CN106338281B - 物理量传感器、电子设备以及移动体 - Google Patents

物理量传感器、电子设备以及移动体 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有优异的温度特性的物理量传感器,并提供一种具备该物理量传感器的电子设备以及移动体。本发明的物理量传感器(1)具备可动质量部(32),其具有第一可动电极部(322a)和第二可动电极部(322b),所述第一可动电极部(322a)具有与第一固定电极部(213a)对置的部分,所述第二可动电极部(322b)具有与第二固定电极部(213b)对置的部分,并且所述可动质量部(32)在俯视观察时呈包围第一固定电极侧固定部(21a)、第二固定电极侧固定部(21b)、第一可动电极侧固定部(31a)以及第二可动电极侧固定部(31b)的形状。

Description

物理量传感器、电子设备以及移动体
技术领域
本发明涉及一种物理量传感器、电子设备以及移动体。
背景技术
近年来,开发了一种利用硅MEMS(Micro Electro Mechanical System:微机电系统)技术而制造出的传感器。作为这样的传感器,已知一种静电电容型的物理量传感器,其具有被固定配置的固定电极、和以相对于固定电极而隔开间隔对置并且能够进行位移的方式而被设置的可动电极,并且根据这两个电极之间的静电电容而对加速度、角速度等物理量进行检测(例如,参照专利文献1、2)。
例如,专利文献1所涉及的物理量传感器具有从一块硅晶片上分离而形成的两个固定电极部以及可动电极部。在该物理量传感器中,各固定电极部具有被固定在基板表面上的支承导通部、从支承导通部起直线地延伸的固定的宽度尺寸的电极支承部和从电极支承部起以呈梳齿状的方式而延伸排列的多个对置电极。另一方面,可动电极部具有被固定在基板表面上的两个支承导通部、从各支承导通部起延伸的支承臂部、被配置在两个支承臂部所夹的区域中的锤部、将锤部相对于各支承臂部而进行支承的弹性支承部、以与前文所述的固定电极部的多个对置电极对置的方式而从锤部延伸配置的多个可动对置电极。
此外,例如,专利文献2所涉及的物理量传感器具有,通过两个锚定结合区域而被固定在基板的表面上的两个安装杆、分别被固定于两个安装杆上的两个挠曲弹簧、与共计四个挠曲弹簧的另一端部结合的一个中央杆、被安装在中央杆上的多个可动电极、通过多个锚定区域而被固定在基板的表面上并以分别与多个可动电极对置的方式而配置的多个固定电极。
虽然在该现有的物理量传感器中,将可动电极或固定电极通过多个连接部(专利文献1的支承导通部或专利文献2的锚定结合区域)而与基板连接而固定,但是可动电极的一部分(专利文献1的锤部或专利文献2的中央杆)在俯视观察时位于该多个连接部之中的两个连接部之间。因此在现有的物理量传感器中,难以缩短该两个连接部之间的距离,从而在基板随着温度的变化而发生了翘曲时,固定电极或可动电极会隔着连接部而受到基板的翘曲的影响从而会容易歪曲,其结果为,存在温度特性恶化这样的问题。在此,伴随着温度变化的基板的翘曲是由于例如基板与被接合在该基板上的部件(例如,包括可动电极以及固定电极在内的结构体、用于与基板一起构成对该结构体进行收纳的封装件的盖部件)之间的线性膨胀系数之差而产生的。
专利文献1:日本特开2010-071911号公报
专利文献2:日本特开平10-111312号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供一种具有优异的温度特性的物理量传感器,并提供一种具备该物理量传感器的电子设备以及移动体。
上述目的通过下述的本发明来达成。
本发明的物理量传感器的特征在于,具备:第一固定电极侧固定部,其具有第一固定电极部;第二固定电极侧固定部,其具有以沿着第一方向而相对于所述第一固定电极部并排的方式而被配置的第二固定电极部;第一可动电极侧固定部以及第二可动电极侧固定部,所述第一可动电极侧固定部以及第二可动电极侧固定部以沿着与所述第一方向交叉的第二方向并排的方式而被配置;可动质量部,具有第一可动电极部以及第二可动电极部,所述第一可动电极部具有与所述第一固定电极部对置的部分,所述第二可动电极部具有与所述第二固定电极部对置的部分,并且所述可动质量部在俯视观察时呈包围所述第一固定电极侧固定部、所述第二固定电极侧固定部、所述第一可动电极侧固定部以及所述第二可动电极侧固定部的形状;第一弹性部,其以能够使所述可动质量部在所述第二方向上进行位移的方式而对所述第一可动电极侧固定部与所述可动质量部进行连接;第二弹性部,其以能够使所述可动质量部在所述第二方向上进行位移的方式而对所述第二可动电极侧固定部与所述可动质量部进行连接。
根据这种物理量传感器,通过在俯视观察时将可动质量部框体化,并且在该可动质量部的内侧配置两个固定电极侧固定部(第一固定电极侧固定部以及第二固定电极侧固定部)以及两个可动电极侧固定部(第一可动电极侧固定部以及第二可动电极侧固定部),从而能够分别缩短两个固定电极侧固定部之间的距离以及两个可动电极侧固定部之间的距离。因此,即使对固定电极侧固定部或可动电极侧固定部进行固定的基板随着温度变化而发生翘曲,也会减少固定电极部或可动电极部受到基板的翘曲的影响而发生歪曲的情况,其结果为,能够使温度特性较为优异。
在本发明的物理量传感器中,优选为,所述第一可动电极部具有沿着所述第一方向延伸的多个第一可动电极指,所述第二可动电极部具有沿着所述第一方向延伸的多个第二可动电极指,所述第一固定电极部具有沿着所述第一方向延伸的多个第一固定电极指,所述第二固定电极部具有沿着所述第一方向延伸的多个第二固定电极指。
由此,能够使伴随着可动质量部的位移的、第一固定电极部与第一可动电极部之间以及第二固定电极部与第二可动电极部之间各自的静电电容变化增大。因此,能够实现物理量传感器的高灵敏度化。
在本发明的物理量传感器中,优选为,所述第一固定电极侧固定部具有第一延伸部,所述第一延伸部沿着所述第二方向延伸并对多个所述第一固定电极指进行支承,所述第二固定电极侧固定部具有第二延伸部,所述第二延伸部沿着所述第二方向延伸并对多个所述第二固定电极指进行支承。
由此,能够有效地使固定电极指以及可动电极指的数量增多。因此,能够使伴随着可动质量部的、第一固定电极部与第一可动电极部之间以及第二固定电极部与第二可动电极部之间各自的静电电容变化进一步增大。
在本发明的物理量传感器中,优选为,所述第一延伸部相对于所述第一可动电极侧固定部以及所述第二可动电极侧固定部而被配置在所述第一方向上的一侧,所述第二延伸部相对于所述第一可动电极侧固定部以及所述第二可动电极侧固定部而被配置在所述第一方向上的另一侧。
由此,通过对由第一固定电极部与第一可动电极部之间的静电电容变化而产生的信号、和由第二固定电极部与第二可动电极部之间的静电电容变化而产生的信号进行差动运算,从而能够减少噪声。
在本发明的物理量传感器中,优选为,具备:基板;第一固定电极侧配线,其被设置在所述基板上,并与所述第一固定电极指电连接;第二固定电极侧配线,其被设置在所述基板上,并与所述第二固定电极指电连接,所述第一延伸部与所述基板分离,并具有在俯视观察时与所述第一固定电极侧配线重叠的部分,所述第二延伸部与所述基板分离,并具有在俯视观察时与所述第二固定电极侧配线重叠的部分。
由此,由于延伸部和固定电极侧配线互为等电位,因此通过使所述延伸部和所述固定电极侧配线在俯视观察时重叠,从而能够降低在基板与各延伸部之间产生的寄生电容。其结果为,能够使物理量传感器的检测特性较为优异。
在本发明的物理量传感器中,优选为,具备:基板;可动电极侧配线,其被设置在所述基板上,并分别与所述第一可动电极指以及所述第二可动电极指电连接,所述第一可动电极指以及所述第二可动电极指各自的顶端部在俯视观察时与所述可动电极侧配线重叠。
