CN108663539B - 物理量传感器、电子设备、便携式电子设备及移动体 - Google Patents

物理量传感器、电子设备、便携式电子设备及移动体 Download PDF

Info

Publication number
CN108663539B
CN108663539B CN201810213123.1A CN201810213123A CN108663539B CN 108663539 B CN108663539 B CN 108663539B CN 201810213123 A CN201810213123 A CN 201810213123A CN 108663539 B CN108663539 B CN 108663539B
Authority
CN
China
Prior art keywords
physical quantity
quantity sensor
movable body
beam portion
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810213123.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108663539A (zh
Inventor
田中悟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN108663539A publication Critical patent/CN108663539A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108663539B publication Critical patent/CN108663539B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0018—Structures acting upon the moving or flexible element for transforming energy into mechanical movement or vice versa, i.e. actuators, sensors, generators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/0802—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0228—Inertial sensors
    • B81B2201/0235—Accelerometers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/04—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0831—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type having the pivot axis between the longitudinal ends of the mass, e.g. see-saw configuration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0862—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with particular means being integrated into a MEMS accelerometer structure for providing particular additional functionalities to those of a spring mass system
    • G01P2015/0871—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with particular means being integrated into a MEMS accelerometer structure for providing particular additional functionalities to those of a spring mass system using stopper structures for limiting the travel of the seismic mass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

一种物理量传感器、电子设备、便携式电子设备及移动体。物理量传感器具备：基板；可动体，能够根据物理量绕支承轴位移，设有开口部；以及支承部，设于所述基板上，并位于所述开口部，所述支承部具有：第一固定部和第二固定部，固定于所述基板，俯视下隔着所述支承轴设置；第一梁部和第二梁部，将所述第一固定部和所述第二固定部连接，并相互分开设置；第三梁部，在所述支承轴的方向上延伸，将所述第一梁部和所述可动体连接；以及第四梁部，在所述支承轴的方向上延伸，将所述第二梁部和所述可动体连接。

