸a及所述支承连结部与所述腿部之间的长度尺寸b满足长度尺寸a＜长度尺寸b的关系。由此，能够适当调整可动部的变位量。另外，能够抑制腿部和与所述腿部抵接的抵接部(限动面)的磨损、损伤等。
另外，在本发明中，优选与所述支承部不同体地设置有第二连结臂，该第二连结臂从所述被定位部向第一连结臂的反方向延伸且连结所述被定位部与所述可动部之间。由此，对可动部的支承机构成为更加稳定的结构，容易使可动部沿高度方向更有效地进行平行移动，从而得到更高精度的传感器灵敏度。
另外，在本发明中，优选所述第一连结臂和所述第二连结臂的位于与所述可动部的连结位置的相反侧的后端部彼此连结。由此，在第一连结臂与第二连结臂转动时，难以在第一连结臂与第二连结臂的后端部产生高度方向上的偏差，能够更稳定地使可动部沿高度方向平行移动。
另外，在本发明中，优选所述被定位部、所述支承部及所述第二连结臂均在所述可动部的内侧与所述可动部分离设置，
所述被定位部构成为具有沿左右方向(Y)空出间隔地配置的左侧被定位部和右侧被定位部，
所述支承部构成为具有第一支承部和第二支承部，所述第一支承部与所述左侧被定位部连结，且所述第一连结臂向所述左侧被定位部的前方(X1)延伸而所述腿部向后方(X2)延伸，所述第二支承部与所述右侧被定位部连结，且所述第一连结臂向所述右侧被定位部的后方(X2)延伸而所述腿部向前方(X1)延伸，
所述第二连结臂构成为具有左侧第二连结臂和右侧第二连结臂，所述左侧第二连结臂位于所述左侧被定位部与所述可动部之间，且向所述第一支承部的所述第一连结臂的反方向延伸，所述右侧第二连结臂位于所述右侧被定位部与所述可动部之间，且向所述第二支承部的所述第一连结臂的反方向延伸。
此时，优选在所述左侧被定位部与所述右侧被定位部之间设置有中央被定位部，所述第一支承部与所述中央被定位部及所述左侧被定位部双方连结，所述第二支承部与所述中央被定位部及所述右侧被定位部双方连结。由此，能够使可动部沿高度方向变位的模式与可动部沿左右方向变位的模式的固有振动频率产生进一步偏差，能够使可动部的动作稳定，能够实现小型化、传感器灵敏度及耐碰撞性良好的物理量传感器。
另外，在本发明中，优选所述中央被定位部、所述左侧被定位部及所述右侧被定位部配置在沿所述左右方向(Y)延伸的同一线上，所述物理量传感器设置有在所述可动部的高度方向上固定支承各被定位部的固定部。
在本发明中，通过如上述那样将中央被定位部、左侧被定位部及右侧被定位部配置在沿左右方向(Y)的同一线上，即使在所述固定部产生因热导致的变形或因外力导致的变形时，也容易将可动部适当保持在中立位置。
另外，在本发明中，优选在所述腿部向所述可动部的变位方向的反方向变位时所述腿部所接近的对置部与所述可动部之间设置所述检测部。
另外，在本发明中，优选在所述腿部向所述可动部的变位方向的反方向变位时所述腿部所接近的对置部设置有限动面，
所述限动面为宽度尺寸比所述腿部的宽度尺寸小的第一突起部的表面，所述限动面与所述腿部在比所述腿部的前端面的角部靠内侧的位置对置。
通过将所述第一突起部设置在与腿部的内侧对置的位置，能够有效地将所述第一突起部形成得小，因此能够减小所述腿部与所述限动面接触时的接触面积，能够增大腿部从限动面分离时的剥离力。由此，能够更有效地实现耐粘附性的提高。
进而，在本发明中，优选在所述对置部上的与所述可动部对置的位置还设置所述第一突起部。
另外，在本发明中，优选在相对于所述腿部向所述可动部的变位方向的反方向变位时所述腿部所接近的对置部的所述腿部的对置面上，设置有向所述对置部的方向突出的第二突起部。
在本发明中，能够将第二突起部形成得比第一突起部小。由此，能够更有效地减小所述腿部与所述限动面接触时的接触面积，能够更有效地增大腿部从限动面分离时的剥离力。由此，能够更有效地实现耐粘附性的提高。
进而，在本发明中，优选在所述可动部的相对于所述对置部的对置面上也设置所述第二突起部。
另外，在本发明中，优选所述第一突起部或所述第二突起部、或者所述第一突起部及所述第二突起部分别密集形成有多个。由此，能够更有效地实现耐粘附性的提高，且能够提高突起部的机械强度。
另外，在本发明中，优选在相对于所述可动部在高度方向上对置的对置部与所述可动部之间形成有突起部，所述突起部在所述可动部向所述对置部的方向变位时作为抑制所述可动部的变位的限动件发挥作用，所述突起部从所述可动部的重心位置向两方向等间隔地配置。
另外，在本发明中，优选所述腿部向所述可动部的重心位置的两侧延伸形成，在相对于所述腿部在高度方向上对置的对置部与各腿部之间分别形成有突起部，所述突起部在所述腿部向所述对置部的方向变位时作为抑制所述可动部的变位的限动件发挥作用，各突起部从所述可动部的重心位置向两方向等间隔地配置。
由此，在可动部或各腿部与突起部接触时，能够使反力均匀地分散在各突起部，能够适当地防止各突起部的破损。
发明效果
根据本发明的结构，能够以极小型且薄型的结构形成传感器灵敏度及耐粘附性良好的物理量传感器。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的物理量传感器的俯视图，
图2是表示第一实施方式的物理量传感器静止的状态的立体图，
图3是表示第一实施方式的物理量传感器工作的状态的立体图，
图4是表示第一实施方式的物理量传感器工作的状态的立体图，
图5(a)是图2的物理量传感器的侧视图，(b)是图3的物理量传感器的侧视图，(c)是图4的物理量传感器的侧视图，
图6是表示图1所示的连结部附近的局部放大立体图，
图7是将图1所示的一部分放大表示的局部放大俯视图，
图8是表示本实施方式的腿部抵接于限动面上的状态的局部放大剖视图，
图9是本发明的第二实施方式的物理量传感器的俯视图，