由此,由于在对包含可动电极侧固定部在内的结构体与基板进行阳极接合时,可动电极指的顶端部成为与和其等电位的可动电极侧配线对置,因此能够减少在可动电极指的顶端部与基板之间所产生的电场,其结果为,能够防止或减少各可动电极粘在基板上的情况。
在本发明的物理量传感器中,优选为,具备:基板;可动电极侧配线,其被设置在所述基板上,所述第一可动电极侧固定部以及所述第二可动电极侧固定部中的至少一方的固定部具有被连接在所述基板上的多个连接部。
由此,能够进一步稳定地对基板与可动电极侧固定部进行连接。此外,能够在互为相邻的两个连接部之间配置接触部。因此,由于能够将所述接触部配置在中央侧,因此能够进一步稳定地对接触部与可动电极侧固定部进行电连接。
此外,能够在多个部位处实施使包括互为等电位的第一可动电极侧固定部以及第二可动电极侧固定部在内的结构体与可动电极侧配线之间的电接触。因此,能够提高该接触的可靠性。
在本发明的物理量传感器中,优选为,具备接触部,所述接触部具有导电性,并以与所述连接部以及所述可动电极侧配线均相接的方式而被设置在所述连接部以及所述可动电极侧配线之间。
由此,能够提高包括互为等电位的第一可动电极侧固定部以及第二可动电极侧固定部在内的结构体与可动电极侧配线之间的电接触的可靠性。
在本发明的物理量传感器中,优选为,具备突起部,所述突起部以在俯视观察时与所述可动质量部重叠的方式而被设置在所述基板的主面上。
由此能够通过突起部来限制可动质量部在面外方向上的移动。其结果为,能够防止或减少可动质量部粘在基板上的情况。
在本发明的物理量传感器中,优选为,所述第一固定电极侧固定部以及所述第二固定电极侧固定部分别具有在俯视观察时位于所述第一可动电极侧固定部与所述第二可动电极侧固定部之间的部分。
由此,能够缩短两个固定电极侧固定部之间的距离,其结果为,能够进一步使使温度特性较为优异。
在本发明的物理量传感器中,优选为,具备连结部,所述连结部对所述第一可动电极侧固定部和所述第二可动电极侧固定部进行连结,并且由与所述第一可动电极侧固定部以及所述第二可动电极侧固定部相同的材料构成。
由此,能够经由连结部而对两个可动电极侧固定部进行电连接。因此,能够减少在第一可动电极侧固定部与第二可动电极侧固定部之间产生电位差的情况,从而实现稳定的传感器特性。此外,由于连结部通过与第一可动电极侧固定部以及第二可动电极侧固定部相同的材料而被固定,因此能够从同一基板上一并形成这些元件。
在本发明的物理量传感器中,优选为,所述第一可动电极侧固定部具有沿着所述第二方向延伸的第一支承部,所述第二可动电极侧固定部具有沿着所述第二方向延伸的第二支承部,所述第一弹性部从所述第一支承部起延伸,所述第二弹性部从所述第二支承部起延伸。
由此,能够增大第一弹性部与第二弹性部之间的距离。因此,能够减少可动质量部在面外方向上的位移。因此,能够提高物理量传感器的耐冲击性。
本发明的电子设备的特征在于,具备本发明的物理量传感器。
根据这样的电子设备,由于物理量传感器具有优异的温度特性,因此能够提高可靠性。
本发明的移动体的特征在于,具备本发明的物理量传感器。
根据这样的移动体,由于物理量传感器具有优异的温度特性,因此能够提高可靠性。
附图说明
图1为表示本发明的第一实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图。
图2为图1中的A-A线剖视图。
图3为图1中的B-B线剖视图。
图4为用于对图1所示的物理量传感器所具备的第一固定电极部以及第一可动电极部进行说明的局部放大俯视图。
图5为用于对图1所示的物理量传感器所具备的第一弹性部进行说明的局部放大俯视图。
图6为用于对图1所示的物理量传感器所具备的支承基板以及配线图案进行说明的俯视图。
图7为表示本发明的第二实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图。
图8为模式化地表示作为本发明的电子设备的一个示例的便携式个人计算机的结构的立体图。
图9为模式化地表示作为本发明的电子设备的一个示例的移动电话机的结构的立体图。
图10为表示作为本发明的电子设备的一个示例的数码照相机的立体图。
图11为表示作为本发明的移动体的一个示例的汽车的结构的立体图。
具体实施方式
以下,根据附图所示的优选的实施方式来对本发明的物理量传感器、电子设备以及移动体进行详细说明。
1.物理量传感器
首先,对本发明的物理量传感器进行说明。
第一实施方式
图1为表示本发明的第一实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图,图2为表示图1中的A-A线的剖视图,图3为图1中的B-B线的剖视图。图4为用于对图1所示的物理量传感器所具备的第一固定电极部以及第一可动电极部进行说明的局部放大俯视图。图5为用于对图1所示的物理量传感器所具备的第一弹性部进行说明的局部放大俯视图。图6为用于对图1所示的物理量传感器所具备的支承基板以及配线图案进行说明的俯视图。
另外,在各个附图中,为了方便说明,通过箭头标记来图示互为正交的三个轴即X轴(第一轴)、Y轴(第二轴)及Z轴(第三轴),并将该箭头标记的顶端侧设为“+(正)”,将基端侧设为“-(负)”。此外,在下文中,将与X轴平行的方向(第一方向)称为“X轴方向”,将与Y轴平行的方向(第二方向)称为“Y轴方向”,将与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。此外,在下文中,为了方便说明,将图2及图3中的上侧(+Z轴方向侧)称为“上”,将下侧(-Z轴方向侧)称为“下”。
如图1至图3所示,本实施方式的物理量传感器1具有,传感器元件10、对该传感器元件10进行支承的基板4、在该基板4上与传感器元件10电连接的配线图案5、以覆盖传感器元件10的方式而被接合在基板4上的盖部件6。此处,基板4以及盖部件6构成封装件20,所述封装件20形成对传感器元件10进行收纳的空间S。以下,依次对物理量传感器1的各个部件进行说明。
传感器元件10
如图1所示,传感器元件10具有被固定在基板4上的第一固定电极侧固定部21a、第二固定电极侧固定部21b、第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b、在俯视观察时将这些固定部包围的可动质量部32、将第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b与可动质量部32进行连接的两个第一弹性部33a以及两个第二弹性部33b。
在此,第一可动电极侧固定部31a、第二可动电极侧固定部31b、可动质量部32、两个第一弹性部33a以及两个第二弹性部33b被形成为一体,从而构成可动电极侧结构体3。即,传感器元件10具有:相互隔开间隔而被配置的第一固定电极侧固定部21a、第二固定电极侧固定部21b以及可动电极侧结构体3,并且可动电极侧结构体3具有:被形成为一体的第一可动电极侧固定部31a、第二可动电极侧固定部31b、可动质量部32、第一弹性部33a以及第二弹性部33b。另外,在本实施方式中,传感器元件10在俯视观察时呈旋转对称的形状。
第一固定电极侧固定部21a以及第二固定电极侧固定部21b沿着X轴方向而被并排配置。在此,第一固定电极侧固定部21a相对于传感器元件10的中心而被配置在+X轴方向侧,第二固定电极侧固定部21b相对于传感器元件10的中心而被配置在-X轴方向侧。
第一固定电极侧固定部21a具有被连接于基板4上的连接部211a、从连接部211a起沿着+Y轴方向以及-Y轴方向的各自的方向延伸并且与基板4分离的第一延伸部212a、与第一延伸部212a连接的第一固定电极部213a。第一固定电极部213a由一端被支承在第一延伸部212a上的多个第一固定电极指2131a构成(参照图4)。多个第一固定电极指2131a从第一延伸部212a起沿着+X轴方向延伸,并且以沿着Y轴方向隔开间隔的方式而被并排配置,从而构成了呈梳齿状的“第一固定电极梳部”。