Description

物理量传感器、电子设备、便携式电子设备及移动体
技术领域
本发明涉及物理量传感器、电子设备、便携式电子设备及移动体。
背景技术
近年来，例如使用硅MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微电子机械系统)技术，开发出检测加速度等物理量的物理量传感器。
例如在专利文献1中记载了如下静电电容型加速度传感器，其具备：固定电极，固定于基板上；可动电极，以与固定电极的上表面相对的方式配置；以及弹性支承部，对可动电极以使其能在与基板的上表面正交的方向上位移的方式进行弹性支承，弹性支承部具有固定于基板的支承部、以及将支承部和可动电极连接的梁部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－181030号公报
但是，在专利文献1所记载的加速度传感器中，当对与基板的上表面正交的方向(Z轴方向)施加了较强冲击时，梁部有可能会破损。
发明内容
本发明的若干方式的目的之一在于提供能减小梁部破损可能性的物理量传感器。
另外，本发明的若干方式的目的之一在于提供具备上述的物理量传感器的电子设备。
另外，本发明的若干方式的目的之一在于提供具备上述的物理量传感器的移动体。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够通过以下的方式或应用例来实现。
[应用例1]
本应用例的物理量传感器具备：基板；可动体，能够根据物理量绕支承轴位移，设有开口部；以及支承部，设于所述基板上，并位于所述开口部，所述支承部具有：第一固定部和第二固定部，固定于所述基板，俯视下隔着所述支承轴设置；第一梁部和第二梁部，将所述第一固定部和所述第二固定部连接，并相互分开设置；第三梁部，在所述支承轴的方向上延伸，将所述第一梁部和所述可动体连接；以及第四梁部，在所述支承轴的方向上延伸，将所述第二梁部和所述可动体连接。
在这种物理量传感器中，在沿Z轴方向施加了较强冲击时，第一梁部和第二梁部能进行扭转变形。由此，在物理量传感器中，在沿Z轴方向施加了较强冲击时，能抑制应力集中于第三梁部的第一梁部一侧的端部和第四梁部的第二梁部一侧的端部。
因而，这种物理量传感器能减小第三梁部和第四梁部破损的可能性。
[应用例2]
在本应用例的物理量传感器中，可以是，所述第一固定部和所述第三梁部之间在与所述支承轴的方向交叉的方向上的最短距离小于所述第一固定部和所述第一梁部的与所述第三梁部连接的连接部之间在交叉所述方向上的最短距离，所述第二固定部和所述第三梁部之间在交叉所述方向上的最短距离小于所述第二固定部和所述连接部之间的最短距离。
在这种物理量传感器中，在通过使用了感应耦合方式(ICP)的蚀刻来形成可动体和支承部时，能减缓用于形成第三梁部的部分的蚀刻速度。
由此，能以高精度形成第三梁部。
[应用例3]
在本应用例的物理量传感器中，可以是，所述第一梁部和所述第二梁部能够绕与所述支承轴交叉的轴位移。
在这种物理量传感器中，在沿Z轴方向施加了较强冲击时，第一梁部和第二梁部能绕与支承轴交叉的轴进行扭转变形。
[应用例4]
在本应用例的物理量传感器中，可以是，所述可动体具有在与所述支承轴的方向交叉的方向上延伸的第五梁部和第六梁部，所述第三梁部将所述第一梁部和所述第五梁部连接，所述第四梁部将所述第二梁部和所述第六梁部连接。
在这种物理量传感器中，在沿Z轴方向施加了较强冲击时，第五梁部和第六梁部能扭转变形。由此，在这种物理量传感器中，在沿Z轴方向施加了较强冲击时，能降低应力集中于第三梁部的第五梁部一侧的端部和第四梁部的第六梁部一侧的端部。
[应用例5]
在本应用例的物理量传感器中，可以是，所述第五梁部和所述第六梁部能绕与所述支承轴交叉的轴位移。
在这种物理量传感器中，在沿Z轴方向施加了较强冲击时，第五梁部和第六梁部能绕与支承轴交叉的轴进行扭转变形。
[应用例6]
在本应用例的物理量传感器中，可以是，所述支承部具有从所述第一固定部向与所述支承轴的方向交叉的方向中与所述第三梁部侧相反一侧凸出的第一止动部，所述第一止动部和所述可动体之间在交叉的所述方向上的最短距离小于所述第二固定部和所述第三梁部之间在交叉的所述方向上的最短距离。
在这种物理量传感器中，即使施加了较强冲击而使可动体和第三梁部沿X轴方向(与支承轴的方向交叉的方向)位移，在第三梁部与第二固定部碰撞之前，可动体也与第一止动部碰撞。
因而，这种物理量传感器能减小第三梁部破损的可能性。
[应用例7]
在本应用例的物理量传感器中，可以是，所述支承部具有从所述第一固定部向所述支承轴的方向凸出的第二止动部，所述第二止动部和所述可动体之间在所述支承轴的方向上的最短距离小于所述第一固定部和所述第三梁部之间在与所述支承轴的方向交叉的方向上的最短距离。
在这种物理量传感器中，即使施加了较强冲击而使可动体和第三梁部以Z轴为轴逆时针旋转，在第三梁部与第一固定部碰撞之前，可动体与第二止动部碰撞。
因而，这种物理量传感器能减小第三梁部破损的可能性。
[应用例8]
本应用例的电子设备具备：本应用例的物理量传感器；运算处理装置，基于来自所述物理量传感器的输出信号，进行运算处理；以及显示部，根据所述运算处理装置的控制来显示信息。
这种电子设备能具备本应用例的物理量传感器。
本应用例的便携式电子设备具备：本应用例的物理量传感器；运算处理装置，基于来自所述物理量传感器的输出信号，进行运算处理；通信部，与外部进行数据通信；操作部，向所述运算处理装置发送操作信号；以及显示部，根据所述运算处理装置的控制来显示信息。
本应用例的便携式电子设备具备：包括GPS接收器；计测用户的移动距离和移动轨迹中的至少任一个。
[应用例9]
本应用例的移动体具备本应用例的物理量传感器。
本应用例的移动体还具备：发动机系统、制动系统以及无钥门禁系统中的至少任一种系统；以及控制器，基于来自所述物理量传感器的输出信号，控制所述系统。
这种移动体能具备本应用例的物理量传感器。
附图说明
图1是示意性示出本实施方式的物理量传感器的俯视图。
图2是示意性示出本实施方式的物理量传感器的俯视图。
图3是示意性示出本实施方式的物理量传感器的截面图。
图4是示意性示出本实施方式的物理量传感器的截面图。
图5是用于说明本实施方式的物理量传感器的制造方法的流程图。
图6是示意性示出本实施方式的物理量传感器的制造工序的截面图。
图7是示意性示出本实施方式的物理量传感器的制造工序的截面图。
图8是示意性示出本实施方式的物理量传感器的制造工序的截面图。
图9是示意性示出本实施方式的第一变形例的物理量传感器的俯视图。
图10是示意性示出本实施方式的第二变形例的物理量传感器的俯视图。
图11是本实施方式的电子设备的功能框图。
图12是示意性示出作为本实施方式的电子设备的一例的智能电话的外观的图。
图13是示意性示出作为本实施方式的电子设备的一例的可佩戴设备的外观的图。
图14是示意性示出本实施方式的移动体的俯视图。
附图标记说明
10：基板；11：凹部；12：底面；13：柱部；14：上表面；15：凹陷部；16：底面；17：第一槽部；18：第二槽部；19：第三槽部；20：可动体；20a：第一杠杆片；20b：第二杠杆片；21：第一可动电极；22：第二可动电极；23、24：端面；25：贯通孔；26、27、28：开口部；30：支承部；32：第一固定部；32a：基部；32b：凸出部；34：第二固定部；34a：基部；34b：凸出部；36：开口部；41：第一梁部；41a：第一连接部；42：第二梁部；42a：第二连接部；43：第三梁部；43a：宽度变化部；43b：宽度变化部；44：第四梁部；44a：宽度变化部；44b：宽度变化部；45：第五梁部；46：第六梁部；50：第一固定电极；52：第二固定电极；70：第一布线；72：第二布线；74：第三布线；74a：布线层部；74b：凸起部；80：第一焊盘；82：第二焊盘；84：第三焊盘；90：盖体；92：腔室；100、200、300：物理量传感器；1000：电子设备；1020：运算处理装置；1030：操作部；1040：ROM；1050：RAM；1060：通信部；1070：显示部；1100：移动体；1120、1130、1140：控制器；1150：电池；1160：备用电池。
具体实施方式
以下，使用附图详细地说明本发明的优选实施方式。此外，以下说明的实施方式并非不当地限定权利要求书所记载的本发明的内容。另外，以下说明的全部构成不限于是本发明的必须构成要件。
1.物理量传感器