图10是表示本发明的优选的限动结构的图，(a)为局部放大俯视图，(b)为(a)的a-a线的剖视图，是表示腿部抵接于限动面的状态的局部剖视图，(c)为表示可动部抵接于限动面的状态的局部剖视图，
图11是表示更优选的限动结构的图，(a)为局部放大俯视图，(b)为(a)的a-a线的剖视图，是表示腿部抵接于限动面的状态的局部剖视图，(c)为表示可动部抵接于限动面的状态的局部剖视图，
图12是表示图11的变形例的局部剖视图，
图13是表示在图15的实验中相当于相对于图10的比较例的限动结构的图，(a)为局部放大俯视图，(b)为(a)的a-a线的剖视图，是表示腿部抵接于限动面的状态的局部剖视图，
图14是示意性地表示图12所示的实施方式的制造过程的局部剖视图，
图15是图10的限动结构中的剥离力的实验结果的图表，
图16是图11的限动结构中的剥离力的实验结果的图表，
图17(a)为与图11(b)不同的实施方式，是表示腿部抵接于限动面的状态的局部剖视图，(b)为与图11(c)不同的实施方式，是表示可动部抵接于限动面的状态的局部剖视图，
图18是图17的限动结构的剥离力的实验结果的图表，
图19是表示本实施方式中的优选的限动结构的物理量传感器的俯视图，
图20是沿图19的b-b线在高度方向上切断并从箭头方向观察到的物理量传感器的局部剖视图(其中，省略了被定位部、腿部及与腿部对置的突起部)。
具体实施方式
关于在各图中示出的物理量传感器，Y方向为左右方向，Y1方向为左方向而Y2方向为右方向，X方向为前后方向，X1方向为前方而X2方向为后方。另外，与Y方向和X方向这双方正交的方向为上下方向(Z方向；高度方向)。
图1所示的物理量传感器1例如由长方形平板的硅基板形成。即，在硅基板上形成与各构件的形状对应的平面形状的抗蚀剂层，通过在不存在抗蚀剂层的部分利用反应离子深刻蚀(Deep-RIE(deep·reactive·ion·etching))等蚀刻工序切断硅基板，从而分离各构件。由此，构成物理量传感器1的各构件在硅基板的表面与背面的厚度的范围内构成。如图2所示，在物理量传感器为静止状态时，表面整体和背面整体分别位于同一面上，不存在从表面及背面突出的部分。
物理量传感器1微小，例如长方形的长边1a、1b的长度尺寸为1mm以下，短边1c、1d的长度尺寸为0.8mm以下。进而，厚度尺寸为0.1mm以下。
如图1和图2所示，在物理量传感器1中，由长方形的长边1a、1b及短边1c、1d围成的外框部分为可动部2。长边1a、1b的延伸方向为前后方向，短边1c、1d的延伸方向为左右方向。
如图1、图2所示，在可动部2的内侧设有两根支承部3、4。支承部3、4的平面形状形成为曲柄状。
如图1所示，第一支承部3一体形成有向前方(X1)延伸的第一连结臂3a和向后方(X2)延伸的腿部3b。需要说明的是，在此规定为，第一连结臂3a位于比中央被定位部5及左侧被定位部6的连结位置即支点连结部12a、12b靠前方(X1)的位置侧，腿部3b位于比所述支点连结部12a、12b靠后方(X2)的位置侧。
另外，如图1所示，第二支承部4一体形成有向后方(X2)延伸的第一连结臂4a和向前方(X1)延伸的腿部4b。需要说明的是，在此规定为，第一连结臂4a位于比中央被定位部5及右侧被定位部7的连结位置即支点连结部13a、13b靠后方(X2)的位置侧，腿部4b位于比所述支点连结部13a、13b靠前方(X1)的位置侧。
第一连结臂3a、4a及腿部3b、4b形成为，在从各被定位部5～7离开的方向上以规定的宽度尺寸与前后方向(X1-X2方向)平行地延伸的形状。例如，如图1所示，各支承部3、4的第一连结臂3a、4a及腿部3b、4b的宽度尺寸(向Y1-Y2方向的尺寸)大致相同。
如图1所示，第一支承部3和第二支承部4形成为点对称。因此，在从各被定位部5～7观察时，第一支承部3的第一连结臂3a与第二支承部4的第一连结臂4a的延伸方向、及第一支承部3的腿部3b与第二支承部4的腿部4b的延伸方向分别相反。
如图1所示，在可动部2的内侧设置有中央被定位部5、左侧被定位部6及右侧被定位部7。如图1所示，当使在物理量传感器1的短边1c与短边1d的中点沿左右方向(Y)延伸的线为横向中心线Ox时，沿前后方向分别将中央被定位部5、左侧被定位部6及右侧被定位部7二等分的中点位于所述横向中心线Ox上。另外，中央被定位部5、左侧被定位部6及右侧被定位部7的前后方向(X)的宽度尺寸大致相同。
例如，各被定位部5～7固定支承于图5(a)所示的固定部(支承基板)10。该固定部10例如为硅基板，在各被定位部5～7与固定部10之间夹着未图示的氧化绝缘层(SiO2层)。构成固定部10、氧化绝缘层及图1所示的可动部2、支承部3、4及被定位部5～7等的硅基板例如为SOI基板。在图5(a)所示的静止状态下，可动部2与固定部10之间的间隔T1为1～5μm左右。
如图1、图2所示，可动部2与各支承部3、4及各被定位部5～7分别分离形成。其中，在各被定位部5～7与固定部10之间夹着上述的氧化绝缘层，成为各被定位部5～7固定支承于固定部10的状态，但在可动部2及各支承部3、4与固定部10之间不存在氧化绝缘层，可动部2及各支承部3、4与固定部10之间成为空间(图5(a))。
如图1所示，第一支承部3的第一连结臂3a的前端部与可动部2在连结部11a连结成转动自如，第二支承部4的第一连结臂4a的前端部与可动部2在连结部11b连结成转动自如。
另外，如图1所示，第一支承部3的第一连结臂3a在接近左侧被定位部6的位置分成两股，位于左侧被定位部6与中央被定位部5之间的部分和中央被定位部5及左侧被定位部6在支点连结部12a、12b连结成转动自如。另外，如图1所示，第二支承部4的第一连结臂4a在接近右侧被定位部7的位置分成两股，位于右侧被定位部7与中央被定位部5之间的部分和中央被定位部5及右侧被定位部7在支点连结部13a、13b连结成转动自如。