同样地,第二固定电极侧固定部21b具有被连接于基板4上的连接部211b、从连接部211b起沿着+Y轴方向以及-Y轴方向的各自的方向延伸并且与基板4分离的第二延伸部212b、与第二延伸部212b连接的第二固定电极部213b。第二固定电极部213b相对于前文所述的第一固定电极部213a沿着X轴方向而被并排配置,并且其由一端被支承在第二延伸部212b上的多个第二固定电极指2131b构成。多个第二固定电极指2131b从第二延伸部212b起沿着-X轴方向延伸,并且以沿着Y轴方向隔开间隔的方式而被并排配置,从而构成了呈梳齿状的“第二固定电极梳部”。
另一方面,第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b沿着与X轴方向交叉的Y轴方向而被并排配置。此处,第一可动电极侧固定部31a相对于传感器元件10的中心而被配置在+Y轴方向侧,另一方面,第二可动电极侧固定部31b相对于传感器元件10的中心而被配置在-Y轴方向侧。在本实施方式中,在俯视观察时,相对于连接部211a、211b而在+Y轴方向侧配置有第一可动电极侧固定部31a,在-Y轴方向侧配置有第二可动电极侧固定部31b。因此,第一固定电极侧固定部21a以及第二固定电极侧固定部21b分别具有在俯视观察时位于第一可动电极侧固定部31a与第二可动电极侧固定部31b之间的部分(连接部311a、311b)。
第一可动电极侧固定部31a具有被连接在基板4上的连接部311a和从连接部311a起沿着+Y轴方向延伸的第一支承部312a。第一支承部312a的+Y轴方向侧的端部(图5所示的端部3121a)的宽度变窄。
同样地,第二可动电极侧固定部31b具有被连接在基板4上的连接部311b、从连接部311b起沿着-Y轴方向延伸的第二支承部312b。第二支承部312b的-Y轴方向侧的端部的宽度变窄。
这种第一固定电极侧固定部21a、第二固定电极侧固定部21b、第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b被配置在于俯视观察时呈框状的可动质量部32的内侧。换言之,可动质量部32在俯视观察时呈包围第一固定电极侧固定部21a、第二固定电极侧固定部21b、第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b的形状。
该可动质量部32具有在俯视观察时呈框状的框部321、与框部321连接的第一可动电极部322a以及第二可动电极部322b。
在此,第一可动电极部322a具有与前文所述的第一固定电极部213a对置的部分。具体而言,第一可动电极部322a由多个第一可动电极指3221a构成,多个所述第一可动电极指3221a的一端被支承在框部321上,并且以相对于前文所述的第一固定电极部213a的多个第一固定电极指2131a(第一固定电极梳部)隔开间隔g而啮合的方式向框部321的内侧延伸配置(参照图4)。多个第一可动电极指3221a从框部321沿着X轴方向而延伸,并以沿着Y轴方向隔开间隔的方式而被并排配置,从而构成呈梳齿状的“第一可动电极梳部”。
同样地,第二可动电极部322b具有与前文所述的第二固定电极部213b对置的部分。具体而言,第二可动电极部322b由多个第二可动电极指3221b构成,多个所述第二可动电极指3221b的一端被支承在框部321上,并且以隔开间隔而与前文所述的第二固定电极部213b的多个第二固定电极指2131b啮合的方式向框部321的内侧延伸配置。多个第二可动电极指3221b从框部321起沿着+X轴方向而延伸,并且以沿着Y轴方向而隔开间隔的方式而被并排配置,从而构成呈梳齿状的“第二可动电极梳部”。
这样的可动质量部32经由两个第一弹性部33a而相对于前文所述的第一可动电极侧固定部31a而被支承,并且经由两个第二弹性部33b而相对于前文所述的第二可动电极侧固定部31b而被支承。因此,在俯视观察时,在呈框状的可动质量部32的内侧,不仅配置有前文所述的第一固定电极侧固定部21a、第二固定电极侧固定部21b、第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b以外,还配置有两个第一弹性部33a以及两个第二弹性部33b。
两个第一弹性部33a分别以能够使可动质量部32在Y轴方向上进行位移的方式而将第一可动电极侧固定部31a与可动质量部32进行连接。同样地,两个第二弹性部33b分别以能够使可动质量部32在Y轴方向上进行位移的方式而将第二可动电极侧固定部31b与可动质量部32进行连接。
更加具体而言,两个第一弹性部33a呈如下形状,即,从前文所述的第一固定电极侧固定部21a的第一延伸部212a的+Y轴方向侧的端部起以在X轴方向上反复进行相互接近和远离的方式而蜿蜒的同时,分别向+Y轴方向延伸的形状。即,如图5所示,各第一弹性部33a具有从第一支承部312a的+Y轴方向侧的端部3121a起沿着X轴方向延伸的部分331a(梁)、从向框部321的内侧突出的部分3211起沿着X轴方向延伸的部分332a(梁)、对上述部分331a、332a的端部彼此进行连结的部分333a(连结部)。
同样地,两个第二弹性部33b呈如下形状,即,从前文所述的第二固定电极侧固定部21b的第二支承部312b的-Y轴方向侧的端部起以在X轴方向上反复进行相互接近和远离的方式而蜿蜒的同时,分别向-Y轴方向延伸的形状。
另外,第一弹性部33a以及第二弹性部33b的形状只要能够使可动质量部32可在Y轴方向上进行位移,则并不限定于前文所述的形状,例如也可以由沿着X轴方向而延伸的一个梁构成,也可以由三根以上的梁和将这些梁连结的两个以上的连结部构成。
虽然作为以上所说明的第一固定电极侧固定部21a、第二固定电极侧固定部21b以及可动电极侧结构体3的构成材料,并未分别被特别限定,但是优选使用例如通过掺杂磷、硼等杂质而被赋予了导电性的硅材料(单晶硅、多晶硅等)。
此外,能够通过对一个基板(例如硅基板)进行蚀刻从而一并形成第一固定电极侧固定部21a、第二固定电极侧固定部21b以及可动电极侧结构体3。在该情况下,能够简单且高精度地使传感器元件10的各部分的厚度一致。此外,能够通过蚀刻而高精度地对硅进行加工。
在通过以上所说明的方式而构成的传感器元件10中,当传感器元件10接受到作为检测轴方向的Y轴方向的加速度时,可动质量部32将伴随着第一弹性部33a以及第二弹性部33b的弹性变形而在Y轴方向上进行位移。于是,第一固定电极部213a的第一固定电极指2131a与第一可动电极部322a的第一可动电极指3221a之间的距离、以及第二固定电极部213b的第二固定电极指2131b与第二可动电极部322b的第二可动电极指3221b之间的距离将会各自发生变化。
因此,能够根据这些固定电极部与可动电极部之间的静电电容来对传感器元件10所接受到的加速度的大小进行检测。在本实施方式中,当第一固定电极指2131a与第一可动电极指3221a之间的距离、以及第二固定电极指2131b与第二可动电极指3221b之间的距离中的一方的距离变大时,另一方的距离将会变小。因此,当第一固定电极指2131a与第一可动电极指3221a之间的静电电容、以及第二固定电极指2131b与第二可动电极指3221b之间的静电电容中的一方的静电电容变大时,另一方的静电电容将会变小。因此,对基于第一固定电极部213a的第一固定电极指2131a与第一可动电极部322a的第一可动电极指3221a之间的静电电容的信号、和基于第二固定电极部213b的第二固定电极指2131b与第二可动电极部322b的第二可动电极指3221b之间的静电电容的信号进行差动运算。由此,能够在去除伴随着可动质量部32的检测轴方向以外的位移而产生的信号成分从而降低噪声的同时,输出与传感器元件10所接受到的加速度相对应的信号。