首先，参照附图说明本实施方式的物理量传感器。图1是示意性示出本实施方式的物理量传感器100的俯视图。图2是图1所示的本实施方式的物理量传感器100的支承部30周边的放大图。图3是示意性示出本实施方式的物理量传感器100的图1的III－III线截面图。图4是示意性示出本实施方式的物理量传感器100的图1的IV－IV线截面图。此外，在图1～图4中，作为相互正交的3轴，图示出X轴、Y轴和Z轴。
如图1～图4所示，物理量传感器100包括基板10、可动体20、支承部30、第一固定电极50、第二固定电极52、第一布线70、第二布线72、第三布线74、第一焊盘80、第二焊盘82、第三焊盘84以及盖体90。此外，为了方便，在图1中，以透视的方式图示盖体90。另外，在图2～图4中，省略盖体90的图示。
以下，说明物理量传感器100是检测铅垂方向(Z轴方向)的加速度的加速度传感器(静电电容型MEMS加速度传感器)的例子。
基板10的材质例如是玻璃等绝缘材料。例如通过将基板10设为玻璃等绝缘材料、将可动体20设为硅等半导体材料，能容易地将两者电绝缘，能简化传感器构造。
在基板10中形成有凹部11。在凹部11的上方隔着间隙设有可动体20。在图1所示的例子中，凹部11的平面形状(从Z轴方向观看时的形状)是长方形。
基板10在凹部11的底面(限定凹部11的基板10的面)12具有凸状的柱部(凸部)13。柱部13是比底面12更向上方(+Z轴方向)凸出的凸部。
如图3所示，柱部13的高度(柱部13的上表面14和底面12之间的距离)与凹部11的深度例如是相等的。柱部13的上表面14与支承部30接合。如图4所示，在柱部13的上表面14形成有凹陷部15。在凹陷部15的底面(限定凹陷部15的柱部13的面)16设有第三布线74。
此外，在图3和图4所示的例子中，凹部11的侧面(限定凹部11的基板10的侧面)和柱部13的侧面相对于凹部11的底面12倾斜，但也可以相对于底面12垂直。
如图1所示，在基板10中设有分别配置了布线70、72、74的槽部17、18、19。
可动体20根据物理量(例如加速度)在与基板10的主面交叉的方向(例如Z轴方向)上位移。可动体20能根据物理量绕支承轴Q位位移。具体地，当施加铅垂方向(Z轴方向)的加速度时，可动体20以由支承部30的梁部43、44确定的支承轴Q为旋转轴(摆动轴)如杠杆那样摆动。
支承轴Q例如与Y轴平行。在图1所示的例子中，可动体20的平面形状是长方形。可动体20的厚度(Z轴方向的大小)例如是恒定的。
可动体20具有第一杠杆片(第一可动部)20a和第二杠杆片(第一可动部)20b。
可动体20俯视下以上述旋转轴为交界包括：第一杠杆片(第一可动部)20a，位于与上述旋转轴正交的方向的一侧；第二杠杆片(第一可动部)20b，位于上述正交的方向的另一侧；以及第五梁部45和第六梁部46，将第一杠杆片(第一可动部)20a和第二杠杆片(第一可动部)20b连接，开口部26俯视下配置在第五梁部45和第六梁部46之间，第三梁部43将第一梁部41和第五梁部45连接，第四梁部44将第二梁部42和第六梁部46连接。
第一杠杆片20a俯视下(从Z轴方向观看时)位于支承轴Q的一侧(图示例子中－X轴方向侧)。第二杠杆片20b俯视下位于支承轴Q的另一侧(图示例子中+X轴方向侧)。
在对可动体20施加了铅垂方向的加速度(例如重力加速度)时，分别在第一杠杆片20a和第二杠杆片20b产生转矩(力的力矩)。在此，在第一杠杆片20a的转矩(例如逆时针旋转的转矩)和第二杠杆片20b的转矩(例如顺时针旋转的转矩)平衡时，在可动体20的倾斜度上不发生变化，无法检测出加速度。因而，将可动体20设计成，当施加了铅垂方向的加速度时，第一杠杆片20a的转矩和第二杠杆片20b的转矩不平衡，可动体20产生预定的倾斜度。
在物理量传感器100中，通过将支承轴Q配置于从可动体20的中心(重心)偏离的位置(通过使从支承轴Q到各杠杆片20a、20b的末端的距离不同)，杠杆片20a、20b具有相互不同的质量。即，可动体20的质量在以支承轴Q为交界的一侧(第一杠杆片20a)和另一侧(第二杠杆片20b)之间不同。在图示的例子中，从支承轴Q到第一杠杆片20a的端面23为止的距离大于从支承轴Q到第二杠杆片20b的端面24为止的距离。另外，第一杠杆片20a的厚度与第二杠杆片20b的厚度相等。因而，第一杠杆片20a的质量大于第二杠杆片20b的质量。
这样，杠杆片20a、20b具有相互不同的质量，由此当施加了铅垂方向的加速度时，无法使第一杠杆片20a的转矩和第二杠杆片20b的转矩平衡。因而，当施加了铅垂方向的加速度时，能使可动体20产生预定的倾斜度。
此外，虽未图示，但也可以通过将支承轴Q配置于可动体20的中心且使杠杆片20a、20b的厚度相互不同而使杠杆片20a、20b具有相互不同的质量。在这种情况下，也是当施加了铅垂方向的加速度时，能使可动体20产生预定的倾斜度。
可动体20与基板10分开设置。可动体20设于凹部11的上方。在可动体20和基板10之间设有间隙。由此，可动体20能进行跷跷板式摆动。
可动体20具有以支承轴Q为交界设置的第一可动电极21和第二可动电极22。第一可动电极21设于第一杠杆片20a。第二可动电极22设于第二杠杆片20b。
第一可动电极21是可动体20中俯视下与第一固定电极50重叠的部分。第一可动电极21在和第一固定电极50之间形成静电电容C1。即，通过第一可动电极21和第一固定电极50来形成静电电容C1。
第二可动电极22是可动体20中俯视下与第二固定电极52重叠的部分。第二可动电极22在和第二固定电极52之间形成静电电容C2。即，通过第二可动电极22和第二固定电极52来形成静电电容C2。在物理量传感器100中，可动体20由导电性材料(掺杂杂质的硅)构成，由此设有可动电极21、22。即，第一杠杆片20a作为第一可动电极21发挥功能，第二杠杆片20b作为第二可动电极22发挥功能。
静电电容C1和静电电容C2构成为例如在图3所示的可动体20为水平的状态下相互相等。可动电极21、22的位置根据可动体20的动作而变化。静电电容C1、C2根据该可动电极21、22的位置而变化。预定的电位经由支承部30施加到可动体20。
在可动体20形成有将可动体20贯通的贯通孔25。由此，能降低可动体20摆动时的空气影响(空气阻力)。贯通孔25形成有多个。在图示的例子中，贯通孔25的平面形状是正方形。
在可动体20设有将可动体20贯通的开口部26。开口部26俯视下设于支承轴Q上。在图示的例子中，开口部26的平面形状是长方形。
支承部30设于基板10上。支承部30位于开口部26。支承部30支承可动体20。如图2所示，支承部30具有第一固定部32、第二固定部34、第一梁部41、第二梁部42、第三梁部43以及第四梁部44。
第一固定部32和第二固定部34固定到基板10。固定部32、34俯视下隔着支承轴Q设置。在图示的例子中，第一固定部32设于支承轴Q的－X轴方向侧，第二固定部34设于支承轴Q的+X轴方向侧。如图3所示，固定部32、34与柱部13的上表面14接合。
如图2所示，第一固定部32例如具有：俯视下具有长方形形状的基部32a；以及从基部32a向+X轴方向侧凸出的凸出部32b。在图示的例子中，凸出部32b设有2个。第二固定部34例如具有：俯视下具有长方形形状的基部34a；以及从基部34a向－X轴方向侧凸出的凸出部34b。在图示的例子中，凸出部34b设有2个。
第一梁部41和第二梁部42相对于基板10分开设置。梁部41、42将第一固定部32和第二固定部34连接。在图示的例子中，梁部41、42将基部32a和基部34a连接。梁部41、42从第一固定部32到第二固定部34为止在与支承轴Q的方向(支承轴Q的延伸方向、图示的例子中Y轴方向)交叉的方向(例如正交的方向、图示的例子中X轴方向)上延伸。梁部41、42具有以X轴方向作为纵纵长方向的平面形状。梁部41、42的平面形状例如是长方形。梁部41、42相互分开设置。在支承部30设有由固定部32、34和梁部41、42确定的开口部36。
第三梁部43与基板10分开设置。第三梁部43将第一梁部41和可动体20连接。第三梁部43从第一梁部41到可动体20为止在Y轴方向上延伸。第三梁部43设于支承轴Q上。第三梁部43具有以Y轴方向作为纵长方向的平面形状。第三梁部43的平面形状例如是长方形。
第四梁部44与基板10分开设置。第四梁部44将第二梁部42和可动体20连接。第四梁部44从第二梁部42到可动体20为止在Y轴方向上延伸。第四梁部44设于支承轴Q上。第四梁部44具有以Y轴方向作为纵长方向的平面形状。第四梁部44的平面形状例如是长方形。
在图示的例子中，可动体20具有第五梁部45和第六梁部46。梁部45、46在X轴方向上延伸。梁部45、46具有以X轴方向作为纵长方向的平面形状。梁部45、46的平面形状例如是长方形。第五梁部45设于支承部30的+Y轴方向侧。在可动体20设有由第五梁部45确定的开口部27。第六梁部46设于支承部30的－Y轴方向侧。在可动体20设有由第六梁部46确定的开口部28。第三梁部43将第一梁部41和第五梁部45连接。第四梁部44将第二梁部42和第六梁部46连接。