此外，在图1所示的实施方式中，在左侧被定位部6的后方(X2)设置有与可动部2及左侧被定位部6分离形成的左侧第二连结臂14，在右侧被定位部7的前方(X1)设置有与可动部2及右侧被定位部7分离形成的右侧第二连结臂15。左侧第二连结臂14及右侧第二连结臂15均形成在可动部2的内侧。左侧第二连结臂14与右侧第二连结臂15形成为点对称。另外，左侧第二连结臂14及右侧第二连结臂15在从左侧被定位部6或右侧被定位部7离开的方向以规定宽度与前后方向(X1-X2方向)平行地延伸形成。优选左侧第二连结臂14及右侧第二连结臂15的宽度尺寸(向Y1-Y2方向的尺寸)与第一连结臂3a、4a的宽度尺寸相同。
并且，如图1所示，左侧第二连结臂14的前端部与可动部2在连结部16a连结成转动自如。另外，右侧第二连结臂15的前端部与可动部2在连结部16b连结成转动自如。此外，如图1所示，左侧第二连结臂14与左侧被定位部6在支点连结部17a连结成转动自如。此外，右侧第二连结臂与右侧被定位部7在支点连结部17b连结成转动自如。
如图1所示，第一支承部3的第一连结臂3a及左侧第二连结臂14均具备在比左侧被定位部6靠左侧(Y1)的位置延伸的后端部3c、14a，第一连结臂3a的后端部3c与左侧第二连结臂14的后端部14a空出规定的间隔地对置配置。并且，第一连结臂3a的后端部3c与左侧第二连结臂14的后端部14a之间经由连结部18a连结。此外，如图1所示，第二支承部4的第一连结臂4a及右侧第二连结臂15均具备在比右侧被定位部7靠右侧(Y2)的位置延伸的后端部4c、15a，第一连结臂4a的后端部4c与右侧第二连结臂15的后端部15a空出规定的间隔地对置配置。并且，第一连结臂4a的后端部4c与右侧第二连结臂15的后端部15a之间经由连结部18b连结。
在此，第一支承部3的第一连结臂3a的从前端部到后端部3c的沿X1-X2方向的长度尺寸、第二支承部4的第一连结臂4a的从前端部到后端部4c的沿X1-X2方向的长度尺寸、左侧第二连结臂14的从前端部到后端部14a的沿X1-X2方向的长度尺寸及右侧第二连结臂15的从前端部到后端部15a的沿X1-X2方向的长度尺寸分别调整成同一尺寸。
图6是将图1所示的连结部16b附近放大表示的局部放大立体图。
如图6所示，在连结部16a，在可动部2上形成有槽19，在该槽19的内部设置有连接右侧第二连结臂15与可动部2的扭力杆(弹簧部)20a。该扭力杆20a与可动部2及右侧第二连结臂15同样由硅形成。即，在蚀刻长方形的硅基板而将可动部2和右侧第二连结臂15分离时，以使可动部2与右侧第二连结臂15连结的方式剩出硅基板的一部分并将硅加工成圆柱状或棱柱状，从而形成扭力杆20a。在图6中，扭力杆20a的厚度比可动部2的厚度薄，但也可以为同样厚度。即，通过蚀刻将成为扭力杆20a的部分的硅基板切出成窄幅状，能够使其具有弹性。
图6所示的结构在图1所示的各连结部11a、11b、16a中相同。
另外，图7为放大表示中央被定位部5、右侧被定位部7及其周围部的局部放大俯视图。
如图7所示，在各支点连结部12a、13a、13b、17b，也在槽内设置扭力杆20b～20e，经由扭力杆20b～20e将各被定位部5、7与第一连结臂3a、4a及右侧第二连结臂15连结。另外，在未图示的左侧被定位部6与第一连结臂3a及左侧第二连结臂14的支点连结部12b、17a也形成为与图7同样的结构。
如图1、图7所示，设置在连结部11a、16b的扭力杆在左右方向(Y)设置在同轴上。另外，设置在连结部16a、11b的扭力杆在左右方向(Y)设置在同轴上。另外，设置在支点连结部12a、12b、17b的扭力杆在左右方向(Y)设置在同轴上。另外，设置在支点连结部13a、13b、17a的扭力杆在左右方向(Y)设置在同轴上。
另外，如图7所示，在位于右侧第二连结臂15的后端部15a与第二支承部4的第一连结臂4a的后端部4c之间的连结部18b设置有在槽21内折弯形成的弹簧部22，弹簧部22的一个端部与右侧第二连结臂15的后端部15a连接，弹簧部22的另一个端部与第二支承部4的第一连结臂4a的后端部4c连接。弹簧部22不沿前后方向(X)平行延伸而迂回形成的原因在于，通过加长窄幅的弹簧部22的长度尺寸而减小弹性系数，从而不将第一连结臂与第二连结臂间牢固地结合。另外，设置在连结部18a、18b的弹簧部在左右方向(Y)设置在同轴上。另外，设置在连结部18a的弹簧部与设置在连结部18b的弹簧部形成为点对称。
通过扭力杆20a～20e及弹簧部22扭转变形，能够使各连结臂相对于可动部2及各被定位部5～7转动。另外，形成扭力杆20a～20e及弹簧部22的硅为弹性材料，因此在没有外力作用于可动部2等时，如图1及图2所示，在扭力杆20a～20e及弹簧部22的弹性回复力的作用下，回复成可动部2的表面与各连结臂及各腿部的表面成为同一面。
如图5(a)所示，在物理量传感器1上，在与可动部2沿高度方向离开的一方设置固定部10，在另一方设置对置部(对置部；罩构件)30。在图5(a)的静止状态下，可动部2与对置部30之间的间隔T2为1～5μm左右。
另外，虽然在图5(a)中未图示，但在对置部30的表面30a设置有固定电极。对置部30例如为硅基板，固定电极通过在对置部30的表面30a隔着绝缘层溅射或镀敷导电性金属材料而形成。
另外，在可动部2的表面(下表面)2a，面向形成在对置部30上的固定电极的可动电极(未图示)隔着绝缘层而通过溅射或镀敷工序形成。或者，在可动部2由低电阻硅基板等导电性材料形成的情况下，也可以将可动部2其本身作为可动电极使用。
如图2、图5(a)所示，在没有从外部作用力(加速度等)时，该物理量传感器1在设置于各支点连结部及连结部的扭力杆或弹簧部的弹性回复力的作用下，维持成所有部分的表面成为同一平面的状态。