基板
基板4(支承基板)呈板状,并且沿着作为包括X轴以及Y轴在内的平面的XY平面(基准面)而被配置。如图2以及图3所示,在该基板4的上表面(设置有传感器元件10一侧的面)上设置有凹部41。该凹部41具有防止传感器元件10的可动部分(除了前文所述的连接部211a、211b、311a、311b之外的部分)与基板4接触的情况的功能。由此,能够在容许传感器元件10的驱动的同时,使基板4对传感器元件10进行支承。
此外,在基板4的上表面设置有从凹部41的底面突出的第一突起部42a、第二突起部42b、四个突起部43和四个突起部44。
第一突起部42a以及第二突起部42b具有在使传感器元件10的可动部分相对于基板4而悬浮的状态下对传感器元件10进行支承的功能。
具体地说明,如图6所示,第一突起部42a以及第二突起部42b沿着X轴方向而被并排配置。在此,第一突起部42a相对于传感器元件10的中心而被配置在+X轴方向侧,另一方面,第二突起部42b相对于传感器元件10的中心而被配置在-X轴方向侧。并且,第一突起部42a以及第二突起部42b分别沿着Y轴方向延伸。
在这种第一突起部42a的Y轴方向上的中央部上接合有前文所述的第一固定电极侧固定部21a的连接部211a。另一方面,在第二突起部42b的Y轴方向上的中央部上接合有前文所述的第二固定电极侧固定部21b的连接部211b。
此外,在第一突起部42a以及第二突起部42b的+Y轴方向上的端部上接合有前文所述的第一可动电极侧固定部31a的连接部311a。另一方面,在第一突起部42a以及第二突起部42b的-Y轴方向上的端部上接合有前文所述的第二可动电极侧固定部31b的连接部311b。
四个突起部43以及四个突起部44具有防止传感器元件10的悬浮部分(特别是可动质量部32)粘在基板4上的功能。
具体地说明,四个突起部43在俯视观察时被配置在与前文所述的可动质量部32的外周部(更具体而言,在俯视观察时具有四边形的外形的框部321的四个角部)重叠的位置处。由此,能够有效地减少可动质量部32粘在基板4上的情况。
此外,四个突起部44在俯视观察时被配置在基板4的上表面从后文所述的配线图案5中露出的部分(在阳极整合时施加有较大电场的部分)附近、且与可动质量部32重叠的位置处。由此,能够有效地减少可动质量部32粘在基板4上的情况。
此外,虽然作为基板4的构成材料其并未被特别限定,但是优选为使用具有绝缘性的基板材料,具体而言,优选为使用石英基板、蓝宝石基板、玻璃基板,特别优选为使用包含碱金属离子(可动离子)的玻璃材料(例如,派列克斯玻璃(注册商标)的硼硅酸玻璃)。由此,在传感器元件10、盖部件6以硅为主要材料而被构成的情况下,能够将其相对于基板4而进行阳极接合。
另外,虽然在图示中基板4由一个部件构成,但是也可以通过将两个以上的部件接合的方式而构成。例如,也可以通过将框状的部件与板状的部件粘合在一起从而构成基板4。
此外,基板4例如能够使用光刻法以及蚀刻法等而形成。
配线图案
如图6所示,配线图案5被设置在前文所述的基板4的上表面上。该配线图案5具有,与前文所述的第一固定电极侧固定部21a电连接的第一固定电极侧配线51a、与第二固定电极侧固定部21b电连接的第二固定电极侧配线51b、与第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b电连接的可动电极侧配线52a、52b、53。
第一固定电极侧配线51a从前文所述的第一突起部42a附近起向-Y轴方向侧延伸配置。第一固定电极侧配线51a的+Y轴方向侧的端部经由第一接触部54a而与第一固定电极侧固定部21a连接。此外,第一固定电极侧配线51a的+Y轴方向侧的端部向封装件20的外部被引出,并与未图示的外部端子电连接。同样地,第二固定电极侧配线51b从前文所述的第二突起部42b附近起向+Y轴方向侧延伸配置。第二固定电极侧配线51b的-Y轴方向侧的端部经由第二接触部54b而与第二固定电极侧固定部21b连接。此外,第二固定电极侧配线51b的+Y轴方向侧的端部被向封装件20的外部引出,并且与未图示的外部端子电连接。在此,也可以说,第一固定电极侧固定部21a的与第一接触部54a连接的部分构成了前文所述的第一固定电极侧固定部21a的与基板4连接的连接部211a的一部分。同样地,也可以说,第二固定电极侧固定部21b的与第二接触部54b连接的部分构成了前文所述的第二固定电极侧固定部21b的与基板4连接的连接部211b的一部分。
可动电极侧配线52a以在俯视观察时尽可能与传感器元件10的+X轴方向侧的部分(特别为可动质量部32)重叠的方式,相对于第一突起部42a而被配置在+X轴方向侧。同样地,可动电极侧配线52b以在俯视观察时尽可能与传感器元件10的-X轴方向侧的部分(特别地为可动质量部32)重叠的方式,相对于第二突起部42b而被配置在-X轴方向侧。
可动电极侧配线53具有被配置在第一突起部42a与第二突起部42b之间的部分,并且将可动电极侧配线52a与可动电极侧配线52b进行连接。而且,可动电极侧配线53经由第三接触部55a而与第一可动电极侧固定部31a连接,并且经由第四接触部55b而与第二可动电极侧固定部31b连接。此处,可以说第一可动电极侧固定部31a的与第三接触部55a连接的部分构成了前文所述的第一可动电极侧固定部31a的与基板4连接的连接部311a的一部分。同样地,也可以说第二可动电极侧固定部31b的与第四接触部55b连接的部分构成了前文所述的第二可动电极侧固定部31b的与基板4连接的连接部311b的一部分。
作为这种配线图案5的构成材料只要分别为具有导电性的材料,则并不被特别地限定,其能够使用各种电极材料。例如能够使用ITO(氧化铟锡)、ZnO(氧化锌)等透明电极材料、金(Au)、金合金、铂(Pt)、铝(Al)、铝合金、银(Ag)、银合金、铬(Cr)、铬合金、铜(Cu)、钼(Mo)、铌(Nb)、钨(W)、铁(Fe)、钛(Ti)、钴(Co)、锌(Zn)、锆(Zr)等金属材料、硅(Si)等半导体材料。
此外,配线图案5通过使用光刻法以及蚀刻法等来对膜进行图案处理而被一并形成,所述膜为,使用溅射法、蒸镀法等气相成膜法而对前文所述的材料进行成膜而得到的膜。另外,在基板4由硅等的半导体材料构成的情况下,优选为在基板4与配线图案5之间设置绝缘层。作为绝缘层的构成材料,例如能够使用SiO2(二氧化硅)、AlN(氮化铝)、SiN(氮化硅)等。
此外,虽然作为各接触部的构成材料,只要分别位具有导电性的材料,则并不被特别限定,能够与配线图案5同样地,使用各种电极材料,但是优选为使用例如Au、Pt、Ag、Cu、Al等金属单体或者包含这些金属单体的合金等金属。通过使用这种金属来构成各接触部,从而能够减小配线图案5与传感器元件10之间的触点电阻。
盖部件
盖部件6具有对前文所述的传感器元件10进行保护的功能。
该盖部件6被接合在前文所述的基板4上,从而在其与基板4之间形成对传感器元件10进行收纳的空间S。
如以下具体的说明,该盖部件6呈板状,并且在其下表面(传感器元件10一侧的面)上设置有凹部61。该凹部61以容许传感器元件10的可动部分的位移的方式而被形成。
并且,盖部件6的与下表面的凹部61相比靠外侧的部分被接合在前文所述的基板4的上表面上。虽然作为对盖部件6与基板4进行接合的接合方法,并未被特别地限定,但是例如能够利用使用了粘合剂的接合方法、阳极接合法、直接接合法等。
此外,虽然作为盖部件6的构成材料,只要为能够发挥前文所述的功能的材料,则并不被特别限定,但是例如可以优选为使用硅材料、玻璃材料等。