第一梁部41能绕与支承轴Q交叉的(图示的例子中正交)轴R1位移。第二梁部42能绕与支承轴Q正交的轴R2位移。第五梁部45能绕与支承轴Q正交的轴R3位移。第六梁部46能绕与支承轴Q正交的轴R4位移。梁部41、42、45、46作为扭簧发挥功能，分别能以轴R1、R2、R3、R4为轴进行扭转变形。轴R1、R2、R3、R4例如与X轴平行。
第三梁部43和第四梁部44能绕支承轴Q位移。梁部43、44作为扭簧发挥功能，能以支承轴Q为轴进行扭转变形。梁部43、44能对由于可动体20进行跷跷板式摆动在梁部43、44上产生的扭转变形具有较大的恢复力。
在图示的例子中，第一固定部32和第三梁部43之间在X轴方向上的最短距离D1小于第一固定部32和第一梁部41的与第三梁部43连接的第一连接部41a之间在X轴方向上的最短距离D2。而且，第二固定部34和第三梁部43之间在X轴方向上的最短距离D3小于第二固定部34和第一连接部41a之间在X轴方向上的最短距离D4。
同样地，第一固定部32和第四梁部44之间在X轴方向上的最短距离小于第一固定部32和第二梁部42的与第四梁部44连接的第二连接部42a之间在X轴方向上的最短距离。而且，第二固定部34和第四梁部44之间在X轴方向上的最短距离小于第二固定部34和第二连接部42a之间在X轴方向上的最短距离。
第三梁部43和第四梁部44的长度(Y轴方向的大小)例如小于第一梁部41、第二梁部42、第五梁部45以及第六梁部46的长度(X轴方向的大小)。梁部43、44的宽度(X轴方向的大小)例如小于梁部41、42、45、46的宽度(Y轴方向的大小)。第三梁部43和第四梁部44的宽度可以与第三梁部43和第四梁部44之间的距离(开口部36的Y轴方向的大小)相同。距离D1可以小于凸出部32b和第一梁部41之间在Y轴方向上的最短距离。
可动体20和支承部30一体设置。可动体20和支承部30的材质例如是通过掺杂磷、硼等杂质而具有导电性的硅。基板10的材质是玻璃，在可动体20和支承部30的材质是硅时，基板10与支承部30例如通过阳极接合而接合。
如图3所示，第一固定电极50和第二固定电极52固定于基板10。固定电极50、52设于基板10上。在图示的例子中，固定电极50、52设于凹部11的底面12。固定电极50、52的材质例如是铂金、钛钨、铝、金、ITO(Indium Tin Oxide：铟锡氧化物)等。
第一固定电极50俯视下设于支承轴Q的一侧(图1所示的例子中－X轴方向侧)。第一固定电极50俯视下与第一杠杆片20a重叠。第一固定电极50与第一可动电极21相对配置。
第二固定电极52俯视下设于支承轴Q的另一侧(图1所示的例子中+X轴方向侧)。第二固定电极52俯视下与第二杠杆片20b重叠。第二固定电极52与第二可动电极22相对配置。俯视下，第一固定电极50的与可动体20重叠的部分的面积和第二固定电极52的与可动体20重叠的部分的面积例如相等。
第一布线70设于基板10上。第一布线70将第一焊盘80和第一固定电极50连接。在图示的例子中，第一布线70从第一焊盘80经过第一槽部17和凹部11延伸到第一固定电极50。
第二布线72设于基板10上。第二布线72将第二焊盘82和第二固定电极52连接。在图示的例子中，第二布线72从第二焊盘82经过第二槽部18和凹部11延伸到第二固定电极52。布线70、72的材质例如与固定电极50、52的材质相同。
第三布线74设于基板10上。第三布线74经由支承部30将第三焊盘84和可动体20电连接。第三布线74具有布线层部74a和凸起部74b。
如图4所示，第三布线74的布线层部74a从第三焊盘84经过第三槽部19和凹部11延伸到凹陷部15的底面16。布线层部74a的材质例如与固定电极50、52的材质相同。
第三布线74的凸起部76b设于布线层部76a上。凸起部74b将布线层部74a和支承部30的固定部32、34连接。在图2所示的例子中，凸起部74b设有4个。第一固定部32与2个凸起部74b连接。第二固定部34与2个凸起部74b连接。凸起部74b的平面形状例如是长方形。凸起部76b的材质例如是铝、金、铂金。
此外，虽未图示，第一固定部32可以分开为2个，1个凸起部74b连接到一个第一固定部32，1个凸起部74b连接到另一个第一固定部32。同样地，第二固定部34可以分开为2个，1个凸起部74b连接到一个第二固定部34，1个凸起部74b连接到另一个第二固定部34。
盖体90设于基板10上。盖体90与基板10接合。盖体90和基板10形成收纳可动体20的腔室92。腔室92例如是惰性气体(例如氮气)气氛。盖体90的材质例如是硅。在盖体90的材质是硅且基板10的材质是玻璃时，基板10和盖体90例如通过阳极接合进行接合。
接着，说明物理量传感器100的动作。
在物理量传感器100中，可动体20根据加速度、角速度等物理量绕支承轴Q摆动。第一可动电极21和第一固定电极50之间的距离、以及第二可动电极22和第二固定电极52之间的距离随着该可动体20的动作而变化。具体地，例如当铅垂朝上(+Z轴方向)的加速度施加到物理量传感器100时，可动体20以逆时针旋转的方式旋转，第一可动电极21和第一固定电极50之间的距离变小，第二可动电极22和第二固定电极52之间的距离变大。其结果是，静电电容C1变大，静电电容C2变小。另外，例如当铅垂朝下(－Z轴方向)的加速度施加到物理量传感器100时，可动体20以顺时针旋转的方式旋转，第一可动电极21和第一固定电极50之间的距离变大，第二可动电极22和第二固定电极52之间的距离变小。其结果是，静电电容C1变小，静电电容C2变大。
物理量传感器100使用焊盘80、84来检测静电电容C1，使用焊盘82、84来检测静电电容C2。并且，能基于静电电容C1与静电电容C2之差(通过所谓的差动检测方式)来检测加速度、角速度等的朝向、大小等物理量。
如上所述，物理量传感器100能用作加速度传感器、陀螺仪传感器等惯性传感器，具体地，例如能用作用于测定铅垂方向(Z轴方向)的加速度的静电电容型加速度传感器。
物理量传感器100例如具有以下的特征。
在物理量传感器100中，支承部30具有：第一固定部32和第二固定部34，固定于基板10，俯视下隔着支承轴Q设置；第一梁部41和第二梁部42，将第一固定部32和第二固定部34连接，相互分开设置；第三梁部43，在支承轴Q的方向上延伸，将第一梁部41和可动体20连接；以及第四梁部44，在支承轴Q的方向上延伸，将第二梁部42和可动体20连接。因此，在物理量传感器100中，在沿Z轴方向施加了较强冲击时，能以使梁部41、42挠曲的方式进行扭转变形。由此，在物理量传感器100中，在沿Z轴方向施加了较强冲击时，能降低应力集中于第三梁部43的第一梁部41一侧的端部和第四梁部44的第二梁部42一侧的端部(缓和应力集中)。即，能使应力分散。
因而，在物理量传感器100中，能提高Z轴方向上的耐冲击性，能减小梁部43、44破损的可能性。
在物理量传感器100中，第一固定部32和第三梁部43之间在X轴方向上的最短距离D1小于第一固定部32和第一连接部41a之间在X轴方向上的最短距离D2，第二固定部34和第三梁部43之间在X轴方向上的最短距离D3小于第二固定部34和第一连接部41a之间在X轴方向上的最短距离D4。因此，在物理量传感器100中，在形成可动体20和支承部30的情况下，在形成成为目标的具有预定宽度的第三梁部43时，使用感应耦合方式(ICP)进行蚀刻，由此能减缓蚀刻速度，即能减缓侧面蚀刻的进展，因此通过高精度的该蚀刻，能形成上述具有预定宽度的第三梁部43。第三梁部43确定用于使可动体20进行跷跷板式摆动的支承轴Q，因此优选减小刚性。因此，梁部43、44与梁部41、42、45、46相比长，宽度小。梁部的刚性与梁部宽度的立方成反比。因而，为了减小梁部43、44的刚性不匀，优先以高精度形成梁部43、44。
例如，当距离D1大于距离D2、距离D3大于距离D4时，用于形成第三梁部43的部分的蚀刻速度比用于形成第一梁部41的部分的蚀刻速度快。这样，为了将用于形成第一梁部41的部分贯通，用于形成第三梁部43的部分被过蚀刻。因此，有时无法以高精度形成第三梁部43。
同样地，在物理量传感器100中，第一固定部32和第四梁部44之间在X轴方向上的最短距离小于第一固定部32和第二连接部42a之间在X轴方向上的最短距离，第二固定部34和第四梁部44之间在X轴方向上的距离小于第二固定部34和第二连接部42a之间的距离。由此，能以高精度形成第四梁部44。