若从外部对物理量传感器1施加例如加速度，则加速度作用于可动部2及各被定位部5～7。此时，可动部2在惯性力的作用下要停留在绝对空间内，其结果是，可动部2相对于各被定位部5～7向与加速度的作用方向相反的方向相对移动。
图3及图5(b)表示对被定位部5～7、固定部10及对置部30作用向下的加速度时的动作。此时，为了实现可动部2在惯性力的作用下从图2及图5(a)的静止状态的位置向上方向变位，第一支承部3以支点连结部12a、12b为中心地在高度方向上转动，第二支承部4以支点连结部13a、13b为中心地在高度方向上转动，左侧第二连结臂14以支点连结部17a为中心地在高度方向上转动，右侧第二连结臂15以支点连结部17b为中心地在高度方向上转动。如图1等所示，各支承部3、4及各第二连结臂14、15的沿左右方向(Y)的宽度尺寸与扭力杆的宽度相比足够大，各支承部3、4及各第二连结臂14、15的刚性高。因此，在可动部2沿高度方向变位时，各支承部3、4和各第二连结臂14、15本身基本不会发生例如弯曲或扭转，各支承部3、4及各第二连结臂14、15在保持大致长方体形状的同时适当地进行转动动作。另一方面，在进行该转动动作时，设置在各连结部11a、11b、16a、16b及支点连结部12a、12b、13a、13b、17a、17b的扭力杆发生扭转变形。进而，如图1、图3、图5(b)所示，左侧第二连结臂14的后端部14a与第一支承部3的第一连结臂3a的后端部3c之间通过弹簧部连结，右侧第二连结臂15的后端部15a与第二支承部4的第一连结臂4a的后端部4c之间通过弹簧部连结。由此，如图3、图5(b)所示，在可动部2沿高度方向变位时，能够抑制各第二连结臂14、15的后端部14a、15a与第一连结臂3a、4a的后端部3c、4c的高度位置的偏差。
通过本实施方式的可动部2的支承机构能够有效地使可动部2沿高度方向平行移动。
此外，如图3及图5(b)所示，当第一支承部3以支点连结部12a、12b为中心地在高度方向上转动、第二支承部4以支点连结部13a、13b为中心地在高度方向上转动时，第一连结臂3a、4a的前端部向上方变位，另一方面，腿部3b、4b的前端部向下方变位。如图3、图5(b)所示，腿部3b、4b的前端部31、32朝向比被定位部5～7的位置靠下方的位置突出。
进而，在施加加速度而使可动部2向上方变位时，利用第一支承部3及第二支承部4的进一步的转动动作，腿部3b、4b的前端部31、32的从被定位部5～7的突出量进一步变大(参照图4、图5(c))。此时，如图5(c)所示，在可动部2与固定部10的表面10a抵接前，腿部3b、4b的前端部31、32与对置部30的表面(限动面)30a抵接，可动部2无法向比图5(c)的状态更靠上方的位置变位，从而可动部2的变位被抑制。即，可动部2不与固定部10的表面10a抵接。如此，由腿部3b、4b和对置部30的表面(限动面)30a构成抑制可动部2的变位的限动机构。
如此，在本实施方式中，通过设置向可动部2的变位方向的相反方向变位的腿部3b、4b，并设置抑制可动部2的变位的限动机构，从而即使在较强的物理量作用于可动部2或物理量长时间作用的情况下，也能够减少对各连结部的负担或损伤。另外，由于在可动部2与固定部10的表面10a抵接前，通过上述的限动机构抑制可动部2的沿高度方向的变位，因此能够防止可动部2与固定部10碰撞等的缺陷。
如上所述，根据本实施方式的物理量传感器1的结构，能够通过简单的结构得到高精度的传感器灵敏度。
另外，在本实施方式中，如图5(c)所示，腿部3b、4b的前端部31、32与对置部30的表面30a抵接。因此，与面接触的情况相比能够更有效地提高耐粘附性。其中，如图8所示，通过将腿部3b、4b的前端部31、32的角部31a、32a(前端面31b、32b与下表面(与对置部的对置面)31c、32c相交的部分)形成为凸型的圆角状，从而能够抑制对腿部3b、4b或设置在对置部30的表面30a上的基台35的损伤，因此优选。
另外，在本实施方式中，如图1所示，通过在厚度方向上对平面状的基板进行蚀刻等加工，从而描画形成图1所示的平面形状，由此，能够简单并适当地形成向可动部2的变位方向的相反方向变位的腿部3b、4b，与专利文献中所举出那样的以往结构相比，能够实现简单的限动兼粘附防止结构。
进而，在本实施方式中，能够促进物理量传感器1的小型化且能够实现薄型化。即，在平面上而言，由于腿部3b、4b能够设置在可动部2的内侧，因此平面形状不会变大。另外，关于厚度方向，能够在硅基板的厚度范围内形成具有腿部3b、4b的支承部3、4，并且，通过使图5(a)的静止状态下的可动部2与对置部30之间的间隔T2狭小化，从而实现物理量传感器1的薄型化。需要说明的是，即使使可动部2与对置部30之间的间隔T2狭小化，通过调整腿部3b、4b的前后方向(X)的长度尺寸，也能够调整成可动部2可变位规定量，从而确保规定的传感器灵敏度。另外，如图8所示，在对置部30的表面30a设置基台35(例如也能够使其作为固定电极发挥作用)，在腿部3b、4b的前端部31、32抵接于该基台35的表面(该表面成为限动面)的形态下，也会研究考虑基台35的厚度尺寸，对可动部2与对置部30之间的间隔T2和腿部3b、4b的前后方向(X)的长度尺寸进行调整。在图8中，基台35处于与腿部3b、4b的前端部31、32抵接的位置，但为了使基台35作为固定电极发挥功能，所述基台35需要设置在与可动部2在高度方向上对置的位置，因此也可以与图8不同地使基台35处于不与腿部3b、4b的前端部31、32抵接的位置。在所述情况下，腿部3b、4b的前端部31、32与对置部30的表面30a抵接。