根据以上所说明的这种物理量传感器1,通过在俯视观察时将可动质量部32框体化,并且在该可动质量部32的内侧配置两个固定电极侧固定部(第一固定电极侧固定部21a以及第二固定电极侧固定部21b)以及两个可动电极侧固定部(第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b),从而能够分别缩短第一固定电极侧固定部21a与第二固定电极侧固定部21b之间的距离以及第一可动电极侧固定部31a与第二可动电极侧固定部31b之间的距离。因此,即使基板4伴随着温度变化而发生了翘曲,也会减少传感器元件10受到基板4的翘曲的影响的情况,其结果为,能够使温度特征较为优异。而且,通过将第一固定电极侧固定部21a以及第二固定电极侧固定部21b沿着X轴方向并排配置,并且将第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b沿着与X轴方向交叉的Y轴方向并排配置,从而能够将上述的两个距离中的根据必要特性而选择出(例如选择容易受到温度特性的影响的一方的距离)的一方的距离(在本实施方式中为第一固定电极侧固定部21a与第二固定电极侧固定部21b之间的距离)极大地缩短。
在此,由温度变化引起的基板4的翘曲是因例如基板4与传感器元件10或者盖部件6之间的线膨胀系数差而产生的。因此,在存在这样的线膨胀系数差的情况下,能够显著地产生提高前文所述的温度特性的效果。
此外,由于物理量传感器1的各第一可动电极指3221a、各第二可动电极指3221b、各第一固定电极指2131a以及各第二固定电极指2131b沿着相对于检测轴方向而正交的X轴方向而延伸,因此能够使伴随着可动质量部32的位移而产生的、第一固定电极部213a与第一可动电极部322a之间以及第二固定电极部213b与第二可动电极部322b之间的各自的静电电容变化增大。因此,能够实现物理量传感器1的高灵敏度化。
此外,由于第一延伸部212a以及第二延伸部212b分别沿着作为检测轴方向的Y轴方向而延伸,因此能够有效地增多第一可动电极指3221a、第二可动电极指3221b、第一固定电极指2131a以及第二固定电极指2131b各自的数量。因此,能够使伴随着可动质量部32的位移而产生的、第一固定电极部213a与第一可动电极部322a之间以及第二固定电极部213b与第二可动电极部322b之间的各自的静电电容变化进一步增大。
此外,如前文所述的那样,第一延伸部212a相对于第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b而被配置在X轴方向上的一侧,第二延伸部212b相对于第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b而被配置在X轴方向上的另一侧。由此,如前文所述的那样,通过对根据第一固定电极部213a与第一可动电极部322a之间的静电电容变化而产生的信号和根据第二固定电极部213b与第二可动电极部322b之间的静电电容变化而产生的信号进行差动运算,从而能够减少噪声。
此外,第一延伸部212a具有在俯视观察时和与第一固定电极指2131a电连接的第一固定电极侧配线51a重叠的部分。同样地,第二延伸部212b具有在俯视观察时和与第二固定电极指2131b电连接的第二固定电极侧配线51b重叠的部分。在此,第一延伸部212a与第一固定电极侧配线51a互为等电位,此外,第二延伸部212b与第二固定电极侧配线51b互为等电位。因此,通过使第一延伸部212a与第一固定电极侧配线51a在俯视观察下时重叠,并使第二延伸部212b与第二固定电极侧配线51b在俯视观察时重叠,从而能够降低在基板4与第一延伸部212a以及与第二延伸部212b之间所产生的寄生电容。其结果为,能够使物理量传感器1的检测特性较为优异。
此外,在俯视观察时,第一可动电极指3221a的顶端部与和第一可动电极指3221a电连接的可动电极侧配线52a重叠,而第二可动电极指3221b的顶端部与和第二可动电极指3221b电连接的可动电极侧配线52b重叠。由此,例如在对作为包括第一固定电极侧固定部21a以及第二固定电极侧固定部21b在内的结构体的传感器元件10与基板4进行阳极接合时,第一可动电极指3221a的顶端部与和其等电位的可动电极侧配线52a对置,并且第二可动电极指3221b的顶端部与和其等电位的可动电极侧配线52b对置。因此,在实施该阳极接合之时,能够降低在第一可动电极指3221a与基板4之间以及第二可动电极指3221b的顶端部与基板4之间所产生的电场。其结果为,能够防止或减少各第一可动电极指3321a以及各第二可动电极指3321b粘在基板4上的情况。
此外,如前文所述的那样,第一可动电极侧固定部31a的连接部311a以及第二可动电极侧固定部31b的连接部311b双方与可动电极侧配线53连接。由此,能够通过第一接触部54a以及第二接触部54b而在多个部位处实施作为包括互为等电位的第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b在内的结构体的可动电极侧结构体3与可动电极侧配线53的电接触。因此,能够提高该接触的可靠性。
此外,由于连接部311a以及连接部311b各自的数量(与基板4连接部位的数量)为两个,因此能够更稳定地对基板4与第一可动电极侧固定部31a以及基板4与第二可动电极侧固定部31b进行连接。此外,能够在两个连接部311a之间以及两个连接部311b之间分别配置第三接触部55a或第四接触部55b。即,由于能够将第三接触部55a、第四接触部55b配置在中央侧,因此能够进一步稳定地对第三接触部55a与第一可动电极侧固定部31a或第四接触部55b与第二可动电极侧固定部31b进行电连接。
此外,如前文所述的那样,导电性的第三接触部55a以与连接部311a和可动电极侧配线53均相接的方式而被设置在连接部311a与可动电极侧配线53之间,并且,导电性的第四接触部55b以与连接部311b和可动电极侧配线53均相接的方式而被设置在连接部311b与可动电极侧配线53之间。由此,能够提高可动电极侧结构体3与可动电极侧配线53之间的电接触的可靠性。
此外,如前文所述的那样,在基板4的主面上以在俯视观察时与可动质量部32重叠的方式而设置有多个突起部43以及多个突起部44。由此,能够通过突起部43、44来限制可动质量部32在面外方向上的移动。其结果为,能够防止或减少可动质量部32粘在基板4上的情况。
此外,如前文所述的那样,第一固定电极侧固定部21a以及第二固定电极侧固定部21b分别具有在俯视观察时位于第一可动电极侧固定部31a与第二可动电极侧固定部31b之间的部分。由此,能够缩短两个固定电极侧固定部之间的距离,其结果为,能够使温度特性更为优异。
此外,由于两个第一弹性部33a从第一支承部312a起延伸,并且两个第二弹性部33b从第二支承部312b起延伸,因此能够增大第一弹性部33a与第二弹性部33b之间的距离。因此,能够减少可动质量部32在面外方向(Z轴方向)上的位移。因此,能够提高物理量传感器1的耐冲击性。此外,在物理量传感器1的检测中,还能够将由应当检测的所需的物理量的检测振动(例如由直线加速度实施的振动)模式与对于检测而言无用的振动模式(所谓的成为噪声的振动模式)的频率分离开。
第二实施方式
图7为表示本发明的第二实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图。
本实施方式所涉及的物理量传感器除了各自的第一固定电极部、第二固定电极部以及第一可动电极部、第二可动电极部的结构不同以外,其余均与前文所述的第一实施方式所涉及的物理量传感器相同。
另外,在以下的说明中,关于第二实施方式,以与前文所述的实施方式的不同点为中心进行说明,并且关于相同的事项则省略对其进行说明。此外,在图7中,对于与前文所述的第一实施方式相同的结构标注相同符号。