在物理量传感器100中，第一梁部41和第二梁部42能绕轴R1、R2位移。因此，在物理量传感器100中，在沿Z轴方向施加了较强冲击时，梁部41、42能绕轴R1、R2进行扭转变形。
在物理量传感器100中，可动体20具有在X轴方向上延伸的第五梁部45和第六梁部46，第三梁部43将第一梁部41和第五梁部45连接，第四梁部44将第二梁部42和第六梁部46连接。因此，在物理量传感器100中，在沿Z轴方向施加了较强冲击的情况下，梁部45、46能进行扭转变形。由此，在物理量传感器100中，在沿Z轴方向施加了较强冲击时，能抑制应力集中到第三梁部43的第五梁部45一侧的端部和第四梁部44的第六梁部46一侧的端部。因而，在物理量传感器100中，能减小梁部43、44破损的可能性。
在物理量传感器100中，第五梁部45和第六梁部46能绕轴R3、R4位移。因此，在物理量传感器100中，在沿Z轴方向施加了较强冲击时，梁部45、46能绕轴R3、R4进行扭转变形。
在物理量传感器100中，第三梁部43和第四梁部44的宽度(X轴方向的长度)例如小于第一梁部41、第二梁部42、第五梁部45以及第六梁部46的宽度(Y轴方向的长度)。由此，在物理量传感器100中，能减小确定支承轴Q的梁部43、44的刚性。而且，在物理量传感器100中，梁部41、42、45、46的宽度大于梁部43、44的宽度而使其具有刚性，难以破损，因此能提高成品率。
例如，在梁部41、42、45、46的宽度是梁部43、44的宽度以下的情况下，梁部41、42、45、46的刚性不匀由于工艺偏差而变大。因此，有时成品率会恶化。
此外，虽未图示，但在物理量传感器100中，可以在凹部11的底面12的俯视下与可动体20重叠的区域内设有与可动体20电连接的虚拟电极。由此，在物理量传感器100中，能抑制可动体20贴(sticking)于基板10。
2.物理量传感器的制造方法
接着，参照附图说明本实施方式的物理量传感器100的制造方法。图5是用于说明本实施方式的物理量传感器100的制造方法的流程图。图6～图8是示意性示出本实施方式的物理量传感器100的制造工序的截面图。
如图6所示，准备基板10(步骤S1)，其中，例如上述基板10是通过对玻璃基板进行图案化而设置有凹部11、形成有凹陷部15的柱部13、以及槽部17、18、19(参照图1)。例如，通过光刻和蚀刻进行图案化。
接着，在凹部11的底面12形成固定电极50、52(步骤S2)。接着，在基板10上形成布线70、72和布线层部74a(参照图1和图4)。接着，在布线层部74a上形成凸起部74b(参照图4)。由此，能形成第三布线74。凸起部74b的上表面形成为位于比柱部13的上表面14靠上方处。接着，以分别与布线70、72、74连接的方式形成焊盘80、82、84(参照图1)。此外，布线70、72和布线层部74a可以通过与固定电极50、52相同的工序来形成。
固定电极50、52、布线70、72、74以及焊盘80、82、84例如通过基于溅射法或CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法的成膜和图案化来形成。例如，通过光刻和蚀刻进行图案化。
如图7所示，例如，将硅基板102与基板10接合(步骤S3)。基板10与硅基板102的接合例如通过阳极接合来进行。由此，能将基板10和硅基板102牢固地接合。当将硅基板102与基板10接合时，硅基板102例如被第三布线74的凸起部74b按压而凹陷(参照图4)。由此，能将硅基板102和凸起部74b牢固地连接。
如图8所示，在将硅基板102例如通过研磨机研磨而实现薄膜化，之后按预定的形状进行图案化，一体地形成可动体20和支承部30(步骤S4)。通过光刻和蚀刻(干蚀刻)进行图案化，作为更具体的蚀刻技术，能使用基于感应耦合方式的博施(Bosch)法。
如图3所示，在将盖体90与基板10接合而由基板10和盖体90形成的腔室92中收纳可动体20等(步骤S5)。基板10与盖体90的接合例如通过阳极接合来进行。由此，能将基板10和盖体90牢固地接合。在惰性气体气氛下进行本工序，由此能将惰性气体填充到腔室92。
能通过以上的工序来制造物理量传感器100。
3.物理量传感器的变形例
3.1.第一变形例
接着，参照附图说明本实施方式的第一变形例的物理量传感器。图9是示意性示出本实施方式的第一变形例的物理量传感器200的俯视图。此外，为了方便，在图9中省略盖体90的图示。另外，在图9中，作为相互正交的3轴，图示出X轴、Y轴和Z轴。
以下，在本实施方式的第一变形例的物理量传感器200中，对具有与上述的物理量传感器100的构成构件相同功能的构件标注同一附图标记，省略其详细的说明。该情况在以下所示的本实施方式的第二变形例的物理量传感器中也是相同的。
如图9所示，在物理量传感器200中，支承部30与上述的物理量传感器100的不同之处在于，具有第一止动部210、第二止动部212、第三止动部214以及第四止动部216。在图示的例子中，止动部210、212、214、216的平面形状是长方形。
第一止动部210从第一固定部32向X轴方向中与第三梁部43侧相反一侧凸出。具体地，第一止动部210从第一固定部32向－X轴方向侧凸出。在图示的例子中，第一止动部210设于第一固定部32的+Y轴方向一侧的端部、－Y轴方向一侧的端部以及中央部。
第一止动部210和可动体20之间在X轴方向上的最短距离D5小于第二固定部34和第三梁部43之间在X轴方向上的最短距离D3。同样地，距离D5小于第二固定部34和第四梁部44之间在X轴方向上的最短距离。
第二止动部212从第一固定部32向Y轴方向凸出。第二止动部212设于第一固定部32的+Y轴方向一侧的端部和－Y轴方向一侧的端部。在图示的例子中，第二止动部212与第一止动部210一体地设置。由此，能减少部件数量。
第二止动部212和可动体20之间在Y轴方向上的最短距离D6小于第一固定部32和第三梁部43之间在X轴方向上的最短距离D1。同样地，距离D6小于第一固定部32和第四梁部44之间在X轴方向上的最短距离。
第三止动部214从第二固定部34向+X轴方向一侧凸出。在图示的例子中，第三止动部214设于第二固定部34的+Y轴方向一侧的端部、－Y轴方向一侧的端部以及中央部。
第三止动部214和可动体20之间在X轴方向上的最短距离小于第一固定部32和第三梁部43之间在X轴方向上的最短距离D1。第三止动部214和可动体20之间在X轴方向上的最短距离小于第一固定部32和第四梁部44之间在X轴方向上的最短距离。
第四止动部216从第二固定部34向Y轴方向凸出。第四止动部216设于第二固定部34的+Y轴方向一侧的端部和－Y轴方向一侧的端部。在图示的例子中，第四止动部216与第三止动部214一体地设置。由此，能减少部件数量。
第四止动部216和可动体20之间在Y轴方向上的最短距离小于第二固定部34和第三梁部43之间在X轴方向上的最短距离D3。同样地，第四止动部216和可动体20之间在Y轴方向上的最短距离小于第二固定部34和第四梁部44之间在X轴方向上的最短距离。
物理量传感器200能具有与上述的物理量传感器100相同的效果。
在物理量传感器200中，支承部30具有从第一固定部32向－X轴方向一侧凸出的第一止动部210，第一止动部210和可动体20之间在X轴方向上的最短距离D5小于第二固定部34和第三梁部43之间在X轴方向上的最短距离D3。因此，在物理量传感器200中，即使施加了较强冲击而使可动体20和第三梁部43向+X轴方向侧位移，在第三梁部43与第二固定部34碰撞之前，可动体20与第一止动部210碰撞。因而，在物理量传感器200中，能减小第三梁部43破损的可能性。
同样地，在物理量传感器200中，距离D5小于第二固定部34和第四梁部44之间在X轴方向上的最短距离。因而，在物理量传感器200中，能减小第四梁部44破损的可能性。
在物理量传感器200中，支承部30具有从第一固定部32向Y轴方向凸出的第二止动部212，第二止动部212和可动体20之间在Y轴方向上的最短距离D6小于第一固定部32和第三梁部43之间在X轴方向上的最短距离D1。因此，在物理量传感器200中，即使施加较强冲击而使可动体20和第三梁部43以Z轴为轴逆时针旋转，在第三梁部43与第一固定部32碰撞之前，可动体20与第二止动部212碰撞。因而，在物理量传感器200中，能减小第三梁部43破损的可能性。
同样地，在物理量传感器200中，距离D6小于第一固定部32和第四梁部44之间在X轴方向上的最短距离。因此，在物理量传感器200中，即使施加较强冲击而使可动体20和第四梁部44以Z轴为轴顺时针旋转，在第四梁部44与第一固定部32碰撞之前，可动体20与第二止动部212碰撞。因而，在物理量传感器200中，能减小第四梁部44破损的可能性。