需要说明的是，如图5所示，本实施方式的物理量传感器1设置成，在物理量的作用下，可动部2向比被定位部5～7靠上方的位置变位，但是，在物理量的作用下可动部2向比被定位部5～7靠下方的位置变位的情况下，使本实施方式的物理量传感器1从图5(a)的状态上下颠倒使用即可。另外，在物理量的作用下可动部2向被定位部5～7的上下方向变位的情况下，通过构成为以下结构即可，即，将图5(a)的静止状态下的可动部2与固定部10的表面10a之间的间隔T1狭小化至与可动部2和对置部30的表面30a之间的间隔T2同等程度，或在对置部30的表面30a设置突起(未图示)等，从而即使在可动部2向下方变位的情况下，可动部2也不会直接与对置部30的表面30a抵接。
在图1所示的实施方式中，设置有中央被定位部5、左侧被定位部6、右侧被定位部7。并且，各被定位部5～7的中心配置在沿左右方向(Y)延伸的横向中心线Ox上。因此，各支点连结部12a、12b、13a、13b、17a、17b未从横向中心线Ox向前后方向很大地偏离。由此，例如，即使在固定支承各被定位部5～7的固定部10上因热而产生变形或因外力而产生变形时，也能够抑制各支点连结部12a、12b、13a、13b、17a、17b进行较大的上下动作。因此，能够抑制可动部2从未作用有加速度等的中立姿态向上下方向偏移，能够减小偏置干扰(offset noise)(因从所述中立姿态偏移而产生的输出)。
另外，如图9所示，使被定位部仅为左侧被定位部6和右侧被定位部7而省略中央被定位部5，也能够与图1所示的实施方式的物理量传感器1同样地形成传感器灵敏度良好且具备耐粘附性的物理量传感器。在图9中，对与图1相同的部分标注相同符号。
然而，如以下的表1所示，在如图9那样省略了中央被定位部5的物理量传感器中，若高度方向(Z)的固有振动频率和左右方向(Y)上的固有振动频率接近，则可动部2的运动变得不稳定，其结果是，出现传感器灵敏度下降或碰撞时破损的问题。
相对于此，如图1所示，在除左侧被定位部6及右侧被定位部7以外还设置有中央被定位部5的实施方式中，高度方向(Z)的振动模式和左右方向(Y)的振动模式中的弹性系数的差变大，使高度方向(Z)上的固有振动频率和左右方向(Y)上的固有振动频率有效地错开，能够使可动部2的动作稳定，能够实现小型化、传感器灵敏度良好且耐碰撞性良好的物理量传感器1。
[表1]
Figure BDA0000114994420000161
在本实施方式中，如图1所示，在各支承部3、4，从支承连结部12b、13b到第一连结臂3a、4a的前端的前后方向(X1-X2)上的长度尺寸a与从所述支承连结部12b、13b到腿部3b、4b的前端的前后方向(X1-X2)上的长度尺寸b之间，长度尺寸a＜长度尺寸b的关系成立。需要说明的是，第二连结臂14、15的从支点连结部17a、17b到前端的前后方向(X1-X2)上的长度尺寸以与所述长度尺寸a相同的长度尺寸形成。
由此，能够适当地使腿部3b、4b作为限动机构发挥作用，能够使可动部2稳定地沿高度方向变位。另外，通过改变长度尺寸a、b的长度比，能够简单且适当地调整可动部2的最大变位量。其中，如图5(c)所示，长度尺寸调整成可动部2不与固定部2的表面10a抵接。此外，通过形成为长度尺寸a＜长度尺寸b，在因加速度的产生而成为图5(c)的状态时，能够使以相同的接触力支承的惯性力增大，因此，腿部3b、4b和与所述腿部3b、4b接触的对置部30的表面30a不易受到磨损或损伤。
相反地，若长度尺寸a＞长度尺寸b，则以同样的接触力支承的惯性力减小，但能够增大可动部2的最大变位量。
在图10中示出限动机构优选的实施方式。图10(a)是放大表示例如腿部4b附近的局部放大俯视图。图10(b)、(c)是将图10(a)沿a-a线切断并从箭头方向观察到的局部放大剖视图。需要说明的是，以下，仅对腿部4b进行说明，在腿部3b附近也设置同样的限动机构。
如图10(a)(b)所示，在对置部30的表面30a设置有在一定区域鼓起的高度调整用的从基台40的表面突出的两个第一突起部41、42。并且，各第一突起部41、42的表面41a、42a成为限动面(以下，称为限动面41a、42a)。
如图10(a)所示，限动面41a、42a的宽度尺寸形成得与腿部4b的宽度尺寸相比足够小。在图10(a)中，限动面41a为大致圆形，但对于限动面41a的平面形状没有特别的限定。限动面41a的“宽度尺寸”是指与沿着左右方向(Y1-Y2)的腿部4b的宽度尺寸相同方向的尺寸。若所述限动面41a如图10那样为圆形，则“宽度尺寸”指直径。所述限动面41a的宽度尺寸形成为数μm左右。
对于基台40及第一突起部41、42的形成方法没有限定。例如可以通过蚀刻挖入对置部30的表面30a而形成。
如图10(a)及图10(b)所示，存在有两个的限动面41a、42a中的一个限动面41a形成为，相对于腿部4b比前端面32b与下表面(与对置部30的对置面)32c相交的角部32a靠内侧的位置对置。
因此，如图10(b)所示，在腿部4b向下方变位而腿部4b与限动面41a抵接时，腿部4b的下表面(与对置部30的对置面)32c在比角部32a靠内侧的位置与所述限动面41a抵接。
另一方面，在图13所示的形态中，在与腿部4b的角部32a对置的位置设置限动面43a，成为所述角部32a与限动面43a抵接的形态。在图13中，从对置部30的表面30a鼓起的基台43的表面为所述限动面43a，但为了发挥稳定的限动功能，以角部32a整体与限动面43a抵接的方式扩大限动面42a的面积，由此，容易扩大限动面42a与腿部4b的接触面积。