如图7所示,本实施方式的物理量传感器1A具有传感器元件10A和对该传感器元件10A进行支承的基板4A。在此,基板4A以及盖部件(未图示)构成封装件20A,所述封装件20A形成对传感器元件10A进行收纳的空间。
传感器元件10A具有被支承在基板4A的两个突起部42c上的第一固定电极侧固定部21c以及第二固定电极侧固定部21d、和被支承在基板4A的四个突起部42d上的可动电极侧结构体3A。
第一固定电极侧固定部21c具有与第一延伸部212a连接的第一固定电极部213c。第一固定电极部213c具有从第一延伸部212a起沿着+X轴方向延伸,并且以沿着Y轴方向隔开间隔的方式而被并排配置的多个第一固定电极指2131c,从而构成呈梳齿状的“第一固定电极梳部”。
同样地,第二固定电极侧固定部21d具有与第二延伸部212b连接的第二固定电极部213d。第二固定电极部213d具有从第二延伸部212b起沿着-X轴方向延伸并且以沿着Y轴方向隔开间隔的方式而被并排配置的多个第二固定电极指2131d,从而构成呈梳齿状的“第二固定电极梳部”。
在本实施方式中,第一固定电极部213c所具有的多个第一固定电极指2131c(第一固定电极梳部)以及第二固定电极部213d所具有的多个第二固定电极指2131d(第二固定电极梳部)分别被划分为,由被配置在Y轴方向上的一侧的多个电极指组成的电极指组和由被配置在另一侧的多个电极指组成的电极指组,并且各电极梳部中的该电极指组之间的距离与各电极指组中的电极指之间的间隙相比而较大。
可动电极侧结构体3A具有对第一可动电极侧固定部31a和第二可动电极侧固定部31b进行连结的连结部34、经由第一弹性部33a以及第二弹性部33b而相对于第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b而被支承的可动质量部32A。
连结部34以在俯视观察时穿过第一固定电极侧固定部21c的连接部211a与第二固定电极侧固定部21d的连接部211b之间的方式,沿着Y轴方向延伸,连结部34在+Y轴方向侧的端部与第一可动电极侧固定部31a连接,连结部34的-Y轴方向侧的端部与第二可动电极侧固定部31b连接。在此,也可以说第一可动电极侧固定部31a、第二可动电极侧固定部31b以及连结部34构成一个“可动电极侧固定部”。
以此方式,由于连结部34对第一可动电极侧固定部31a和第二可动电极侧固定部31b进行连结,并且由与第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b相同的材料构成,因此能够通过连结部34而对第一可动电极侧固定部31a和第二可动电极侧固定部31b进行电连接。因此,能够减少第一可动电极侧固定部31a与第二可动电极侧固定部31b之间所产生的电位差,从而实现稳定的传感器特性。此外,由于连结部34通过与第一可动电极侧固定部31a以及第二可动电极侧固定部31b相同的材料而被固定,因此能够从同一基板上一并形成这些元件。
可动质量部32A在俯视观察时呈包围第一固定电极侧固定部21c、第二固定电极侧固定部21d、第一可动电极侧固定部31a、第二可动电极侧固定部31b以及连结部34的形状。
该可动质量部32A具有在俯视观察时呈框状的框部321A、与框部321A连接的第一可动电极部322c以及第二可动电极部322d、第一锤部323a以及第二锤部323b。在此,第一可动电极部322c具有以隔开间隔而与前文所述的第一固定电极部213c的多个第一固定电极指2131c(第一固定电极梳部)噛合的方式从框部321A起沿着-X轴方向延伸并且以沿着Y轴方向隔开间隔的方式而被并排配置的多个第一可动电极指3221c,从而构成呈梳齿状的“第一可动电极梳部”。同样地,第二可动电极部322d具有以隔开间隔而与前文所述的第二固定电极部213d的多个第二固定电极指2131d(第二固定电极梳部)噛合的方式从框部321A起沿着+X轴方向延伸并且以沿着Y轴方向隔开间隔的方式而被并排配置的多个第二可动电极指3221d,从而构成呈梳齿状的“第二可动电极梳部”。
在本实施方式中,第一可动电极部322c所具有的多个电极指(第一可动电极梳部)以及第二可动电极部322d所具有的多个电极指(第二可动电极梳部)分别被划分为,由被配置在Y轴方向上的一侧的多个电极指组成的电极指组和由被配置在另一侧的多个电极指组成的电极指组,并且各电极梳部中的这些的电极指组之间的距离与各电极指组中的电极指之间的间隙相比而较大。
并且,第一锤部323a以插入至第一可动电极部322c的两个电极指组间(更具体而言前文所述的第一固定电极部213c的两个电极指组之间)的方式而从框部321A起沿着-X轴方向延伸。同样地,第二锤部323b以插入至第二可动电极部322d的两个电极指组间(更具体而言前文所述的第二固定电极部213d的两个电极指组间)的方式而从框部321A起沿着+X轴方向延伸。
在此,第一锤部323a与第一可动电极部322c中的一方的电极指组之间的距离与该电极指组中的电极指之间的距离相等。同样地,第二锤部323b和第二可动电极部322d中的一方的电极指组之间的距离与该电极指组中的电极指之间的距离相等。由此,能够分别使第一锤部323a以及第二锤部323b作为第一可动电极部322c以及第二可动电极部322d的一部分而发挥功能。
通过上文所说明的这种第二实施方式所涉及的物理量传感器1A,也能够实现优异的温度特性。
2.电子设备
接下来,根据图8至图10来对使用了物理量传感器1的电子设备进行详细说明。
图8为示意性表示作为本发明的电子设备的一个示例的便携式个人计算机的结构的立体图。
在该图中,个人计算机1100由具备键盘1102的主体部1104、与具备显示部1108的显示单元1106而构成,并且显示单元1106以能够经由铰链结构部而相对于主体部1104进行转动的方式被支承。在该个人计算机1100中内置有作为陀螺传感器而发挥功能的物理量传感器1。
图9为示意性表示作为本发明的电子设备的一个示例的移动电话机的结构的立体图。
在该图中,移动电话1200具备多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206,并且在操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部1208。在该移动电话1200中内置有作为陀螺传感器而发挥功能的物理量传感器1。
图10为示意性表示作为本发明的电子设备的一个示例的数码照相机的结构的立体图。另外,在该图中对其与外部设备的连接也进行了简单的图示。在此,通常的照相机通过被摄物体的光图像而使氯化银照相胶片感光,与此相对,数码相机1300通过CCD(ChargeCouple Device:电荷耦合装置)等摄像元件而对被摄物体的光图像进行光电转换,从而生成摄像信号(图像信号)。
在数码相机1300的壳体(主体)1302的背面上设置有显示部1310,并且其成为根据由CCD所产生的摄像信号来实施显示的结构,显示部1310作为将被摄物体显示为电子图像的取景器而发挥功能。
此外,在壳体1302的正面侧(图中的背面侧)设置有包括光学透镜(摄像光学系统)、CCD等在内的受光单元1304。
当摄像者对被显示在显示部上的被摄物体图像进行确认,并按下快门按钮1306时,该时间点的CCD的摄像信号将被传送并被存储于存储器1308中。
此外,在该数码相机1300中,在壳体1302的侧面上设置有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。而且,如图示的那样,根据需要而分别在影像信号输出端子1312上连接有影像监视器1430、在数据通信用的输入输出端子1314上连接有个人计算机1440。并且,成为如下的结构,即,通过预定的操作,从而使被存储于存储器1308中的摄像信号被输出至影像监视器1430或个人计算机1440。