在物理量传感器200中，支承部30具有从第二固定部34向+X轴方向侧凸出的第三止动部214，第三止动部214和可动体20之间在X轴方向上的最短距离小于第一固定部32和第三梁部43之间在X轴方向上的最短距离D1。因此，在物理量传感器200中，即使施加较强冲击而使可动体20和第三梁部43向－X轴方向侧位移，在第三梁部43与第一固定部32碰撞之前，可动体20与第三止动部214碰撞。因而，在物理量传感器200中，能减小第三梁部43破损的可能性。
同样地，在物理量传感器200中，第三止动部214和可动体20之间在X轴方向上的最短距离小于第一固定部32和第四梁部44之间在X轴方向上的最短距离。因而，在物理量传感器200中，能减小第四梁部44破损的可能性。
在物理量传感器200中，支承部30具有从第二固定部34向Y轴方向凸出的第四止动部216，第四止动部216和可动体20之间在Y轴方向上的最短距离小于第二固定部34和第三梁部43之间在X轴方向上的最短距离D3。因此，在物理量传感器200中，即使施加较强冲击而使可动体20和第三梁部43以Z轴为轴顺时针旋转，在第三梁部43与第二固定部34碰撞之前，可动体20与第四止动部216碰撞。因而，在物理量传感器200中，能减小第三梁部43破损的可能性。
同样地，第四止动部216和可动体20之间在Y轴方向上的最短距离小于第二固定部34和第四梁部44之间在X轴方向上的最短距离。因此，在物理量传感器200中，即使施加较强冲击而使可动体20和第四梁部44以Z轴为轴逆时针旋转，在第四梁部44与第二固定部34碰撞之前，可动体20与第四止动部216碰撞。因而，在物理量传感器200中，能减小第四梁部44破损的可能性。
3.2.第二变形例
接着，参照附图说明本实施方式的第二变形例的物理量传感器。图10是示意性示出本实施方式的第二变形例的物理量传感器300的俯视图。此外，为了方便，在图10中，省略盖体90的图示。另外，在图10中，作为相互正交的3轴，图示出X轴、Y轴和Z轴。
如图2所示，在上述的物理量传感器100中，第三梁部43的平面形状是长方形。与此相对，如图10所示，在物理量传感器300中，第三梁部43具有俯视下宽度逐渐变化的宽度变化部43a、43b。
宽度变化部43a的宽度随着去往+Y轴方向而变小。宽度变化部43a与第一梁部41连接。宽度变化部43b的宽度随着去往－Y轴方向而变小。宽度变化部43b与第五梁部45连接。俯视下，梁部41、43不构成角部。俯视下，梁部43、45不构成角部。即，第三梁部43的根部不构成角部。
第四梁部44具有俯视下宽度逐渐变化的宽度变化部44a、44b。宽度变化部44a的宽度随着去往－Y轴方向而变小。宽度变化部44a与第二梁部42连接。宽度变化部44b的宽度随着去往+Y轴方向而变小。宽度变化部44b与第六梁部46连接。俯视下，梁部42、44不构成角部。俯视下，梁部44、46不构成角部。即，第四梁部44的根部不构成角部。
同样地，俯视下，梁部41、42、45、46的根部不构成角部。
物理量传感器300能具有与上述的物理量传感器100同样的效果。
物理量传感器300的第三梁部43具有：宽度变化部43a，宽度随着去往+Y轴方向而变小，并与第一梁部41连接；以及宽度变化部43b，宽度随着去往－Y轴方向而变小，并与第五梁部45连接。即，第三梁部43的根部不不构成角部。因此，在物理量传感器300中，能抑制应力集中到第三梁部43的根部。同样地，在物理量传感器300中，能抑制应力集中到梁部41、42、44、45、46的根部。
此外，虽未图示，但在物理量传感器300中，如图9所示的物理量传感器200那样，支承部30可以具有止动部210、212、214、216。
4.电子设备
接着，参照附图说明本实施方式的电子设备。图11是本实施方式的电子设备1000的功能框图。
电子设备1000包括本发明的物理量传感器。以下，作为本发明的物理量传感器，说明包括物理量传感器100的情况。
电子设备1000还包括运算处理装置(CPU)1020、操作部1030、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)1040、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)1050、通信部1060、显示部1070。此外，本实施方式的电子设备可以为省略或变更图11的构成要素(各部)的一部分或者附加其它构成要素的构成。
运算处理装置1020根据ROM1040等中存储的程序进行各种计算处理、控制处理。具体地，运算处理装置1020进行与物理量传感器100的输出信号、来自操作部1030的操作信号相应的各种处理、为了与外部装置进行数据通信而控制通信部1060的处理、发送用于使显示部1070显示各种信息的显示信号的处理等。
操作部1030是由操作键、按键开关等构成的输入装置，将与用户的操作相应的操作信号输出到运算处理装置1020。
ROM1040存储有运算处理装置1020用于进行各种计算处理、控制处理的程序、数据等。
RAM1050用作运算处理装置1020的作业区域，临时存储从ROM1040读出的程序或数据、从物理量传感器100输入的数据、从操作部1030输入的数据、运算处理装置1020根据各种程序执行的运算结果等。
通信部1060进行用于使运算处理装置1020和外部装置之间建立数据通信的各种控制。
显示部1070是由LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等构成的显示装置，基于从运算处理装置1020输入的显示信号来显示各种信息。可以在显示部1070设有作为操作部1030发挥功能的触摸面板。
作为这种电子设备1000，可考虑各种电子设备，例如可举出个人计算机(例如移动型个人计算机、膝上型个人计算机、平板型个人计算机)、智能电话、便携电话等移动终端、数码相机、喷墨式喷出装置(例如喷墨打印机)、路由器、开关等存储区域网络设备、局域网设备、移动终端基站用设备、电视机、摄像机、录像机、车载导航装置、实时时钟装置、寻呼机、电子记事本(还包含带通信功能的)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、游戏用控制器、文字处理器、工作站、视频电话、防盗用电视监视器、电子双筒镜、POS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)、鱼群探测器、各种测定设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器、头戴式显示器、运动追踪、运动跟踪、运动控制器、PDR(步行者位置方位计测)等。
图12是表示作为电子设备1000的一例的智能电话的外观的一例的图。作为电子设备1000的智能电话作为操作部1030具备按键，作为显示部1070具备LCD。
图13是表示作为电子设备1000的一例的手腕装配型便携式设备(可佩戴设备)的外观的一例的图。作为电子设备1000的可佩戴设备作为显示部1070而具备LCD。可以在显示部1070设有作为操作部1030发挥功能的触摸面板。
另外，作为电子设备1000的便携式设备例如具备GPS接收器(GPS：GlobalPositioning System：全球定位系统)等位置传感器，能计测用户的移动距离、移动轨迹。
5.移动体
接着，参照附图说明本实施方式的移动体。图14是作为本实施方式的移动体1100而示意性示出汽车的立体图。
本实施方式的移动体包括本发明的物理量传感器。以下，作为本发明的物理量传感器，说明包括物理量传感器100的移动体。
本实施方式的移动体1100还包括发动机系统、制动器系统、无钥门禁系统等进行各种控制的控制器1120、控制器1130、控制器1140、电池1150以及备用电池1160。此外，本实施方式的移动体1100既可以省略或变更图14所示的构成要素(各部)的一部分，也可以附加其它构成要素。
作为这种移动体1100，可考虑各种移动体，例如可举出汽车(也包括电动汽车)、喷气式飞机或直升机等飞机、船舶、火箭、人造卫星等。
上述的实施方式和变形例是一例，不限于上述内容。例如，还能适当地组合各实施方式和各变形例。
本发明包括与在实施方式中说明的构成实质上相同的构成(例如功能、方法和结果相同的构成或者目的和效果相同的构成)。另外，本发明包括将实施方式中说明的构成中非实质性部分置换后的构成。另外，本发明包括能起到与在实施方式中说明的构成相同作用效果的构成或能达到相同目的的构成。另外，本发明包括对在实施方式中说明的构成附加公知技术后的构成。