相对于此，在图10的形态中，在与腿部4b的内侧对置的位置设置比腿部4b的宽度小的第一突起部41，将其表面作为限动面41a，因此，在腿部4b在比角部32a靠内侧的位置与限动面41a抵接时，能够使腿部4b与限动面41a的接触为点接触或接触区域十分小的线接触，与图13的形态相比，能够减小腿部4b与限动面41a的接触面积。另外，在图10中，在腿部4b的内侧形成与限动面41a抵接的形态，因此即使将第一突起部41的宽度形成得小，也能够如图10(b)所示那样简单地以腿部4b与限动面41a适当地(稳定地)抵接的方式对置配置。
图10(c)示出可动部2与另一方的第一突起部42的限动面42a抵接的情况，在图10(c)中，能够适当地减小可动部2与限动面42a的接触面积。
在图11所示的更优选的实施方式中，在腿部4b的下表面32c形成有向对置部30的方向突出的第二突起部45。另外，在可动部2的下表面也形成有向对置部30的方向突出的第二突起部46。
通过将第二突起部45、46设置在腿部4b及可动部2侧，从而能够有效地将所述第二突起部45、46的宽度尺寸形成得比第一突起部41、42的宽度尺寸小。
构成可动部2这一部分的硅基板由例如与固定部10(参照图5)隔着绝缘层(替化层)的SOI基板构成。此时，为了除去不需要的绝缘层(替化层)，在可动部2和支承部3、4的局部形成多个微小孔，从该微小孔注入蚀刻液或蚀刻气体，从而除去不需要的所述绝缘层。
在如图10那样在对置部30侧设置第一突起部41、42的形态中，在例如在构成对置部30和可动部2的硅基板之间产生排列偏差时，存在图10(b)或图10(c)所示的腿部4b或可动部2与第一突起部41、42抵接时形成在腿部4b或可动部2上的微小孔与所述第一突起部41、42成为对置的位置关系的可能性。此时，如果将所述第一突起部41、42形成得过小，则第一突起部41、42与微小孔干涉(造成第一突起部41、42的一部分进入微小孔内等)，可能无法适当地使突起部41、42作为限动机构发挥作用。
相对于此，在如图11那样在可动部2及腿部4b侧设置第二突起部45、46的这种形态的情况下，能够避开所述微小孔的形成位置而高精度地形成第二突起部45、46。因此，能够使第二突起部45、46减小形成至光刻法技术的极限。所述第二突起部45、46的宽度尺寸(直径)为5μm以下，优选形成为2μm以下。
因此，如图11所示，通过在腿部4b或可动部2侧设置第二突起部45、46的实施方式，能够更有效地减小腿部4b与限动面41a的接触面积及可动部2与限动面42a的接触面积。
在图11中，在对置部30侧设置第一突起部41、42与否为任意。另外，在图11中，第二突起部45设置在腿部4b的内侧，但也可以设置在前端位置。
在图12所示的实施方式中，在第二突起部45的表面设置金属层49。图11、图12所示的第二突起部45是通过蚀刻硅基板而形成的部分。在图12所示的实施方式中，进一步在第二突起部45的表面具有金属层49，但该金属层49是与将被定位部5～7(参照图1等)经由金属层与对置部30接合时所设置的金属层的一部分相同的部分。即，不仅在被定位部5～7上且在腿部4b的成为第二突起部45的部分上也预先设置金属层49，例如，通过将金属层49作为掩模而挖入硅基板，如图12所示，能够形成在由硅形成的第二突起部45的表面形成有金属层49的腿部4b。
图14是表示对图12的形态示意性地表示的制造过程的剖视图。如图14所示，在对置部30的与被定位部60对置的位置设置有基台61。另一方面，在与形成于腿部4b的第二突起部45对置的位置设置的基台62的高度形成在比所述基台61的高度低的高度位置。另外，在基台61的表面设置有第一金属层63。另外，在被定位部60的表面或第二突起部45的表面设置有第二金属层49。并且，使设置在被定位部60的第一金属层49与对置部30侧的第二金属层63共晶接合或扩散接合。例如，提示能够将金属层49、63的一方通过Al与他方的Ge组合。符号64表示Ti基底层，符号65表示固定电极。
如图14所示，在与第二突起部45对置的对置部30未设置第一金属层63，另外，通过在与被定位部60对置的基台61和与第二突起部45对置的基台62之间设置高度差，从而在通过上述的共晶接合将被定位部60与对置部30间固定的状态下，能够在基台62与第二突起部45之间适当地形成空间(腿部4b可沿高度方向变位的容许空间)。
图15为利用图10所示的实施方式的物理量传感器进行的剥离力的实验结果的图表。剥离力可以通过根据弹性系数计算出的回复力除以接触面积而求出。因此若能减小接触面积，则可增大剥离力，能够提高耐粘附性。
在图13中的比较例的形态中，在腿部3b、4b与限动面43a抵接的状态下的剥离力小于1N/cm2以下。需要说明的是，在图13的比较例中，腿部3b、4b与限动面43a的接触面积(合计)为约2206μm2，另外，回复力为2.82×10-6(N)。
另一方面，能够将接触面积在图10(b)、图10(c)的双方中分别减小至约40μm2。需要说明的是，接触面积以两个腿部3b、4b与限动面41a抵接并且可动部与两个部位的第一突起部42的限动面42a抵接的方式进行计算。并且，利用所述接触面积和回复力(图10(b)中1.96×10-6(N)，图10(c)中为2.50×10-6(N))测定了剥离力。需要说明的是，在图10、图11及图13中，以仅使限动机构的部分不同而使其他部分相同的方式进行实验。
如图15所示可知，在图10的结构中，与剥离力成为1N/cm2以下的图13的形态相比，能够有效地增大剥离力
另外，图16是利用图11所示的实施方式的物理量传感器进行的剥离力的实验结果的图表。
在图11(b)、图11(c)这双方中，能够将接触面积分别减小至约6.3μm2。需要说明的是，接触面积以设置在两方的腿部3b、4b上的第二突起部45与限动面41a抵接且设置在可动部上的两个部位的第二突起部46与各第一突起部42的限动面42a抵接的方式进行计算。此外，利用所述接触面积和回复力(图11(b)中为1.96×10-6(N)，图11(c)中为2.50×10-6(N))测定了剥离力。