在这样的数码相机1300中内置有作为陀螺仪传感器而发挥功能的物理量传感器1。
另外,具备本发明的物理量传感器的电子设备除了图8的个人计算机(便携式个人计算机)、图9的移动电话机、图10的数码相机以外,还能够应用于如下设备中,例如,智能手机、平板终端、时钟、喷墨式喷出装置(例如喷墨式打印机)、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本(也包括附带通信功能的产品)、电子辞典、电子计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用电视监视器、电子双筒望远镜、POS(point of sale:销售点)终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼组探测器、各种测量设备、计量仪器类(例如,车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等。
3.移动体
接下来,根据图11来对使用了物理量传感器1的移动体进行详细说明。
图11为表示作为本发明的移动体的一个示例的汽车的结构的立体图。
在汽车1500中内置有作为陀螺传感器而发挥功能的物理量传感器1,通过物理量传感器1从而能够对车身1501的姿态进行检测。物理量传感器1的检测信号被供给至车身姿态控制装置1502,车身姿态控制装置1502根据该信号而对车身1501的姿态进行检测,并能够根据检测结果来对悬架的硬软进行控制、或对各个车轮1503的制动进行控制。其他地,该姿态控制能够应用在双足步行机器人、遥控直升机中。如以上所述,为了实现各种移动体的姿态控制而组装有物理量传感器1。
以上,虽然根据图示的实施方式而对本发明的物理量传感器、电子设备以及移动体进行了说明,但是本发明并不限定于此,各部分的结构能够替换为具有相同的功能的任意的结构。此外,在本发明中也可以附加其他的任意的结构体。
符号说明
1…物理量传感器;1A…物理量传感器;…可动电极侧结构体;3A…可动电极侧结构体;4…基板;4A…基板;5…配线图案;6…盖部件;10…传感器元件;10A…传感器元件;20…封装件;20A…封装件;21a…第一固定电极侧固定部;21b…第二固定电极侧固定部;21c…第一固定电极侧固定部;21d…第二固定电极侧固定部;31a…第一可动电极侧固定部;31b…第二可动电极侧固定部;32…可动质量部;32A…可动质量部;33a…第一弹性部;33b…第二弹性部;34…连结部;41…凹部;42a…第一突起部;42b…第二突起部;43…突起部;44…突起部;51a…第一固定电极侧配线;51b…第二固定电极侧配线;52a…可动电极侧配线;52b…可动电极侧配线;53…可动电极侧配线;54a…第一接触部;54b…第二接触部;55a…第三接触部;55b…第四接触部;61…凹部;211a…连接部;211b…连接部;212a…第一延伸部;212b…第二延伸部;213a…第一固定电极部;213b…第二固定电极部;213c…第一固定电极部;213d…第二固定电极部;311a…连接部;311b…连接部;312a…第一支承部;312b…第二支承部;321…框部;321A…框部;322a…第一可动电极部;322b…第二可动电极部;322c…第一可动电极部;322d…第二可动电极部;323a…第一锤部;323b…第二锤部;331a…部分;332a…部分;333a…部分;1100…个人计算机;1102…键盘;1104…主体部;1106…显示单元;1108…显示部;1200…移动电话机;1202…操作按钮;1204…听筒;1206…话筒;1208…显示部;1300…数码照相机;1302…壳体;1304…受光单元;1306…快门按钮;1308…存储器;1310…显示部;1312…视频信号出力端子;1314…输入输出端子;1430…影像监视器;1440…个人计算机;1500…汽车;501…车身;1502…车身姿态控制装置;1503…车轮;2131a…第一固定电极指;2131b…第二固定电极指;2131c…第一固定电极指;2131d…第二固定电极指;3121a…端部;3211…部分;3221a…第一可动电极指;3221b…第二可动电极指;3221c…第一可动电极指;3221d…第二可动电极指;S…空间。

Claims (12)

1.一种物理量传感器,其特征在于,在将互相正交的三个轴设为X轴、Y轴以及Z轴时,所述物理量传感器包括:
第一固定电极侧固定部,其包括第一固定电极部;
第二固定电极侧固定部,其包括以沿着所述X轴而相对于所述第一固定电极部并排的方式被配置的第二固定电极部,并以在所述X轴方向上与所述第一固定电极侧固定部对置的方式被配置;
第一可动电极侧固定部以及第二可动电极侧固定部,所述第一可动电极侧固定部以及第二可动电极侧固定部以沿着所述Y轴并排的方式而被配置;
可动质量部,其包括第一可动电极部以及第二可动电极部,所述第一可动电极部包括与所述第一固定电极部对置的部分,所述第二可动电极部包括与所述第二固定电极部对置的部分,并且所述可动质量部在俯视观察时呈包围所述第一固定电极侧固定部、所述第二固定电极侧固定部、所述第一可动电极侧固定部以及所述第二可动电极侧固定部的形状;
第一弹性部,其沿着所述Y轴而对所述第一可动电极侧固定部与所述可动质量部进行连接;
第二弹性部,其沿着所述Y轴而对所述第二可动电极侧固定部与所述可动质量部进行连接,
在从所述Z轴方向进行俯视观察时,所述第一固定电极侧固定部以及所述第二固定电极侧固定部被配置于所述第一可动电极侧固定部与所述第二可动电极侧固定部之间。
2.如权利要求1所述的物理量传感器,其中,
所述第一可动电极部包括沿着所述X轴的多个第一可动电极指,
所述第二可动电极部包括沿着所述X轴的多个第二可动电极指,
所述第一固定电极部包括沿着所述X轴的多个第一固定电极指,
所述第二固定电极部包括沿着所述X轴的多个第二固定电极指。
3.如权利要求2所述的物理量传感器,其中,
所述第一固定电极侧固定部包括第一延伸部,所述第一延伸部沿着所述Y轴并且对多个所述第一固定电极指进行支承,
所述第二固定电极侧固定部包括第二延伸部,所述第二延伸部沿着所述Y轴并且对多个所述第二固定电极指进行支承。
4.如权利要求3所述的物理量传感器,其中,
所述第一延伸部相对于所述第一可动电极侧固定部以及所述第二可动电极侧固定部而被配置在所述X轴的一侧,
所述第二延伸部相对于所述第一可动电极侧固定部以及所述第二可动电极侧固定部而被配置在所述X轴的另一侧。
5.如权利要求4所述的物理量传感器,具备:
基板;
第一固定电极侧配线,其被设置在所述基板上,并与所述第一固定电极指电连接;
第二固定电极侧配线,其被设置在所述基板上,并与所述第二固定电极指电连接,
所述第一延伸部与所述基板分离,并包括在从所述Z轴方向进行俯视观察时与所述第一固定电极侧配线重叠的部分,
所述第二延伸部与所述基板分离,并包括在从所述Z轴方向进行俯视观察时与所述第二固定电极侧配线重叠的部分。
6.如权利要求5所述的物理量传感器,
具备可动电极侧配线,其被设置在所述基板上,并分别与所述第一可动电极指以及所述第二可动电极指电连接,
所述第一可动电极指以及所述第二可动电极指各自的顶端部在从所述Z轴方向进行俯视观察时与所述可动电极侧配线重叠。
7.如权利要求6所述的物理量传感器,具备:
所述第一可动电极侧固定部以及所述第二可动电极侧固定部中的至少任意一方包括被连接在所述基板上的多个连接部。
8.如权利要求7所述的物理量传感器,其中,
具备接触部,所述接触部具有导电性,并以与所述连接部以及所述可动电极侧配线均相接的方式而被设置在所述连接部以及所述可动电极侧配线之间。
9.如权利要求8所述的物理量传感器,其中,
具备突起部,所述突起部被设置在所述基板的主面上,并在从所述Z轴方向进行俯视观察时与所述可动质量部重叠。
10.如权利要求9所述的物理量传感器,其中,
具备连结部,所述连结部对所述第一可动电极侧固定部和所述第二可动电极侧固定部进行连结,并且由与所述第一可动电极侧固定部以及所述第二可动电极侧固定部相同的材料构成。
11.一种电子设备,其特征在于,
具备权利要求1所述的物理量传感器。
12.一种移动体,其特征在于,
具备权利要求1所述的物理量传感器。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6485260B2 (ja) * 2015-07-10 2019-03-20 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、物理量センサー装置、電子機器および移動体
JP2018179575A (ja) * 2017-04-05 2018-11-15 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器、および移動体
JP6922594B2 (ja) 2017-09-22 2021-08-18 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、物理量センサーデバイス、電子機器、携帯型電子機器および移動体
JP6939475B2 (ja) * 2017-11-28 2021-09-22 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体
JP7123881B2 (ja) * 2019-08-28 2022-08-23 株式会社東芝 センサ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101830426A (zh) * 2009-03-12 2010-09-15 精工爱普生株式会社 微机电传感器、其制造方法以及电子设备
CN102449488A (zh) * 2009-05-26 2012-05-09 罗伯特·博世有限公司 微机械结构
CN102530819A (zh) * 2010-12-10 2012-07-04 美商明锐光电股份有限公司 微机电系统装置及其半成品及制造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19639946B4 (de) 1996-09-27 2006-09-21 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement
JPH11230986A (ja) * 1998-02-18 1999-08-27 Denso Corp 半導体力学量センサ
US6065341A (en) 1998-02-18 2000-05-23 Denso Corporation Semiconductor physical quantity sensor with stopper portion
DE602004031938D1 (de) * 2004-08-13 2011-05-05 St Microelectronics Srl Mikroelektromechanische Struktur, insbesondere Beschleunigungssensor, mit verbesserter Unempfindlichkeit gegenüber thermischen und mechanischen Spannungen
DE102007047592B4 (de) * 2007-10-05 2022-01-05 Robert Bosch Gmbh Beschleunigungssensor
DE102008001863A1 (de) * 2008-05-19 2009-11-26 Robert Bosch Gmbh Beschleunigungssensor mit umgreifender seismischer Masse
DE102008002606B4 (de) * 2008-06-24 2020-03-12 Robert Bosch Gmbh Mikromechanischer Beschleunigungssensor mit offener seismischer Masse
US8371167B2 (en) * 2008-07-29 2013-02-12 Pixart Imaging Inc. In-plane sensor, out-of-plane sensor, and method for making same
US8207586B2 (en) * 2008-09-22 2012-06-26 Alps Electric Co., Ltd. Substrate bonded MEMS sensor
JP5237733B2 (ja) 2008-09-22 2013-07-17 アルプス電気株式会社 Memsセンサ
DE102009029202B4 (de) * 2009-09-04 2017-05-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Systems
US8610222B2 (en) * 2011-04-18 2013-12-17 Freescale Semiconductor, Inc. MEMS device with central anchor for stress isolation
CA2860544A1 (en) 2012-01-12 2013-07-18 Murata Electronics Oy Accelerator sensor structure and use thereof
JP5799942B2 (ja) * 2012-11-27 2015-10-28 株式会社村田製作所 加速度センサ
US9316666B2 (en) 2012-11-27 2016-04-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Acceleration sensor having a capacitor array located in the center of an inertial mass
JP2014115080A (ja) 2012-12-06 2014-06-26 Alps Electric Co Ltd 物理量センサ
JP6020392B2 (ja) 2013-09-03 2016-11-02 株式会社デンソー 加速度センサ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101830426A (zh) * 2009-03-12 2010-09-15 精工爱普生株式会社 微机电传感器、其制造方法以及电子设备
CN102449488A (zh) * 2009-05-26 2012-05-09 罗伯特·博世有限公司 微机械结构
CN102530819A (zh) * 2010-12-10 2012-07-04 美商明锐光电股份有限公司 微机电系统装置及其半成品及制造方法
CN102530819B (zh) * 2010-12-10 2015-04-01 美商明锐光电股份有限公司 微机电系统装置及其半成品及制造方法

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