Claims (12)

1.一种物理量传感器，其特征在于，当将相互正交的三个轴设为X轴、Y轴及Z轴时，具备：
基板；
可动体，在所述Z轴方向上与所述基板隔着间隙相对，并设有开口部；以及
支承部，支承所述可动体，在从所述Z轴方向的俯视下配置于所述开口部中，
所述支承部具备：
第一固定部和第二固定部，固定于所述基板，并沿着所述X轴配置；
第一梁部和第二梁部，将所述第一固定部和所述第二固定部连接，并相互分开设置；
第三梁部，俯视下将所述第一梁部和所述可动体连接，并沿着所述Y轴；以及
第四梁部，俯视下将所述第二梁部和所述可动体连接，并沿着所述Y轴，
所述可动体能够以所述第三梁部和所述第四梁部作为旋转轴位移，并且由所述第一固定部和所述第二固定部以及所述第一梁部和所述第二梁部确定其他开口部(36)。
2.根据权利要求1所述的物理量传感器，其特征在于，
所述第一固定部和所述第三梁部之间的沿着所述X轴的最短距离小于所述第一固定部和所述第一梁部的连接部之间的最短距离，所述第一梁部的连接部与所述第三梁部连接，
所述第二固定部和所述第三梁部之间的沿着所述X轴的最短距离小于所述第二固定部和所述连接部之间的沿着所述X轴的最短距离。
3.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其特征在于，
所述第一梁部和所述第二梁部能够位移。
4.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其特征在于，
所述可动体在所述俯视下以所述旋转轴作为交界，具备：
第一可动部，位于所述X轴方向上的一侧；
第二可动部，位于所述X轴方向上的另一侧；以及
第五梁部和第六梁部，将所述第一可动部和所述第二可动部连接，
所述开口部在所述俯视下配置在所述第五梁部和所述第六梁部之间，
所述第三梁部将所述第一梁部和所述第五梁部连接，
所述第四梁部将所述第二梁部和所述第六梁部连接。
5.根据权利要求4所述的物理量传感器，其特征在于，
所述第五梁部和所述第六梁部能够位移。
6.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其特征在于，
所述第一固定部具备凸状的第一止动部，所述第一止动部在所述俯视下设于与所述第三梁部侧相反的一侧，
所述第一止动部和所述可动体之间的沿着所述X轴的最短距离小于所述第二固定部和所述第三梁部之间的沿着所述X轴的最短距离。
7.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其特征在于，
所述第一固定部具备凸状的第二止动部，所述第二止动部在所述俯视下位于所述第三梁部侧，
所述第二止动部和所述可动体之间的沿着所述X轴的最短距离小于所述第一固定部和所述第三梁部之间的沿着所述X轴的最短距离。
8.一种电子设备，其特征在于，具备：
权利要求1所述的物理量传感器；
运算处理装置，基于来自所述物理量传感器的输出信号，进行运算处理；以及
显示部，根据所述运算处理装置的控制来显示信息。
9.一种便携式电子设备，其特征在于，具备：
权利要求1所述的物理量传感器；
运算处理装置，基于来自所述物理量传感器的输出信号，进行运算处理；
通信部，与外部进行数据通信；
操作部，向所述运算处理装置发送操作信号；以及
显示部，根据所述运算处理装置的控制来显示信息。
10.根据权利要求9所述的便携式电子设备，其特征在于，
所述便携式电子设备还具备GPS接收器，
计测用户的移动距离和移动轨迹中的至少任一个。
11.一种移动体，其特征在于，具备权利要求1所述的物理量传感器。
12.根据权利要求11所述的移动体，其特征在于，
所述移动体还具备：
发动机系统、制动系统以及无钥门禁系统中的至少任一种系统；以及
控制器，基于来自所述物理量传感器的输出信号，控制所述系统。
CN201810213123.1A 2017-03-27 2018-03-15 物理量传感器、电子设备、便携式电子设备及移动体 Active CN108663539B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017061701A JP6911444B2 (ja) 2017-03-27 2017-03-27 物理量センサー、電子機器、および移動体
JP2017-061701 2017-03-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108663539A CN108663539A (zh) 2018-10-16
CN108663539B true CN108663539B (zh) 2021-12-21