如图16所示可知，在图11的结构中，能够使剥离力与图13的结构相比非常大，并且与图10的结构相比也非常大。
图17与图11(b)、(c)不同，其密集形成多个第二突起部45、46。在图17(a)中，在腿部4b的下表面32c密集形成多个第二突起部45。关于图17(a)中未图示的另一个腿部3b也以同样的结构形成。在图17(a)中，在腿部4b的延伸方向上形成有多个第二突起部45，但也可以在腿部4b的宽度方向(图示中的进深方向)上形成多个第二突起部45。图17(b)中也为同样。各第二突起部45形成在与形成于对置部30的表面30a上的第一突起部41对置的位置。
另外，在图17(b)所示的结构中，在可动部2上密集形成多个第二突起部46。各第二突起部46形成在与形成于对置部30的表面30a上的第一突起部42对置的位置。
各第二突起部45、46与图11(a)所示同样，例如形成为点状，但其并不局限于特定的形状。
通过以上述方式密集形成多个第二突起部45、46，与图13所示的形态相比，能够减小腿部3b、4b与对置部30间或可动部2与对置部30间的接触面积，能够实现耐粘附性的提高，且能够提高第二突起部45、46的机械强度。即，在第二突起部45、46为例如一个时，容易因碰撞等产生第二突起部45、46的破损等，由于不存在破损等情况下成为替代品的突起部，因此耐粘附性容易下降，通过密集形成多个第二突起部45、46，能够分散作用在各第二突起部45、46上的力，能够形成耐磨损或破损的限动结构，并且，即使突起部发生破损也存在成为替代品的突起部，因此能够维持良好的耐粘附性。
在图17中对第二突起部45、46进行了说明，但也可以为形成在对置部30的表面30a的第一突起部41、42侧为多个密集形成的形态，也可以使第一突起部41、42和第二突起部45、46双方均为多个密集形成的形态。
图18是利用图17所示的本实施方式的物理量传感器进行的剥离力的实验结果。比较例-1、比较例-2是关于如图13所示那样未形成有第一突起部或第二突起部的形态的示例，比较例-1是可动部2与在对置部30的表面30a形成的基台43的表面43a(限动面)抵接时的剥离力的实验结果，比较例-1及比较例-2是腿部与形成在对置部30的表面30a上的基台43的表面43a(限动面)抵接时的剥离力的实验结果。比较例-1中的剥离力是在回复力为2.50×10-6(N)且接触面积为1250(μm2)的情况下算出的。另外，比较例-2中的剥离力是在回复力为1.96×10-6(N)且接触面积为1250(μm2)的情况下算出的。
另外，图17(a)所示的实施方式的剥离力是在回复力为1.96×10-6(N)且接触面积为288(μm2)的情况下算出的。另外，图17(b)所示的实施方式的剥离力是在回复力为2.50×10-6(N)、接触面积为288(μm2)的情况下算出的。
如图18所示可知，在如图17所示那样使成为限动件的突起部多个密集形成的形态中，与未形成突起部的形态相比能够增大剥离力。
图19是其他本实施方式中的物理量传感器的俯视图，图20是将图19所示的物理量传感器沿X1-X2方向在高度方向上切断得到的局部剖视图。需要说明的是，在图20中，未对图19所示的中央被定位部5、腿部3b、4b及与腿部3b、4b对置的突起部进行图示，关于该部分示出透视的可动部2。
图19所示的可动部2、支承部3、4的平面形态相对于图1没有变化。如图19、图20所示，在与可动部2沿高度方向对置的对置部30的表面30a上形成有成为限动件的突起部50、50。该突起部50、50处于从可动部2的重心位置O向前方(X1)及后方(X2)分别偏离距离L1、L2的位置，各距离L1、L2相同。
如图20所示，可动部2在惯性力F的作用下与各突起部50、50抵接，此时，在转矩M平衡的情况下，可动部2的运动停止。转矩平衡的条件为，
F＝Fr1+Fr2
Fr1·L1＝Fr2·L2。在此，Fr1、Fr2为反力。
由该式可知，当距离L1、L2为L1＝L2时，Fr1＝Fr2，能够使反力最小。
因此，通过如图19、图20所示那样将突起部50、50从可动部2的重心位置O向两侧等间隔地配置，能够使反力均匀地分散在各突起部50、50上而适当地防止各突起部50的破损等。
另外，如图19所示，将相对于各腿部3b、4b成为限动件的突起部51、51也从可动部2的重心位置O向前方(X1)、后方(X2)分别偏离距离L3、L4的位置，并使各距离L3、L4相同，从而能够使反力均匀地分散在各突起部51、51上，能够适当防止各突起部51的破损等。
需要说明的是，在加速度小时，腿部3b、4b不与限动面抵接。腿部3b、4b是用于抑制可动部2变位某规定量以上的部分，在产生物理量时，腿部3b、4b并非必须与限动面抵接。
在本实施方式中，利用可动部2与设置在对置部30上的固定电极之间的静电容量变化，能够检测加速度等物理量，但检测部的结构不局限于静电容量式。但是，通过构成为静电容量式能够实现简单且高精度的检测部的结构。
本实施方式不仅适用于加速度传感器，而且可以全面适当应用于角速度传感器、碰撞传感器等物理量传感器。
符号说明
1物理量传感器
2可动部
3、4支承部
3a、4a第一连结臂
3b、4b腿部
5中央被定位部
6左侧被定位部
7右侧被定位部
10固定部
11a、11b、16a、16b、18a、18b、18c连结部
12a、12b、13a、13b、17a、17b支点连结部
14、15第二连结臂
20a～20e扭力杆(弹簧部)
22弹簧部
30对置部
30a对置部的表面(限动面)
31、32腿部的前端部
35基台
50、51突起部
F惯性力
Fr1、Fr2反力

Claims (17)

1.一种物理量传感器，其特征在于，具有：
被固定支承的被定位部；沿高度方向变位的可动部；与所述被定位部和所述可动部连结成转动自如的支承部；用于检测所述可动部的变位的检测部，
在所述支承部上设置有腿部，该腿部用于在所述支承部转动而使所述可动部沿高度方向变位时向所述可动部的变位方向的反方向变位而抑制所述可动部的变位，
在所述支承部上形成有将所述被定位部与所述可动部之间连结的第一连结臂和从所述被定位部向所述第一连结臂的反方向延伸的所述腿部，在所述支承部转动时，所述第一连结臂和所述腿部以所述被定位部和所述第一连结臂之间的支点连结部为中心向反方向变位，
具备所述腿部的所述支承部设置有多个，设置于一方的所述支承部上的所述第一连结臂与设置于另一方的所述支承部上的所述第一连结臂隔着所述被定位部向反方向延伸，设置于一方的所述支承部上的所述腿部与设置于另一方的所述支承部上的所述腿部隔着所述被定位部向反方向延伸。
2.根据权利要求1所述的物理量传感器，其中，
在所述腿部向所述可动部的变位方向的反方向变位时所述腿部所接近的对置部上，在与所述腿部对置的位置设置有限动面。
3.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其中，
在同轴上测定的所述支点连结部与所述第一连结臂之间的长度尺寸a及所述支点连结部与所述腿部之间的长度尺寸b满足长度尺寸a＜长度尺寸b的关系。
4.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其中，
与所述支承部不同体地设置有第二连结臂，该第二连结臂从所述被定位部向第一连结臂的反方向延伸且将所述被定位部与所述可动部之间连结。
5.根据权利要求4所述的物理量传感器，其中，
所述第一连结臂和所述第二连结臂的位于与所述可动部的连结位置的相反侧的后端部彼此连结。
6.根据权利要求4所述的物理量传感器，其中，
所述被定位部、所述支承部及所述第二连结臂均在所述可动部的内侧与所述可动部分离设置，
所述被定位部构成为具有沿左右方向(Y)空出间隔地配置的左侧被定位部和右侧被定位部，
所述支承部构成为具有第一支承部和第二支承部，所述第一支承部与所述左侧被定位部连结，且所述第一支承部的所述第一连结臂向所述左侧被定位部的前方(X1)延伸而所述第一支承部的所述腿部向所述左侧被定位部的后方(X2)延伸，所述第二支承部与所述右侧被定位部连结，且所述第二支承部所述第一连结臂向所述右侧被定位部的后方(X2)延伸而所述第二支承部所述腿部向所述右侧被定位部的前方(X1)延伸，
所述第二连结臂构成为具有左侧第二连结臂和右侧第二连结臂，所述左侧第二连结臂位于所述左侧被定位部与所述可动部之间，且向所述第一支承部的所述第一连结臂的反方向延伸，所述右侧第二连结臂位于所述右侧被定位部与所述可动部之间，且向所述第二支承部的所述第一连结臂的反方向延伸。
7.根据权利要求6所述的物理量传感器，其中，
在所述左侧被定位部与所述右侧被定位部之间设置有中央被定位部，所述第一支承部与所述中央被定位部及所述左侧被定位部双方连结，所述第二支承部与所述中央被定位部及所述右侧被定位部双方连结。
8.根据权利要求7所述的物理量传感器，其中，
所述中央被定位部、所述左侧被定位部及所述右侧被定位部配置在沿所述左右方向(Y)延伸的同一线上，所述物理量传感器设置有在所述可动部的高度方向上固定支承各被定位部的固定部。
9.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其中，
在所述腿部向所述可动部的变位方向的反方向变位时所述腿部所接近的对置部与所述可动部之间设置有所述检测部。
10.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其中，
在所述腿部向所述可动部的变位方向的反方向变位时所述腿部所接近的对置部设置有限动面，
所述限动面为宽度尺寸比所述腿部的宽度尺寸小的第一突起部的表面，所述限动面与所述腿部在比所述腿部的前端面的角部靠内侧的位置对置。
11.根据权利要求10所述的物理量传感器，其中，
所述第一突起部还设置在所述对置部上的与所述可动部对置的位置。
12.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其中，
在相对于所述腿部向所述可动部的变位方向的反方向变位时所述腿部所接近的对置部的所述腿部的对置面上，设置有向所述对置部的方向突出的第二突起部。
13.根据权利要求12所述的物理量传感器，其中，
所述第二突起部还设置在所述可动部的相对于所述对置部的对置面上。
14.根据权利要求10所述的物理量传感器，其中，
所述第一突起部密集形成有多个。
15.根据权利要求12所述的物理量传感器，其中，
所述第二突起部密集形成有多个。
16.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其中，
在相对于所述可动部在高度方向上对置的对置部与所述可动部之间形成有突起部，所述突起部在所述可动部向所述对置部的方向变位时作为抑制所述可动部的变位的限动件发挥作用，所述突起部从所述可动部的重心位置向两方向等间隔地配置。
17.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其中，
所述腿部向所述可动部的重心位置的两侧延伸形成，在相对于所述腿部在高度方向上对置的对置部与各腿部之间分别形成有突起部，所述突起部在所述腿部向所述对置部的方向变位时作为抑制所述可动部的变位的限动件发挥作用，各突起部从所述可动部的重心位置向两方向等间隔地配置。
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