Family

ID=61800356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810213123.1A Active CN108663539B (zh) 2017-03-27 2018-03-15 物理量传感器、电子设备、便携式电子设备及移动体

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10788510B2 (zh)
EP (1) EP3382403B1 (zh)
JP (1) JP6911444B2 (zh)
CN (1) CN108663539B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6930396B2 (ja) 2017-11-28 2021-09-01 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、携帯型電子機器および移動体
JP2020118609A (ja) * 2019-01-25 2020-08-06 セイコーエプソン株式会社 慣性センサー、電子機器および移動体
JP2021021676A (ja) * 2019-07-30 2021-02-18 セイコーエプソン株式会社 慣性センサー、電子機器および移動体
JP7383978B2 (ja) * 2019-10-23 2023-11-21 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
JP7419866B2 (ja) * 2020-02-19 2024-01-23 セイコーエプソン株式会社 慣性センサー、電子機器、及び移動体

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6230567B1 (en) * 1999-08-03 2001-05-15 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Low thermal strain flexure support for a micromechanical device
EP2175280A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-14 Honeywell International Inc. Mounting system for torsional suspension of a mems device
CN102313820A (zh) * 2010-05-26 2012-01-11 精工爱普生株式会社 元件结构体、惯性传感器以及电子设备
JP2012181030A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 静電容量型加速度センサ
CN103292830A (zh) * 2012-03-02 2013-09-11 精工爱普生株式会社 物理量传感器和电子设备
CN103713158A (zh) * 2012-10-02 2014-04-09 雅马哈株式会社 加速度传感器
CN103712612A (zh) * 2012-09-28 2014-04-09 意法半导体股份有限公司 加速度和角速度谐振检测集成结构及相关mems传感器设备
CN106290984A (zh) * 2015-06-23 2017-01-04 美国亚德诺半导体公司 具有偏侈补偿的z-轴加速度计
JP2017020886A (ja) * 2015-07-10 2017-01-26 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

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5852437B2 (ja) 1976-09-13 1983-11-22 東芝テック株式会社 モ−タの速度制御方法
JPH10125935A (ja) * 1996-10-15 1998-05-15 Nippon Motorola Ltd 可動容量構造体の製造方法及び可動容量構造体
DE10000368A1 (de) 2000-01-07 2001-07-12 Bosch Gmbh Robert Mikromechanische Struktur, insbesondere für einen Beschleunigungssensor oder Drehratensensor, und entsprechendes Herstellungsverfahren
US20050009109A1 (en) 2003-07-08 2005-01-13 Stanford University Fluorophore compounds and their use in biological systems
US6935175B2 (en) 2003-11-20 2005-08-30 Honeywell International, Inc. Capacitive pick-off and electrostatic rebalance accelerometer having equalized gas damping
JP4654668B2 (ja) * 2004-03-12 2011-03-23 パナソニック電工株式会社 ジャイロセンサおよびそれを用いたセンサ装置
US8539836B2 (en) 2011-01-24 2013-09-24 Freescale Semiconductor, Inc. MEMS sensor with dual proof masses
JP2013011550A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Seiko Epson Corp 物理量センサー、物理量検出デバイス
JP5962900B2 (ja) * 2012-04-02 2016-08-03 セイコーエプソン株式会社 物理量センサーおよび電子機器
JP5935986B2 (ja) * 2012-04-06 2016-06-15 セイコーエプソン株式会社 物理量センサーおよび電子機器
JP6146566B2 (ja) 2013-08-06 2017-06-14 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
JP6146565B2 (ja) 2013-08-06 2017-06-14 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
JP2015072188A (ja) * 2013-10-03 2015-04-16 セイコーエプソン株式会社 物理量検出素子、および物理量検出装置、電子機器、移動体
JP6451076B2 (ja) * 2014-05-01 2019-01-16 セイコーエプソン株式会社 機能素子、物理量センサー、電子機器及び移動体
US9810712B2 (en) 2014-08-15 2017-11-07 Seiko Epson Corporation Physical quantity sensor, physical quantity sensor device, electronic equipment, and moving body
JP6464608B2 (ja) 2014-08-19 2019-02-06 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
WO2016039034A1 (ja) * 2014-09-09 2016-03-17 株式会社村田製作所 Ｍｅｍｓ構造体、加速度センサ

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6230567B1 (en) * 1999-08-03 2001-05-15 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Low thermal strain flexure support for a micromechanical device
EP2175280A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-14 Honeywell International Inc. Mounting system for torsional suspension of a mems device
CN102313820A (zh) * 2010-05-26 2012-01-11 精工爱普生株式会社 元件结构体、惯性传感器以及电子设备
JP2012181030A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 静電容量型加速度センサ
CN103292830A (zh) * 2012-03-02 2013-09-11 精工爱普生株式会社 物理量传感器和电子设备
CN103712612A (zh) * 2012-09-28 2014-04-09 意法半导体股份有限公司 加速度和角速度谐振检测集成结构及相关mems传感器设备
CN103713158A (zh) * 2012-10-02 2014-04-09 雅马哈株式会社 加速度传感器
CN106290984A (zh) * 2015-06-23 2017-01-04 美国亚德诺半导体公司 具有偏侈补偿的z-轴加速度计
JP2017020886A (ja) * 2015-07-10 2017-01-26 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

Also Published As

Publication number Publication date
US20180275163A1 (en) 2018-09-27
JP6911444B2 (ja) 2021-07-28
EP3382403A1 (en) 2018-10-03
CN108663539A (zh) 2018-10-16
US11181546B2 (en) 2021-11-23
EP3382403B1 (en) 2019-10-02
US20200393489A1 (en) 2020-12-17
US10788510B2 (en) 2020-09-29
JP2018163120A (ja) 2018-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108663539B (zh) 物理量传感器、电子设备、便携式电子设备及移动体
US11292714B2 (en) Physical quantity sensor manufacturing method, physical quantity sensor, electronic device, and vehicle
CN108663541B (zh) 物理量传感器、电子设备、便携式电子设备以及移动体
US9764940B2 (en) Electronic device, electronic apparatus, and moving object
US20160146605A1 (en) Gyro sensor, electronic apparatus, and moving body
JP6206650B2 (ja) 機能素子、電子機器、および移動体
JP6655281B2 (ja) 物理量センサー、電子機器および移動体
US10627234B2 (en) Gyro sensor, electronic apparatus, and vehicle
JP6766861B2 (ja) 物理量センサー、電子機器および移動体
JP6464608B2 (ja) 物理量センサー、電子機器および移動体
JP2021032801A (ja) 慣性センサーユニット、電子機器、及び移動体
CN112325870B (zh) 陀螺仪传感器、电子设备及移动体
JP2016176894A (ja) 慣性センサー、電子機器、および移動体
JP6665950B2 (ja) 物理量センサー、電子機器および移動体
JP2016161531A (ja) 物理量センサー、電子機器、および移動体
CN112747740A (zh) 物理量传感器、电子设备及移动体
JP2016176825A (ja) 物理量センサーおよびその製造方法、電子機器、ならびに移動体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant